初中数学苏科版八年级下册9.3 平行四边形课时训练
展开苏科版八年级下册 第9章 《中心对称图形——平行四边形》
重难点题型训练(三)
1.如图,平行四边形ABCD中,AB⊥AC,AB=1,BC=.对角线AC,BD相交于点O,将直线AC绕点O顺时针旋转,分别交BC,AD于点E,F.
(1)证明:当旋转角为90°时,四边形ABEF是平行四边形;
(2)试说明在旋转过程中,线段AF与EC总保持相等;
(3)在旋转过程中,四边形BEDF可能是菱形吗?如果不能,请说明理由;如果能,说明理由并求出此时AC绕点O顺时针旋转的度数.
2.如图,在△ABC中,点O是AC边上的一个动点,过点O作直线MN∥BC,设MN交∠BCA的角平分线于点E,交∠BCA的外角平分线于点F.
(1)求证:EO=FO;
(2)当点O运动到何处时,四边形AECF是矩形?并证明你的结论.
3.如图,已知平行四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,E是BD延长线上的点,且△ACE是等边三角形.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若∠AED=2∠EAD,求证:四边形ABCD是正方形.
4.已知:如图,菱形ABCD中,E,F分别是CB,CD上的点,且BE=DF.
(1)求证:AE=AF;
(2)若∠B=60°,点E,F分别为BC和CD的中点,求证:△AEF为等边三角形.
5.如图,在平行四边形ABCD中,E为BC的中点,连接AE并延长交DC的延长线于点F.
(1)求证:AB=CF;
(2)当BC与AF满足什么数量关系时,四边形ABFC是矩形,并说明理由.
6.四边形ABCD是正方形.
(1)如图1,点G是BC边上任意一点(不与B、C两点重合),连接AG,作BF⊥AG于点F,DE⊥AG于点E.求证:△ABF≌△DAE;
(2)在(1)中,线段EF与AF、BF的等量关系是 (直接写出结论即可,不需要证明);
(3)如图2,点G是CD边上任意一点(不与C、D两点重合),连接AG,作BF⊥AG于点F,DE⊥AG于点E.那么图中全等三角形是 ,线段EF与AF、BF的等量关系是 (直接写出结论即可,不需要证明).
7.在正方形ABCD中,点P是CD边上一动点,连接PA,分别过点B、D作BE⊥PA、DF⊥PA,垂足分别为E、F,如图①.
(1)请探究BE、DF、EF这三条线段的长度具有怎样的数量关系?若点P在DC的延长线上,如图②,那么这三条线段的长度之间又具有怎样的数量关系?若点P在CD的延长线上呢,如图③,请分别直接写出结论;
(2)就(1)中的三个结论选择一个加以证明.
8.如图,ABCD是正方形,G是BC上的一点,DE⊥AG于E,BF⊥AG于F.
(1)求证:△ABF≌△DAE;
(2)求证:DE=EF+FB.
9.设E、F分别在正方形ABCD的边BC,CD上滑动保持且∠EAF=45°,AP⊥EF于点P.
(1)求证:AP=AB;
(2)若AB=5,求△ECF的周长.
10.如图,四边形ABCD中,AB∥CD,AC平分∠BAD,CE∥AD交AB于E.
(1)求证:四边形AECD是菱形;
(2)若点E是AB的中点,试判断△ABC的形状,并说明理由.
11.如图,在菱形ABCD中,P是AB上的一个动点(不与A、B重合),连接DP交对角线AC于E连接BE.
(1)证明:∠APD=∠CBE;
(2)若∠DAB=60°,试问P点运动到什么位置时,△ADP的面积等于菱形ABCD面积的,为什么?
12.已知:如图,在平行四边形ABCD中,AE是BC边上的高,将△ABE沿BC方向平移,使点E与点C重合,得△GFC.
(1)求证:BE=DG;
(2)若∠B=60°,当AB与BC满足什么数量关系时,四边形ABFG是菱形?证明你的结论.
13.如图,四边形ABCD是矩形,△PBC和△QCD都是等边三角形,且点P在矩形上方,点Q在矩形内.求证:
(1)∠PBA=∠PCQ=30°;
(2)PA=PQ.
14.已知:矩形ABCD中AD>AB,O是对角线的交点,过O任作一直线分别交BC、AD于点M、N(如图①).
(1)求证:BM=DN;
(2)如图②,四边形AMNE是由四边形CMND沿MN翻折得到的,连接CN,求证:四边形AMCN是菱形;
(3)在(2)的条件下,若△CDN的面积与△CMN的面积比为1:3,求的值.
15.如图,△ABC中,点O是边AC上一个动点,过O作直线MN∥BC,设MN交∠BCA的平分线于点E,交∠BCA的外角平分线于点F.
(1)探究:线段OE与OF的数量关系并加以证明;
(2)当点O在边AC上运动时,四边形BCFE会是菱形吗?若是,请证明;若不是,则说明理由;
(3)当点O运动到何处,且△ABC满足什么条件时,四边形AECF是正方形?
参考答案
1.(1)证明:当∠AOF=90°时,
∵∠BAO=∠AOF=90°,
∴AB∥EF,
又∵AF∥BE,
∴四边形ABEF为平行四边形.
(2)证明:∵四边形ABCD为平行四边形,
在△AOF和△COE中
.
∴△AOF≌△COE(ASA).
∴AF=EC.
(3)解:四边形BEDF可以是菱形.
理由:如图,连接BF,DE
由(2)知△AOF≌△COE,得OE=OF,
∴EF与BD互相平分.
∴当EF⊥BD时,四边形BEDF为菱形.
在Rt△ABC中,AC===2,
∴OA=1=AB,
又∵AB⊥AC,
∴∠AOB=45°,
∴∠AOF=45°,
∴AC绕点O顺时针旋转45°时,四边形BEDF为菱形.
2.(1)证明:∵CE平分∠ACB,
∴∠1=∠2,
又∵MN∥BC,
∴∠1=∠3,
∴∠3=∠2,
∴EO=CO,
同理,FO=CO,
∴EO=FO.
(2)解:当点O运动到AC的中点时,四边形AECF是矩形.
理由:
∵EO=FO,点O是AC的中点.
∴四边形AECF是平行四边形,
∵CF平分∠BCA的外角,
∴∠4=∠5,
又∵∠1=∠2,
∴∠2+∠4=×180°=90°.
即∠ECF=90°,
∴四边形AECF是矩形.
3.证明:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AO=CO.
又∵△ACE是等边三角形,
∴EO⊥AC(三线合一),即AC⊥BD,
∴四边形ABCD是菱形(对角线互相垂直的平行四边形是菱形).
(2)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AO=CO.
又∵△ACE是等边三角形,
∴EO平分∠AEC(三线合一),
∴∠AED=∠AEC=×60°=30°,
又∵∠AED=2∠EAD
∴∠EAD=15°,
∴∠ADO=∠DAE+∠DEA=15°+30°=45°(三角形的一一个外角等于和它外角不相邻的两内角之和),
∵四边形ABCD是菱形,
∴∠ADC=2∠ADO=90°,
∴平行四边形ABCD是正方形.
4.证明:(1)由菱形ABCD可知:
AB=AD,∠B=∠D,
∵BE=DF,
∴△ABE≌△ADF(SAS),
∴AE=AF;(4分)
(2)连接AC,
∵菱形ABCD,∠B=60°,
∴△ABC为等边三角形,∠BAD=120°,(2分)
∵E是BC的中点,
∴AE⊥BC(等腰三角形三线合一的性质),
∴∠BAE=30°,同理∠DAF=30°,(2分)
∴∠EAF=60°,由(1)可知AE=AF,
∴△AEF为等边三角形(2分).
5.(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,AB=CD,
∴∠BAE=∠CFE,∠ABE=∠FCE,
∵E为BC的中点,
∴EB=EC,
∴△ABE≌△FCE,
∴AB=CF.
(2)解:当BC=AF时,四边形ABFC是矩形.
理由如下:∵AB∥CF,AB=CF,
∴四边形ABFC是平行四边形,
∵BC=AF,
∴四边形ABFC是矩形.
6.(1)证明:在正方形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°,
∴∠BAF+∠DAE=90°.
在Rt△ABF中,∠BAF+∠ABF=90°,
∴∠ABF=∠DAE.
在△ABF与△DAE中
,
∴△ABF≌△DAE(AAS).
(2)解:EF=AF﹣BF.
∵△ABF≌△DAE,
∴AE=BF,
∵EF=AF﹣AE,
∴EF=AF﹣BF.
(3)解:△ABF≌△DAE.EF=BF﹣AF.
证明:在正方形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°,
∴∠BAF+∠DAE=90°.
在Rt△ABF中,∠BAF+∠ABF=90°,
∴∠ABF=∠DAE.
在△ABF与△DAE中
,
∴△ABF≌△DAE(AAS).
∴AE=BF,
∴EF=AE﹣AF=BF﹣AF.
7.解:(1)在图①中BE、DF、EF这三条线段长度具有这样的数量关系:BE﹣DF=EF;
在图②中BE、DF、EF这三条线段长度具有这样的数量关系:DF﹣BE=EF;
在图③中BE、DF、EF这三条线段长度具有这样的数量关系:DF+BE=EF.
(2)对图①中结论证明如下:
∵BE⊥PA,DF⊥PA,
∴∠BEA=∠AFD=90°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠BAD=90°,
∴∠BAE+∠DAF=90°,
又∵∠AFD=90°,
∴∠ADF+∠DAF=90°,
∴∠BAE=∠ADF,
∵在△BAE和△ADF中,
,
∴△BAE≌△ADF(AAS),
∴BE=AF,AE=DF,
∵AF﹣AE=EF,
∴BE﹣DF=EF.
8.证明:(1)∵DE⊥AG,BF⊥AG,
∴∠AED=∠AFB=90°.(1分)
∵ABCD是正方形,DE⊥AG,
∴∠BAF+∠DAE=90°,∠ADE+∠DAE=90°.
∴∠BAF=∠ADE.(2分)
又在正方形ABCD中,AB=AD,(3分)
在△ABF与△DAE中,∠AFB=∠DEA=90°,
∠BAF=∠ADE,AB=DA,
∴△ABF≌△DAE.(5分)
(2)∵△ABF≌△DAE,
∴AE=BF,DE=AF.(6分)
又AF=AE+EF,
∴AF=EF+FB.
∴DE=EF+FB.(7分)
9.证明:(1)延长CB到F′,使BF′=DF,
在正方形ABCD中,AB=AD,∠ABC=∠D=90°,
∴∠ABF′=180°﹣∠ABC=90°=∠D,
∴△ABF′≌△ADF(SAS),
∴AF′=AF,∠1=∠2,
∴∠EAF′=∠1+∠3=∠2+∠3=90°﹣∠EAF=45°=∠EAF,
又∵EA=EA,
∴△EAF′≌△EAF(SAS),
∴EF′=EF,S△AEF'=S△AEF,
而EF′•AB=EF•AP,
∴AB=AP.
解:(2)C△CEF=EC+CF+EF
=EC+CF+EF′
=EC+BE+CF+BF′
=BC+CF+DF
=BC+CD=2AB=10.
10.(1)证明:∵AB∥CD,即AE∥CD,
又∵CE∥AD,∴四边形AECD是平行四边形.
∵AC平分∠BAD,∴∠CAE=∠CAD,
又∵AD∥CE,∴∠ACE=∠CAD,
∴∠ACE=∠CAE,
∴AE=CE,
∴四边形AECD是菱形;
(2)解:△ABC是直角三角形.
证法一:∵E是AB中点,∴AE=BE.
又∵AE=CE,∴BE=CE,∴∠B=∠BCE,
∵∠B+∠BCA+∠BAC=180°,
∴2∠BCE+2∠ACE=180°,∴∠BCE+∠ACE=90°.
即∠ACB=90°,
∴△ABC是直角三角形.
证法二:连DE,由四边形AECD是菱形,得到DE⊥AC,且平分AC,
设DE交AC于F,
∵E是AB的中点,且F为AC中点,
∴EF∥BC.∠AFE=90°,
∴∠ACB=∠AFE=90°,
∴BC⊥AC,
∴△ABC是直角三角形.
11.(1)证明:∵四边形ABCD是菱形
∴BC=CD,AC平分∠BCD(2分)
∵CE=CE
∴△BCE≌△DCE(4分)
∴∠EBC=∠EDC
又∵AB∥DC
∴∠APD=∠CDP(5分)
∴∠EBC=∠APD(6分)
(2)解:当P点运动到AB边的中点时,S△ADP=S菱形ABCD.(8分)
理由:连接DB
∵∠DAB=60°,AD=AB
∴△ABD是等边三角形(9分)
∵P是AB边的中点
∴DP⊥AB(10分)
∴S△ADP=AP•DP,S菱形ABCD=AB•DP(11分)
∵AP=AB
∴S△ADP=×AB•DP=S菱形ABCD
即△ADP的面积等于菱形ABCD面积的.(12分)
12.(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD.
∵AE是BC边上的高,且CG是由AE沿BC方向平移而成.
∴CG⊥AD.
∴∠AEB=∠CGD=90°.
∵AE=CG,
∴Rt△ABE≌Rt△CDG(HL).
∴BE=DG;
(2)解:当BC=AB时,四边形ABFG是菱形.
证明:∵AB∥GF,AG∥BF,
∴四边形ABFG是平行四边形.
∵Rt△ABE中,∠B=60°,
∴∠BAE=30°,
∵BC=AB
∴BE=CF
∴EF=AB
∴AB=BF
∴四边形ABFG是菱形,
13.证明:(1)∵四边形ABCD是矩形.
∴∠ABC=∠BCD=90°.(1分)
∵△PBC和△QCD是等边三角形.
∴∠PBC=∠PCB=∠QCD=60°.(1分)
∴∠PBA=∠ABC﹣∠PBC=30°,(1分)
∠PCD=∠BCD﹣∠PCB=30°.
∴∠PCQ=∠QCD﹣∠PCD=30°.
∴∠PBA=∠PCQ=30°.(1分)
(2)∵AB=DC=QC,∠PBA=∠PCQ,PB=PC.(1分)
∴△PAB≌△PQC.(2分)
∴PA=PQ.(1分)
14.(1)证法一:连接BD,则BD过点O,
∵AD∥BC,
∴∠OBM=∠ODN,
又OB=OD,∠BOM=∠DON,
∴△OBM≌△ODN,
∴BM=DN;
证法二:∵矩形ABCD是中心对称图形,点O是对称中心,
∴B、D和M、N关于O点中心对称,
∴BM=DN;
(2)证法一:
∵矩形ABCD,
∴AD∥BC,AD=BC,
又BM=DN,
∴AN=CM,
∴四边形AMCN是平行四边形,
由翻折得,AM=CM,
∴四边形AMCN是菱形;
证法二:由翻折得,AE=CD,∠E=∠D,∠AMN=∠CMN,
又∵∠ANE=∠CND,
∴△ANE≌△CND,
∴AN=CN.
∵AD∥BC,
∴∠ANM=∠CMN,
∴∠AMN=∠ANM,
∴AM=AN,
∴AM=MC=CN=NA,
∴四边形AMCN是菱形.
(3)解法一:∵S△CDN=DN•CD,S△CMN=CM•CD,
又S△CDN:S△CMN=1:3,
∴DN:CM=1:3,
设DN=k,则CN=CM=3k,
过N作NG⊥MC于点G,
则CG=DN=k,MG=CM﹣CG=2k,
NG=,
∴MN=,
∴==2;
解法二:∵S△CDN=DN•CD,S△CMN=CM•CD,
又S△CDN:S△CMN=1:3,
∴DN:CM=1:3,
连接AC,则AC过点O,且AC⊥MN,
设DN=k,则CN=AN=CM=3k,AD=4k,
CD=,
OC=AC===k,
∴MN=2ON=2=2=2k,
∴==2.
15.解:(1)OE=OF.
证明如下:
∵CE是∠ACB的平分线,
∴∠1=∠2.
∵MN∥BC,
∴∠1=∠3.
∴∠2=∠3.
∴OE=OC.
同理可证OC=OF.
∴OE=OF.
(2)四边形BCFE不可能是菱形,若四边形BCFE为菱形,则BF⊥EC,
而由(1)可知FC⊥EC,在平面内过同一点F不可能有两条直线同垂直于一条直线.
(3)当点O运动到AC中点时,且△ABC是直角三角形(∠ACB=90°)时,四边形AECF是正方形.
理由如下:
∵O为AC中点,
∴OA=OC,
∵由(1)知OE=OF,
∴四边形AECF为平行四边形;
∵∠1=∠2,∠4=∠5,∠1+∠2+∠4+∠5=180°,
∴∠2+∠5=90°,即∠ECF=90°,
∴▱AECF为矩形,
又∵MN∥BC,∠ACB=90°,
∴∠AOM=90°,
∴AC⊥EF.
∴▱AECF是正方形.
∴当点O为AC中点且△ABC是以∠ACB为直角三角形时,四边形AECF是正方形.
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