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文檔簡介
專題15中點四邊形【例題講解】問題背景:△ABC和△CDE均為等邊三角形,且邊長分別為a,b,點D,E分別在邊AC,BC上,點F,G,H,I分別為AB,BE,ED,AD的中點,連接FG,GH,HI,IF猜想證明:(1)如圖①,判斷四邊形FGHI是什么特殊四邊形,并說明理由.(2)當a=6,b=2時,求四邊形FGHI的周長.拓展延伸:(3)如圖②,當四邊形FGHI是正方形時,連接AE,BD相交于點N,點N,H恰好在FC上.求證:△ABN和△DEN均為等腰直角三角形.解:(1)解:四邊形FGHI是菱形.理由:如圖①,連接AE,BD,∵△ABC和△CDE均為等邊三角形,∴AC=BC,EC=DC,在△AEC和△BDC中,,∴△AEC≌△BDC(SAS),∴AE=BD,∵點F,G,H,I分別為AB,BE,ED,AD的中點,F(xiàn)G=AE=IH.FI=BD=CH.∴FG=GH=IH=FI.∴四邊形FGHI是菱形;(2)解:如圖②,過點D作DM⊥EC于點M,∵△CDE為等邊三角形,∴MC=EC=×2=1,∠C=60°,∴BM=BC-MC=6-1=5,在Rt△DMC中,DM=,在Rt△BDM中,BD=,∴GH=BD=,由(1)知四邊形FGHI是菱形,∴.四邊形FGHI的周長為4GH=4.(3)解:∵點F為AB的中點,△ABC和△CDE均為等邊三角形,∴直線CF為△ABC和△CDE的對稱軸.∴AN=BN,DN=EN,∵點F,G,H,I分別為AB,BE,ED,AD的中點,∴FGAE,IHAE,F(xiàn)IBD,GHBD.∴.FGAEIH,F(xiàn)IBDGH,∵四邊形FGHI是正方形,∴∠FNA=∠FHI=45°,∠FNB=∠FHG=45°∴.∠ANB=∠FNA+∠FNB=90°,∠DNE=90°.∴△ABN和△DEN均為等腰直角三角形.【綜合演練】1.四邊形ABCD,點M、N、P、Q分別是邊AB、BC、CD、AD的中點.(1)如圖1,順次連結M、N、P、Q得到四邊形ANPQ,試猜想四邊形MNPQ的形狀并證明;(2)如圖2,若∠B=∠C,AB=CD,順次連結M、N、P、Q得到四邊形MNPQ,試猜想四邊形MNPQ的形狀并證明;(3)如圖3,若∠BCD=90°,BC=8,CD=6,AB=3,設線段CQ的長度為m,則m的取值范圍是______.2.定義:我們把對角線互相垂直的四邊形叫做和美四邊形,對角線交點稱為和美四邊形中心.(1)寫出一種你學過的和美四邊形________;(2)順次連接和美四邊形四邊中點所得四邊形是________A.矩形
B.菱形
C.正方形
D.無法確定(3)如圖1,點O是和美四邊形的中心,分別是邊的中點,連接,記四邊形的面積為,用等式表示的數量關系(無需說明理由)(4)如圖2,四邊形是和美四邊形,若,求的長.3.我們給出如下定義:順次連接任意一個四邊形各邊中點所得的四邊形叫中點四邊形.(1)如圖1,四邊形ABCD中,點E,F(xiàn),G,H分別為邊AB,BC,CD,DA的中點.求證:中點四邊形EFGH是平行四邊形;(2)如圖2,點P是四邊形ABCD內一點,且滿足PA=PB,PC=PD,∠APB=∠CPD,點E,F(xiàn),G,H分別為邊AB,BC,CD,DA的中點,猜想中點四邊形EFGH的形狀,并證明你的猜想.4.定義:對角線相等且所夾銳角為60°的四邊形叫“60°等角線四邊形”.如圖1,四邊形ABCD為“60°等角線四邊形”,即AC=BD,∠AOB=60°.判定探究:(1)下列語句能判斷四邊形是“60°等角線四邊形”的是.(填序號)①對角線所夾銳角為60°的平行四邊形;②對角線所夾銳角為60°的矩形;③對角線所夾銳角為60°,且順次連接各邊中點所形成的四邊形是菱形的四邊形.(2)性質探究:以AC為邊,向下構造等邊三角形△ACE,連接BE,如圖2,請直接寫出AB+CD與AC的大小關系;(3)請判斷AD+BC與AC的大小關系,并說明理由;(4)學習應用:若“60°等角線四邊形”的對角線長為4,則該四邊形周長的最小值為.5.在數學興趣小組活動中,小明進行數學探究活動,將邊長為2的正方形ABCD與邊長為2的正方形AEFG按圖1位置放置,AD與AE在同一直線上,AB與AG在同一直線上.連接DG,BE,易得DG=BE且DG⊥BE(不需要說明理由)(1)如圖2,小明將正方形ABCD繞點A逆時針旋轉,旋轉角為(30?﹤﹤180?)①連接DG,BE,求證:DG=BE且DG⊥BE;②在旋轉過程中,如圖3,連接BG,GE,ED,DB,求出四邊形BGED面積的最大值.(2)如圖4,分別取BG,GE,ED,DB的中點M,N,P,Q,連接MN,NP,PQ,QM,則四邊形MNPQ的形狀為,四邊形MNPQ面積的最大值是,6.閱讀下面材料:在數學課上,老師請同學思考如下問題:如圖1,我們把一個四邊形ABCD的四邊中點E,F(xiàn),G,H依次連接起來得到的四邊形EFGH是平行四邊形嗎?小敏在思考問題時,有如下思路:連接AC.結合小敏的思路作答:(1)若只改變圖1中四邊形ABCD的形狀(如圖2),則四邊形EFGH還是平行四邊形嗎?說明理由,參考小敏思考問題的方法解決一下問題;(2)如圖2,在(1)的條件下,若連接AC,BD.①當AC與BD滿足什么條件時,四邊形EFGH是菱形,寫出結論并證明;②當AC與BD滿足什么條件時,四邊形EFGH是矩形,直接寫出結論.7.如圖1,在四邊形ABCD中,AB=CD,E、F分別是BC、AD的中點,連接EF并延長,分別與BA、CD的延長線交于點M、N,則∠BME=∠CNE(不需證明).(溫馨提示:在圖1中,連接BD,取BD的中點H,連接HE、HF,根據三角形中位線定理,證明HE=HF,從而∠1=∠2,再利用平行線性質,可證得∠BME=∠CNE.)問題一:如圖2,在四邊形ADBC中,AB與CD相交于點O,AB=CD,E、F分別是BC、AD的中點,連接EF,分別交DC、AB于點M、N,判斷△OMN的形狀,并說明理由;問題二:如圖3,在△ABC中,AC>AB,D點在AC上,AB=CD,E、F分別是BC、AD的中點,連接EF并延長,與BA的延長線交于點G,若∠EFC=60°,連接GD,判斷△AGD的形狀并并說明理由.8.綜合與探究:如圖1,四邊形中,、、、分別是、、、的中點,順次連接、、、.(1)猜想四邊形的形狀是________(直接回答,不必說明理由).(2)如圖2,在四邊形內一點,使,,,其他條件不變,試探究四邊形的形狀,并說明理由.(3)在(2)的條件下,,,,,求四邊形的面積.9.我們定義:有一組鄰角相等且對角線相等的凸四邊形叫做“鄰對等四邊形”.概念理解(1)下列四邊形中屬于鄰對等四邊形的有(只填序號);①順次連接任意四邊形各邊中點所得的四邊形;②順次連接平行四邊形各邊中點所得的四邊形;③順次連接矩形各邊中點所得的四邊形;④順次連接菱形各邊中點所得的四邊形;性質探究(2)如圖1,在鄰對等四邊形ABCD中,∠ABC=∠DCB,AC=DB,AB>CD,求證:∠BAC與∠CDB互補;拓展應用(3)如圖2,在四邊形ABCD中,∠BCD=2∠B,AC=BC=5,AB=6,CD=4.在BC的延長線上是否存在一點E,使得四邊形ABED為鄰對等四邊形?如果存在,求出DE的長;如果不存在,說明理由.10.【再現(xiàn)】如圖①,在△ABC中,點D,E分別是AB,AC的中點,可以得到:DE∥BC,且DE=BC.(不需要證明)【探究】如圖②,在四邊形ABCD中,點E,F(xiàn),G,H分別是AB,BC,CD,DA的中點,判斷四邊形EFGH的形狀,并加以證明.【應用】在(1)【探究】的條件下,四邊形ABCD中,滿足什么條件時,四邊形EFGH是菱形?你添加的條件是:.(只添加一個條件)(2)如圖③,在四邊形ABCD中,點E,F(xiàn),G,H分別是AB,BC,CD,DA的中點,對角線AC,BD相交于點O.若AO=OC,四邊形ABCD面積為5,則陰影部分圖形的面積和為.11.已知E,F(xiàn)分別為正方形ABCD的邊BC,CD上的點,AF,DE相交于點G,當E,F(xiàn)分別為邊BC,CD的中點時,有:①AF=DE;②AF⊥DE成立.試探究下列問題:(1)如圖1,若點E不是邊BC的中點,F(xiàn)不是邊CD的中點,且CE=DF,上述結論①,②是否仍然成立?(請直接回答“成立”或“不成立”,不需要證明)(2)如圖2,若點E,F(xiàn)分別在CB的延長線和DC的延長線上,且CE=DF,此時,上述結論①,②是否仍然成立?若成立,請寫出證明過程,若不成立,請說明理由;(3)如圖3,在(2)的基礎上,連接AE和BF,若點M,N,P,Q分別為AE,EF,F(xiàn)D,AD的中點,請判斷四邊形MNPQ是“矩形、菱形、正方形”中的哪一種,并證明你的結論.專題15中點四邊形【例題講解】問題背景:△ABC和△CDE均為等邊三角形,且邊長分別為a,b,點D,E分別在邊AC,BC上,點F,G,H,I分別為AB,BE,ED,AD的中點,連接FG,GH,HI,IF猜想證明:(1)如圖①,判斷四邊形FGHI是什么特殊四邊形,并說明理由.(2)當a=6,b=2時,求四邊形FGHI的周長.拓展延伸:(3)如圖②,當四邊形FGHI是正方形時,連接AE,BD相交于點N,點N,H恰好在FC上.求證:△ABN和△DEN均為等腰直角三角形.解:(1)解:四邊形FGHI是菱形.理由:如圖①,連接AE,BD,∵△ABC和△CDE均為等邊三角形,∴AC=BC,EC=DC,在△AEC和△BDC中,,∴△AEC≌△BDC(SAS),∴AE=BD,∵點F,G,H,I分別為AB,BE,ED,AD的中點,F(xiàn)G=AE=IH.FI=BD=CH.∴FG=GH=IH=FI.∴四邊形FGHI是菱形;(2)解:如圖②,過點D作DM⊥EC于點M,∵△CDE為等邊三角形,∴MC=EC=×2=1,∠C=60°,∴BM=BC-MC=6-1=5,在Rt△DMC中,DM=,在Rt△BDM中,BD=,∴GH=BD=,由(1)知四邊形FGHI是菱形,∴.四邊形FGHI的周長為4GH=4.(3)解:∵點F為AB的中點,△ABC和△CDE均為等邊三角形,∴直線CF為△ABC和△CDE的對稱軸.∴AN=BN,DN=EN,∵點F,G,H,I分別為AB,BE,ED,AD的中點,∴FGAE,IHAE,F(xiàn)IBD,GHBD.∴.FGAEIH,F(xiàn)IBDGH,∵四邊形FGHI是正方形,∴∠FNA=∠FHI=45°,∠FNB=∠FHG=45°∴.∠ANB=∠FNA+∠FNB=90°,∠DNE=90°.∴△ABN和△DEN均為等腰直角三角形.【綜合演練】1.四邊形ABCD,點M、N、P、Q分別是邊AB、BC、CD、AD的中點.(1)如圖1,順次連結M、N、P、Q得到四邊形ANPQ,試猜想四邊形MNPQ的形狀并證明;(2)如圖2,若∠B=∠C,AB=CD,順次連結M、N、P、Q得到四邊形MNPQ,試猜想四邊形MNPQ的形狀并證明;(3)如圖3,若∠BCD=90°,BC=8,CD=6,AB=3,設線段CQ的長度為m,則m的取值范圍是______.【答案】(1)四邊形MNPQ為平行四邊形,理由見解析(2)四邊形MNPQ為菱形,理由見解析(3)≤m≤【分析】(1)連結BD,根據三角形中位線的性質可得MQBD,MQ=BD,PNBD,PN=BD,進而可得MQPN,MQ=PN,根據平行四邊形的判定定理即可求解;(2)連結BD、AC,同理可得四邊形MNPQ為平行四邊形證明△ABC≌△DCB(SAS)得出AC=BD,根據中位線的性質,即可得出MQ=MN,根據平菱形的判定定理即可求解;(3)連結BD,取BD的中點P,連接QP、CP,得出PQ是△ABD的中位線,根據三角形三邊關系即可求解.(1)解:四邊形MNPQ為平行四邊形,連結BD∵點M、N、P、Q分別是邊AB、BC、CD、AD的中點.∴MQBD,MQ=BD,PNBD,PN=BD∴MQPN,MQ=PN∴四邊形MNPQ為平行四邊形.(2)四邊形MNPQ為菱形,連結BD、AC∵點M、N分別是邊AB、BC的中點.∴MN=AC在△ABC與△DCB中,∴△ABC≌△DCB(SAS)∴AC=BD∵點M、N、P、Q分別是邊AB、BC、CD、AD的中點.∴MQBD,MQ=BD,PNBD,PN=BD∴MQMN,MQ=PN∵四邊形MNPQ為平行四邊形
∴平行四邊形MNPQ是菱形.(3)解:如圖,連結BD,取BD的中點P,連接QP、CP,在Rt△BCD中,∠BCD=90°,BC=8,CD=6,∴BD=10,∵點P是BD的中點,∴CP=BP=CP=BD=5,∵點Q是AD的中點,點P是BD的中點,∴PQ是△ABD的中位線,∴PQ=AB=,在△CPQ中,CP﹣PQ<CQ<CP+PQ,∴<m<,∵點C、點Q是定點,點P是動點,∴當點C、P、Q三點共線,且點Q在線段CP上時,m取得最小值,當點C、P、Q三點共線,且點Q在射線CP上時,m取得最大值,綜上,m的取值范圍為:≤m≤.【點睛】本題考查了中點四邊形,菱形的性質與判定,平行四邊形的性質與判定,三角形三邊關系,三角形中位線的性質,掌握以上知識是解題的關鍵.2.定義:我們把對角線互相垂直的四邊形叫做和美四邊形,對角線交點稱為和美四邊形中心.(1)寫出一種你學過的和美四邊形________;(2)順次連接和美四邊形四邊中點所得四邊形是________A.矩形
B.菱形
C.正方形
D.無法確定(3)如圖1,點O是和美四邊形的中心,分別是邊的中點,連接,記四邊形的面積為,用等式表示的數量關系(無需說明理由)(4)如圖2,四邊形是和美四邊形,若,求的長.【答案】(1)正方形;(2)A;(3)S1+S3=S2+S4;(4)【分析】(1)根據正方形的對角線互相垂直解答;(2)根據矩形的判定定理解答;(3)根據三角形的中線把三角形分為面積相等的兩部分解答;(4)根據和美四邊形的定義、勾股定理計算即可.【詳解】解:(1)正方形是學過的和美四邊形,故答案為:正方形;(2)順次連接和美四邊形四邊中點所得四邊形是矩形,故選:A.(3)由和美四邊形的定義可知,AC⊥BD,則∠AOB=∠BOC=∠COD=∠DOA=90°,又E、F、G、H分別是邊AB、BC、CD、DA的中點,∴△AOE的面積=△BOE的面積,△BOF的面積=△COF的面積,△COG的面積=△DOG的面積,△DOH的面積=△AOH的面積,∴S1+S3=△AOE的面積+△COF的面積+△COG的面積+△AOH的面積=S2+S4;(4)如圖2,連接AC、BD交于點O,則AC⊥BD,∵在Rt△AOB中,AO2=AB2-BO2,Rt△DOC中,DO2=DC2-CO2,AB=3,BC=2,CD=4,∴可得AD2=AO2+DO2=AB2-BO2+DC2-CO2=AB2+DC2-BC2=32+42-22=21,即可得AD=.【點睛】本題考查的是和美四邊形的定義、矩形的判定、勾股定理的應用,正確理解和美四邊形的定義、掌握矩形的判定定理是解題的關鍵.3.我們給出如下定義:順次連接任意一個四邊形各邊中點所得的四邊形叫中點四邊形.(1)如圖1,四邊形ABCD中,點E,F(xiàn),G,H分別為邊AB,BC,CD,DA的中點.求證:中點四邊形EFGH是平行四邊形;(2)如圖2,點P是四邊形ABCD內一點,且滿足PA=PB,PC=PD,∠APB=∠CPD,點E,F(xiàn),G,H分別為邊AB,BC,CD,DA的中點,猜想中點四邊形EFGH的形狀,并證明你的猜想.【答案】(1)證明見解析;(2)菱形,證明見解析.【分析】(1)如圖1中,連接BD,根據三角形中位線定理只要證明EH∥FG,EH=FG即可.(2)四邊形EFGH是菱形.先證明△APC≌△BPD,得到AC=BD,再證明EF=FG即可.【詳解】(1)如圖1中,連接BD.∵點E,H分別為邊AB,DA的中點,∴EH∥BD,EHBD.∵點F,G分別為邊BC,CD的中點,∴FG∥BD,F(xiàn)GBD,∴EH∥FG,EH=GF,∴中點四邊形EFGH是平行四邊形.(2)四邊形EFGH是菱形.理由如下:如圖2中,連接AC,BD.∵∠APB=∠CPD,∴∠APB+∠APD=∠CPD+∠APD,即∠APC=∠BPD.在△APC和△BPD中,,∴△APC≌△BPD,∴AC=BD.∵點E,F(xiàn),G分別為邊AB,BC,CD的中點,∴EFAC,F(xiàn)GBD.∵AC=BD,∴EF=FG.∵四邊形EFGH是平行四邊形,∴四邊形EFGH是菱形.【點睛】本題考查了平行四邊形的判定和性質、全等三角形的判定和性質、菱形的判定等知識,解題的關鍵是靈活應用三角形中位線定理,學會添加常用輔助線,屬于中考??碱}型.4.定義:對角線相等且所夾銳角為60°的四邊形叫“60°等角線四邊形”.如圖1,四邊形ABCD為“60°等角線四邊形”,即AC=BD,∠AOB=60°.判定探究:(1)下列語句能判斷四邊形是“60°等角線四邊形”的是.(填序號)①對角線所夾銳角為60°的平行四邊形;②對角線所夾銳角為60°的矩形;③對角線所夾銳角為60°,且順次連接各邊中點所形成的四邊形是菱形的四邊形.(2)性質探究:以AC為邊,向下構造等邊三角形△ACE,連接BE,如圖2,請直接寫出AB+CD與AC的大小關系;(3)請判斷AD+BC與AC的大小關系,并說明理由;(4)學習應用:若“60°等角線四邊形”的對角線長為4,則該四邊形周長的最小值為.【答案】(1)②③(2)(3)(4)【分析】(1)根據定義即可求解.(2)證明四邊形是平行四邊形,根據即可求解;(3)過作交的延長線于點,求得中間量,根據,結合不等式的性質即可求解;(4)根據(2)(3)的結論代入數據即可求解.(1)對角線所夾銳角為60°的平行四邊形的對角線不一定相等,則不能判①是“60°等角線四邊形”;②對角線所夾銳角為60°的矩形,對角線相等,且所夾銳角為60°,故②是“60°等角線四邊形”;③對角線所夾銳角為60°,且順次連接各邊中點所形成的四邊形是菱形的四邊形,則四邊形的對角線相等,故③是“60°等角線四邊形”.故答案為:②③;(2)△ACE是等邊三角形,,,四邊形是平行四邊形中,即;(3)如圖,過作交的延長線于點,;(4)若“60°等角線四邊形”的對角線長為4,則由(2)(3)可得,.該四邊形周長的最小值為.【點睛】本題考查了四邊形綜合問題,新定義問題,含30度角的直角三角形的性質,平行四邊的性質與判定,中點四邊形性質,掌握特殊四邊形的性質與判定是解題的關鍵.5.在數學興趣小組活動中,小明進行數學探究活動,將邊長為2的正方形ABCD與邊長為2的正方形AEFG按圖1位置放置,AD與AE在同一直線上,AB與AG在同一直線上.連接DG,BE,易得DG=BE且DG⊥BE(不需要說明理由)(1)如圖2,小明將正方形ABCD繞點A逆時針旋轉,旋轉角為(30?﹤﹤180?)①連接DG,BE,求證:DG=BE且DG⊥BE;②在旋轉過程中,如圖3,連接BG,GE,ED,DB,求出四邊形BGED面積的最大值.(2)如圖4,分別取BG,GE,ED,DB的中點M,N,P,Q,連接MN,NP,PQ,QM,則四邊形MNPQ的形狀為,四邊形MNPQ面積的最大值是,【答案】(1)①證明見解析;②四邊形BGED面積的最大值為6+4;(2)正方形,3+2.【分析】(1)①由四邊形ABCD與四邊形AEFG為正方形,利用正方形的性質得到兩對邊相等,且夾角相等,利用SAS得到三角形ADG與三角形ABE全等,利用全等三角形對應角相等得DG=BE,∠AGD=∠AEB,如圖所示,EB交AG于點H,利用等角的余角相等得到∠GMH=90°,利用垂直的定義即可得DG⊥BE;②根據①可知旋轉過程中,DG=BE且DG⊥BE;當BE取得最大值,即點A,B,E在同一條直線上時,四邊形BGED面積有最大值.(2)根據中點四邊形的性質可知四邊形MNPQ是正方形,邊長的最大值為四邊形MNPQ面積的最大值是:【詳解】(1)①∵四邊形ABCD和四邊形AEFG都為正方形,∴AD=AB,∠DAB=∠GAE=,AG=AE,∠DAB+∠GAB=∠GAB+∠GAE∠DAG=∠BAE在△ADG和△ABE中,∴△ADG≌△ABE(SAS),∴∠AGD=∠AEB,DG=BE,如圖所示,EB交AG于點H,在△AEH中,∠AEH+∠AHE=,∠AEH=∠BHG,∴∠AGD+∠BHG=,在△HGM中,∠AGD+∠BHG+∠GMH=,∴∠GMH=,則DG⊥BE;②根據①可知旋轉過程中,DG=BE且DG⊥BE;當BE取得最大值,即點A,B,E在同一條直線上時,四邊形BGED面積有最大值.此時:DG=BE四邊形BGED面積(2)連接BE,DG,根據中位線的性質可得,,四邊形MNPQ是正方形,邊長的最大值為四邊形MNPQ面積的最大值是:故答案為正方形,3+2.【點睛】考查正方形的性質,中位線的性質,全等三角形的判定與性質等,綜合性比較強,難度較大.6.閱讀下面材料:在數學課上,老師請同學思考如下問題:如圖1,我們把一個四邊形ABCD的四邊中點E,F(xiàn),G,H依次連接起來得到的四邊形EFGH是平行四邊形嗎?小敏在思考問題時,有如下思路:連接AC.結合小敏的思路作答:(1)若只改變圖1中四邊形ABCD的形狀(如圖2),則四邊形EFGH還是平行四邊形嗎?說明理由,參考小敏思考問題的方法解決一下問題;(2)如圖2,在(1)的條件下,若連接AC,BD.①當AC與BD滿足什么條件時,四邊形EFGH是菱形,寫出結論并證明;②當AC與BD滿足什么條件時,四邊形EFGH是矩形,直接寫出結論.【答案】(1)是平行四邊形,理由見解析;(2)①AC=BD;證明見解析;②AC⊥BD.【分析】(1)如圖2,連接AC,根據三角形中位線的性質及平行四邊形判定定理即可得到結論;(2)①由(1)知,四邊形EFGH是平行四邊形,且FG=BD,HG=AC,于是得到當AC=BD時,F(xiàn)G=HG,即可得到結論;②若四邊形EFGH是矩形,則∠HGF=90°,即GH⊥GF,又GH∥AC,GF∥BD,則AC⊥BD.【詳解】解:(1)是平行四邊形.理由如下:如圖2,連接AC,∵E是AB的中點,F(xiàn)是BC的中點,∴EF∥AC,EF=AC,同理HG∥AC,HG=AC,∴EF∥HG,EF=HG,∴四邊形EFGH是平行四邊形;(2)①AC=BD.理由如下:由(1)知,四邊形EFGH是平行四邊形,且FG=BD,HG=AC,∴當AC=BD時,F(xiàn)G=HG,∴平行四邊形EFGH是菱形;②當AC⊥BD時,四邊形EFGH為矩形.理由如下:同(1)得:四邊形EFGH是平行四邊形,∵AC⊥BD,GH∥AC,∴GH⊥BD,∵GF∥BD,∴GH⊥GF,∴∠HGF=90°,∴四邊形EFGH為矩形.【點睛】此題主要考查了中點四邊形,熟練掌握三角形中位線定理及平行四邊形、菱形及矩形的判定是解題的關鍵.7.如圖1,在四邊形ABCD中,AB=CD,E、F分別是BC、AD的中點,連接EF并延長,分別與BA、CD的延長線交于點M、N,則∠BME=∠CNE(不需證明).(溫馨提示:在圖1中,連接BD,取BD的中點H,連接HE、HF,根據三角形中位線定理,證明HE=HF,從而∠1=∠2,再利用平行線性質,可證得∠BME=∠CNE.)問題一:如圖2,在四邊形ADBC中,AB與CD相交于點O,AB=CD,E、F分別是BC、AD的中點,連接EF,分別交DC、AB于點M、N,判斷△OMN的形狀,并說明理由;問題二:如圖3,在△ABC中,AC>AB,D點在AC上,AB=CD,E、F分別是BC、AD的中點,連接EF并延長,與BA的延長線交于點G,若∠EFC=60°,連接GD,判斷△AGD的形狀并并說明理由.【答案】(1)△OMN為等腰三角形,理由見解析;(2)△AGD是直角三角形,理由見解析.【詳解】試題分析:(1)作出兩條中位線,根據中位線定理,找到相等的同位角和線段,進而判斷出三角形的形狀.(2)利用平行線和中位線定理,可以證得三角形△FAG是等邊三角形,再進一步確定∠FGD=∠FDG=30°,進而求出∠AGD=90°,故△AGD的形狀可證.試題解析::(1)取AC中點P,連接PF,PE,可知PE=,PE∥AB,∴∠PEF=∠ANF,同理PF=,PF∥CD,∴∠PFE=∠CME,又PE=PF,∴∠PFE=∠PEF,∴∠OMN=∠ONM,∴△OMN為等腰三角形.(2)判斷出△AGD是直角三角形.證明:如圖連接BD,取BD的中點H,連接HF、HE,∵F是AD的中點,∴HF∥AB,HF=AB,同理,HE∥CD,HE=CD,∵AB=CD∴HF=HE,∵∠EFC=60°,∴∠HEF=60°,∴∠HEF=∠HFE=60°,∴△EHF是等邊三角形,∴∠3=∠EFC=∠AFG=60°,∴△AGF是等邊三角形.∵AF=FD,∴GF=FD,∴∠FGD=∠FDG=30°∴∠AGD=90°即△AGD是直角三角形.考點:1.三角形中位線定理;2.角平分線的性質;3.等腰三角形的判定;4.勾股定理的逆定理.8.綜合與探究:如圖1,四邊形中,、、、分別是、、、的中點,順次連接、、、.(1)猜想四邊形的形狀是________(直接回答,不必說明理由).(2)如圖2,在四邊形內一點,使,,,其他條件不變,試探究四邊形的形狀,并說明理由.(3)在(2)的條件下,,,,,求四邊形的面積.【答案】(1)平行四邊形(2)菱形,見解析(3)【分析】(1)連接AD,利用三角形中位線定理,證明EH=FG,且EH∥FG即可得證.(2)連接AD,BC,證明,得到AD=CB,結合三角形中位線定理,得到四邊形EFGH的四邊相等,即可得到菱形EFGH.(3)連接AD,BC,交點為M,設BC與EH的交點為Q,AD與EF的交點為O,證明,判定四邊形EOMQ是平行四邊形,證明∠HEF=60°,連接,過點作,垂足為,求得EH,HN的長度即可.(1)平行四邊形.理由如下:如圖1,連接AD,∵、、、分別是、、、的中點,∴EH∥AD,EH=,F(xiàn)G∥AD,F(xiàn)G=,∴EH=FG,且EH∥FG,∴四邊形EFGH是平行四邊形,故答案為:平行四邊形.(2)菱形.理由:如圖2,連接,.∵,∴,即.又∵,,∴,∴.∵、、、分別是、、、的中點,∴、、、分別是、、、的中位線,∴,,,,∴,∴四邊形是菱形.(3)連接AD,BC,交點為M,設BC與EH的交點為Q,AD與EF的交點為O,∵,,∴是等邊三角形.∵是中點,∴平分,,∴,點、、共線.在中,,在中,,∴.∵,∴,∴.∵,,∴四邊形EOMQ是平行四邊形,∴.在中,,,∴菱形的面積.【點睛】本題考查了三角形中位線定理,三角形全等的判定和性質,平行四邊形的判定和性質,菱形的判定和性質,等邊三角形的判定和性質,熟練掌握菱形的判定和性質,靈活運用三角形中位線定理是解題的關鍵.9.我們定義:有一組鄰角相等且對角線相等的凸四邊形叫做“鄰對等四邊形”.概念理解(1)下列四邊形中屬于鄰對等四邊形的有(只填序號);①順次連接任意四邊形各邊中點所得的四邊形;②順次連接平行四邊形各邊中點所得的四邊形;③順次連接矩形各邊中點所得的四邊形;④順次連接菱形各邊中點所得的四邊形;性質探究(2)如圖1,在鄰對等四邊形ABCD中,∠ABC=∠DCB,AC=DB,AB>CD,求證:∠BAC與∠CDB互補;拓展應用(3)如圖2,在四邊形ABCD中,∠BCD=2∠B,AC=BC=5,AB=6,CD=4.在BC的延長線上是否存在一點E,使得四邊形ABED為鄰對等四邊形?如果存在,求出DE的長;如果不存在,說明理由.【答案】(1)④;(2)見解析;(3)存在這樣一點E,使得四邊形ABED為鄰對等四邊形,DE=【分析】(1)根據中點四邊形的特征,結合鄰對等四邊形的定義求解即可;(2)延長CD至E,使CE=BA,根據“SAS”可證△ABC≌△ECB,從而BE=CA,∠BAC=∠E.利用等量代換可證BD=BE,從而∠BDE=∠E,然后可證明結論成立;(3)在BC延長線上取一點E,使得CE=4,連接DE,四邊形ABED即為鄰對等四邊形.連接AE,BD,由等腰三角形的性質和三角形外角的性質可證∠ABC=∠DEB,∠ACE=∠BCD.通過證明CE≌△BCD,可證BD=AE,從而四邊形ABED為鄰對等四邊形.通過證明△ABC∽△DEC,利用相似三角形的性質可求出DE的長.【詳解】(1)①順次連接任意四邊形各邊中點所得的四邊形是平行四邊形,平行四邊形不具備一組鄰角相等且對角線相等,故不是鄰對等四邊形;②順次連接平行四邊形各邊中點所得的四邊形是平行四邊形,平行四邊形不具備一組鄰角相等且對角線相等,故不是鄰對等四邊形;③順次連接矩形各邊中點所得的四邊形是菱形,菱形不具備一組鄰角相等且對角線相等,故不是鄰對等四邊形;④順次連接菱形各邊中點所得的四邊形是矩形,矩形具備一組鄰角相等且對角線相等,故是鄰對等四邊形;故答案為④;(2)∵AB>CD,故可延長CD至E,使CE=BA,在△ABC與△ECB中,,∴△ABC≌△ECB.∴BE=CA,∠BAC=∠E.∵AC=DB,∴BD=BE.∴∠BDE=∠E.∴∠CDB+∠BDE=∠CDB+∠E=∠BAC+∠CDB=180°.即∠BAC與∠CDB互補.(3)存在這樣一點E,使得四邊形ABED為鄰對等四邊形,如圖2,在BC延長線上取一點E,使得CE=4,連接DE,四邊形ABED即為鄰對等四邊形.理由如下:連接AE,BD,∵CE=CD,∴∠CDE=∠CED.∵∠BCD=2∠B,∴∠ABC=∠DEB,∠ACE=∠BCD.在△ACE與△BCD中,,∴△ACE≌△BCD.∴BD=AE,四邊形ABED為鄰對等四邊形.∵∠CBA=∠CAB=∠CDE=∠CED,∴△ABC∽△DEC.∴,∴.【點睛】本題考查了信息遷移,中點四邊形的特征,等腰三角形的性質,全等三角形的判定與性質,相似三角形的判定與性質,熟練掌握各知識點并理解“鄰對等四邊形”的含義是解答本題的關鍵.10.【再現(xiàn)】如圖①,在△ABC中,點D,E分別是AB,AC的中點,可以得到:DE∥BC,且DE=BC.(不需要證明)【探究】如圖②,在四邊形ABCD中,點E,F(xiàn),G,H分別是AB,BC,CD,DA的中點,判斷四邊形EFGH的形狀,并加以證明.【應用】在(1)【探究】的條件下,四邊形ABCD中,滿足什么條件時,四邊形EFGH是菱形?你添加的條件是:.(只添加一個條件)(2)如圖③,在四邊形ABCD中,點E,F(xiàn),G,H分別是AB,BC,CD,DA的中點,對角線AC,BD相交于點O.若AO=OC,四邊形ABCD面積為5,則陰影部分圖形的面積和為.【答案】[探究]平行四邊形;[應用](1)添加AC=BD;(2)【分析】[探究]利用三角形的中位線定理可得出HG=EF、EFGH,繼而可判斷出四邊形EFGH的形狀;[應用](1)添加條件AC=BD,同[探究]的方法判斷出FG=BD,即可判斷出EF=FG,即可得出結論;(2)先判斷出S△BCD=4S△CFG,同理:S△ABD=4S△AEH,進而得出S四邊形EFGH=,再判斷出OM=ON,進而得出S陰影=S四邊形EFGH即可.【詳解】解:[探究]平行四邊形.理由:如圖1,連接AC,∵E是AB的中點,F(xiàn)是BC的中點,∴EFAC,EF=AC,同理HGAC,HG=AC,綜上可得:EFHG,EF=HG,故四邊形EFGH是平行四邊形.[應用](1)添加AC=BD.理由:連接AC,BD,由(1)知,EF=AC,∵G是CD的中點,F(xiàn)是BC的中點,∴FG=BD,∵AC=BD,∴EF=FG,∵四邊形EFGH是平行四邊形,∴四邊形EFGH是菱形;故答案為AC=BD;(2)如圖2,由[探究]得,四邊形EFGH是平行四邊形,∵F,G是BC,CD的中點,∴FGBD,F(xiàn)G=BD,∴△CFG∽△CBD,∴,∴S△BCD=4S△CFG,同理:S△ABD=4S△AEH,∵四邊形ABC
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