一、平行四边形真题与模拟题分类汇编(难题易错题)
1.(1)如图①,在矩形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,过点O作直线EF⊥BD,交AD于点E,交BC于点F,连接BE、DF,且BE平分∠ABD. ①求证:四边形BFDE是菱形; ②直接写出∠EBF的度数;
(2)把(1)中菱形BFDE进行分离研究,如图②,点G、I分别在BF、BE边上,且BG=BI,连接GD,H为GD的中点,连接FH并延长,交ED于点J,连接IJ、IH、IF、IG.试探究线段IH与FH之间满足的关系,并说明理由;
(3)把(1)中矩形ABCD进行特殊化探究,如图③,当矩形ABCD满足AB=AD时,点E是对角线AC上一点,连接DE、EF、DF,使△DEF是等腰直角三角形,DF交AC于点G.请直接写出线段AG、GE、EC三者之间满足的数量关系.
【答案】(1)①详见解析;②60°.(2)IH=3FH;(3)EG2=AG2+CE2. 【解析】 【分析】
(1)①由△DOE≌△BOF,推出EO=OF,∵OB=OD,推出四边形EBFD是平行四边形,再证明EB=ED即可.
②先证明∠ABD=2∠ADB,推出∠ADB=30°,延长即可解决问题. (2)IH=3FH.只要证明△IJF是等边三角形即可.
(3)结论:EG2=AG2+CE2.如图3中,将△ADG绕点D逆时针旋转90°得到△DCM,先证明△DEG≌△DEM,再证明△ECM是直角三角形即可解决问题. 【详解】
(1)①证明:如图1中,
∵四边形ABCD是矩形, ∴AD∥BC,OB=OD, ∴∠EDO=∠FBO, 在△DOE和△BOF中,
??EDO=?FBO? , ?OD=OB??EOD=?BOF?∴△DOE≌△BOF, ∴EO=OF,∵OB=OD, ∴四边形EBFD是平行四边形, ∵EF⊥BD,OB=OD, ∴EB=ED,
∴四边形EBFD是菱形. ②∵BE平分∠ABD, ∴∠ABE=∠EBD, ∵EB=ED, ∴∠EBD=∠EDB, ∴∠ABD=2∠ADB, ∵∠ABD+∠ADB=90°, ∴∠ADB=30°,∠ABD=60°, ∴∠ABE=∠EBO=∠OBF=30°, ∴∠EBF=60°. (2)结论:IH=3FH.
理由:如图2中,延长BE到M,使得EM=EJ,连接MJ.
∵四边形EBFD是菱形,∠B=60°, ∴EB=BF=ED,DE∥BF, ∴∠JDH=∠FGH, 在△DHJ和△GHF中,
??DHG=?GHF? , ?DH=GH??JDH=?FGH?∴△DHJ≌△GHF, ∴DJ=FG,JH=HF, ∴EJ=BG=EM=BI, ∴BE=IM=BF, ∵∠MEJ=∠B=60°, ∴△MEJ是等边三角形,
∴MJ=EM=NI,∠M=∠B=60° 在△BIF和△MJI中,
?BI=MJ???B=?M, ?BF=IM?∴△BIF≌△MJI,
∴IJ=IF,∠BFI=∠MIJ,∵HJ=HF, ∴IH⊥JF,
∵∠BFI+∠BIF=120°, ∴∠MIJ+∠BIF=120°, ∴∠JIF=60°, ∴△JIF是等边三角形,
在Rt△IHF中,∵∠IHF=90°,∠IFH=60°, ∴∠FIH=30°, ∴IH=3FH.
(3)结论:EG2=AG2+CE2.
理由:如图3中,将△ADG绕点D逆时针旋转90°得到△DCM,
∵∠FAD+∠DEF=90°, ∴AFED四点共圆,
∴∠EDF=∠DAE=45°,∠ADC=90°, ∴∠ADF+∠EDC=45°, ∵∠ADF=∠CDM,
∴∠CDM+∠CDE=45°=∠EDG, 在△DEM和△DEG中,
?DE=DE???EDG=?EDM , ?DG=DM?∴△DEG≌△DEM, ∴GE=EM,
∵∠DCM=∠DAG=∠ACD=45°,AG=CM, ∴∠ECM=90° ∴EC2+CM2=EM2, ∵EG=EM,AG=CM, ∴GE2=AG2+CE2.
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