内容正文:
平行四边形 单元题型专项训练
平行四边形及特殊平行四边形的性质与判定 中点处理技巧 正方形中常见的几何模型
平行四边形及特殊平行四边形的性质与判定
类型一平行四边形的性质与判定
1.如图,四边形ABCD 是平行四边形,E,F 是对角线AC上的两点,∠1=∠2.求证:四边形EBFD 是平行四边形.
2.如图,在ABCD 中,G,H 分别是AB,CD 的中点,点 E,F 在对角线AC上,且AE=CF.
(1)求证:四边形 EGFH 是平行四边形;
(2)连接BD交AC于点O,若BD=10,AE+CF=EF,求 EG的长.
类型二 矩形的性质与判定
3.如图,ABCD 的对角线AC,BD 相交于点O,△OAB 是等边三角形.求证:ABCD 是矩形.
4.如图,在△ABC 中,D 是AB上一点,AD=DC,DE 平分∠ADC交AC 于点E,DF 平分∠BDC交BC 于点 F,∠DFC=90°.
(1)求证:四边形 CEDF 是矩形;
(2)若∠ABC=30°,AD=2,连接BE,求 BE 的长.
类型三 菱形的性质与判定
5.如图,在四边形ABCD 中,AB∥CD,AC平分∠BAD,CE∥AD交AB 于点E.求证:四边形AECD 是菱形.
6.如图,在ABCD 中,FA⊥AB 交CD 于点E,交 BC 的延长线于点F,且CF=BC,连接AC,DF.
(1)求证:四边形 ACFD 是菱形;
(2)若 求四边形 ACFD 的面积.
类型四 正方形的性质与判定
7.如图,菱形EFGH 的三个顶点E,G,H 分别在正方形ABCD 的边AB,CD,DA 上,连接CF.
(1)求证:∠HEA=∠CGF;
(2)若AH=DG,求证:菱形 EFGH 是正方形.
8.如图,P 是矩形ABCD 内一点,AP⊥BP 于点 P,CE⊥BP于点E,BP=EC.
(1)求证:四边形ABCD 是正方形;
(2)连接AC,延长EC到点F,使CF=BE,连接 PF 交BC 的延长线于点 G,求∠BGP 的度数.
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中点处理技巧
类型一 构造中位线
9.如图,在△ABC 中,AB =AC=8,AN 平分∠BAC,交 BC 于点 N,点 M 在 BA 上,且AM=3,连接CM,P 为CM 的中点,连接 PN,则 PN 的长为 ( )
A.2.4 B.2
C.1.5 D.2.5
10.如图,在四边形ABCD 中,AC与BD 相交于点E,M,N分别为AD,BC 的中点,MN 分别交AC,BD 于点 F,G,EF=EG.求证:AC=BD.
类型二 构造直角三角形斜边上的中线
11.如图,已知 Rt△ACB≌Rt△DFE,且∠C=90°,AB=10,BC=8,点 D,F 分别在BC,AC 上滑动. M 是AB 的中点,N 是 DF的中点,则MN 的最小值是 .
12.如图,在△ABC中,AD⊥BC,垂足为 D,CE⊥AB,垂足为E,F 是AC 的中点,连接 DF,EF.
(1)求证:DF=EF;
(2)连接DE,若AC=8,DE=4,判断△DEF 的形状,并说明理由.
正方形中常见的几何模型
13.【模型引入】
我们在全等学习中所总结的“一线三等角”这一基本模型,可以使得我们在观察新问题的时候很迅速地联想,从而借助已有经验,迅速解决问题。
【模型探究】
如图,在正方形ABCD 中,E 是对角线BD 上一点,连接AE,过点 E 作EF⊥AE,交直线 CB 于点 F.
(1)如图1,若点 F 在线段 BC 上,写出 EA 与EF 的数量关系并加以证明.
(2)如图 2,若点 F 在线段CB 的延长线上,请直接写出线段BC,BE 和BF 的数量关系:
【模型应用】
(3)如图3,在正方形ABCD 中,AB=4,E为CD 上一动点,连接AE 交 BD 于点 F,过点 F 作 FH⊥AE 交 BC 于点 H,过点 H作 HG⊥BD 于点G,连接AH,HE.有下列结论:①AF=FH;②∠HAE=45°;③BD=2FG;④△CEH 的周长为8.其中正确的结论有 个.
【模型变式】
(4)如图4,在平面直角坐标系中,四边形 OBCD 是正方形,且D(0,2),E 是线段OB 的延长线上一点,M 是线段OB 上一动点(不包括点 O,B),连接 DM,过点 M 作 MN⊥DM,交∠CBE的平分线于点N,求证:DM=MN.
【拓展延伸】
(5)如图5,已知∠MON=90°,A 是射线ON 上的一个定点,B 是射线OM 上的一个动点,且满足OB>OA.点 C 在线段OA 的延长线上,且AC=OB.在线段 BO上截取BE,使 BE=封OA,连接CE.若∠OBA+∠OCE=β,当点 B 在射线OM 上运动时,β的大小是否会发生变化?如果不变,请求出这个定值;如果变化,请说明理由.
1.证明:∵四边形 ABCD 是平行四边形,∴AD=BC,AD∥BC,∴∠DAE=∠BCF.在△ADE 和△CBF 中
∴△ADE≌△CBF(AAS),∴DE=BF.
∵∠1=∠2,∴∠DEF=∠BFE,∴DE∥BF,
∴四边形 EBFD 是平行四边形.
2.解:(1)证明:∵四边形ABCD 是平行四边形,
∴AB∥CD,AB=CD,∴∠GAE=∠HCF.
∵G,H 分别是AB,CD 的中点,∴AG=CH.
∵AE=CF,∴△AGE≌△CHF(SAS),
∴GE=HF,∠AEG=∠CFH,
∴∠GEF=∠HFE,∴GE∥HF,
∴四边形 EGFH 是平行四边形.
(2)∵四边形 ABCD 是平行四边形,
∴OA=OC,OB=OD.
∵BD=10,∴OB=OD=5.
∵AE=CF,OA=OC,∴OE=OF.
∵AE+CF=EF,∴2AE=EF=2OE,
∴AE=OE.
又∵G是AB 的中点,∴EG 是△ABO 的中位线,
即 EG 的长为2.5.
3.证明:∵△OAB 是等边三角形,∴OA=OB.
∵四边形 ABCD 是平行四边形,
∴BD=AC,∴▱ABCD 是矩形.
4.解:(1)证明:∵DE 平分∠ADC,DF 平分∠BDC,
180°=90°,
即∠EDF=90°.
∵AD=DC,DE 平分∠ADC,
∴DE⊥AC,∴∠CED=90°.
又∵∠DFC=90°,
∴四边形 CEDF 是矩形.
(2)由(1)可知,四边形 CEDF 是矩形,
∴∠CED=∠ECF=90°,
∴∠A=90°-∠ABC=90°-30°=60°.
∵AD=DC,DE⊥AC,
∴CE=AE,△ACD 是等边三角形,
∴∠ACD=60°,AC=AD=2,∴AE=CE=1,
∵∠DCB=∠ECF-∠ACD=90°-60°=30°,
∴∠DCB=∠DBC,∴DB=DC=AD,
∴DE 是△ABC 的中位线,∴
在 Rt△BCE 中,由勾股定理,得 即 BE 的长为
5.证明:∵AB∥CD,CE∥AD,
∴四边形 AECD 是平行四边形,∠ACD=∠CAE.
又∵AC 平分∠BAD,∴∠DAC=∠CAE,
∴∠ACD=∠DAC,∴AD=DC,
∴四边形 AECD 是菱形.
6.解:(1)证明:∵四边形 ABCD 是平行四边形,
∴AD∥BC,AD=BC.
∵点 F 在 BC的延长线上,且CF=BC,
∴AD∥CF,AD=CF,∴四边形ACFD 是平行四边形.
∵CD∥AB,FA⊥AB,∴FA⊥CD,
∴四边形 ACFD 是菱形.
(2)∵四边形 ACFD 是菱形,四边形 ABCD 是平行四边形,AB=5,
∴FA=2FE=12,
7.证明:(1)如图,连接GE.
∵四边形 ABCD 是正方形,∴AB∥CD,
∴∠AEG=∠CGE.
∵四边形 EFGH 是菱形,∴GF∥HE,
∴∠HEG=∠FGE,∴∠HEA=∠CGF.
(2)∵四边形 ABCD 是正方形,∴∠D=∠A=90°.
∵四边形 EFGH 是菱形,∴HG=HE.
在 Rt△HAE 和 Rt△GDH 中,
∴Rt△HAE≌Rt△GDH(HL),
∴∠AHE=∠DGH.
又∵∠DHG+∠DGH=90°,
∴∠DHG+∠AHE=90°,
∴∠GHE=90°,
∴菱形 EFGH 是正方形.
8.解:(1)证明:∵四边形 ABCD 是矩形,
∴∠ABC=90°,即∠ABP+∠PBC=90°.
∵AP⊥BP,∴∠ABP+∠PAB=90°,
∴∠PBC=∠PAB.
∵CE⊥BP,∴∠APB=∠BEC=90°.
∵BP=CE,∴△ABP≌△BCE(AAS),
∴AB=BC,∴四边形 ABCD 是正方形.
(2)∵△ABP≌△BCE,∴AP=BE.
∵BE=CF,∴AP=CF.
∵AP⊥BP,FE⊥BP,∴AP∥CF,
∴四边形ACFP 是平行四边形,
∴AC∥PF,∴∠ACB=∠BGP.
∵四边形 ABCD 是正方形,
∴∠BGP=∠ACB=45°.
9. D ∵AB=8,AM=3,∴BM=AB-AM=8-3=5.
∵AB=AC,AN 平分∠BAC,
∴N 为BC 的中点.
∵P 为CM 的中点,∴PN 是△BCM 的中位线,
10.证明:如图,取 DC 的中点 H,连接MH,NH.
∵M,H 分别是AD,DC 的中点,
∴MH 是△ADC 的中位线,
∴MH∥AC且
同理可得,NH∥BD且
∵EF=EG,∴∠EFG=∠EGF.
∵MH∥AC,NH∥BD,
∴∠EFG=∠HMN,∠EGF=∠HNM,
∴∠HMN=∠HNM,∴MH=NH,
∴AC=BD.
11.2 如图,连接CN,CM.
∵∠ACB=90°,AB=10,BC=8,
∵Rt△ACB≌Rt△DFE,∴DF=AC=6.
∵M 是AB 的中点,N 是DF 的中点,∠ACB=90°,
∴MN≥CM-CN=2,
∴MN 的最小值是2.
12.解:(1)证明:∵AD⊥BC,CE⊥AB,
∴∠ADC=∠AEC=90°.
∵F 是AC 的中点,
∴DF=EF.
(2)△DEF 是等边三角形.
理由如下:
由(1)可得,
∵AC=8,∴EF=DF=4,
∵DE=4,∴DE=EF=DF=4,
∴△DEF 是等边三角形.
13.解:(1)EA=EF.
证明:如图1,过点 E 作EH⊥BC 于点 H,HE 的延长线交 AD 于点G,则四边形 AGHB 为矩形,∴AG=BH,∠AGE=∠EHF=90°.
∵四边形 ABCD 为正方形,
∴∠EBH=45°,∴AG=BH=EH.
∵EF⊥AE,
∴∠AGE=∠AEF=∠FHE=90°,
∴∠GAE+∠AEG=∠FEH+∠AEG=90°,
∴∠GAE=∠FEH,∴△AGE≌△EHF(ASA),
∴EA=EF.
提示:如图2,作辅助线同图1.
由(1),知FH=GE,BH=AG=EH,
∴△BEH 为等腰直角三角形,
∴BC=GE+EH
=FH+EH
=BF+BH+EH
(3)4
提示:由(1),知①正确.
∵AF=FH,AF⊥FH,
∴△AFH 为等腰直角三角形,
∴∠HAE=45°,故②正确.
如图3,过点 A 作AR⊥BD 于点R.
∵AR⊥BD,AD=AB,∠BAD=90°,
∵HG⊥BD,∴∠ARF=∠FGH=90°.
∵∠AFR+∠FAR=90°,∠AFR+∠HFG=90°,
∴∠FAR=∠HFG.
又∵AF=FH,∴△ARF≌△FGH,∴AR=FG,∴BD=2FG,故③正确.
如图4,延长CD 至点K,使 DK=BH,连接AK.
∵∠ABH=∠ADK=90°,AD=AB,
∴△ABH≌△ADK(SAS),
∴AH=AK,∠BAH=∠DAK.
∵∠HAF=45°,∠BAD=90°,
∴∠BAH+∠DAE=45°,∴∠DAK+∠DAE=45°,
∴∠EAK=45°,∴∠HAE=∠EAK.
∵AE=AE,∴△HAE≌△KAE(SAS),
∴EH=EK,
=EK+CH+EC
=DK+DE+CH+EC
=(BH+CH)+(DE+EC)
=4+4
=8,
故④正确.
(4)如图 5,在 OD 上截取 OA = OM,∴∠OAM =∠OMA=45°,∴∠DAM=180°-∠OAM=135°.
∵OD=OB,∴AD=BM.
∵∠OBC=90°,BN 平分∠CBE,∴∠CBN=45°,
∴∠MBN=∠OBC+∠CBN=135°,
∴∠DAM=∠MBN.
又∵DM⊥MN,∠BOD=90°,
∴∠ODM+∠DMO=90°,∠BMN+∠DMO=90°,
∴∠ODM=∠BMN,∴△ADM≌△BMN(ASA),
∴DM=MN.
(5)不变.如图6,过点 C 作CF∥OB,且 CF=OA,连接AF 交CE 于点G,连接 BF.
∵CF∥OB,∴∠BOA+∠ACF=180°.
∵∠BOA=90°,∴∠ACF=90°,∴∠BOA=∠ACF.
又∵OB=AC,OA=CF,∴△BOA≌△ACF(SAS),
∴BA=AF,∠1=∠2,∴∠4=∠5.
∵∠1+∠3=90°,∴∠2+∠3=90°,
∴∠BAF=180°-(∠2+∠3)=90°,∴∠5=45°.
∵BE∥CF,BE=OA=CF,
∴四边形 BECF 是平行四边形,
∴BF∥CE,∴∠5=∠6=45°.
∵∠1+∠7=∠2+∠7=∠6,
∴∠1+∠7=45°,即β=45°.
解题大招
1.正方形中的半角模型
条件
在正方形 ABCD 中,点 E,F 分别在边 BC,CD上,且∠EAF=45°
图形
结论
①△AEF≌△AEG;②△AGF 为等腰直角三角形;③EF=BE+DF
2.正方形中角平分线+垂直模型
在正方形 ABCD 中,点 E 在射线CB 上,EF 交外角∠DCG 的平分线(图 1)或其所在直线(图 2)于点 F,AE⊥EF,则有AE=EF.
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