特殊平行四边形中的常见辅助线

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精品文档 。 1欢迎下载 特殊平行四边形中的常见辅助线 一、连结法 1. (2014陕西,第9题3分)如图,在菱形ABCD中,AB=5,对角线AC=6.若过点A作AE⊥BC,垂足为E,则AE的长为( )

A. 4 B. C. D.5

2. (2015安徽, 第9题4分)如图,矩形ABCD中,AB=8,BC=4.点E在边AB上,点F在边CD上,点G、H在对角线AC上.若四边形EGFH是菱形,则AE的长是( )

A.2 B. 3 C. 5 D. 6 3.如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,M,N分别是AB,CD的中点,P是AD上的点,且∠PNB=3∠CBN.

(1)求证:∠PNM=2∠CBN; (2)求线段AP的长. 精品文档

。 2欢迎下载 4.(2015山东德州,第20题8分)如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的对角线OB,AC相交于点D,且BE∥AC,AE∥OB,

(1)求证:四边形AEBD是菱形; (2)如果OA=3,OC=2,求出经过点E的反比例函数解析式.

考点: 反比例函数综合题.. 分析: (1)先证明四边形AEBD是平行四边形,再由矩形的性质得出DA=DB,即可证出四边形AEBD是菱形; (2)连接DE,交AB于F,由菱形的性质得出AB与DE互相垂直平分,求出EF、AF,得出点E的坐标;设经过点E的反比例函数解析式为:y=,把点E坐标代入求出k的值即可. 解答: (1)证明:∵BE∥AC,AE∥OB, ∴四边形AEBD是平行四边形,

∵四边形OABC是矩形,

∴DA=AC,DB=OB,AC=OB,AB=OC=2,

∴DA=DB,

∴四边形AEBD是菱形;

(2)解:连接DE,交AB于F,如图所示: ∵四边形AEBD是菱形,

∴AB与DE互相垂直平分,

∵OA=3,OC=2, 精品文档 。 3欢迎下载 ∴EF=DF=OA=,AF=AB=1,3+=,

∴点E坐标为:(,1),

设经过点E的反比例函数解析式为:y=, 把点E(,1)代入得:k=, ∴经过点E的反比例函数解析式为:y=.

点评: 本题是反比例函数综合题目,考查了平行四边形的判定、菱形的判定、矩形的性质、坐标与图形特征以及反比例函数解析式的求法;本题综合性强,有一定难度,特别是(2)中,需要作辅助线求出点E的坐标才能得出结果.

5.(2015江苏泰州,第25题12分)如图,正方形ABCD的边长为8cm,E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA上的动点,且AE=BF=CG=DH. (1)求证:四边形EFGH是正方形; (2)判断直线EG是否经过一个定点,并说明理由; (3)求四边形EFGH面积的最小值.

考点: 四边形综合题. 分析: (1)由正方形的性质得出∠A=∠B=∠C=∠D=90°,AB=BC=CD=DA,证出AH=BE=CF=DG,由SAS证明△AEH≌△BFE≌△CGF≌△DHG,得出EH=FE=GF=GH,∠AEH=∠BFE,证出四边形EFGH是菱形,再证出∠HEF=90°,即可得出结论; (2)连接AC、EG,交点为O;先证明△AOE≌△COG,得出OA=OC,证出O为对角线AC、BD的交点,即O为正方形的中心; 精品文档 。 4欢迎下载 (3)设四边形EFGH面积为S,BE=xcm,则BF=(8﹣x)cm,由勾股定理得出S=x2+(8﹣x)2=2(x﹣4)2+32,S是x的二次函数,容易得出四边形EFGH面积的最小值. 解答: (1)证明:∵四边形ABCD是正方形, ∴∠A=∠B=∠C=∠D=90°,AB=BC=CD=DA,

∵AE=BF=CG=DH,

∴AH=BE=CF=DG,

在△AEH、△BFE、△CGF和△DHG中,, ∴△AEH≌△BFE≌△CGF≌△DHG(SAS),

∴EH=FE=GF=GH,∠AEH=∠BFE,

∴四边形EFGH是菱形,

∵∠BEF+∠BFE=90°,

∴∠BEF+∠AEH=90°,

∴∠HEF=90°,

∴四边形EFGH是正方形;

(2)解:直线EG经过一个定点,这个定点为正方形的中心(AC、BD的交点);理由如下: 连接AC、EG,交点为O;如图所示: ∵四边形ABCD是正方形,

∴AB∥CD,

∴∠OAE=∠OCG,

在△AOE和△COG中,, ∴△AOE≌△COG(AAS), ∴OA=OC,即O为AC的中点,

∵正方形的对角线互相平分,

∴O为对角线AC、BD的交点,即O为正方形的中心; 精品文档 。 5欢迎下载 (3)解:设四边形EFGH面积为S,设BE=xcm,则BF=(8﹣x)cm, 根据勾股定理得:EF2=BE2+BF2=x2+(8﹣x)2, ∴S=x2+(8﹣x)2=2(x﹣4)2+32,

∵2>0,

∴S有最小值,

当x=4时,S的最小值=32, ∴四边形EFGH面积的最小值为32cm2.

点评: 本题是四边形综合题目,考查了正方形的性质与判定、菱形的判定、全等三角形的判定与性质、勾股定理、二次函数的最值等知识;本题综合性强,有一定难度,特别是(2)(3)中,需要通过作辅助线证明三角形全等和运用二次函数才能得出结果.

6.(12分)(2015内蒙古赤峰25,12分)如图,四边形ABCD是边长为2,一个锐角等于60°的菱形纸片,小芳同学将一个三角形纸片的一个顶点与该菱形顶点D重合,按顺时针方向旋转三角形纸片,使它的两边分别交CB、BA(或它们的延长线)于点E、F,∠EDF=60°,当CE=AF时,如图1小芳同学得出的结论是DE=DF. (1)继续旋转三角形纸片,当CE≠AF时,如图2小芳的结论是否成立?若成立,加以证明;若不成立,请说明理由; (2)再次旋转三角形纸片,当点E、F分别在CB、BA的延长线上时,如图3请直接写出DE与DF的数量关系; (3)连EF,若△DEF的面积为y,CE=x,求y与x的关系式,并指出当x为何值时,y有最小值,最小值是多少? 精品文档

。 6欢迎下载 考点: 几何变换综合题. 分析: (1)如答图1,连接BD.根据题干条件首先证明∠ADF=∠BDE,然后证明△ADF≌△BDE(ASA),得DF=DE; (2)如答图2,连接BD.根据题干条件首先证明∠ADF=∠BDE,然后证明△ADF≌△BDE(ASA),得DF=DE; (3)根据(2)中的△ADF≌△BDE得到:S△ADF=S△BDE,AF=BE.所以△DEF的面积转化为:y=S△BEF+S△ABD.据此列出y关于x的二次函数,通过求二次函数的最值来求y的最小值. 解答: 解:(1)DF=DE.理由如下: 如答图1,连接BD. ∵四边形ABCD是菱形,

∴AD=AB.

又∵∠A=60°, ∴△ABD是等边三角形,

∴AD=BD,∠ADB=60°,

∴∠DBE=∠A=60° ∵∠EDF=60°,

∴∠ADF=∠BDE.∵在△ADF与△BDE中,,

∴△ADF≌△BDE(ASA),

∴DF=DE;

(2)DF=DE.理由如下: 如答图2,连接BD.∵四边形ABCD是菱形, ∴AD=AB.

又∵∠A=60°, ∴△ABD是等边三角形,

∴AD=BD,∠ADB=60°, 精品文档 。 7欢迎下载 ∴∠DBE=∠A=60° ∵∠EDF=60°,

∴∠ADF=∠BDE.

∵在△ADF与△BDE中,,

∴△ADF≌△BDE(ASA),

∴DF=DE;

(3)由(2)知,△ADF≌△BDE.则S△ADF=S△BDE,AF=BE=x. 依题意得:y=S△BEF+S△ABD=(2+x)xsin60°+×2×2sin60°=(x+1)2+.即y=(x+1)2+. ∵>0,

∴该抛物线的开口方向向上,

∴当x=0即点E、B重合时,y最小值=.

点评: 本题考查了几何变换综合题,解题过程中,利用了三角形全等的判定与性质,菱形的性质以及等边三角形的判定与性质,对于促进角与角(边与边)相互转换,将未知角转化为已知角(未知边转化为已知边)是关键。

二、中心对称法(倍长法) 1.(2014山东临沂,第25题11分)【问题情境】 精品文档 。 8欢迎下载 如图1,四边形ABCD是正方形,M是BC边上的一点,E是CD边的中点,AE平分∠DAM. 【探究展示】 (1)证明:AM=AD+MC; (2)AM=DE+BM是否成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由. 【拓展延伸】 (3)若四边形ABCD是长与宽不相等的矩形,其他条件不变,如图2,探究展示(1)、(2)中的结论是否成立?请分别作出判断,不需要证明.

考点: 四边形综合题;角平分线的定义;平行线的性质;全等三角形的判定与性质;矩形的性质;正方形的性质 专题: 综合题;探究型. 分析: (1)从平行线和中点这两个条件出发,延长AE、BC交于点N,如图1(1),易证△ADE≌△NCE,从而有AD=CN,只需证明AM=NM即可.

(2)作FA⊥AE交CB的延长线于点F,易证AM=FM,只需证明FB=DE即可;要证FB=DE,只需证明它们所在的两个三角形全等即可. (3)在图2(1)中,仿照(1)中的证明思路即可证到AM=AD+MC仍然成立;在图2(2)中,采用反证法,并仿照(2)中的证明思路即可证到AM=DE+BM不成立. 解答: (1)证明:延长AE、BC交于点N,如图1(1),

∵四边形ABCD是正方形,

∴AD∥BC.

∴∠DAE=∠ENC.