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文檔簡介
專題11四邊形壓軸題綜合
目錄
熱點(diǎn)題型歸納.........................................................................................1
題型01三角形與旋轉(zhuǎn)變換.............................................................................1
題型02三角形與翻折變換............................................................................16
題型03三角形類比探究問題..........................................................................30
中考練場............................................................................................36
熱點(diǎn)題型歸納
題型01四邊形與旋轉(zhuǎn)變換
【解題策略】
三角形全等和三角形相似的判定和性質(zhì),勾股定理,矩形的判定和性質(zhì),旋轉(zhuǎn)性質(zhì)、平行線的判定和性質(zhì),解題的關(guān)
鍵是作出輔助線,熟練掌握三角形相似的判定方法。
【典例分析】
例.(2023?浙江衢州?中考真題)如圖1,點(diǎn)0為矩形ABCD的對稱中心,AB=4,AD=8,點(diǎn)E為AO邊上一點(diǎn)(0<AE<3),
連接EO并延長,交于點(diǎn)尸,四邊形ABEE與A7TFE關(guān)于E尸所在直線成軸對稱,線段交AO邊于點(diǎn)G.
⑴求證:GE=GF;
(2)當(dāng)鉆=2DG時(shí),求AE的長;
(3)令=DG=b.
①求證:(4-6Z)(4-/?)=4;
②如圖2,連接OB',OD,分別交AO,于點(diǎn)H,K.記四邊形OKGH的面積為Si,△OGK的面積為S?.當(dāng)。=1時(shí),
求確■的值.
【答案】(1)見解析
⑵6-2/
S13
(3)①見解析;②U=£
o2o
【分析】(1)根據(jù)軸對稱和矩形的性質(zhì),證明NGM=/GEE,即可解答;
(2)過點(diǎn)G作GH,8c于H,設(shè)。G=x,則AE=2x,求得G£=G/^=8-3x,再利用勾股定理,列方程即可解答;
(3)①過點(diǎn)。作OQLA。于Q,連接。4,OD,OG,證明△GOQS/^OE。,可得箓=器,得到GQ-EQ=4,即可
OQEQ
解答;
②連接BZ>,OG,,證明△Z)OG0Zk3'OG,進(jìn)而證明△DGKdB'GH,進(jìn)而證明△OGKHOGH,可得"=竺詈絲
22
AAAOKOFS\2OK2OFEF…
再證明△O"s2V)K5,,△石G/SADGE,得到力=赤,再得到廣二-^^二萬二二薪,最后根據(jù)①中結(jié)論,即
可解答.
【詳解】(1)證明:???四邊形ABCD為矩形,
..AD//BC,
ZGEF=ZEFB,
?「四邊形ABFE與AEFE關(guān)于EF所在直線成軸對稱,
:./BFE=/EFG,
ZGEF=ZEFG,
:.GE=GF;
(2)解:如圖,過點(diǎn)G作GH,3c于
設(shè)設(shè)DG=x,則AE=2x,
:.EG=8-3x=GF,
\-ZGHC=ZC=ZD=90°,
???四邊形GHCD為矩形,
.,CH=DC=4,
???點(diǎn)。為矩形ABCD的對稱中心,
AE=CF=2x,
:.FH=FC-CH=xf
在mAGHF中,GF2=FH2+GH2,
可得方程(8-3域=f+42,
解得%=3—6,/=3—6(此時(shí)AFAAD,故舍去0),
/.AE=2x=6—2V3;
(3)解:①證明:過點(diǎn)。作OQLAO于Q,連接。4,OD,OG,
??,點(diǎn)0為矩形ABCD的對稱中心,
:.OE=OF,OA=OD,OQ=^AB=2,
?.?GE=GF,
s.GOLEF,
ZGOQ=90°-ZEOQ=ZQEO,
\-ZOQE=ZGQO=90°,
:公GOQS^OEQ,
GQOQ
.?而=的,即aGQ.EQ=OQ92=4,
:.EQ^AQ-AE=4-afGQ=DQ-GD=4-bf
「.(4一a)(4-Z?)=4;
②如圖,連接B'AOG,。?,
由題意可得M=B戶,
???點(diǎn)0為矩形ABCD的對稱中心,
:.BF=B'F^ED,
同理可得OD=OB=OB',
由(1)知G5=GE,
:.B'F-GF=DE-GE,
即B'G=DG,
-.OG=OG,
.?.ADOG/△B'OG(SSS),
:.ZODG=ZOB'G,
DG=B'G,ZDGK=ZB'GH,
:.ADGK^AB'GH(ASA),
:.DK=BrH,GK=GH,
:.OD-DK=OB,-B,H,
即OK=O”,
?.OG=OG,
:.AOGK^OGH(SSS),
…S^OGK=S^OGH,
**?\=2s4OGK,
?_S__.1_____2___sAAOCercKK
一^^-’
???ZEGF=ZDGB\GE=GF,GD=GB'
ZGEF=ZGFE=/GDB'=NGB'D,
.OKOF
,,嬴一五‘
S/\CCKOK
,與一祈,
.S\20K20FEF
"~S1~DK~B'D~~^D'
?.△EGFSADGB,,
EFGE
,?麗一布’
當(dāng)a=l時(shí),由①可得(4—1)(4-6)=4,
解得bg,
Q
二.AE=1,DG=~,
3
13
:.GE=AD-AE-DG=—,
3
_EFGE_13
瓦―麗一而一飛,
【點(diǎn)睛】本題考查了四邊形綜合應(yīng)用,涉及軸對稱變換,全等三角形的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),勾股
定理,解題的關(guān)鍵是正確作出輔助線,構(gòu)造全等三角形和相似三角形是解題的關(guān)鍵.
【變式演練】
1.(2023?遼寧盤錦?二模)如圖,已知正方形ABCD和正方形/1£7燈.
圖1圖2備用圖
(1)在圖1中,點(diǎn)E,F,G分別在邊AB,AC,AD±.,求出絲的值.
FC
(2)將正方形AEFG繞點(diǎn)A順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至圖2所示位置,連接。G,FC,請問(1)中的結(jié)論是否發(fā)生變化?并加以證
明;
(3)如果正方形A3CD的邊長為5,正方形AEFG的邊長為3.當(dāng)正方形的'G繞點(diǎn)A順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至點(diǎn)E,F,8三點(diǎn)共線
時(shí),請直接寫出CG的長.
【答案】⑴冬
(2)不發(fā)生變化,證明見解析;
(3)717或而.
【分析】
(1)本題根據(jù)正方形性質(zhì)和勾股定理得到AF=0AG,再由尸G〃DC利用平行線分線段成比例,得到黑=蕓,推
...GDAG口—上萬日否
出司二壽’即可斛題.
⑵本題連接AF,得至I」絲=四=345。=包,由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)證明A/MGsAaLF,得至11絲=學(xué),即可證明⑴
ACAF2FCAF
中的結(jié)論不變.
(3)本題根據(jù)正方形A£FG繞點(diǎn)A順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至點(diǎn)E,F,2三點(diǎn)共線,利用勾股定理算出8E,點(diǎn)E,F,8三點(diǎn)共線
分兩種情況,①當(dāng)點(diǎn)E,尸在點(diǎn)8的左側(cè)時(shí),作于點(diǎn)N,作GMLAC于點(diǎn)②當(dāng)點(diǎn)£,尸在點(diǎn)B的右側(cè)時(shí),
作GQ,CD交CD的延長線于點(diǎn)。,作G尸,AD交4)于點(diǎn)P,對以上兩種情況結(jié)合輔助線構(gòu)造以CG為斜邊的直角三
角形,利用解直角三角形和勾股定理求解,即可解題.
【詳解】(1)解:?四邊形ABCD和AEFG都是正方形,
:.ZAGF=ND=90。,AG=FG,AD=CD,
AF=7AG2+FG2=7AG2+AG2=夜AG,
,;FG〃DC,
,AGAF
,GD-FC'
GDAG\女
,FC-AF-7?
故答案為:旦,
2
(2)解:不變,理由如下:
連接AF,
,?,四邊形ABCD和AEFG都是正方形,
,ND4C=NG4/=45°,
ADAGV2
——二——=cos4A5C0O=——,
ACAF2
由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可知,ZDAG=ZCAF,
.\ADAG^^CAF,
GDADV2
FCAC2
(1)中的結(jié)論不變.
(3)解:當(dāng)正方形AEFG繞點(diǎn)A順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至點(diǎn)E,F,5三點(diǎn)共線時(shí),
分以下兩種情況:
①當(dāng)點(diǎn)E,尸在點(diǎn)8的左側(cè)時(shí),如下圖所示,作于點(diǎn)N,作GMLAC于點(diǎn)
E
???正方形ABCD的邊長為5,正方形AEFG的邊長為3.
,'.AE=EF=GF=AG=39AB=5,
:.BE=y/AB2-AE2=4,
??.BF=BE-EF=4-3=1,
sinZABE=—FN
ABBF
3FN3
FN=§
51
-.?ZFAG=ABAC=45°,
...ZFAG-ZBAG=ABAC-ZBAG,
:.ZFAN=ZGAM,
.rFN.GM
sm/FAN=-----=smZGAM=------
AFAG
5_GM,GM=—
“一310
21A/2
AM=NAG?-GM?
10
AB
?.?AC=,=5應(yīng),
cos45,
—北
:.GC=[MC2+GM2=后;
②當(dāng)點(diǎn)E,尸在點(diǎn)5的右側(cè)時(shí),如下圖所示,作GQLCO交CD的延長線于點(diǎn)。,作GPLAD交于點(diǎn)尸,
GQ
BE=ylAB2-AE2=4,
?.?Na4£)=NE4G=90。,
.\ZBAD-ZDAE=ZEAG-ZDAE,
??.NDAG=NBAE,
Af1Ap
cosNBAE=——=cosZDAG=—,
ABAG
土絲,"一
535
,GP=yjAG2-AP2=—,
916
:.PD=AD-AP=5——=—,
55
???ZPDQ=180°-ZADC=180°-90°=90°,
由題易知,四邊形GP。。為矩形,
GQ=PD=—,QD=GP=—9
CQ=CD+QD=5+—=,
GC=JB+GQ2=辰;
綜上所述,GC的長為J萬或而.
【點(diǎn)睛】本題考查了正方形的性質(zhì)、勾股定理、旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)、平行線分線段成比例定理、相似三角形的判定與性質(zhì)、
銳角三角函數(shù)、解直角三角形、數(shù)形結(jié)合與分類討論數(shù)學(xué)思想的運(yùn)用等知識與方法,正確地作出所需要的輔助線是解
題的關(guān)鍵.
2.(2023?遼寧阜新?一模)如圖,四邊形45CD和四邊形都是正方形,且FH,EG交于點(diǎn)A,正方形EFGH繞
點(diǎn)A旋轉(zhuǎn),連接。尸,BE.
(1)如圖1,求證:DF=BE,DF1.BE;
⑵如圖2,將。尸繞點(diǎn)廠逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,得到線段正K,連接BK.
①求證:四邊形EfKB是平行四邊形;
②連接KG,若AB=5,EF=3,直接寫出在正方形EFG〃旋轉(zhuǎn)的過程中,線段KG長度的最大值.
【答案】(1)詳見解析
(2)①詳見解析;②KG最大值為5+之叵
2
【分析】
(1)由題意易得AD=AB,AF=AE,NDAB=NFAE=90°,然后可證^,ADF=^ABE(SAS),則有
DF=BE,NADF=NABE,進(jìn)而問題可求證;
(2)①由(1)可得DF=BE,DFYBE,然后根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)及平行四邊形的判定定理可求證;②連接DE,由題
意易證AOEE經(jīng)AKFG(SAS),則有KG=DE,要使KG的值最大,即為OE的值最大,當(dāng)點(diǎn)。、A、E三點(diǎn)共線時(shí),DE
的值最大,進(jìn)而問題可求解.
【詳解】(1)
證明::四邊形ABC。和四邊形EFG”都是正方形,
AAD^AB,AF=AE,ZDAB=ZFAE=90°,
:.ZDAF=ZBAE,
:.AADF且AABE(SAS),
DF=BE,ZADF=ZABE.
設(shè)。廠與BE相交于點(diǎn)P,與班相交于點(diǎn)Q.
在△AD。和ABQP中,ZDAQ=90°,
,:NDQA=NBQP,ZADF=ZABE,
:.ZBPQ=ZDAQ=90°.
:.DF=BE,DFLBE.
(2)
①證明:由(1)可知:
DF=BE,DF1BE,
由旋轉(zhuǎn)可知:DF=KF,DFLKF,
:.KF=BE,KF//BE,
???四邊形EFKB是平行四邊形.
②解:連接OE,如圖所示:
?.?DF=KF,EF=GF,ZDFK=ZEFG=90°,
:./DFE=NKFG,
:.ADFE%KFG(SAS),
JKG=DE,
要使KG的值最大,即為OE的值最大,當(dāng)點(diǎn)O、A、E三點(diǎn)共線時(shí),OE的值最大;
AD=AB=5,EF=3,ZAFE=45°f
s3A/2
?.?_AE=0--EF=-----,
22
/?DE的最大值為+=5+
2
KG最大值為5+述.
2
【點(diǎn)睛】
本題主要考查正方形的性質(zhì)、全等三角形的判定與性質(zhì)、等腰直角三角形的性質(zhì)及旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),熟練掌握正方形的性
質(zhì)、全等三角形的判定與性質(zhì)、等腰直角三角形的性質(zhì)及旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
3.(2023廣東深圳?模擬預(yù)測)【綜合探究】在數(shù)學(xué)綜合與實(shí)踐活動(dòng)課上,興趣小組的同學(xué)用兩個(gè)完全相同的長方形
紙片展開探究活動(dòng),這兩張長方形紙片的長為8cm,寬為4cm.
⑴【實(shí)踐探究】小紅將兩個(gè)完全相同的長方形紙片A3CD和擺成圖1的形狀,點(diǎn)A與點(diǎn)E重合,邊AD與邊EF
重合,邊AB,QE在同一直線上.
請判斷:AACG的形狀為;
⑵【解決問題】如圖2,在(1)的條件下,小明將長方形EFGQ繞點(diǎn)、A順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)。(轉(zhuǎn)動(dòng)角度小于45。),即=,
邊斯與邊CO交于點(diǎn)連接BN平分ZMBC,交CO于點(diǎn)N,ZAMB+ZAMC=1SO°,求NCBN的度數(shù);
(3)【拓展研究】從圖2開始,小亮將長方形EFGQ繞點(diǎn)A順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一周,若邊E尸所在的直線恰好經(jīng)過線段8。的中
點(diǎn)。時(shí),連接M,FQ,請直接寫出ABFQ的面積.
【答案】(1)等腰直角三角形
⑵/CBN=30°
⑶32-86或32+86
【分析】(1)根據(jù)矩形的性質(zhì),可證明AAQG咨AC3A,得到AG=AC,ZAGQ^ZCAB,再利用直角三角形的性質(zhì),
可推得NG4c=90。,即得答案;
(2)過點(diǎn)A作AH于H,先證明AADM且AATSV/,得至=可進(jìn)一步證明NASH=30。,ZCBM=60°,
從而可得答案;
(3)分旋轉(zhuǎn)角小于90。和大于90。兩種情形,分別畫出圖形,根據(jù)三角形全等和勾股定理可逐步求得答案.
【詳解】(1),??長方形紙片ABCD和所GQ完全相同,
AQ-CB,ZQ=ZB=90°,GQ=AB,
.?.△AQG%CBA(5A5),
.\ZAGQ=ZCAB,AG=AC,
QZAGQ+ZGAQ=9Q°,
ZGAQ+ZCAB=90°,
.\ZG4C=90°,
「.△ACG是等腰直角三角形;
故答案為:等腰直角三角形.
(2)如圖2,過點(diǎn)A作于H,
vZAMB+ZAMC=180°,ZAMD+ZAMC=180°,
:.ZAMD=ZAMH
?:ZD=ZAHM=90°,AM=AM,
.'.^ADM^AHM(A45),
,\AD=AH=4,
???AB=8,
/.AH=-AB,
2
廠.在RtA4HB中,ZABH=30°,
:.ZCBM=60°,
?;BN平分/MBC,
."CBN=3。。;
G
Q
A(E)B
(3)情況一,如圖3.1,當(dāng)旋轉(zhuǎn)角小于90。時(shí),
過8作B〃_LAF于點(diǎn)
NBHO=ZQAO=90°,
???O為8。中點(diǎn),
QO=BO,
QNQOA=NBOH,
:.^QOA^BOH(AAS),
:.OA=OH,AQ=BH=4,
在中,AH=\lAB2-BH2=4A/3-
AO=OH=26,
■.■AF=8,
OF=8-2^3,
'''S^OFB=jx4x—=16—4-s/3,
=32-86,
G
圖3.1
情況二:如圖3.2,當(dāng)旋轉(zhuǎn)角大于90。時(shí),
過B作于H,
同情況一得AAQOGA"BO(A4S),
:.OA=OH,AQ=BH=4,
在RtZXABH中,AH=^AB--BH2=473-:.AO=OH=2』,
4X(8+2A/3)=16+4V3,SABFQ=2S^FOB=32+,
綜上所述
【點(diǎn)睛】本題主要考查了矩形的性質(zhì),圖形旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),直角三角形的性質(zhì)等知識,靈活
運(yùn)用相關(guān)知識是解答本題的關(guān)鍵.
題型02四邊形與翻折變換
【解題策略】
考查了全等三角形的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),折疊幾何性質(zhì)、三角形內(nèi)角和定理的應(yīng)用,勾股定理,
解題的關(guān)鍵是熟練掌握三角形相似的判定方法,畫出相應(yīng)的圖形,注意分類討論.
【典例分析】
例..(2023?湖南?中考真題)問題情境:小紅同學(xué)在學(xué)習(xí)了正方形的知識后,進(jìn)一步進(jìn)行以下探究活動(dòng):在正方形A5CD
的邊3c上任意取一點(diǎn)G,以BG為邊長向外作正方形BEPG,將正方形BEFG繞點(diǎn)8順時(shí)針旋轉(zhuǎn).
D___________kCD—_________CD,C
特例感知:
(1)當(dāng)BG在上時(shí),連接OHAC相交于點(diǎn)P,小紅發(fā)現(xiàn)點(diǎn)尸恰為。尸的中點(diǎn),如圖①.針對小紅發(fā)現(xiàn)的結(jié)論,請
給出證明;
(2)小紅繼續(xù)連接EG,并延長與O尸相交,發(fā)現(xiàn)交點(diǎn)恰好也是。尸中點(diǎn)P,如圖②,根據(jù)小紅發(fā)現(xiàn)的結(jié)論,請判斷VAPE
的形狀,并說明理由;
規(guī)律探究:
(3)如圖③,將正方形BEFG繞點(diǎn)8順時(shí)針旋轉(zhuǎn)a,連接。尸,點(diǎn)尸是。尸中點(diǎn),連接AP,EP,AE,VAPE的形狀
是否發(fā)生改變?請說明理由.
【答案】(1)見解析;(2)VAPE是等腰直角三角形,理由見解析;(3)VAPE的形狀不改變,見解析
【分析】(1)連接BD,BF,根據(jù)正方形的性質(zhì)求出NDB尸=90。,證明絲△AP3,推出BP=AP,再利
用余角的性質(zhì)求出/期=N4%,推出尸3=PF即可;
(2)根據(jù)正方形的性質(zhì)直接得到NQ4E=/PE4=45。,推出AP=眇,ZAPE=90。,得到Y(jié)4PE是等腰直角三角形;
(3)延長EP至點(diǎn)M,使PM=EP,連接證明AMPD均EPRSAS),得到。M=£F,NDWP=ZPM,推
出BG〃DM,設(shè)DF交BC于點(diǎn)H,交BG于點(diǎn)、N,得至“ZMDN=NDNB,由AT>〃3C得到=推出
ZADM=ZBHN+ZBNH=1800-ZHBN,進(jìn)而得到NADM=NABE,再證明AADM均ABE(SAS),得至1141/=他,
ZDAM=ZBAE,證得NAPE=90。,再由/M4E=90。,根據(jù)等腰三角形的三線合一的性質(zhì)求出NM4P=/R4E=45。,
即可證得VAPE是等腰直角三角形.
【詳解】(1)證明:連接身>BF,BP,如圖,
圖①
???四邊形ABC。,都是正方形,
???/CBD=45。=/FBG,
:.ZDBF=90°,
???四邊形ABC。是正方形,
:.ZDAC=ZBAC=45°,
又:AP=AP,
:.△APgMBB(SAS),
/.BP=DP,
/.ZPDB=ZPBD,
':ZPDB+ZPFB=90°=/PBD+/PBF,
/./LPBF=APFB,
/.PB=PF,
:.PD=PF,即點(diǎn)P恰為。尸的中點(diǎn);
(2)VAPE是等腰直角三角形,理由如下:
,四邊形ABCD,BEFG都是正方形,
,ZCAE=ZPEA=45°
;.AP=EP,ZAPE=90°,
VAPE是等腰直角三角形;
(3)VAPE的形狀不改變,
延長£P(guān)至點(diǎn)M,使PM=EP,連接MA,A?,
圖③
:四邊形A3CD、四邊形班牙G都是正方形,
AB=AD,ZBAD=ZABC=ZEBG=90°,BE=EF,BG//EF,
??,點(diǎn)尸為。9的中點(diǎn),
???PD=PF,
,:ZDPM=ZEPF,
:.AMPDAEPF(SAS),
.?.DM=EF,ZDMP=ZPEF,
ABE=DM,DM//EF,
:.BG//DM,
設(shè)。方交BC于點(diǎn)H,交3G于點(diǎn)N,
:,ZMDN=ZDNB,
*:AD//BC,
:.ZADN=ZBHN,
???ABHN+ZBNH+ZHBN=180°,
???ZADM=ZADN+ZMDN=/BHN+/BNH=180。—ZHBN,
???ZABE=360°-ZABC-ZEBG-AHBN=180°-ZHBN,
,ZADM=ZABE,
又;AD=AB,
:.△ADM^AABE(SAS),
AAM=AE,ZDAM=ZBAE,
,:PM=EP,
:?APLME,即NAP£=90。,
*/ZDAM+ZMAB=90°,
AZBAE^ZMAB=90°,即NM4E=90。,
ZM4P=ZB4E=45°,
ZPEA=45°=ZPAE,:.AP=EP,
???NAPE是等腰直角三角形.
【點(diǎn)睛】此題考查了正方形的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),等腰直角三角形的判定和性質(zhì),平行線的性質(zhì)等,(3)
中作輔助線利用中點(diǎn)構(gòu)造全等三角形是解題的難點(diǎn),熟練掌握各性質(zhì)和判定定理是解題的關(guān)鍵.
【變式演練】
1.(2023?浙江金華?三模)如圖,平行四邊形ABCD中,AB=9,BC=12,點(diǎn)尸是邊上的點(diǎn),連結(jié)AP,以A尸為對
稱軸作AABP的軸對稱圖形AAQP.
圖1圖2圖3
⑴如圖2,當(dāng)點(diǎn)。正好落在AD邊上時(shí),判斷四邊形A8PQ的形狀并說明理由;
(2)如圖1,當(dāng)點(diǎn)尸是線段3c的中點(diǎn)且CQ=4時(shí),求AP的長;
(3)如圖3,當(dāng)點(diǎn)尸,Q,D三點(diǎn)共線時(shí),恰有=求3尸的長.
【答案】(1)四邊形A8尸。是菱形,理由見解析
(2)AP=9
⑶旅=?
【分析】
(1)根據(jù)折疊得出AB=AQ,BP=PQ,證明三角形AB尸是等腰三角形,進(jìn)一步得出結(jié)果;
(2)解等腰三角形CP。,作鉆_LBP于E,解斜三角形鉆尸,從而求出結(jié)果;
(3)證明AAOQSAOCQ,ADCQS^DPC,從而求得。。和PD,進(jìn)一步求得BP.
【詳解】(1)解:四邊形48PQ是菱形,理由如下:
由折疊可得,
AB=AQ,BP=PQ,ZBAP=ZPAQ,
???四邊形ABC。是平行四邊形,
??.AD〃BC,
.\ZPAQ=ZAPB,
,\ZAPB=ZBAPf
:.AB=BP,
AB=BP=PQ=AQ,
二.四邊形A5尸。是菱形;
(2)如圖,
作4石_15。于E,作尸尸_LCQ于尸,
:.ZAPB-^ZPAE=9Q0,
???PC=BP=PQ=6,
11
,\CF=QF=^CQ=2,ZCPF=ZQPF=-ZCPQ,
CF21
■■-^CPF=—=^^=^,
ZAPB=ZAPQ=|NBPQ,NBPQ+NCPQ=180°,
.\ZAPfi+ZCPF=90°,
:"PAE=/CPF,
1
tanZPAE=,
設(shè)PE=a,AE=2也。,
:.BE=BP-EP=6-2垃a,
在R^ABE中,AB=9,BE=6-a,AE=2a〃,
J(2缶/+(6—4)2=92,
/.Oy=3,%=一§(舍去),
,EP=3,AE=6^[2,
AP=VAE2+PE2=,+(6何2=9;
(3)vZAQP=ZPQC,
:.l80°-ZAQP=180°-ZPQC,
即:ZAQD=ZDQC,
???四邊形ABC。是平行四邊形,
:./B=ZADC,
由折疊可得,
ZB=ZAQP,AQ=AB=9,
ZPQC=ZADC,
ZADQ+ZCDQ=ZCDQ+ZDCQ,
/.ZADQ=ZDCQ,
..^ADQ^^DCQ,
DQCD
,?而一而‘
.DQ2_
,,=,
912
27
:.DQ=—,
4
同理可得,
ADCQ^^DPC,
,CD_DQ
*PF-CD?
CD2
,PD=DQ*,
2721
BP=PQ=PD-DQ=12--=—.
44
【點(diǎn)睛】本題考查了平行四邊形的性質(zhì),菱形的判定,相似三角形的判定和性質(zhì),軸對稱性質(zhì),解直角三角形等知識,
解決問題的關(guān)鍵是作輔助線,構(gòu)造相似三角形.
2.(2023.貴州銅仁.三模)閱讀材料:如圖,在矩形ABCD中,點(diǎn)。是42的中點(diǎn),點(diǎn)E是邊AD上動(dòng)點(diǎn),將”。后沿
OE翻折得VR9E,連接■并延長"交邊DC于點(diǎn)連接
Z1DZ1DZ1LJ
圖①圖②圖③
【發(fā)現(xiàn)問題】
(1)如圖①,判斷的形狀是________三角形.
【探究發(fā)現(xiàn)】
(2)如圖②,當(dāng)E、F、C三點(diǎn)在一條直線上時(shí),求證:M為邊DC中點(diǎn)
【拓展遷移】
(3)如圖③,延長O尸交射線AD于點(diǎn)N,當(dāng)AB=8,BC=6,DV=2時(shí),求AE的長.
【答案】(1)直角
(2)見解析
(3)40-4
【分析】(1)由ZXAOE沿0E翻折得V/OE,得。尸=。4,ZAOE=ZFOE,OELAF,繼而證得。5=0尸,得到
Z.0BF=Z0FB,從而得到ZA0E=NQFB,繼而證得ZA2揖=ZAFO+NQ/布=NO4F+ZAOE=90。,即可得出結(jié)論;
(2)連接。C,證明RsCFgRsCBO(HL),得DM=3O,然后由矩形的性質(zhì)與點(diǎn)。是AB的中點(diǎn),可得出結(jié)論;
(3)由矩形性質(zhì)和勾股定理,求得0N=4應(yīng),再由翻折性質(zhì)得NQEE=NQ4£=90。,OF=OA=4fEF=AE,設(shè)
22
AE=EF=xf貝!JE?V=4V-AE=4-x,然后由勾股定理,^#(4-x)=%+^4^2-4j,解方程即可求解.
【詳解】解:(1)???點(diǎn)。是A8的中點(diǎn),
JOA=OB,
???AAOE沿0E翻折得V尸,
AOF=OA,ZAOE=ZFOEfOE1AF,
:.ZOAF=ZOFA,
???OELAF
:.ZAOE+ZOAF=90°,
VOF=OA1OA=OB,
:.OB=OF,
:./OBF=/OFB,
:.2ZAOE=ZAOF=Z.OBF+ZOFB=2ZOFB,
ZAOE=ZOFB,
ZAFB=ZAFO+ZOFB=ZOAF+ZAOE=90°,
???方為直角三角形.
(2)連接OC,
???矩形ABC。,
AZADC=ZABC=ZDAB=90°,AB=CD,AD=BC,AB//CD,
:.ZOAF=ZAMDf
???AAOE沿OF翻折得V尸,
AZOFE=ZOAE=90°,OF=OA,
???ZOAF=ZOFA,
???點(diǎn)。是A5的中點(diǎn),
OA=OB=-AB,
2
;?OB=OF,
當(dāng)E、F、。三點(diǎn)在一條直線上時(shí),
???ZOFC=90°,
在RtACFO與RtACBO中,
foc=oc
[OF=OB'
???RuCFO^RtACfiO(HL)
:.ZFOC=ZBOC,
:.2ZBOC=ZBOF=ZOAF+ZOFA=2ZOAF
:.ZBOC=ZOAF,
:.ZAMD=ZBOCf
在△ADM與△CBO中,
ZADM=ZCBO
<ZAMD=ZBOC,
AD=BC
:.AAZ)M^ACBO(AAS),
:.DM=BO,
VBO=-AB,AB=CD
2
:.DM=-CD
2
???點(diǎn)M是CD的中點(diǎn).
(3)??,矩形ABC。,
AAD=BC=6,ZDAB=90°,
:.AN=AD-DN=6-2=4f
??????點(diǎn)。是AB的中點(diǎn),.??Q4=gAB=gx8=4,
由勾股定理,ON=y/OA2+AN2=V42+42=4sl2,
,/AAOE沿OE翻折得VR9E,
:.NOFE=NOAE=90°,OF=OA=4,EF=AE,
:.ZEFN=90°,NF=ON-OF=4?-4,
設(shè)AE=EF=x,貝?。荨?V=4V_A£=4_x,
由勾股定理,W(4-X)2=X2+(4V2-4)\解得:x=4五-4,
即AE=4&-4.
【點(diǎn)睛】本題考查矩形的性質(zhì),翻折的性質(zhì),全等三角形的性質(zhì),勾股定理.熟練掌握相關(guān)定理是解題的關(guān)鍵.
3.(2023?河南洛陽?二模)綜合與實(shí)踐
(1)【操作發(fā)現(xiàn)】如圖1,諸葛小組將正方形紙片ABC。沿過點(diǎn)A的直線折疊,使點(diǎn)B落在正方形內(nèi)部的點(diǎn)M處,折痕
為AE,再將紙片沿過點(diǎn)A的直線折疊,使AD與A加重合,折痕為",請寫出圖中的一個(gè)45。角:.
(2)【拓展探究】如圖2,孔明小組繼續(xù)將正方形紙片沿E尸繼續(xù)折疊,點(diǎn)C的對應(yīng)點(diǎn)恰好落在折痕AE上的點(diǎn)N處,連
接NF交AM于點(diǎn)P.
①ZA£F=______度;
②若AB=6,求線段尸河的長.
(3)【遷移應(yīng)用】如圖3,在矩形ABCD,點(diǎn)、E,歹分別在邊3C、CZ)上,將矩形ABCD沿AE,反折疊,點(diǎn)2落在點(diǎn)
M處,點(diǎn)。落在點(diǎn)G處,點(diǎn)A,M,G恰好在同一直線上,若點(diǎn)尸為8的三等分點(diǎn),AB=3,AD=5,請直接寫出線
段BE的長.
【答案】(1)NE4F=45。,見解析
(2)①ZAEF=60。,見解析;PM=2-m,見解析;
9
⑶線段BE的長為'或2;
【分析】(1)根據(jù)折疊性質(zhì)和正方形的性質(zhì)可得㈤F=45。;
(2)①由折疊性質(zhì)可得?NFE1CFE,ZENF=ZC=9Q°,ZAFD=ZAFM,結(jié)合ZE4F=45??傻肗A7W=45。,即
可求解;②根據(jù)是等腰直角三角形,可證A4VP%mE(ASA),設(shè)PN=EN=a,
根據(jù)AN+£7V=AE,即可求解;
(3)在AD上取一點(diǎn)J,使得A7=AB,過點(diǎn)/作〃_LBC,交AF于點(diǎn)K,連接EK,可得AA/KS^AD產(chǎn),設(shè)BE=x,
則EK=x+g,根據(jù)勾股定理即可求解.
【詳解】(1)解:ZEAF=45°;
:四邊形A3CD是正方形,
:.ZC=ZBAD=90°,
由折疊性質(zhì)可得:ZBAE=ZMAE,ZDAF=ZMAF,
NMAE+NMAF=NBAE+ZDAF=-ZBAD=45°,
2
即NE4F=45。;
(2)解:①:四邊形A3CD是正方形,
/.ZC=ZB=90°,
由折疊性質(zhì)可得:?NFE?CFE,/硒F=NC=90°,ZAFD=ZAFM,
NANF=180°-90°=90°,
由操作一得:ZE4F=45°,
.?△ATVF是等腰直角三角形,
.?.NAF/V=45°,
ZAFD=ZAFM=45°+ZNFE,
.-.2(45°+^NFE)+ZCFE=180°,
:.NNFE=NCFE=3G,
...ZA£F=90°-30°=60°;
②?;A4VF是等腰直角三角形,
:.AN=FN,
?.?ZAMF=ZANF=90。,ZAPN=/FPM,
ZNAP=ZNFE=30。,
.?.△4VP^RVE(ASA),
:.AP=FE,PN=EN,
?;NNFE=NCFE=30°,ZENF=ZC=90°,
:.NNEF=NCEF=60。,
,\ZAEB=60°,
vZB=90°,
:.ZBAE=30°,
:.BE=—AB=1,
3
:.AE=2BE=2,
設(shè)PN=EN=a,
???NANP=90°,NNAP=30°,
/.AN=y/3PN=y/3a,AP=2PN=2a,
?;AN+EN=AE,
y/3a+Q=2,解得:a=百-1,
AP=2a=2^/3—29
PM=AM-AP=6-Q6-"=2-6;
(3)解:如圖,在AD上取一點(diǎn)J,使得A7=AB,過點(diǎn)J作",3C,交AF于點(diǎn)K,連接EK,
當(dāng)DF=2CF時(shí),CF=1,DF=2,
AJ_JK.JK_36
.\AAJK-AADF
AD-DF'_2-c5
由(1)可知,EK=BE+JK,
設(shè)=貝ijEK=x+1,
EK2=ET2+KT2>(x+|)2=(3-J;)2+(3-|)2,:.X=^,
當(dāng)CF=2DF時(shí),同理可得BE=2,
綜上所述,線段8E的長為,或2;
【點(diǎn)睛】此題考查了正方形的性質(zhì)、翻折變換的性質(zhì)、全等三角形的判定與性質(zhì)、等腰直角三角形的判定與性質(zhì)、解
直角三角形等知識,熟練掌握正方形的性質(zhì)和翻折變換的性質(zhì),證出ZE4F=45。是解題的關(guān)鍵.
題型03類比探究問題
【解題策略】
考查了全等三角形的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),三角形內(nèi)角和定理的應(yīng)用,勾股定理,解題的關(guān)鍵是熟
練掌握三角形相似的判定方法,畫出相應(yīng)的圖形,注意分類討論。
【典例分析】
例.(2023?江蘇鹽城?中考真題)綜合與實(shí)踐
【問題情境】
如圖1,小華將矩形紙片ABCD先沿對角線折疊,展開后再折疊,使點(diǎn)3落在對角線8D上,點(diǎn)3的對應(yīng)點(diǎn)記為笈,
折痕與邊AD,BC分別交于點(diǎn)E,F.
【活動(dòng)猜想】
(1)如圖2,當(dāng)點(diǎn)9與點(diǎn)。重合時(shí),四邊形8瓦甲是哪種特殊的四邊形?答:.
【問題解決】
(2)如圖3,當(dāng)AB=4,AD=8,時(shí)=3時(shí),求證:點(diǎn)A,B',C在同一條直線上.
【深入探究】
(3)如圖4,當(dāng)AB與8C滿足什么關(guān)系時(shí),始終有與對角線AC平行?請說明理由.
(4)在(3)的情形下,設(shè)AC與80,I加分別交于點(diǎn)0,P,試探究三條線段AP,B'D,E尸之間滿足的等量關(guān)系,
并說明理由.
【答案】(1)菱形;(2)證明見解答;(3)BC=?AB,證明見解析;(4)6EF=2(AP+B,D),理由見解析
【分析】⑴由折疊可得:EF±BD,OB=OD,再證得AB歷源△OEO(ASA),可得OE=O尸,利用菱形的判定定理
即可得出答案;
(2)設(shè)E廠與5D交于點(diǎn)M,過點(diǎn)8'作5'K_L8C于K,利用勾股定理可得=4指,再證明△班可求
得所11=竽,進(jìn)而可得89=今5,再由△89KSABDC,可求得=BK=g,CK=BC-BK=8-2^=y,運(yùn)用
勾股定理可得B'C=4,運(yùn)用勾股定理逆定理可得NCBT=90。,進(jìn)而可得/42/+/6?/=90。+90。=180。,即可證得結(jié)論;
(3)設(shè)/Q4B=NOB4=。,則/C?C=90?!╖,利用折疊的性質(zhì)和平行線性質(zhì)可得:ZAB'B=ZAOB=a,再運(yùn)用三角
形內(nèi)角和定理即可求得&=60。,利用解直角三角形即可求得答案;
(4)過點(diǎn)E作EG,5c于G,設(shè)E尸交BD于H,設(shè)AE=m,EF=n,利用解直角三角形可得
B'D=BD—BB'=\/3n—>/3(m+—n)=^-n—\l3m,AP=2AE-cos30°=-J3m>即可得出結(jié)論.
22
【詳解】解:(1)當(dāng)點(diǎn)夕與點(diǎn)。重合時(shí),四邊形班。尸是菱形.
理由:設(shè)所與8。交于點(diǎn)0,如圖,
由折疊得:EFLBD,OB=OD,
:.ZBOF=ZDOE=90°,
?.?四邊形A3CD是矩形,
:.AD//BC,
/OBF=NODE,
△8FO冬△DEO(ASA),
:.OE=OF,
四邊形3匹尸是菱形.
故答案為:菱形.
(2)證明:?.,四邊形ABCD是矩形,AB=4,AD=8,BF=3,
.-.BC=AD=8,CD=AB=4,/BCD=90。,
:.CF=BC-BF=8-3=5,
BD=VSC2+CD2=,8。+4。=475,
如圖,設(shè)所與8£)交于點(diǎn)M,過點(diǎn)夕作3'K_L3c于K,
由折疊得:ZAB'F=ZABF=ZBMF=ZB'MF=90°,B'F=BF=3,BB'=2BM,
:.ZBMF=ZBCD,
ZFBM=ZDBC,
BMBF??BM3
——=——,即工-=一r>
BCBD84V5
5
"咯
5
?.?ZBKB'=ZBCD,NB'BK=ZDBC,
,ABB'KS^BDC,
12百
%=生=毀,即"KBK
5
CDBCBD
484A/5
24
BK=——
BY5
.\CK=BC-BK=S--=—
55
/.B,C=^B'K2+CK1=4,
?.出產(chǎn)+"=32+42=25,C尸=5?=25,
/.B'F2+B'C2=CF2,
.?.NC6F=90。,
/.ZABrF+ZCBrF=90°+90°=180°,
???點(diǎn)4,。在同一條直線上.
(3)當(dāng)=時(shí),始終有AE與對角線AC平行.
理由:如圖,設(shè)AC、BD交于點(diǎn)0,
???四邊形ABCD是矩形,
:.OA=OB,ZOBA+ZOBC=9Q°,
.\ZOAB=ZOBA,
設(shè)NOAB=NQBA=a,
則NOBC=90。一a,
r
由折疊得:ZABF=ZABC=90°fB'F=BF,
/.ZBB'F+ZABrB=90°,ZBBrF=Z.OBC=90°-a,
r
:.ZABB=ZOBA=af
-AB//ACf
:.ZABfB=ZAOB=a,
???NQ4B+NOBA+NAOS=180。,
.,.a+a+a=180°,即3a=180°,
/.a=60°,
:.ZBAC=60°,
:.—=tanABAC=tan60。=#,
BC=A/3AB;
(4)亞EF=2(AP+B,D),理由如下:
如圖,過點(diǎn)E作EG,3c于G,設(shè)EF交BD于H,
由折疊得:EF±BD,B'F=BF,ZBFE=ZB'FE,
設(shè)AE=m,EF=n,
由(3)得:ZBAC=60°=ZABD,
NBB'F=ZDBC=30°,
ZBFE=ZB'FE=60°,
...EG=EF-sin60°=—n,FG=EFcos600=-n,
22
ZEAB=ZABG=ZBGE=90°,
???四邊形是矩形,
AB=EG=—nBG=AE=m,AD〃BC,
2f
,BF=B'F=m+—n,
2
/.BH=BFcos30°=—(m+-n),
22
BB'=2BH=73(m+1n),
BD=2AB=y/3n,
B'D=BD—BB'=y/3n—石(機(jī)+—n)=n—6m,
22
?:AD//BC,
.\ZDEF=ZEFG=60°,
/.ZAPE=ZDEF-ZZMC=60°-30°=30°=ZZMC,
/.AP=2AE?cos30°=y/3m,
AP+B'D=yj3m+(^-n一y/Sm)=n,
:.AP+B'D=—EF,
2
即依EF=2(AP+B'D).
【點(diǎn)睛】本題是四邊形綜合題,考查了矩形的性質(zhì)和判定,菱形的判定,勾股定理,直角三角形性質(zhì),等腰三角形性
質(zhì),平行線性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),解直角三角形等,涉及知識點(diǎn)多,綜合性強(qiáng),
難度較大.
【變式演練】
1.(2023?海南???二模)(1)【證明推斷】如圖,在正方形ABCD中,點(diǎn)E是對角線2。上的動(dòng)點(diǎn)(與點(diǎn)8、。不
重合),連接AE,過點(diǎn)E作麻,AE,EG1BD,分別交直線BC于點(diǎn)RG.
①求證:AABE芻AFGE;
②求名的值;
(2)【類比探究】如圖,將(1)中的“正方形ABCD”改為“矩形ABCD”,其他條件均不變.
①若鉆=3,BC=4,求——的值;
AE
斤"
②若AB=m?BC,直接寫出大的值(用含機(jī)的代數(shù)式表示);
AE
⑶【拓展運(yùn)用】如圖,在矩形A3CD中,點(diǎn)E是對角線加上一點(diǎn)(與點(diǎn)夙。不重合),連接AE,過點(diǎn)E作團(tuán)UAE,
EGA.BD,分別交直線BC于點(diǎn)P、G,連接CE,當(dāng)AB=2,BC=4,CE=CD時(shí),求所的長.
BFGC
【答案】(1)①證明見解析;②空=1;⑵①空=:;②事即(3)石尸=亞
AEAE4AE5
【分析】⑴①由“ASA”可證AASE四△FGE;②由全等三角形的性質(zhì)可得AE=£F,即可求解;
FFFG
(2)①根據(jù)(1)ZAEB=/GEF,NEFG=/BAE,可證AABESA/GE,可得——=——,通過證明
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