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文档介绍
2018中考四边形综合题集压轴题
四边形综合题集 评卷人 得 分 一.选择题(共9小题) 1.如图,在菱形ABCD中,AB=BD,点E、F分别是AB、AD上任意的点(不与端点重合),且AE=DF,连接BF与DE相交于点G,连接CG与BD相交于点H.给出如下几个结论: ①△AED≌△DFB;②S四边形BCDG=CG2;③若AF=2DF,则BG=6GF;④CG与BD一定不垂直;⑤∠BGE的大小为定值. 其中正确的结论个数为( ) A.4 B.3 C.2 D.1 2.如图,正方形ABCD中,点E,F分别在BC,CD上,△AEF是等边三角形,连接AC交EF于点G,下列结论:①CE=CF,②∠AEB=75°,③AG=2GC,④BE+DF=EF,⑤S△CEF=2S△ABE,其中结论正确的个数为( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.5个 3.如图,边长为2的正方形ABCD中,AE平分∠DAC,AE交CD于点F,CE⊥AE,垂足为点E,EG⊥CD,垂足为点G,点H在边BC上,BH=DF,连接AH、FH,FH与AC交于点M,以下结论: ①FH=2BH;②AC⊥FH;③S△ACF=1;④CE=AF;⑤EG2=FG•DG, 其中正确结论的个数为( ) A.2 B.3 C.4 D.5 4.如图,在正方形ABCD中,E、F分别为BC、CD的中点,连接AE,BF交于点G,将△BCF沿BF对折,得到△BPF,延长FP交BA延长线于点Q,下列结论正确的个数是( ) ①AE=BF;②AE⊥BF;③sin∠BQP=;④S四边形ECFG=2S△BGE. A.4 B.3 C.2 D.1 5.如图,在矩形ABCD中,BC=AB,∠ADC的平分线交边BC于点E,AH⊥DE于点H,连接CH并延长交边AB于点F,连接AE交CF于点O,给出下列命题: (1)∠AEB=∠AEH (2)DH=2EH (3)OH=AE (4)BC﹣BF=EH 其中正确命题的序号( ) A.(1)(2)(3) B.(2)(3)(4) C.(2)(4) D.(1)(3) 6.如图,在边长为1的正方形ABCD中,动点F,E分别以相同的速度从D,C两点同时出发向C和B运动(任何一个点到达即停止),过点P作PM∥ CD交BC于M点,PN∥BC交CD于N点,连接MN,在运动过程中,则下列结论: ①△ABE≌△BCF;②AE=BF;③AE⊥BF;④CF2=PE•BF;⑤线段MN的最小值为. 其中正确的结论有( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.5个 7.如图,正方形ABCD中,以AD为底边作等腰△ADE,将△ADE沿DE折叠,点A落到点F处,连接EF刚好经过点C,再连接AF,分别交DE于G,交CD于H.在下列结论中: ①△ABM≌△DCN;②∠DAF=30°;③△AEF是等腰直角三角形;④EC=CF;⑤S△HCF=S△ADH, 其中正确的结论有( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.5个 8.如图,在矩形ABCD中,E是AD边的中点,BE⊥AC于点F,连接DF,分析下列四个结论: ①△AEF∽△CAB; ②CF=2AF; ③DF=DC; ④S四边形CDEF=S△AEF, 其中正确的结论有( )个. A.①② B.①②③ C.①②④ D.①②③④ 9.如图,正方形ABCD的边CD与正方形CGFE的边CE重合,O是EG的中点,∠EGC的平分线GH过点D,交BE于H,连接OH、FH、EG与FH交于M,对于下面四个结论: ①GH⊥BE;②HOBG;③点H不在正方形CGFE的外接圆上;④△GBE∽△GMF. 其中正确的结论有( ) A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 评卷人 得 分 二.填空题(共7小题) 10.如图,在正方形ABCD外取一点E,连接AE、BE、DE.过点A作AE的垂线交DE于点P.若AE=AP=1,PB=.下列结论:①△APD≌△AEB;②EB⊥ED;③点B到直线AE的距离为;④S△APD+S△APB=1+;⑤S正方形ABCD=4+.其中正确结论的序号是 . 11.如图,已知正方形ABCD的边长为2,E是边BC上的动点,BF⊥AE交CD于点F,垂足为G,连结CG.下列说法:①AG>GE;②AE=BF;③点G运动的路径长为π;④CG的最小值为﹣1.其中正确的说法是 .(把你认为正确的说法的序号都填上) 12.如图,在菱形ABCD中,AB=6,∠DAB=60°,AE分别交BC、BD于点E、F,CE=2,连接CF,以下结论:①△ABF≌△CBF;②点E到AB的距离是2;③tan∠DCF=;④△ABF的面积为.其中一定成立的是 (把所有正确结论的序号都填在横线上). 13.如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=,在边CD上有一点E,使EB平分∠AEC.若P为BC边上一点,且BP=2CP,连接EP并延长交AB的延长线于F.给出以下五个结论: ①点B平分线段AF;②PF=DE;③∠BEF=∠FEC;④S矩形ABCD=4S△BPF;⑤△AEB是正三角形. 其中正确结论的序号是 . 14.如图,在矩形ABCD中,AD=AB,∠BAD的平分线交BC于点E,DH⊥AE于点H,连接BH并延长交CD于点F,连接DE交BF于点O,下列结论: ①∠AED=∠CED;②OE=OD;③BH=HF;④BC﹣CF=2HE;⑤AB=HF, 其中正确的有 . 15.如图所示,在正方形ABCD的对角线上取点E,使得∠BAE=15°,连结AE,CE.延长CE到F,连结BF,使得BC=BF.若AB=1,则下列结论:①AE=CE;②F到BC的距离为;③BE+EC=EF;④;⑤.其中正确的是 . 16.如图,Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3cm,AB=5cm.点P从点A出发沿AC以1.5cm/s的速度向点C匀速运动,到达点C后立刻以原来的速度沿CA返回;点Q从点B出发沿BA以1cm/s的速度向点A匀速运动.伴随着P、Q的运动,DE保持垂直平分PQ,且交PQ于点D,交折线PC﹣CB﹣BQ于点E.点P、Q同时出发,当点Q到达点A时停止运动,点P也随之停止.设点P、Q运动的时间是t秒(t>0),则当t= 秒时,四边形BQDE为直角梯形. 评卷人 得 分 三.解答题(共34小题) 17.在正方形ABCD中,动点E,F分别从D,C两点同时出发,以相同的速度在直线DC,CB上移动. (1)如图1,当点E在边DC上自D向C移动,同时点F在边CB上自C向B移动时,连接AE和DF交于点P,请你写出AE与DF的数量关系和位置关系,并说明理由; (2)如图2,当E,F分别在边CD,BC的延长线上移动时,连接AE,DF,(1)中的结论还成立吗?(请你直接回答“是”或“否”,不需证明);连接AC,请你直接写出△ACE为等腰三角形时CE:CD的值; (3)如图3,当E,F分别在直线DC,CB上移动时,连接AE和DF交于点P,由于点E,F的移动,使得点P也随之运动,请你画出点P运动路径的草图.若AD=2,试求出线段CP的最大值. 18.如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=BC=6.点P在边AC上运动,过点P作PD⊥AB于点D,以AP、AD为邻边作▱PADE.设□PADE与△ABC重叠部分图形的面积为y,线段AP的长为x(0<x≤6). (1)求线段PE的长(用含x的代数式表示). (2)当点E落在边BC上时,求x的值. (3)求y与x之间的函数关系式. (4)直接写出点E到△ABC任意两边所在直线距离相等时x的值. 19.问题探究 (1)如图①,已知正方形ABCD的边长为4.点M和N分别是边BC、CD上两点,且BM=CN,连接AM和BN,交于点P.猜想AM与BN的位置关系,并证明你的结论. (2)如图②,已知正方形ABCD的边长为4.点M和N分别从点B、C同时出发,以相同的速度沿BC、CD方向向终点C和D运动.连接AM和BN,交于点P,求△APB周长的最大值; 问题解决 (3)如图③,AC为边长为2的菱形ABCD的对角线,∠ABC=60°.点M和N分别从点B、C同时出发,以相同的速度沿BC、CA向终点C和A运动.连接AM和BN,交于点P.求△APB周长的最大值. 20.如图1,在边长为4的菱形ABCD中,AC为其对角线,∠ABC=60°点M、N分别是边BC、边CD上的动点,且MB=NC.连接AM、AN、MN.MN交AC于点P. (1)△AMN是什么特殊的三角形?说明理由.并求其面积最小值; (2)求点P到直线CD距离的最大值; (3)如图2,已知MB=NC=1,点E、F分别是边AM、边AN上的动点,连接EF、PF,EF+PF是否存在最小值?若存在,求出最小值及此时AE、AF的长;若不存在,请说明理由. 21.如图① ,正方形ABCD边长为1,将正方形ABCD绕点A逆时针旋转α度后得到正方形AB'C'D'(0°<α<90°),C'D'与直线CD相交于点E,C'B'与直线CD相交于点F. 问题发现:(1)试猜想∠EAF= ;三角形EC'F的周长 . 问题探究:如图②,连接B'D'分别交AE,AF于P,Q两点. (2)在旋转过程中,若D'P=a,QB'=b,试用a,b来表示PQ,并说明理由. (3)在旋转过程中△APQ的面积是否存在最小值,若存在,请求出这个值;若不存在,请说明理由. 22.如图,在矩形ABCD中,AB=CD=4cm,AD=BC=6cm,AE=DE=3cm,点P从点E出发,沿EB方向匀速运动,速度为1cm/s;同时,点Q从点C出发,沿CD方向匀速运动,速度为2cm/s,连接PQ,设运动时间为t(s)(0<t<2),解答下列问题: (1)当t为何值时,PQ⊥CD? (2)设四边形PBCQ的面积为y(cm2),求y与t的函数关系式; (3)是否存在某一时刻t,使S四边形PBCQ:S四边形PQDE=22:5?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由. (4)是否存在某一时刻t,使A,P,Q三点在同一直线上?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由. 23.已知,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠ A=90°,AD=2,AB=4,BC=5,在射线BC任取一点M,联结DM,作∠MDN=∠BDC,∠MDN的另一边DN交直线BC于点N(点N在点M的左侧). (1)当BM的长为10时,求证:BD⊥DM; (2)如图(1),当点N在线段BC上时,设BN=x,BM=y,求y关于x的函数关系式,并写出它的定义域; (3)如果△DMN是等腰三角形,求BN的长. 24.如图,在边长为2的正方形ABCD中,点P是边AD上的动点(点P不与点A、点D重合),点Q是边CD上一点,联结PB、PQ,且∠PBC=∠BPQ. (1)当QD=QC时,求∠ABP的正切值; (2)设AP=x,CQ=y,求y关于x的函数解析式; (3)联结BQ,在△PBQ中是否存在度数不变的角?若存在,指出这个角,并求出它的度数;若不存在,请说明理由. 25.已知在矩形ABCD中,AB=2,AD=4.P是对角线BD上的一个动点(点P不与点B、D重合),过点P作PF⊥BD,交射线BC于点F.联结AP,画∠FPE=∠BAP,PE交BF于点E.设PD=x,EF=y. (1)当点A、P、F在一条直线上时,求△ABF的面积; (2)如图1,当点F在边BC上时,求y关于x的函数解析式,并写出函数定义域; (3)联结PC,若∠FPC=∠BPE,请直接写出PD的长. 26.在正方形ABCD中,点E,F分别在边BC,CD上,且∠EAF=∠CEF=45°. (1)将△ADF绕着点A顺时针旋转90°,得到△ABG(如图①),求证:△AEG≌△AEF; (2)若直线EF与AB,AD的延长线分别交于点M,N(如图②),求证:EF2=ME2+NF2; (3)将正方形改为长与宽不相等的矩形,若其余条件不变(如图③),请你直接写出线段EF,BE,DF之间的数量关系. 27.已知:如图,菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,且AC=12cm,BD=16cm.点P从点B出发,沿BA方向匀速运动,速度为1cm/s;同时,直线EF从点D出发,沿DB方向匀速运动,速度为1cm/s,EF⊥BD,且与AD,BD,CD分别交于点E,Q,F;当直线EF停止运动时,点P也停止运动.连接PF,设运动时间为t(s)(0<t<8).解答下列问题: (1)当t为何值时,四边形APFD是平行四边形? (2)设四边形APFE的面积为y(cm2),求y与t之间的函数关系式; (3)是否存在某一时刻t,使S四边形APFE:S菱形ABCD=17:40?若存在,求出t的值,并求出此时P,E两点间的距离;若不存在,请说明理由. 28.如图1,矩形OABC顶点B的坐标为(8,3),定点D的坐标为(12,0),动点P从点O出发,以每秒2个单位长度的速度沿x轴的正方向匀速运动,动点Q从点D出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴的负方向匀速运动,PQ两点同时运动,相遇时停止.在运动过程中,以PQ为斜边在x轴上方作等腰直角三角形PQR.设运动时间为t秒. (1)当t= 时,△PQR的边QR经过点B; (2)设△PQR和矩形OABC重叠部分的面积为S,求S关于t的函数关系式; (3)如图2,过定点E(5,0)作EF⊥BC,垂足为F,当△PQR的顶点R落在矩形OABC的内部时,过点R作x轴、y轴的平行线,分别交EF、BC于点M、N,若∠MAN=45°,求t的值. 29.△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D为直线BC上一动点(点D不与B,C重合),以AD为边在AD右侧作正方形ADEF,连接CF. (1)观察猜想 如图1,当点D在线段BC上时, ①BC与CF的位置关系为: . ②BC,CD,CF之间的数量关系为: ;(将结论直接写在横线上) (2)数学思考 如图2,当点D在线段CB的延长线上时,结论①,②是否仍然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请你写出正确结论再给予证明. (3)拓展延伸 如图3,当点D在线段BC的延长线上时,延长BA交CF于点G,连接GE.若已知AB=2,CD=BC,请求出GE的长. 30.已知:四边形ABCD中,对角线的交点为O,E是OC上的一点,过点A作AG⊥BE于点G,AG、BD交于点F. (1)如图1,若四边形ABCD是正方形,求证:OE=OF; (2)如图2,若四边形ABCD是菱形,∠ABC=120°.探究线段OE与OF的数量关系,并说明理由; (3)如图3,若四边形ABCD是等腰梯形,∠ABC=α,且AC⊥BD.结合上面的活动经验,探究线段OE与OF的数量关系为 (直接写出答案). 31.如图,矩形ABCD中,AB=3,AD=4,E为AB上一点,AE=1,M为射线AD上一动点,AM=a(a为大于0的常数),直线EM与直线CD交于点F,过点M作MG⊥EM,交直线BC于点G. (1)若M为边AD中点,求证△EFG是等腰三角形; (2)若点G与点C重合,求线段MG的长; (3)请用含a的代数式表示△EFG的面积S,并指出S的最小整数值. 32.已知,在△ABC中,∠BAC=90°,∠ABC=45°,点D为直线BC上一动点(点D不与点B,C重合).以AD为边作正方形ADEF,连接CF (1)如图1,当点D在线段BC上时.求证:CF+CD=BC; (2)如图2,当点D在线段BC的延长线上时,其他条件不变,请直接写出CF,BC,CD三条线段之间的关系; (3)如图3,当点D在线段BC的反向延长线上时,且点A,F分别在直线BC的两侧,其他条件不变; ①请直接写出CF,BC,CD三条线段之间的关系; ②若正方形ADEF的边长为2,对角线AE,DF相交于点O,连接OC.求OC的长度. 33.已知:如图,在矩形ABCD中,AB=6cm,BC=8cm,对角线AC,BD交于点O.点P从点A出发,沿AD方向匀速运动,速度为1cm/s;同时,点Q从点D出发,沿DC方向匀速运动,速度为1cm/s;当一个点停止运动时,另一个点也停止运动.连接PO并延长,交BC于点E,过点Q作QF∥AC,交BD于点F.设运动时间为t(s)(0<t<6),解答下列问题: (1)当t为何值时,△AOP是等腰三角形? (2)设五边形OECQF的面积为S(cm2),试确定S与t的函数关系式; (3)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使S五边形S五边形OECQF:S△ACD=9:16?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由; (4)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使OD平分∠COP?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由. 34.如图1,在正方形ABCD内作∠EAF=45°,AE交BC于点E,AF交CD于点F,连接EF,过点A作AH⊥EF,垂足为H. (1)如图2,将△ADF绕点A顺时针旋转90°得到△ABG. ①求证:△AGE≌△AFE; ②若BE=2,DF=3,求AH的长. (2)如图3,连接BD交AE于点M,交AF于点N.请探究并猜想:线段BM,MN,ND之间有什么数量关系?并说明理由. 35.给出定义,若一个四边形中存在相邻两边的平方和等于一条对角线的平方,则称该四边形为勾股四边形. (1)在你学过的特殊四边形中,写出两种勾股四边形的名称; (2)如图,将△ABC绕顶点B按顺时针方向旋转60°得到△DBE,连接AD,DC,CE,已知∠DCB=30°. ①求证:△BCE是等边三角形; ②求证:DC2+BC2=AC2,即四边形ABCD是勾股四边形. 36.如图1,直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ADC=90°,AD=8,BC=6,点M从点D出发,以每秒2个单位长度的速度向点A运动,同时,点N从点B出发,以每秒1个单位长度的速度向点C运动.其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停止运动.过点N作NP⊥AD于点P,连接AC交NP于点Q,连接MQ.设运动时间为t秒. (1)AM= ,AP= .(用含t的代数式表示) (2)当四边形ANCP为平行四边形时,求t的值 (3)如图2,将△AQM沿AD翻折,得△AKM,是否存在某时刻t, ①使四边形AQMK为为菱形,若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由 ②使四边形AQMK为正方形,则AC= . 37.已知,如图1,BD是边长为1的正方形ABCD的对角线,BE平分∠DBC交DC于点E,延长BC到点F,使CF=CE,连接DF,交BE的延长线于点G. (1)求证:△BCE≌△DCF; (2)求CF的长; (3)如图2,在AB上取一点H,且BH=CF,若以BC为x轴,AB为y轴建立直角坐标系,问在直线BD上是否存在点P,使得以B、H、P为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,直接写出所有符合条件的P点坐标;若不存在,说明理由. 38.如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC于点D,BC=10cm,AD=8cm,E点F点分别为AB,AC的中点. (1)求证:四边形AEDF是菱形; (2)求菱形AEDF的面积; (3)若H从F点出发,在线段FE上以每秒2cm的速度向E点运动,点P从B点出发,在线段BC上以每秒3cm的速度向C点运动,问当t为何值时,四边形BPHE是平行四边形?当t取何值时,四边形PCFH是平行四边形? 39.如图,四边形OABC是边长为4的正方形,点P为OA边上任意一点(与点O、A不重合),连接CP,过点P作PM⊥CP交AB于点D,且PM=CP,过点M作MN∥OA,交BO于点N,连接ND、BM,设OP=t. (1)求点M的坐标(用含t的代数式表示). (2)试判断线段MN的长度是否随点P的位置的变化而改变?并说明理由. (3)当t为何值时,四边形BNDM的面积最小. 40.如图(1),E是正方形ABCD的边BC上的一个点(E与B、C两点不重合),过点E作射线EP⊥AE,在射线EP上截取线段EF,使得EF=AE;过点F作FG⊥BC交BC的延长线于点G. (1)求证:FG=BE; (2)连接CF,如图(2),求证:CF平分∠DCG; (3)当=时,求sin∠CFE的值. 41.如图,已知在矩形ABCD中,AD=10,CD=5,点E从点D出发,沿线段DA以每秒1个单位长的速度向点A方向移动,同时点F从点C出发,沿射线CD方向以每秒2个单位长的速度移动,当B、E、F三点共线时,两点同时停止运动,此时BF⊥CE.设点E移动的时间为t(秒). (1)求当t为何值时,两点同时停止运动; (2)求当t为何值时,EC是∠BED的平分线; (3)设四边形BCFE的面积为S,求S与t之间的函数关系式,并写出t的取值范围; (4)求当t为何值时,△EFC是等腰三角形.(直接写出答案) 42.如图1,将矩形ABCD绕点A顺时针旋转至矩形B点正好落在CD上的点E处,连结BE. (1)求证:∠BAE=2∠CBE; (2)如图2,连BG交AE于M,点N为BE的中点,连MN、AF,试探究AF与MN的数量关系,并证明你的结论; (3)若AB=5,BC=3,直接写出BG的长 . 43.将一矩形纸片OABC放在直角坐标系中,O为原点,C在x轴上,OA=6,OC=10. (1)如图(1),在OA上取一点E,将△EOC沿EC折叠,使O点落在AB边上的D点,求E点的坐标; (2)如图(2),在OA、OC边上选取适当的点E′、F,将△E′OF沿E′F折叠,使O点落在AB边上D′点,过D′作D′G∥AO交E′F于T点,交OC于G点,求证:TG=AE′; (3)在(2)的条件下,设T(x,y).①探求:y与x之间的函数关系式.②指出变量x的取值范围. 44.如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AD=16cm,AB=12cm,BC=21cm,动点P从点B出发,沿射线BC的方向以每秒2cm的速度运动,动点Q从点A出发,在线段AD上以每秒1cm的速度向点D运动,点P,Q分别从点B,A同时出发,当点Q运动到点D时,点P随之停止运动,设运动的时间为t(秒). (1)当t为何值时,四边形PQDC是平行四边形. (2)当t为何值时,以C,D,Q,P为顶点的梯形面积等于60cm2? (3)是否存在点P,使△PQD是等腰三角形(不考虑QD=PD)?若存在,请求出所有满足要求的t的值,若不存在,请说明理由. 45.如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC是矩形,其中点A在x轴的正半轴上,点B的坐标为(4,2),点D为对角线OB上一个动点(不包括端点),∠BCD的平分线交OB于点E. (1)求线段OB所在直线的函数表达式,并写出CD的取值范围. (2)当∠BCD的平分线经过点A时,求点D的坐标. (3)点P是线段BC上的一个动点,求CD十DP的最小值. 46.如图,在四边形ABCD中,∠A=90°,AD∥BC,E为AB的中点,连接CE,BD,过点E作FE⊥CE于点E,交AD于点F,连接CF,已知2AD=AB=BC. (1)求证:CE=BD; (2)若AB=4,求AF的长度; (3)求sin∠EFC的值. 47.如图①,在长方形ABCD中,AB=DC=3cm,BC=5cm,点P从点B出发,以1cm/s的速度沿BC向点C运动,设点P的运动时间为ts. (1)PC= cm.(用含t的代数式表示); (2)当t为何值时,△ABP≌△DCP,请说明理由; (3)如图②,当点P从点B开始运动时,点Q从点C出发,以acm/s的速度沿CD向点D运动,是否存在这样a的值,使得△ABP与△PCQ全等?若存在,请求出a的值,若不存在,请说明理由. 48.如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是平行四边形,AD=6,若OA、OB的长是关于x的一元二次方程x2﹣7x+12=0的两个根,且OA>OB. (1)求OA、OB的长. (2)若点E为x轴上的点,且S△AOE=,试判断△AOE与△AOD是否相似?并说明理由. (3)在直线AB上是否存在点F,使以A、C、F为顶点的三角形是等腰三角形?如果存在,请直接写出点F的坐标. 49.如图,已知四边形ABCD中,AB∥DC,AB=DC,且AB=6cm,BC=8cm,对角线AC=l0cm. (1)求证:四边形ABCD是矩形; (2)如图(2),若动点Q从点C出发,在CA边上以每秒5cm的速度向点A匀速运动,同时动点P从点B出发,在BC边上以每秒4cm的速度向点C匀速运动,运动时间为t秒(0≤t<2),连接BQ、AP,若AP⊥BQ,求t的值; (3)如图(3),若点Q在对角线AC上,CQ=4cm,动点P从B点出发,以每秒1cm的速度沿BC运动至点C止.设点P运动了t 秒,请你探索:从运动开始,经过多少时间,以点Q、P、C为顶点的三角形是等腰三角形?请求出所有可能的结果. 50.如图,点E为正方形ABCD的边BC所在直线上的一点,连接AE,过点C作CF⊥AE于F,连接BF. (1)如图1,当点E在CB的延长线上,且AC=EC时,求证:BF=; (2)如图2,当点E在线段BC上,且AE平分∠BAC时,求证:AB+BE=AC; (3)如图3,当点E继续往右运动到BC中点时,过点D作DH⊥AE于H,连接BH.求证:∠BHF=45°. 四边形综合题集 参考答案与试题解析 一.选择题(共9小题) 1.如图,在菱形ABCD中,AB=BD,点E、F分别是AB、AD上任意的点(不与端点重合),且AE=DF,连接BF与DE相交于点G,连接CG与BD相交于点H.给出如下几个结论: ①△AED≌△DFB;②S四边形BCDG=CG2;③若AF=2DF,则BG=6GF;④CG与BD一定不垂直;⑤∠BGE的大小为定值. 其中正确的结论个数为( ) A.4 B.3 C.2 D.1 【分析】①先证明△ABD为等边三角形,根据“SAS”证明△AED≌△DFB; ②证明∠BGE=60°=∠BCD,从而得点B、C、D、G四点共圆,因此∠BGC=∠DGC=60°,过点C作CM⊥GB于M,CN⊥GD于N.证明△CBM≌△CDN,所以S四边形BCDG=S四边形CMGN,易求后者的面积; ③过点F作FP∥AE于P点,根据题意有FP:AE=DF:DA=1:3,则FP:BE=1:6=FG:BG,即BG=6GF; ④因为点E、F分别是AB、AD上任意的点(不与端点重合),且AE=DF,当点E,F分别是AB,AD中点时,CG⊥BD; ⑤∠BGE=∠BDG+∠DBF=∠BDG+∠GDF=60°. 【解答】解:①∵ABCD为菱形,∴AB=AD, ∵AB=BD,∴△ABD为等边三角形, ∴∠A=∠BDF=60°, 又∵AE=DF,AD=BD, ∴△AED≌△DFB,故本选项正确; ②∵∠BGE=∠BDG+∠DBF=∠BDG+∠GDF=60°=∠BCD, 即∠BGD+∠BCD=180°, ∴点B、C、D、G四点共圆, ∴∠BGC=∠BDC=60°,∠DGC=∠DBC=60°, ∴∠BGC=∠DGC=60°, 过点C作CM⊥GB于M,CN⊥GD于N(如图1), 则△CBM≌△CDN(AAS), ∴S四边形BCDG=S四边形CMGN, S四边形CMGN=2S△CMG, ∵∠CGM=60°, ∴GM=CG,CM=CG, ∴S四边形CMGN=2S△CMG=2××CG×CG=CG2,故本选项错误; ③过点F作FP∥AE交DE于P点(如图2), ∵AF=2FD, ∴FP:AE=DF:DA=1:3, ∵AE=DF,AB=AD, ∴BE=2AE, ∴FP:BE=FP:2AE=1:6, ∵FP∥AE, ∴PF∥BE, ∴FG:BG=FP:BE=1:6, 即BG=6GF,故本选项正确; ④当点E,F分别是AB,AD中点时(如图3), 由(1)知,△ABD,△BDC为等边三角形, ∵点E,F分别是AB,AD中点, ∴∠BDE=∠DBG=30°, ∴DG=BG, 在△GDC与△BGC中, , ∴△GDC≌△BGC, ∴∠DCG=∠BCG, ∴CH⊥BD,即CG⊥BD,故本选项错误; ⑤∵∠BGE=∠BDG+∠DBF=∠BDG+∠GDF=60°,为定值, 故本选项正确; 综上所述,正确的结论有①③⑤,共3个, 故选:B. 【点评】 此题综合考查了菱形的性质,等边三角形的判定与性质,全等三角形的判定和性质,作出辅助线构造出全等三角形,把不规则图形的面转化为两个全等三角形的面积是解题的关键. 2.如图,正方形ABCD中,点E,F分别在BC,CD上,△AEF是等边三角形,连接AC交EF于点G,下列结论:①CE=CF,②∠AEB=75°,③AG=2GC,④BE+DF=EF,⑤S△CEF=2S△ABE,其中结论正确的个数为( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.5个 【分析】通过条件可以得出△ABE≌△ADF,从而得出∠BAE=∠DAF,BE=DF,得到CE=CF;由正方形的性质就可以得出∠AEB=75°;设EC=x,由勾股定理得到EF,表示出BE,利用三角形的面积公式分别表示出S△CEF和2S△ABE,再通过比较大小就可以得出结论. 【解答】解:∵四边形ABCD是正方形, ∴AB=BC=CD=AD,∠B=∠BCD=∠D=∠BAD=90°. ∵△AEF等边三角形, ∴AE=EF=AF,∠EAF=60°. ∴∠BAE+∠DAF=30°. 在Rt△ABE和Rt△ADF中, , Rt△ABE≌Rt△ADF(HL), ∴BE=DF, ∴CE=CF,故①正确; ∵∠BAE=∠DAF, ∴∠DAF+∠DAF=30°, 即∠DAF=15°, ∴∠AEB=75°,故②正确; 设EC=x,由勾股定理,得 EF=x,CG=x, AG=AEsin60°=EFsin60°=2×CGsin60°=x, ∴AG≠2GC,③错误; ∵CG=x,AG=x, ∴AC=x ∴AB=AC•=x, ∴BE=x﹣x=x, ∴BE+DF=(﹣1)x, ∴BE+DF≠EF,故④错误; ∵S△CEF=x2, S△ABE=×BE×AB=x×x=x2, ∴2S△ABE═S△CEF,故⑤正确. 综上所述,正确的有3个, 故选:B. 【点评】本题考查了正方形的性质的运用,全等三角形的判定及性质的运用,勾股定理的运用,等边三角形的性质的运用,三角形的面积公式的运用,解答本题时运用勾股定理的性质解题时关键. 3.如图,边长为2的正方形ABCD中,AE平分∠DAC,AE交CD于点F,CE⊥AE,垂足为点E,EG⊥CD,垂足为点G,点H在边BC上,BH=DF,连接AH、FH,FH与AC交于点M,以下结论: ①FH=2BH;②AC⊥FH;③S△ACF=1;④CE=AF;⑤EG2=FG•DG, 其中正确结论的个数为( ) A.2 B.3 C.4 D.5 【分析】①②、证明△ABH≌△ADF,得AF=AH,再得AC平分∠FAH,则AM既是中线,又是高线,得AC⊥FH,证明BH=HM=MF=FD,则FH=2BH;所以①②都正确; ③可以直接求出FC的长,计算S△ACF≠1,错误; ④根据正方形边长为2,分别计算CE和AF的长得结论正确;还可以利用图2证明△ADF≌△CDN得:CN=AF,由CE=CN=AF; ⑤利用相似先得出EG2=FG•CG,再根据同角的三角函数列式计算CG的长为1,则DG=CG,所以⑤也正确. 【解答】解:①②如图1,∵四边形ABCD是正方形, ∴AB=AD,∠B=∠D=90°,∠BAD=90°, ∵AE平分∠DAC, ∴∠FAD=∠CAF=22.5°, ∵BH=DF, ∴△ABH≌△ADF, ∴AH=AF,∠BAH=∠FAD=22.5°, ∴∠HAC=∠FAC, ∴HM=FM,AC⊥FH, ∵AE平分∠DAC, ∴DF=FM, ∴FH=2DF=2BH, 故选项①②正确; ③在Rt△FMC中,∠FCM=45°, ∴△FMC是等腰直角三角形, ∵正方形的边长为2, ∴AC=2,MC=DF=2﹣2, ∴FC=2﹣DF=2﹣(2﹣2)=4﹣2, S△AFC=CF•AD≠1, 所以选项③不正确; ④AF===2, ∵△ADF∽△CEF, ∴, ∴, ∴CE=, ∴CE=AF, 故选项④正确; ⑤延长CE和AD交于N,如图2, ∵AE⊥CE,AE平分∠CAD, ∴CE=EN, ∵EG∥DN, ∴CG=DG, 在Rt△FEC中,EG⊥FC, ∴EG2=FG•CG, ∴EG2=FG•DG, 故选项⑤正确; 本题正确的结论有4个, 故选:C. 【点评】本题是四边形的综合题,综合考查了正方形、相似三角形、全等三角形的性质和判定;求边时可以利用三角形相似列比例式,也可以直接利用同角三角函数列式计算;同时运用了勾股定理求线段的长,勾股定理在正方形中运用得比较多. 4.如图,在正方形ABCD中,E、F分别为BC、CD的中点,连接AE,BF交于点G,将△BCF沿BF对折,得到△BPF,延长FP交BA延长线于点Q,下列结论正确的个数是( ) ①AE=BF;②AE⊥BF;③sin∠BQP=;④S四边形ECFG=2S△BGE. A.4 B.3 C.2 D.1 【分析】首先证明△ABE≌△BCF,再利用角的关系求得∠BGE=90°,即可得到①AE=BF;②AE⊥BF;△BCF沿BF对折,得到△BPF,利用角的关系求出QF=QB,解出BP,QB,根据正弦的定义即可求解;根据AA可证△BGE与△ BCF相似,进一步得到相似比,再根据相似三角形的性质即可求解. 【解答】解:∵E,F分别是正方形ABCD边BC,CD的中点, ∴CF=BE, 在△ABE和△BCF中, , ∴Rt△ABE≌Rt△BCF(SAS), ∴∠BAE=∠CBF,AE=BF,故①正确; 又∵∠BAE+∠BEA=90°, ∴∠CBF+∠BEA=90°, ∴∠BGE=90°, ∴AE⊥BF,故②正确; 根据题意得,FP=FC,∠PFB=∠BFC,∠FPB=90° ∵CD∥AB, ∴∠CFB=∠ABF, ∴∠ABF=∠PFB, ∴QF=QB, 令PF=k(k>0),则PB=2k 在Rt△BPQ中,设QB=x, ∴x2=(x﹣k)2+4k2, ∴x=, ∴sin=∠BQP==,故③正确; ∵∠BGE=∠BCF,∠GBE=∠CBF, ∴△BGE∽△BCF, ∵BE=BC,BF=BC, ∴BE:BF=1:, ∴△BGE的面积:△BCF的面积=1:5, ∴S四边形ECFG=4S△BGE,故④错误. 故选:B. 【点评】本题主要考查了四边形的综合题,涉及正方形的性质、全等三角形的判定和性质、相似三角形的判定和性质以及折叠的性质的知识点,解决的关键是明确三角形翻转后边的大小不变,找准对应边,角的关系求解. 5.如图,在矩形ABCD中,BC=AB,∠ADC的平分线交边BC于点E,AH⊥DE于点H,连接CH并延长交边AB于点F,连接AE交CF于点O,给出下列命题: (1)∠AEB=∠AEH (2)DH=2EH (3)OH=AE (4)BC﹣BF=EH 其中正确命题的序号( ) A.(1)(2)(3) B.(2)(3)(4) C.(2)(4) D.(1)(3) 【分析】(1)根据矩形的性质得到AD=BC=AB=CD,由DE平分∠ADC,得到△ADH是等腰直角三角形,△DEC是等腰直角三角形,得到DE=CD,得到等腰三角形求出∠AED=67.5°,∠AEB=67.5°,得到(1)正确; (2)设DH=1,则AH=DH=1,AD=DE=,求出HE=﹣1,得到2HE≠1,所以(2)不正确; (3)通过角的度数求出△AOH和△OEH是等腰三角形,从而得到(3)正确; (4)由△AFH≌△CHE,到AF=EH,由△ABE≌△AHE,得到BE=EH,于是得到BC﹣BF=(BE+CE)﹣(AB﹣AF)=(CD+EH)﹣(CD﹣EH)=2EH,从而得到(4)不正确. 【解答】解:(1)在矩形ABCD中,AD=BC=AB=CD,∠ADC=∠BCD=90°, ∵DE平分∠ADC, ∴∠ADE=∠CDE=45°, ∵AH⊥DE, ∴△ADH是等腰直角三角形, ∴AD=AH, ∴AH=AB=CD, ∵△DEC是等腰直角三角形, ∴DE=CD, ∴AD=DE, ∴∠AED=67.5°, ∴∠AEB=180°﹣45°﹣67.5°=67.5°, ∴∠AEH=∠AEB, 所以(1)结论正确; (2)设DH=1, 则AH=DH=1,AD=DE=, ∴HE=DE﹣DH=﹣1, ∴2HE=2(﹣1)=4﹣2≠1, 所以(2)结论不正确; (3)∵∠AEH=67.5°, ∴∠EAH=22.5°, ∵DH=CD,∠EDC=45°, ∴∠DHC=67.5°, ∴∠OHA=180°﹣90°﹣67.5°=22.5°, ∴∠OAH=∠OHA=22.5°, ∴OA=OH, ∴∠AEH=∠OHE=67.5°, ∴OH=OE=OA, ∴OH=AE, 所以(3)正确; (4)∵AH=DH,CD=CE, 在△AFH与△CHE中, , ∴△AFH≌△CHE, ∴AF=EH, 在Rt△ABE与Rt△AHE中, , ∴△ABE≌△AHE, ∴BE=EH, ∴BC﹣BF=(BE+CE)﹣(AB﹣AF)=(CD+EH)﹣(CD﹣EH)=2EH, 所以(2)不正确, 故选:D. 【点评】本题考查了矩形的性质,全等三角形的判定与性质,角平分线的定义,等腰三角形的判定与性质,熟记各性质并仔细分析题目条件,根据相等的度数求出相等的角,从而得到三角形全等的条件或判断出等腰三角形是解题的关键,也是本题的难点. 6.如图,在边长为1的正方形ABCD中,动点F,E分别以相同的速度从D,C两点同时出发向C和B运动(任何一个点到达即停止),过点P作PM∥CD交BC于M点,PN∥BC交CD于N点,连接MN,在运动过程中,则下列结论: ①△ABE≌△BCF;②AE=BF;③AE⊥BF;④CF2=PE•BF;⑤线段MN的最小值为. 其中正确的结论有( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.5个 【分析】由正方形的性质及条件可判断出①△ABE≌△BCF,即可判断出②AE=BF,∠BAE=∠CBF,再根据∠BAE+∠BEA=90°,可得∠CBF+∠BEA=90°,可得出∠APB=90°,即可判断③,由△BPE∽△BCF,利用相似三角形的性质,结合CF=BE可判断④;然后根据点P在运动中保持∠APB=90°,可得点P的路径是一段以AB为直径的弧,设AB的中点为G,连接CG交弧于点P,此时CP的长度最小,最后在Rt△BCG中,根据勾股定理,求出CG的长度,再求出PG的长度,即可求出线段CP的最小值,可判断⑤. 【解答】解:如图, ∵动点F,E的速度相同, ∴DF=CE, 又∵CD=BC, ∴CF=BE, 在△ABE和△BCF中, ∴△ABE≌△BCF(SAS),故①正确; ∴∠BAE=∠CBF,AE=BF,故②正确; ∵∠BAE+∠BEA=90°, ∴∠CBF+∠BEA=90°, ∴∠APB=90°,故③正确; 在△BPE和△BCF中, ∵∠BPE=∠BCF,∠PBE=∠CBF, ∴△BPE∽△BCF, ∴=, ∴CF•BE=PE•BF, ∵CF=BE, ∴CF2=PE•BF,故④正确; ∵点P在运动中保持∠APB=90°, ∴点P的路径是一段以AB为直径的弧, 设AB的中点为G,连接CG交弧于点P,此时CP的长度最小, 在Rt△BCG中,CG===, ∵PG=AB=, ∴CP=CG﹣PG=﹣=, 即线段CP的最小值为,故⑤正确; 综上可知正确的有5个, 故选:D. 【点评】本题为四边形的综合应用,涉及全等三角形、相似三角形的判定和性质、勾股定理、正方形的性质等知识点.在判定三角形全等时,关键是选择恰当的判定条件,证明△ABE≌△BCF是解题的关键.本题考查知识点较多,综合性较强,难度较大. 7.如图,正方形ABCD中,以AD为底边作等腰△ADE,将△ADE沿DE折叠,点A落到点F处,连接EF刚好经过点C,再连接AF,分别交DE于G,交CD于H.在下列结论中: ①△ABM≌△DCN;②∠DAF=30°;③△AEF是等腰直角三角形;④EC=CF;⑤S△HCF=S△ADH, 其中正确的结论有( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.5个 【分析】首先证明∠HCF=∠FHC=67.5°,由此可以判定③正确,②错误,再证明AC∥DF,推出S△DFA=S△FDC,由此判断⑤正确,根据ASA可以判断①正确,在△EAF中,由∠CAE=∠CAF,∠AEC=90°,作CK⊥AF于K,推出CE=CK<CF,由此判断④错误. 【解答】解:如图,连接AC、以D为圆心DA为半径画圆. ∵四边形ABCD是正方形, ∴DA=DC=AB=BC,∠ADC=∠B=∠DCB=90°,∠ACD=∠DAC=45° ∵△DEF是由△DEA翻折得到, ∴DA=DF=DC,EA=EF,∠AED=∠DEF, ∴∠AFC=∠ADC=45° ∴∠EFA=∠EAF=45°, ∴∠AEF=90°, ∴∠DEF=∠DEA=45°, ∵EA=ED=EF, ∴∠DAE=∠ADE=∠EDF=∠EFD=67.5°, ∴∠DAF=∠DFA=22.5°, ∴∠ADF=180°﹣∠DAF﹣∠DFA=135°, ∴∠CDF=∠ADF﹣∠ADC=45°, ∴∠DCF=180°﹣∠CDF﹣∠DFC=67.5°, ∵∠CHF=∠CDF+∠DFA=67.5°, ∴∠HCF=∠FHC, ∴△CFH是等腰三角形,故③正确.②错误, ∵∠ACD=∠CDF, ∴AC∥DF, ∴S△DFA=S△FDC, ∴S△ADH=S△CHF,故⑤正确, ∵EA=ED, ∴∠EAD=∠EDA, ∴∠BAM=∠CDN, 在△ABM和△DCN中, , ∴△ABM≌△DCN,故①正确, 在△EAF中,∵∠CAE=∠CAF,∠AEC=90°,作CK⊥AF于K, ∴CE=CK<CF, ∴CE≠CF故④错误. ∴①③⑤正确, 选B. 【点评】本题考查四边形综合题、圆的有关性质、全等三角形的判定和性质、平行线的性质等知识,解题的关键是添加辅助线,构造圆利用圆的有关性质解决问题,属于中考常考题型. 8.如图,在矩形ABCD中,E是AD边的中点,BE⊥AC于点F,连接DF,分析下列四个结论: ①△AEF∽△CAB; ②CF=2AF; ③DF=DC; ④S四边形CDEF=S△AEF, 其中正确的结论有( )个. A.①② B.①②③ C.①②④ D.①②③④ 【分析】①四边形ABCD是矩形,BE⊥AC,则∠ABC=∠AFB=90°,又∠BAF=∠CAB,于是△AEF∽△CAB,故①正确; ②由AE=AD=BC,又AD∥BC,所以 ==,故②正确; ③过D作DM∥BE交AC于N,得到四边形BMDE是平行四边形,求出BM=DE=BC,得到CN=NF,根据线段的垂直平分线的性质可得结论,故③正确; ④根据△AEF∽△CBF得到 ==,求出S△AEF=S△ABF,S△ABF=S矩形ABCDS四边形CDEF=S△ACD﹣S△AEF=S矩形ABCD﹣S矩形ABCD=S矩形ABCD,即可得到S四边形CDEF=5S△AEF=,故④错误. 【解答】解:过D作DM∥BE交AC于N, ∵四边形ABCD是矩形, ∴AD∥BC,∠ABC=90°,AD=BC, ∵BE⊥AC于点F, ∴∠EAC=∠ACB,∠ABC=∠AFE=90°, ∴△AEF∽△CAB,故①正确; ∵AD∥BC, ∴△AEF∽△CBF, ∴==, ∵AE=AD=BC, ∴=, ∴CF=2AF,故②正确, ∵DE∥BM,BE∥DM, ∴四边形BMDE是平行四边形, ∴BM=DE=BC, ∴BM=CM, ∴CN=NF, ∵BE⊥AC于点F,DM∥BE, ∴DN⊥CF, ∴DF=DC,故③正确; ∵△AEF∽△CBF, ∴==, ∴S△AEF=S△ABF,S△ABF=S矩形ABCD ∴S△AEF=S矩形ABCD, 又∵S四边形CDEF=S△ACD﹣S△AEF=S矩形ABCD﹣S矩形ABCD=S矩形ABCD, ∴S四边形CDEF=5S△AEF故④错误; 故选:B. 【点评】本题考查了相似三角形的判定和性质,矩形的性质,图形面积的计算,正确的作出辅助线是解题的关键. 9.如图,正方形ABCD的边CD与正方形CGFE的边CE重合,O是EG的中点,∠EGC的平分线GH过点D,交BE于H,连接OH、FH、EG与FH交于M,对于下面四个结论: ①GH⊥BE;②HOBG;③点H不在正方形CGFE的外接圆上;④△GBE∽△GMF. 其中正确的结论有( ) A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 【分析】(1)由四边形ABCD和四边形CGFE是正方形,得出△BCE≌△DCG,推出∠BEC+∠HDE=90°,从而得GH⊥BE; (2)由GH是∠EGC的平分线,得出△BGH≌△EGH,再由O是EG的中点,利用中位线定理,得HOBG; (3)△EHG是直角三角形,因为O为EG的中点,所以OH=OG=OE,得出点H在正方形CGFE的外接圆上; (4)连接CF,由点H在正方形CGFE的外接圆上,得到∠HFC=∠CGH,由∠HFC+∠FMG=90°,∠CGH+∠GBE=90°,得出∠FMG=∠GBE,所以△GBE∽△GMF. 【解答】解:(1)如图,∵四边形ABCD和四边形CGFE是正方形, ∴BC=CD,CE=CG,∠BCE=∠DCG, 在△BCE和△DCG中, ∴△BCE≌△DCG(SAS), ∴∠BEC=∠BGH, ∵∠BGH+∠CDG=90°,∠CDG=∠HDE, ∴∠BEC+∠HDE=90°, ∴GH⊥BE. 故①正确; (2)∵GH是∠EGC的平分线, ∴∠BGH=∠EGH, 在△BGH和△EGH中 ∴△BGH≌△EGH(ASA), ∴BH=EH, 又∵O是EG的中点, ∴HO是△EBG的中位线, ∴HOBG, 故②正确; (3)由(1)得△EHG是直角三角形, ∵O为EG的中点, ∴OH=OG=OE, ∴点H在正方形CGFE的外接圆上, 故③错误; (4)如图2,连接CF, 由(3)可得点H在正方形CGFE的外接圆上, ∴∠HFC=∠CGH, ∵∠HFC+∠FMG=90°,∠CGH+∠GBE=90°, ∴∠FMG=∠GBE, 又∵∠EGB=∠FGM=45°, ∴△GBE∽△GMF. 故④正确, 故选:C. 【点评】本题主要考查了四边形的综合题,解题的关键是能灵活利用三角形全等的判定和性质来解题. 二.填空题(共7小题) 10.如图,在正方形ABCD外取一点E,连接AE、BE、DE.过点A作AE的垂线交DE于点P.若AE=AP=1,PB=.下列结论:①△APD≌△AEB;②EB⊥ED;③点B到直线AE的距离为;④S△APD+S△APB=1+;⑤S正方形ABCD=4+.其中正确结论的序号是 ①②⑤ . 【分析】①首先利用已知条件根据边角边可以证明△APD≌△AEB; ②由①可得∠BEP=90°,故BE不垂直于AE过点B作BM⊥AE延长线于M,由①得∠AEB=135°所以∠EMB=45°,可以得出∠PEB=90°就可以得出②正确, ③所以△EMB是等腰Rt△,故B到直线AE距离为BF=,故③是错误的; ④由△APD≌△AEB,可知S△APD+S△APB=S△AEB+S△APB,然后利用已知条件计算即可判定; ⑤连接BD,根据三角形的面积公式得到S△BPD=PD×BE=,所以S△ABD=S△APD+S△APB+S△BPD=2+,由此即可判定. 【解答】解:∵四边形ABCD是正方形, ∴AB=BC=CD=AD,∠BAD=90°. ∵AP⊥AE, ∴∠EAP=90°, ∴∠BAD=∠EAP, ∴∠BAD﹣∠BAP=∠EAP﹣∠BAP, 即∠DAP=∠BAE. ∵在△APD和△AEB中, , ∴△APD≌△AEB(SAS),故①正确; ∴∠AEB=∠APD, ∵∠AEP=∠APE=45°, ∴∠APD=∠AEB=135°, ∴∠BEP=90°, ∴EB⊥ED,故②正确. 过B作BF⊥AE,交AE的延长线于F,则BF的长是点B到直线AE的距离, 在Rt△AEP中,由勾股定理得PE=, 在Rt△BEP中,PB=,PE=,由勾股定理得:BE=, ∵∠PAE=∠PEB=∠EFB=90°,AE=AP, ∴∠AEP=45°, ∴∠BEF=180°﹣45°﹣90°=45°, ∴∠EBF=45°, ∴EF=BF, 在Rt△EFB中,由勾股定理得:EF=BF=,故③是错误的; ∵△APD≌△AEB, ∴PD=BE=, ∴S△APD+S△APB=S△AEB+S△APB=S△AEP+S△BEP=+,因此④是错误的; 连接BD,则S△BPD=PD×BE=, 所以S△ABD=S△APD+S△APB+S△BPD=2+, 所以S正方形ABCD=2S△ABD=4+.故⑤正确; 综上可知,正确的有①②⑤. 故答案为:①②⑤. 【点评】本题考查了正方形的性质、全等三角形的性质与判定、三角形的面积及勾股定理的运用,综合性比较强,解题时要求熟练掌握相关的基础知识才能很好解决问题. 11.如图,已知正方形ABCD的边长为2,E是边BC上的动点,BF⊥AE交CD于点F,垂足为G,连结CG.下列说法:①AG>GE;②AE=BF;③点G运动的路径长为π;④CG的最小值为﹣1.其中正确的说法是 ②④ .(把你认为正确的说法的序号都填上) 【分析】根据正方形对角线的性质可得出当E移动到与C重合时,F点和D点重合,此时G点为AC中点,故①错误;求得∠BAE=∠CBF,根据正方形的性质可得AB=BC,∠ABC=∠C=90°,然后利用“角角边”证明△ABE和△BCF全等,根据全等三角形对应角相等可得AE=BF,判断出②正确;根据题意,G点的轨迹是以AB中点O为圆心,AO为半径的圆弧,然后求出弧的长度,判断出③错误;由于OC和OG的长度是一定的,因此当O、G、C在同一条直线上时,CG取最小值,根据勾股定理求出最小CG长度. 【解答】解:∵在正方形ABCD中,BF⊥AE, ∴∠AGB保持90°不变, ∴G点的轨迹是以AB中点O为圆心,AO为半径的圆弧, ∴当E移动到与C重合时,F点和D点重合,此时G点为AC中点, ∴AG=GE,故①错误; ∵BF⊥AE, ∴∠AEB+∠CBF=90°, ∵∠AEB+∠BAE=90°, ∴∠BAE=∠CBF, 在△ABE和△BCF中, , ∴△ABE≌△BCF(AAS), ∴故②正确; ∵当E点运动到C点时停止, ∴点G运动的轨迹为圆, 圆弧的长=×2=,故③错误; 由于OC和OG的长度是一定的,因此当O、G、C在同一条直线上时,CG取最小值, OC==, CG的最小值为OC﹣OG=﹣1,故④正确; 综上所述,正确的结论有②④. 故答案为②④. 【点评】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,弧长的计算,勾股定理的应用,熟记性质并求出△ABE和△ BCF全等是解题的关键,用阿拉伯数字加弧线表示角更形象直观. 12.如图,在菱形ABCD中,AB=6,∠DAB=60°,AE分别交BC、BD于点E、F,CE=2,连接CF,以下结论:①△ABF≌△CBF;②点E到AB的距离是2;③tan∠DCF=;④△ABF的面积为.其中一定成立的是 ①②③ (把所有正确结论的序号都填在横线上). 【分析】利用SAS证明△ABF与△CBF全等,得出①正确,根据含30°角的直角三角形的性质得出点E到AB的距离是2,得出②正确,同时得出;△ABF的面积为得出④错误,得出tan∠DCF=,得出③正确. 【解答】解:∵菱形ABCD, ∴AB=BC=6, ∵∠DAB=60°, ∴AB=AD=DB,∠ABD=∠DBC=60°, 在△ABF与△CBF中, , ∴△ABF≌△CBF(SAS), ∴①正确; 过点E作EG⊥AB,过点F作MH⊥CD,MH⊥AB,如图: ∵CE=2,BC=6,∠ABC=120°, ∴BE=6﹣2=4, ∵EG⊥AB, ∴EG=, ∴点E到AB的距离是2, 故②正确; ∵BE=4,EC=2, ∴S△BFE:S△FEC=4:2=2:1, ∴S△ABF:S△FBE=3:2, ∴△ABF的面积为=, 故④错误; ∵, ∴=, ∵, ∴FM=, ∴DM=, ∴CM=DC﹣DM=6﹣, ∴tan∠DCF=, 故③正确; 故答案为:①②③ 【点评】此题考查了四边形综合题,关键是根据菱形的性质、等边三角形的判定与性质以及全等三角形的判定与性质分析.此题难度较大,注意掌握辅助线的作法,注意数形结合思想的应用. 13.如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=,在边CD上有一点E,使EB平分∠ AEC.若P为BC边上一点,且BP=2CP,连接EP并延长交AB的延长线于F.给出以下五个结论: ①点B平分线段AF;②PF=DE;③∠BEF=∠FEC;④S矩形ABCD=4S△BPF;⑤△AEB是正三角形. 其中正确结论的序号是 ①②③⑤ . 【分析】由角平分线的定义和矩形的性质可证明∠AEB=∠ABE,可求得AE=AB=2,在Rt△ADE中可求得DE=1,则EC=1,又可证明△PEC∽△PBF,可求得BF=2,可判定①;在Rt△PBF中可求得PF,可判定②;在Rt△BCE中可求得BE=2,可得∠BEF=∠F,可判定③;容易计算出S矩形ABCD和S△BPF;可判定④;由AE=AB=BE可判定⑤;可得出答案. 【解答】解:∵四边形ABCD为矩形, ∴AB∥CD, ∴∠CEB=∠ABE, 又∵BE平分∠AEC, ∴∠AEB=∠CEB, ∴∠AEB=∠ABE, ∴AE=AB=2, 在Rt△ADE中,AD=,AE=2,由勾股定理可求得DE=1, ∴CE=CD﹣DE=2﹣1=1, ∵DC∥AB, ∴△PCE∽△PBF, ∴=,即==, ∴BF=2, ∴AB=BF, ∴点B平分线段AF, 故①正确; ∵BC=AD=, ∴BP=, 在Rt△BPF中,BF=2,由勾股定理可求得PF===, ∵DE=1, ∴PF=DE, 故②正确; 在Rt△BCE中,EC=1,BC=,由勾股定理可求得BE=2, ∴BE=BF, ∴∠BEF=∠F, 又∵AB∥CD, ∴∠FEC=∠F, ∴∠BEF=∠FEC, 故③正确; ∵AB=2,AD=, ∴S矩形ABCD=AB•AD=2×=2, ∵BF=2,BP=, ∴S△BPF=BF•BP=×2×=, ∴4S△BPF=, ∴S矩形ABCD=≠4S△BPF, 故④不正确; 由上可知AB=AE=BE=2, ∴△AEB为正三角形, 故⑤正确; 综上可知正确的结论为:①②③⑤. 故答案为:①②③⑤. 【点评】本题主要考查矩形的性质和相似三角形的判定和性质、等腰三角形的判定和性质、勾股定理、等边三角形的判定等知识点的综合应用.根据条件求得AE=AB,求得DE的长是解题的关键,从而可求得BF、PF、BE等线段的长容易判断②③④⑤.本题知识点较多,综合性较强,难度较大.在解题时注意勾股定理的灵活运用. 14.如图,在矩形ABCD中,AD=AB,∠BAD的平分线交BC于点E,DH⊥AE于点H,连接BH并延长交CD于点F,连接DE交BF于点O,下列结论: ①∠AED=∠CED;②OE=OD;③BH=HF;④BC﹣CF=2HE;⑤AB=HF, 其中正确的有 ①②③④ . 【分析】①根据角平分线的定义可得∠BAE=∠DAE=45°,可得出△ABE是等腰直角三角形,根据等腰直角三角形的性质可得AE=AB,从而得到AE=AD,然后利用“角角边”证明△ABE和△AHD全等,根据全等三角形对应边相等可得BE=DH,再根据等腰三角形两底角相等求出∠ADE=∠AED=67.5°,根据平角等于180°求出∠CED=67.5°,从而判断出①正确; ②求出∠AHB=67.5°,∠DHO=∠ODH=22.5°,然后根据等角对等边可得OE=OD=OH,判断出②正确; ③求出∠EBH=∠OHD=22.5°,∠AEB=∠HDF=45°,然后利用“角边角”证明△BEH和△HDF全等,根据全等三角形对应边相等可得BH=HF,判断出③正确; ④根据全等三角形对应边相等可得DF=HE,然后根据HE=AE﹣AH=BC﹣CD,BC﹣CF=BC﹣(CD﹣DF)=2HE,判断出④正确; ⑤判断出△ABH不是等边三角形,从而得到AB≠BH,即AB≠HF,得到⑤错误. 【解答】解:∵在矩形ABCD中,AE平分∠BAD, ∴∠BAE=∠DAE=45°, ∴△ABE是等腰直角三角形, ∴AE=AB, ∵AD=AB, ∴AE=AD, 在△ABE和△AHD中, , ∴△ABE≌△AHD(AAS), ∴BE=DH, ∴AB=BE=AH=HD, ∴∠ADE=∠AED=(180°﹣45°)=67.5°, ∴∠CED=180°﹣45°﹣67.5°=67.5°, ∴∠AED=∠CED,故①正确; ∵∠AHB=(180°﹣45°)=67.5°,∠OHE=∠AHB(对顶角相等), ∴∠OHE=∠AED, ∴OE=OH, ∵∠DOH=90°﹣67.5°=22.5°,∠ODH=67.5°﹣45°=22.5°, ∴∠DOH=∠ODH, ∴OH=OD, ∴OE=OD=OH,故②正确; ∵∠EBH=90°﹣67.5°=22.5°, ∴∠EBH=∠OHD, 又∵BE=DH,∠AEB=∠HDF=45° 在△BEH和△HDF中 ∴△BEH≌△HDF(ASA), ∴BH=HF,HE=DF,故③正确; 由上述①、②、③可得CD=BE、DF=EH=CE,CF=CD﹣DF, ∴BC﹣CF=(CD+HE)﹣(CD﹣HE)=2HE,所以④正确; ∵AB=AH,∠BAE=45°, ∴△ABH不是等边三角形, ∴AB≠BH, ∴即AB≠HF,故⑤错误; 综上所述,结论正确的是①②③④. 故答案为:①②③④. 【点评】本题考查了矩形的性质,全等三角形的判定与性质,角平分线的定义,等腰三角形的判定与性质,熟记各性质并仔细分析题目条件,根据相等的度数求出相等的角,从而得到三角形全等的条件或判断出等腰三角形是解题的关键,也是本题的难点. 15.如图所示,在正方形ABCD的对角线上取点E,使得∠BAE=15°,连结AE,CE.延长CE到F,连结BF,使得BC=BF.若AB=1,则下列结论:①AE=CE;②F到BC的距离为;③BE+EC=EF;④;⑤.其中正确的是 ①③⑤ . 【分析】根据正方形的性质得出AB=BC,∠ABD=∠CBD=45,利用SAS证明△ABE≌△CBE,即可判断①正确;过F作FH⊥BC于H,先求出∠FBH=30°,再根据直角三角形的性质求出FH,即可判断②错误;在EF上取一点N,使BN=BE,由∠BEN=60°,得出△NBE为等边三角形,再利用ASA证明△FBN≌△CBE,得出NF=EC,从而判断③正确;过A作AM⊥BD交于M,根据勾股定理求出BD,解直角△ ADM与直角△AEM,求出AM、DM与EM的值,根据三角形的面积公式求出S△AED=DE×AM=+,即可判断④错误;根据S△EBF=S△FBC﹣S△EBC及S△CBE=S△ABE=S△ABM﹣S△AEM,求出S△EBF=,进而判断⑤正确. 【解答】解:①∵四边形ABCD是正方形, ∴AB=BC,∠ABD=∠CBD=45°, ∵BE=BE, ∴△ABE≌△CBE, ∴AE=CE, ∴①正确; ②过F作FH⊥BC于H. ∵△ABE≌△CBE, ∴∠BAE=∠BCE=15°. ∵BF=BC=1, ∴∠BFC=∠FCB=15°, ∴∠FBH=∠BFC+∠FCB=30°, ∴FH=BF=, ∴②错误; ③在EF上取一点N,使BN=BE, 又∵∠BEN=∠EBC+∠ECB=45°+15°=60°, ∴△NBE为等边三角形, ∴∠ENB=60°, 又∵∠NFB=15°, ∴∠NBF=45°, 又∵∠EBC=45°, ∴∠NBF=∠EBC, 又∵BF=BC,∠NFB=∠ECB=15°, ∴△FBN≌△CBE, ∴NF=EC, 故BE+EC=EN+NF=EF, ∴③正确; ④过A作AM⊥BD交于M. 在直角△ABM中,∵∠BAD=90°,AB=AD=1, ∴BD=, 在直角△ADM中,∵∠AMD=90°,∠ADM=45°,AD=1, ∴DM=AM=, 在直角△AEM中,∵∠AME=90°,∠AEM=60°,AM=, ∴EM==, ∴S△AED=DE×AM=(+)×=+, ∴④错误; ⑤∵BD=,AM=DM=,EM=, ∴BM=BD﹣DM=﹣=,BM﹣EM=﹣, ∴S△ABE=S△ABM﹣S△AEM=BM•AM﹣EM•AM=AM(BM﹣EM)=××(﹣)=﹣. ∵△ABE≌△CBE, ∴S△ABE=S△CBE=﹣, ∴S△EBF=S△FBC﹣S△EBC=×1×﹣(﹣)=, ∴⑤正确. 故答案为①③⑤. 【点评】 本题是四边形的综合题,主要考查了正方形的性质,全等三角形的性质和判定,三角形的面积,解直角三角形等知识,综合性较强,有一定难度.准确作出辅助线是解题的关键. 16.如图,Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3cm,AB=5cm.点P从点A出发沿AC以1.5cm/s的速度向点C匀速运动,到达点C后立刻以原来的速度沿CA返回;点Q从点B出发沿BA以1cm/s的速度向点A匀速运动.伴随着P、Q的运动,DE保持垂直平分PQ,且交PQ于点D,交折线PC﹣CB﹣BQ于点E.点P、Q同时出发,当点Q到达点A时停止运动,点P也随之停止.设点P、Q运动的时间是t秒(t>0),则当t= 或 秒时,四边形BQDE为直角梯形. 【分析】由四边形QBED为直角梯形,分为∠PQB=90°和∠CPQ=90°两种情况,得出三角形相似,利用相似比求出相应t的值即可. 【解答】解:在Rt△ABC中,BC=3cm,AB=5cm, 根据勾股定理得:AC==4cm, 设P、Q运动t秒时,四边形QBED为直角梯形, ①当∠PQB=90°时,得DE∥QB, 则四边形QBED是直角梯形(如图1), 此时△APQ∽△ABC, 则=,即=, 解得:t=; ②当∠CPQ=90°时,得PQ∥BC, 则四边形QBED是直角梯形(如图2), 此时△APQ∽△ACB, 则=,即=, 解得:t=, 综上,当点P、Q运动或秒时,四边形QBED是直角梯形. 故答案为:或 【点评】此题考查了四边形综合题,涉及的知识有:相似三角形的判定与性质,直角梯形的性质,利用了分类讨论及数形结合的思想,解题的关键是由直角梯形的直角的可能情况,利用平行线得相似三角形,分类求解. 三.解答题(共34小题) 17.在正方形ABCD中,动点E,F分别从D,C两点同时出发,以相同的速度在直线DC,CB上移动. (1)如图1,当点E在边DC上自D向C移动,同时点F在边CB上自C向B移动时,连接AE和DF交于点P,请你写出AE与DF的数量关系和位置关系,并说明理由; (2)如图2,当E,F分别在边CD,BC的延长线上移动时,连接AE,DF,(1)中的结论还成立吗?(请你直接回答“是”或“否”,不需证明);连接AC,请你直接写出△ACE为等腰三角形时CE:CD的值; (3)如图3,当E,F分别在直线DC,CB上移动时,连接AE和DF交于点P,由于点E,F的移动,使得点P也随之运动,请你画出点P运动路径的草图.若AD=2,试求出线段CP的最大值. 【分析】(1)根据正方形的性质得出AD=DC,∠ADE=∠DCF=90°,求出DE=CF,根据SAS推出△ADE≌△DCF,根据全等三角形的性质得出AE=DF,∠DAE=∠FDC即可; (2)有两种情况:①当AC=CE时,设正方形ABCD的边长为a,由勾股定理求出AC=CE=a即可;②当AE=AC时,设正方形ABCD的边长为a,由勾股定理求出AC=AE=a,根据正方形的性质∠ADC=90°,根据等腰三角形的性质得出DE=CD=a即可; (3)根据(1)(2)知:点P在运动中保持∠APD=90°,得出点P的路径是以AD为直径的圆,设AD的中点为Q,连接CQ并延长交圆弧于点P,此时CP的长度最大,求出QC即可. 【解答】解:(1)AE=DF,AE⊥DF, 理由是:∵四边形ABCD是正方形, ∴AD=DC,∠ADE=∠DCF=90°, ∵动点E,F分别从D,C两点同时出发,以相同的速度在直线DC,CB上移动, ∴DE=CF, 在△ADE和△DCF中 , ∴△ADE≌△DCF, ∴AE=DF,∠DAE=∠FDC, ∵∠ADE=90°, ∴∠ADP+○CDF=90°, ∴∠ADP+∠DAE=90°, ∴∠APD=180°﹣90°=90°, ∴AE⊥DF; (2) (1)中的结论还成立,CE:CD=或2, 理由是:有两种情况: ①如图1,当AC=CE时, 设正方形ABCD的边长为a,由勾股定理得:AC=CE==a, 则CE:CD=a:a=; ②如图2,当AE=AC时, 设正方形ABCD的边长为a,由勾股定理得:AC=AE==a, ∵四边形ABCD是正方形, ∴∠ADC=90°,即AD⊥CE, ∴DE=CD=a, ∴CE:CD=2a:a=2; 即CE:CD=或2; (3)∵点P在运动中保持∠APD=90°, ∴点P的路径是以AD为直径的圆, 如图3,设AD的中点为Q,连接CQ并延长交圆弧于点P,此时CP的长度最大, ∵在Rt△QDC中,QC===, ∴CP=QC+QP=+1, 即线段CP的最大值是+1. 【点评】本题考查了正方形的性质,勾股定理,圆周角定理,全等三角形的性质和判定,等腰三角形的性质,三角形的内角和定理的应用,能综合运用性质进行推理是解此题的关键,用了分类讨论思想,难度偏大. 18.如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=BC=6.点P在边AC上运动,过点P作PD⊥AB于点D,以AP、AD为邻边作▱PADE.设□PADE与△ABC重叠部分图形的面积为y,线段AP的长为x(0<x≤6). (1)求线段PE的长(用含x的代数式表示). (2)当点E落在边BC上时,求x的值. (3)求y与x之间的函数关系式. (4)直接写出点E到△ABC任意两边所在直线距离相等时x的值. 【分析】(1)先由∠C=90°,AC=BC,得出∠A=45°,再解等腰直角△ APD,得出AD=AP•cos∠A=x=PD,然后根据平行四边形对边相等得出PE=AD=x; (2)当点E落在边BC上时,先由平行线的性质得出∠CPE=∠A=45°,再解等腰直角△CPE,得出PC=PE•cos∠CPE=x•=x,再根据AP+PC=AC列出方程x+x=6,解方程即可; (3)分两种情况进行讨论:①当0<x≤4时,y=S▱PADE,根据平行四边形面积公式求解即可;②当4<x≤6时,设DE与BC交于G,PE与BC交于F.求出GE=DE﹣DG=x﹣(6﹣x)=x﹣6,再根据y=S▱PADE﹣S△GFE计算即可; (4)由(2)知,x=4时,点E落在边BC上,此时点E到△ABC任意两边所在直线距离均不相等,所以分两种情况进行讨论:①当E在△ABC内部时,0<x<4.过E作EL⊥AC于L,EM⊥AB于M,延长DE交BC于N,则EN⊥BC.求出EL=x,EM=x,EN=6﹣x.由于x≠x,即EL≠EM.所以分EL=EN与EM=EN分别列出方程,求解即可;②当E在△ABC外部时,4<x≤6,过E作EL⊥AC交AC延长线于L,EM⊥AB于M,易知EG⊥BC.求出EL=x,EM=x,EG=x﹣6.由于x≠x,即EL≠EM.所以分EL=EN与EM=EN分别列出方程,求解即可. 【解答】解:(1)∵在△ABC中,∠C=90°,AC=BC, ∴∠A=45°, ∵PD⊥AB, ∴AD=AP•cos∠A=x=PD, ∵四边形PADE是平行四边形, ∴PE=AD=x; (2)当点E落在边BC上时,如图1. ∵PE∥AD, ∴∠CPE=∠A=45°, ∵∠C=90°, ∴PC=PE•cos∠CPE=x•=x. ∵AP+PC=AC, ∴x+x=6, ∴x=4; (3)①当0<x≤4时,如图2. y=S▱PADE=AD•PD=x•x=x2,即y=x2; ②当4<x≤6时,如图3,设DE与BC交于G,PE与BC交于F. ∵AD=x,AB=AC=6, ∴DB=AB﹣AD=6﹣x, ∴DG=DB•sin∠B=(6﹣x)•=6﹣x, ∴GE=DE﹣DG=x﹣(6﹣x)=x﹣6, ∴y=S▱PADE﹣S△GFE=x2﹣(x﹣6)2=﹣x2+9x﹣18; (4)①当E在△ABC内部时,0<x<4,如图4,过E作EL⊥AC于L,EM⊥AB于M,延长DE交BC于N,则EN⊥BC. EL=PE•sin∠LPE=x•=x, EM=DE•sin∠EDM=x•=x, EN=DN﹣DE=DB•sin∠B﹣AP=(6﹣x)•﹣x=6﹣x﹣x=6﹣x. ∵0<x<4, ∴x≠x,即EL≠EM. 当EL=EN时,E在∠ACB的平分线上, 有x=6﹣x,解得x=3,符合题意; 当EM=EN时,E在∠ABC的平分线上, 有x=6﹣x,解得x=,符合题意; ②当E在△ABC外部时,4<x≤6,过E作EL⊥AC交AC延长线于L,EM⊥AB于M,易知EG⊥BC. EL=GC=AD•sin∠A=x•=x, EM=DE•sin∠EDM=x•=x, EG=DE﹣DG=AP﹣DB•sin∠B=x﹣(6﹣x)•=x﹣(6﹣x)=x﹣6. ∵4<x≤6, ∴x≠x,即EL≠EM. 当EL=EG时,E在∠ACB的外角的角平分线上, 有x=x﹣6,解得x=6,符合题意; 当EM=EG时,E在∠ABC的外角的角平分线上, 有x=x﹣6,解得x=>6,不合题意舍去. 综上所述,点E到△ABC任意两边所在直线距离相等时x的值为3,6,. 【点评】本题是四边形综合题,考查了平行四边形的性质,等腰直角三角形的判定与性质,解直角三角形,平行线的性质,三角形、四边形的面积等知识,综合性较强,有一定难度.利用数形结合、分类讨论以及方程思想是解题的关键. 19.问题探究 (1)如图①,已知正方形ABCD的边长为4.点M和N分别是边BC、CD上两点,且BM=CN,连接AM和BN,交于点P.猜想AM与BN的位置关系,并证明你的结论. (2)如图②,已知正方形ABCD的边长为4.点M和N分别从点B、C同时出发,以相同的速度沿BC、CD方向向终点C和D运动.连接AM和BN,交于点P,求△APB周长的最大值; 问题解决 (3)如图③,AC为边长为2的菱形ABCD的对角线,∠ABC=60°.点M和N分别从点B、C同时出发,以相同的速度沿BC、CA向终点C和A运动.连接AM和BN,交于点P.求△APB周长的最大值. 【分析】(1)结论:AM⊥BN.只要证明△ABM≌△BCN即可解决问题; (2)如图②中,以AB为斜边向外作等腰直角三角形△AEB,∠AEB=90°,作EF⊥PA于E,作EG⊥PB于G,连接EP.首先证明PA+PB=2EF,求出EF的最大值即可解决问题; (3)如图③中,延长DA到K,使得AK=AB,则△ABK是等边三角形,连接PK,取PH=PB.首先证明PA+PB=PK,求出PK的最大值即可解决问题; 【解答】解:(1)结论:AM⊥BN. 理由:如图①中, ∵四边形ABCD是正方形, ∴AB=BC,∠ABM=∠BCN=90°, ∵BM=CN, ∴△ABM≌△BCN, ∴∠BAM=∠CBN, ∵∠CBN+∠ABN=90°, ∴∠ABN+∠BAM=90°, ∴∠APB=90°, ∴AM⊥BN. (2)如图②中,以AB为斜边向外作等腰直角三角形△AEB,∠AEB=90°,作EF⊥PA于E,作EG⊥PB于G,连接EP. ∵∠EFP=∠FPG=∠G=90°, ∴四边形EFPG是矩形, ∴∠FEG=∠AEB=90°, ∴∠AEF=∠BEG, ∵EA=EB,∠EFA=∠G=90°, ∴△AEF≌△BEG, ∴EF=EG,AF=BG, ∴四边形EFPG是正方形, ∴PA+PB=PF+AF+PG﹣BG=2PF=2EF, ∵EF≤AE, ∴EF的最大值=AE=2, ∴△APB周长的最大值=4+4. (3)如图③中,延长DA到K,使得AK=AB,则△ABK是等边三角形,连接PK,取PH=PB. ∵AB=BC,∠ABM=∠BCN,BM=CN, ∴△ABM≌△BCN, ∴∠BAM=∠CBN, ∴∠APN=∠BAM+∠ABP=∠CBN+∠ABN=60°, ∴∠APB=120°, ∵∠AKB=60°, ∴∠AKB+∠APB=180°, ∴A、K、B、P四点共圆, ∴∠BPH=∠KAB=60°, ∵PH=PB, ∴△PBH是等边三角形, ∴∠KBA=∠HBP,BH=BP, ∴∠KBH=∠ABP,∵BK=BA, ∴△KBH≌△ABP, ∴HK=AP, ∴PA+PB=KH+PH=PK, ∴PK的值最大时,△APB的周长最大, ∴当PK是△ABK外接圆的直径时,PK的值最大,最大值为4, ∴△PAB的周长最大值=2+4. 【点评】本题考查四边形综合题、正方形的性质、等边三角形的性质、等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定和性质,四点共圆等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题,属于中考压轴题. 20.如图1,在边长为4的菱形ABCD中,AC为其对角线,∠ABC=60°点M、N分别是边BC、边CD上的动点,且MB=NC.连接AM、AN、MN.MN交AC于点P. (1)△AMN是什么特殊的三角形?说明理由.并求其面积最小值; (2)求点P到直线CD距离的最大值; (3)如图2,已知MB=NC=1,点E、F分别是边AM、边AN上的动点,连接EF、PF,EF+PF是否存在最小值?若存在,求出最小值及此时AE、AF的长;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)△AMN是等边三角形,AM⊥BC时面积最小.只要证明△AMB≌△ANC,推出AM=AN,∠BAM=∠CAN即可解决问题. (2)如图2中,当AM⊥BC时,点P到CD距离最大.作PE⊥CD于E. (3)如图3中,作点P关于AN的对称点为K,过点K做AM的垂线,交AN为F,交AM为E,此时,EF+PF最短,连接AK、作AG⊥MN于G,MH⊥AB于H.首先求出AM、AG的长,再证明△AGP≌△KEA,推出KE=AG即可. 【解答】解:(1)如图1中, ∵ABCD是菱形,∠ABC=60°, ∴△ABC为等边三角形 在△AMB和△ANC中, AB=AC ∠B=∠ACN=60° BM=NC ∴△AMB≌△ANC ∴AM=AN,∠BAM+∠MAC=∠MAC+∠NAC=60°, ∴∠MAN=60°, ∴△AMN为等边三角形, 当AM⊥BC时,△AMN的边长最小,面积最小, 此时AM=MN=AN=2,S△AMN=•(2)2=3 (2)如图2中, 当AM⊥BC时,点P到CD距离最大.作PE⊥CD于E. 理由:由(1)可知△AMN是等边三角形, 当AM⊥BC时,△AMN的边长最小,此时PA长最小,PC的长最大,点P到直线CD距离的最大, ∵BM=MC=2,∠CMP=30°,∠MPC=90°, ∴PC=MC=1, 在Rt△PCE中,∵∠CPE=30°,PC=1, ∴EC=PC=, ∴PE==. ∴点P到直线CD距离的最大值为; (3)如图3中,作点P关于AN的对称点为K,过点K做AM的垂线,交AN为F,交AM为E,此时,EF+PF最短,由于对称,PF=KF,EF为垂线段(垂线段最短). 连接AK、作AG⊥MN于G,MH⊥AB于H. 在Rt△BMH中,∵BM=1,∠BMH=30°, ∴BH=,HM=, ∴AH=,AM==, ∵△AMN是等边三角形, ∴AG=. ∵∠APG=∠PCM+∠PMC=60°+∠PMC, ∵∠PMC+∠PCM+∠CPM=180°,∠NAP+∠ANP+∠APN=180°,∠ANP=∠PCM=60°,∠APN=∠CPM, ∴∠CMP=∠NAP=∠NAK, ∵∠EAK=∠EAN+∠NAK=60°+∠NAK, ∴∠APG=∠EAK, ∵∠AGP=∠AEK=90°,AP=AK, ∴△AGP≌△KEA, ∴KE=AG=. ∴EF+PF的最小值为, ∵∠PCN=∠PCM, ∴====, ∴PN=, ∴AE=PG=GN﹣PN=, ∵在Rt△AFE中,∠AFE=30°,∴AF=2AE, ∴AF=. 【点评】本题考查四边形综合题、菱形的性质、等边三角形的性质、全等三角形的判定和性质、垂线段最短等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考压轴题. 21.如图①,正方形ABCD边长为1,将正方形ABCD绕点A逆时针旋转α度后得到正方形AB'C'D'(0°<α<90°),C'D'与直线CD相交于点E,C'B'与直线CD相交于点F. 问题发现:(1)试猜想∠EAF= 45° ;三角形EC'F的周长 2 . 问题探究:如图②,连接B'D'分别交AE,AF于P,Q两点. (2)在旋转过程中,若D'P=a,QB'=b,试用a,b来表示PQ,并说明理由. (3)在旋转过程中△APQ的面积是否存在最小值,若存在,请求出这个值;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)首先证明Rt△AD'E≌Rt△ADE(HL),推出D'E=DE,∠D'AE=∠DAE,同理:B'F=DF,∠B'AF=∠DAF,推出∠EAF=∠DAE+∠DAF=∠B'AD'=45°,推出△EC′F的周长为C'E+EF+C'F=C'E+DE+DF+C'F=C'E+D'E+B'F+C'F=C'D+B'C'=2. (2)求出B′D′的长即可解决问题. (3)首先证明△APQ∽△AFE,推出=,推出EF最小时,△AEF的面积最小,此时△APQ的面积最小,由(1)可知,△C′EF的周长=EC′+C′F+EF=C′E+ED′+FB′=C′D′+C′B′=2=定值,可以证明当EC′=C′F时,斜边EF定值最小.求出△AEF的最小值即可解决问题. 【解答】解:(1)∵正方形ABCD绕点A逆时针旋转α°,后得到正方形AB′C′D′, ∴∠D'AB'=∠D'=∠ADE=90°,AD'=AD=C'D'=B'C'=1 在Rt△AD'E和Rt△ADE中, , ∴Rt△AD'E≌Rt△ADE(HL), ∴D'E=DE,∠D'AE=∠DAE, 同理:B'F=DF,∠B'AF=∠DAF, ∴∠EAF=∠DAE+∠DAF=∠B'AD'=45°, △EC′F的周长为C'E+EF+C'F=C'E+DE+DF+C'F=C'E+D'E+B'F+C'F=C'D+B'C'=2, 故答案为:45°,2; (2)∵B'D'是正方形AB'C'D'的对角线, ∴B'D'=, ∵D′P=a,QB′=b ∴PQ=B'D'﹣D'P﹣B'Q=﹣a﹣b; (3)如图②中,连接EQ. ∵∠ED′P=∠PAQ=45°,∠EPD′=∠APQ, ∴△EPD′∽△QPA, ∴=, ∴=,∵∠APD′=∠EPQ, ∴△PAD′∽△PQE, ∴∠AD′P=∠PEQ=45°, ∴∠QAE=∠QEA=45°, ∴△AEQ是等腰直角三角形, ∴AE=AQ,同理,AF=AP, ∴=,∵∠PAQ=∠EAF, ∴△PAQ∽△FAE, ∴=, ∵EF最小时,△AEF的面积最小,此时△APQ的面积最小, 由(1)可知,△C′EF的周长=EC′+C′F+EF=C′E+ED′+FB′=C′D′+C′B′=2=定值, 可以证明当EC′=C′F时,斜边EF定值最小.设C′E=x,C′F=y,EF=z,则x+y+z=2,x2+y2=z2,x+y=2﹣z,xy=2﹣2z, ∴x,y是方程M的两根,M2﹣(2﹣z)M+2﹣2z=0,∵△≥0, ∴(2﹣z)2﹣4(2﹣2z)≥0, ∴(z+2)2≥8, ∴z+2≥2, ∴z﹣2, ∴斜边EF的最小值为2﹣2,此时△AEF的面积=×1×(2﹣2)=﹣1,△APQ的面积=•S△AEF=, ∴△APQ的面积的最小值为. 【点评】本题考查正方形的性质、全等三角形的判定和性质、相似三角形的判定和性质、等腰直角三角形的判定和性质、勾股定理、一元二次方程的根的判别式等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,本题的难点是构建一元二次方程,应用故的判别式,确定EF的最小值,属于中考压轴题. 22.如图,在矩形ABCD中,AB=CD=4cm,AD=BC=6cm,AE=DE=3cm,点P从点E出发,沿EB方向匀速运动,速度为1cm/s;同时,点Q从点C出发,沿CD方向匀速运动,速度为2cm/s,连接PQ,设运动时间为t(s)(0<t<2),解答下列问题: (1)当t为何值时,PQ⊥CD? (2)设四边形PBCQ的面积为y(cm2),求y与t的函数关系式; (3)是否存在某一时刻t,使S四边形PBCQ:S四边形PQDE=22:5?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由. (4)是否存在某一时刻t,使A,P,Q三点在同一直线上?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由. 【分析】(1)先根据勾股定理求出BE=5,再用平行线分线段成比例定理得出,建立方程即可得出结论; (2)先利用相似三角形的性质得出BF,PF,再利用面积的和即可得出结论; (3)先求出梯形BCDE的面积,进而得出四边形BCQP的面积,建立方程,即可得出结论; (4)先判断出△PEG∽△BEA,得出PG=t,EG=t,再判断出△APG∽△AQD得出比例式建立方程求解即可得出结论. 【解答】解:(1)如图1, ∵四边形ABCD是矩形, ∴∠A=∠C=∠D=90°, ∴BC⊥CD,AD⊥CD, 在Rt△ABE中,AE=DE=AD=3,AB=4,根据勾股定理得,BE=5, 由运动知,PE=t,CQ=2t, ∴BP=5﹣t,DQ=4﹣2t, ∵PQ⊥CD,AD⊥CD,BC⊥CD, ∴DE∥QP∥CB, ∴, ∴, ∴t=; (2)如图2,过点P作PF⊥BC于F, ∴PF∥AB, ∴∠BPF=∠EBA, ∵∠BFP=∠EAB=90°, ∴△BFP∽△EAB, ∴, ∴, ∴BF=(5﹣t),PF=(5﹣t), ∴CF=BC﹣BF=6﹣(5﹣t)=(5+t), ∴y=S△BFP+S梯形CQPF=PF•BF+(CQ+PF)×CF=×(5﹣t)×(5﹣t)+[2t+(5﹣t)]×(5+t) =﹣t2﹣t, (3)不存在, 理由:假设存在, ∵S梯形BCDE=(DE+BC)×CD=18, ∵S四边形PBCQ:S四边形PQDE=22:5, ∴S四边形PBCQ:S梯形BCDE=22:27, ∴S四边形PBCQ=S梯形BCDE=, ∴y=, 由(2)知,y=﹣t2﹣t, ∴﹣t2﹣t=, 即:t2+t+=0, 而△=()2﹣4××=﹣<0, ∴此方程无解, 即:不存在某一时刻t,使S四边形PBCQ:S四边形PQDE=22:5. (4)存在,理由:假设存在, 如图3,过点P作PG⊥AD于G, ∴PG∥AB∥CD, ∴△PEG∽△BEA, ∴=, ∴=, ∴PG=t,EG=t, ∴AG=AE﹣EG=3﹣t ∵PG∥CD. ∴△APG∽△AQD, ∴, ∴, ∴t2﹣11t+10=0, ∴t=1或t=10(舍), 即:存在t=1时,使A,P,Q三点在同一直线上. 【点评】此题是四边形综合题,主要考查了矩形的性质,相似三角形的判定和性质,几何图形面积的求法,利用方程的思想解决问题是解本题的关键. 23.已知,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠A=90°,AD=2,AB=4,BC=5,在射线BC任取一点M,联结DM,作∠MDN=∠BDC,∠MDN的另一边DN交直线BC于点N(点N在点M的左侧). (1)当BM的长为10时,求证:BD⊥DM; (2)如图(1),当点N在线段BC上时,设BN=x,BM=y,求y关于x的函数关系式,并写出它的定义域; (3)如果△DMN是等腰三角形,求BN的长. 【分析】(1)先求出BG=2,DG=4,再用勾股定理求出CD=5=BC,即可判断出△BDM是直角三角形,即可得出结论; (2)先判断出∠DBC=∠MDN,得出△MDN∽△MBD,得出DM2=BM×MN,再用勾股定理得DM2=16+(y﹣2)2,代入即可得出结论; (3)分三种情况讨论计算即可得出结论. 【解答】解:(1)如图1, 过点D作DG⊥BC于G, ∴易知,四边形ABGD是矩形,BG=AD=2,DG=AB=4, ∵BC=5, ∴CG=BC﹣BG=3, 在Rt△CDG中,根据勾股定理得,CD=5, ∵BM=10, ∴CM=BM﹣BC=5=BC=CD, ∴△BDM是直角三角形, ∴BD⊥DM; (2)由(1)知,CD=5=BC, ∴∠BDC=∠DBC, ∵∠MDN=∠BDC, ∴∠DBC=∠MDN, ∵∠BMD=∠DMN, ∴△MDN∽△MBD, ∴=, ∴DM2=BM×MN 在Rt△DMG中,根据勾股定理得,DM2=DG2+MG2=16+(y﹣2)2, ∵MN=BM﹣BN=y﹣x, ∴16+(y﹣2)2=y(y﹣x), ∴y=, ∵∠MDN=∠BDC, ∴∠BDN=∠CDM, ∵tan∠ADB=tan∠BDG==,tan∠CDG==, ∴∠CDG>∠BDG=∠ADB. ∵∠ADG=∠ADB+∠BDG=90°, 当点N到点G时,∠CDG+∠CDM>∠ADB+∠BDN>90°, ∵点M在BC上, ∴x<2, ∴0≤x<2, (3)∵△DMN是等腰三角形, ∴Ⅰ、当DN=DM时,如图1,NG=MG, ∵NG=2﹣x,MG=y﹣2, ∴2﹣x=y﹣2, ∴x+y=4②, 由(2)知,y=, ∴y(4﹣x)=20① 联立①②,解得x=﹣2﹣4(舍)或x=2﹣4, 即:BN=2﹣4, Ⅱ、当DM=MN时, ∴∠MDN=∠DNM, ∵∠CBD=∠MDN, ∴∠CBD=∠DNM, ∴点N与点B重合, ∴BN=0, Ⅲ、当MN=DN时, ∴∠MDN=∠DMN, ∵∠DBC=∠MDN, ∴∠DBC=∠DMN, ∴DM=BD, 在Rt△ABD中,根据勾股定理得,BD2=AD2+AB2=20, ∵DM2=16+(BM﹣2)2, ∴20=16+(BM﹣2)2, ∴BM=0(舍去)或BM=4, ∴如图2, 点M在线段BC上, 同(2)的方法得,16+(BM﹣2)2=BM(BM﹣BN)③, ∵MN=BN+BM④, 联立③④解得,BN=1. 即:BN=0或1或2﹣4. 【点评】此题是四边形综合题,主要考查了矩形的判定和性质,勾股定理,相似三角形的判定和性质,解(1)的关键是判断出CD=BC=CM,解(2)的关键是判断出△MDN∽△MBD,解(3)的关键是分三种情况讨论. 24.如图,在边长为2的正方形ABCD中,点P是边AD上的动点(点P不与点A、点D重合),点Q是边CD上一点,联结PB、PQ,且∠PBC=∠BPQ. (1)当QD=QC时,求∠ABP的正切值; (2)设AP=x,CQ=y,求y关于x的函数解析式; (3)联结BQ,在△PBQ中是否存在度数不变的角?若存在,指出这个角,并求出它的度数;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)先判断出△PDQ≌△ECQ(AAS)得出PD=CE,PQ=QE. 进而得出BE=EP=a+2,即:QP=a+1,再用勾股定理求出a的值,即可求出AP,即可得出结论; (2)先判断出△PAB≌△PHB(AAS),得出AP=PH=x.AB=BH,进而得出BH=BC,再判断出Rt△BHQ≌Rt△BCQ(HL),得出QH=QC=y,最后用勾股定理即可得出结论; (3)借助(2)得出的两个全等三角形即可得出结论. 【解答】解:(1)如图1, 延长PQ交BC延长线于点E.设PD=a. ∵∠PBC=∠BPQ, ∴EB=EP. ∵四边形ABCD是正方形, ∴AD∥BC, ∴∠DPQ=∠E, 在△PDQ和△ECQ中,, ∴△PDQ≌△ECQ(AAS) ∴PD=CE,PQ=QE. ∴BE=EP=a+2, ∴QP=a+1 在Rt△PDQ中,∵PD2+QD2=PQ2, ∴a2+1=(a+1)2,解得a= ∴AP=AD﹣PD= 在Rt△ABP中,tan∠ABP==. (2)如图2, 过点B作BH⊥PQ,垂足为点H,联结BQ. ∵AD∥BC, ∴∠CBP=∠APB, ∵∠PBC=∠BPQ, ∴∠APB=∠HPB, ∵∠A=∠PHB=90°, 在△ABP和△HBP中,, ∴△PAB≌△PHB(AAS), ∴AP=PH=x.AB=BH, ∵AB=BC, ∴BH=BC, 在Rt△BHQ和Rt△BCQ中, ∴Rt△BHQ≌Rt△BCQ(HL), ∴QH=QC=y, 在Rt△PDQ中,∵PD2+QD2=PQ2, ∴(2﹣x)2+(2﹣y)2=(x+y)2, ∴(0<x<2). (3)存在,∠PBQ=45°. 由(2)知,△PAB≌△PHB, ∴∠ABP=∠HBP, ∴∠PBH=∠ABH 由(2)知,Rt△BHQ≌Rt△BCQ, ∴∠HBQ=∠CBQ, ∴∠HBQ=∠HBC, ∴∠PBQ=∠PBH+∠HBQ=(∠ABH+∠HBC)=∠ABC=45°. 【点评】此题是四边形综合题,主要考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,解本题的关键是整除辅助线构造全等三角形. 25.已知在矩形ABCD中,AB=2,AD=4.P是对角线BD上的一个动点(点P不与点B、D重合),过点P作PF⊥BD,交射线BC于点F.联结AP,画∠FPE=∠BAP,PE交BF于点E.设PD=x,EF=y. (1)当点A、P、F在一条直线上时,求△ABF的面积; (2)如图1,当点F在边BC上时,求y关于x的函数解析式,并写出函数定义域; (3)联结PC,若∠FPC=∠BPE,请直接写出PD的长. 【分析】(1)首先证明∠ADB=∠BAF,由tan∠ADB===,推出tan∠BAF==,可得BF=1,根据S△ABF=•AB•BF计算即可; (2)首先证明△BAP∽△BAP,可得=,由AD∥BC,推出∠ADB=∠PBF,tan∠PBF=tan∠ADB=,即=,由BP=2﹣x,可得PF=(2﹣x),代入比例式即可解决问题; (3)分两种情形分别求解:①当点F在线段BC上时,如图1﹣1中;②如图2中,当点F在线段BC的延长线上时,作PH⊥AD于H,连接DF.寻找相似三角形,构建方程即可解决问题; 【解答】解:(1)如图, ∵矩形ABCD, ∴∠BAD=∠ABF=90°, ∴∠ABD+∠ADB=90°, ∵A、P、F在一条直线上,且PF⊥BD, ∴∠BPA=90°, ∴∠ABD+∠BAF=90°, ∴∠ADB=∠BAF, ∵tan∠ADB===, ∴tan∠BAF==, ∴BF=1, ∴S△ABF=•AB•BF=×2×1=1. (2)如图1中, ∵PF⊥BP, ∴∠BPF=90°, ∴∠PFB+∠PBF=90°, ∵∠ABF=90°, ∴∠PBF+∠ABP=90°, ∴∠ABP=∠PFB, 又∵∠BAP=∠FPE ∴△BAP∽△FPE, ∴=, ∵AD∥BC, ∴∠ADB=∠PBF, ∴tan∠PBF=tan∠ADB=,即=, ∵BP=2﹣x, ∴PF=(2﹣x), ∴=, ∴y=(≤x<2). (3)①当点F在线段BC上时,如图1﹣1中, ∵∠FPB=∠BCD=90°, ∴∠1+∠2=90°,∠1+∠3=90°, ∴∠2=∠3, ∵∠4=∠5,∠4+∠7=90°,∠5+∠6=90°, ∴∠6=∠7, ∴△PEF∽△PCD, ∴=, ∴=, 整理得:x2﹣2x+4=0, 解得x=±1. ②如图2中,当点F在线段BC的延长线上时,作PH⊥AD于H,连接DF. 由△APH∽△DFC,可得=, ∴=, 解得x=或(舍弃), 综上所述,PD的长为±1或. 【点评】本题考查四边形综合题.相似三角形的判定和性质、锐角三角函数、矩形的性质等知识,解题的关键是正确寻找相似三角形解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,学会利用参数构建方程解决问题,属于中考压轴题. 26.在正方形ABCD中,点E,F分别在边BC,CD上,且∠EAF=∠CEF=45°. (1)将△ADF绕着点A顺时针旋转90°,得到△ABG(如图①),求证:△AEG≌△AEF; (2)若直线EF与AB,AD的延长线分别交于点M,N(如图②),求证:EF2=ME2+NF2; (3)将正方形改为长与宽不相等的矩形,若其余条件不变(如图③),请你直接写出线段EF,BE,DF之间的数量关系. 【分析】(1)根据旋转的性质可知AF=AG,∠EAF=∠GAE=45°,故可证△AEG≌△AEF; (2)将△ADF绕着点A顺时针旋转90°,得到△ABG,连结GM.由(1)知△AEG≌△AEF,则EG=EF.再由△BME、△DNF、△CEF均为等腰直角三角形,得出CE=CF,BE=BM,NF=DF,然后证明∠GME=90°,MG=NF,利用勾股定理得出EG2=ME2+MG2,等量代换即可证明EF2=ME2+NF2; (3)延长EF交AB延长线于M点,交AD延长线于N点,将△ADF绕着点A顺时针旋转90°,得到△AGH,连结HM,HE.由(1)知△AEH≌△AEF,结合勾股定理以及相等线段可得(GH+BE)2+(BE﹣GH)2=EF2,所以2(DF2+BE2)=EF2. 【解答】(1)证明:∵△ADF绕着点A顺时针旋转90°,得到△ABG, ∴AF=AG,∠FAG=90°, ∵∠EAF=45°, ∴∠GAE=45°, 在△AGE与△AFE中, , ∴△AGE≌△AFE(SAS); (2)证明:设正方形ABCD的边长为a. 将△ADF绕着点A顺时针旋转90°,得到△ABG,连结GM. 则△ADF≌△ABG,DF=BG. 由(1)知△AEG≌△AEF, ∴EG=EF. ∵∠CEF=45°, ∴△BME、△DNF、△CEF均为等腰直角三角形, ∴CE=CF,BE=BM,NF=DF, ∴a﹣BE=a﹣DF, ∴BE=DF, ∴BE=BM=DF=BG, ∴∠BMG=45°, ∴∠GME=45°+45°=90°, ∴EG2=ME2+MG2, ∵EG=EF,MG=BM=DF=NF, ∴EF2=ME2+NF2; (3)解:EF2=2BE2+2DF2. 如图所示,延长EF交AB延长线于M点,交AD延长线于N点, 将△ADF绕着点A顺时针旋转90°,得到△AGH,连结HM,HE. 由(1)知△AEH≌△AEF, 则由勾股定理有(GH+BE)2+BG2=EH2, 即(GH+BE)2+(BM﹣GM)2=EH2 又∴EF=HE,DF=GH=GM,BE=BM,所以有(GH+BE)2+(BE﹣GH)2=EF2, 即2(DF2+BE2)=EF2 【点评】本题是四边形综合题,其中涉及到正方形的性质,旋转的性质,全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的判定与性质,矩形的性质,勾股定理.准确作出辅助线利用数形结合及类比思想是解题的关键. 27.已知:如图,菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,且AC=12cm,BD=16cm.点P从点B出发,沿BA方向匀速运动,速度为1cm/s;同时,直线EF从点D出发,沿DB方向匀速运动,速度为1cm/s,EF⊥BD,且与AD,BD,CD分别交于点E,Q,F;当直线EF停止运动时,点P也停止运动.连接PF,设运动时间为t(s)(0<t<8).解答下列问题: (1)当t为何值时,四边形APFD是平行四边形? (2)设四边形APFE的面积为y(cm2),求y与t之间的函数关系式; (3)是否存在某一时刻t,使S四边形APFE:S菱形ABCD=17:40?若存在,求出t的值,并求出此时P,E两点间的距离;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)由四边形ABCD是菱形,OA=AC,OB=BD.在Rt△AOB中,运用勾股定理求出AB=10.再由△DFQ∽△DCO.得出=.求出DF.由AP=DF.求出t. (2)过点C作CG⊥AB于点G,由S菱形ABCD=AB•CG=AC•BD,求出CG.据S梯形APFD=(AP+DF)•CG.S△EFD=EF•QD.得出y与t之间的函数关系式; (3)过点C作CG⊥AB于点G,由S菱形ABCD=AB•CG,求出CG,由S四边形APFE:S菱形ABCD=17:40,求出t,再由△PBN∽△ABO,求得PN,BN,据线段关系求出EM,PM再由勾股定理求出PE. 【解答】解:(1)∵四边形ABCD是菱形, ∴AB∥CD,AC⊥BD,OA=OC=AC=6,OB=OD=BD=8. 在Rt△AOB中,AB==10. ∵EF⊥BD, ∴∠FQD=∠COD=90°. 又∵∠FDQ=∠CDO, ∴△DFQ∽△DCO. ∴=. 即=, ∴DF=t. ∵四边形APFD是平行四边形, ∴AP=DF. 即10﹣t=t, 解这个方程,得t=. ∴当t=s时,四边形APFD是平行四边形. (2)如图,过点C作CG⊥AB于点G, ∵S菱形ABCD=AB•CG=AC•BD, 即10•CG=×12×16, ∴CG=. ∴S梯形APFD=(AP+DF)•CG =(10﹣t+t)•=t+48. ∵△DFQ∽△DCO, ∴=. 即=, ∴QF=t. 同理,EQ=t. ∴EF=QF+EQ=t. ∴S△EFD=EF•QD=×t×t=t2. ∴y=(t+48)﹣t2=﹣t2+t+48. (3)如图,过点P作PM⊥EF于点M,PN⊥BD于点N, 若S四边形APFE:S菱形ABCD=17:40, 则﹣t2+t+48=×96, 即5t2﹣8t﹣48=0, 解这个方程,得t1=4,t2=﹣(舍去) 过点P作PM⊥EF于点M,PN⊥BD于点N, 当t=4时, ∵△PBN∽△ABO, ∴==,即==. ∴PN=,BN=. ∴EM=EQ﹣MQ==. PM=BD﹣BN﹣DQ==. 在Rt△PME中, PE===(cm). 【点评】本题主要考查了四边形的综合知识,解题的关键是根据三角形相似比求出相关线段. 28.如图1,矩形OABC顶点B的坐标为(8,3),定点D的坐标为(12,0),动点P从点O出发,以每秒2个单位长度的速度沿x轴的正方向匀速运动,动点Q从点D出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴的负方向匀速运动,PQ两点同时运动,相遇时停止.在运动过程中,以PQ为斜边在x轴上方作等腰直角三角形PQR.设运动时间为t秒. (1)当t= 1秒 时,△PQR的边QR经过点B; (2)设△PQR和矩形OABC重叠部分的面积为S,求S关于t的函数关系式; (3)如图2,过定点E(5,0)作EF⊥BC,垂足为F,当△PQR的顶点R落在矩形OABC的内部时,过点R作x轴、y轴的平行线,分别交EF、BC于点M、N,若∠MAN=45°,求t的值. 【分析】(1)△PQR的边QR经过点B时,△ABQ构成等腰直角三角形,则有AB=AQ,由此列方程求出t的值; (2)在图形运动的过程中,有三种情形,需要分类讨论,避免漏解; (3)首先判定ABFE为正方形;其次通过旋转,由三角形全等证明MN=EM+BN;设EM=m,BN=n,在Rt△FMN中,由勾股定理得到等式:mn+3(m+n)﹣9=0,由此等式列方程求出时间t的值. 【解答】解:(1)△PQR的边QR经过点B时,△ABQ构成等腰直角三角形, ∴AB=AQ,即3=4﹣t, ∴t=1. 即当t=1秒时,△PQR的边QR经过点B. (2)①当0≤t≤1时,如答图1﹣1所示. 设PR交BC于点G, 过点P作PH⊥BC于点H,则CH=OP=2t,GH=PH=3. S=S矩形OABC﹣S梯形OPGC =8×3﹣(2t+2t+3)×3 =﹣6t; ②当1<t≤2时,如答图1﹣2所示. 设PR交BC于点G,RQ交BC、AB于点S、T. 过点P作PH⊥BC于点H,则CH=OP=2t,GH=PH=3. QD=t,则AQ=AT=4﹣t, ∴BT=BS=AB﹣AQ=3﹣(4﹣t)=t﹣1. S=S矩形OABC﹣S梯形OPGC﹣S△BST =8×3﹣(2t+2t+3)×3﹣(t﹣1)2 =﹣t2﹣5t+19; ③当2<t≤4时,如答图1﹣3所示. 设RQ与AB交于点T,则AT=AQ=4﹣t. PQ=12﹣3t,∴PR=RQ=(12﹣3t). S=S△PQR﹣S△AQT =PR2﹣AQ2 =(12﹣3t)2﹣(4﹣t)2 =t2﹣14t+28. 综上所述,S关于t的函数关系式为: S=. (3)∵E(5,0),∴AE=AB=3, ∴四边形ABFE是正方形. 如答图2,将△AME绕点A顺时针旋转90°,得到△ABM′,其中AE与AB重合. ∵∠MAN=45°, ∴∠EAM+∠NAB=45°, ∴∠BAM′+∠NAB=45°, ∴∠MAN=∠M′AN. 连接MN.在△MAN与△M′AN中, ∴△MAN≌△M′AN(SAS). ∴MN=M′N=M′B+BN ∴MN=EM+BN. 设EM=m,BN=n,则FM=3﹣m,FN=3﹣n. 在Rt△FMN中,由勾股定理得:FM2+FN2=MN2,即(3﹣m)2+(3﹣n)2=(m+n)2, 整理得:mn+3(m+n)﹣9=0. ① 延长NR交x轴于点S,则m=EM=RS=PQ=(12﹣3t), ∵QS=PQ=(12﹣3t),AQ=4﹣t, ∴n=BN=AS=QS﹣AQ=(12﹣3t)﹣(4﹣t)=2﹣t. ∴m=3n, 代入①式,化简得:n2+4n﹣3=0, 解得n=﹣2+或n=﹣2﹣(舍去) ∴2﹣t=﹣2+ 解得:t=8﹣2. ∴若∠MAN=45°,则t的值为(8﹣2)秒. 【点评】 本题是运动型综合题,涉及动点与动线,复杂度较高,难度较大.第(2)问中,注意分类讨论周全,不要遗漏;第(3)问中,善于利用全等三角形及勾股定理,求得线段之间的关系式,最后列出方程求解.题中运算量较大,需要认真计算. 29.△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D为直线BC上一动点(点D不与B,C重合),以AD为边在AD右侧作正方形ADEF,连接CF. (1)观察猜想 如图1,当点D在线段BC上时, ①BC与CF的位置关系为: 垂直 . ②BC,CD,CF之间的数量关系为: BC=CD+CF ;(将结论直接写在横线上) (2)数学思考 如图2,当点D在线段CB的延长线上时,结论①,②是否仍然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请你写出正确结论再给予证明. (3)拓展延伸 如图3,当点D在线段BC的延长线上时,延长BA交CF于点G,连接GE.若已知AB=2,CD=BC,请求出GE的长. 【分析】(1)①根据正方形的性质得到∠BAC=∠DAF=90°,推出△DAB≌△FAC,根据全等三角形的性质即可得到结论;②由正方形ADEF的性质可推出△DAB≌△FAC,根据全等三角形的性质得到CF=BD,∠ACF=∠ABD,根据余角的性质即可得到结论; (2)根据正方形的性质得到∠BAC=∠DAF=90°,推出△DAB≌△FAC,根据全等三角形的性质以及等腰直角三角形的角的性质可得到结论. (3)根据等腰直角三角形的性质得到BC=AB=4,AH=BC=2,求得DH=3,根据正方形的性质得到AD=DE,∠ ADE=90°,根据矩形的性质得到NE=CM,EM=CN,由角的性质得到∠ADH=∠DEM,根据全等三角形的性质得到EM=DH=3,DM=AH=2,等量代换得到CN=EM=3,EN=CM=3,根据等腰直角三角形的性质得到CG=BC=4,根据勾股定理即可得到结论. 【解答】解:(1)①正方形ADEF中,AD=AF, ∵∠BAC=∠DAF=90°, ∴∠BAD=∠CAF, 在△DAB与△FAC中,, ∴△DAB≌△FAC, ∴∠B=∠ACF, ∴∠ACB+∠ACF=90°,即BC⊥CF; 故答案为:垂直; ②△DAB≌△FAC, ∴CF=BD, ∵BC=BD+CD, ∴BC=CF+CD; 故答案为:BC=CF+CD; (2)CF⊥BC成立;BC=CD+CF不成立,CD=CF+BC. ∵正方形ADEF中,AD=AF, ∵∠BAC=∠DAF=90°, ∴∠BAD=∠CAF, 在△DAB与△FAC中,, ∴△DAB≌△FAC, ∴∠ABD=∠ACF, ∵∠BAC=90°,AB=AC, ∴∠ACB=∠ABC=45°. ∴∠ABD=180°﹣45°=135°, ∴∠BCF=∠ACF﹣∠ACB=135°﹣45°=90°, ∴CF⊥BC. ∵CD=DB+BC,DB=CF, ∴CD=CF+BC. (3)解:过A作AH⊥BC于H,过E作EM⊥BD于M,EN⊥CF于N, ∵∠BAC=90°,AB=AC, ∴BC=AB=4,AH=BC=2, ∴CD=BC=1,CH=BC=2, ∴DH=3, 由(2)证得BC⊥CF,CF=BD=5, ∵四边形ADEF是正方形, ∴AD=DE,∠ADE=90°, ∵BC⊥CF,EM⊥BD,EN⊥CF, ∴四边形CMEN是矩形, ∴NE=CM,EM=CN, ∵∠AHD=∠ADE=∠EMD=90°, ∴∠ADH+∠EDM=∠EDM+∠DEM=90°, ∴∠ADH=∠DEM, 在△ADH与△DEM中,, ∴△ADH≌△DEM, ∴EM=DH=3,DM=AH=2, ∴CN=EM=3,EN=CM=3, ∵∠ABC=45°, ∴∠BGC=45°, ∴△BCG是等腰直角三角形, ∴CG=BC=4, ∴GN=1, ∴EG==. 【点评】本题考查了全等三角形的判定和性质,正方形的性质,余角的性质,勾股定理,等腰直角三角形的判定和性质,矩形的判定和性质,正确地作出辅助线构造全等三角形是解题的关键. 30.已知:四边形ABCD中,对角线的交点为O,E是OC上的一点,过点A作AG⊥BE于点G,AG、BD交于点F. (1)如图1,若四边形ABCD是正方形,求证:OE=OF; (2)如图2,若四边形ABCD是菱形,∠ABC=120°.探究线段OE与OF的数量关系,并说明理由; (3)如图3,若四边形ABCD是等腰梯形,∠ABC=α,且AC⊥BD.结合上面的活动经验,探究线段OE与OF的数量关系为 OF=tan(α﹣45°)OE (直接写出答案). 【分析】(1)根据正方形的对角线相等且互相垂直平分可得OA=OB,再根据同角的余角相等求出∠AFO=∠BEO,然后利用“角角边”证明△AOF和△BOE全等,根据全等三角形对应边相等证明即可; (2)根据菱形的对角线互相垂直可得AC⊥BD,对角线平分一组对角可得∠ABO=60°,再根据等角的余角相等求出∠AFO=∠BEO,然后证明△AOF和△ BOE相似,根据相似三角形对应边成比例可得=,再根据锐角三角形函数的定义解答; (3)根据等腰梯形的性质求出∠OBC=45°,再根据同角的余角相等求出∠OAF=∠OBE,然后求出△AOF和△BOE相似,利用相似三角形对应边成比例可得=,再根据锐角三角函数解答. 【解答】证明:(1)∵四边形ABCD是正方形,对角线的交点为O, ∴AC=BD,OA=OC,OB=OD, ∴OA=OB, ∵AC⊥BD,AG⊥BE, ∴∠FAO+∠AFO=90°,∠EAG+∠AEG=90°, ∴∠AFO=∠BEO, 在△AOF和△BOE中, , ∴△AOF≌△BOE(AAS), ∴OE=OF; (2)OF=OE. 理由:∵四边形ABCD是菱形,对角线的交点为O,∠ABC=120° ∴AC⊥BD,∠ABO=60°, ∴∠FAO+∠AFO=90°, ∵AG⊥BE, ∴∠EAG+∠BEA=90°. ∴∠AFO=∠BEO, 又∵∠AOF=∠BOE=90°, ∴△AOF∽△BOE, ∴=, ∵∠ABO=60°,AC⊥BD, ∴=tan60°=. ∴OF=OE; (3)∵四边形ABCD是等腰梯形, ∴∠OBC=∠OCB, ∵AC⊥BD, ∴∠OBC=45°, ∵∠ABC=α, ∴∠ABO=α﹣45°, ∵AG⊥BE, ∴∠OAF+∠AEG=90°, ∵AC⊥BD, ∴∠OBE+∠AEG=90°, ∴∠OAF=∠OBE, 又∵∠AOF=∠BOE=90°, ∴△AOF∽△BOE, ∴=, ∵∠ABO=α﹣45°,AC⊥BD, ∴=tan(α﹣45°), ∴OF=tan(α﹣45°)OE. 故答案为:OF=tan(α﹣45°)OE. 【点评】本题是四边形综合题型,主要利用了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,菱形的对角线互相垂直平分的性质,等腰梯形的性质,以及相似三角形的判定与性质,锐角三角形函数,综合性较强,(2)(3)两小题确定出相似三角形是解题的关键. 31.如图,矩形ABCD中,AB=3,AD=4,E为AB上一点,AE=1,M为射线AD上一动点,AM=a(a为大于0的常数),直线EM与直线CD交于点F,过点M作MG⊥EM,交直线BC于点G. (1)若M为边AD中点,求证△EFG是等腰三角形; (2)若点G与点C重合,求线段MG的长; (3)请用含a的代数式表示△EFG的面积S,并指出S的最小整数值. 【分析】(1)利用△MAE≌△MDF,求出EM=FM,再由MG⊥EM,得出EG=FG,所以△EFG是等腰三角形; (2)利用勾股定理EM2=AE2+AM2,EC2=BE2+BC2,得出CM2=EC2﹣EM2,利用线段关系求出CM.再△MAE∽△CDM, 求出a的值,再求出CM. (3)①当点M在AD上时,②:①当点M在AD的延长线上时,作MN⊥BC,交BC于点N,先求出EM,再利用△MAE∽△MDF求出FM,得到EF的值,再由△MNG∽△MAE得出MG的长度,然后用含a的代数式表示△EFG的面积S,指出S的最小整数值. 【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是矩形, ∴∠A=∠MDF=90°, ∵M为边AD中点, ∴MA=MD 在△MAE和△MDF中, ∴△MAE≌△MDF(ASA), ∴EM=FM, 又∵MG⊥EM, ∴EG=FG, ∴△EFG是等腰三角形; (2)解:如图1, ∵AB=3,AD=4,AE=1,AM=a ∴BE=AB﹣AE=3﹣1=2,BC=AD=4, ∴EM2=AE2+AM2,EC2=BE2+BC2, ∴EM2=1+a2,EC2=4+16=20, ∵CM2=EC2﹣EM2, ∴CM2=20﹣1﹣a2=19﹣a2, ∴CM=. ∵AB∥CD, ∴∠AEM=∠MFD, 又∵∠MCD+∠MFD=90°,∠AME+∠AEM=90°, ∴∠AME=∠MCD, ∵∠MAE=∠CDM=90°, ∴△MAE∽△CDM, ∴=,即=, 解得a=1或3, 代入CM=. 得CM=3或. 方法二:求出a后,利用Rt△CDM直接求CM比较简单. (3)解:①当点M在AD上时,如图2,作MN⊥BC,交BC于点N, ∵AB=3,AD=4,AE=1,AM=a ∴EM==,MD=AD﹣AM=4﹣a, ∵∠A=∠MDF=90°,∠AME=∠DMF, ∴△MAE∽△MDF ∴=, ∴=, ∴FM=, ∴EF=EM+FM=+=, ∵AD∥BC, ∴∠MGN=∠DMG, ∵∠AME+∠AEM=90°,∠AME+∠DMG=90°, ∴∠AEM=∠DMG, ∴∠MGN=∠AEM, ∵∠MNG=∠MAE=90°, ∴△MNG∽△MAE ∴=, ∴=, ∴MG=, ∴S=EF•MG=××=+6, 即S=+6, 当a=时,S有最小整数值,S=1+6=7. ②当点M在AD的延长线上时,如图3,作MN⊥BC,交BC延长线于点N, ∵AB=3,AD=4,AE=1,AM=a ∴EM==,MD=a﹣4, ∵DC∥AB, ∴△MAE∽△MDF ∴=, ∴=, ∴FM=, ∴EF=EM﹣FM=﹣=, ∵∠AME+∠EMN=90°,∠NMG+∠EMN=90°, ∴∠AME=∠NMG, ∵∠MNG=∠MAE=90°, ∴△MNG∽△MAE ∴=, ∴=, ∴MG=, ∴S=EF•MG=××=+6, 即S=+6, 当a>4时,S没有整数值. 综上所述当a=时,S有最小整数值,S=1+6=7. 【点评】本题主要考查了四边形的综合题,解题的关键是利用三角形相似求出线段的长度. 32.已知,在△ABC中,∠BAC=90°,∠ABC=45°,点D为直线BC上一动点(点D不与点B,C重合).以AD为边作正方形ADEF,连接CF (1)如图1,当点D在线段BC上时.求证:CF+CD=BC; (2)如图2,当点D在线段BC的延长线上时,其他条件不变,请直接写出CF,BC,CD三条线段之间的关系; (3)如图3,当点D在线段BC的反向延长线上时,且点A,F分别在直线BC的两侧,其他条件不变; ①请直接写出CF,BC,CD三条线段之间的关系; ②若正方形ADEF的边长为2,对角线AE,DF相交于点O,连接OC.求OC的长度. 【分析】(1)△ABC是等腰直角三角形,利用SAS即可证明△BAD≌△CAF,从而证得CF=BD,据此即可证得; (2)同(1)相同,利用SAS即可证得△BAD≌△CAF,从而证得BD=CF,即可得到CF﹣CD=BC; (3)首先证明△BAD≌△CAF,△FCD是直角三角形,然后根据正方形的性质即可求得DF的长,则OC即可求得. 【解答】证明:(1)∵∠BAC=90°,∠ABC=45°, ∴∠ACB=∠ABC=45°, ∴AB=AC, ∵四边形ADEF是正方形, ∴AD=AF,∠DAF=90°, ∵∠BAD=90°﹣∠DAC,∠CAF=90°﹣∠DAC, ∴∠BAD=∠CAF, 则在△BAD和△CAF中, , ∴△BAD≌△CAF(SAS), ∴BD=CF, ∵BD+CD=BC, ∴CF+CD=BC; (2)CF﹣CD=BC; (3)①CD﹣CF=BC ②∵∠BAC=90°,∠ABC=45°, ∴∠ACB=∠ABC=45°, ∴AB=AC, ∵四边形ADEF是正方形, ∴AD=AF,∠DAF=90°, ∵∠BAD=90°﹣∠BAF,∠CAF=90°﹣∠BAF, ∴∠BAD=∠CAF, ∵在△BAD和△CAF中, ∴△BAD≌△CAF(SAS), ∴∠ACF=∠ABD, ∵∠ABC=45°, ∴∠ABD=135°, ∴∠ACF=∠ABD=135°, ∴∠FCD=90°, ∴△FCD是直角三角形. ∵正方形ADEF的边长为2且对角线AE、DF相交于点O. ∴DF=AD=4,O为DF中点. ∴OC=DF=2. 【点评】本题考查了正方形与全等三角形的判定与性质的综合应用,证明三角形全等是关键. 33.已知:如图,在矩形ABCD中,AB=6cm,BC=8cm,对角线AC,BD交于点O.点P从点A出发,沿AD方向匀速运动,速度为1cm/s;同时,点Q从点D出发,沿DC方向匀速运动,速度为1cm/s;当一个点停止运动时,另一个点也停止运动.连接PO并延长,交BC于点E,过点Q作QF∥AC,交BD于点F.设运动时间为t(s)(0<t<6),解答下列问题: (1)当t为何值时,△AOP是等腰三角形? (2)设五边形OECQF的面积为S(cm2),试确定S与t的函数关系式; (3)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使S五边形S五边形OECQF:S△ACD=9:16?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由; (4)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使OD平分∠COP?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)根据矩形的性质和勾股定理得到AC=10,①当AP=PO=t,如图1,过P作PM⊥AO,根据相似三角形的性质得到AP=t=,②当AP=AO=t=5,于是得到结论; (2)过点O作OH⊥BC交BC于点H,已知BE=PD,则可求△BOE的面积;可证得△DFQ∽△DOC,由相似三角形的面积比可求得△DFQ的面积,从而可求五边形OECQF的面积. (3)根据题意列方程得到t=,t=0,(不合题意,舍去),于是得到结论; (4)由角平分线的性质得到DM=DN=,根据勾股定理得到ON=OM==,由三角形的面积公式得到OP=5﹣t,根据勾股定理列方程即可得到结论. 【解答】解:(1)∵在矩形ABCD中,AB=6cm,BC=8cm, ∴AC=10, ①当AP=PO=t,如图1, 过P作PM⊥AO, ∴AM=AO=, ∵∠PMA=∠ADC=90°,∠PAM=∠CAD, ∴△APM∽△ACD, ∴, ∴AP=t=, ②当AP=AO=t=5, ∴当t为或5时,△AOP是等腰三角形; (2)过点O作OH⊥BC交BC于点H,则OH=CD=AB=3cm. 由矩形的性质可知∠PDO=∠EBO,DO=BO,又得∠DOP=∠BOE, ∴△DOP≌BOE, ∴BE=PD=8﹣t, 则S△BOE=BE•OH=×3(8﹣t)=12﹣t. ∵FQ∥AC, ∴△DFQ∽△DOC,相似比为=, ∴= ∵S△DOC=S矩形ABCD=×6×8=12cm2, ∴S△DFQ=12×= ∴S五边形OECQF=S△DBC﹣S△BOE﹣S△DFQ=×6×8﹣(12﹣t)﹣=﹣t2+t+12; ∴S与t的函数关系式为S=﹣t2+t+12; (3)存在, ∵S△ACD=×6×8=24, ∴S五边形OECQF:S△ACD=(﹣t2+t+12):24=9:16, 解得t=3,或t=, ∴t=3或时,S五边形S五边形OECQF:S△ACD=9:16; (4)如图3,过D作DM⊥PE于M,DN⊥AC于N, ∵∠POD=∠COD, ∴DM=DN=, ∴ON=OM==, ∵OP•DM=3PD, ∴OP=5﹣t, ∴PM=﹣t, ∵PD2=PM2+DM2, ∴(8﹣t)2=(﹣t)2+()2, 解得:t=16(不合题意,舍去),t=, ∴当t=时,OD平分∠COP. 【点评】本题考查了矩形的性质,角平分线的性质,相似三角形的判定和性质,图形面积的计算,全等三角形的判定和性质,正确的识别图形是解题的关键. 34.如图1,在正方形ABCD内作∠EAF=45°,AE交BC于点E,AF交CD于点F,连接EF,过点A作AH⊥EF,垂足为H. (1)如图2,将△ADF绕点A顺时针旋转90°得到△ABG. ①求证:△AGE≌△AFE; ②若BE=2,DF=3,求AH的长. (2)如图3,连接BD交AE于点M,交AF于点N.请探究并猜想:线段BM,MN,ND之间有什么数量关系?并说明理由. 【分析】(1)①由旋转的性质可知:AF=AG,∠DAF=∠BAG,接下来在证明∠GAE=∠FAE,然后依据SAS证明△GAE≌△FAE即可;②由全等三角形的性质可知:AB=AH,GE=EF=5.设正方形的边长为x,接下来,在Rt△EFC中,依据勾股定理列方程求解即可; (2)将△ABM逆时针旋转90°得△ADM′.在△NM′D中依据勾股定理可证明NM′2=ND2+DM′2,接下来证明△AMN≌△ANM′,于的得到MN=NM′,最后再由BM=DM′证明即可. 【解答】解:(1)①由旋转的性质可知:AF=AG,∠DAF=∠BAG. ∵四边形ABCD为正方形, ∴∠BAD=90°. 又∵∠EAF=45°, ∴∠BAE+∠DAF=45°. ∴∠BAG+∠BAE=45°. ∴∠GAE=∠FAE. 在△GAE和△FAE中, , ∴△GAE≌△FAE. ②∵△GAE≌△FAE,AB⊥GE,AH⊥EF, ∴AB=AH,GE=EF=5. 设正方形的边长为x,则EC=x﹣2,FC=x﹣3. 在Rt△EFC中,由勾股定理得:EF2=FC2+EC2,即(x﹣2)2+(x﹣3)2=25. 解得:x=6. ∴AB=6. ∴AH=6. (2)如图所示:将△ABM逆时针旋转90°得△ADM′. ∵四边形ABCD为正方形, ∴∠ABD=∠ADB=45°. 由旋转的性质可知:∠ABM=∠ADM′=45°,BM=DM′. ∴∠NDM′=90°. ∴NM′2=ND2+DM′2. ∵∠EAM′=90°,∠EAF=45°, ∴∠EAF=∠FAM′=45°. 在△AMN和△ANM′中, , ∴△AMN≌△ANM′. ∴MN=NM′. 又∵BM=DM′, ∴MN2=ND2+BM2. 【点评】本题主要考查的是四边形的综合应用,解答本题主要应用了旋转的性质、全等三角形的性质和判定、勾股定理的应用,正方形的性质,依据旋转的性质构造全等三角形和直角三角形是解题的关键. 35.给出定义,若一个四边形中存在相邻两边的平方和等于一条对角线的平方,则称该四边形为勾股四边形. (1)在你学过的特殊四边形中,写出两种勾股四边形的名称; (2)如图,将△ABC绕顶点B按顺时针方向旋转60°得到△DBE,连接AD,DC,CE,已知∠DCB=30°. ①求证:△BCE是等边三角形; ②求证:DC2+BC2=AC2,即四边形ABCD是勾股四边形. 【分析】(1)根据定义和特殊四边形的性质,则有矩形或正方形或直角梯形; (2)①首先证明△ABC≌△DBE,得出AC=DE,BC=BE,连接CE,进一步得出△BCE为等边三角形; ②利用等边三角形的性质,进一步得出△DCE是直角三角形,问题得解. 【解答】解:(1)正方形、矩形、直角梯形均可; 证明:(2)①∵△ABC≌△DBE, ∴BC=BE, ∵∠CBE=60°, ∴△BCE是等边三角形; ②∵△ABC≌△DBE, ∴BE=BC,AC=ED; ∴△BCE为等边三角形, ∴BC=CE,∠BCE=60°, ∵∠DCB=30°, ∴∠DCE=90°, 在Rt△DCE中, DC2+CE2=DE2, ∴DC2+BC2=AC2. 【点评】此题主要考查勾股定理,三角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,是一道综合性很强的题目. 36.如图1,直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ADC=90°,AD=8,BC=6,点M从点D出发,以每秒2个单位长度的速度向点A运动,同时,点N从点B出发,以每秒1个单位长度的速度向点C运动.其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停止运动.过点N作NP⊥AD于点P,连接AC交NP于点Q,连接MQ.设运动时间为t秒. (1)AM= 8﹣2t ,AP= 2+t .(用含t的代数式表示) (2)当四边形ANCP为平行四边形时,求t的值 (3)如图2,将△AQM沿AD翻折,得△AKM,是否存在某时刻t, ①使四边形AQMK为为菱形,若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由 ②使四边形AQMK为正方形,则AC= 8 . 【分析】(1)由DM=2t,根据AM=AD﹣DM即可求出AM=8﹣2t;先证明四边形CNPD为矩形,得出DP=CN=6﹣t,则AP=AD﹣DP=2+t; (2)根据四边形ANCP为平行四边形时,可得6﹣t=8﹣(6﹣t),解方程即可; (3))①由NP⊥AD,QP=PK,可得当PM=PA时有四边形AQMK为菱形,列出方程6﹣t﹣2t=8﹣(6﹣t),求解即可, ②要使四边形AQMK为正方形,由∠ADC=90°,可得∠CAD=45°,所以四边形AQMK为正方形,则CD=AD,由AD=8,可得CD=8,利用勾股定理求得AC即可. 【解答】解:(1)如图1. ∵DM=2t, ∴AM=AD﹣DM=8﹣2t. ∵在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ADC=90°,NP⊥AD于点P, ∴四边形CNPD为矩形, ∴DP=CN=BC﹣BN=6﹣t, ∴AP=AD﹣DP=8﹣(6﹣t)=2+t; 故答案为:8﹣2t,2+t. (2)∵四边形ANCP为平行四边形时,CN=AP, ∴6﹣t=8﹣(6﹣t),解得t=2, (3)①存在时刻t=1,使四边形AQMK为菱形.理由如下: ∵NP⊥AD,QP=PK, ∴当PM=PA时有四边形AQMK为菱形, ∴6﹣t﹣2t=8﹣(6﹣t),解得t=1, ②要使四边形AQMK为正方形. ∵∠ADC=90°, ∴∠CAD=45°. ∴四边形AQMK为正方形,则CD=AD, ∵AD=8, ∴CD=8, ∴AC=8. 故答案为:8. 【点评】 本题是四边形综合题,其中涉及到直角梯形的性质,矩形的判定与性质,等腰直角三角形的性质,轴对称的性质,等腰三角形的性质,正方形的性质等知识,综合性较强,难度适中.运用数形结合、方程思想是解题的关键. 37.已知,如图1,BD是边长为1的正方形ABCD的对角线,BE平分∠DBC交DC于点E,延长BC到点F,使CF=CE,连接DF,交BE的延长线于点G. (1)求证:△BCE≌△DCF; (2)求CF的长; (3)如图2,在AB上取一点H,且BH=CF,若以BC为x轴,AB为y轴建立直角坐标系,问在直线BD上是否存在点P,使得以B、H、P为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,直接写出所有符合条件的P点坐标;若不存在,说明理由. 【分析】(1)利用正方形的性质,由全等三角形的判定定理SAS即可证得△BCE≌△DCF; (2)通过△DBG≌△FBG的对应边相等知BD=BF=;然后由CF=BF﹣BC=即可求得; (3)分三种情况分别讨论即可求得. 【解答】(1)证明:如图1, 在△BCE和△DCF中, , ∴△BCE≌△DCF(SAS); (2)证明:如图1, ∵BE平分∠DBC,OD是正方形ABCD的对角线, ∴∠EBC=∠DBC=22.5°, 由(1)知△BCE≌△DCF, ∴∠EBC=∠FDC=22.5°(全等三角形的对应角相等); ∴∠BGD=90°(三角形内角和定理), ∴∠BGF=90°; 在△DBG和△FBG中, , ∴△DBG≌△FBG(ASA), ∴BD=BF,DG=FG(全等三角形的对应边相等), ∵BD==, ∴BF=, ∴CF=BF﹣BC=﹣1; (3)解:如图2,∵CF=﹣1,BH=CF ∴BH=﹣1, ①当BH=BP时,则BP=﹣1, ∵∠PBC=45°, 设P(x,x), ∴2x2=(﹣1)2, 解得x=1﹣或﹣1+, ∴P(1﹣,1﹣)或(﹣1+,﹣1+); ②当BH=HP时,则HP=PB=﹣1, ∵∠ABD=45°, ∴△PBH是等腰直角三角形, ∴P(﹣1,﹣1); ③当PH=PB时,∵∠ABD=45°, ∴△PBH是等腰直角三角形, ∴P(,), 综上,在直线BD上是否存在点P,使得以B、H、P为顶点的三角形为等腰三角形,所有符合条件的P点坐标为(1﹣,1﹣)、(﹣1+,﹣1+)、(﹣1,﹣1)、(,). 【点评】本题是四边形的综合题,考查了正方形的性质,三角形全等的判定和性质,等腰三角形的判定,熟练掌握性质定理是解题的关键. 38.如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC于点D,BC=10cm,AD=8cm,E点F点分别为AB,AC的中点. (1)求证:四边形AEDF是菱形; (2)求菱形AEDF的面积; (3)若H从F点出发,在线段FE上以每秒2cm的速度向E点运动,点P从B点出发,在线段BC上以每秒3cm的速度向C点运动,问当t为何值时,四边形BPHE是平行四边形?当t取何值时,四边形PCFH是平行四边形? 【分析】(1)根据等腰三角形的性质,证得点D是BC的中点;根据三角形的中位线定理,即可证得:DE∥AC,DF∥AB,根据题目中的条件,即可证得结论; (2)根据中位线定理,即可求出线段EF的长度;根据菱形的面积等于对角线乘积的一半,即可求出菱形面积; (3)根据平行四边形的对边相等,列出关于t的方程,求出t即可. 【解答】(1)证明:∵AB=AC,AD⊥BC, ∴D为BC的中点, ∵E,F分别为AB,AC的中点, ∴DE和DF是△ABC的中位线, ∴DE∥AC,DF∥AB, ∴四边形AEDF是平行四边形, ∵E,F分别为AB,AC的中点,AB=AC, ∴AE=AF∴平行四边形AEDF是菱形; (2)解:∵EF为△ABC的中位线, ∴EF=BC=5, ∵AD=8,AD⊥EF, ∴S菱形AEDF=AD•EF=×8×5=20; (3)解:∵EF∥BC ∴EH∥BP, 若四边形BPHE为平行四边形,则需EH=BP, ∴5﹣2t=3t,解得:t=1, ∴当t=1秒时,四边形BPHE为平行四边形, ∵EF∥BC, ∴FH∥PC, 若四边形PCFH为平行四边形,则需FH=PC, ∴2t=10﹣3t,解得:t=2, ∴当t=2秒时,四边形PCFH为平行四边形. 【点评】本题主要考查了等腰三角形的性质、菱形的性质与判定、平行四边形的性质与判定的综合应用,解决此类问题,需要将各知识点融合,熟练应用相关的知识点是解题的关键. 39.如图,四边形OABC是边长为4的正方形,点P为OA边上任意一点(与点O、A不重合),连接CP,过点P作PM⊥CP交AB于点D,且PM=CP,过点M作MN∥OA,交BO于点N,连接ND、BM,设OP=t. (1)求点M的坐标(用含t的代数式表示). (2)试判断线段MN的长度是否随点P的位置的变化而改变?并说明理由. (3)当t为何值时,四边形BNDM的面积最小. 【分析】(1)作ME⊥x轴于E,则∠MEP=90°,先证出∠PME=∠CPO,再证明△MPE≌△PCO,得出ME=PO=t,EP=OC=4,求出OE,即可得出点M的坐标; (2)连接AM,先证明四边形AEMF是正方形,得出∠MAE=45°=∠BOA,AM∥OB,证出四边形OAMN是平行四边形,即可得出MN=OA=4; (3)先证明△PAD∽△PEM,得出比例式,得出AD,求出BD,求出四边形BNDM的面积S是关于t的二次函数,即可得出结果. 【解答】解:(1)作ME⊥x轴于E,如图1所示: 则∠MEP=90°,ME∥AB, ∴∠MPE+∠PME=90°, ∵四边形OABC是正方形, ∴∠POC=90°,OA=OC=AB=BC=4,∠BOA=45°, ∵PM⊥CP, ∴∠CPM=90°, ∴∠MPE+∠CPO=90°, ∴∠PME=∠CPO, 在△MPE和△PCO中,, ∴△MPE≌△PCO(AAS), ∴ME=PO=t,EP=OC=4, ∴OE=t+4, ∴点M的坐标为:(t+4,t); (2)线段MN的长度不发生改变;理由如下: 连接AM,如图2所示: ∵MN∥OA,ME∥AB,∠MEA=90°, ∴四边形AEMF是矩形, 又∵EP=OC=OA, ∴AE=PO=t=ME, ∴四边形AEMF是正方形, ∴∠MAE=45°=∠BOA, ∴AM∥OB, ∴四边形OAMN是平行四边形, ∴MN=OA=4; (3)∵ME∥AB, ∴△PAD∽△PEM, ∴, 即, ∴AD=﹣t2+t, ∴BD=AB﹣AD=4﹣(﹣t2+t)=t2﹣t+4, ∵MN∥OA,AB⊥OA, ∴MN⊥AB, ∴四边形BNDM的面积S=MN•BD=×4(t2﹣t+4)=(t﹣2)2+6, ∴S是t的二次函数, ∵>0, ∴S有最小值, 当t=2时,S的值最小; ∴当t=2时,四边形BNDM的面积最小. 【点评】本题是四边形综合题目,考查了正方形的性质与判定、全等三角形的判定与性质、平行四边形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、四边形面积的计算以及二次函数的最值等知识;本题难度较大,综合性强,特别是(2)(3)中,需要证明四边形是正方形、平行四边形、三角形相似以及运用二次函数才能得出结果. 40.如图(1),E是正方形ABCD的边BC上的一个点(E与B、C两点不重合),过点E作射线EP⊥AE,在射线EP上截取线段EF,使得EF=AE;过点F作FG⊥BC交BC的延长线于点G. (1)求证:FG=BE; (2)连接CF,如图(2),求证:CF平分∠DCG; (3)当=时,求sin∠CFE的值. 【分析】 (1)根据同角的余角相等得到一对角相等,再由一对直角相等,且AE=EF,利用AAS得到三角形ABE与三角形EFG全等,利用全等三角形的对应边相等即可得证; (2)由(1)得到BC=AB=EG,利用等式的性质得到BE=CG,根据FG=BE,等量代价得到FG=CG,即三角形FCG为等腰直角三角形,得到∠FCG=45°,即可得证; (3)如图,作CH⊥EF于H,则△EHC∽△EGF,利用相似得比例,根据BE与BC的比值,设出BE,EC,以及EG,FG,利用勾股定理表示出EF,CF,进而表示出HC,在直角三角形HC中,利用锐角三角函数定义即可求出sin∠CFE的值. 【解答】(1)证明:∵EP⊥AE, ∴∠AEB+∠GEF=90°, 又∵∠AEB+∠BAE=90°, ∴∠GEF=∠BAE, 又∵FG⊥BC, ∴∠ABE=∠EGF=90°, 在△ABE与△EGF中, , ∴△ABE≌△EGF(AAS), ∴FG=BE; (2)证明:由(1)知:BC=AB=EG, ∴BC﹣EC=EG﹣EC, ∴BE=CG, 又∵FG=BE, ∴FG=CG, 又∵∠CGF=90°, ∴∠FCG=45°=∠DCG, ∴CF平分∠DCG; (3)解:如图,作CH⊥EF于H, ∵∠HEC=∠GEF,∠CHE=∠FGE=90°, ∴△EHC∽△EGF, ∴=, 根据=,设BE=3a,则EC=a,EG=4a,FG=CG=3a, ∴EF=5a,CF=3a, ∴=,HC=a, ∴sin∠CFE==. 【点评】此题属于四边形综合题,涉及的知识有:全等三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,以及锐角三角函数定义,熟练掌握判定与性质是解本题的关键. 41.如图,已知在矩形ABCD中,AD=10,CD=5,点E从点D出发,沿线段DA以每秒1个单位长的速度向点A方向移动,同时点F从点C出发,沿射线CD方向以每秒2个单位长的速度移动,当B、E、F三点共线时,两点同时停止运动,此时BF⊥CE.设点E移动的时间为t(秒). (1)求当t为何值时,两点同时停止运动; (2)求当t为何值时,EC是∠BED的平分线; (3)设四边形BCFE的面积为S,求S与t之间的函数关系式,并写出t的取值范围; (4)求当t为何值时,△EFC是等腰三角形.(直接写出答案) 【分析】(1)B,E,F三点共线时,满足△FED∽△FBC,结合行程问题可以得出关于t的比例式,求出t的值; (2)∠BEC=∠BFC.可以转化为∠BEC=∠BCE.即BE=BC.得出关于t的方程,求出值; (3)求S与t之间的函数关系式,可以将四边形BCFE的面积分成S△BCE,S△ECF两部分,结合(1)确定t的取值范围; (4)根据等腰三角形的性质,分EF=EC,EC=FC,EF=FC三种情况讨论. 【解答】解:(1)当B,E,F三点共线时,两点同时停止运动,如图所示. 由题意可知:ED=t,BC=10,FD=2t﹣5,FC=2t. ∵ED∥BC, ∴△FED∽△FBC. ∴=. ∴=. 解得t=5. ∴当t=5时,两点同时停止运动; (2)在Rt△BCF和Rt△CDE中, ∵∠BCF=∠CDE=90°,==2, ∴Rt△BCF∽Rt△CDE. ∴∠BFC=∠CED. ∵AD∥BC, ∴∠BCE=∠CED.若∠BEC=∠BFC,则∠BEC=∠BCE.即BE=BC. ∵52+(10﹣t)2=102, 解得 t1=10+5(舍去),t2=10﹣5. 即当t=10﹣5时,EC是∠BED的平分线. (3)分两种情况讨论:①当F在线段CD上时:S四边形BCFE=S梯形BCDE﹣S△EDF= (t+10)×5﹣t(5﹣2t)=t2+25; ②当F在CD延长线上时: S四边形BCFE=S梯形BCDE+S△EDF=(t+10)×5+t(2t﹣5)=t2+25; ∴S=t2+25(0≤t≤5); (4)△EFC是等腰三角形有三种情况: ①若EF=EC时,则点F只能在CD的延长线上, ∵EF2=(2t﹣5)2+t2=5t2﹣20t+25, EC2=52+t2=t2+25, ∴5t2﹣20t+25=t2+25. ∴t=5或t=0(舍去); ②若EC=FC时, ∵EC2=52+t2=t2+25,FC2=4t2, ∴t2+25=4t2. ∴t=; ③若EF=FC时, ∵EF2=(2t﹣5)2+t2=5t2﹣20t+25,FC2=4t2, ∴5t2﹣20t+25=4t2. ∴t1=10+5(舍去),t2=10﹣5. ∴当t的值为5,或10﹣5时,△EFC是等腰三角形. 【点评】 本题考查了四边形综合题.其中涉及到了勾股定理,相似三角形的判定与性质以及等腰三角形的性质.该题数形结合,综合性较强,将行程问题与矩形有机的整合,有一定的思维容量. 42.如图1,将矩形ABCD绕点A顺时针旋转至矩形B点正好落在CD上的点E处,连结BE. (1)求证:∠BAE=2∠CBE; (2)如图2,连BG交AE于M,点N为BE的中点,连MN、AF,试探究AF与MN的数量关系,并证明你的结论; (3)若AB=5,BC=3,直接写出BG的长 2 . 【分析】(1)求出∠ABE=∠AEB,求出∠CBE+∠ABE=90°,∠BAE+2∠ABE=180°,即可求出答案; (2)过B作BO⊥AE于O,连接EG,根据矩形性质得出EG=AF,求出BC=BO=AG,求出M为BG中点,根据三角形中位线求出即可; (3)根据勾股定理求出DE,求出求出OM=DE=2,根据勾股定理求出BM,代入BG=2BM求出即可. 【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是矩形, ∴∠C=∠CBA=90°, ∴∠CBE+∠ABE=90°, ∵将矩形ABCD绕点A顺时针旋转至矩形B点正好落在CD上的点E处, ∴BC=AG,∠EAG=90°,AE=AB, ∴∠ABE=∠AEB, ∵∠BAE+∠ABE+∠AEB=180°, ∴2∠ABE+∠BAE=180°, ∵∠CBE+∠ABE=90°, ∴2∠CBE+2∠ABE=180°, ∴∠BAE=2∠CBE. (2)MN=AF, 证明:过B作BO⊥AE于O,连接EG, ∵四边形AEFG是矩形, ∴AF=EG,∠MAG=∠BOM=90°, ∵∠C=∠CBA=90°, ∴∠AEB=∠ABE=90°﹣∠CBE,∠CEB=90°﹣∠CBE, ∴∠CEB=∠OEB, 在△CBE和△OBE中 ∴△CBE≌△OBE(AAS), ∴EC=OE,BO=BC=AD=AG, 在△BOM和△GAM中 , ∴△BOM≌△GAM(AAS), ∴BM=GM, ∵点N为BE的中点, ∴MN=EG, ∵EG=AF, ∴MN=AF. (3)解:在Rt△DEA中,∠EDA=90°,AD=BC=3,AE=AB=5,由勾股定理得:DE=4, ∵△BOM≌△GAM,△CBE≌△OBE, ∴OM=AM,EC=EO, ∴OM= = = = =2, 在Rt△BOM中,由勾股定理得:BM=== ∵BM=GM, ∴BG=+=2, 故答案为:2. 【点评】本题考查了勾股定理,矩形性质,旋转性质,全等三角形的性质和判定,三角形的中位线等知识点的应用,主要考查学生综合运行定理进行推理的能力,有一定的难度. 43.将一矩形纸片OABC放在直角坐标系中,O为原点,C在x轴上,OA=6,OC=10. (1)如图(1),在OA上取一点E,将△EOC沿EC折叠,使O点落在AB边上的D点,求E点的坐标; (2)如图(2),在OA、OC边上选取适当的点E′、F,将△E′OF沿E′F折叠,使O点落在AB边上D′点,过D′作D′G∥AO交E′F于T点,交OC于G点,求证:TG=AE′; (3)在(2)的条件下,设T(x,y).①探求:y与x之间的函数关系式.②指出变量x的取值范围. 【分析】(1)先根据折叠的性质得出DC=OC=10,在Rt△BCD中,运用矩形的性质及勾股定理得出BD=8,然后在Rt△AED中,由勾股定理得OE2=22+(6﹣OE)2,解方程求出OE的长,进而求出点E的坐标; (2)先由折叠的性质得出∠D′E′F=∠OE′F,由平行线的性质得出∠OE′F=∠D′TE′,则∠D′E′F=∠D′TE′,根据等角对等边得到D′T=D′E′=OE′,则TG=AE′; (3)①由T(x,y),得出AD′=x,TG=AE′=y,D′T=D′E′=OE′=6﹣y,在Rt△AD′E′中,根据勾股定理得出AD′2+AE′2=D′E′2,即x2+y2=(6﹣y)2,整理可求出y与x的函数关系式; ②在(1)中给出的情况就是x的最小值的状况,可根据AD的长求出x的最小值,当x取最大值时,E′F平分∠OAB,即E′与A重合,四边形AOFD′为正方形,可据此求出此时x的值,有了x的最大和最小取值即可求出x的取值范围. 【解答】解:(1)如图(1),∵将△EOC沿EC折叠,使O点落在AB边上的D点, ∴DC=OC=10. 在Rt△BCD中,∵∠B=90°,BC=OA=6,DC=10, ∴BD==8. 在Rt△AED中,∵∠DAE=90°,AD=2,DE=OE,AE=6﹣OE, ∴DE2=AD2+AE2,即OE2=22+(6﹣OE)2, 解得 OE=, ∴E点的坐标为(0,); (2)如图(2),∵将△E′OF沿E′F折叠,使O点落在AB边上D′点, ∴∠D′E′F=∠OE′F,D′E′=OE′, ∵D′G∥AO, ∴∠OE′F=∠D′TE′, ∴∠D′E′F=∠D′TE′, ∴D′T=D′E′=OE′, ∴TG=AE′; (3)①∵T(x,y), ∴AD′=x,TG=AE′=y,D′T=D′E′=OE′=6﹣y. 在Rt△AD′E′中,∵∠D′AE′=90°, ∴AD′2+AE′2=D′E′2,即x2+y2=(6﹣y)2, 整理,得y=﹣x2+3; ②结合(1)可得AD′=OG=2时,x最小,从而x≥2, 当E′F恰好平分∠OAB时,AD′最大即x最大, 此时G点与F点重合,四边形AOFD′为正方形,即x最大为6,从而x≤6, 故变量x的取值范围是2≤x≤6. 【点评】本题考查了图形的翻折变换,矩形的性质,勾股定理,平行线的性质,等腰三角形的判定,函数解析式的求法等知识,综合性较强,难度适中,主要运用数形结合的思想方法. 44.如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AD=16cm,AB=12cm,BC=21cm,动点P从点B出发,沿射线BC的方向以每秒2cm的速度运动,动点Q从点A出发,在线段AD上以每秒1cm的速度向点D运动,点P,Q分别从点B,A同时出发,当点Q运动到点D时,点P随之停止运动,设运动的时间为t(秒). (1)当t为何值时,四边形PQDC是平行四边形. (2)当t为何值时,以C,D,Q,P为顶点的梯形面积等于60cm2? (3)是否存在点P,使△PQD是等腰三角形(不考虑QD=PD)?若存在,请求出所有满足要求的t的值,若不存在,请说明理由. 【分析】(1)由题意已知,AD∥BC,要使四边形PQDC是平行四边形,则只需要让QD=PC即可,因为Q、P点的速度已知,AD、BC的长度已知,要求时间,用时间=路程÷速度,即可求出时间; (2)要使以C、D、Q、P为顶点的梯形面积等于60cm2,可以分为两种情况:点P、Q分别沿AD、BC运动或点P返回时,再利用梯形面积公式,即(QD+PC)×AB÷2=60,因为Q、P点的速度已知,AD、AB、BC的长度已知,用t可分别表示QD、BC的长,即可求得时间t; (3)使△PQD是等腰三角形,可分三种情况,即PQ=PD、PQ=QD、QD=PD;可利用等腰三角形及直角梯形的性质,分别用t表达等腰三角形的两腰长,再利用两腰相等即可求得时间t. 【解答】解:(1)∵四边形PQDC是平行四边形, ∴DQ=CP, 当P从B运动到C时,如图(1): ∵DQ=AD﹣AQ=16﹣t, CP=21﹣2t ∴16﹣t=21﹣2t 解得t=5 当P从C运动到B时, ∵DQ=AD﹣AQ=16﹣t, CP=2t﹣21 ∴16﹣t=2t﹣21, 解得t=, ∴当t=5或秒时,四边形PQDC是平行四边形; (2)若点P、Q分别沿AD、BC运动时,如图(2): , 即, 解得t=9; 若点P返回时,CP=2(t﹣), 则, 解得t=15. 故当t=9或15秒时,以C,D,Q,P为顶点的梯形面积等60cm2; (3)当PQ=PD时,如图(3): 作PH⊥AD于H,则HQ=HD ∵QH=HD=QD=(16﹣t) 由AH=BP得2t=(16﹣t)+t, 解得t=秒; 当PQ=QD时QH=AH﹣AQ=BP﹣AQ=2t﹣t=t,QD=16﹣t, ∵QD2=PQ2=t2+122 ∴(16﹣t)2=122+t2 解得t=(秒); 当QD=PD时DH=AD﹣AH=AD﹣BP=16﹣2t, ∵QD2=PD2=PH2+HD2=122+(16﹣2t)2 ∴(16﹣t)2=122+(16﹣2t)2 即3t2﹣32t+144=0 ∵△<0, ∴方程无实根, 综上可知,当t=秒或t=秒时,△PQD是等腰三角形. 【点评】本题主要考查了直角梯形的性质、平行四边形的性质、梯形的面积、等腰三角形的性质,特别应该注意要全面考虑各种情况,不要遗漏. 45.如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC是矩形,其中点A在x轴的正半轴上,点B的坐标为(4,2),点D为对角线OB上一个动点(不包括端点),∠BCD的平分线交OB于点E. (1)求线段OB所在直线的函数表达式,并写出CD的取值范围. (2)当∠BCD的平分线经过点A时,求点D的坐标. (3)点P是线段BC上的一个动点,求CD十DP的最小值. 【分析】(1)设线段OB所在直线的函数表达式为y=kx,把B(4,2)代入求出k即可解决问题. (2)如图1中,延长CD交OA于点F,设AF=CF=m,则OF=4﹣m,由OF2+OC2=CF2,列出方程求出m,求出直线CF的解析式,解方程组即可解决问题. (3)如图2中,作点C关于直线OB的对称点F,作FP⊥BC,交OB于D,垂足为P,则点P、D就是所求的点,此时DC+DP=DF+PD=FP最短,求出点F坐标即可解决问题. 【解答】解:(1)设线段OB所在直线的函数表达式为y=kx, 把B(4,2)代入,得2=4k,解得k=, ∴线段OB所在直线的函数表达式为y=x. CD的范围:≤CD<4. (2)如图1中,延长CD交OA于点F, ∵∠ACF=∠ACB=∠CAF, ∴AF=CF,设AF=CF=m,则OF=4﹣m, ∵OF2+OC2=CF2, ∴(4﹣m)2+22=m2,解得m=, ∴OF= ∴直线CF的解析式为y=﹣x+2, 由解得, ∴点D坐标(,). (3)如图2中,作点C关于直线OB的对称点F,作FP⊥BC,交OB于D,垂足为P,则点P、D就是所求的点,此时DC+DP=DF+PD=FP最短(垂线段最短). ∵直线OB的解析式为y=x,CF⊥OB, ∴可以设直线CF的解析式为y=﹣2x+b,把C(0,2)代入得b=2, ∴直线CF解析式为y=﹣2x+2,设直线CF交OB于点E, 由解得, ∴点E坐标(,), ∵C、F关于点E对称, ∴点F坐标(,﹣), ∴CD+PD最小值=PF=2+=. 【点评】本题考查四边形综合题、一次函数、矩形的性质、待定系数法勾股定理、最小值问题等知识,解题的关键是学会构建函数,利用方程组求交点坐标,想到利用垂线段最短解决最小值问题,属于中考压轴题. 46.如图,在四边形ABCD中,∠A=90°,AD∥BC,E为AB的中点,连接CE,BD,过点E作FE⊥CE于点E,交AD于点F,连接CF,已知2AD=AB=BC. (1)求证:CE=BD; (2)若AB=4,求AF的长度; (3)求sin∠EFC的值. 【分析】(1)由E为AB的中点,得到AB=2BE,等量代换得到BE=AD,推出△ABD≌△BCE,根据全等三角形的性质即可得到结论; (2)根据已知条件得到AE=BE=2,BC=4,根据余角的性质得到∠AFE=∠BEC,根据相似三角形的性质即可得到结论; (3)根据相似三角形的性质得到AF=AE,设AF=k,则AE=BE=2k,BC=4k,根据勾股定理得到EF=k,CE=2k,CF=5k,由三角函数的定义即可得到结论. 【解答】解:(1)∵E为AB的中点, ∴AB=2BE, ∵AB=2AD, ∴BE=AD, ∵∠A=90°,AD∥BC, ∴∠ABC=90°, 在△ABD与△BCE中,, ∴△ABD≌△BCE, ∴CE=BD; (2)∵AB=4, ∴AE=BE=2,BC=4, ∵FE⊥CE, ∴∠FEC=90°, ∴∠AEF+∠AFE=∠AEF+∠BEC=90°, ∴∠AFE=∠BEC, ∴△AEF∽△BCE, ∴, ∴AF=1; (3)∵△AEF∽△BCE, ∴, ∴AF=AE, 设AF=k,则AE=BE=2k,BC=4k, ∴EF==k, CE==2k, ∴CF==5k, ∴sin∠EFC==. 【点评】本题考查了全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理,平行线的性质,熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键. 47.如图① ,在长方形ABCD中,AB=DC=3cm,BC=5cm,点P从点B出发,以1cm/s的速度沿BC向点C运动,设点P的运动时间为ts. (1)PC= (5﹣t) cm.(用含t的代数式表示); (2)当t为何值时,△ABP≌△DCP,请说明理由; (3)如图②,当点P从点B开始运动时,点Q从点C出发,以acm/s的速度沿CD向点D运动,是否存在这样a的值,使得△ABP与△PCQ全等?若存在,请求出a的值,若不存在,请说明理由. 【分析】(1)根据题意求出BP,计算即可; (2)根据全等三角形的判定定理解答; (3)分△ABP≌△QCP和△ABP≌△PCQ两种情况,根据全等三角形的性质解答. 【解答】解:(1)∵点P的速度是1cm/s, ∴ts后BP=tcm, ∴PC=BC﹣BP=(5﹣t)cm, 故答案为:5﹣t; (2)当t=2.5时,△ABP≌△DCP, ∵当t=2.5时,BP=CP=2.5, 在△ABP和△DCP中, , ∴△ABP≌△DCP; (3)∵∠B=∠C=90°, ∴当AB=PC,BP=CQ时,△ABP≌△PCQ, ∴5﹣t=3,t=at, 解得,t=2,a=1, 当AB=QC,BP=CP时,△ABP≌△QCP, 此时,点P为BC的中点,点Q与点D重合, ∴t=2.5,at=3, 解得,a=1.2, 综上所述,当a=1或a=1.2时,△ABP与△PCQ全等. 【点评】本题考查的是矩形的性质、全等三角形的判定和性质,掌握矩形的对边相等、四个角都是直角以及全等三角形的判定定理和性质定理、灵活运用分情况讨论思想是解题的关键. 48.如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是平行四边形,AD=6,若OA、OB的长是关于x的一元二次方程x2﹣7x+12=0的两个根,且OA>OB. (1)求OA、OB的长. (2)若点E为x轴上的点,且S△AOE=,试判断△AOE与△AOD是否相似?并说明理由. (3)在直线AB上是否存在点F,使以A、C、F为顶点的三角形是等腰三角形?如果存在,请直接写出点F的坐标. 【分析】(1)利用因式分解法解一元二次方程即可; (2)利用三角形的面积求出OE,然后求出两个三角形夹直角的两边的比,再根据相似三角形的判定方法判定即可; (3)根据平行四边形的对边相等求出BC,再求出OC,然后利用勾股定理列式求出AC的长,再求出直线AB的解析式为y=x+4,设出点F的坐标,然利用勾股定理列式求出AF2、CF2,再分三种情况列出方程求解即可. 【解答】解:(1)x2﹣7x+12=0, 因式分解得,(x﹣3)(x﹣4)=0, 由此得,x﹣3=0,x﹣4=0, 所以,x1=3,x2=4, ∵OA>OB, ∴OA=4,OB=3; (2)S△AOE=×4•OE=, 解得OE=, ∵==,==, ∴=, 又∵∠AEO=∠OAD=90°, ∴△AOE∽△AOD; (3)∵四边形ABCD是平行四边形,AD=6, ∴BC=AD=6, ∵OB=3, ∴OC=6﹣3=3, 由勾股定理得,AC===5, 易求直线AB的解析式为y=x+4, 设点F的坐标为(a,a+4), 则AF2=a2+(a+4﹣4)2=a2, CF2=(a﹣3)2+(a+4)2=a2+a+25, ①若AF=AC,则a2=25,解得a=±3, a=3时,a+4=×3+4=8, a=﹣3时,a+4=×(﹣3)+4=0, 所以,点F的坐标为(3,8)或(﹣3,0); ②若CF=AC,则a2+a+25=25, 整理得,25a2+42a=0, 解得a=0(舍去),a=﹣, a+4=×(﹣)+4=, 所以,点F的坐标为(﹣,), ③若AF=CF,则a2=a2+a+25, 解得a=﹣, a+4=×(﹣)+4=﹣, 所以,点F的坐标为(﹣,﹣), 综上所述,点F的坐标为(3,8)或(﹣3,0)或(﹣,)或(﹣,﹣)时,以A、C、F为顶点的三角形是等腰三角形. 【点评】本题是四边形综合题型,主要利用了解一元二次方程,三角形的面积,相似三角形的判定与性质,等腰三角形的性质,难点在于(3)分情况讨论,利用勾股定理表示出△ACF的三条边求解更简便. 49.如图,已知四边形ABCD中,AB∥DC,AB=DC,且AB=6cm,BC=8cm,对角线AC=l0cm. (1)求证:四边形ABCD是矩形; (2)如图(2),若动点Q从点C出发,在CA边上以每秒5cm的速度向点A匀速运动,同时动点P从点B出发,在BC边上以每秒4cm的速度向点C匀速运动,运动时间为t秒(0≤t<2),连接BQ、AP,若AP⊥BQ,求t的值; (3)如图(3),若点Q在对角线AC上,CQ=4cm,动点P从B点出发,以每秒1cm的速度沿BC运动至点C止.设点P运动了t 秒,请你探索:从运动开始,经过多少时间,以点Q、P、C为顶点的三角形是等腰三角形?请求出所有可能的结果. 【分析】(1)先判定四边形ABCD是平行四边形,再根据∠B=90°,得出四边形ABCD是矩形; (2)先过Q作QM⊥BC于M点,AP与BQ交于点N,判定△ABP∽△BMQ,得出=,即=,求得t的值即可; (3)分为三种情况讨论:当CQ=CP=4cm时,当PQ=CQ=4cm时,当QP=CP时,分别根据等腰三角形的性质,求得BP的长,进而得到t的值. 【解答】(1)证明:∵AB∥CD,AB=DC, ∴四边形ABCD是平行四边形, ∵AB=6cm,BC=8cm,AC=10cm, ∴AB2+BC2=100,AC2=100, ∴AB2+BC2=AC2, ∴∠B=90°, ∴四边形ABCD是矩形; (2)如图,过Q作QM⊥BC于M点,AP与BQ交于点N,则 CQ=5t,QM=3t,CM=4t,MB=8﹣4t, ∵∠NAB+∠ABN=90°,∠ABN+∠NBP=90°, ∴∠NAB=∠NBP,且∠ABP=∠BMQ=90°, ∴△ABP∽△BMQ, ∴=,即=, 解得t=; (3)分为三种情况: ①如图1所示,当CQ=CP=4cm时,BP=8﹣4=4cm, ∴t=4秒; ②如图2所示,当PQ=CQ=4cm时,过Q作QM⊥BC于M,则 AB∥QM, ∴=,即=, 解得CM=3.2(cm), ∵PQ=CQ,QM⊥CP, ∴PC=2CM=6.4cm, ∴BP=8﹣6.4=1.6cm, ∴t=1.6秒; ③如图3所示,当QP=CP时,过P作PN⊥AC于N,则 CN=CQ=2,∠CNP=∠B=90°, ∵∠PCN=∠BCA, ∴△PCN∽△ACB, ∴=,即=, ∴CP=2.5cm, ∴BP=8﹣2.5=5.5cm, ∴t=5.5秒. 综上所述,从运动开始,经过4秒或1.6秒或5.5秒时,以点Q、P、C为顶点的三角形是等腰三角形. 【点评】本题以动点问题为背景,主要考查了四边形的综合应用,解决问题时需要运用矩形的判定、勾股定理的逆定理、相似三角形的判定与性质以及等腰三角形的性质等,解决问题的关键是作辅助线构造相似三角形,解题时注意分类思想的运用. 50.如图,点E为正方形ABCD的边BC所在直线上的一点,连接AE,过点C作CF⊥AE于F,连接BF. (1)如图1,当点E在CB的延长线上,且AC=EC时,求证:BF=; (2)如图2,当点E在线段BC上,且AE平分∠BAC时,求证:AB+BE=AC; (3)如图3,当点E继续往右运动到BC中点时,过点D作DH⊥AE于H,连接BH.求证:∠BHF=45°. 【分析】(1)根据等腰三角形的性质和直角三角形斜边中线的性质即可证得结论; (2)作EG⊥AC于G,根据角平分线的性质得出BE=EG,进而通过RT△ABE≌RT△AGE得出AG=AB,然后证得△EGC是等腰直角三角形,从而证得EG=GC,即可证得AB+BE=AC; (3)设正方形的边长为1,则AB=AD=1,BE=EC=,根据勾股定理求得AE=,然后通过证得△AEB∽△CEF,△ADH∽△EAB,对应边成比例证得CF=AH=,然后根据SAS证得△ABH≌△CBF,证得BH=BF,∠ABH=∠CBF,从而证得△HBF是等腰直角三角形,从而证得∠BHF=45°. 【解答】(1)证明:如图1,∵AC=EC,CF⊥AE, ∴AF=EF, ∴BF是RT△ABE的斜边的中线, ∴BF=AE; (2)如图2,作EG⊥AC于G, ∵AE平分∠BAC,AB⊥BE, ∴BE=EG, 在RT△ABE和RT△AGE中 , ∴RT△ABE≌RT△AGE(HL), ∴AG=AB, ∵四边形ABCD是正方形, ∴∠ACB=45°, ∴∠GEC=45°, ∴∠GEC=∠ACB=45°, ∴EG=GC, ∴AB+BE=AG+GC, 即AB+BE=AC; (3)如图3,设正方形的边长为1,则AB=AD=1, ∵点E是BC中点, ∴BE=EC=, ∴AE==, ∵∠ABE=∠CFE=90°,∠AEB=∠CEF, ∴△AEB∽△CEF, ∴=,即=, ∴CF=, ∵AD∥BC, ∴∠DAH=∠AEB, ∵∠AHD=∠BEA=90°, ∴△ADH∽△EAB, ∴=,即=, ∴AH=, ∴CF=AH, 在△ABH和△CBF中 ∴△ABH≌△CBF(SAS), ∴BH=BF,∠ABH=∠CBF, ∵∠ABH+∠HBE=∠ABE=90°, ∴∠HBF=90°, ∴△HBF是等腰直角三角形, ∴∠BHF=45°. 【点评】本题考查了正方形的性质,等腰三角形的判定和性质,角平分线的性质,直角三角形斜边中线的性质,三角形相似的判定和性质,三角形全等的判定和性质,勾股定理的应用等,熟练掌握性质定理是解题的关键. 查看更多