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专题四 三角形、四边形综合问题探究
1.(2017宜宾中考模拟)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,M,N分别是AB,AC的中点,延长BC至点D,使CD=BD,连结DM,DN,MN.若AB=6,则DN=__3__.
2.(2016宜宾中考改编)如图,BD是△ABC的角平分线,它的垂直平分线EG分别交AB,BD,BC于点E,F,G,连结ED,DG.
(1)请判断四边形EBGD的形状,并说明理由;
(2)若∠ABC=30°,∠C=45°,ED=2,点H是BD上的一个动点,求HG+HC的最小值.
解:(1)四边形EBGD是菱形.
理由:∵EG垂直平分BD,
∴EB=ED,GB=GD,DF=BF,∴∠EBD=∠EDB,
∵∠EBD=∠DBC,
∴∠EDF=∠GBF.在△EFD和△GFB中,
∴△EFD≌△GFB,∴ED=BG,
∴BE=ED=DG=GB,
∴四边形EBGD是菱形;
(2)作EM⊥BC于M,DN⊥BC于N,连结EC交BD于点H,此时HG+HC最小.
在Rt△EBM中,
∵∠EMB=90°,
∠EBM=30°,EB=ED=2,
∴EM=BE=.
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∵DE∥BC,EM⊥BC,DN⊥BC,
∴EM∥DN,EM=DN=,
MN=DE=2.
在Rt△DNC中,∵∠DNC=90°,
∠DCN=45°,
∴∠NDC=∠NCD=45°,
∴DN=NC=,∴MC=3,
在Rt△EMC中,∵∠EMC=90°,
EM=,MC=3,
∴EC===10.
∵HG+HC=EH+HC=EC,
∴HG+HC的最小值为10.
3.如图,点O是△ABC内一点,连结OB,OC,并将AB,OB,OC,AC的中点D,E,F,G依次连结,得到四边形DEFG.
(1)求证:四边形DEFG是平行四边形;
(2)若M为EF的中点,OM=3,∠OBC和∠OCB互余,求DG的长度.
解:(1)∵D,G分别是AB,AC的中点,
∴DG∥BC,DG=BC.
∵E,F分别是OB,OC的中点,
∴EF∥BC,EF=BC,
∴DG=EF,DG∥EF,
∴四边形DEFG是平行四边形;
(2)∵∠OBC和∠OCB互余,
∴∠OBC+∠OCB=90°,
∴∠BOC=90°.
∵M为EF的中点,OM=3,
∴EF=2OM=6.
由(1)有四边形DEFG是平行四边形,
∴DG=EF=6.
4.(2016宜宾中考模拟)(1)如图①,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,以点B为中心,把△ABC逆时针旋转90°,得到△A1BC1;再以点C为中心,把△ABC顺时针旋转90°,得到△A2B1C,连结C1B1,则C1B1与BC的位置关系为________;
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(2)如图②,当△ABC是锐角三角形,∠ABC=α(α≠60°)时,将△ABC按照(1)中的方式旋转α,连结C1B1,探究C1B1与BC的位置关系,写出你的探究结论,并加以证明;
(3)如图③,在图②的基础上,连结B1B,若C1B1=BC,△C1BB1的面积为4,则△B1BC的面积为________.
解:(1)平行;(2)C1B1∥BC.理由如下:
过点C1,作C1E∥B1C交BC于点E,则∠C1EB=∠B1CB.
由旋转性质可知,BC1=BC=B1C,∠C1BC=∠B1CB,
∴∠C1BC=∠C1EB,
∴C1B=C1E.
∵BC1=BC=B1C,
∴C1E=B1C.
又∵C1E∥B1C,
∴四边形C1ECB是平行四边形,
∴C1B1∥BC.
5.(2017沈阳中考)四边形ABCD是边长为4的正方形,点E在边AD所在的直线上,连结CE,以CE为边,作正方形CEFG(点D,点F在直线CE的同侧),连结BF.
(1)如图①,当点E与点A重合时,请直接写出BF的长;
(2)如图②,当点E在线段AD上时,AE=1,
①求点F到AD的距离;
②求BF的长;
(3)若BF=3,请直接写出此时AE的长.
解:(1)BF=4;
(2)①过点F作FH⊥AD交AD的延长线于点H.
∵四边形CEFG是正方形,
∴EC=EF,∠FEC=90°,
∴∠DEC+∠FEH=90°.
又∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ADC=90°,
∴∠DEC+∠ECD=90°,
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∴∠ECD=∠FEH.
又∵∠EDC=∠EHF=90°,
∴△ECD≌△FEH,
∴FH=ED.∵AD=4,AE=1,
∴ED=AD-AE=4-1=3,
∴FH=3,
即点F到AD的距离为3;
②延长FH交BC的延长线于点K,
∴∠DHK=∠HDC=∠DCK=90°,
∴四边形CDHK为矩形,
∴HK=CD=4,
∴FK=FH+HK=3+4=7.
∵△ECD≌△FEH,∴EH=CD=AD=4,
∴AE=DH=CK=1,
∴BK=BC+CK=4+1=5.
在Rt△BFK中,BF===;
(3)AE=2+或AE=1.
6.(2017福建中考)如图,矩形ABCD中,AB=6,AD=8,P,E分别是线段AC,BC上的点,且四边形PEFD为矩形.
(1)若△PCD是等腰三角形,求AP的长;
(2)若AP=,求CF的长.
解:(1)在矩形ABCD中,AB=6,AD=8,∠ADC=90°,
∴DC=AB=6,AC==10.
要使△PCD是等腰三角形,有如下三种情况:
①当CP=CD时,CP=6,∴AP=AC-CP=4,
②当PD=PC时,∠PDC=∠PCD.
∵∠PCD+∠PAD=∠PDC+∠PDA=90°,
∴∠PAD=∠PDA,
∴PD=PA,∴PA=PC,∴AP==5;
③当DP=DC时,过D作DQ⊥AC于Q,则PQ=CQ.
∵S△ADC=AD·DC=AC·DQ,
∴DQ==,
∴CQ==,∴PC=2CQ=,
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∴AP=AC-PC=.
综上所述,若△PCD是等腰三角形,AP的长为4或5或;
(2)连结PF,DE,记PF与DE的交点为O,连结OC.
∵四边形ABCD和PEFD都是矩形,
∴∠ADC=∠PDF=90°,
即∠ ADP+∠PDC=∠PDC+∠CDF,
∴∠ADP=∠CDF.
∵∠BCD=90°,OE=OD,∴OC=ED.
在矩形PEFD中,PF=DE,
∴OC=PF.∵OP=OF=PF,
∴OC=OP=OF,
∴∠OCF=∠OFC,∠OCP=∠OPC.
又∵∠OPC+∠OFC+∠PCF=180°,
∴2∠OCP+2∠OCF=180°,∴∠PCF=90°,
即∠PCD+∠FCD=90°.
在Rt△ADC中,∠PCD+∠PAD=90°,
∴∠PAD=∠FCD,∴△ADP∽△CDF,
∴==.∵AP=,
∴CF=.
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