一、平行四边形真题与模拟题分类汇编(难题易错题) 1.(1)、动手操作:
如图①:将矩形纸片ABCD折叠,使点D与点B重合,点C落在点∠ABE=20°,那么(2)、观察发现:
小明将三角形纸片ABC(AB>AC)沿过点A的直线折叠,使得AC落在AB边上,折痕为AD,展开纸片(如图②);再次折叠该三角形纸片,使点A和点D重合,折痕为EF,展平纸片后得到△AEF(如图③).小明认为△AEF是等腰三角形,你同意吗?请说明理由.
的度数为 .
处,折痕为EF,若
(3)、实践与运用:
将矩形纸片ABCD按如下步骤操作:将纸片对折得折痕EF,折痕与AD边交于点E,与BC边交于点F;将矩形ABFE与矩形EFCD分别沿折痕MN和PQ折叠,使点A、点D都与点F重合,展开纸片,此时恰好有MP=MN=PQ(如图④),求∠MNF的大
小.
【答案】(1)125°;(2)同意;(3)60° 【解析】
试题分析:(1)根据直角三角形的两个锐角互余求得∠AEB=70°,根据折叠重合的角相等,得∠BEF=∠DEF=55°,根据平行线的性质得到∠EFC=125°,再根据折叠的性质得到∠EFC′=∠EFC=125°;
(2)根据第一次折叠,得∠BAD=∠CAD;根据第二次折叠,得EF垂直平分AD,根据等角的余角相等,得∠AEG=∠AFG,则△AEF是等腰三角形;
(3)由题意得出:∠NMF=∠AMN=∠MNF,MF=NF,由对称性可知,MF=PF,进而得出△MNF≌△MPF,得出3∠MNF=180°求出即可. 试题解析:(1)、∵在直角三角形ABE中,∠ABE=20°, ∴∠AEB=70°, ∴∠BED=110°,
根据折叠重合的角相等,得∠BEF=∠DEF=55°. ∵AD∥BC,
∴∠EFC=125°,
再根据折叠的性质得到∠EFC′=∠EFC=125°.; (2)、同意,如图,设AD与EF交于点G
由折叠知,AD平分∠BAC,所以∠BAD=∠CAD. 由折叠知,∠AGE=∠DGE=90°, 所以∠AGE=∠AGF=90°, 所以∠AEF=∠AFE. 所以AE=AF,
即△AEF为等腰三角形.
(3)、由题意得出:∠NMF=∠AMN=∠MNF, ∴MF=NF,
由折叠可知,MF=PF, ∴NF=PF,
而由题意得出:MP=MN, 又∵MF=MF, ∴△MNF≌△MPF,
∴∠PMF=∠NMF,而∠PMF+∠NMF+∠MNF=180°, 即3∠MNF=180°, ∴∠MNF=60°.
考点:1.折叠的性质;2.等边三角形的性质;3.全等三角形的判定和性质;4.等腰三角形的判定
2.问题发现:
(1)如图①,点P为平行四边形ABCD内一点,请过点P画一条直线l,使其同时平分平行四边形ABCD的面积和周长. 问题探究:
(2)如图②,在平面直角坐标系xOy中,矩形OABC的边OA、OC分别在x轴、y轴正半轴上,点B 坐标为(8,6).已知点P(6,7)为矩形外一点,请过点P画一条同时平分矩形OABC面积和周长的直线l,说明理由并求出直线l,说明理由并求出直线l被矩形
ABCD截得线段的长度. 问题解决:
(3)如图③,在平面直角坐标系xOy中,矩形OABCD的边OA、OD分别在x轴、y轴正半轴上,DC∥x轴,AB∥y轴,且OAOD8,ABCD2,点
P(1052,1052)为五边形内一点.请问:是否存在过点P的直线l,分别与边OA与BC交于点E、F,且同时平分五边形OABCD的面积和周长?若存在,请求出点E和点F的坐标:若不存在,请说明理由.
【答案】(1)作图见解析;(2)y2x5,35;(3)E(0,0),F(5,5). 【解析】
试题分析:(1)连接AC、BD交于点O,作直线PO,直线PO将平行四边形ABCD的面积和周长分别相等的两部分.
(2)连接AC,BD交于点O,过O、P点的直线将矩形ABCD的面积和周长分为分别相等的两部分.
(3)存在,直线yx平分五边形OABCD面积、周长. 试题解析:(1)作图如下:
(2)∵P(6,7),O(4,3), ∴设PO:ykx6,
6kb7k2{{,, 4kb3b5∴y2x5, 交x轴于N5,0, 211,6, 22交BC于M2115MN635.
22
(3)存在,直线yx平分五边形OABCD面积、周长. ∵P(1052,1052)在直线yx上, ∴连OP交OA、BC于点E、F, 设BC:ykxb,B(8,2)C(2,8),
8kb2k1{,{, 2k8b10∴直线BC:yx10,
yx10x5联立{,得,
yxy5∴E(0,0),F(5,5).
3.如图,矩形ABCD中,AB=6,BC=4,过对角线BD中点O的直线分别交AB,CD边于点E,F.
(1)求证:四边形BEDF是平行四边形; (2)当四边形BEDF是菱形时,求EF的长.
【答案】(1)证明见解析;(2)【解析】
413. 3分析:(1)根据平行四边形ABCD的性质,判定△BOE≌△DOF(ASA),得出四边形BEDF的对角线互相平分,进而得出结论;
(2)在Rt△ADE中,由勾股定理得出方程,解方程求出BE,由勾股定理求出BD,得出OB,再由勾股定理求出EO,即可得出EF的长.
详解:(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,O是BD的中点, ∴∠A=90°,AD=BC=4,AB∥DC,OB=OD, ∴∠OBE=∠ODF, 在△BOE和△DOF中,
OBEODF OBODBOEDOF∴△BOE≌△DOF(ASA), ∴EO=FO,
∴四边形BEDF是平行四边形;
(2)当四边形BEDF是菱形时,BD⊥EF, 设BE=x,则 DE=x,AE=6-x, 在Rt△ADE中,DE2=AD2+AE2, ∴x2=42+(6-x)2, 解得:x= ∵BD=∴OB=
13, 3AD2AB2 =213,
1BD=13, 2∵BD⊥EF,
∴EO=BE2OB2=∴EF=2EO=
213, 3413. 3点睛:本题主要考查了矩形的性质,菱形的性质、勾股定理、全等三角形的判定与性质,熟练掌握矩形的性质和勾股定理,证明三角形全等是解决问的关键
4.在平面直角坐标系中,四边形AOBC是矩形,点O(0,0),点A(5,0),点B(0,3).以点A为中心,顺时针旋转矩形AOBC,得到矩形ADEF,点O,B,C的对应点分别为D,E,F.
(1)如图①,当点D落在BC边上时,求点D的坐标; (2)如图②,当点D落在线段BE上时,AD与BC交于点H. ①求证△ADB≌△AOB; ②求点H的坐标.
(3)记K为矩形AOBC对角线的交点,S为△KDE的面积,求S的取值范围(直接写出结果即可).
【答案】(1)D(1,3);(2)①详见解析;②H(
17,3);(3)53033430334≤S≤. 44【解析】 【分析】
(1)如图①,在Rt△ACD中求出CD即可解决问题; (2)①根据HL证明即可;
②,设AH=BH=m,则HC=BC-BH=5-m,在Rt△AHC中,根据AH2=HC2+AC2,构建方程求出m即可解决问题;
(3)如图③中,当点D在线段BK上时,△DEK的面积最小,当点D在BA的延长线上时,△D′E′K的面积最大,求出面积的最小值以及最大值即可解决问题; 【详解】 (1)如图①中,
∵A(5,0),B(0,3), ∴OA=5,OB=3, ∵四边形AOBC是矩形,
∴AC=OB=3,OA=BC=5,∠OBC=∠C=90°, ∵矩形ADEF是由矩形AOBC旋转得到, ∴AD=AO=5, 在Rt△ADC中,CD=∴BD=BC-CD=1, ∴D(1,3). (2)①如图②中,
AD2AC2=4,
由四边形ADEF是矩形,得到∠ADE=90°, ∵点D在线段BE上, ∴∠ADB=90°,
由(1)可知,AD=AO,又AB=AB,∠AOB=90°, ∴Rt△ADB≌Rt△AOB(HL).
②如图②中,由△ADB≌△AOB,得到∠BAD=∠BAO, 又在矩形AOBC中,OA∥BC, ∴∠CBA=∠OAB, ∴∠BAD=∠CBA,
∴BH=AH,设AH=BH=m,则HC=BC-BH=5-m, 在Rt△AHC中,∵AH2=HC2+AC2, ∴m2=32+(5-m)2, ∴m=
17, 517, 517,3). 511•DE•DK=×3×22∴BH=∴H(
(3)如图③中,当点D在线段BK上时,△DEK的面积最小,最小值=(5-3430334)=, 24
当点D在BA的延长线上时,△D′E′K的面积最大,最大面积=
11×D′E′×KD′=×3×22(5+
3430334)=. 24综上所述,【点睛】
3033430334≤S≤. 44本题考查四边形综合题、矩形的性质、勾股定理、全等三角形的判定和性质、旋转变换等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,学会利用参数构建方程解决问题.
5.如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AC=60cm,∠A=60°,点D从点C出发沿CA方向以4cm/秒的速度向点A匀速运动,同时点E从点A出发沿AB方向以2cm/秒的速度向点B匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点D、E运动的时间是t秒(0<t≤15).过点D作DF⊥BC于点F,连接DE,EF.
(1)求证:AE=DF;
(2)四边形AEFD能够成为菱形吗?如果能,求出相应的t值,如果不能,说明理由; (3)当t为何值时,△DEF为直角三角形?请说明理由. 【答案】(1)见解析;(2)能,t=10;(3)t=【解析】 【分析】
(1)利用t表示出CD以及AE的长,然后在直角△CDF中,利用直角三角形的性质求得DF的长,即可证明;
(2)易证四边形AEFD是平行四边形,当AD=AE时,四边形AEFD是菱形,据此即可列方程求得t的值;
(3)△DEF为直角三角形,分∠EDF=90°和∠DEF=90°两种情况讨论. 【详解】
解:(1)证明:∵在Rt△ABC中,∠C=90°﹣∠A=30°,
15或12. 211AC=×60=30cm, 22∵CD=4t,AE=2t,
∴AB=
又∵在Rt△CDF中,∠C=30°, ∴DF=
1CD=2t,∴DF=AE; 2(2)能, ∵DF∥AB,DF=AE,
∴四边形AEFD是平行四边形,
当AD=AE时,四边形AEFD是菱形,即60﹣4t=2t,解得:t=10, ∴当t=10时,AEFD是菱形;
(3)若△DEF为直角三角形,有两种情况: ①如图1,∠EDF=90°,DE∥BC,
则AD=2AE,即60﹣4t=2×2t,解得:t=②如图2,∠DEF=90°,DE⊥AC,
15, 2
则AE=2AD,即2t2(604t),解得:t=12, 综上所述,当t=
15或12时,△DEF为直角三角形. 2
6.如图①,四边形ABCD是知形,AB1,BC2,点E是线段BC上一动点(不与B,C重合),点F是线段BA延长线上一动点,连接DE,EF,DF,EF交AD于点G.设BEx,AFy,已知y与x之间的函数关系如图②所示.
(1)求图②中y与x的函数表达式; (2)求证:DEDF;
(3)是否存在x的值,使得△DEG是等腰三角形?如果存在,求出x的值;如果不存在,说明理由
【答案】(1)y=﹣2x+4(0<x<2);(2)见解析;(3)存在,x=【解析】 【分析】
(1)利用待定系数法可得y与x的函数表达式; (2)证明△CDE∽△ADF,得∠ADF=∠CDE,可得结论; (3)分三种情况:
①若DE=DG,则∠DGE=∠DEG,
②若DE=EG,如图①,作EH∥CD,交AD于H, ③若DG=EG,则∠GDE=∠GED, 分别列方程计算可得结论. 【详解】 (1)设y=kx+b,
由图象得:当x=1时,y=2,当x=0时,y=4, 代入得:5553或或. 422kb2k2,得,
b4b4∴y=﹣2x+4(0<x<2); (2)∵BE=x,BC=2 ∴CE=2﹣x, ∴∴
CE2x1CD1,, AF42x2AD2CECD, AFAD∵四边形ABCD是矩形, ∴∠C=∠DAF=90°, ∴△CDE∽△ADF, ∴∠ADF=∠CDE,
∴∠ADF+∠EDG=∠CDE+∠EDG=90°, ∴DE⊥DF;
(3)假设存在x的值,使得△DEG是等腰三角形, ①若DE=DG,则∠DGE=∠DEG, ∵四边形ABCD是矩形, ∴AD∥BC,∠B=90°, ∴∠DGE=∠GEB, ∴∠DEG=∠BEG, 在△DEF和△BEF中,
FDEBDEFBEF, EFEF∴△DEF≌△BEF(AAS), ∴DE=BE=x,CE=2﹣x,
∴在Rt△CDE中,由勾股定理得:1+(2﹣x)2=x2, x=
5; 4②若DE=EG,如图①,作EH∥CD,交AD于H,
∵AD∥BC,EH∥CD, ∴四边形CDHE是平行四边形, ∴∠C=90°,
∴四边形CDHE是矩形,
∴EH=CD=1,DH=CE=2﹣x,EH⊥DG, ∴HG=DH=2﹣x, ∴AG=2x﹣2, ∵EH∥CD,DC∥AB, ∴EH∥AF, ∴△EHG∽△FAG, ∴∴
EHHG, AFAG12x, 42x2x2∴x15555(舍), ,x222③若DG=EG,则∠GDE=∠GED, ∵AD∥BC, ∴∠GDE=∠DEC, ∴∠GED=∠DEC, ∵∠C=∠EDF=90°, ∴△CDE∽△DFE, ∴
CEDE, CDDF∵△CDE∽△ADF, ∴∴
DECD1, DFAD2CE1, CD213,x=, 2255-53或或. 422∴2﹣x=
综上,x=【点睛】
本题是四边形的综合题,主要考查了待定系数法求一次函数的解析式,三角形相似和全等的性质和判定,矩形和平行四边形的性质和判定,勾股定理和逆定理等知识,运用相似三角形的性质是解决本题的关键.
7.(1)如图1,将矩形ABCD折叠,使BC落在对角线BD上,折痕为BE,点C落在点C处,若∠ADB42,则DBE的度数为______.
(2)小明手中有一张矩形纸片ABCD,AB4,AD9.
(画一画)如图2,点E在这张矩形纸片的边AD上,将纸片折叠,使AB落在CE所在直线上,折痕设为MN(点M,N分别在边AD,BC上),利用直尺和圆规画出折痕
MN(不写作法,保留作图痕迹,并用黑色水笔把线段描清楚);
(算一算)如图3,点F在这张矩形纸片的边BC上,将纸片折叠,使FB落在射线FD上,折痕为GF,点A,B分别落在点A,B处,若AG7,求BD的长. 3
【答案】(1)21;(2)画一画;见解析;算一算:BD3 【解析】 【分析】
(1)利用平行线的性质以及翻折不变性即可解决问题;
(2)【画一画】,如图2中,延长BA交CE的延长线由G,作∠BGC的角平分线交AD于M,交BC于N,直线MN即为所求; 【算一算】首先求出GD=9-
720,由矩形的性质得出AD∥BC,BC=AD=9,由平行线的33性质得出∠DGF=∠BFG,由翻折不变性可知,∠BFG=∠DFG,证出∠DFG=∠DGF,由等腰三
20,再由勾股定理求出CF,可得BF,再利用翻折不变性,3可知FB′=FB,由此即可解决问题. 【详解】
角形的判定定理证出DF=DG=
(1)如图1所示:
∵四边形ABCD是矩形, ∴AD∥BC, ∴∠ADB=∠DBC=42°,
由翻折的性质可知,∠DBE=∠EBC=故答案为21.
(2)【画一画】如图所示:
1∠DBC=21°, 2
【算一算】 如3所示:
∵AG=
7,AD=9, 3720, 33∴GD=9-
∵四边形ABCD是矩形, ∴AD∥BC,BC=AD=9, ∴∠DGF=∠BFG,
由翻折不变性可知,∠BFG=∠DFG, ∴∠DFG=∠DGF, ∴DF=DG=
20, 32∵CD=AB=4,∠C=90°,
16202∴在Rt△CDF中,由勾股定理得:CF=DFCD, 43322∴BF=BC-CF=91611, 3311, 3由翻折不变性可知,FB=FB′=∴B′D=DF-FB′=【点睛】
20113. 33四边形综合题,考查了矩形的性质、翻折变换的性质、勾股定理、等腰三角形的判定、平行线的性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用翻折不变性解决
问题.
8.如图,在正方形ABCD中,点G在对角线BD上(不与点B,D重合),GE⊥DC于点E,GF⊥BC于点F,连结AG.
(1)写出线段AG,GE,GF长度之间的数量关系,并说明理由;
(2)若正方形ABCD的边长为1,∠AGF=105°,求线段BG的长.
【答案】(1)AG2=GE2+GF2(2)【解析】
试题分析:(1)结论:AG2=GE2+GF2.只要证明GA=GC,四边形EGFC是矩形,推出GE=CF,在Rt△GFC中,利用勾股定理即可证明;
(2)作BN⊥AG于N,在BN上截取一点M,使得AM=BM.设AN=x.易证AM=BM=2x,MN=x=
x,在Rt△ABN中,根据AB2=AN2+BN2,可得1=x2+(2x+
,推出BN=
x)2,解得
,再根据BG=BN÷cos30°即可解决问题.
试题解析:(1)结论:AG2=GE2+GF2. 理由:连接CG. ∵四边形ABCD是正方形, ∴A、C关于对角线BD对称, ∵点G在BD上, ∴GA=GC,
∵GE⊥DC于点E,GF⊥BC于点F, ∴∠GEC=∠ECF=∠CFG=90°, ∴四边形EGFC是矩形, ∴CF=GE,
在Rt△GFC中,∵CG2=GF2+CF2, ∴AG2=GF2+GE2.
(2)作BN⊥AG于N,在BN上截取一点M,使得AM=BM.设AN=x. ∵∠AGF=105°,∠FBG=∠FGB=∠ABG=45°, ∴∠AGB=60°,∠GBN=30°,∠ABM=∠MAB=15°, ∴∠AMN=30°, ∴AM=BM=2x,MN=
x,
在Rt△ABN中,∵AB2=AN2+BN2, ∴1=x2+(2x+解得x=∴BN=
x)2, , ,
.
∴BG=BN÷cos30°=
考点:1、正方形的性质,2、矩形的判定和性质,3、勾股定理,4、直角三角形30度的性质
9.正方形ABCD的边长为1,对角线AC与BD相交于点O,点E是AB边上的一个动点(点E不与点A、B重合),CE与BD相交于点F,设线段BE的长度为x.
(1)如图1,当AD=2OF时,求出x的值;
(2)如图2,把线段CE绕点E顺时针旋转90°,使点C落在点P处,连接AP,设△APE的面积为S,试求S与x的函数关系式并求出S的最大值. 【答案】(1)x=
﹣1;
(2)S=﹣(x﹣)2+(0<x<1), 当x=时,S的值最大,最大值为,. 【解析】
试题分析:(1)过O作OM∥AB交CE于点M,如图1,由平行线等分线段定理得到
CM=ME,根据三角形的中位线定理得到AE=2OM=2OF,得到OM=OF,于是得到BF=BE=x,
求得OF=OM=解方程
,即可得到结果;
(2)过P作PG⊥AB交AB的延长线于G,如图2,根据已知条件得到∠ECB=∠PEG,根据全等三角形的性质得到EB=PG=x,由三角形的面积公式得到S=(1﹣x)•x,根据二次函数的性质即可得到结论.
试题解析:(1)过O作OM∥AB交CE于点M,如图1, ∵OA=OC, ∴CM=ME, ∴AE=2OM=2OF, ∴OM=OF, ∴
,
∴BF=BE=x, ∴OF=OM=∵AB=1, ∴OB=∴∴x=
﹣1; ,
, ,
(2)过P作PG⊥AB交AB的延长线于G,如图2, ∵∠CEP=∠EBC=90°, ∴∠ECB=∠PEG,
∵PE=EC,∠EGP=∠CBE=90°, 在△EPG与△CEB中,
,
∴△EPG≌△CEB, ∴EB=PG=x,
∴AE=1﹣x,
∴S=(1﹣x)•x=﹣x2+x=﹣(x﹣)2+,(0<x<1), ∵﹣<0,
∴当x=时,S的值最大,最大值为,.
考点:四边形综合题
10.已知:如图,四边形ABCD和四边形AECF都是矩形,AE与BC交于点M,CF与AD交于点N.
(1)求证:△ABM≌△CDN;
(2)矩形ABCD和矩形AECF满足何种关系时,四边形 AMCN是菱形,证明你的结论. 【答案】(1)证明见解析;(2)当AB=AF时,四边形AMCN是菱形.证明见解析; 【解析】
试题分析:(1)由已知条件可得四边形AMCN是平行四边形,从而可得AM=CN,再由AB=CD,∠B=∠D=90°,利用HL即可证明;
(2)若四边形AMCN为菱形,则有AM=AN,从已知可得∠BAM=∠FAN,又∠B=∠F=90°,所以有△ABM≌△AFN,从而得AB=AF,因此当AB=AF时,四边形AMCN是菱形. 试题解析:(1)∵四边形ABCD是矩形,∴∠B=∠D=90°,AB=CD,AD∥BC. ∵四边形AECF是矩形,∴AE∥CF.∴四边形AMCN是平行四边形.∴AM=CN.在Rt△ABM和Rt△CDN中,AB=CD,AM=CN,∴Rt△ABM≌Rt△CDN. (2)当AB=AF时,四边形AMCN是菱形.
∵四边形ABCD、AECF是矩形,∴∠B=∠BAD=∠EAF=∠F=90°.∴∠BAD-∠NAM=
∠EAF-∠NAM,即∠BAM=∠FAN.又∵AB=AF,∴△ABM≌△AFN.∴AM=AN.由(1)知四边形AMCN是平行四边形,∴平行四边形AMCN是菱形. 考点:1.矩形的性质;2.三角形全等的判定与性质;3.菱形的判定.
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