专题03 四边形(期中真题汇编,江苏专用)八年级数学下学期
2026-04-13
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2份
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65页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 初中数学苏科版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 小结与思考 |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 四边形 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.50 MB |
| 发布时间 | 2026-04-13 |
| 更新时间 | 2026-04-13 |
| 作者 | 一只会做课件的猫 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期中真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-04-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57321006.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题03 四边形
4大高频考点概览
考点01 特殊四边形的判定与证明
考点02 平行四边形中的综合计算
考点03 四边形中的中点、折叠问题
考点04 四边形中的动点与最值问题
地 城
考点01
特殊四边形的判定与证明
一、选择题
1.(2025春•无锡市江阴市校级月考)在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,再添加一个条件,仍不能判定四边形ABCD是正方形的是( )
A.AB=AD B.OA=OB C.AC=BD D.DC⊥BC
二、填空题
2.(2025春•徐州市校级月考)四边形ABCD中,AB∥CD,AB=3,当CD= 时,这个四边形是平行四边形.
3.(2025秋•扬州市仪征市期末)如图,四边形ABCD中,AB∥CD,AC=BD,请添加一个条件 ,使四边形ABCD是矩形.
4.(2025春•泰州市兴化市校级月考)如图,点E,F分别是AD,BC的中点,点M,N分别是AC,BD的中点,顺次连接EM,MF,FN,NE,若四边形ENFM是矩形,则AB与CD满足的条件是 .
5.(2025春•泰兴市期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,正方形ABCD的顶点A,B分别在x轴负半轴、y轴正半轴上,C,D两点在第二象限内,过点C作CF⊥x轴于点F,交对角线BD于点E,连接AE,若要求出△AEF的周长,则只需要知道的条件是 .从①点A的坐标;②点B的坐标;③点A,B的坐标这3个条件中,选一个填入.(填序号即可)
三、解答题
6.(2025•扬州市仪征市校级三模)如图,在四边形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,∠ABD=∠CDB,BE⊥AC于点E,DF⊥AC于点F,且BE=DF.
(1)求证:四边形ABCD是平行四边形;
(2)若AB=BO,当∠ABE等于多少度时,四边形ABCD是矩形?
7.(2025•南京市模拟)如图,▱ABCD对角线AC,BD相交于点O,过点D作DE∥AC且DE=OC,连接CE,OE,OE=CD.
(1)求证:▱ABCD是菱形;
(2)若AB=4,∠ABC=60°,求AE的长.
8.(2025•扬州市邗江区模拟)如图,在▱ABCD中,线段BC的垂直平分线EO交AD于点E,交BC于点O,连接BE,CE,过点C作CF∥BE,交EO的延长线于点F,连接BF.
(1)证明:四边形BECF为菱形;
(2)若AD=12,CE=10,求四边形BFCE的面积.
9.(2025•苏州市工业园区校级模拟)如图,将两块完全相同的含有30°角的直角三角尺ABC、DEF在同一平面内按如图方式摆放,其中点A、E、B、D在同一直线上,连接AF、CD.
(1)求证:四边形AFDC是平行四边形;
(2)若四边形ACDF是菱形,求∠BCD的度数.
10.(2025春•南京市鼓楼区校级期中)如图,在四边形ABCD中,AB∥DC,对角线AC,BD交于点O,AC垂直平分BD,过点C作CE⊥AB交AB的延长线于点E,连接OE.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若,BD=2,求OE的长.
11.(2025•南京市建邺区校级模拟)(1)如图1,四边形ABCD是平行四边形,G、H是对角线AC的三等分点.求证:四边形BHDG是平行四边形.
(2)如图2,四边形ABCD中,G、H是对角线AC的三等分点,延长DG、DH,分别与AB、BC交于E、F,若E、F分别是AB、BC的中点.求证:四边形ABCD是平行四边形.
12.(2025春•南京市江宁区校级月考)如图,在△OAB中,∠1=∠2.延长AO至点C,且AO=CO,延长BO至点D,且BO=DO,顺次连接BC,CD,DA得到四边形ABCD.
(1)补全图形;
(2)所得四边形ABCD为(从①矩形;②菱形;③正方形中选择,只填写序号即可),请说明理由.
地 城
考点02
平行四边形中的综合计算
一、选择题
1.(2025春•江苏省校级月考)如图,点P是矩形ABCD的对角线AC上一点,过点P作EF∥BC,分别交AB、CD于点E、F,连接PB、PD.若图中阴影部分的面积为8,则AE•PF的值为( )
A.4 B.8 C.16 D.32
2.(2025春•南京市雨花区校级期末)如图,在平行四边形ABCD中,∠BAD的平分线和∠CDA的平分线交于BC上一点E,若AB=2,AE=3,则DE的长为( )
A.5 B. C. D.2.5
3.(2025春•淮安市淮阴区校级月考)如图,在矩形ABCD中,AC、BD交于点O,∠AOD=110°,则∠OAD大小是( )
A.55° B.35° C.45° D.20°
4.(2025春•镇江市句容市期中)如图,菱形ABCD中,E,F分别是AD,BD的中点,若EF=2,则菱形ABCD的周长为( )
A.12 B.16 C.20 D.24
5.(2025春•南京市鼓楼区校级期中)如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,点G是AB的中点,若OG=2.5,BD=8,则菱形ABCD的面积是( )
A.48 B.36 C.24 D.18
6.(2025春•苏州市工业园区校级期中)如图,两条宽都为1cm的纸条交叉成60°角重叠在一起,则重叠四边形的面积为( )cm2.
A. B. C. D.
7.(2025春•南京市建邺区校级期中)如图,在矩形ABCD中,AB=2,AE垂直平分OB于点E,则BC的长为( )
A. B. C.4 D.2
二、解答题
8.(2025春•苏州市姑苏区校级月考)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,过点D作DE∥AC,且DEAC,连接AE、CE.
(1)求证:四边形OCED为矩形;
(2)若菱形ABCD的边长为3,∠BCD=60°,求AE的长.
9.(2025春•南京市鼓楼区校级月考)如图1,在四边形ABCD中,AB=CD,∠B=∠D.在此条件下,对它“强化条件”,分别得到图1的3个命题.
(1)命题1的证明思路如下,在图1中连接AC,BD,并填充证明框图.
① ;
② ;
③ .
(2)命题2是真命题,请在图2中完成证明.
(3)命题3是假命题,请画出反例并解释反例存在的合理性.
10.(2025春•南京市鼓楼区校级月考)【教材原题】如图①,在四边形ABCD中,AD=BC,P是对角线BD的中点,M是DC的中点,N是AB的中点.求证:∠PMN=∠PNM.
【应用】如图②,连结图①中的AC,并取AC中点Q,连结MQ、NQ.
(1)若AD=8,则四边形PMQN的周长为 .
(2)若AD=4,且∠DAB+∠ABC=90°,则四边形PMQN的面积为 .
11.(2025春•南通市启东市期中)图1是某小区倾斜式停车位,图2是车位示意图,工人在绘制时保证AD=BC,∠A=60°,∠B=120°.
(1)请判断四边形ABCD的形状,并说明理由;
(2)若AD为6米,AB为2.8米,求停车位ABCD的面积.
地 城
考点03
四边形中的中点、折叠问题
一、填空题
1.(2025春•扬州市海陵区校级月考)如图,在△ABC中,AB=6,AC=9,AD为BC边上的中线,AE为∠BAC的角平分线,过点B作BF⊥AE于点F,连接DF,则线段DF的长为 .
2.(2025春•扬州市邗江区校级期中)如图,在菱形ABCD中,E为BC中点,F是AD的中点,EF交对角线BD于点O,连结FC,取OB中点M,取CF中点N,连结MN,若∠A=60°,AB=2,则MN的长度为 .
3.(2025春•苏州校级期中)如图,在平行四边形ABCD中,点O、E分别是AC、AD的中点,连接OE,若AB=6,则OE的长为 .
4.(2025春•扬州市江都区校级月考)如图,矩形ABCD中,AB=4,AD=6,点E是AD边上的中点,P是AB边上的一动点,M、N分别是PE、PC的中点,则线段MN的长为 .
5.(2025春•徐州校级月考)如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,BF是AC边上的中线,DE是△ABC的中位线,若DE=6,则BF的长为
6.(2025春•无锡市锡山区校级期中)如图,在四边形ABCD中,∠ADC=90°,∠BAD=60°,连接AC使AC平分∠BAD,AB=AC=3,E、F分别为AC、BC的中点,连接DE、EF、FD,则FD= .
7.(2025春•南京市鼓楼区校级期末)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,D、E分别为CA、CB的中点,AF平分∠BAC,交DE于点F,若AC=3,BC=4,则EF的长为 .
8.(2025春•扬州市期末)如图,在矩形ABCD中,对角线AC和BD相交于点O,∠BAC=50°,E是射线CB上一点,将△COE沿OE翻折得△FOE,当OF∥AB时,∠OEB的度数为 .
二、解答题
9.(2025春•无锡市江阴市校级月考)如图1,在▱ABCD中,AC与BD相交于点O,点E为AB的中点,连接CE交BD于点F.
(1)求证:BF=2OF,CF=2EF;
(2)如图2,点P为DF的中点,连接AF、AP、CP,判断四边形AFCP的形状,并证明你的结论.
10.(2025春•盐城市期末)综合与实践:小丰学习了第十八章《平行四边形》后,在复习题中做了一道关于“中点四边形”的问题.定义:顺次连接任意一个四边形各边中点所得到的四边形叫做中点四边形.小丰进一步思考,提出问题:“中点四边形的形状由原图形的什么因素决定?”并进行如下的画图探究过程,请你一起完成.
(1)作图与操作:如图1,画任意四边形ABCD,用刻度尺取四边中点E,F,G,H并顺次连接,得到四边形EFGH.请你画出图2、图3、图4中四边形ABCD的中点四边形EFGH(用刻度尺度量画图即可);
(2)观察与猜想:中点四边形的形状由原四边形的对角线的数量关系和位置关系决定.请填写下表:
图形
原四边形对角线AC与BD
中点四边形的形状
图1
既不相等,也不垂直
平行四边形
图2
AC=BD,但AC与BD不垂直
图3
AC≠BD,AC⊥BD
图4
AC=BD,AC⊥BD
(3)证明与表达:根据表中对图2,图3,图4的画图和猜想,选择其中一个进行证明.(写出已知,求证,再证明)
选择图 ,已知:四边形ABCD中,E,F,G,H是四边的中点, .求证:四边形EFGH是 .
11.(2025春•无锡市江阴市校级月考)如图,矩形ABCD中,AB=6,AD=2,E是边CD上一点(与C、D不重合).四边形ABCE关于直线AE的对称图形为四边形AEMN.
(1)若CE=2,AN与CD交于点F,求△AEF的面积;
(2)如图,ME的延长线交AB于点P,设DE=x(0<x<2),求△APE的面积S.(用含x代数式表示)
地 城
考点04
四边形中的动点与最值问题
一、选择题
1.(2025春•盐城市校级期中)如图,正方形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,过点O作射线OM、ON,分别交CD、BC于点E、F(点E不与C、D重合),且∠EOF=90°,连接EF,给出下列结论,其中不一定成立的是( )
A.△COE≌△BOF B.EF平分∠OEC
C.BF=CE D.S四边形OFCE=S△OBC
2.(2025春•无锡市锡山区校级期中)正方形ABCD边长为4,AB上有一动点E,以EC为边作矩形ECFG,且边FG过点D,在点E从点A移动到点B的过程中,矩形ECFG的面积的最大值与最小值的和为( )
A.32 B.8 C.16 D.64
3.(2025春•苏州市校级期中)如图,四边形ABCD是矩形,AB=3,△AEF是等边三角形,且点F在射线AB上,点E在射线AC上,点G是EF的中点,连接CG,则CG长度的最小值为( )
A.3 B. C. D.
2、 填空题
4.(2025春•扬州市海陵区校级月考)如图,在锐角△ABC中,∠BAC=45°,AD⊥BC于点D.若BD=a,AD=b,则CD的长为 .(用含有a,b的代数式表示)
5.(2025春•南京市期中)如图,已知AB=10,P为线段AB上的一个动点,分别以AP,PB为边在AB的同侧作菱形APCD和菱形PBFE,点P,C,E在一条直线上,∠DAP=60°,M,N分别是对角线AC,BE的中点.当点P在线段AB上移动时,点MN之间的距离最短为 .
6.(2025春•泰州市兴化市期中)如图,矩形ABCD中,AC与BD交于点O,分别在OD和CB上取点M、N,使得OM=CN,若AC=2AB=4,则MN的最小值为 .
7.(2025春•苏州市校级月考)如图,在Rt△ABC中,∠BCA=90°,点P为斜边AB上一动点,过点P作PD⊥BC,PE⊥AC,垂足分别为D,E,连接DE.若AB=13,BC=12,则DE的最小值 .
8.(2025春•南京市鼓楼区校级期末)在边长为8的菱形ABCD中,∠DAB=60°,点E从点A沿着边AD向终点D运动,同时,点F以相同的速度从点D沿着边DC向终点C运动,在此运动过程中,点E与点F距离的最小值是 .
9.(2025春•无锡市江阴市校级月考)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AD=12cm,BC=15cm.点P自点A向点D以1cm/s的速度运动,到点D即停止;点Q自点C向点B以2cm/s的速度运动,到点B即停止,直线PQ将四边形ABCD分成两个新四边形.若当点P、Q同时出发ts后,其中一个新四边形为平行四边形,则t的值为 .
三、解答题
10.(2025春•南京市建邺区校级期中)如图,P为菱形ABCD的对角线AC上的一个定点,Q为AD边上的一个动点,AP的垂直平分线分别交AB,AP于点E,G,∠DAB=30°,若PQ的长的最小值为,求AE的长.
11.(2025春•镇江市期中)如图,在三角形ABC中,点O是AC边上的一个动点,过点O作直线MN平行于BC,设MN交∠ACB的角平分线于点E,交∠ACB的外角平分线于F.
(1)求证:OE=OF;
(2)当点O在边AC上运动到什么位置时,四边形AECF是矩形?并说明理由.
12.(2025春•扬州市高邮市月考)如图,在△ABC中,点O是边AC上一个动点,过O作直线MN∥BC,设MN交∠ACB的平分线于点E,交△ABC的外角∠ACD的平分线于点F.
(1)探究线段EF与OC的数量关系并说明理由.
(2)当点O运动到何处,且△ABC满足什么条件时,四边形AECF是正方形?请说明理由.
(3)当点O在边AC上运动时,四边形BCFE 是菱形或正方形(填“可能”或“不可能”).请说明理由.
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专题03 四边形
4大高频考点概览
考点01 特殊四边形的判定与证明
考点02 平行四边形中的综合计算
考点03 四边形中的中点、折叠问题
考点04 四边形中的动点与最值问题
地 城
考点01
特殊四边形的判定与证明
一、选择题
1.(2025春•无锡市江阴市校级月考)在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,再添加一个条件,仍不能判定四边形ABCD是正方形的是( )
A.AB=AD B.OA=OB C.AC=BD D.DC⊥BC
【答案】A
【分析】由菱形的性质和正方形的判定分别对各个选项进行判断即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=AD,OA=OCAC,OB=ODBD,
A、AB=AD时,不能判定菱形ABCD是正方形,故选项A符合题意;
B、∵OA=OB,
∴AC=BD
∴菱形ABCD是正方形,故选项B不符合题意;
C、∵四边形ABCD是菱形,
∴AC=BD,
∴菱形ABCD是正方形,故选项C不符合题意;
D、∵DC⊥BC,
∴∠BCD=90°,
∴菱形ABCD是正方形,故选项D不符合题意;
故选A.
二、填空题
2.(2025春•徐州市校级月考)四边形ABCD中,AB∥CD,AB=3,当CD= 时,这个四边形是平行四边形.
【答案】3
【分析】直接利用平行四边形的判定方法得出AB=CD时可得出这个四边形是平行四边形即可得出答案.
【详解】解:∵当AB=CD,AB∥CD时,四边形ABCD是平行四边形,
∴当CD=AB=3时,这个四边形是平行四边形.
故答案为3
3.(2025秋•扬州市仪征市期末)如图,四边形ABCD中,AB∥CD,AC=BD,请添加一个条件 ,使四边形ABCD是矩形.
【答案】AB=CD(答案不唯一)
【分析】先证四边形ABCD是平行四边形,再由矩形的判定定理即可得到结论.
【详解】解:添加一个条件为:AB=CD,使四边形ABCD是矩形.理由如下:
∵AB=CD,AB∥CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AC=BD,
∴平行四边形ABCD是矩形,
故答案为AB=CD(答案不唯一).
4.(2025春•泰州市兴化市校级月考)如图,点E,F分别是AD,BC的中点,点M,N分别是AC,BD的中点,顺次连接EM,MF,FN,NE,若四边形ENFM是矩形,则AB与CD满足的条件是 .
【答案】AB⊥CD
【分析】根据矩形的性质可得MF⊥ME,根据三角形中位线的性质可得MF∥AB,ME∥CD,即可得出AB⊥CD.
【详解】解:∵四边形ENFM是矩形,
∴MF⊥ME,
∵点E,F分别是AD,BC的中点,点M,N分别是AC,BD的中点,
∴MF是△ABC的中位线,ME是△ACD的中位线,
∴MF∥AB,ME∥CD,
∴AB⊥ME,
∵ME∥CD,
∴AB⊥CD,
故答案为AB⊥CD.
5.(2025春•泰兴市期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,正方形ABCD的顶点A,B分别在x轴负半轴、y轴正半轴上,C,D两点在第二象限内,过点C作CF⊥x轴于点F,交对角线BD于点E,连接AE,若要求出△AEF的周长,则只需要知道的条件是 .从①点A的坐标;②点B的坐标;③点A,B的坐标这3个条件中,选一个填入.(填序号即可)
【答案】②
【分析】过点C作CH⊥y轴于点H,设点A的坐标为(﹣a,0),点B的坐标为(0,b),其中a>0,b>0,证明四边形CFOH是矩形得CF=OH,OF=CH,再证明△ABE和△CBE全等得AE=CE,则AE+EF=OH,再证明△AOB和△BHC全等得OA=BH=a,OB=CH=b,则OF=CH=b,OH=a+b,进而得AE+EF=OH=a+b,AF=b﹣a,继而得△AEF的周长为AE+EF+AF=2b,由此即可得出答案.
【详解】解:过点C作CH⊥y轴于点H,如图所示:
设点A的坐标为(﹣a,0),点B的坐标为(0,b),其中a>0,b>0,
∴OA=a,OB=b,
∵CF⊥x轴,
∴∠EFO=∠FOH=∠CHO=90°,
∴四边形CFOH是矩形,
∴CF=OH,OF=CH,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABC=90°,∠ABE=∠ABE=45°,
在△ABE和△CBE中,
,
∴△ABE≌△CBE(SAS),
∴AE=CE,
∴AE+EF=CE+EF=CF=OH,
∵∠AOB=∠BHC=90°,
∴∠OAB+∠OBA=90°,
∵∠ABC=90°,
∴∠OBA+∠HBC=90°,
∴∠OAB=∠HBC,
在△AOB和△BHC中,
,
∴△AOB≌△BHC(AAS),
∴OA=BH=a,OB=CH=b,
∴OF=CH=b,OH=BH+OB=a+b,
∴AE+EF=OH=a+b,AF=OF﹣OA=b﹣a,
∴△AEF的周长为:AE+EF+AF=a+b+b﹣a=2b,
∴若要求出△AEF的周长,则只需要知道的点B的坐标即可.
故答案为②.
三、解答题
6.(2025•扬州市仪征市校级三模)如图,在四边形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,∠ABD=∠CDB,BE⊥AC于点E,DF⊥AC于点F,且BE=DF.
(1)求证:四边形ABCD是平行四边形;
(2)若AB=BO,当∠ABE等于多少度时,四边形ABCD是矩形?
【分析】(1)由∠ABD=∠CDB得出AB∥CD,再证明△ABE≌△CDF(AAS)得出AB=CD,即可得证;
(2)证明△ABO是等边三角形,得出AO=BO,结合平行四边形的性质得出AC=BD,即可得证.
【详解】(1)证明:∵∠ABD=∠CDB,
∴AB∥CD,
∴∠BAE=∠CDF,
∵BE⊥AC于点E,DF⊥AC于点F,
∴∠AEB=∠CFD=90°,
在△ABE和△CDF中,
,
∴△ABE≌△CDF(AAS),
∴AB=CD,
∴四边形ABCD是平行四边形;
(2)解:当∠ABE=30°时,四边形ABCD是矩形,理由如下:
∵AB=BO,BE⊥AO,
∴∠ABO=2∠ABE=60°,
∴△ABO是等边三角形,
∴AO=BO,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AC=2AO,BD=2BO,
∴AC=BD,
∴四边形ABCD是矩形.
7.(2025•南京市模拟)如图,▱ABCD对角线AC,BD相交于点O,过点D作DE∥AC且DE=OC,连接CE,OE,OE=CD.
(1)求证:▱ABCD是菱形;
(2)若AB=4,∠ABC=60°,求AE的长.
【分析】(1)先证四边形OCED是平行四边形.再证平行四边形OCED是矩形,则∠COD=90°,得AC⊥BD,然后由菱形的判定即可得出结论;
(2)证△ABC是等边三角形,得AC=AB=4,再由勾股定理得OD=2,然后由矩形的在得CE=OD=2,∠OCE=90°,即可解决问题.
【详解】(1)证明:∵DE∥AC,DE=OC,
∴四边形OCED是平行四边形.
∵OE=CD,
∴平行四边形OCED是矩形,
∴∠COD=90°,
∴AC⊥BD,
∴▱ABCD是菱形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC,CD=AB=BC=4,AC⊥BD,
∵∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴AC=AB=4,
∴OA=OC=2,
在Rt△OCD中,由勾股定理得:OD2,
由(1)可知,四边形OCED是矩形,
∴CE=OD=2,∠OCE=90°,
∴AE2,
即AE的长为2.
8.(2025•扬州市邗江区模拟)如图,在▱ABCD中,线段BC的垂直平分线EO交AD于点E,交BC于点O,连接BE,CE,过点C作CF∥BE,交EO的延长线于点F,连接BF.
(1)证明:四边形BECF为菱形;
(2)若AD=12,CE=10,求四边形BFCE的面积.
【分析】(1)根据线段垂直平分线的性质得到BO=CO,∠BEO=∠COF=90°,根据平行线的性质得到∠EBO=∠FCO,根据全等三角形的性质得到BE=CF,推出四边形BECF是平行四边形,根据菱形的判定定理得到结论;
(2)根据平行四边形的性质得到BC=AD=12,求得OC,根据勾股定理得到OE8,于是得到四边形BFCE的面积16×12=96.
【详解】(1)证明:∵EF垂直平分BC,
∴BO=CO,∠BEO=∠COF=90°,
∵CF∥BE,
∴∠EBO=∠FCO,
∴△BOE≌△COF(ASA),
∴BE=CF,
四边形BECF是平行四边形,
∵EF垂直平分BC,
∴BE=CE,
∴四边形BECF为菱形;
(2)解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BC=AD=12,
∴OC,
∴OE8,
∴四边形BFCE的面积16×12=96.
9.(2025•苏州市工业园区校级模拟)如图,将两块完全相同的含有30°角的直角三角尺ABC、DEF在同一平面内按如图方式摆放,其中点A、E、B、D在同一直线上,连接AF、CD.
(1)求证:四边形AFDC是平行四边形;
(2)若四边形ACDF是菱形,求∠BCD的度数.
【分析】(1)由题意得:△ABC≌△DEF,推出AC=DF,∠CAB=∠FDE,得AC∥DF,即可求证;
(2)由题意得CA=CD,推出∠CDA=∠CAD=30°,即可求解;
【详解】(1)证明:将两块完全相同的含有30°角的直角三角尺ABC、DEF在同一平面内按如图方式摆放,
△ABC≌△DEF,
∴AC=DF,∠CAB=∠FDE,
∴AC∥DF,
∴四边形AFDC是平行四边形;
(2)解:若四边形ACDF是菱形,则CA=CD,
∴∠CDA=∠CAD=30°,
∴∠ACD=180°﹣∠CDA﹣∠CAD=120°,
∴∠BCD=∠ACD﹣∠ACB=30°.
10.(2025春•南京市鼓楼区校级期中)如图,在四边形ABCD中,AB∥DC,对角线AC,BD交于点O,AC垂直平分BD,过点C作CE⊥AB交AB的延长线于点E,连接OE.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若,BD=2,求OE的长.
【分析】(1)根据线段垂直平分线的性质得出AB=AD,证明△DOC≌△BOA,得出DC=AB,则可证四边形ABCD是平行四边形,再由AB=AD可得平行四边形ABCD是菱形;
(2)根据菱形的性质得出OB的长以及∠AOB=90°,利用勾股定理求出OA的长,再根据直角三角形斜边中线定理得出,即可详解.
【详解】(1)证明:∵AB∥DC,
∴∠CAB=∠DCA,
∵AC垂直平分BD,
∴BO=DO,AD=AB,
又∵∠DOC=∠BOA,
在△DOC和△BOA中,
,
∴△DOC≌△BOA(AAS),
∴CD=BA,
∵AB∥DC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AB=AD,
∴四边形ABCD是菱形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴,
∴∠AOB=90°,
在Rt△AOB中,由勾股定理得:,
∵CE⊥AB,
∴∠AEC=90°,
∵OA=OC,
∴.
11.(2025•南京市建邺区校级模拟)(1)如图1,四边形ABCD是平行四边形,G、H是对角线AC的三等分点.求证:四边形BHDG是平行四边形.
(2)如图2,四边形ABCD中,G、H是对角线AC的三等分点,延长DG、DH,分别与AB、BC交于E、F,若E、F分别是AB、BC的中点.求证:四边形ABCD是平行四边形.
【分析】(1)连接BD交AC于点O,由平行四边形的性质得OA=OC,OB=OD,再证明OG=OH,然后由平行四边形的判定即可得出结论;
(2)连接BD交AC于点O,连接BG,BH,先证明EG是△ABH的中位线,得EG∥BH,同理BG∥DH,再证明四边形BHDG是平行四边形,得AO=OC,然后由平行四边形的判定即可得出结论.
【详解】证明:(1)如图1,连接BD交AC于点O,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OA=OC,OB=OD,
∵G、H是对角线AC的三等分点,
∴AG=CH,
∴OA﹣AG=OC﹣CH,
即OG=OH,
∴四边形BHDG是平行四边形;
(2)如图2,连接BD交AC于点O,连接BG,BH,
∵G、H是对角线AC的三等分点,
∴AG=GH,
∵E是AB的中点,
∴EG是△ABH的中位线,
∴EG∥BH,
同理BG∥DH,
∴四边形BHDG是平行四边形,
∴BO=OD,GO=OH,
又∵AG=HC,
∴AG+GO=HC+OH,
即AO=OC,
∴四边形ABCD是平行四边形.
12.(2025春•南京市江宁区校级月考)如图,在△OAB中,∠1=∠2.延长AO至点C,且AO=CO,延长BO至点D,且BO=DO,顺次连接BC,CD,DA得到四边形ABCD.
(1)补全图形;
(2)所得四边形ABCD为(从①矩形;②菱形;③正方形中选择,只填写序号即可),请说明理由.
【分析】(1)根据题意作图即可;
(2)根据矩形的判定即可得到四边形ABCD是矩形.
【详解】解:(1)如图,四边形ABCD即为所求.
(2)结论:四边形ABCD是矩形.
理由:∵∠1=∠2,
∴OA=OB,
∵OA=OC,OB=OD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AC=2OA,BD=2OB,OA=OB,
∴AC=BD,
∴四边形ABCD是矩形(对角线相等的平行四边形是矩形)
地 城
考点02
平行四边形中的综合计算
一、选择题
1.(2025春•江苏省校级月考)如图,点P是矩形ABCD的对角线AC上一点,过点P作EF∥BC,分别交AB、CD于点E、F,连接PB、PD.若图中阴影部分的面积为8,则AE•PF的值为( )
A.4 B.8 C.16 D.32
【答案】B
【分析】由矩形的性质可证明S△PEB=S△PFD=4,根据三角形的面积公式即可求解.
【详解】解:作PM⊥AD于M,交BC于N.
则有四边形AEPM,四边形DFPM,四边形CFPN,四边形BEPN,四边形AEFD都是矩形,
∴AE=DF,S△ADC=S△ABC,S△AMP=S△AEP,S△PBE=S△PBN,S△PFD=S△PDM,S△PFC=S△PCN,
∴S四边形DFPM=S四边形PEBN,
∴S△DFP=S△PBE,
∵S阴影=S△DFP+S△BEP=8,
∴S△DFP=4,即,
∴AE•PF=8.
故选B.
2.(2025春•南京市雨花区校级期末)如图,在平行四边形ABCD中,∠BAD的平分线和∠CDA的平分线交于BC上一点E,若AB=2,AE=3,则DE的长为( )
A.5 B. C. D.2.5
【答案】B
【分析】先根据平行四边形的性质及角平分线的定义证明AB=BE=2,CE=CD=2,再利用∠BAD+∠CDA=180°结合角平分线的定义证明∠AED=90°,推出△AED是直角三角形,利用勾股定理即可求解.
【详解】解:∵四边形ABCD是平行四边形,AB=2,
∴AD=BC,CD=AB=2,AD∥BC,∠BAD+∠ADC=180°,
∴∠CED=∠ADE,∠AEB=∠DAE,
∵∠BAD的平分线和∠CDA的平分线交于BC上一点E,
∴,
∴∠AEB=∠BAE,∠CED=∠CDE,
∴CE=CD=2,AB=BE=2,
∴AD=BC=BE+CE=4,
∴,
∴∠AED=180°﹣∠DAE﹣∠ADE=90°,
∵AE=3,
∴,
故选B.
3.(2025春•淮安市淮阴区校级月考)如图,在矩形ABCD中,AC、BD交于点O,∠AOD=110°,则∠OAD大小是( )
A.55° B.35° C.45° D.20°
【答案】B
【分析】先由矩形性质得到OA=OD,再由等腰三角形的性质以及三角形内角和定理,即可求解.
【详解】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴OA=OD,
∵∠AOD=110°,
∴35°,
故选B.
4.(2025春•镇江市句容市期中)如图,菱形ABCD中,E,F分别是AD,BD的中点,若EF=2,则菱形ABCD的周长为( )
A.12 B.16 C.20 D.24
【答案】B
【分析】由三角形中位线定理得到AB=2EF=4,即可求出菱形ABCD的周长.
【详解】解:∵E,F分别是AD,BD的中点,
∴EF是△DAB的中位线,
∴AB=2EF=2×2=4,
∴菱形ABCD的周长=4×4=16.
故选B.
5.(2025春•南京市鼓楼区校级期中)如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,点G是AB的中点,若OG=2.5,BD=8,则菱形ABCD的面积是( )
A.48 B.36 C.24 D.18
【答案】C
【分析】根据菱形的性质和已知条件可得OG是Rt△AOB斜边上的中线,由此可求出AB的长,再根据勾股定理可求出OA的长,最后根据菱形的面积等于对角线乘积的一半计算即可.
【详解】解:∵菱形ABCD,
∴AC⊥BD,AC=2AO,,
∵OG=2.5,BD=8,
∴AB=2OG=5,BO=4,
∴,
∴AC=2AO=6,
∴菱形ABCD的面积是.
故选C.
6.(2025春•苏州市工业园区校级期中)如图,两条宽都为1cm的纸条交叉成60°角重叠在一起,则重叠四边形的面积为( )cm2.
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】过点A作AF⊥BC于F,过点C作CE⊥AB于E,先证四边形ABCD是平行四边形,再证平行四边形ABCD是菱形,然后由30°所对的直角边是斜边的一半以及勾股定理求出AB的长,即可解决问题.
【详解】解:如图,过点C作CE⊥AB于E,过点A作AF⊥BC于F,
由题意可得AF=CE=1cm,AB∥CD,AD∥BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∴BC•AF=AB•CE,
∴AB=BC,
∴平行四边形ABCD是菱形,
∵AF⊥BC,∠ABC=60°,
∴∠BAF=90°﹣60°=30°,
∴,
∴
∵AF=1cm,
∴,
∴,
即重叠四边形的面积为,
故选C.
7.(2025春•南京市建邺区校级期中)如图,在矩形ABCD中,AB=2,AE垂直平分OB于点E,则BC的长为( )
A. B. C.4 D.2
【答案】B
【分析】由矩形的性质和线段垂直平分线的性质可证△AOB是等边三角形,可得∠BAC=60°,即可求解.
【详解】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AO=BO=CO=DO,∠ABC=90°,
∵AE垂直平分OB,
∴AB=AO,
∴AB=AO=BO,
∴△AOB是等边三角形,
∴∠BAC=60°,
∴∠ACB=30°,
∴.
故选B.
二、解答题
8.(2025春•苏州市姑苏区校级月考)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,过点D作DE∥AC,且DEAC,连接AE、CE.
(1)求证:四边形OCED为矩形;
(2)若菱形ABCD的边长为3,∠BCD=60°,求AE的长.
【分析】(1)先证四边形OCED是平行四边形,再由∠DOC=90°,即可得出结论;
(2)先证△BCD是等边三角形,得BD=BC=2,再由勾股定理得OC,求得AC=2OC,然后由矩形的性质得CE=OD=1.5,∠OCE=90°,最后由勾股定理即可得出答案.
【详解】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,AO=OCAC,
∴∠DOC=90°,
∵DE∥AC,DEAC,
∴DE=OC,DE∥OC,
∴四边形OCED是平行四边形,
又∵∠DOC=90°,
∴平行四边形OCED是矩形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,BC=CD=8,OB=OD,AO=OCAC,
∵∠BCD=60°,
∴△BCD是等边三角形,
∴BD=BC=3,
∴OD=OB,
∴OC,
∴AC=2OC=3,
由(1)得:四边形OCED为矩形,
∴CE=OD=1,∠OCE=90°,
在Rt△ACE中,由勾股定理得:AE,
故AE的长为:.
9.(2025春•南京市鼓楼区校级月考)如图1,在四边形ABCD中,AB=CD,∠B=∠D.在此条件下,对它“强化条件”,分别得到图1的3个命题.
(1)命题1的证明思路如下,在图1中连接AC,BD,并填充证明框图.
① ;
② ;
③ .
(2)命题2是真命题,请在图2中完成证明.
(3)命题3是假命题,请画出反例并解释反例存在的合理性.
【分析】由矩形的性质得∠BAD=∠ADC=∠ABC=90°,OA=OC=OD,由∠BDC+∠ADB=90°,且∠BDC=2∠ADB,求得∠ADB=30°,则∠ODC=60°,所以△OCD是等边三角形,而CD=AB=2,利用含30度角的直角三角形求出BC,由AE平分∠BAD交BC边于点E,得∠BAE=∠DAE=45°,则∠BEA=∠BAE=45°,所以BE=AB=2,则得EC,由三角形的中位线定理得FOEC,得到问题的答案.
【详解】解:∵四边形ABCD是矩形,对角线AC、BD相交于点O,
∴∠BAD=∠ADC=∠ABC=90°,OA=OCAC,OB=ODBD,且AC=BD,
∴OA=OC=OD,
∵∠BDC+∠ADB=90°,且∠BDC=2∠ADB,
∴2∠ADB+∠ADB=90°,
∴∠ADB=30°,
∴∠ODC=∠ADC﹣∠ADB=60°,
∴△OCD是等边三角形,
∵CD=AB=2,
∴OA=OC=CD=2,
∴BCAB=2,
∵AE平分∠BAD交BC边于点E,
∴∠BAE=∠DAEBAD=45°,
∴∠BEA=∠BAE=45°,
∴BE=AB=2,
∴EC=BC﹣BE=22,
∵点F是AE的中点,点O是AC的中点,
∴FOEC1,
故选:C.
10.(2025春•南京市鼓楼区校级月考)【教材原题】如图①,在四边形ABCD中,AD=BC,P是对角线BD的中点,M是DC的中点,N是AB的中点.求证:∠PMN=∠PNM.
【应用】如图②,连结图①中的AC,并取AC中点Q,连结MQ、NQ.
(1)若AD=8,则四边形PMQN的周长为 .
(2)若AD=4,且∠DAB+∠ABC=90°,则四边形PMQN的面积为 .
【分析】【教材原题】运用三角形中位线定理和等腰三角形性质即可证得结论;
【应用】(1)运用三角形中位线定理可得PN=MQAD,PM=QNBC,再由AD=BC=8,可得PN=MQ=PM=QN=4,即可得出答案;
(2)由(1)得PN=MQ=PM=QN=4,得出四边形PNQM是菱形,再证得∠PNQ=90°,得出四边形PNQM是正方形,即可求得答案.
【详解】【教材原题】证明:如图①,∵P、M、N分别是BD、DC、AB的中点,
∴PN、PM分别是△ABD、△BCD的中位线,
∴PNAD,PMBC,
∵AD=BC,
∴PN=PM,
∴∠PMN=∠PNM.
【应用】解:(1)如图②,∵P、Q、M、N分别是BD、AC、DC、AB的中点,
∴PN=MQAD,PM=QNBC,
∵AD=BC=8,
∴PN=MQ=PM=QN=4,
∴四边形PMQN的周长为16,
故答案为:16;
(2)如图③,∵P、Q、M、N分别是BD、AC、DC、AB的中点,
∴PN=MQAD,PM=QNBC,PN∥AD,QN∥BC,
∴∠BNP=∠DAB,∠ANQ=∠ABC,
∵AD=BC=4,
∴PN=MQ=PM=QN=2,
∴四边形PNQM是菱形,
∵∠DAB+∠ABC=90°,
∴∠BNP+∠ANQ=90°,
∴∠PNQ=90°,
∴菱形PNQM是正方形,
∴S四边形PMQN=22=4,
故答案为4.
11.(2025春•南通市启东市期中)图1是某小区倾斜式停车位,图2是车位示意图,工人在绘制时保证AD=BC,∠A=60°,∠B=120°.
(1)请判断四边形ABCD的形状,并说明理由;
(2)若AD为6米,AB为2.8米,求停车位ABCD的面积.
【分析】(1)证明AD∥BC,再由平行四边形的判定即可得出结论;
(2)过点C作CE⊥AB于点E,由平行四边形的性质得BC=AD=6米,进而由含30°角的直角三角形的性质得BE=3米,再由勾股定理求出CE的长,然后由平行四边形面积公式即可得出结论.
【详解】解:(1)四边形ABCD是平行四边形,理由如下:
∵∠A=60°,∠D=120°,
∴∠A+∠B=180°,
∴AD∥BC,
又∵AD=BC,
∴四边形ABCD是平行四边形;
(2)如图,过点C作CE⊥AB于点E,
由(1)可知,四边形ABCD是平行四边形,
∴BC=AD=6米,
∵∠ABC=120°,
∴∠CBE=180°﹣120°=60°,
∴BEBC6=3(米),
在Rt△BCE中,由勾股定理得:CE3(米),
∴S平行四边形ABCD=AB•CE=2.8×3(平方米),
答:停车位ABCD的面积为平方米.
地 城
考点03
四边形中的中点、折叠问题
一、填空题
1.(2025春•扬州市海陵区校级月考)如图,在△ABC中,AB=6,AC=9,AD为BC边上的中线,AE为∠BAC的角平分线,过点B作BF⊥AE于点F,连接DF,则线段DF的长为 .
【答案】1.5
【分析】如图,延长BF交AC于H,先证得△BFA≌△HFA得出BF=FH,再由中位线定理即可得解.
【详解】解:如图,延长BF交AC于H,
∵AE是角平分线,BF⊥AE,
∴∠AFB=∠AFH=90°,∠BAE=∠CAE,
在△BFA与△HFA中,
,
∴△BFA≌△HFA(ASA),
∴BF=FH,AH=AB=6,
∴CH=AC﹣AH=AC﹣AB=9﹣6=3,
又∵AD是中线,
∴DF是△BCH的中位线,
∴,
故答案为1.5.
2.(2025春•扬州市邗江区校级期中)如图,在菱形ABCD中,E为BC中点,F是AD的中点,EF交对角线BD于点O,连结FC,取OB中点M,取CF中点N,连结MN,若∠A=60°,AB=2,则MN的长度为 .
【答案】
【分析】由ASA可证△DFO≌△BEO,可得DO=BO,由菱形的性质可得AC⊥BD,∠DAO=∠BCO=30°,由直角三角形的性质可得FO=AF=DF=1,由三角形中位线定理可得MH∥BC,MHBC=1,NH∥FO,NHFO,由勾股定理可求解.
【详解】解:如图,连接AC,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=BC=AB=2,AD∥BC,
∴∠DBE=∠BDF,∠DFO=∠BEO,
∵E为BC中点,F是AD的中点,
∴DF=AFADBC=BE=CE=1,
∴△DFO≌△BEO(ASA),
∴DO=BO,
∵AC与BD互相平分,
∴AC过点O,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,∠DAO=∠BCO=30°,
∴FO=AF=DF=1,
∴∠FAO=∠FOA=30°,
取CO的中点H,连接NH,HM,过点N作NG⊥MH于G,
∵M是OB的中点,N是FC的中点,H是CO的中点,
∴MH∥BC,MHBC=1,NH∥FO,NHFO,
∴∠NHA=∠AOF=30°,∠OHM=∠ACB=30°,
∴∠NHM=60°,
∵NG⊥MH,
∴∠GNH=30°,
∴HGNH,NG,
∴GM,
∴MN,
故答案为.
3.(2025春•苏州校级期中)如图,在平行四边形ABCD中,点O、E分别是AC、AD的中点,连接OE,若AB=6,则OE的长为 .
【答案】3
【分析】由平行四边形的性质得CD=AB=6;再由三角形中位线定理即可求解.
【详解】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴CD=AB=6;
∵点O、E分别是AC、AD的中点,
∴;
故答案为3.
4.(2025春•扬州市江都区校级月考)如图,矩形ABCD中,AB=4,AD=6,点E是AD边上的中点,P是AB边上的一动点,M、N分别是PE、PC的中点,则线段MN的长为 .
【答案】
【分析】连接CE,根据矩形的性质和勾股定理求出CE的长度,再根据三角形的中位线定理得,即可求解.
【详解】解:连接CE,如图所示:
∵四边形ABCD是矩形,
∴CD=AB=4,∠D=90°,
∵E是AD边上的中点,
∴,
∴,
∵M,N分别是PE、PC的中点,
∴MN是△PCE的中位线,
∴,
故答案为.
5.(2025春•徐州校级月考)如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,BF是AC边上的中线,DE是△ABC的中位线,若DE=6,则BF的长为
【答案】6
【分析】根据三角形中位线定理,可得AC=2DE=12,再由直角三角形的性质,即可求解.
【详解】解:∵DE是△ABC的中位线,DE=6,
∴AC=2DE=12,
∵在Rt△ABC中,∠ABC=90°,BF是AC边上的中线,
∴.
故答案为6.
6.(2025春•无锡市锡山区校级期中)如图,在四边形ABCD中,∠ADC=90°,∠BAD=60°,连接AC使AC平分∠BAD,AB=AC=3,E、F分别为AC、BC的中点,连接DE、EF、FD,则FD= .
【答案】
【分析】因为∠BAD=60°,AC平分∠BAD,求得∠DAC=30°,因为点E分别是AC的中点,△ADC是直角三角形,根据直角三角形中线定理求得:,∠DEC=60°,因为点E、F分别是AC、BC的中点,根据中位线定理求得,所以∠DEF=90°,最后根据勾股定理即可求解.
【详解】解:∵在四边形ABCD中,∠ADC=90°,∠BAD=60°,AC平分∠BAD,
∴,△ADC是直角三角形,
∵点E是AC的中点,
∴,
∴∠EAD=∠EDA=30°,
∴∠DEC=∠EAD+∠EDA=30°+30°=60°,
∵点E、F分别是AC、BC的中点,
∴,EF∥AB,
∴∠CAB=∠CEF=30°,
∴∠DEF=30°+60°=90°,
在直角三角形DEF中,由勾股定理得:.
故答案为.
7.(2025春•南京市鼓楼区校级期末)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,D、E分别为CA、CB的中点,AF平分∠BAC,交DE于点F,若AC=3,BC=4,则EF的长为 .
【答案】1
【分析】根据勾股定理得到AB=5,根据三角形中位线定理得到DE∥AB,DE,根据平行线的性质和角平分线的定义得到得到∠DAF=∠DFA,根据等腰三角形的判定得到结论.
【详解】解:在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,
∴AB5,
∵D、E分别为CA、CB的中点,
∴DE是△ABC的中位线,
∴DE∥AB,DEAB,
∴∠DFA=∠FAB,
∵AF平分∠BAC,
∴∠DAF=∠BAF,
∴∠DAF=∠DFA,
∴DF=ADAC3.
∴EF=DE﹣DF=1,
故答案为1.
8.(2025春•扬州市期末)如图,在矩形ABCD中,对角线AC和BD相交于点O,∠BAC=50°,E是射线CB上一点,将△COE沿OE翻折得△FOE,当OF∥AB时,∠OEB的度数为 .
【答案】65
【分析】根据矩形的性质得到∠ABC=90°,AB∥CD,根据直角三角形的性质求出∠ACB,根据平行线的性质求出∠COF,根据折叠的性质求出∠EOC,再根据三角形的外角性质计算即可.
【详解】解:∵四边形ABCD为矩形,
∴∠ABC=90°,AB∥CD,
∴∠ACB=90°﹣∠BAC=90°﹣50°=40°,
∵OF∥AB,
∴OF∥AB,
∴∠COF=∠BAC=50°,
由折叠的性质可知:∠EOC∠COF=25°,
∴∠OEB=∠ACB+∠EOC=40°+25°=65°,
故答案为65°.
二、解答题
9.(2025春•无锡市江阴市校级月考)如图1,在▱ABCD中,AC与BD相交于点O,点E为AB的中点,连接CE交BD于点F.
(1)求证:BF=2OF,CF=2EF;
(2)如图2,点P为DF的中点,连接AF、AP、CP,判断四边形AFCP的形状,并证明你的结论.
【分析】(1)由BE∥CD,可得,推出DF=2BF,CF=2EF,设BF=a,DF=2a,则BD=3a,OB=OD=1.5a,可得OF=0.5a,即可解决问题;
(2)结论:四边形AFCP是平行四边形.想办法证明OA=OC,OF=OP即可.
【详解】(1)证明:如图1中,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AB∥CD,OA=OC,OB=OD,
∵BE=AE,
∴CD=2BE,
∵BE∥CD,
∴,
∴DF=2BF,CF=2EF,
设BF=a,DF=2a,则BD=3a,OB=OD=1.5a,
∴OF=0.5a,
∴BF=2OF.
(2)解:结论:四边形AFCP是平行四边形.
理由:如图2中,
由(1)可知:BF=a,DF=2a,BD=3a,OB=OD=1.5a,
∵DP=PF,DF=2a,
∴PF=PD=a,
∵OF=0.5a,
∴OP=0.5a,
∴OF=OP,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OA=OC,
∴四边形AFCP是平行四边形.
10.(2025春•盐城市期末)综合与实践:小丰学习了第十八章《平行四边形》后,在复习题中做了一道关于“中点四边形”的问题.定义:顺次连接任意一个四边形各边中点所得到的四边形叫做中点四边形.小丰进一步思考,提出问题:“中点四边形的形状由原图形的什么因素决定?”并进行如下的画图探究过程,请你一起完成.
(1)作图与操作:如图1,画任意四边形ABCD,用刻度尺取四边中点E,F,G,H并顺次连接,得到四边形EFGH.请你画出图2、图3、图4中四边形ABCD的中点四边形EFGH(用刻度尺度量画图即可);
(2)观察与猜想:中点四边形的形状由原四边形的对角线的数量关系和位置关系决定.请填写下表:
图形
原四边形对角线AC与BD
中点四边形的形状
图1
既不相等,也不垂直
平行四边形
图2
AC=BD,但AC与BD不垂直
图3
AC≠BD,AC⊥BD
图4
AC=BD,AC⊥BD
(3)证明与表达:根据表中对图2,图3,图4的画图和猜想,选择其中一个进行证明.(写出已知,求证,再证明)
选择图 ,已知:四边形ABCD中,E,F,G,H是四边的中点, .求证:四边形EFGH是 .
【分析】(1)依题意画出图形即可:
(2)图2中的中点四边形EFGH是菱形,图3中的中点四边形EFGH是矩形,图中的中点四边形EFGH是正方形,然后填入表格即可;
(3)选择图2时,已知四边形ABCD中,对角线AC=BD,AC与BD不垂直,点E,F,G,H分别AD,AB,BC,CD的中点,求证:四边形EFGH是菱形;根据中位线定理得EF∥BD,EFBD,GHGH,GH∥BD,EHAC,EH∥AC,结合已知条件即可判定四边形EFGH是菱形;
选择图3时,已知四边形ABCD中,对角线AC≠BD,AC⊥BD,点E,F,G,H分别AD,AB,BC,CD的中点,求证:四边形EFGH是矩形;根据中位线定理得EF∥BD,EFBD,GHGH,GH∥BD,EHAC,EH∥AC,结合已知条件即可判定四边形EFGH是矩形;
选择图4时,已知四边形ABCD中,对角线AC=BD,AC⊥BD,点E,F,G,H分别AD,AB,BC,CD的中点,求证:四边形EFGH是正方形;根据中位线定理得EF∥BD,EFBD,GHGH,GH∥BD,EHAC,EH∥AC,结合已知条件即可判定四边形EFGH是正方形.
【详解】解:(1)依题意画出图形如图所示:
(2)图2中的中点四边形EFGH是菱形,
图3中的中点四边形EFGH是矩形,
图中的中点四边形EFGH是正方形,
填表如下:
图形
原四边形对角线AC与BD
中点四边形的形状
图1
既不相等,也不垂直
平行四边形
图2
AC=BD,但AC与BD不垂直
菱形
图3
AC≠BD,AC⊥BD
矩形
图4
AC=BD,AC⊥BD
正方形
(3)选择图2时,已知四边形ABCD中,对角线AC=BD,AC与BD不垂直,点E,F,G,H分别AD,AB,BC,CD的中点,求证:四边形EFGH是菱形.
证明:∵点E,F分别是AD,AB的中点,
∴EF是△ABD的中位线,
∴EF∥BD,EFBD,
同理:GH是△CBD的中位线,
∴GHGH,GH∥BD,
∴EF∥GH,EF=GH,
∴四边形EFGH是平行四边形,
同理:EH是△DAC的中位线,
∴EHAC,EH∥AC,
∵AC=BD,
∴EF=EH,
又∵EF∥BD,EH∥AC,AC与BD不垂直,
∴EF与EH不垂直,
∴平行四边形EFGH是菱形;
选择图3时,已知四边形ABCD中,对角线AC≠BD,AC⊥BD,点E,F,G,H分别AD,AB,BC,CD的中点,求证:四边形EFGH是矩形.
证明:∵点E,F分别是AD,AB的中点,
∴EF是△ABD的中位线,
∴EF∥BD,EFBD,
同理:GH是△CBD的中位线,
∴GHGH,GH∥BD,
∴EF∥GH,EF=GH,
∴四边形EFGH是平行四边形,
同理:EH是△DAC的中位线,
∴EHAC,EH∥AC,
∵AC≠BD,
∴EF≠EH,
又∵EF∥BD,EH∥AC,AC⊥BD,
∴EF⊥EH,
∴∠FEH=90°,
∴平行四边形EFGH是矩形;
选择图4时,已知四边形ABCD中,对角线AC=BD,AC⊥BD,点E,F,G,H分别AD,AB,BC,CD的中点,求证:四边形EFGH是正方形.
证明:∵点E,F分别是AD,AB的中点,
∴EF是△ABD的中位线,
∴EF∥BD,EFBD,
同理:GH是△CBD的中位线,
∴GHGH,GH∥BD,
∴EF∥GH,EF=GH,
∴四边形EFGH是平行四边形,
同理:EH是△DAC的中位线,
∴EHAC,EH∥AC,
∵AC=BD,
∴EF=EH,
∴平行四边形EFGH是菱形,
又∵EF∥BD,EH∥AC,AC⊥BD,
∴EF⊥EH,
∴∠FEH=90°,
∴菱形EFGH是正方形.
故答案为:2;对角线AC=BD,AC与BD不垂直;菱形(答案不唯一).
11.(2025春•无锡市江阴市校级月考)如图,矩形ABCD中,AB=6,AD=2,E是边CD上一点(与C、D不重合).四边形ABCE关于直线AE的对称图形为四边形AEMN.
(1)若CE=2,AN与CD交于点F,求△AEF的面积;
(2)如图,ME的延长线交AB于点P,设DE=x(0<x<2),求△APE的面积S.(用含x代数式表示)
【分析】(1)由矩形、轴对称的性质可证得EF=AF,设EF=AF=x,则FD=4﹣x,在Rt△ADF中,AF2=AD2+DF2,即可求得,再结合三角形面积公式即可求解;
(2)由矩形、轴对称的性质可证得∠AEP=∠AED=∠PAE,则AP=PE,设AP=PE=a,AF=ED=x,则PF=a﹣x,EF=AD=2,在Rt△PEF中,(a﹣x)2+22=a2,解得,再结合三角形面积公式即可求解.
【详解】解:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD=6,AD=BC=2,AB∥CD,∠D=90°,
则∠BAE=∠DEA,
由对称可知,∠BAE=∠NAE,
∴∠AEF=∠EAF,
∴EF=AF,
设EF=AF=x,则FD=CD﹣CE﹣EF=6﹣2﹣x=4﹣x,
在Rt△ADF中,AF2=AD2+DF2,即:x2=22+(4﹣x)2,
解得:,即:,
∴△AEF的面积;
(2)过E作EF⊥AB于F,
由题意可知,AB∥CD,AN∥PM,
∴∠BAE=∠AED,∠NAE=∠AEP,
由对称可知,∠BAE=∠NAE,
则∠AEP=∠AED=∠PAE,
∴AP=PE,
设AP=PE=a,AF=ED=x,
则PF=a﹣x,EF=AD=2,
在Rt△PEF中,(a﹣x)2+22=a2,解得:,
∴(0<x<2).
地 城
考点04
四边形中的动点与最值问题
一、选择题
1.(2025春•盐城市校级期中)如图,正方形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,过点O作射线OM、ON,分别交CD、BC于点E、F(点E不与C、D重合),且∠EOF=90°,连接EF,给出下列结论,其中不一定成立的是( )
A.△COE≌△BOF B.EF平分∠OEC
C.BF=CE D.S四边形OFCE=S△OBC
【答案】B
【分析】对于选项A,根据正方形性质得OC=OB,∠BOC=90°,∠OCE=∠OBF=45°,再根据∠EOF=∠BOC=90°得∠COE=∠BOF,由此可依据“SAS”判定△COE和△BOF全等,据此可对选项A进行判断;
对于选项B,根据△COE和△BOF全等得OE=OF,由此得△OEF是等腰直角三角形,则∠OEF=45°,依题意得OE与CD不一定垂直,则∠CEF不一定等于45°,继而得∠OEF与∠CEF不一定相等,据此可对选项B进行判断;
对于选项C,根据△COE和△BOF全等得BF=CE,据此可对选项C进行判断;
对于选项D,根据△COE和△BOF全等得S△COE=S△BOF,由此得S四边形OFCE=S△OBC,据此可对选项D进行判断,
综上所述即可得出答案.
【详解】解:对于选项A,
∵四边形ABCD是正方形,
∴OC=OB,∠BOC=90°,∠OCE=∠OBF=45°,
∵∠EOF=90°,
∴∠EOF=∠BOC=90°,
∴∠EOF﹣∠COF=∠BOC﹣∠COF,
∴∠COE=∠BOF,
在△COE和△BOF中,
,
∴△COE≌△BOF(ASA),
故选项A一定成立,不符合题意;
对于选项B,
∵△COE≌△BOF,
∴OE=OF,
∵∠EOF=90°,
∴△OEF是等腰直角三角形,
∴∠OEF=45°,
依题意得:OE与CD不一定垂直,
即∠CEO一不定为90°,
∴∠CEF不一定等于45°,
∴∠OEF与∠CEF不一定相等,
∴EF不一定平分∠OEC,
故选项B不一定成立,符合题意;
对于选项C,
∵△COE≌△BOF,
∴BF=CE,
故选项C一定成立,不符合题意;
对于选项D,
∵△COE≌△BOF,
∴S△COE=S△BOF,
∴S四边形OFCE=S△COE+S△OCF=S△BOF+S△OCF=S△OBC,
故选项D一定成立,不符合题意,
故选B.
2.(2025春•无锡市锡山区校级期中)正方形ABCD边长为4,AB上有一动点E,以EC为边作矩形ECFG,且边FG过点D,在点E从点A移动到点B的过程中,矩形ECFG的面积的最大值与最小值的和为( )
A.32 B.8 C.16 D.64
【答案】A
【分析】连接DE,由正方形的面积公式得S正方形ABCD=16,再由三角形的面积公式得S△ECDCE•EGCD•BC=8,进而得CE•EG=16,继而得S矩形ECFG=EC•EG=16,由此得在点E从点A移动到点B的过程中,矩形ECFG的面积始终为16,则矩形ECFG的面积的最大值为16,最小值的为16,据此可得出答案.
【详解】解:连接DE,如图所示:
∴四边形ABCD是正方形,且边长为4,
∴AB=BC=CD=AD=4,∠A=∠B=∠BCD=∠CDA=90°,
∴S正方形ABCD=AB•BC=4×4=16,
∵S△ECDCE•EGCD•BC8,
∴CE•EG=16,
又∵S矩形ECFG=EC•EG=16,
∴在点E从点A移动到点B的过程中,矩形ECFG的面积始终为16,
∴矩形ECFG的面积的最大值为16,最小值的为16,
∴矩形ECFG的面积的最大值与最小值的和为:16+16=32.
故选A.
3.(2025春•苏州市校级期中)如图,四边形ABCD是矩形,AB=3,△AEF是等边三角形,且点F在射线AB上,点E在射线AC上,点G是EF的中点,连接CG,则CG长度的最小值为( )
A.3 B. C. D.
【答案】A
【分析】先以点B为坐标原点,分别以AB,BC所在的直线为y轴和x轴,建立平面直角坐标系,得出,再求出点,运用两点的坐标且结合勾股定理表示CG长度,即,即可作答.
【详解】本题考查了点的坐标,30度的直角三角形,勾股定理,矩形的性质,等边三角形的性质,配方法的应用,正确掌握相关性质内容是解题的关键.本题考查了点的坐标,30度的直角三角形,勾股定理,矩形的性质,等边三角形的性质,配方法的应用,正确掌握相关性质内容是解题的关键.解:以点B为坐标原点,分别以AB,BC所在的直线为y轴和x轴,建立平面直角坐标系,如图所示:
∵四边形ABCD是矩形,AB=3,△AEF是等边三角形,
∴∠ABC=90°,∠BAC=∠AFE=60°,AF=EF,
∴,
∴,
过点G作GH⊥AB,
∴∠GHF=90°,∠HGF=90°﹣60°=30°,
∴,
设AF=EF=4r,
∴BF=3﹣4r
∵点G是EF的中点,
∴,
∴,
∴HB=3﹣4r+r=3﹣3r,
∴,
则
=3(r﹣3)2+9(1﹣r)2
=3(r2﹣6r+9)+9(1﹣2r+r2)
=12r2﹣36r+36
=12(r2﹣3r)+36
,
∵,
∴,
∴,
当时,CG2=9,
则CG长度的最小值为3,
故选A.
2、 填空题
4.(2025春•扬州市海陵区校级月考)如图,在锐角△ABC中,∠BAC=45°,AD⊥BC于点D.若BD=a,AD=b,则CD的长为 .(用含有a,b的代数式表示)
【答案】
【分析】将AD分别沿着AB,AC翻折,得到AE,AG,连接EC,GB并延长交于点F,证明四边形AGFE为正方形,得到∠F=90°,FG=EF=AE=b,进而得到BF=b﹣a,设CD=CE=x,则:BC=a+x,CF=b﹣x,利用勾股定理进行求解即可.
【详解】解:∵AD⊥BC,
∴∠ADC=∠ADB=90°,
将AD分别沿着AB,AC翻折,得到AE,AG,连接EC,GB并延长交于点F,
则:AE=AD=AG=b,CD=CE,DB=BG=a,∠DAB=∠GAB,∠CAE=∠CAD,∠E=∠ADC=90°,∠AGB=∠ADB=90°,
∵∠BAC=45°,
∴∠DAB+∠GAB+∠CAE+∠CAD=2∠BAC=90°,
∴四边形AGFE为正方形,
∴∠F=90°,FG=EF=AE=b,
∴BF=b﹣a,
设CD=CE=x,则:BC=a+x,CF=b﹣x,
在Rt△BFC中,BC2=BF2+CF2,
∴(a+x)2=(b﹣x)2+(b﹣a)2
∴
∴;
故答案为.
5.(2025春•南京市期中)如图,已知AB=10,P为线段AB上的一个动点,分别以AP,PB为边在AB的同侧作菱形APCD和菱形PBFE,点P,C,E在一条直线上,∠DAP=60°,M,N分别是对角线AC,BE的中点.当点P在线段AB上移动时,点MN之间的距离最短为 .
【答案】
【分析】连接DP,连接PF,连接DF,证明MNDF,求出DF的最小值,可得结论.
【详解】解:连接DP,连接PF,连接DF,
∵MA=CM,EN=BN,
∴点M在线段PD上,点N在线段PF上,
∵四边形APCD,四边形PBFE是菱形,
∴点M是DP中点,点N是PF中点,
∴MN是△PDF的中位线,
∴MNDF,
当DF最小时,MN最小,
DF的最小值为DF垂直BF时,
∵∠DAB=60°,
∴DF的最小值为5
∴MN的最小值为
故答案为.
6.(2025春•泰州市兴化市期中)如图,矩形ABCD中,AC与BD交于点O,分别在OD和CB上取点M、N,使得OM=CN,若AC=2AB=4,则MN的最小值为 .
【答案】
【分析】构造平行四边形OENM,则可得到EN∥BD,EN=OM=CN,推出∠BNE=30°,进而得到∠NCE=15°,∠OCE=45°,所以点E的轨迹为射线CE上,且∠OCE=45°,据此求解即可.
【详解】解:过O作OE∥MN,且OE=MN,连接EN,
则四边形OENM是平行四边形,
∴EN∥BD,EN=OM
∴∠BNE=∠CBD,
∵AC=2AB=4,
∴∠ACB=30°=∠CBD,
∴∠BNE=30°,
∵OM=CN,
∴EN=CN,
∴∠NCE=15°,
∴∠OCE=∠OCB+∠NCE=45°,
则点E的轨迹为射线CE上,且∠OCE=45°,
当OE⊥CE时,OE有最小值,此时MN也最小,
此时△OCE是等腰直角三角形,
∴OEOC,
即MN最小值为,
故答案为.
7.(2025春•苏州市校级月考)如图,在Rt△ABC中,∠BCA=90°,点P为斜边AB上一动点,过点P作PD⊥BC,PE⊥AC,垂足分别为D,E,连接DE.若AB=13,BC=12,则DE的最小值 .
【答案】
【分析】连接CP,证明四边形CDPE是矩形,得出DE=CP,再根据当CP⊥AB时,CP最短,即可推出结果.
【详解】解:连接CP,
∵PD⊥BC、PE⊥AC,AC⊥BC,
∴四边形CDPE是矩形,
∴DE=CP(矩形的对角线相等),
∴,
由题意可知,当CP⊥AB时,CP最短,,
即DE的最小值为,
故答案为.
8.(2025春•南京市鼓楼区校级期末)在边长为8的菱形ABCD中,∠DAB=60°,点E从点A沿着边AD向终点D运动,同时,点F以相同的速度从点D沿着边DC向终点C运动,在此运动过程中,点E与点F距离的最小值是 .
【答案】
【分析】过点F作FG⊥AD交AD的延长线于点G,设点E、F的运动速度为1,运动时间为x,则AE=DF=x,利用菱形的性质,勾股定理,配方法求最值详解即可.
【详解】解:在边长为8的菱形ABCD中,∠DAB=60°,如图,过点F作FG⊥AD交AD的延长线于点G,
设点E、F的运动速度为1,运动时间为x,则AE=DF=x,
∴DE=8﹣x,CD∥AB,
∴∠GDC=60°,∠GFD=30°,
∴,
在直角三角形DFG中,由勾股定理得:FG,
∴EG=DE+DG=8,
在直角三角形EFG中,由勾股定理得:
EF2=EG2+GF2
=64﹣8x+x2
=(x﹣4)2+48,
当x=4时,EF2取得最小值48,此时EF取得最小值,
故答案为.
9.(2025春•无锡市江阴市校级月考)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AD=12cm,BC=15cm.点P自点A向点D以1cm/s的速度运动,到点D即停止;点Q自点C向点B以2cm/s的速度运动,到点B即停止,直线PQ将四边形ABCD分成两个新四边形.若当点P、Q同时出发ts后,其中一个新四边形为平行四边形,则t的值为 .
【答案】4或5
【分析】设当P,Q同时出发,t秒后其中一个四边形为平行四边形,则AP=tcm,DP=(12﹣t)cm,CQ=2tcm,BQ=(15﹣2t)cm,分为两种情况:①当ABQP是平行四边形时,根据AP=BQ得出方程,求出方程的解即可;②当CDPQ是平行四边形时,根据DP=CQ得出方程,求出方程的解即可.
【详解】解:设当P,Q同时出发,t秒后其中一个四边形为平行四边形,
则AP=tcm,DP=(12﹣t)cm,CQ=2tcm,BQ=(15﹣2t)cm,
①当ABQP是平行四边形时,
AP=BQ,
即t=15﹣2t,
解得:t=5;
②当CDPQ是平行四边形时,
DP=CQ,
即12﹣t=2t,
解得:t=4;
即当P,Q同时出发,5秒或4秒后其中一个四边形为平行四边形.
故答案为4或5.
三、解答题
10.(2025春•南京市建邺区校级期中)如图,P为菱形ABCD的对角线AC上的一个定点,Q为AD边上的一个动点,AP的垂直平分线分别交AB,AP于点E,G,∠DAB=30°,若PQ的长的最小值为,求AE的长.
【分析】连接PE,过P作PH⊥AB于H,由线段垂直平分线的性质推出AE=PE,得到∠EAP=∠EPA,由三角形的外角性质得到∠PEH=2∠EAP,由菱形的性质推出∠BAD=2∠EAP,得到∠PEH=∠BAD=30°,于是PE=2PH,当PQ⊥AD时,PQ,由角平分线的性质得到PH,因此AE=2PH=2.
【详解】解:连接PE,过P作PH⊥AB于H,
∵GE垂直平分AP,
∴AE=PE,
∴∠EAP=∠EPA,
∴∠PEH=∠EAP+∠EPA=2∠EAP,
,∵四边形ABCD是菱形,
∴AC平分∠BAD,
∴∠BAD=2∠EAP,
∴∠PEH=∠BAD=30°,
∴PE=2PH,
∵PQ的长的最小值为,
∴PQ⊥AD时,PQ,
∵AC平分∠BAD,PH⊥AB,
∴此时PH=PQ,
∴AE=PE=2PH=2.
11.(2025春•镇江市期中)如图,在三角形ABC中,点O是AC边上的一个动点,过点O作直线MN平行于BC,设MN交∠ACB的角平分线于点E,交∠ACB的外角平分线于F.
(1)求证:OE=OF;
(2)当点O在边AC上运动到什么位置时,四边形AECF是矩形?并说明理由.
【分析】(1)由角平分线的定义得∠ACE=∠BCE,∠ACF=∠GCF,再由平行线的性质得∠OEC=∠BCE,∠OFC=∠GCF,则∠OEC=∠ACE,∠OFC=∠ACF,然后证明EO=CO,FO=CO,即可得出结论;
(2)先证明四边形AECF是平行四边形,再证明AC=EF,然后由矩形的判定即可得出结论.
【详解】(1)证明:如图,
∵MN交∠ACB的平分线于点E,交∠ACB的外角平分线于点F,
∴∠ACE=∠BCE,∠ACF=∠GCF,
∵MN∥BC,
∴∠OEC=∠BCE,∠OFC=∠GCF,
∴∠OEC=∠ACE,∠OFC=∠ACF,
∴EO=CO,FO=CO,
∴OE=OF;
(2)解:当点O在边AC上运动到AC中点时,四边形AECF是矩形,理由如下:
当O为AC的中点时,AO=CO,
由(1)可知,EO=FO=CO,
∴四边形AECF是平行四边形,
∵OA+OC=OE+OF,
即AC=EF,
∴平行四边形AECF是矩形.
12.(2025春•扬州市高邮市月考)如图,在△ABC中,点O是边AC上一个动点,过O作直线MN∥BC,设MN交∠ACB的平分线于点E,交△ABC的外角∠ACD的平分线于点F.
(1)探究线段EF与OC的数量关系并说明理由.
(2)当点O运动到何处,且△ABC满足什么条件时,四边形AECF是正方形?请说明理由.
(3)当点O在边AC上运动时,四边形BCFE 是菱形或正方形(填“可能”或“不可能”).请说明理由.
【分析】(1)由直线MN∥BC,MN交∠BCA的平分线于点E,交∠BCA的外角平分线于点F,易证得△OEC与△OFC是等腰三角形,则可证得OE=OF=OC,则可得出答案;
(2)正方形的判定问题,AECF若是正方形,则必有对角线OA=OC,所以O为AC的中点,同样在△ABC中,当∠ACB=90°时,可满足其为正方形;
(3)菱形的判定问题,若是菱形,则必有四条边相等,对角线互相垂直.
【详解】解:(1)EF=2OC.
理由如下:
∵CE是∠ACB的角平分线,
∴∠ACE=∠BCE,
又∵MN∥BC,
∴∠NEC=∠ECB,
∴∠NEC=∠ACE,
∴OE=OC,
同理可得:OF=OC,
∴OE=OF=OC;
∴EF=2OC.
(2)当点O运动到AC的中点,且△ABC满足∠ACB为直角的直角三角形时,四边形AECF是正方形.理由如下:
∵当点O运动到AC的中点时,AO=CO,
又∵EO=FO,
∴四边形AECF是平行四边形,
∵FO=CO,
∴AO=CO=EO=FO,
∴AO+CO=EO+FO,即AC=EF,
∴四边形AECF是矩形.
已知MN∥BC,当∠ACB=90°,则
∠AOF=∠COE=∠COF=∠AOE=90°,
∴AC⊥EF,
∴四边形AECF是正方形;
(3)不可能.理由如下:
如图,∵CE平分∠ACB,CF平分∠ACD,
∴∠ECF∠ACB∠ACD(∠ACB+∠ACD)=90°,
若四边形BCFE是菱形,则BF⊥EC,
但在△GFC中,不可能存在两个角为90°,所以不存在其为菱形.
故答案为不可能.
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