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四川省成都市状元廊学校2022届中考数学思维方法讲义 第2讲 证明 四边形

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第2讲证明四边形【今日目标】1、牢记四边形的有关性质及其判定;2、运用四边形的性质及判定进行有关计算与证明;3、数学思想方法的合理运用。【考点透视】1.平行四边形的性质及判定方法。2.矩形的性质及判定方法。3.菱形的性质及判定方法。4.正方形的性质及判定方法。5.梯形的概念及判定方法。6.梯形问题的转化。【数学思想方法】§Ⅰ梯形的常见辅助线的添加方法:通过添加辅助线,把梯形转化成平行四边形和三角形.(作高、平移腰、延腰、平移对角线、等积变化)§Ⅱ一招制胜——图形分离法【精彩知识】题型一:选择题【例1】如图,菱形ABCD和菱形ECGF的边长分别为2和3,∠A=120°,则阴影部分的面积是()A.B.2C.3D.★考点感悟:●变式练习:1、如图,菱形ABCD中,AB=2,∠A=120°,点P,Q,K分别为线段BC,CD,BD上的任意一点,则PK+QK的最小值为()A.1B.C.2D.+12、如图,梯形ABCD中,AB∥CD,点E、F、G分别是BD、AC、DC的中点.已知两底差是6,两腰和是12,则△EFG的周长是()A.8B.9C.10D.123、在面积为15的平行四边形ABCD中,过点A作AE垂直于直线BC于点E,作AF垂直于直线CD于点F,若AB=5,BC=6,则CE+CF的值为()A.11+B.11-C.11+或11-D.11-或1+题型二:填空题【例2】如图,菱形ABCD中,AB=AC,点E、F分别为边AB、BC上的点,且AE=BF,连接CE、AF交于点H,连接DH交AG于点O.则下列结论①△ABF≌△CAE,②∠AHC=120°,③AH+CH=DH,④AD2=OD·DH中,正确的结论是.●变式练习:-8-\n1.如图,线段AC=n+1(其中n为正整数),点B在线段AC上,在线段AC同侧作正方形ABMN及正方形BCEF,连接AM、ME、EA得到△AME.当AB=1时,△AME的面积记为S1;当AB=2时,△AME的面积记为S2;当AB=3时,△AME的面积记为S3;…;当AB=n时,△AME的面积记为Sn.当n≥2时,Sn﹣Sn﹣1=  .2、如图,在四边形ABCD中,AC=BD=6,E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA的中点,则EG2+FH2=。1题图2题图题型三:计算与证明Ⅰ常规试题【例3】如图,在平行四边形ABCD中,AB=5,BC=10,F为AD的中点,CE⊥AB于E,设∠ABC=α(60°≤α<90°).(1)当α=60°时,求CE的长;(2)当60°<α<90°时,①是否存在正整数k,使得∠EFD=k∠AEF?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.②连接CF,当CE2﹣CF2取最大值时,求C点的位置.★考点感悟:Ⅱ新型试题【例4】(1)如图(1),正方形AEGH的顶点E、H在正方形ABCD的边上,直接写出HD∶GC∶EB的结果(不必写计算过程);(2)将图(1)中的正方形AEGH绕点A旋转一定角度,如图(2),求HD∶GC∶EB;(3)把图(2)中的正方形都换成矩形,如图(3),且已知DA∶AB=HA∶AE=m:n,此时HD∶GC∶EB的值与(2)小题的结果相比有变化吗?如果有变化,直接写出变化后的结果(不必写计算过程).★考点感悟:【例5】如图1,梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=2∠BCD=2α,点E在AD上,点F在DC-8-\n上,且∠BEF=∠A.   (1)∠BEF=_____(用含α的代数式表示);  (2)当AB=AD时,猜想线段ED、EF的数量关系,并证明你的猜想;  (3)当AB≠AD时,将“点E在AD上”改为“点E在AD的延长线上,且AE>AB,AB=mDE,AD=nDE”,其他条件不变(如图2),求的值(用含m、n的代数式表示)。 ★考点感悟:【例6】如图,在矩形OABC中,AO=10,AB=8,沿直线CD折叠矩形OABC的一边BC,使点B落在OA边上的点E处,分别以OC、OA所在的直线为x轴,y轴建立平面直角坐标系,抛物线y=ax2+bx+c经过O,D,C三点.(1)求AD的长及抛物线的解析式;(2)一动点P从点E出发,沿EC以每秒2个单位长的速度向点C运动,同时动点Q从点C出发,沿CO以每秒1个单位长的速度向点O运动,当点P运动到点C时,两点同时停止运动.设运动时间为t秒,当t为何值时,以P,Q,C为顶点的三角形与△ADE相似?(3)点N在抛物线对称轴上,点M在抛物线上,是否存在这样的点M与点N,使以M,N,C,E为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M与点N的坐标(不写求解过程);若不存在,请说明理由.★考点感悟:-8-\n【课后测试】1、如图,四边形ABCD中,∠BAD=120°,∠B=∠D=90°,在BC、CD上分别找一点M、N,使△AMN周长最小时,则∠AMN+∠ANM的度数为()A.130°B.120°C.110°D.100°2、如图,在直角梯形ABCD中,AD//BC,∠C=90°,AD=5,BC=9,以A为中心将腰AB顺时针旋转90°至AE,连接DE,则△ADE的面积等于()A.10B.11C.12D.133、如图,已知正方形ABCD中,BE平分∠DBC且交CD边于点E,将△BCE绕点C顺时针旋转到△DCF的位置,并延长BE交DF于点G.(1)求证:△BDG∽△DEG;(2)若EG•BG=4,求BE的长.4、如图,梯形ABCD中,AD∥BC,∠DCB=45°,CD=2,BD⊥CD.过点C作CE⊥AB于E,对角线BD于F.点G为BC中点,连结EG、AF.(1)求EG的长;(2)求证:CF=AB+AF.5、如图1,在菱形ABCD中,AC=2,BD=23,AC,BD相交于点O.(1)求边AB的长;(2)如图2,将一个足够大的直角三角板60°角的顶点放在菱形ABCD的顶点A处,绕点A左右旋转,其中三角板60°角的两边分别与边BC,CD相交于点E,F,连接EF与AC相交于点G.①判断△AEF是哪一种特殊三角形,并说明理由;②旋转过程中,当点E为边BC的四等分点时(BE>CE),求CG的长.-8-\n部分答案与提示:【例1】如图,设BF、CE相交于点M,∵菱形ABCD和菱形ECGF的边长分别为2和3,∴△BCM∽△BGF,∴,即。解得CM=1.2。∴DM=2﹣1.2=0.8。∵∠A=120°,∴∠ABC=180°﹣120°=60°。∴菱形ABCD边CD上的高为2sin60°=2×,菱形ECGF边CE上的高为3sin60°=3×。∴阴影部分面积=S△BDM+S△DFM=×0.8×+×0.8×。故选A。【例3】解:(1)∵α=60°,BC=10,∴sinα=,即sin60°=,解得CE=。(2)①存在k=3,使得∠EFD=k∠AEF。理由如下:连接CF并延长交BA的延长线于点G,∵F为AD的中点,∴AF=FD。在平行四边形ABCD中,AB∥CD,∴∠G=∠DCF。在△AFG和△CFD中,∵∠G=∠DCF,∠G=∠DCF,AF=FD,∴△AFG≌△CFD(AAS)。∴CF=GF,AG=CD。∵CE⊥AB,∴EF=GF。∴∠AEF=∠G。∵AB=5,BC=10,点F是AD的中点,∴AG=5,AF=AD=BC=5。∴AG=AF。∴∠AFG=∠G。在△AFG中,∠EFC=∠AEF+∠G=2∠AEF,又∵∠CFD=∠AFG,∴∠CFD=∠AEF。∴∠EFD=∠EFC+∠CFD=2∠AEF+∠AEF=3∠AEF,因此,存在正整数k=3,使得∠EFD=3∠AEF。②设BE=x,∵AG=CD=AB=5,∴EG=AE+AG=5﹣x+5=10﹣x,在Rt△BCE中,CE2=BC2﹣BE2=100﹣x2。在Rt△CEG中,CG2=EG2+CE2=(10﹣x)2+100﹣x2=200﹣20x。∵CF=GF(①中已证),∴CF2=(CG)2=CG2=(200﹣20x)=50﹣5x。∴CE2﹣CF2=100﹣x2﹣50+5x=﹣x2+5x+50=﹣(x﹣)2+50+。∴当x=,即点E是AB的中点时,CE2﹣CF2取最大值。【例4】解:(1)HD:GC:EB=1::1。(2)连接AG、AC,∵△ADC和△AHG都是等腰直角三角形,∴AD:AC=AH:AG=1:,∠DAC=∠HAG=45°。∴∠DAH=∠CAG。∴△DAH∽△CAG。∴HD:GC=AD:AC=1:。∵∠DAB=∠HAE=90°,∴∠DAH=∠BAE。又∵AD=AB,AH=AE,∴△DAH≌△BAE(SAS)。∴HD=EB。∴HD:GC:EB=1::1。(3)有变化,HD:GC:EB=。【考点】正方形的性质,等腰直角三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理。【分析】(1)连接AG,∵正方形AEGH的顶点E、H在正方形ABCD的边上,∴∠GAE=∠CAB=45°,AE=AH,AB=AD。∴A,G,C共线,AB-AE=AD-AH,∴HD=BE。∵∴GC=AC-AG=AB-AE=(AB-AE)=BE。-8-\n∴HD:GC:EB=1::1。(2)连接AG、AC,由△ADC和△AHG都是等腰直角三角形,易证得△DAH∽△CAG与△DAH≌△BAE,利用相似三角形的对应边成比例与正方形的性质,即可求得HD:GC:EB的值。(3)连接AG、AC,∵矩形AEGH的顶点E、H在矩形ABCD的边上,DA:AB=HA:AE=m:n,∴∠ADC=∠AHG=90°,∴△ADC∽△AHG。∴AD:AC=AH:AG=,∠DAC=∠HAG。∴∠DAH=∠CAG。∴△DAH∽△CAG。∴HD:GC=AD:AC=。∵∠DAB=∠HAE=90°,∴∠DAH=∠BAE。∵DA:AB=HA:AE=m:n,∴△ADH∽△ABE。∴DH:BE=AD:AB=m:n。∴HD:GC:EB=。【例5】解:(1)180°-2α。(2)EB=EF。证明如下:连接BD交EF于点O,连接BF。∵AD∥BC,∴∠A=180°-∠ABC=180°-2α,∠ADC=180°-∠C=180°-α。∵AB=AD,∴∠ADB=(180°-∠A)=α。∴∠BDC=∠ADC-∠ADB=180°-2α。由(1)得:∠BEF=180°-2α=∠BDC。又∵∠EOB=∠DOF,∴△EOB∽△DOF。∴,即。∵∠EOD=∠BOF,∴△EOD∽△BOF。∴∠EFB=∠EDO=α。∴∠EBF=180°-∠BEF-∠EFB=α=∠EFB。∴EB=EF。(3)延长AB至G,使AG=AE,连接BE,GE,则∠G=∠AEG=。∵AD∥BC,∴∠EDF=∠C=α,∠GBC=∠A,∠DEB=∠EBC。∴∠EDF=∠G。∵∠BEF=∠A,∴∠BEF=∠GBC。∴∠GBC+∠EBC=∠DEB+∠BEF,即∠EBG=∠FED。∴△DEF∽△GBE。∴。∵AB=mDE,AD=nDE,∴AG=AE=(n+1)DE。∴BG=AG-AB=(n+1)DE-mDE=(n+1-m)DE。∴。【考点】梯形的性质,平行线的性质,相似三角形的判定和性质,等腰三角形的性质。【分析】(1)由梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=2∠BCD=2α,根据平行线的性质,易求得∠A的度数,又由∠BEF=∠A,即可求得∠BEF的度数:∵梯形ABCD中,AD∥BC,∴∠A+∠ABC=180°。∴∠A=180°-∠ABC=180°-2α。又∵∠BEF=∠A,∴∠BEF=∠A=180°-2α。(2)连接BD交EF于点O,连接BF,由AB=AD,易证得△EOB∽△DOF,根据相似三角形的对应边成比例,可得,从而可证得△EOD∽△BOF,又由相似三角形的对应角相等,易得∠EBF=∠EFB=α,即可得EB=EF。(3)延长AB至G,使AG=AE,连接BE,GE,易证得△DEF∽△GBE,然后由相似三角形的对应边成比例,即可求得的值。解析:延长DF,BA交于G,可证△CEM≌△CFM,△CDF≌△BGF,通过线段的简单运算,即可求得。【例6】【解析】(1)根据折叠前后的相等线段,先在Rt△OEC中求出OE长,再在Rt△ADE中运用勾股定理构建方程求AD.然后将O,D,C三点的坐标代入抛物线y=ax2+bx+c求出a,b,c即可.(2)分别用含t的代数式表示CQ和CP的长,再利用相似三角形产生的相似比构建含t的方程,解之即得.(3)从两定点C,E形成的边CE为平行四边形的边和对角线两个角度分析求解.-8-\n【答案】解:(1)∵四边形ABCO为矩形,∴∠OAB=∠AOC=∠B=90°,AB=CO=8,AO=BC=10.由题意得,△BDC≌△EDC.∴∠B=∠DEC=90°,EC=BC=10,ED=BD.由勾股定理易得EO=6.∴AE=10-6=4.设AD=x,则BD=DE=8-x,由勾股定理,得x2+42=(8-x)2.解之得,x=3,∴AD=3.∵抛物线y=ax2+bx+c过点O(0,0),∴c=0.∵抛物线y=ax2+bx+c过点D(3,10),C(8,0),∴解之得∴抛物线的解析式为:y=-x2+x.(2)∵∠DEA+∠OEC=90°,∠OCE+∠OEC=90°,∴∠DEA=∠OCE.由(1)可得AD=3,AE=4,DE=5.而CQ=t,EP=2t,PC=10-2t.当∠PQC=∠DAE=90°时,△ADE∽△QPC,∴=,即=,解得t=.当∠QPC=∠DAE=90°时,△ADE∽△PQC,∴=,即=,解得t=.∴当t=或时,以P,Q,C为顶点的三角形与△ADE相似.(3)存在.M1(-4,-32),N1(4,-38).M2(12,-32),N2(4,-26).M3(4,),N3(4,-).5、解:(1)∵四边形ABCD是菱形,∴△AOB为直角三角形,且OA=AC=1,OB=BD=3。在Rt△AOB中,由勾股定理得:AB=。 (2)①△AEF是等边三角形。理由如下:∵由(1)知,菱形边长为2,AC=2,∴△ABC与△ACD均为等边三角形。∴∠BAC=∠BAE+∠CAE=60°。又∠EAF=∠CAF+∠CAE=60°,∴∠BAE=∠CAF。在△ABE与△ACF中,∵∠BAE=∠CAF,AB=AC=2,∠EBA=∠FCA=60°,∴△ABE≌△ACF(ASA)。∴AE=AF。∴△AEF是等腰三角形。又∵∠EAF=60°,∴△AEF是等边三角形。②BC=2,E为四等分点,且BE>CE,∴CE=,BE=。由①知△ABE≌△ACF,∴CF=BE=。∵∠EAC+∠AEG+∠EGA=∠GFC+∠FCG+∠CGF=180°(三角形内角和定理),∠AEG=∠FCG=60°(等边三角形内角),∠EGA=∠CGF(对顶角),∴∠EAC=∠GFC。在△CAE与△CFG中,∵∠EAC=∠GFC,∠ACE=∠FCG=60°,∴△CAE∽△CFG。∴,即。解得:CG=。【考点】旋转的性质,菱形的性质,相似三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,勾股定理。【分析】(1)根据菱形的性质,确定△AOB为直角三角形,然后利用勾股定理求出边AB的长度。-8-\n(2)①确定一对全等三角形△ABE≌△ACF,得到AE=AF,再根据已知条件∠EAF=60°,可以判定△AEF是等边三角形。②确定一对相似三角形△CAE∽△CFG,由对应边的比例关系求出CG的长度。-8-

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发布时间:2022-08-25 20:47:38 页数:8
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文章作者:U-336598

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