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文档简介
专题04特殊平行四边形梯形压轴题(六大题型)目录:题型1:解答证明题题型2:最值问题题型3:四边形与平面直角坐标系题型4:四边形与列函数关系式问题题型5:动态问题(动点、旋转、折叠)题型6:定值问题题型1:解答证明题1.在平行四边形中,的平分线交边于点E,交的延长线于点F.(1)如图1,求证:;(2)如图2,,连接、,当时,求证:;(3)如图3,在(2)的条件下,当时,求线段的长.【答案】(1)见解析(2)见解析(3)【分析】(1)根据角平分线的性质可得,然后再运用平行四边形的性质说明,进一步说明,最后运用等边对等角即可证明结论;(2)延长AB、FG交于点H,连接DH,可证得四边形AHFD是平行四边形,四边形AHFD是菱形,推出△FDH和△ADH都是等边三角形,再证明△DFG≌△DHB(SAS),得出∠FDG=∠HDB,进而证得结论;(3)如图3,连接DE,根据平行四边形性质和角平分线性质可得=30°,过点B作BM⊥AE于点M,可得EM=AE=,利用勾股定理求得AB=CD=BE=4,过点D作DN⊥BC于点N,结合勾股定理即可解答.【解析】(1)明:如图1:∵是平分线.∴∵是平行四边形.∴∴,∴,∴.(2)证明:如图2;延长AB、FG交于点H,连接DH,∴FGCE,CEAD,∴FHBCAD,∵AHDF,∴四边形AHFD是平行四边形,∵∠DFA=∠FAB=∠DAF,∴DA=DF,∴四边形AHFD是菱形,∴FD=FH,AD=AH,∵∠ABC=120°,∴∠DFH=∠DAH=60°,∴△FDH和△ADH都是等边三角形,∴∠DFG=∠DHB=∠FDH=60°,FD=HD,∵四边形BCFH是平行四边形,∴BH=CF,∵FG=CE,CE=CF,∴FG=BH,在△DFG和△DHB中,∴△DFG≌△DHB(SAS),∴∠FDG=∠HDB,∴∠BDG=∠HDB+∠HDG=∠FDG+∠HDG=∠FDH=60°.(3)解:如图3,连接DE,∵四边形ABCD是平行四边形,∴ABCD,ADBC,∴∠DAE=∠AEB,∠DCB=180°-∠ABC=60°,∵AE平分∠BAD,∴∠BAE=∠DAE,∴过点B作BM⊥AE于点M∴EM=AE=在Rt△BME中∵∠BEM=30°∴BM=BE∵∴,解得:BE=4∵BE=2CE∴CE=2过点D作DN⊥BC于点N,则∠NDC=90°-∠DCB=30°∴CN=CD=2=CE∴点N与点E重合∴∠DEC=90°∴∴=.【点睛】本题主要考查平行四边形的判定与性质、菱形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、等边三角形的判定与性质、含30°的直角三角形性质、勾股定理等知识点,正确地作出辅助线是解答本题的关键.2.如图,已知在正方形中,,点是边上一点(不与点、重合),连接交于点,延长交的外角角平分线于点,连接.
(1)当时,求的面积;(2)求证:;(3)连接,当时,求的长.【答案】(1)4(2)见解析(3)或【分析】(1)如图1,作于点,延长,延长线交于点,得四边形是矩形,然后证明是等腰直角三角形,得,进而可以解决问题;(2)如图2,延长,交于点,证明是等腰直角三角形,,作交于M,则四边形是平行四边形,证明,进而可得结论;(3)如图3,证明四边形是平行四边形,可得,,,根据正方形的性质,结合(2)利用勾股定理可得,设,则,得,,再利用勾股定理列出方程求出的值,进而可以解决问题.【解析】(1)解:四边形是正方形,,,如图1,作于点,延长,延长线交于点,,四边形是矩形,,是的外角的平分线,,是等腰直角三角形,,,,的面积;
(2)证明:如图2,延长,交于点,是的外角的平分线,,是等腰直角三角形,,,,作交于M,则四边形是平行四边形,,∴,∴,;
(3)解:如图3,由(2)知:,,四边形是平行四边形,,,,,,,,,,,,,,,,设,则,,,在中,根据勾股定理得:,,整理得,,,或.的长为或.
【点睛】本题是四边形综合题,考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,平行四边形的判定与性质,等腰直角三角形的判定与性质,正确添加辅助线、熟练掌握特殊四边形的判定与性质是解决问题的关键.3.如图,四边形中,,是边的中点.已知,.(1)连接,求证;(2)如图,当时,求的度数;(3)当为直角三角形时,求边的长.【答案】(1)见解析(2)(3)或【分析】(1)连接并延长交的延长线于,判断出≌,得出,进而判断出,即可得出结论;(2)先判断出,得出,再判断出,即可求出答案;(3)分两种情况①当时,判断出≌,得出,进而判断出,即可得出答案;②当时,过点D作DF⊥BC于点F,,设,根据勾股定理即可列出关于x的方程,即可求出答案.【解析】(1)证明:如图,连接并延长交的延长线于,,,,,,点是的中点,,≌,,,,;(2)解:,,,点是的中点,,,,,,,由(1)知,,,,,;(3)(3)是直角三角形,①当时,如图,,,,在和中,,≌,,,,,;②当时,如图,过点D作DF⊥BC于点F,设,由题意,四边形ABFD是矩形,∴AB=DF,BF=AD=2,∴FC=x-2,在Rt△DFC中,;,在Rt△BDC中,,在Rt△ABD中,,∴,,(舍去负值),③∠DBM=时,不符合题意;综上所述的长为或.题型2:最值问题4.在正方形中,点为射线上的一个动点,点在射线上,且.(1)如图1,当点在边上时,请直接写出、、三条线段之间的数量关系;(2)如图2,当点在边的延长线上时,请你判断、、三条线段之间的数量关系,并说明理由;(3)如图3,若,点在边上,且,点为的中点,在点从点沿射线运动的过程中,的周长的最小值为___________(直接写出结果).【答案】(1)(2),理由见详解(3)【分析】(1)延长到,使,连接,由正方形的性质得出,,由证明,得出,,证出,由证明,得出对应边相等即可得出结论;(2)在上截取,连接,.同(1)法可证,所以,,再证明,然后证明,得,即可得出结论;(3)过点作直线交于,当与点关于对称时,,最小,最小值为,即可获得答案.【解析】(1)解:,理由如下:延长到,使,连接,如下图,∵四边形是正方形,∴,,在和中,,∴,∴,,∵,∴,∴,即,在和中,,∴,∴,∴;(2),理由如下:在上截取,连接,如下图,∵四边形是正方形,∴,,在和中,,∴,∴,,∵,∴,∴,∵,∴,在和中,,∴,∴,∴;(3)解:过点作直线交于,如下图,当点在射线上运动时,点在运动,点在射线上运动,∵四边形为正方形,∴,,,∵,∴,当与点关于对称时,,最小,最小值为,∴,由勾股定理得,∵的周长,∴当最小,此时,的周长的最小,∴的周长的最小值.故答案为:.【点睛】本题主要考查了正方形的性质、全等三角形的判定、最短距离问题、勾股定理等知识,熟练掌握相关性质的综合运用是解题的关键.5.在矩形中,.(1)将矩形纸片沿折叠,使点A落在点F处(如图①),设与相交于点G,求证:;(2)将矩形沿直线折叠,使点B的对应点落在边上(如图②),点A的对应点为,连接交于点.当时,求、的长;(3)点M在线段上,点N在线段上,(如图③)若按折叠后,点落在矩形的边上点,请求的最大值和最小值.【答案】(1)证明见解答(2)的长是,OF的长是(3)的最大值为6,最小值为【分析】(1)由矩形的性质得,则,由折叠得,所以,则;(2)连接、,由,得,则,因为垂直平分,所以,由勾股定理得,求得,则,由,求得,而,则;(3)当点与点重合时,的值最小,由垂直平分,得,则,所以;当点与点重合时,的值最大,此时,所以的最大值为6,最小值为.【解析】(1)证明:∵四边形是矩形,由折叠得,(2)解:如图②,连接、,,由折叠得点与点关于直线对称,垂直平分解得,解得,∴的长是,的长是.(3)解:如图③,当点与点重合时,的值最小,∵点与点关于直线对称,∴垂直平分,;如图④,当点与点重合时,的值最大,且∴的最大值为6,最小值为.【点睛】此题重点考查矩形的性质、轴对称的性质、线段的垂直平分线的性质、勾股定理、根据面积等式求线段的长度等知识与方法,此题综合性强,难度较大,属于考试压轴题.6.如图,在长方形中,,,,,,点P在边上,且不与点B、C重合,直线与的延长线交于点E.(1)当点P是的中点时,求证:;(2)将沿直线折叠得到,点落在长方形的内部,延长交直线于点F.①证明,并求出在(1)条件下的值;②连接,直接写出周长的最小值.【答案】(1)证明见解析(2)①证明见解析,;②周长的最小值为12【分析】(1)根据长方形的性质得,可得,利用即可得出结论;(2)①根据平行线的性质和折叠的性质得出,等角对等边即可得,设,则,,在中,由勾股定理得,即;②可得的周长,当点恰好位于对角线上时,最小,在中,由勾股定理得,则的最小值,即可得周长的最小值.【解析】(1)证明:在长方形中,,,点P是的中点,,;(2)解:①在长方形中,,,由折叠得,,,在长方形中,,,,点P是的中点,,由折叠得,,,设,则,,在中,,,解得,即;②由折叠得,,的周长,连接,,,当点恰好位于对角线上时,最小,在中,,,,′的最小值,∴周长的最小值.【点睛】本题属于四边形综合题,考查了矩形的性质,折叠的性质,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质以及勾股定理等知识,掌握折叠是一种轴对称,折叠前后的图形对应角相等、对应边相等,灵活运用相关的性质是解题的关键.题型3:四边形与平面直角坐标系7.如图,边长为5的菱形ABCD如图所示放置在平面直角坐标系xOy中,点A在x轴正半轴上,点D在x轴负半轴上,点.(1)求AB所在直线的解析式;(2)如果直线l经过点C且与直线平行,点是y轴上的一个动点.①当点P在线段OB上(点P不与O、B重合),过点P作平行于x轴的直线分别交线段AB于M、交直线l于N.设线段MN的长度为d,求d关于t的函数解析式,并写出它的定义域;②当点P在y轴正半轴上,如是等腰三角形,求t的值.【答案】(1)y=x+4;(2)①d=12−t(0<t<4);②t的值为或4或.【分析】(1)利用菱形的性质及B点坐标,在Rt△AOB中由勾股定理可求得OA的长,则可求得A点坐标,利用待定系数法可求得直线AB解析式;(2)①由菱形的性质可求得C点坐标,则可求得直线l的解析式,从而可用t分别表示出M、N的坐标,则可得到d关于t的函数解析式,结合P在线段OB上可求得t的取值范围;②用t可分别表示出PC、PD的长,结合C、D坐标可求得CD的长,分PD=PC、PD=CD和PC=CD三种情况可分别得到关于t的方程,可求得t的值.【解析】(1)解:∵B(0,4),∴OB=4,∵四边形ABCD为菱形,且边长为5,∴AB=AD=BC=CD=5,在Rt△AOB中,由勾股定理可得OA=3,∴A(3,0),设AB所在直线解析式为y=kx+b,∴,解得∴AB所在直线的解析式为y=x+4;(2)解:①由题意可知C(−5,4),∵直线l经过点C且与直线y=x平行,∴可设直线l解析式为y=x+m,∴4=−5+m,解得m=9,∴直线l解析式为y=x+9,∵过点P作平行于x轴的直线分别交AB于M、交直线l于N,且P(0,t),∴M、N点的纵坐标为t,在y=x+4中,令y=t,可解得x=3−t,在y=x+9中,令y=t可得x=t−9,∴d=3−t−(t−9)=12−t,∵点P在线段OB上(点P不与O、B重合),∴0<t<4;②∵A(3,0),AD=5,∴D(−2,0),且C(−5,4),P(0,t),∴PC2=52+(t−4)2=t2−8t+41,PD2=22+t2=t2+4,CD2=(−5+2)2+42=25,∵△PCD为等腰三角形,∴有PC=PD、PC=CD和PD=CD三种情况,当PC=PD时,则有t2−8t+41=t2+4,解得t=;当PC=CD时,则有t2−8t+41=25,解得t=4;当PD=CD时,则t2+4=25,解得t=√或t=−(舍去);综上可知当△PCD是等腰三角形时,t的值为或4或.【点睛】本题为一次函数的综合应用,涉及菱形的性质、勾股定理、待定系数法、函数图象的交点、等腰三角形的性质、方程思想及分类讨论思想等知识.在(1)中求得A点坐标是解题的关键,在(2)①中用t表示出M、N的横坐标是解题的关键,在(2)②中利用t分别表示出PD、PC和CD的长是解题的关键,注意分情况讨论.本题考查知识点较多,综合性较强,难度适中.8.如图,已知点,点,点在轴负半轴上,,点为直线上一点.(1)求直线的解析式;(2)点为平面内任一点,若以点、、、为顶点的四边形是正方形,求点的坐标;(3)当直线与直线的夹角等于的倍时,直接写出点的坐标.【答案】(1)(2)或(3)或【分析】(1)根据,求出点的坐标,利用待定系数法,求出直线的解析式即可.(2)分是正方形的边、是正方形的对角线两种情况,利用正方形性质即可求解.(3)当时,,利用两点间距离可求点坐标;当时,,此时,过点作交于,过点作轴交于,由是等腰直角三角形,求出,再由是的中点,求出的另一个点坐标即可.【解析】(1)解:,点,,,,,点在轴负半轴上,,设直线的解析式是,,解得,直线的解析式为;(2)解:①当是正方形的边时,对应的正方形为,,,,,;②当是正方形的对角线时,对应的矩形为,、是正方形对角线,线段和线段互相垂直平分,点、的横坐标为,,,综上所述:点的坐标为或;(3)解:设,①当时,,,,;②当时,,此时,是等腰三角形,过点作交于,过点作轴交于,,,是等腰直角三角形,是的中点,,,是的中点,;综上所述:点坐标为或.【点睛】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,等腰直角的判定与性质,等腰三角形的性质,数形结合解题是关键.9.如图,在平面直角坐标系中,已知点,点是轴上一动点,以线段为一边,在其一侧作等边.当点运动到原点处时,记的位置为.
(1)求点的坐标;(2)当点在轴上运动(不与重合)时,求证:;(3)是否存在点,使得以、、、为顶点的四边形是梯形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)(2)见解析(3)存在,或【分析】(1)根据题意作辅助线过点作轴于点,根据等边三角形的性质和勾股定理即可求出点的坐标,(2)根据,可知,得出总成立,得出当点在轴上运动不与重合)时,为;(3)根据点在的正半轴还是负半轴两种情况讨论,再根据全等三角形的性质即可得出结果.【解析】(1)解:过点作轴于点,
,为等边三角形,,,∴,∴,,即;(2)证明:当点在轴上运动不与重合)时,,,在和中,,;
(3)由(2)可知,点总在过点且与垂直的直线上,可见与不平行.①当点在轴负半轴上时,点在点的下方,此时,若,四边形即是梯形,当时,,.又,可求得,由(2)可知,,,此时的坐标为.②当点在轴正半轴上时,点在的上方,
此时,若,四边形即是梯形,当时,,.又,可求得,由(2)可知,,,此时的坐标为.综上,的坐标为或.【点睛】本题主要考查了等边三角形的性质、勾股定理以及全等三角形的判定及性质,难度适中.题型4:四边形与列函数关系式问题10.如图1,在菱形ABCD中,AB=4,AC=4,点M是AC上一点,点N在射线CB上,且MB=MN,联结DN,设AM=x.(1)当点M、N(N在边BC上)运动时,∠MND的大小是否会变化?若不变请求出度数,若变化请说明理由.(2)若∠BMN=30°,求AM的值.(3)当N在线段BC上时,设DN=y,求y关于x的函数关系式及其定义域.【答案】(1)不变,∠MND=30°;(2)AM的长为2-2或4-4;(3)【分析】(1)联结DM,设∠MBO=α,可表示出∠DMN,∠CDM,∠CMD,∠CMB,∠CMN,进而计算求得∠DMN=120°,从而求得结果;(2)分点N在边BC上和点N在CB延长线上时两种情况讨论,进而求得结果;(3)作ME⊥AB于E,MF⊥DN,在△ABM中表示出MB,进而表示出MN,进一步表示出DN,从而求得结果.【解析】(1)解:如图1,联结DM,∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,OA=OC=AC=2,BD=2OD=2OB,AD=AB,∴DM=BM,OD=OB==2,∴BD=4,∴AD=AB=BD,∴∠BCD=∠BAD=60°,∠CBD=60°,∴∠ACD=∠BCD=30°,设∠MBO=α,∵MN=MB,∴∠MBN=∠MNB=∠DBC+∠MBO=60°+α,在△CBM中,∠CMB=180°-∠ACB-∠CBM=180°-30°-(60°+α)=90°-α,∴∠CMD=∠CMB=90°-α,在△MND中,∠BMN=180°-∠MBN-∠MNB=180°-2(60°+α)=60°-2α,∴∠CMN=∠CMB-∠BMN=90°-α-(60°-2α)=30°+α,∴∠DMN=∠CMN+∠CMD=(30°+α)+(90°-α)=120°,∵BM=DM=MN,∴∠MND=∠MDN==30°;(2)解:当点N在边BC上时,在△MBN和△CBM中,∠BMN=∠ACB=30°,∠CBM=∠MBN,∴∠CMB=∠MBN,∵MB=MN,∴∠MBN=∠MNB,∴∠CBM=∠MBN,∴CM=CB=4,∴AM=AC-CM=4-4;当点N在CB延长线上时,过点M作MG⊥BN于点G,∵MB=MN,∴∠NMG=∠BMG=×30°=15°,∴∠GMC=180°-90°-30°=60°,∴∠BMO=45°,∴△OBM是等腰直角三角形,∴OB=OM=2,∴AM=AO-OM=2-2;综上,AM的长为2-2或4-4;(3)解:如图2,作ME⊥AB于E,MF⊥DN,∵∠CAB=30°,∴EM=AM=x,∴AE=,∴BE=AB-AE=4-x,在Rt△BEM中,BM=,在Rt△MNF中,同理可得:NF=MN=,∴DN=2NF,∴.【点睛】本题考查了菱形性质,直角三角形性质,等腰三角形判定和性质等知识,解决问题的关键是设角,通过计算寻找角的数量关系.11.在梯形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,∠C=45°,AB=8,BC=14,点E、F分别在边AB、CD上,EF∥AD,点P与AD在直线EF的两侧,∠EPF=90°,PE=PF,射线EP、FP与边BC分别相交于点M、N,设AE=x,MN=y.(1)求边AD的长;(2)如图,当点P在梯形ABCD内部时,求y关于x的函数解析式,并写出定义域;(3)如果MN的长为2,求梯形AEFD的面积.【答案】(1)AD=6(2)y关于x的函数解析式为y=﹣3x+10.定义域为1≤x<.(3)梯形AEFD的面积为或32【分析】(1)过D作DH⊥BC,DH与EF、BC分别相交于点G、H,判定四边形ABHD是矩形,在Rt△DHC中求出CH的长,利用AD=BH=BC﹣CH求出AD的长;(2)首先确定PM=PN,过点P作QR⊥EF,QR与EF、MN分别相交于Q、R,根据∠MPN=∠EPF=90°,QR⊥MN,可表示出PQ、PR,从而得出y关于x的函数解析式,也能得出定义域;(3)①当点P在梯形ABCD内部时,由MN=2及(2)的结论得2=﹣3x+10,AE=,可求得梯形的面积;②当点P在梯形ABCD外部时,由MN=2及与(2)相同的方法得:,AE=x=4,可求得梯形的面积.【解析】(1)解:过D作DH⊥BC,DH与EF、BC分别相交于点G、H,如图所示∵梯形ABCD中,∠B=90°,∴DH∥AB,又∵AD∥BC,∴四边形ABHD是矩形,∵∠C=45°,∴∠CDH=45°,∴CH=DH=AB=8,∴AD=BH=BC﹣CH=6.(2)解:∵DH⊥EF,∠DFE=∠C=∠FDG=45°,∴FG=DG=AE=x,∵EG=AD=6,∴EF=x+6,∵PE=PF,EF∥BC,∴∠PFE=∠PEF=∠PMN=∠PNM,∴PM=PN,过点P作QR⊥EF,QR与EF、MN分别相交于Q、R,如图所示∵∠MPN=∠EPF=90°,QR⊥MN,∴PQ=EF=,PR=MN=,∵QR=BE=8﹣x,∴,∴y关于x的函数解析式为y=﹣3x+10.定义域为1≤x<.(3)解:当点P在梯形ABCD内部时,由MN=2及(2)的结论得2=﹣3x+10,AE=,∴(AD+EF)•AE=,当点P在梯形ABCD外部时,由MN=2及与(2)相同的方法得:,AE=x=4,∴(AD+EF)•AE=.【点睛】本题考查梯形及有实际问题列一次函数关系式的知识,综合性较强,对于此类题目,要学会由小及大,将所求的问题缩小,一步一步求解.12.如图1,在正方形中,,点E在的延长线上,点F在边上(点F与C、D不重合),且,联结.(1)求的度数;(2)联结交于点M,①如图2,如果,求的长;②设,,直接写出y关于x的函数解析式及定义域.【答案】(1)45°;(2)①;②【分析】(1)证明可得,从而是等腰直角三角形,即可得;(2)①过作交于,证明,可得,在中,可得,即可求出;②过作交于,过作于,先证明是的中位线,得,再由已知得,,而是等腰直角三角形,,即可得,由可得.【解析】解:(1)四边形是正方形,,,,,,在和中,,,,是等腰直角三角形,;(2)①过作交于,如图:,,,,四边形是正方形,,是等腰直角三角形,,由(1)知:,,,在和中,,,,而,,,,,中,,;②过作交于,过作于,如图:由①知:,,为的中点,,,是的中位线,,,,,,四边形是正方形,,是等腰直角三角形,,,,,.【点睛】本题考查正方形性质的综合应用,涉及三角形全等的判定和性质,等腰直角三角形的判定与性质等知识,解题的关键是作辅助线,构造全等三角形、中位线.13.如图,已知直角梯形,,,过点作,垂足为点,,,点是边上的一动点,过作线段的垂直平分线,交于点,并交射线于点.(1)如图1,当点与点重合时,求的长;(2)设,,求与的函数关系式,并写出定义域;(3)如图2,联结,当是等腰三角形时,求的长.
【答案】(1)BC=5;(2);(3)的长为或3或.【分析】(1)根据垂直平分线性质可知,设,,在中用勾股定理求出,即可解答;(2)联结,,在中,,在中,,消去二次项即可得到与的函数关系式;根据点是边上的一动点结合(1)即可得出的定义域;(3)分三种情况讨论,分别画出图形,根据相等的边用勾股定理列方程求解即可.【解析】解:(1)∵梯形中,,,,∴,∵是线段的垂直平分线,∴,在中,,又∵,,设,,,∴,∴.(2)联结,,∵是线段的垂直平分线,∴∵,,∴在中,在中,∴∴(3)在中,,,∴,当是等腰三角形时①∵∴∵∴∴②取中点,联结∵为的中点∴为梯形中位线∴∵∴为中点,∴此时与重合∴③联结并延长交延长线于点此时.∴,,∴,∴在中,,∵∴解得,(不合题意含去)∴综上所述,当是等腰三角形时,的长为或3或【点睛】本题综合考查了矩形的性质、勾股定理解三角形、等腰三角形性质和判定、全等三角形性质和判定,灵活运用勾股定理求线段长是解题的关键.题型5:动态问题(动点、旋转、折叠)14.如图,在四边形中,,,,,,过点B作于点E.若动点P从点A出发,沿折线以每秒1个单位长度的速度向终点C运动,当点P不与点A、B重合时,连结,作点B关于直线的对称点,连结、,设点P的运动时间为t秒.()(1)的长为______;(2)用含t的代数式表示线段的长;(3)当是以为腰的等腰三角形时,求t的值;(4)当与四边形的某条边平行时,直接写出t的值.【答案】(1)5(2)当,当(3)或或(4)或2或8或或【分析】(1)证明是矩形,根据矩形性质和勾股定理则可得出答案;(2)分两种情况,当点在线段上时,当点在线段上时,由题意可得出答案;(3)分为当时,当时,两种情况分别画图解答;(4)分为当时,当时,当时,五种情况分别画图解答;【解析】(1)解:根据题意可得故是矩形,,(2)当点在线段上时,,当点在线段上时,;(3)如图,当时,或,解得:或;当时,如图,过点E作,则解得:(舍去)或;综上,或或;(4)如图1,当时,;如图2,当时,,;如图3,当时,,是平行四边形,三点共线,如图4,当时,是正方形,;,如图,当时,过点作,于点,则四边形是矩形,∴,∴四边形是正方形,∵∴即∴∴∴∴,综上,或或或或.【点睛】该题主要考查了矩形的性质和判定,正方形的性质和判定,平行四边形的性质和判定,轴对称的性质,勾股定理,等腰三角形的性质等知识点,解题的关键是掌握以上知识点.15.如图1,四边形ABCD和四边形CEFG都是菱形,其中点E在BC的延长线上,点G在DC的延长线上,点H在BC边上,连结AC,AH,HF.已知AB=2,∠ABC=60°,CE=BH.(1)求证:△ABH≌△HEF;(2)如图2,当H为BC中点时,连结DF,求DF的长;(3)如图3,将菱形CEFG绕点C逆时针旋转120°,使点E在AC上,点F在CD上,点G在BC的延长线上,连结EH,BF.若EH⊥BC,请求出BF的长.【答案】(1)见解析;(2);(3).【分析】(1)根据两个菱形中,点E在BC的延长线上,点G在DC的延长线上这一特殊的位置关系和CE=BH可证明相应的边和角分别相等,从而证明结论;(2)由AB=BC,∠ABC=,可证明△ABC是等边三角形,从而证明∠AHB=90°,再由△ABH≌△HEF,得∠HFE=∠AHB=90°,再得∠DPF=180°﹣∠HFE=90°,在Rt△DPF中用勾股定理求出DF的长;(3)作FM⊥BG于点M,当EH⊥BC时,可证明CH=CM=CG=BH,从而求出BM、FM的长,再由勾股定理求出BF的长.【解析】解:(1)证明:如图1,∵四边形ABCD和四边形CEFG都是菱形,∴AB=BC,CE=EF,∵CE=BH,∴BH=EF,∵BH+CH=CE+CH,∴BC=HE,∴AB=HE;∵点E在BC的延长线上,点G在DC的延长线上,∴AB∥DG∥EF,∴∠B=∠E,在△ABH和△HEF中,,∴△ABH≌△HEF(SAS).(2)如图2,设FH交CG于点P,连结CF,∵AB=BC,∠ABC=60°,∴△ABC是等边三角形,∵BH=CH,∴AH⊥BC,∴∠AHB=90°,由(1)得,△ABH≌△HEF,∴∠HFE=∠AHB=90°,∵DG∥EF,∴∠DPF=180°﹣∠HFE=90°,∴PF⊥CG,∵CG=FG,∠G=∠E=∠B=60°,∴△GFC是等边三角形,∴PC=PG=CG;∵BC=AB=2,∴CG=EF=BH=BC=1,∴PC=;∵CD=AB=2,∴PD=+2=,∵CF=CG=1,∴PF2=CF2﹣PC2=12﹣()2=,∴.(3)如图3,作FM⊥BG于点M,则∠BMF=90°,∵EH⊥BC,即EH⊥BG,∴EH∥FM,∵∠CEF=∠ACB=60°,∴EF∥MH,∴四边形EHMF是平行四边形,∵∠EHM=90°,∴四边形EHMF是矩形,∴EH=FM;∵EF=EC,∠CEF=60°,∴△CEF是等边三角形,∴CE=CF,∵∠EHC=∠FMC=90°,∴Rt△EHC≌Rt△FMC(HL),∴CH=CM=CG;∵CG=CE=BH,∴CH=BH,∴CM=CH=BC=×2=,∴CF=CG=2CM=2×=,∴=()2﹣()2=,∵BM=2+=,∴.【点睛】本题主要考查了几何综合,其中涉及到了菱形的性质,全等三角形的判定及性质,等边三角形的判定及性质,勾股定理,矩形的判定及性质等,熟悉掌握几何图形的性质和合理做出辅助线是解题的关键.16.正方形中,点在边、上运动(不与正方形顶点重合),作射线,将射线绕点逆时针旋转,交射线于点.(1)如图,当点在边上时,①若,则图中与线段相等的线段是________.②过点作,垂足为,连接,求的度数.③求证:在②的条件下,.(2)当点在边上,点在边延长线上时,仍过点作于点,再过点作于点,连接,若,求的值.【答案】(1)①;②或;③见解析(2)【分析】(1)①通过证明,即可得到;②当点在上时,过点作交于点,延长交于点,证明,推出是等腰直角三角形,进而得到;当点在上时,过点作交于点,延长交点的延长线于点,同理可证明,推出是等腰直角三角形,则,;③延长到,使,过作于,交于点,则,推出是等腰直角三角形,则,证明,可得,推出,结合即可证明;(2)延长、,交于点,可推出是等腰直角三角形,则,可证明,得到,,推出是等腰直角三角形,设,则,可得,即可求解.【解析】(1)解:①四边形是正方形,,,,,,故答案为:;②当点在上时,如图1,过点作交于点,延长交于点,,四边形是矩形,,,,,,,,在和中,,,,,,是等腰直角三角形,,;当点在上时,如图2,过点作交于点,延长交点的延长线于点,四边形是矩形,同理,,,是等腰直角三角形,,,综上所述,的度数为或;③延长到,使,,过作于,交于点,则,,,,,,,,,,即,,,是等腰直角三角形,,又,,,,,,,,且,即,即;(2)如下图,延长、,交于点,则四边形是矩形,,,,,,,,是等腰直角三角形,,在和中,,,,,,是等腰直角三角形,设,,,,,,.【点睛】本题主要考查了正方形的性质,矩形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的性质等知识,解题的关键是综合运用这些知识.17.在四边形中,,,,为射线上一点,将沿直线翻折至的位置,使点落在点处.(1)若为线段上一点.①如图1,当点落在边上时,求的长;②如图2,连接,若,则与有何数量关系?请说明理由;(2)如果点在的延长线上,当为直角三角形时,求的长.【答案】(1)①;②,理由见解析(2)或20【分析】(1)①根据折叠得出,利用勾股定理求出的长即可;②根据平行线的性质和翻折的性质可证,从而;(2)由是直角三角形,当时,则四边形是正方形,得;当时,设,则,在中,利用勾股定理列方程即可求解,当时,点P在线段上,不符合题意,舍去.【解析】(1)解:①根据折叠可知,,∵,∴,∴;②,理由如下:∵将沿直线翻折至的位置,∴,∵,∴,∴,∴,∴,∴;(2)解:当时,如图所示:∵,且,∴四边形是正方形,∴;当时,如图所示:则,∴,∵,∴点E、D、C三点共线,由翻折知,根据勾股定理得,∴,设,则,在中,由勾股定理得:,解得,∴;当时,点P在线段上,不符合题意,舍去,综上:或20.【点睛】本题属于几何变换综合题,考查了矩形的性质,翻折变换,勾股定理,平行线的判定和性质,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,学会利用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.题型6:定值问题18.小明同学在做作业时,遇到如下问题:如图1,已知:等边,点在上,以为边作等边,连接,求证:.
(1)请你解答
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