2021-2022苏科版八年级数学下册期末复习-中心对称图形—平行四边形精讲精练(知识梳理+典例剖析+变式练习)
展开2021-2022学年八年级数学下学期期末考试高分直通车(苏科版)
专题1.3图形的旋转与中心对称精讲精练(知识梳理+典例剖析+变式练习)
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【知识梳理】
1.旋转及性质:
(1)旋转的定义:在平面内,把一个图形绕着某一个点O旋转一个角度的图形变换叫做旋转.点O叫做旋转中心,转动的角叫做旋转角,如果图形上的点P经过旋转变为点P′,那么这两个点叫做对应点.
(2)旋转的性质:
①对应点到旋转中心的距离相等.
②对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角.
③旋转前、后的图形全等.
(3)旋转三要素:①旋转中心; ②旋转方向; ③旋转角度.注意:三要素中只要任意改变一个,图形就会不一样.
2. 旋转对称图形:
(1)旋转对称图形: 如果某一个图形围绕某一点旋转一定的角度(小于360°)后能与原图形重合,那么这个图形就叫做旋转对称图形.
(2)常见的旋转对称图形有:线段,正多边形,平行四边形,圆等.
(3)旋转图形的作法:
根据旋转的性质可知,对应角都相等都等于旋转角,对应线段也相等,由此可以通过作相等的角,在角的边上截取相等的线段的方法,找到对应点,顺次连接得出旋转后的图形.
3.中心对称:
(1)中心对称的定义:把一个图形绕着某个点旋转180°,如果它能够与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这个点对称或中心对称,这个点叫做对称中心,这两个图形中的对应点叫做关于中心的对称点..
(2)中心对称的性质
①关于中心对称的两个图形能够完全重合;
②关于中心对称的两个图形,对应点的连线都经过对称中心,并且被对称中心平分.
4. 中心对称图形:
(1)定义:把一个图形绕某一点旋转180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形,这个点叫做对称中心.
注意:中心对称图形和中心对称不同,中心对称是两个图形之间的关系,而中心对称图形是指一个图形自身的特点,这点应注意区分,它们性质相同,应用方法相同.
(2)常见的中心对称图形:平行四边形、圆形、正方形、长方形等等.
5.平行四边形的性质:
(1)平行四边形的概念:有两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形.
(2)平行四边形的性质:
①边:平行四边形的对边相等.
②角:平行四边形的对角相等.
③对角线:平行四边形的对角线互相平分.
(3)平行线间的距离处处相等.
(4)平行四边形的面积:①平行四边形的面积等于它的底和这个底上的高的积.
②同底(等底)同高(等高)的平行四边形面积相等.
6.平行四边形的判定 :
(1)两组对边分别平行的四边形是平行四边形.
符号语言:∵AB∥DC,AD∥BC ∴四边行ABCD是平行四边形.
(2)两组对边分别相等的四边形是平行四边形.
符号语言:∵AB=DC,AD=BC ∴四边行ABCD是平行四边形.
(3)一组对边平行且相等的四边形是平行四边形.
符号语言:∵AB∥DC,AB=DC ∴四边行ABCD是平行四边形.
(4)两组对角分别相等的四边形是平行四边形.
符号语言:∵∠ABC=∠ADC,∠DAB=∠DCB ∴四边行ABCD是平行四边形.
(5)对角线互相平分的四边形是平行四边形.
符号语言:∵OA=OC,OB=OD ∴四边行ABCD是平行四边形.
7.三角形的中位线:
(1)三角形中位线定理:
三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半.
(2)几何语言:如图,∵点D、E分别是AB、AC的中点 ∴DE∥BC,
【典例剖析】
考点1旋转及其性质
【例1】(2019秋•玄武区期末)已知:如图,在△AOB中,∠AOB=90°,AO=3cm,BO=4cm,将△AOB绕顶点O,按顺时针方向旋转到△A1OB1处,此时线段OB1与AB的交点D恰好为AB的中点,则线段B1D的长度为( )
A.12cm B.1cm C.2cm D.32cm
【分析】先在直角△AOB中利用勾股定理求出AB=OA2+OB2=5cm,再利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得出OD=12AB=2.5cm.然后根据旋转的性质得到OB1=OB=4cm,那么B1D=OB1﹣OD=1.5cm.
【解析】在△AOB中,∠AOB=90°,AO=3cm,BO=4cm,
∴AB=OA2+OB2=5cm,
∵点D为AB的中点,
∴OD=12AB=2.5cm.
∵将△AOB绕顶点O,按顺时针方向旋转到△A1OB1处,
∴OB1=OB=4cm,
∴B1D=OB1﹣OD=1.5cm.
故选:D.
【变式1-1】(2020春•东海县期末)如图,△ABC为等边三角形,AB=4,AD⊥BC,点E为线段AD上的动点,连接CE,以CE为边在下方作等边△CEF,连接DF,则线段DF的最小值为( )
A.2 B.3 C.32 D.1
【分析】连接BF,由等边三角形的性质可得三角形全等的条件,从而可证△BCF≌△ACE,推出∠CBF=∠CAE=30°,再由垂线段最短可知当DF⊥BF时,DF值最小,利用含30°的直角三角形的性质定理可求DF的值.
【解析】如图,连接BF,
∵△ABC为等边三角形,AD⊥BC,AB=4,
∴BC=AC=AB=4,BD=DC=2,∠BAC=∠ACB=60°,∠CAE=30°,
∵△CEF为等边三角形,
∴CF=CE,∠FCE=60°,
∴∠FCE=∠ACB,
∴∠BCF=∠ACE,
∴在△BCF和△ACE中,
BC=AC∠BCF=∠ACECF=CE,
∴△BCF≌△ACE(SAS),
∴∠CBF=∠CAE=30°,AE=BF,
∴当DF⊥BF时,DF值最小,
此时∠BFD=90°,∠CBF=30°,BD=2,
∴DF=1,
故选:D.
【变式1-2】(2020秋•苏州期末)如图,在△ABC中,∠BAC=105°,将△ABC绕点A逆时针旋转得到△AB′C′.若点B恰好落在BC边上,且AB′=CB′,则∠C′的度数为 25 °.
【分析】由三角形的内角和定理可得∠B+∠C=75°,由等腰三角形的性质和旋转的性质可得∠B=∠AB'B=2∠C,即可求解.
【解析】∵∠BAC=105°,
∴∠B+∠C=75°,
∵AB′=CB′,
∴∠C=∠CAB',
∴∠AB'B=∠C+∠CAB'=2∠C,
∵将△ABC绕点A逆时针旋转得到△AB′C′,
∴AB=AB',
∴∠B=∠AB'B=2∠C,
∴∠C=25°,
故答案为:25.
【变式1-3】(2020秋•仪征市期末)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,将△ABC绕点A逆时针旋转到△AEF,延长BC交EF于点D,若BD=5,BC=4,则DE= 3 .
【分析】如图,连接AD.证明Rt△ADF≌Rt△ADC(HL),推出DF=DC=1,可得结论.
【解析】如图,连接AD.
在Rt△ADF和Rt△ADC中,
AD=ADAF=AC,
∴Rt△ADF≌Rt△ADC(HL),
∴DF=DC,
∵BD=5,BC=4,
∴CD=DF﹣5﹣4=1,
∵EF=BC=4,
∴DE=EF﹣DF=4﹣1=3.
故答案为:3.
【变式1-4】(2020秋•兴化市期末)如图1,直线MN∥PQ、△ABC按如图放置,∠ACB=90°,AC、BC分别与MN、PQ相交于点D、E,若∠CDM=40°.
(1)求∠CEP的度数;
(2)如图2,将△ABC绕点C逆时针旋转,使点B落在PQ上得△A'B'C,若∠CB'E=22°,求∠A'CB的度数.
【分析】(1)连接DE,利用平行线性质和三角形内角和可得答案,
(2)过C作CF∥MN,利用平行性质先求出旋转角∠ACA′,再加上90°即可.
【解析】(1)连接DE,如答图1:
∵MN∥PQ,
∴∠MDE+∠PED=180°,即∠CDM+∠CEP+∠CDE+∠CED=180°,
∵∠CDE+∠CED+∠ACB=180°,∠ACB=90°,
∴∠CDE+∠CED=90°,
∴∠CDM+∠CEP=90°,
∵∠CDM=40°,
∴∠CEP=90°﹣∠CDM=90°﹣40°=50°;
(2)过C作CF∥MN,如答图2:
∵MN∥PQ,CF∥MN,
∴MN∥PQ∥CF,
∴∠CB'E=∠FCB′,∠CDM=∠DCF,
∵∠CB'E=22°,∠CDM=40°.
∴∠FCB′=22°,∠DCF=40°,
∵∠A′CB′=90°,
∴∠A′CA=90°﹣∠FCB′﹣∠DCF=28°,
∴∠A'CB=∠A′CA+∠ACB=118°.
考点2中心对称与中心对称图形
【例2】(2021春•灌云县月考)如图中阴影部分是由4个完全相同的的正方形拼接而成,若要在①,②,③,④四个区域中的某个区域处添加一个同样的正方形,使它与阴影部分组成的新图形是中心对称图形,则这个正方形应该添加在 ② 处(填写区域对应的序号).
【分析】根据中心对称图形的概念解答.
【解析】把正方形添加在②处,使它与阴影部分组成的新图形是中心对称图形,
故答案为:②.
【变式2-1】(2020春•鼓楼区期末)南京奥林匹克体育中心是亚洲A级体育馆、世界第五代体育建筑的代表,如图是体育馆俯视图的示意图.下列说法正确的是( )
A.这个图形是轴对称图形,但不是中心对称图形
B.这个图形是中心对称图形,但不是轴对称图形
C.这个图形既是中心对称图形,也是轴对称图形
D.这个图形既不是中心对称图形,也不是轴对称图形
【分析】根据中心对称图形和轴对称图形对各选项分析判断即可得解.
【解析】这个图形既是中心对称图形,也是轴对称图形.
故选:C.
【变式2-2】(2020春•徐州期末)在以下标志中,是中心对称图形的是( )
A.绿色食品 B.可回收物
C.响应环保 D.节水
【分析】根据中心对称图形定义解答即可.
【解析】A、不是中心对称图形,故此选项不合题意;
B、不是中心对称图形,故此选项不合题意;
C、是中心对称图形,故此选项符合题意;
D、不是中心对称图形,故此选项不符合题意;
故选:C.
【变式2-3】(2020春•镇江期末)下列图形中既是中心对称图形,又是轴对称图形的是( )
A.等边三角形 B.平行四边形 C.角 D.正方形
【分析】根据中心对称图形和轴对称图形对各选项分析判断即可得解.
【解析】A、等边三角形不是中心对称图形,是轴对称图形,故本选项不符合题意;
B、平行四边形是中心对称图形,不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
C、角不是中心对称图形,是轴对称图形,故本选项不符合题意;
D、正方形既是中心对称图形,又是轴对称图形,故本选项符合题意.
故选:D.
考点3平行四边形有关角度计算问题
【例3】(2020春•邳州市期末)在▱ABCF中,BC=2AB,CD⊥AB于点D,点E为AF的中点,若∠ADE=50°.则∠B的度数是( )
A.50° B.60° C.70° D.80°
【分析】连接CE,并延长CE,交BA的延长线于点N,根据已知条件和平行四边形的性质可证明△NAE≌△CFE,所以NE=CE,NA=CF,再由已知条件CD⊥AB于D,∠ADE=50°,即可求出∠B的度数.
【解析】连接CE,并延长CE,交BA的延长线于点N,
∵四边形ABCF是平行四边形,
∴AB∥CF,AB=CF,
∴∠NAE=∠F,
∵点E是的AF中点,
∴AE=FE,
在△NAE和△CFE中,
∠NAE=∠FAE=FE∠AEN=∠FEC,
∴△NAE≌△CFE(ASA),
∴NE=CE,NA=CF,
∵AB=CF,
∴NA=AB,即BN=2AB,
∵BC=2AB,
∴BC=BN,∠N=∠NCB,
∵CD⊥AB于D,即∠NDC=90°且NE=CE,
∴DE=12NC=NE,
∴∠N=∠NDE=50°=∠NCB,
∴∠B=80°.
故选:D.
【变式3-1】(2020春•海陵区期末)如图,已知E为▱ABCD内一点,且AD=DE=CE,若∠DEC=n°,则∠AEB的度数为 (180−n2) °.(用含n的代数式表示).
【分析】先证明AD=DE=CE=BC,得出∠DAE=∠AED,∠CBE=∠CEB,∠EDC=∠ECD=12(180°﹣n°),设∠DAE=∠AED=x,∠CBE=∠CEB=y,求出x+y=180°−n°2,即可得出结果.
【解析】∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,∠BAD=∠BCD,∠BAD+∠ADC=180°,
∵AD=DE=CE,
∴AD=DE=CE=BC,
∴∠DAE=∠AED,∠CBE=∠CEB,∠EDC=∠ECD,
∵∠DEC=n°,
∴∠EDC=∠ECD=12(180°﹣n°),
设∠DAE=∠AED=x,∠CBE=∠CEB=y,
∴∠ADE=180°﹣2x,∠BCE=180°﹣2y,
∴∠ADC=180°﹣2x+12(180°﹣n°)=270°﹣2x−n°2,∠BCD=270°−n°2−2y,
∴∠BAD=180°﹣(270°﹣2x−n°2)=2x﹣90°+n°2,
∴270°−n°2−2y=2x﹣90°+n°2,
∴x+y=180°−n°2,
∴∠AEB=360°﹣(180°−n°2)﹣n°=180°−n°2,
故答案为:(180−n2).
【变式3-2】(2020春•溧水区期末)如图,在▱ABCD中,AC=BC,∠CAD=20°,则∠D的度数为 80 °.
【分析】根据平行四边形的对边相等可得AD=BC,再根据等量关系可得AD=AC,再根据等腰三角形的性质即可求解.
【解析】∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,
∵AC=BC,
∴AD=AC,
∵∠CAD=20°,
∴∠D=(180°﹣20°)÷2=80°.
故答案为:80.
【变式3-3】(2020春•镇江期末)如图,在▱ABCD中,E是边BC上一点,且AB=BE,AE、DC的延长线相交于点F,∠F=62°,则∠D= 56 °.
【分析】由平行四边形的性质得出∠D=∠B,AB∥CD,得出∠BAE=∠F=62°,由等腰三角形的性质和三角形内角和定理求出∠B=56°,即可得出结果.
【解析】∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠D=∠B,AB∥CD,
∴∠BAE=∠F=62°,
∵AB=BE,
∴∠AEB=∠BAE=62°,
∴∠B=180°﹣2×62°=56°,
∴∠D=56°.
故答案为56.
考点4平行四边形有关线段计算问题
【例4】(2020秋•苏州期末)如图,四边形ABCD中,以对角线AC为斜边作Rt△ACE,连接BE、DE,BE⊥DE,AC,BD互相平分.若2AB=BC=4,则BD的值为( )
A.25 B.5 C.3 D.4
【分析】连接OE,由AC,BD互相平分得出四边形ABCD是平行四边形,由直角三角形斜边上的中线性质推出AC=BD,则四边形ABCD是矩形,再由勾股定理即可得出结果.
【解析】连接OE,如图所示:
∵2AB=BC=4,
∴AB=2,
∵AC,BD互相平分,
∴OA=OC,OB=OD,四边形ABCD是平行四边形,
∵以AC为斜边作Rt△ACE,
∴OE=OA=OC=12AC,
∵BE⊥DE,
∴OE=OB=OD=12BD,
∴AC=BD,
∴四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC=4,∠BAD=90°,
∴BD=AB2+AD2=22+42=25,
故选:A.
【变式4-1】(2020春•仪征市期末)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,AB=5,D为AC上的动点,连接BD以AD、BD为边作平行四边形ADBE,则DE长的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【分析】由勾股定理可去BC=3,由平行四边形的性质可得BE∥AC,由平行线之间的距离和垂线段最短可得当DE⊥AD时,DE有最小值,即可求解.
【解析】如图,
∵∠ACB=90°,AC=4,AB=5,
∴BC=AB2−AC2=25−16=3,
∵四边形ADBE是平行四边形,
∴BE∥AC,
∴当DE⊥AD时,DE有最小值,
∴DE有最小值为3,
故选:B.
【变式4-2】(2020春•海陵区期末)如图,在▱ABCD中,AD=11,AB=7,AE平分∠BAD,交BC边于点E,则CE的长为( )
A.7 B.6 C.4 D.2
【分析】根据平行四边形的性质可得AD∥BC,再根据AE平分∠BAD,可得BE=AB,进而可得CE的长.
【解析】在▱ABCD中,BC=AD=11,AD∥BC,
∴∠DAE=∠AEB,
∵AE平分∠BAD,
∴∠DAE=∠BAE,
∴∠AEB=∠BAE,
∴BE=AB=7,
∴CE=BC﹣BE=11﹣7=4.
故选:C.
【变式4-3】(2020春•姜堰区期末)在▱ABCD中,∠ABC的角平分线交线段AD于点E,DE=1,点F是BE中点,连接CF,过点F作FG⊥BC,垂足为G,设AB=x,若▱ABCD的面积为8,FG的长为整数,则整数x的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.2或3
【分析】根据题意和平行四边形的性质,可以得到AD和AB的关系,然后根据▱ABCD的面积为8,FG的长为整数,从而可以得到整数x的值.
【解析】延长GF交AD于点H,如图所示,
∵四边形ABCD是平行四边形,FG⊥BC,
∴∠FHE=∠FGB=90°,AD∥BC,
∴∠AEB=∠EBC,
∵点F为BE的中点,
∴EF=BF,
又∵∠HFE=∠GFB,
∴△HFE≌△GFB(AAS),
∴HF=GF,
∴HG=2GF,
∵BE平分∠ABC,
∴∠ABE=∠EBC,
∴∠ABE=∠AEB,
∴AB=AE,
∵AB=x,
∴AE=x,
∵DE=1,
∴AD=x+1,
∵▱ABCD的面积为8,FG的长为整数,
∴(x+1)•2GF=8,
∴整数x为1或3,
∵当x=1时,AB=1,AD=2,则此时平行四边形的面不可能是8,故舍去,
∴x=3,
故选:C.
考点5平行四边形有周长与面积问题
【例5】(2020春•工业园区期末)如图,平行四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,OE⊥BD交AD于点E,连接BE.若△ABE的周长为10cm,则平行四边形ABCD的周长为 20 cm.
【分析】由平行四边形性质可得AB+AD=10cm,OB=OD,又由OE⊥BD,可得BE=DE,继而可求得△ABE的周长为AB+AD,根据三角形的周长求得平行四边形的周长即可.
【解析】∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OB=OD,AB=CD,AD=BC,
∵OE⊥BD,
∴BE=DE,
∵△ABE的周长为10cm,
∴AB+AE+BE=AB+AE+DE=AB+AD=10cm,
∴平行四边形ABCD的周长是2(AB+AD)=20(cm),
故答案为:20.
【变式5-1】(2020•浙江自主招生)如图,已知△ABC的面积为24,点D在线段AC上,点F在线段BC的延长线上,且BF=4CF,四边形DCFE是平行四边形,则图中阴影部分的面积为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【分析】连接EC,过A作AM∥BC交FE的延长线于M,求出平行四边形ACFM,根据等底等高的三角形面积相等得出△BDE的面积和△CDE的面积相等,△ADE的面积和△AME的面积相等,推出阴影部分的面积等于平行四边形ACFM的面积的一半,求出CF×hCF的值即可.
【解析】连接EC,过A作AM∥BC交FE的延长线于M,
∵四边形CDEF是平行四边形,
∴DE∥CF,EF∥CD,
∴AM∥DE∥CF,AC∥FM,
∴四边形ACFM是平行四边形,
∵△BDE边DE上的高和△CDE的边DE上的高相同,
∴△BDE的面积和△CDE的面积相等,
同理△ADE的面积和△AME的面积相等,
即阴影部分的面积等于平行四边形ACFM的面积的一半,是12×CF×hCF,
∵△ABC的面积是24,BC=3CF
∴12BC×hBC=12×3CF×hCF=24,
∴CF×hCF=16,
∴阴影部分的面积是12×16=8,
故选:D.
【变式5-2】.(2020春•高邮市期末)如图,▱ABCD中,对角线BD的垂直平分线交CD于点E,连接BE.若▱ABCD的周长为20cm,则△BCE的周长为 10 cm.
【分析】根据线段垂直平分线的性质和平行四边形的性质解答即可.
【解析】∵BD的垂直平分线交CD于点E,交BD于点F,
∴DE=BE,
∵▱ABCD的周长为20cm,
∴2(CD+BC)=20(cm),
∴CD+BC=10(cm),
∴△BCE的周长=BE+CE+BC=DE+CE+BC=CD+BC=10(cm),
故答案为:10.
【变式5-3】(2020春•海陵区期末)如图,过▱ABCD的对角线交点O任作一直线分别交AB、CD于点E、F,记△AEO的面积为S1,△ODF的面积为S2,△OBC的面积为S3,则S1+S2 = S3(填“>、<、=”之一).
【分析】由“ASA”可证△DOF≌△BOE,可得S△DOF=S△BOE,由平行四边形的性质可求解.
【解析】∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BO=DO,AO=CO,AB∥CD,
∴∠FDO=∠EBO,
又∵∠DOF=∠BOE,
∴△DOF≌△BOE(ASA),
∴S△DOF=S△BOE,
∴S1+S2=S△AOB,
∵AO=CO,
∴S△AOB=S△BOC,
∴S1+S2=S3,
故答案为:=.
考点6平行四边形的判定条件
【例6】(2020春•如东县期末)下列不能判定四边形ABCD是平行四边形的条件是( )
A.AB∥CD,AD∥BC B.OA=OC,OB=OD
C.AB∥CD,AD=BC D.AB=CD,AD=BC
【分析】根据平行四边形的判定定理分别对各个选项进行判断即可.
【解析】如图所示:
A、∵AB∥CD,AD∥BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,故本选项不符合题意;
B、∵OA=OC,OB=OD,
∴四边形ABCD是平行四边形,故本选项不符合题意;
C、∵AB∥CD,AD=BC,
∴四边形ABCD是等腰梯形,故本选项符合题意;
D、∵AB=CD,AD=BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,故本选项不符合题意,
故选:C.
【变式6-1】(2020春•崇川区期末)满足下列条件的四边形,不一定是平行四边形的是( )
A.两组对边分别平行
B.两组对边分别相等
C.一组对边平行且相等
D.一组对边平行,另一组对边相等
【分析】根据平行四边形的判定分别对各个选项进行判断,即可得出结论.
【解析】A、∵两组对边分别平行的四边形是平行四边形,
∴选项A不符合题意;
B、∵两组对边分别相等的四边形是平行四边形,
∴选项B不符合题意;
C、∵一组对边平行且相等的四边形是平行四边形,
∴选项C不符合题意;
D、∵一组对边平行,另一组对边相等的四边形可能是等腰梯形或平行四边形,
∴选项D符合题意;
故选:D.
【变式6-2】(2020春•南京期末)下列条件中,不能确定四边形ABCD为平行四边形的是( )
A.∠A=∠C,∠B=∠D
B.∠A+∠B=180°,∠B+∠C=180°
C.AD∥BC,AD=BC
D.AB∥CD,AD=BC
【分析】平行四边形的五种判定方法分别是:(1)两组对边分别平行的四边形是平行四边形;(2)两组对边分别相等的四边形是平行四边形;(3)一组对边平行且相等的四边形是平行四边形;(4)两组对角分别相等的四边形是平行四边形;(5)对角线互相平分的四边形是平行四边形.根据平行四边形的判定逐一验证.
【解析】A、由两组对角分别相等的四边形是平行四边形,可得四边形ABCD为平行四边形,故选项A不合题意;
B、∵∠A+∠B=180°,∠B+∠C=180°
∴AD∥BC,AB∥CD
由两组对边分别平行的四边形是平行四边形,可得四边形ABCD为平行四边形,故选项B不合题意;
C、由一组对边平行且相等的四边形是平行四边形,可得四边形ABCD为平行四边形,故选项C不合题意;
D\、“AB∥CD且AD=BC”不可以判定四边形ABCD是平行四边形;故本选项符合题意.
故选:D.
【变式6-3】(2019春•靖江市校级期末)四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,给出下列四组条件:①AB∥CD,AD∥BC;②AB=CD,AD=BC;③AO=CO,BO=DO;④AB∥CD,AD=BC.其中一定能判断这个四边形是平行四边形的条件共有( )
A.4组 B.3组 C.2组 D.1组
【分析】根据平行四边形的判断定理分别判断得出即可.
【解析】①根据平行四边形的判定定理:两组对边分别平行的四边形是平行四边形,可知①能判断这个四边形是平行四边形;
②根据平行四边形的判定定理:两组对边分别相等的四边形是平行四边形,可知②能判断这个四边形是平行四边形;
③根据平行四边形的判定定理:两条对角线互相平分的四边形是平行四边形,可知③能判断这个四边形是平行四边形;
④根据平行四边形的判定定理:一组对边平行且相等的四边形是平行四边形,可知④不能判断这个四边形是平行四边形;
故给出下列四组条件中,①②③能判断这个四边形是平行四边形,
故选:B.
考点7平行四边形的性质与判定
【例7】(2020春•鼓楼区期末)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AD=6cm,BC=12cm,点P从A出发以1cm/s的速度向D运动,点Q从C出发以2cm/s的速度向B运动,两点同时出发,当点P运动到点D时,点Q也随之停止运动.若运动时间为t秒时,以A、B、C、D、P、Q任意四个点为顶点的四边形中同时存在两个平行四边形,则t的值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】根据题意计算AP、PD、BQ、CQ,再根据平行四边形的判定方法进行判定.
【解析】A.t=1时,AP=1cm,PD=5cm,CQ=2cm,BQ=10cm,此时构不成平行四边形,不符合题意;
B.t=2时,AP=2cm,PD=4cm,CQ=4cm,BQ=8cm,因AD∥BC,此时只构成一个平行四边形PDCQ,不符合题意;
C.t=3时,AP=PD=3cm,CQ=BQ=6cm,则CQ=BQ=AD,因AD∥BC,此时有2个平行四边形:平行四边形ADCQ和平行四边形ADQB,符合题意;
D.t=4时,AP=4cm,PD=2cm,CQ=8cm,BQ=4cm,因AD∥BC,此时只构成一个平行四边形APQB,不符合题意.
故选:C.
【变式7-1】(2019春•张家港市期末)如图,在平行四边形ABCD中,E,F是对角线BD上不同的两点,连接AE,CE,AF,CF.下列条件中,不能得出四边形AECF一定是平行四边形的为( )
A.BE=DF B.AE=CF C.AF∥CE D.∠BAE=∠DCF
【分析】连接AC与BD相交于O,根据平行四边形的对角线互相平分可得OA=OC,OB=OD,再根据对角线互相平分的四边形是平行四边形,只要证明得到OE=OF即可,然后根据各选项的条件分析判断即可得解.
【解析】如图,连接AC与BD相交于O,
在▱ABCD中,OA=OC,OB=OD,
要使四边形AECF为平行四边形,只需证明得到OE=OF即可;
A、若BE=DF,则OB﹣BE=OD﹣DF,即OE=OF,故本选项不符合题意;
B、若AE=CF,则无法判断OE=OE,故本选项符合题意;
C、AF∥CE能够利用“角角边”证明△AOF和△COE全等,从而得到OE=OF,故本选项不符合题意;
D、由∠BAE=∠DCF,从而推出△DFC≌△BEA,然后得出∠DFC=∠BEA,∴∠CFE=∠AEF,∴FC∥AE,由全等可知FC=AE,所以四边形AECF是平行四边形;故本选项不符合题意;
故选:B.
【变式7-2】(2019春•惠山区期末)如图,平行四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AE平分∠BAD,分别交BC,BD于点E,P,连接OE,∠ADC=60°,AB=12BC=2,下列结论:①∠CAD=30°;②BD=27;③S四边形ABCD=AB•AC;④OE=14AD;⑤S△BOE=32.其中正确的个数有( )个
A.2 B.3 C.4 D.5
【分析】①先根据角平分线和平行线的性质得:∠BAE=∠BEA,则AB=BE=2,由有一个角是60度的等腰三角形是等边三角形得:△ABE是等边三角形,由外角的性质和等腰三角形的性质得:∠ACE=30°,最后由平行线的性质可作判断;
②先根据三角形中位线定理得:OE=12AB=1,OE∥AB,根据勾股定理计算OC,OD的长,即可求BD的长;
③因为∠BAC=90°,根据平行四边形的面积公式可作判断;
④根据三角形中位线定理可作判断;
⑤由三角形中线的性质可得:S△BOE=S△EOC=12OE•OC=32.
【解析】①∵AE平分∠BAD,
∴∠BAE=∠DAE,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,∠ABC=∠ADC=60°,
∴∠DAE=∠BEA,
∴∠BAE=∠BEA,
∴AB=BE=2,
∴△ABE是等边三角形,
∴AE=BE=2,
∵BC=4,
∴EC=2,
∴AE=EC,
∴∠EAC=∠ACE,
∵∠AEB=∠EAC+∠ACE=60°,
∴∠ACE=30°,
∵AD∥BC,
∴∠CAD=∠ACE=30°,
故①正确;
②∵BE=EC,OA=OC,
∴OE=12AB=1,OE∥AB,
∴∠EOC=∠BAC=60°+30°=90°,
Rt△EOC中,OC=EC2−OE2=3,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠BCD=∠BAD=120°,
∴∠ACB=30°,
∴∠ACD=90°,
Rt△OCD中,OD=OD2+CD2=7
BD=2OD=27
故②正确
③由②知:∠BAC=90°,
∴S▱ABCD=AB•AC,
故③正确;
④由②知:OE是△ABC的中位线,
∴OE=12AB,
∵AB=12BC,
∴OE=14BC=14AD,
故④正确;
⑤∵BE=EC=2
∴S△BOE=S△EOC=12OE•OC=32
故⑤正确
故选:D.
【变式7-3】(2021春•灌云县月考)如图,在▱ABCD中,已知AD=15cm,点P在AD边上以1cm/s的速度从点A向点D运动,点Q在BC边上以4cm/s的速度从点C出发在BC上往返运动,两个点同时出发,当点P到达点D时停止运动(同时Q点也停止),设运动时间为t(s)(t>0),若以P,D,Q,B四点为顶点的四边形是平行四边形,则t的值可以是 .
【分析】根据平行四边形的性质得出DP=BQ,分情况讨论,再列出方程,求出方程的解即可.
【解析】设经过t秒,以点P、D、Q、B为顶点组成平行四边形,
∵P在AD上运动,
∴t≤151=15,即t≤15,
∵以点P、D、Q、B为顶点组成平行四边形,
∴DP=BQ,
分为以下情况:①点Q的运动路线是C﹣B﹣C,方程为4t﹣15=15﹣t,
解得:t=6;
②点Q的运动路线是C﹣B﹣C﹣B,方程为15﹣(4t﹣30)=15﹣t,
解得:t=10;
③点Q的运动路线是C﹣B﹣C﹣B﹣C,方程为4t﹣45=15﹣t,
解得:t=12;
故答案为:6或10或12.
考点8三角形的中位线定理
【例8】(2020春•新沂市期末)如图,M是△ABC的边BC的中点,AN平分∠BAC,BN⊥AN于点N,且AB=10cm,MN=4cm,则AC的长为 18 cm.
【分析】延长BN交AC于H,证明△ABN≌△AHN,根据全等三角形的性质得到AH=AB=10,BN=NH,根据三角形中位线定理求出HC,结合图形计算,得到答案.
【解析】延长BN交AC于H,
在△ABN和△AHN中,
∠BAN=∠HANAN=AN∠ANB=∠ANH=90°,
∴△ABN≌△AHN(ASA)
∴AH=AB=10,BN=NH,
∵BN=NH,BM=MC,
∴MN是△BCH的中位线,
∴HC=2MN=8,
∴AC=AH+HC=18(cm),
故答案为:18.
【变式8-1】(2020春•姜堰区期末)在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,点N是BC边上一点,点M为AB边上的动点,点D、E分别为CN、MN的中点,则DE长度的取值范围是 65≤DE≤2 .
【分析】作CH⊥AB于H,连接CM,根据勾股定理求出AB,根据三角形的面积公式求出CH,根据三角形中位线定理得到DE=12CM,得到答案.
【解析】作CH⊥AB于H,连接CM,
在Rt△ABC中,AB=AC2+BC2=5,
S△ABC=12×AC×BC=12×AB×CH,即12×3×4=12×5×CH,
解得,CH=125,
∵点D、E分别为CN、MN的中点,
∴DE是△MNC的中位线,
∴DE=12CM,
当CM⊥AB时,CM最小,最小值为125,
当点M与点B重合时,CM最大,最大值为4,
∴65≤DE≤2,
故答案为:65≤DE≤2.
【变式8-2】(2020春•高邮市期末)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,BC=6,AC=10,D,E分别是AC和BC上的点,且CE=2,CD=4,连接BD,AE.G、H分别是AE和BD的中点,连接GH,则线段GH的长为 13 .
【分析】过A作AP∥BC,过B作BP∥AC,AP,BP交于P,得到四边形ACBP是平行四边形,推出四边形ACBP是矩形,得到PB=AC=10,AP=BC=6,∠APB=90°,连接CH并延长JIAOPB于M,连接CG并延长交AP于N,根据全等三角形的性质得到BM=CD=4,CH=HM,同理,AN=CE=2,CG=GN,根据勾股定理得到MN=PM2+PN2=213,由三角形的中位线定理即可得到结论.
【解析】过A作AP∥BC,过B作BP∥AC,AP,BP交于P,
∴四边形ACBP是平行四边形,
∵∠ACB=90°,
∴四边形ACBP是矩形,
∴PB=AC=10,AP=BC=6,∠APB=90°,
连接CH并延长交 PB于M,连接CG并延长交AP于N,
∴∠BMH=∠HCD,
∵H是BD的中点,
∴BH=DH,
∵∠BHM=∠DHC,
∴△CDH≌△MBH(AAS),
∴BM=CD=4,CH=HM,
同理,AN=CE=2,CG=GN,
∴PM=6,PN=4,
∴MN=PM2+PN2=213,
∴HG=12MN=13,
方法二:求AB的中点,连接FG,FH,
∵G是AE的中点,
∴FG∥BE,FG=12BE=12(BC−EC)=2,
同理,FH∥AD,FH=12AD=12(AC−CD)=3,
∵∠C=90°,
∴∠GFH=90°,
∴GH=FG2+FH2=22+32=13;
故答案为:13.
【变式8-3】(2020春•南京期末)已知一个三角形的周长为20cm,则连接它的各边的中点所得的三角形的周长为 10 cm.
【分析】根据三角形中位线的性质,即三角形的中位线等于第三边的一半求解即可.
【解析】∵D、E、F分别为AB、BC、AC的中点,
∴DE=12AC,EF=12AB,DF=12BC,
∵AB+BC+AC=10,
∴DE+EF+FD=12(AB+BC+AC)=10cm,
故答案为:10.
考点9关于旋转的作图问题
【例9】(2020秋•溧阳市期末)如图,在平面直角坐标系中,△ABO的顶点A坐标为(5,0),顶点B坐标为(4,2).
(1)将ABO绕点A顺时针旋转90°得到△AB'O',请你画出转后的图形,并写出点B'、O'的坐标;
(2)以AO'为公共边,画出与△AB'O'全等的所有三角形,并写出第三个顶点的坐标.
【分析】(1)分别作出O,B的对应点O′,B′即可.
(2)根据全等三角形的判定画出图形即可.
【解析】(1)如图,△AB′O′即为所求作.
(2)图形如图所示,第三个顶点坐标为(3,1)、(3,4)、(7,4).
【变式9-1】(2020秋•玄武区期末)在平面直角坐标系xOy中,已知点P在第四象限,且到x轴的距离为2,到y轴的距离为3,点Q的坐标为(﹣2,3).
(1)写出点P的坐标 (3,﹣2) ;
(2)要使点P与点Q重合,下列方式正确的有 ①②③ ;(填上所有正确的序号)
①将点P向左平移5个单位,再向上平移5个单位;
②将点P沿直线y=x翻折;
③将点P绕原点逆时针旋转90°,再向左平移4个单位.
(3)△OPQ的面积为 52 .
【分析】(1)根据图形作出图形即可判断.
(2)根据平移,法则,旋转等知识一一判断即可.
(3)利用分割法求解即可.
【解析】(1)由题意P(3,﹣2)
故答案为:(3,﹣2).
(2)由题意①②③度符合题意.
故答案为:①②③.
(3)S△POQ=12×1×3+12×1×2=52,
故答案为:52.
【变式9-2】(2020春•洪泽区期末)如图,在边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中,点A、B、C都是格点.
(1)将△ABC绕点A逆时针旋转90°得到△A1B1C1;
(2)作△A1B1C1关于点O成中心对称的△A2B2C2;
(3)B1B2的长= 10 ;四边形C2B2C1B1的面积为 12 .
【分析】(1)利用网格特点和旋转的性质画出B、C的对应点B1、C1即可;
(2)利用网格特点,分别延长A1O、B1O、C1O,使A2O=A1O、B2O=B1O、C2O=C1O,从而得到A2、B2、C2;
(3)利用勾股定理计算B1B2的长;利用平行四边形的面积公式计算四边形C2B2C1B1的面积.
【解析】(1)如图,△A1B1C1为所作;
(2)如图,△A2B2C2为所作;
(3)B1B2的长=232+42=10;四边形C2B2C1B1的面积=2×6=12.
故答案为10,12.
【变式9-3】(2020春•市中区期末)已知△ABC的顶点A、B、C在边长为1的网格格点上.
(1)画△ABC绕点O逆时针旋转90°得到的△A1B1C1;
(2)画△A1B1C1关于点O的中心对称图形△A2B2C2;
(3)平行四边形A1B1A2B2的面积为 34 .
【分析】(1)分别作出A,B,C的对应点A1,B1,C1即可.
(2)分别作出A1,B1,C1的对应点A2,B2,C2即可.
(3)平行四边形的面积=底×高,求出底和高即可.
【解析】(1)如图,△A1B1C1即为所求.
(2)如图,△A2B2C2即为所求.
(3)平行四边形A1B1A2B2的面积=17×217=34,
故答案为34.
考点10关于中心对称的作图问题
【例10】(2019春•秦淮区期末)如图,是5个全等的小正方形组成的图案,请用不同的两种方法分别在两幅图中各添加1个正方形,使整个图案称为中心对称图形.
【分析】直接利用中心对称图形的定义进而分析得出答案.
【解析】如图所示:
.
【变式10-1】(2019秋•槐荫区期末)如图,方格纸中有三个点A,B,C,要求作一个四边形使这三个点在这个四边形的边(包括顶点)上,且四边形的顶点在方格的顶点上.
(1)在甲图中作出的四边形是中心对称图形但不是轴对称图形;
(2)在乙图中作出的四边形是轴对称图形但不是中心对称图形;
(3)在丙图中作出的四边形既是轴对称图形又是中心对称图形.
【分析】(1)平行四边形是中心对称图形但不是轴对称图形;
(2)等腰梯形是轴对称图形但不是中心对称图形;
(3)正方形既是轴对称图形又是中心对称图形.
【解析】(1)甲图:平行四边形,
(2)乙图:等腰梯形,
(3)丙图:正方形.
【变式10--2】(2020秋•崇川区月考)图1,图2都是由边长为1的小等边三角形构成的网格,每个网格图中有5个小等边三角形已涂上阴影,请在余下的空白小等边三角形中,按下列要求选取一个涂上阴影:
①使得6个阴影小等边三角形组成一个轴对称图形.
②使得6个阴影小等边三角形组成一个中心对称图形.
(请将两个小题依次作答在图1,图2中,均只需画出符合条件的一种情形)
【分析】①直接利用轴对称图形的性质得出符合题意的答案;
②直接利用中心对称图形的性质得出符合题意的答案.
【解析】①如图1所示:
②如图2所示:
【变式10-3】(2019春•赣榆区期中)如图,由4个全等的正方形组成的L形图案,请按下列要求画图:
(1)在图案①中添加1个正方形,使它成轴对称图形(不能是中心对称图形);
(2)在图案②中添加1个正方形,使它成中心对称图形(不能是轴对称图形);
(3)在图案③中改变1个正方形的位置,从而得到一个新图形,使它既成中心对称图形,又成轴对称图形.
【分析】(1)根据轴对称图形的性质,先找出对称轴,再思考如何画图;
(2)如一,也是先找一个中心,再根据中心对称的性质,思考如何画图;
(3)根据中心对称和轴对称的性质画一个图形.
注意此题有多种画法,答案不唯一.
【解析】如图所示.
(1)如图(1),图(2),图(3)所示;
(2)如图(4)所示;
(3)如图(5),图(6)所示.
考点11平行四边形的综合问题
【例11】(2020春•扬中市期末)如图,在四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,OA=OC,AB∥CD.
(1)求证:四边形ABCD是平行四边形;
(2)若BE平分∠ABC,交AD于E,BC﹣AB=2,求DE长.
(3)若∠AOB=2∠ADB时,则平行四边形ABCD为 矩 形.
【分析】(1)运用ASA证明△ABO≌△CDO得AB=CD,根据“一组对边平行且相等的四边形是平行四边形”可证得结论;
(2)根据四边形ABCD为平行四边形可得AE∥BC,根据平行线的性质和角平分线的性质可得出∠ABE=∠AEB,继而可得AB=AE,然后根据已知可求得DE的长度;
(3)由∠AOB=2∠ADB可得∠OAD=∠ADO,由平行四边形的性质可得AC=BD,从而可得结论.
【解析】(1)∵AB∥CD,
∴∠BAO=∠DCO,
在△ABO和△DCO中,
∠BAO=∠DCOAO=CO∠AOB=∠COD,
∴△ABO≌△DCO(ASA),
∴AB=CD,
∵AB∥CD,
∴四边形ABCD是平行四边形;
(2)∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AE∥BC,AD=BC,
∴∠AEB=∠EBC,
∵BE平分∠ABC,
∴∠ABE=∠EBC,
∴∠ABE=∠AEB,
∴AB=AE,
∴DE=AD﹣AE=BC﹣AB,
∵BC﹣AB=2,
∴DE=2;
(3)∵∠AOB是△ADO的外角,
∴∠AOB=∠OAD+∠ODA,
∵∠AOB=2∠ADB,
∠OAD=∠ODA,
∴AO=DO,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AO=CO,DO=BO,
∴AC=BD,
∴四边形ABCD是矩形.
故答案为:矩.
【变式11-1】(2020春•高新区期末)如图,四边形ABCD中AC、BD相交于点O,延长AD至点E,连接EO并延长交CB的延长线于点F,∠E=∠F,AD=BC.
(1)求证:O是线段AC的中点:
(2)连接AF、EC,证明四边形AFCE是平行四边形.
【分析】(1)证明四边形ABCD是平行四边形,则结论得出;
(2)证明△OAE≌△OCF(ASA).则OE=OF,可得出结论.
【解析】证明:(1)∵∠E=∠F,
∴AD∥BC,
∵AD=BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∴AC,BD互相平分;
即O是线段AC的中点.
(2)∵AD∥BC,
∴∠EAC=∠FCA,
在△OAE和△OCF中,
∠EAO=∠FCOAO=CO∠AOE=∠COF,
∴△OAE≌△OCF(ASA).
∴OE=OF,
∴四边形AFCE是平行四边形.
【变式11-2】(2020春•清江浦区期末)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC且AD=9cm,BC=6cm,点P、Q分别从点A、C同时出发,点P以1cm/s的速度由A向D运动,点Q以2cm/s的速度由C向B运动.问几秒后直线PQ将四边形ABCD截出一个平行四边形?
【分析】分别利用①当BQ=AP时以及②当CQ=PD时,列方程得出答案.
【解析】设点P,Q运动的时间为ts.依题意得:CQ=2t,BQ=6﹣2t,AP=t,
PD=9﹣t.
∵AD∥BC,
①当BQ=AP时,四边形APQB是平行四边形.
即6﹣2t=t,
解得t=2.
②当CQ=PD时,
四边形CQPD是平行四边形,即2t=9﹣t,
解得:t=3.
所以经过2秒或3秒后,直线PQ将四边形ABCD截出一个平行四边形.
【变式11-3】(2019春•泗阳县期末)如图,在平行四边形ABCD中,AE⊥BD,CF⊥BD,垂足分别为E、F
(1)求证:AE=CF;
(2)求证:四边形AECF是平行四边形.
【分析】(1)证出∠ADE=∠CBF,AD=CB,由AAS证△ADE≌△CBF即可得到结论;
(2)根据平行四边形的判定定理即可得到结论.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=CB,AD∥BC,
∴∠ADE=∠CBF,
∵AE⊥BD,CF⊥BD,
∴∠AED=∠CFB=90°,
在△ADE和△CBF中,∠ADE=∠CBF∠AED=∠CFBAD=CB,
∴△ADE≌△CBF(AAS),
∴AE=CF;
(2)证明:∵AE⊥BD,CF⊥BD,
∴AE∥CF,
∵AE=CF,
∴四边形AECF是平行四边形.
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