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文档简介
【拔尖特训】2022-2023学年八年级数学下册尖子生培优必刷题【苏科版】专题9.15中点四边形大题提升训练(重难点培优30题)班级:___________________姓名:_________________得分:_______________注意事项:本试卷试题解答30道,共分成三个层组:基础过关题(第1-10题)、能力提升题(第11-20题)、培优压轴题(第21-30题),每个题组各10题,可以灵活选用.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.一、解答题1.(2022春·江苏南京·八年级校联考期末)如图,E,F,G,H是四边形ABCD各边的中点.(1)证明:四边形EFGH为平行四边形.(2)若四边形ABCD是矩形,且其面积是7cm2,则四边形EFGH【答案】(1)见解析(2)3.5【分析】(1)连接BD,由三角形中位线定理可得出EF=GH,EF∥GH,由平行四边形的判定可得出结论;(2)由矩形的判定与性质得出答案.(1)证明:连接BD,∵E、F分别为AD、AB的中点,∴EF是△ABD的中位线,∴EF=12BD,EF∥BD
同理,GH=12BD,GH∥BD∴EF=GH,EF∥GH,∴四边形EFGH为平行四边形;(2)如图,∵四边形ABCD是矩形,∴AB=CD,AD=BC,∠A=∠B=∠C=∠D=90°,∵E,F,G,H是四边形ABCD各边的中点,∴DH=AF=CH=BF,∴四边形AFHD和四边形HFBC都是矩形,∴AD=HF=BC,DC=EG=AB,∴S四边形EFGH=12EG•HF=12AB•∵四边形ABCD的面积是7cm2,∴AB•BC=7cm2,∴四边形EFGH的面积是3.5(cm2),故答案为:3.5.【点睛】本题主要考查中点四边形以及矩形的性质,解题时利用三角形中位线定理判定四边形EFGH是平行四边形是解题的关键.2.(2022春·江苏扬州·八年级校联考期中)如图,点E、F、G、H分别是四边形ABCD的边AB、BC、CD、DA的中点,顺次连接E、F、G、H得四边形EFGH.
(1)求证:四边形EFGH是平行四边形.(2)当四边形ABCD分别是菱形、矩形、正方形时,相应的平行四边形EFGH一定是“菱形、矩形、正方形”中的哪一种?请将你的结论填入下表:四边形ABCD菱形矩形正方形平行四边形EFGH【答案】(1)见解析(2)矩形,菱形,正方形【分析】(1)连接BD,点E、F、G、H分别是四边形ABCD的边AB、BC、CD、DA的中点,可得EH和FG为中位线,根据中位线的性质即可求证.(2)由(1),根据矩形,菱形,正方形的判定即可求解.【详解】(1)证明:如图,连接BD,∵E、H分别是AB、AD中点,∴EH//BD,EH=12BD同理FG//BD,FG=12BD∴EH//FG,且EH=FG,∴四边形EFGH是平行四边形.(2)连接AC,BD,如图所示:当四边形ABCD是菱形时,
∴AC⊥BD,∵FG//BD,EH//FG,∴EH⊥EF,∴平行四边形EFGH是矩形,当四边形ABCD是矩形时,AC=BD,则EH=EF,∴平行四边形ABCD是菱形,当四边形ABCD是正方形时,AC=BD且AC⊥BD,则EH=EF且EH⊥EF,∴平行四边形EFGH是正方形,故答案为:矩形,菱形,正方形.【点睛】本题考查了中点四边形、平行四边形的判定、三角形的中位线的性质,菱形的判定,矩形的判定及正方形的判定,熟练掌握其各判定定理是解题的关键.3.(2021春·江苏南京·八年级校联考期中)如图,四边形ABCD中,AD=BC,E、F、G、H分别是AB、BD、CD、AC的中点.(1)判断四边形EFGH是怎样的四边形,并证明你的结论;(2)当四边形ABCD再满足______________时,四边形EFGH为正方形?(只添一个条件)【答案】(1)四边形EFGH是菱形,证明见解析;(2)AD⊥BC或∠DAB+∠ABC=90°【分析】(1)根据三角形中位线定理得到GH∥AD,GH=12AD,EF∥AD,EF=12AD,得到四边形EFGH是平行四边形,根据题意得到EF=(2)根据正方形的判定定理解答即可.【详解】解:(1)四边形EFGH是菱形,理由如下:在△ACD中,G、H分别是CD、AC的中点,∴GH∥AD,GH=12AD
同理,EF∥AD,EF=12AD∴GH∥EF,GH=EF,∴四边形EFGH是平行四边形,在△ABC中,E、H分别是AB、AC的中点,∴EH=12BC∵AD=BC,∴EF=EH,∴四边形EFGH是菱形;(2)当AD⊥BC或∠DAB+∠ABC=90°时,四边形EFGH为正方形,理由如下:∵EH∥BC,∴∠AEH=∠ABC,同理,∠BEF=∠BAD,∴∠AEH+∠BEF=90°,∴∠HEF=90°,∴四边形EFGH为正方形,故答案为:AD⊥BC(或∠DAB+∠ABC=90°)答案不唯一.【点睛】本题考查的是中点四边形,掌握三角形中位线定理、平行四边形、菱形、正方形的判定定理是解题的关键.4.(2020春·江苏·八年级统考期末)已知:如图,在四边形ABCD中,AB与CD不平行,E,F,G,H分别是AD,BC,BD,AC的中点.(1)求证:四边形EGFH是平行四边形;(2)①当AB与CD满足条件时,四边形EGFH是菱形;②当AB与CD满足条件时,四边形EGFH是矩形.【答案】(1)见解析;(2)①AB=CD;②AB⊥CD.【分析】(1)根据三角形中位线定理得到EG=12AB,EG∥AB,HF=1
,根据平行四边形的判定定理证明结论;(2)①根据邻边相等的平行四边形是菱形解答;②根据矩形的判定定理解答.【详解】(1)证明:∵E,G分别是AD,BD的中点,∴EG是△DAB的中位线,∴GE//AB且EG=1同理:HF//AB且HF=1∴EG//HF且EG=HF,∴四边形EGFH为平行四边形;(2)①当AB=CD时,四边形EGFH是菱形,理由如下:∵F,G分别是BC,BD的中点,∴FG是△DCB的中位线,∴FG=12CD,FG∥CD当AB=CD时,EG=FG,∴四边形EGFH是菱形;②当AB⊥CD时,平行四边形EGFH是矩形,理由如下:∵HF∥AB,∴∠HFC=∠ABC,∵FG∥CD,∴∠GFB=∠DCB,∵AB⊥CD,∴∠ABC+∠DCB=90°,∴∠HFC+∠GFB=90°,∴∠GFH=90°,∴平行四边形EGFH是矩形,故答案为:①AB=CD;②AB⊥CD.
【点睛】本题考查了中点四边形,掌握三角形中位线定理、矩形、菱形的判定定理是解题的关键.5.(2022春·江苏南京·八年级统考期末)如图,四边形ABCD是菱形,E、F、G、H分别是边AB、BC、CD、DA的中点,连接EF、FG、GH、HE.求证:四边形EFGH是矩形.【答案】见解析【分析】连接AC、BD,根据菱形的性质得到AC⊥BD,根据三角形中位线定理和平行四边形的判定定理证明四边形EFGH是平行四边形,根据三角形中位线定理证明∠FEH=∠APE=90°,得到答案.【详解】证明:连接AC、BD,AC与BD相交于点O,AC与EH相交于点P.∵E、F分别是边AB、BC的中点,∴EF∥AC,EF=12AC同理GH∥AC,GH=12AC∴EF∥GH,EF=GH.∴四边形EFGH是平行四边形.∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,即∠AOB=90°.∵E、H分别是边AB、AD的中点,∴EH∥BD.∴∠APE=∠AOB=90°.∵EF∥AC,∴∠FEH=∠APE=90°.∴四边形EFGH是矩形.
【点睛】本题考查的是菱形的性质、矩形的判定、三角形中位线定理,掌握三角形中位线定理和矩形的判定定理是解题的关键.6.(2019春·江苏淮安·八年级校考期中)已知:如图,四边形ABCD四条边上的中点分别为E、F、G、H,顺次连接EF、FG、GH、HE,得到四边形EFGH(即四边形ABCD的中点四边形).(1)四边形EFGH的形状是_____________
,(证明你的结论.)(2)当四边形ABCD的对角线满足__________条件时,四边形EFGH是矩形(不用证明)【答案】(1)平行四边形;证明见解析(2)AC⊥BD【分析】(1)连接BD,根据三角形的中位线定理得到EH∥BD,EH=12BD,FG∥BD,FG=1(2)根据有一个角是直角的平行四边形是矩形,可知当四边形ABCD的对角线满足AC⊥BD的条件时,四边形EFGH是矩形.【详解】(1)四边形EFGH的形状是平行四边形.理由如下:如图,连结BD,∵E、H分别是AB、AD中点,∴EH∥BD,EH=12同理FG∥BD,FG=12∴EH∥FG,EH=FG,∴四边形EFGH是平行四边形;(2)当四边形ABCD的对角线满足互相垂直的条件时,四边形EFGH是矩形.理由如下:如图,连结AC、BD,
∵E、F、G、H分别为四边形ABCD四条边上的中点,∴EH∥BD,HG∥AC,∵AC⊥BD,∴EH⊥HG,又∵四边形EFGH是平行四边形,∴平行四边形EFGH是矩形,故答案为AC⊥BD.【点睛】本题考查了中点四边形,涉及了三角形中位线定理,平行四边形的判定,矩形的判定等,熟练掌握相关知识是解题的关键.7.(2022春·江苏扬州·八年级统考期中)四边形ABCD,点M、N、P、Q分别是边AB、BC、CD、AD的中点.(1)如图1,顺次连结M、N、P、Q得到四边形ANPQ,试猜想四边形MNPQ的形状并证明;(2)如图2,若∠B=∠C,AB=CD,顺次连结M、N、P、Q得到四边形MNPQ,试猜想四边形MNPQ的形状并证明;(3)如图3,若∠BCD=90°,BC=8,CD=6,AB=3,设线段CQ的长度为m,则m
的取值范围是______.【答案】(1)四边形MNPQ为平行四边形,理由见解析(2)四边形MNPQ为菱形,理由见解析(3)72≤m≤【分析】(1)连结BD,根据三角形中位线的性质可得MQ∥BD,MQ=12BD,PN∥BD,PN=12BD,进而可得MQ∥PN,MQ=(2)连结BD、AC,同理可得四边形MNPQ为平行四边形证明△ABC≌△DCB(SAS)得出AC=BD,根据中位线的性质,即可得出MQ=MN,根据平菱形的判定定理即可求解;(3)连结BD,取BD的中点P,连接QP、CP,得出PQ是△ABD的中位线,根据三角形三边关系即可求解.(1)解:四边形MNPQ为平行四边形,连结BD∵点M、N、P、Q分别是边AB、BC、CD、AD的中点.∴MQ∥BD,MQ=12BD,PN∥BD,PN=1∴MQ∥PN,MQ=PN∴四边形MNPQ为平行四边形.(2)四边形MNPQ为菱形,连结BD、AC
∵点M、N分别是边AB、BC的中点.∴MN=12在△ABC与△DCB中AB=CD∠ABC=∠DCB∴△ABC≌△DCB(SAS)∴AC=BD∵点M、N、P、Q分别是边AB、BC、CD、AD的中点.∴MQ∥BD,MQ=12BD,PN∥BD,PN=1∴MQ∥MN,MQ=PN∵四边形MNPQ为平行四边形
∴平行四边形MNPQ是菱形.(3)解:如图,连结BD,取BD的中点P,连接QP、CP,在Rt△BCD中,∠BCD=90°,BC=8,CD=6,∴BD=10,∵点P是BD的中点,∴CP=BP=CP=12BD∵点Q是AD的中点,点P是BD的中点,∴PQ是△ABD的中位线,∴PQ=12AB=3在△CPQ中,CP﹣PQ<CQ<CP+PQ,∴72<m<13
∵点C、点Q是定点,点P是动点,∴当点C、P、Q三点共线,且点Q在线段CP上时,m取得最小值72当点C、P、Q三点共线,且点Q在射线CP上时,m取得最大值132综上,m的取值范围为:72≤m≤13【点睛】本题考查了中点四边形,菱形的性质与判定,平行四边形的性质与判定,三角形三边关系,三角形中位线的性质,掌握以上知识是解题的关键.8.(2019春·江苏泰州·八年级泰兴市洋思中学阶段练习)如图,在四边形ABCD中,AB=CD,E、F、G、H分别为AD、BC、BD、AC的中点,顺次连接E、G、F、H.(1)猜想四边形EGFH是什么特殊的四边形,并说明理由;(2)当∠ABC与∠DCB满足什么关系时,四边形EGFH为正方形,并说明理由;(3)猜想:∠GFH、∠ABC、∠DCB三个角之间的关系.直接写出结果____________.【答案】(1)菱形;(2)∠ABC+∠DCB=90°;(3)∠GFH+∠ABC+∠DCB=180°或∠GFH+∠ABC-∠DCB=180°【分析】(1)根据三角形中位线的性质得到EG=12AB,EH=12CD,HF=12AB,EG∥(2)根据平行线的性质得到∠ABC=∠HFC,∠DCB=∠GFB,根据平角的定义得到∠GFH=90°,于是得到结论;(3)由平行线的性质得到∠ABC=∠HFC,∠DCB=∠GFB,根据平角的定义即可得到结论.【详解】(1)四边形EGFH是菱形.理由如下:∵E、F、G、H分别为AD、BC、BD、AC的中点,∴EG=12AB,EH=12CD,HF=12AB,EG∥∴四边形EGFH是平行四边形,EG=EH,∴四边形EGFH是菱形;(2)当∠ABC+∠DCB=90°时,四边形EGFH为正方形,
理由:∵GF∥CD,HF∥AB,∴∠ABC=∠HFC,∠DCB=∠GFB.∵∠ABC+∠DCB=90°,∴∠GFH=90°,∴菱形EGFH是正方形;(3)当∠ABC+∠DCB<180°时,∠GFH+∠ABC+∠DCB=180°.理由如下:∵GF∥CD,HF∥AB,∴∠ABC=∠HFC,∠DCB=∠GFB.∵∠BFG+∠GFH+∠HFC=180°,∴∠GFH+∠ABC+∠DCB=180°.当∠ABC+∠DCB=180°时,∠GFH=0°,四边形EGFH不存在,∠GFH+∠ABC+∠DCB=180°;当∠ABC+∠DCB>180°时,∠GFH+∠ABC﹣∠DCB=180°.综上所述:∠GFH+∠ABC+∠DCB=180°或∠GFH+∠ABC-∠DCB=180°.【点睛】本题考查了中点四边形,菱形的判定和性质,正方形的判定,三角形中位线的性质,熟练掌握三角形中位线的性质是解题的关键.9.(2020春·江苏宿迁·八年级沭阳县修远中学校考期中)如图,在四边形ABCD中,AB=DC,E、F分别是AD、BC的中点,G、H分别是对角线BD、AC的中点.(1)求证:四边形EGFH是菱形;(2)若AB=1,则当∠ABC+∠DCB=90°时,求四边形EGFH的面积.【答案】(1)见解析;(2)1
【分析】(1)利用三角形的中位线定理可以证得四边形EGFH的四边相等,即可证得;(2)根据平行线的性质可以证得∠GFH=90°,得到菱形EGFH是正方形,利用三角形的中位线定理求得GE的长,则正方形的面积可以求得.【详解】(1)证明:∵四边形ABCD中,E、F、G、H分别是AD、BC、BD、AC的中点,∴FG=12CD,HE=12CD,FH=12∵AB=CD,∴FG=FH=HE=EG.∴四边形EGFH是菱形.(2)解:∵四边形ABCD中,G、F、H分别是BD、BC、AC的中点,∴GF∥DC,HF∥AB.∴∠GFB=∠DCB,∠HFC=∠ABC.∴∠HFC+∠GFB=∠ABC+∠DCB=90°.∴∠GFH=90°.∴菱形EGFH是正方形.∵AB=1,∴EG=12AB=1∴正方形EGFH的面积=(12)2=110.(2022春·江苏扬州·八年级统考期中)阅读下面材料:在数学课上,老师请同学思考如下问题:如图1,我们把一个四边形ABCD的四边中点E,F,G,H依次连接起来得到的四边形EFGH是平行四边形吗?小敏在思考问题时,有如下思路:连接AC.
结合小敏的思路作答:(1)若只改变图1中四边形ABCD的形状(如图2),则四边形EFGH还是平行四边形吗?说明理由,参考小敏思考问题的方法解决一下问题;(2)如图2,在(1)的条件下,若连接AC,BD.①当AC与BD满足什么条件时,四边形EFGH是菱形,写出结论并证明;②当AC与BD满足什么条件时,四边形EFGH是矩形,直接写出结论.【答案】(1)是平行四边形,理由见解析;(2)①AC=BD;证明见解析;②AC⊥BD.【分析】(1)如图2,连接AC,根据三角形中位线的性质及平行四边形判定定理即可得到结论;(2)①由(1)知,四边形EFGH是平行四边形,且FG=12BD,HG=12AC,于是得到当AC=BD时,FG=②若四边形EFGH是矩形,则∠HGF=90°,即GH⊥GF,又GH∥AC,GF∥BD,则AC⊥BD.【详解】解:(1)是平行四边形.理由如下:如图2,连接AC,∵E是AB的中点,F是BC的中点,
∴EF∥AC,EF=12AC同理HG∥AC,HG=12AC∴EF∥HG,EF=HG,∴四边形EFGH是平行四边形;(2)①AC=BD.理由如下:由(1)知,四边形EFGH是平行四边形,且FG=12BD,HG=12∴当AC=BD时,FG=HG,∴平行四边形EFGH是菱形;②当AC⊥BD时,四边形EFGH为矩形.理由如下:同(1)得:四边形EFGH是平行四边形,∵AC⊥BD,GH∥AC,∴GH⊥BD,∵GF∥BD,∴GH⊥GF,∴∠HGF=90°,∴四边形EFGH为矩形.【点睛】此题主要考查了中点四边形,熟练掌握三角形中位线定理及平行四边形、菱形及矩形的判定是解题的关键.11.(2019春·江苏无锡·八年级校联考期中)在数学兴趣小组活动中,小明进行数学探究活动,将边长为2的正方形ABCD与边长为22的正方形AEFG按图1位置放置,AD与AE在同一直线上,AB与AG在同一直线上.连接DG,BE,易得DG=BE且DG⊥BE(不需要说明理由)
(1)如图2,小明将正方形ABCD绕点A逆时针旋转,旋转角为α(30︒﹤α﹤180︒)①连接DG,BE,求证:DG=BE且DG⊥BE;②在旋转过程中,如图3,连接BG,GE,ED,DB,求出四边形BGED面积的最大值.(2)如图4,分别取BG,GE,ED,DB的中点M,N,P,Q,连接MN,NP,PQ,QM,则四边形MNPQ的形状为,四边形MNPQ面积的最大值是,【答案】(1)①证明见解析;②四边形BGED面积的最大值为6+42;(2)正方形,3+22.【分析】(1)①由四边形ABCD与四边形AEFG为正方形,利用正方形的性质得到两对边相等,且夹角相等,利用SAS得到三角形ADG与三角形ABE全等,利用全等三角形对应角相等得DG=BE,∠AGD=∠AEB,如图所示,EB交AG于点H,利用等角的余角相等得到∠GMH=90°,利用垂直的定义即可得DG⊥BE;②根据①可知旋转过程中,DG=BE且DG⊥BE;当BE取得最大值,即点A,B,E在同一条直线上时,四边形BGED面积有最大值.(2)根据中点四边形的性质可知四边形MNPQ是正方形,边长的最大值为12四边形MNPQ面积的最大值是:1+【详解】(1)①∵四边形ABCD和四边形AEFG都为正方形,∴AD=AB,∠DAB=∠GAE=90∘,AG=AE∠DAB+∠GAB=∠GAB+∠GAE
∠DAG=∠BAE在△ADG和△ABE中,AD=AB∠DAG=∠BAEAG=AE,∴△ADG≌△ABE(∴∠AGD=∠AEB,DG=BE,如图所示,EB交AG于点H,在△AEH中,∠AEH+∠AHE=90∘∠AEH=∠BHG,∴∠AGD+∠BHG=90∘在△HGM中,∠AGD+∠BHG+∠GMH=180∘∴∠GMH=90∘则DG⊥BE;②根据①可知旋转过程中,DG=BE且DG⊥BE;当BE取得最大值,即点A,B,E在同一条直线上时,四边形BGED面积有最大值.此时:DG=BE=AB+AE=2+22四边形BGED面积=1(2)连接BE,DG,根据中位线的性质可得MN=PQ=12BE,MN//BE//PQ,MQ//DG//PN,∵DG=BE,DG⊥BE;MN=PQ=MQ=NP,MN⊥MQ,四边形MNPQ是正方形,边长的最大值为12四边形MNPQ面积的最大值是:1+2
故答案为正方形,3+22.【点睛】考查正方形的性质,中位线的性质,全等三角形的判定与性质等,综合性比较强,难度较大.12.(2019春·江苏南通·八年级校考阶段练习)我们给出如下定义:顺次连接任意一个四边形各边中点所得的四边形叫中点四边形.(1)如图1,四边形ABCD中,点E,F,G,H分别为边AB,BC,CD,DA的中点.求证:中点四边形EFGH是平行四边形;(2)如图2,点P是四边形ABCD内一点,且满足PA=PB,PC=PD,∠APB=∠CPD,点E,F,G,H分别为边AB,BC,CD,DA的中点,猜想中点四边形EFGH的形状,并证明你的猜想;(3)若改变(2)中的条件,使∠APB=∠CPD=90°,其他条件不变,直接写出中点四边形EFGH的形状.(不必证明)【答案】(1)证明见解析;(2)四边形EFGH是菱形,证明见解析;(3)四边形EFGH是正方形【分析】(1)如图1中,连接BD,根据三角形中位线定理只要证明EH∥FG,EH=FG即可.(2)四边形EFGH是菱形.先证明△APC≌△BPD,得到AC=BD,再证明EF=FG即可.(3)四边形EFGH是正方形,只要证明∠EHG=90°,利用△APC≌△BPD,得∠ACP=∠BDP,即可证明∠COD=∠CPD=90°,再根据平行线的性质即可证明.【详解】(1)证明:如图1中,连接BD.∵点E,H分别为边AB,DA的中点,∴EH∥BD,EH=12BD
∵点F,G分别为边BC,CD的中点,∴FG∥BD,FG=12BD∴EH∥FG,EH=GF,∴中点四边形EFGH是平行四边形.(2)四边形EFGH是菱形.证明:如图2中,连接AC,BD.∵∠APB=∠CPD,∴∠APB+∠APD=∠CPD+∠APD,即∠APC=∠BPD,在△APC和△BPD中,∵AP=PB,∠APC=∠BPD,PC=PD,∴△APC≌△BPD(SAS),∴AC=BD.∵点E,F,G分别为边AB,BC,CD的中点,∴EF=12AC,FG=12∵四边形EFGH是平行四边形,∴四边形EFGH是菱形.(3)四边形EFGH是正方形.证明:如图2中,设AC与BD交于点O.AC与PD交于点M,AC与EH交于点N.∵△APC≌△BPD,∴∠ACP=∠BDP,∵∠DMO=∠CMP,∴∠COD=∠CPD=90°,∵EH∥BD,AC∥HG,∴∠EHG=∠ENO=∠BOC=∠DOC=90°,∵四边形EFGH是菱形,∴四边形EFGH是正方形.
【点睛】本题考查平行四边形的判定与性质和中点四边形,综合性较强,作出适当辅助线是本题的关键.13.(2022春·江苏盐城·八年级统考期末)定义:对角线相等且所夹锐角为60°的四边形叫“60°等角线四边形”.如图1,四边形ABCD为“60°等角线四边形”,即AC=BD,∠AOB=60°.判定探究:(1)下列语句能判断四边形是“60°等角线四边形”的是.(填序号)①对角线所夹锐角为60°的平行四边形;②对角线所夹锐角为60°的矩形;③对角线所夹锐角为60°,且顺次连接各边中点所形成的四边形是菱形的四边形.(2)性质探究:以AC为边,向下构造等边三角形△ACE,连接BE,如图2,请直接写出AB+CD与AC的大小关系;(3)请判断AD+BC与3AC的大小关系,并说明理由;(4)学习应用:若“60°等角线四边形”的对角线长为4,则该四边形周长的最小值为.【答案】(1)②③(2)AB+CD≥AC(3)AD+BD>(4)4【分析】(1)根据定义即可求解.
(2)证明四边形DBEC是平行四边形,根据AB+BE≥AE即可求解;(3)过C作CF⊥AC交AE的延长线于点F,求得中间量AF,根据AD+BD>AF>3(4)根据(2)(3)的结论代入数据即可求解.(1)∵对角线所夹锐角为60°的平行四边形的对角线不一定相等,则不能判①是“60°等角线四边形”;②对角线所夹锐角为60°的矩形,对角线相等,且所夹锐角为60°,故②是“60°等角线四边形”;③对角线所夹锐角为60°,且顺次连接各边中点所形成的四边形是菱形的四边形,则四边形的对角线相等,故③是“60°等角线四边形”.故答案为:②③;(2)∵△ACE是等边三角形∴AE=EC=AC,∠ACE=60,∵∠AOB=∠ACE=60∴DB∥∵DB=AC∴DB=EC∴四边形DBEC是平行四边形∴BE=DC∵△ABE中,AB+BE≥AE即AB+CD≥AC;(3)如图,过C作CF⊥AC交AE的延长线于点F,∵∠EAC=60°,∠ACF=90°∴∠F=30°∴AF=2AC=AC+BD∴CF=∴AF>
∵AD>AO+OD,BC>BO+OC∴AD+BD>AC+BD∵AC+BD=AF>∴AD+BD>3(4)若“60°等角线四边形”的对角线长为4,则AC=4由(2)(3)可得AB+CD≥AC,AD+BD>∴AB+CD+AD+BC≥3∴该四边形周长的最小值为43【点睛】本题考查了四边形综合问题,新定义问题,含30度角的直角三角形的性质,平行四边的性质与判定,中点四边形性质,掌握特殊四边形的性质与判定是解题的关键.14.(2022春·江苏扬州·八年级仪征市第三中学校考阶段练习)定义:我们把对角线互相垂直的四边形叫做和美四边形,对角线交点称为和美四边形中心.(1)写出一种你学过的和美四边形________;(2)顺次连接和美四边形四边中点所得四边形是________A.矩形
B.菱形
C.正方形
D.无法确定(3)如图1,点O是和美四边形ABCD的中心,E、F、G、H分别是边AB、BC、CD、 DA的中点,连接OE、OF、OG、OH,记四边形AEOH、BEOF、CGOF、DHOG的面积为S1(4)如图2,四边形ABCD是和美四边形,若AB=3,BC=2,CD=4,求AD的长.
【答案】(1)正方形;(2)A;(3)S1+S3=S2+S4;(4)21【分析】(1)根据正方形的对角线互相垂直解答;(2)根据矩形的判定定理解答;(3)根据三角形的中线把三角形分为面积相等的两部分解答;(4)根据和美四边形的定义、勾股定理计算即可.【详解】解:(1)正方形是学过的和美四边形,故答案为:正方形;(2)顺次连接和美四边形四边中点所得四边形是矩形,故选:A.(3)由和美四边形的定义可知,AC⊥BD,则∠AOB=∠BOC=∠COD=∠DOA=90°,又E、F、G、H分别是边AB、BC、CD、DA的中点,∴△AOE的面积=△BOE的面积,△BOF的面积=△COF的面积,△COG的面积=△DOG的面积,△DOH的面积=△AOH的面积,∴S1+S3=△AOE的面积+△COF的面积+△COG的面积+△AOH的面积=S2+S4;(4)如图2,连接AC、BD交于点O,则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=21.【点睛】本题考查的是和美四边形的定义、矩形的判定、勾股定理的应用,正确理解和美四边形的定义、掌握矩形的判定定理是解题的关键.15.(2022春·江苏苏州·八年级校考期末)我们给出如下定义:顺次连接任意一个四边形各边中点所得的四边形叫中点四边形.(1)如图1,四边形ABCD中,点E,F,G,H分别为边AB,BC,CD,DA的中点.求证:中点四边形EFGH是平行四边形;(2)如图2,点P是四边形ABCD内一点,且满足PA=PB,PC=PD,∠APB=∠CPD,点E,F,G,H分别为边AB,BC,CD,DA的中点,猜想中点四边形EFGH的形状,并证明你的猜想.【答案】(1)证明见解析;(2)菱形,证明见解析.【分析】(1)如图1中,连接BD,根据三角形中位线定理只要证明EH∥FG,EH=FG即可.(2)四边形EFGH是菱形.先证明△APC≌△BPD,得到AC=BD,再证明EF=FG即可.【详解】(1)如图1中,连接BD.∵点E,H分别为边AB,DA的中点,∴EH∥BD,EH=12∵点F,G分别为边BC,CD的中点,∴FG∥BD,FG=12BD,∴EH∥FG,EH=GF,∴中点四边形(2)四边形EFGH是菱形.理由如下:如图2中,连接AC,BD.∵∠APB=∠CPD,∴∠APB+∠APD=∠CPD+∠APD,即∠APC=∠BPD.
在△APC和△BPD中,AP=PB∠APC=∠BPDPC=PD,∴△APC≌△BPD∵点E,F,G分别为边AB,BC,CD的中点,∴EF=12AC,FG=∵AC=BD,∴EF=FG.∵四边形EFGH是平行四边形,∴四边形EFGH是菱形.【点睛】本题考查了平行四边形的判定和性质、全等三角形的判定和性质、菱形的判定等知识,解题的关键是灵活应用三角形中位线定理,学会添加常用辅助线,属于中考常考题型.16.(2019春·江苏连云港·八年级校考期中)D、E分别是不等边三角形ABC(即AB≠BC≠AC)的边AB、AC的中点,O是△ABC所在平面上的动点,连接OB、OC,点G、F分别是OB、OC的中点,顺次连接点D、G、F、E.(1)如图,当点O在△ABC的内部时,求证:四边形DGFE是平行四边形;(2)若四边形DGFE是菱形,则OA与BC应满足怎样的数量关系?为什么?(3)当OA与BC满足______时,四边形DGEF是一个矩形(直接填答案,不需证明.)【答案】(1)见解析;(2)AO=BC;(3)OA⊥BC.【详解】试题分析:(1)首先利用三角形中位线的性质得出DE∥BC,DE=BC,同理,GF∥BC,GF=BC,即可得出DE∥GF,DE=GF即可得出四边形DGFE是平行四边形;(2)利用(1)中所求,只要邻边再相等即可得出答案.(3)利用(1)中所求,只要邻边相互垂直的平行四边形即为矩形.
(1)证明:∵D、E分别是边AB、AC的中点.∴DE∥BC,DE=BC.同理,GF∥BC,GF=BC.∴DE∥GF,DE=GF.∴四边形DEFG是平行四边形.(2)解:解法一:点O的位置满足两个要求:AO=BC,且点O不在射线CD、射线BE上.∵由(1)得出四边形DEFG是平行四边形,∴点O的位置满足两个要求:AO=BC,且点O不在射线CD、射线BE上时,可得GD=AO,GF=BC,∴DG=GE,∴平行四边形DEFG是菱形;解法二:点O在以A为圆心,BC为半径的一个圆上,但不包括射线CD、射线BE与⊙A的交点.解法三:过点A作BC的平行线l,点O在以A为圆心,BC为半径的一个圆上,但不包括l与⊙A的两个交点.(3)由(1)知,四边形DEFG是平行四边形.当OA⊥BC时,DG⊥GF,故平行四边形DGFE是矩形.故答案是:OA⊥BC.考点:中点四边形.17.(2014·江苏·八年级期中)如图1,在四边形ABCD中,AB=CD,E、F分别是BC、AD的中点,连接EF并延长,分别与BA、CD的延长线交于点M、N,则∠BME=∠CNE(不需证明).(温馨提示:在图1中,连接BD,取BD的中点H,连接HE、HF,根据三角形中位线定理,证明HE=HF,从而∠1=∠2,再利用平行线性质,可证得∠BME=∠CNE.)
(1)问题一:如图2,在四边形ADBC中,AB与CD相交于点O,AB=CD,E、F分别是BC、AD的中点,连接EF,分别交DC、AB于点M、N,判断△OMN的形状,并说明理由;(2)问题二:如图3,在△ABC中,AC>AB,D点在AC上,AB=CD,E、F分别是BC、AD的中点,连接EF并延长,与BA的延长线交于点G,若∠EFC=60°,连接GD,判断△AGD的形状并并说明理由.【答案】(1)△OMN为等腰三角形,理由见解析;(2)△AGD是直角三角形,理由见解析.【分析】(1)作出两条中位线,根据中位线定理,找到相等的同位角和线段,进而判断出三角形的形状.(2)利用平行线和中位线定理,可以证得三角形△FAG是等边三角形,再进一步确定∠FGD=∠FDG=30°,进而求出∠AGD=90°,故△AGD的形状可证.【详解】(1)解:取AC中点P,连接PF,PE,可知PE=AB2,PE∥AB∴∠PEF=∠ANF,同理PF=CD2,PF∥CD∴∠PFE=∠CME,又PE=PF,∴∠PFE=∠PEF,∴∠OMN=∠ONM,∴△OMN为等腰三角形.
(2)解:△AGD是直角三角形.理由如下:如图连接BD,取BD的中点H,连接HF、HE,∵F是AD的中点,∴HF∥AB,HF=12AB同理,HE∥CD,HE=12CD∵AB=CD∴HF=HE,∵∠EFC=60°,∴∠HEF=60°,∴∠HEF=∠HFE=60°,∴△EHF是等边三角形,∴∠3=∠EFC=∠AFG=60°,∴△AGF是等边三角形.∵AF=FD,∴GF=FD,∴∠FGD=∠FDG=30°∴∠AGD=90°即△AGD是直角三角形.【点睛】本题考查了三角形中位线定理、角平分线的性质、等腰三角形的判定以及勾股定理的逆定理,根据中点构造中位线的辅助线是解题的关键.18.(2022春·陕西西安·八年级陕西师大附中校考期末)问题背景:△ABC和△CDE均为等边三角形,且边长分别为a,b,点D,E分别在边AC,BC上,点F,G,H,I分别为AB,BE,ED,AD的中点,连接FG,GH,HI,IF猜想证明:
(1)如图①,判断四边形FGHI是什么特殊四边形,并说明理由.(2)当a=6,b=2时,求四边形FGHI的周长.拓展延伸:(3)如图②,当四边形FGHI是正方形时,连接AE,BD相交于点N,点N,H恰好在FC上.求证:△ABN和△DEN均为等腰直角三角形.【答案】(1)四边形FGHI是菱形.理由见解析(2)四边形FGHI的周长为4(3)见解析【分析】(1)根据△ABC和△CDE为等边三角形,可得四边形ABED是等腰梯形,再根据点F,G,H,I分别为AB,BE,ED,AD的中点,即可得出FG=IH=FI=GH,进而得到四边形FGHI是菱形;(2)过A作AM⊥BC于M,连接AE,再根据勾股定理,求得Rt△ACM中,AM=33,Rt△AEM中,AE=27,由(1)可得,四边形FGHI是菱形,且AE=2FG,即可得出四边形FGHI的周长=4FG=2AE;(3)由点F为AB的中点,△ABC和△CDE均为等边三角形,所以直线CF为△ABC和△CDE的对称轴,则有AN=BN,DN=EN,再利用三角形中位线得FG∥AEIH,FI∥BD∥GH,则FG∥AEIH,FI∥BD∥GH,又由四边形FGHI是正方形,得∠FNA=∠FHI=45°,∠FNB=∠FHG=45°,即可得∠ANB=∠FNA+∠FNB=90°,∠DNE=90°,即可得出结论.(1)解:四边形FGHI是菱形.理由:如图①,连接AE,BD,∵△ABC和△CDE均为等边三角形,∴AC=BC,EC=DC,在△AEC和△BDC中,
AC=BC∠ACE=∠BCD∴△AEC≌△BDC(SAS),∴AE=BD,∵点F,G,H,I分别为AB,BE,ED,AD的中点,FG=12AE=IH.FI=12BD=∴FG=GH=IH=FI.∴四边形FGHI是菱形;(2)解:如图②,过点D作DM⊥EC于点M,∵△CDE为等边三角形,∴MC=12EC=12×2=1,∠∴BM=BC-MC=6-1=5,在Rt△DMC中,DM=DC在Rt△BDM中,BD=BM∴GH=12BD=7由(1)知四边形FGHI是菱形,∴.四边形FGHI的周长为4GH=47.(3)解:∵点F为AB的中点,△ABC和△CDE均为等边三角形,∴直线CF为△ABC和△CDE的对称轴.∴AN=BN,DN=EN,
∵点F,G,H,I分别为AB,BE,ED,AD的中点,∴FG∥AE,IH∥AE,FI∥BD,GH∥BD.∴.FG∥AEIH,FI∥BD∥GH,∵四边形FGHI是正方形,∴∠FNA=∠FHI=45°,∠FNB=∠FHG=45°∴.∠ANB=∠FNA+∠FNB=90°,∠DNE=90°.∴△ABN和△DEN均为等腰直角三角形.【点睛】本题属于四边形综合题,主要考查了菱形的判定,正方形的性质,中点四边形,三角形中位线定理,勾股定理的综合应用,解决问题的关键是依据三角形中位线定理.19.(2022春·山西临汾·八年级统考期中)综合与探究:如图1,四边形ABDC中,E、F、G、H分别是AC、AB、BD、CD的中点,顺次连接E、F、G、H.(1)猜想四边形EFGH的形状是________(直接回答,不必说明理由).(2)如图2,P在四边形ABDC内一点,使PC=PA,PD=PB,∠APC=∠BPD,其他条件不变,试探究四边形EFGH的形状,并说明理由.(3)在(2)的条件下,PA=6,PB=23,∠APC=∠BPD=60°,∠CPD=90°,求四边形EFGH【答案】(1)平行四边形(2)菱形,见解析(3)21【分析】(1)连接AD,利用三角形中位线定理,证明EH=FG,且EH∥FG即可得证.(2)连接AD,BC,证明△APD≅△CPBSAS,得到AD=CB,结合三角形中位线定理,得到四边形EFGH的四边相等,即可得到菱形EFGH(3)连接AD,BC,交点为M,设BC与EH的交点为Q,AD与EF的交点为O,证明△APD≅△CPBSAS,判定四边形EOMQ是平行四边形,证明∠HEF=60°,连接PG,过点H作HN⊥EF,垂足为N
EH,HN的长度即可.(1)平行四边形.理由如下:如图1,连接AD,∵E、F、G、H分别是AC、AB、BD、CD的中点,∴EH∥AD,EH=12AD,FG∥AD,FG=∴EH=FG,且EH∥FG,∴四边形EFGH是平行四边形,故答案为:平行四边形.(2)菱形.理由:如图2,连接AD,BC.∵∠APC=∠BPD,∴∠APC+∠CPD=∠BPD+∠CPD,即∠APD=∠CPB.又∵PA=PC,PD=PB,∴△APD≅△CPBSAS∴AD=CB.∵E、F、G、H分别是AC、AB、BD、CD的中点,
∴EF、FG、GH、EH分别是△ABC、△ABD、△BCD、△ACD的中位线,∴EF=12BC,FG=12∴EF=FG=GH=EH,∴四边形EFGH是菱形.(3)连接AD,BC,交点为M,设BC与EH的交点为Q,AD与EF的交点为O,∵PD=PB,∠DPB=60°,∴△DPB是等边三角形.∵G是DB中点,∴PG平分∠DPB,∠DPG=30°,∴∠APG=60°+90°+30°=180°,点A、P、G共线.在Rt△DPG中,PG=在Rt△AGD中,AD=∴EF=EH=1∵△APD≅△CPB,∴∠PAD=∠PCB,
∴∠CMA=∠CPA=60°.∵EH//AD,∴四边形EOMQ是平行四边形,∴∠HEF=60°.在Rt△EHN中,EN=12∴菱形EFGH的面积=EF×HN=21【点睛】本题考查了三角形中位线定理,三角形全等的判定和性质,平行四边形的判定和性质,菱形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,熟练掌握菱形的判定和性质,灵活运用三角形中位线定理是解题的关键.20.(2021春·福建福州·八年级福州华伦中学校考期中)已知:在矩形ABCD中,AB=6,AD=4.(1)如图1,E、F、G、H分别是AD,AB,BC,CD的中点、求证:四边形EFGH是菱形;(2)如图2,若菱形EFGH的三个顶点E、F、H分别在AD,AB,CD上,DE=1①连接BG,若BG=5,求AF②设AF=m,△GFB的面积为S,且S满足函数关系式S=3−12m.在自变量m的取值范围内,是否存在m,使菱形EPGH【答案】(1)见解析;(2)①72;②存在m=27,菱形EFGH【分析】(1)连接AC,BD,由E、F、G、H分别是AD,AB,BC,CD的中点可得,EF=GH=12BD,EH=FG=12(2)①过点G作GI⊥AB延长线于I,根据AAS证ΔGIF≅ΔEDH,得出GI=DE=1,根据勾股定理求出BI,设AF=x,则BF=6−x,再利用勾股定理求出x即可;②延长IG交DC延长线于M,由①知ΔGIF≅ΔEDH,同理可证ΔAEF≅ΔMGH,则菱形的面积=矩形ADMI
的面积−ΔGIF的面积−ΔEDH的面积−ΔAEF的面积−ΔMGH的面积,得出关于m的关系式即可得出m最大时菱形面积最大,当H与C重合时m有最大值,求出此时的m值即可.【详解】解:(1)连接AC,BD,∵E、F、G、H分别是AD,AB,BC,CD的中点,∴EF=GH=12BD∵四边形ABCD是矩形,∴AC=BD,∴EF=GH=EH=FG,∴四边形EFGH是菱形;(2)①如图2,过点G作GI⊥AB延长线于I,∵EH//FG,CD//FI,∴∠DHE=∠GFI,又∵∠I=∠D=90°,FG=EH,∴ΔGIF≅ΔEDH(AAS),∴GI=DE=1∴BI=B
设AF=x,则BF=6−x,∵EF=FG,∴AF即x2解得x=7故AF=7②如图2,延长IG交DC延长线于M,∴由已知可得,四边形ADMI是矩形,由①知ΔGIF≅ΔEDH,同理可证ΔAEF≅ΔMGH,∴菱形的面积=矩形ADMI的面积−ΔGIF的面积−ΔEDH的面积−ΔAEF的面积−ΔMGH的面积,∵S即12∴GI=1,∵AF=m,AB=6,AD=4,DE=1∴FI=G∴S∴当m取最大值时菱形EFGH面积最大,∵当H与C重合时EH有最大值,即m取到最大值,此时AF=ES菱形EFGH∴当AF=27时,菱形EFGH面积最大为18+2【点睛】本题主要考查矩形的性质,菱形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识点,熟练掌握矩形的性质,菱形的性质,全等三角形的判定和性质及勾股定理是解题的关键.21.(2021春·浙江·八年级期中)在四边形ABCD中,AB、BC、CD、DA的中点分别为P、Q、M、M;
(1)如图1,试判断四边形PQMN怎样的四边形,并证明你的结论;(2)若在AB上取一点E,连结DE,CE,恰好△ADE和△BCE都是等边三角形(如图2):①判断此时四边形PQMN的形状,并证明你的结论;②当AE=6,EB=3,求此时四边形PQMN的周长(结果保留根号).【答案】(1)平行四边形,理由见解析;(2)①菱形,证明见解析;②6【分析】(1)连接AC、BD.利用三角形中位线定理判定四边形PQMN的对边平行且相等,易证该四边形是平行四边形;(2)①设ΔADE的边长是x,ΔBCE的边长是y,由于DB2=(12x+y)②如图2,过点D作DF⊥AB于F,则通过解三角形求得DF=33,由勾股定理得到DB=(33)2【详解】解:(1)如图1,连接AC、BD.∵PQ为ΔABC的中位线,∴PQ=12AC同理MN=12AC∴MN=PQ且MN//PQ,∴四边形PQMN为平行四边形;(2)①四边形PQMN是菱形,
如图2,连接AC,BD,∵△ADE和△BCE都是等边三角形,∴AE=DE,CE=BE,∠AED=∠BEC=60°,∴∠AEC=∠DEB,∴△AEC≌△DEB,∴AC=BD,∵点M,N是AD,CD的中点,∴MN是△ADC的中位线,∴MN=12AC同理:PN=12BD∴MN=PN,由(1)知,四边形PQMN是平行四边形,∴平行四边形PQMN是菱形;②过点D作DF⊥AB于F,则DF=33又∵DF∴DB=(3∴由①知四边形PQMN是菱形,可计算得周长是12【点睛】本题考查了中点四边形以及菱形的判定和性质、平行四边形的判定和性质,解题时,利用了三角形中位线的性质定理.22.(2020春·浙江杭州·八年级阶段练习)定义,我们把对角线互相垂直的四边形叫做和美四边形,对角线交点作为和美四边形的中心.
(1)写出一种你学过的和美四边形______;(2)顺次连接和美四边形四边中点所得四边形是(
)A.矩形
B,菱形
C.正方形
D.无法确定(3)如图1,点O是和美四边形ABCD的中心,E、F、G、H分别是边AB、BC、CD、 DA的中点,连接OE、OF、OG、OH,记四边形AEOH、BEOF、CGOF、DHOG的面积为S1(4)如图2,四边形ABCD是和美四边形,若AB=4,BC=2,CD=5,求AD的长.【答案】(1)正方形;(2)A;(3)S1+S3=S2+S4;(4)37【分析】(1)根据正方形的对角线互相垂直解答;(2)根据矩形的判定定理解答;(3)根据三角形的中线把三角形分为面积相等的两部分解答;(4)根据和美四边形的定义、勾股定理计算即可.【详解】解:(1)正方形是学过的和美四边形,故答案为:正方形;(2)顺次连接和美四边形四边中点所得四边形是矩形,如图,四边形ACBD中,对角线AB⊥CD,即为“和美四边形”,点E、F、G、H分别是AC、AD、BD、BC的中点,∴EF∥CD∥HG,且EF=HG=12EH∥FG∥AB,且EH=FG=12∴四边形EFGH为平行四边形,∵AB⊥CD,∴EF⊥EH,∴平行四边形EFGH是矩形;
故选:A.(3)连接AC和BD,由和美四边形的定义可知,AC⊥BD,则∠AOB=∠BOC=∠COD=∠DOA=90°,又E、F、G、H分别是边AB、BC、CD、DA的中点,∴△AOE的面积=△BOE的面积,△BOF的面积=△COF的面积,△COG的面积=△DOG的面积,△DOH的面积=△AOH的面积,∴S1+S3=△AOE的面积+△COF的面积+△COG的面积+△AOH的面积=S2+S4;(4)如图,连接AC、BD交于点O,则AC⊥BD,∵在Rt△AOB中,AO2=AB2-BO2,Rt△DOC中,DO2=DC2-CO2,AB=4,BC=2,CD=5,∴可得AD2=AO2+DO2=AB2-BO2+DC2-CO2=AB2+DC2-BC2=42+52-22=37,即可得AD=37
【点睛】本题考查的是和美四边形的定义、矩形的判定、勾股定理的应用,正确理解和美四边形的定义、掌握矩形的判定定理是解题的关键.23.(2019春·安徽淮北·八年级校联考期末)我们给出如下定义:把对角线互相垂直的四边形叫做“对角线垂直四边形”.如图,在四边形ABCD中,AC⊥BD,四边形ABCD就是“对角线垂直四边形”.(1)下列四边形,一定是“对角线垂直四边形”的是_________.①平行四边形
②矩形
③菱形
④正方形(2)如图,在“对角线垂直四边形”ABCD中,点E、F、G、H分别是边AB、BC、CD、DA的中点,求证:四边形EFGH是矩形.【答案】(1)③④;(2)详见解析【分析】(1)根据“对角线垂直四边形"的定义求解;(2)根据三角形中位线的性质得到HG//EF,HE//GF,则可判断四边形EFGH是平行四边形,再证明∠EHG=90°,然后判断四边形EFGH是矩形;【详解】(1)菱形和正方形是“对角线垂直四边形,故③④满足题意.(2)证明:∵点E、F、G、H分别是边AB、BC、CD、DA的中点,∴HE∕∕BD,且HE=12BD;GF∕∕BD,且GF=∴HE∕∕∴四边形EFGH是平行四边形.∵HE∕∕BD ∴HE⊥AC,又∵HG∕∕AC,∴HG⊥HE.∴∠EHG=90°.∴□EFGH是矩形.
【点睛】本题考查了中点四边形:任意四边形各边中点的连线所组成的四边形为平行四边形,也考查了三角形中位线性质、菱形、正方形的性质.24.(2019春·湖南长沙·八年级长沙市南雅中学校考阶段练习)通过解方程(组)使问题得到解决的思维方式就是方程思想,已学过的《勾股定理》及《一次函数》都与它有密切的联系,最近方程家族的《一元二次方程》我们也学习了它的求解方法和应用.如图1,矩形ABCD中,AB=9,AD=12,G在CD上,且DG=5,点P从点B出发,以1个单位每秒的速度在BC边上向点C运动,设点P的运动时间为x秒.(1)ΔAPG的面积为y,求y关于x的函数关系式,并求出y=34时x的值;(2)在点P从点B向C运动的过程中,是否存在使AP⊥GP的时刻?若存在,求出x的值,若不存在,请说明理由;(3)如图2,M、N分别是AP、PG的中点,在点P从B向C运动的过程中,线段MN扫过的图形是什么形状_________________,并直接写出它的面积___________________________.【答案】(1)x=8;(2)存在,x=6;(3)平行四边形,15.【分析】(1)PB=x,PC=12−x,然后依据ΔAPG的面积=矩形的面积−三个直角三角形的面积可得到y与x的函数关系式,然后将y=34代入函数关系式可求得x的值;(2)先依据勾股定理求得PA、PG、AG的长,然后依据勾股定理的逆定理列出关于x的方程,从而可求得x的值;(3)确定出点P分别与点B和点C重合时,点M、N的位置,然后依据三角形的中位线定理可证明M1M2//N【详解】解:(1)∵四边形ABCD为矩形,∴DC=AB=9,AD=BC=12.∵DG=5,∴GC=4.∵PB=x,PC=12−x,
∴y=9×12−1整理得:y=−2.5x+54.当y=34时,−2.5x+54=34,解得:x=8.(2)存在.理由如下:∵PB=x,PC=12−x,AD=12,DG=5,∴PA2=AB2∵当AG2=A∴81+x整理得:x2配方得:(x−6)2解得:x=6.(3)如图所示:∵当点P与点B重合时,点M位于M1处,点N位于点N∴M1为AB的中点,点N1∵当点P与点C重合时,点M位于M2处,点N位于点N∴M2为AC的中点,点N2∴M1M2//BC,M∴M1M∴四边形M1∴MN扫过的区域为平行四边形.S=故答案为平行四边形;15.
【点睛】本题是四边形综合题目,考查了矩形的性质、勾股定理、三角形面积公式、一次函数的应用、平行四边形的判定、三角形中位线定理等知识;本题综合性强,有一定难度,画出MN扫过的图形是解题的关键.25.(2020春·河南信阳·八年级校考阶段练习)如图所示,E,F,G,H分别是四边形ABCD的边AB,BC,CD,AD的中点.(1)探究1:连接对角线AC,BD由三角形中位线定理及平行四边形的判定定理易得四边形EFGH为(不需要证明);(2)探究2:观察猜想:①当四边形ABCD的对角线AC,BD满足条件时,四边形EFGH是菱形;②当四边形ABCD的对角线AC,BD满足条件时,四边形EFGH为矩形.(3)探究3:当四边形ABCD满足什么条件时,四边形EFGH为正方形?并说明理由.【答案】(1)平行四边形;(2)①AC=BD;②AC⊥BD;(3)当四边形ABCD满足AC=BD且AC⊥BD时,四边形EFGH为正方形.理由见解析.【分析】(1)由中位线定理得出GH∥AC,GH=12AC,同理EF∥AC,EF=1(2)①由(1)知四边形EFGH是平行四边形,由AC=BD,推出一组邻边相等即可得出四边形EFGH为菱形;②由(1)知四边形EFGH是平行四边形,由AC⊥BD,证出∠EHG=90°,得出四边形EFGH为矩形;(3)由AC=BD得出四边形EFGH为菱形;由AC⊥BD得出四边形EFGH为矩形,即可得出四边形EFGH为正方形.【详解】解:(1)∵H、G,分别为AD、DC的中点,∴HG∥AC,HG=12同理EF∥AC,EF=12∴HG∥EF且EF=HG,∴四边形EFGH是平行四边形.故答案为:平行四边形;
(2)①AC=BD,理由如下:由(1)知四边形EFGH为平行四边形,又∵H,G分别为AD、DC的中点,∴HG=12同理可知HE=12又∵AC=BD,∴HE=HG.∴平行四边形EFGH为菱形,故答案为:AC=BD;②AC⊥BD,理由如下:由(1)知四边形EFGH是平行四边形,又∵H,G分别为AD、DC的中点,∴HG∥AC,同理可知HE∥BD,∵AC⊥BD,∴HG⊥HE,∴∠EHG=90°,∴四边形EFGH为矩形,故答案为:AC⊥BD;(3)当四边形ABCD满足AC=BD且AC⊥BD时,四边形EFGH为正方形.理由如下:当AC=BD时,由(2)①得:四边形EFGH为菱形;当AC⊥BD时,由(2)②得:四边形EFGH为矩形,∴四边形EFGH为正方形.【点睛】本题考查了中点四边形、平行四边形的判定、矩形的判定、菱形的判定以及正方形的判定方法;熟练掌握三角形中位线定理,并能进行推理论证是解决问题的关键.26.(2022春·浙江宁波·八年级统考期末)定义:对于一个四边形,我们把依次连接它的各边中点得到的新四边形叫做原四边形的“中点四边形”.如果原四边形的中点四边形是个正方形,我们把这个原四边形叫做“中方四边形”.概念理解:下列四边形中一定是“中方四边形”的是_____________.A.平行四边形
B.矩形
C.菱形
D.正方形性质探究:如图1,四边形ABCD是“中方四边形”,观察图形,写出关于四边形ABCD的两条结论;问题解决:
如图2,以锐角△ABC的两边AB,AC为边长,分别向外侧作正方形ABDE和正方形ACFG,连接BE,EG,GC.求证:四边形BCGE是“中方四边形”;拓展应用:如图3,已知四边形ABCD是“中方四边形”,M,N分别是AB,CD的中点,(1)试探索AC与MN的数量关系,并说明理由.(2)若AC=2,求AB+CD的最小值.【答案】概念理解:D;性质探究:①AC=BD,②AC⊥CD;问题解决:见解析;拓展应用:(1)MN=22【分析】概念理解:根据定义“中方四边形”,即可得出答案;性质探究:由四边形ABCD是“中方四边形”,可得EFGH是正方形且E、F、G、H分别是AB、BC、CD、AD的中点,利用三角形中位线定理即可得出答案;问题解决:如图2,取四边形BCGE各边中点分别为P、Q、R、L并顺次连接成四边形MNRL,连接CE交AB于P,连接BG交CE于K,利用三角形中位线定理可证得四边形MNRL是平行四边形,再证得△EAC≌△BAG(SAS),推出▱MNRL是菱形,再由∠LMN=90°,可得菱形MNRL是正方形,即可证得结论;拓展应用:(1)如图3,分别作AD、BC的中点E、F并顺次连接EN、NF、FM、ME,可得四边形ENFM是正方形,再根据等腰直角三角形性质即可证得结论;(2)如图4,分别作AD、BC的中点E、F并顺次连接EN、NF、FM、ME,连接BD交AC于O,连接OM、ON,当点O在MN上(即M、O、N共线)时,OM+ON最小,最小值为MN的长,再结合(1)的结论即可求得答案.【详解】解:概念理解:在平行四边形、矩形、菱形、正方形中只有正方形是“中方四边形”,理由如下:因为正方形的对角线相等且互相垂直,故选:D;
性质探究:①AC=BD,②AC⊥BD;理由如下:如图1,∵四边形ABCD是“中方四边形”,∴EFGH是正方形且E、F、G、H分别是AB、BC、CD、AD的中点,∴∠FEH=90°,EF=EH,EH∥BD,EH=12BD,EF∥AC,EF=12∴AC⊥BD,AC=BD,故答案为:AC⊥BD,AC=BD;问题解决:如图2,取四边形BCGE各边中点分别为M、N、R、L并顺次连接成四边形MNRL,连接CE交AB于P,连接BG交CE于K,∵四边形BCGE各边中点分别为M、N、R、L,∴MN、NR、RL、LM分别是△BCG、△CEG、△BGE、△CEB的中位线,∴MN∥BG,MN=12BGRL∥BG,RL=12BGRN∥CE,RN=12CEML∥CE,ML=12CE∴MN∥RL,MN=RL,RN∥ML∥CE,RN=ML,∴四边形MNRL是平行四边形,
∵四边形ABDE和四边形ACFG都是正方形,∴AE=AB,AG=AC,∠EAB=∠GAC=90°,又∵∠BAC=∠BAC,∴∠EAB+∠BAC=∠GAC+∠BAC,即∠EAC=∠BAG,在△EAC和△BAG中,AE=AB∠EAC=∠BAG∴△EAC≌△BAG(SAS),∴CE=BG,∠AEC=∠ABG,又∵RL=12BG,RN=12∴RL=RN,∴▱MNRL是菱形,∵∠EAB=90°,∴∠AEP+∠APE=90°.又∵∠AEC=∠ABG,∠APE=∠BPK,∴∠ABG+∠BPK=90°,∴∠BKP=90°,又∵MN∥BG,ML∥CE,∴∠LMN=90°,∴菱形MNRL是正方形,即原四边形BCGE是“中方四边形”;拓展应用:(1)MN=22AC如图3,分别作AD、BC的中点E、F并顺次连接EN、NF、FM、ME,∵四边形ABCD是“中方四边形”,M,N分别是AB,CD的中点,∴四边形ENFM是正方形,∴FM=FN,∠MFN=90°,∴MN=FM2+FN2=
∵M,F分别是AB,BC的中点,∴FM=12AC∴MN=22AC(2)如图4,分别作AD、BC的中点E、F并顺次连接EN、NF、FM、ME,连接BD交AC于O,连接OM、ON,当点O在MN上(即M、O、N共线)时,OM+ON最小,最小值为MN的长,∴2(OM+ON)≥2MN,由性质探究②知:AC⊥BD,又∵M,N分别是AB,CD的中点,∴AB=2OM,CD=2ON,∴2(OM+ON)=AB+CD,∴AB+CD≥2MN,由拓展应用(1)知:MN=22AC又∵AC=2,∴MN=2,∴AB+CD的最小值为22.
【点睛】本题是四边形综合题,考查了全等三角形的判定和性质,平行四边形的判定和性质,三角形的中位线的性质,正方形的判定和性质,勾股定理,两点之间线段最短等知识,理解“中方四边形”的定义并运用是本题的关键.27.(2022春·福建泉州·八年级统考期末)【猜想结论】如图1,在△ABC中,点D、E分别是边AB、AC的中点,可以根据度量或目测猜想结论:DE∥BC,且DE=12(1)【验证结论】如图2,在△ABC中,点D、E分别是边AB、AC的中点,延长DE至F,使得EF=DE,连接FC.求证:DE∥BC,DE=12(2)【应用结论】如图3,在四边形ABCD中,点E、F、G、H分别为边AB、BC、CD、DA的中点,顺次连接四边形ABCD各边中点得到新四边形EFGH,称为四边形ABCD中点四边形.应用上述验证结论,求解下列问题:①证明:四边形EFGH是平行四边形;②当AC、BD满足时,四边形EFGH是矩形;③当AC、BD满足时,四边形EFGH是正方形.【答案】(1)见解析(2)①见解析;②垂直;③垂直且相等【分析】(1)先根据“SAS”证明△AED≌△CEF,得出∠A=∠ECF,AD=CF,根据平行线的判定得出AD∥CF,得出BD=CF,证明四边形BCFD为平行四边形,得出DE∥BC,DF=BC,即可证明结论;(2)①连接AC、BD,根据中位线性质得出EF∥GH,EH∥GF,即可得证明四边形EFGH为平行四边形;②根据矩形的判定方法,得出结论即可;③根据正方形的判定方法,得出结论即可.(1)
证明:∵点E为AC的中点,∴AE=CE,∵在△AED和△CEF中AE=CE∠AED=∠CEF∴△AED≌△CEF,∴∠A=∠ECF,AD=CF,∴AD∥CF,∵点D为AB的中点,∴AD=BD,∴BD=CF,∴四边形BCFD为平行四边形,∴DE∥BC,DF=BC,∵DE=1∴DE=1即DE∥BC,DE=12(2)①连接AC、BD,如图所示:∵点E、F、G、H分别为边AB、BC、CD、DA的中点,
∴EF∥AC,GH∥AC,EH∥BD,GF∥BD,∴EF∥GH,EH∥GF,∴四边形EFGH为平行四边形;②当AC⊥BD时,四边形EFGH是矩形;根据解析①可知,GH∥AC,EH∥BD,四边形EFGH是平行四边形,∵AC⊥BD,∴∠AOB=90°,∵GH∥AC,∴∠HMO=90°,∵EH∥GF,∴∠EHM+∠HMO=180°,∴∠EHM=180°−90°=90°,∴四边形EFGH是矩形;故答案为:垂直;③当AC=BD且AC⊥BD时,四边形EFGH是正方形;根据解析②可知,当AC⊥BD时,四边形EFGH是矩形,根据解析①可知,GH=12AC∵AC=BD,∴GH=EH,∴四边形EFGH是正方形.故答案为:垂直且相等
【点睛】本题主要考查了平行四边形的判定和性质,中位线的性质,矩形的判定和性质,正方形的判定和性质,平行线的判定和性质,三角形
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