第26讲 多边形与平行四边形
1. (2012,河北)如图,在▱ABCD中,∠A=70°.将平行四边形折叠,使点D,C分别落在点F,E处(点F,E都在AB所在的直线上),折痕为MN,则∠AMF的度数为(B)
第1题图
A. 70° B. 40° C. 30° D. 20°
【解析】 ∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB∥CD.根据折叠的性质,可得MN∥AE,∠FMN=∠DMN.∴AB∥CD∥MN.∵∠A=70°,∴∠FMN=∠DMN=∠A=70°.∴∠AMF=180°-∠DMN-∠FMN=180°-70°-70°=40°.
2. (2012,河北)如图①,用4个全等的正八边形进行拼接,使相邻的两个正八边形有一条公共边,围成一圈后中间形成一个正方形.如图②,用n个全等的正六边形按这种方式拼接.若围成一圈后中间也形成一个正多边形,则n的值为 6 .
第2题图
【解析】 因为正六边形的每个内角都是120°,所以拼成的正多边形的每个内角的度数为360°-120°-120°=120°.列方程,得=120°.解得n=6.
3. (2015,河北,导学号5892921)如图,平面上,将边长相等的正三角形、正方形、正五边形、正六边形的一边重合并叠在一起,则∠3+∠1-∠2= 24°.
第3题图
【解析】 正三角形的每个内角的度数是180°÷3=60°,正方形的每个内角的度数是360°÷4=90°,正五边形的每个内角的度数是(5-2)×180°÷5=108°,正六边形的每个内角的度数是(6-2)×180°÷6=120°,则∠3+∠1-∠2=(90°-60°)+(120°-108°)-(108°-90°)=24°.
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4. (2015,河北)嘉淇同学要证明命题“两组对边分别相等的四边形是平行四边形”是正确的.她先用尺规作出了如图所示的四边形ABCD,并写出了如下不完整的已知和求证.
已知:如图,在四边形ABCD 中,BC=AD,AB= CD .
求证:四边形ABCD是 平行 四边形.
第4题图
(1)在方框中填空,以补全已知和求证;
(2)按嘉淇的想法写出证明;
(3)用文字叙述所证命题的逆命题为平行四边形的对边相等.
【思路分析】 连接BD,证明△ABD≌△CDB,利用全等三角形的性质来证明四边形ABCD为平行四边形.主要考查了平行四边形的判定定理和逆命题的表述.
(1)解:CD 平行
(2)证明:如答图,连接BD.
∵AB=CD,AD=BC,BD=DB,
∴△ABD≌△CDB.
∴∠1=∠3,∠2=∠4.
∴AB∥CD,AD∥BC.
∴四边形ABCD是平行四边形.
(3)解:平行四边形的对边相等
第4题答图
借助多边形边与角的性质解决问题
例1 (2018,杭州临安区模拟)用一条宽相等的足够长的纸条,打一个结,如图①所示,然后轻轻拉紧、压平就可以得到如图②所示的正五边形ABCDE,其中∠BAC= 36°.
例1题图
【解析】 ∵∠ABC==108°,△ABC是等腰三角形,∴∠BAC=∠BCA=36°.
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针对训练1 (2018,唐山二模)如图所示的是由射线AB,BC,CD,DE,EA组成的平面图形.若∠1+∠2+∠3+∠4=225°,ED∥AB,则∠1的度数为(B)
训练1题图
A. 55° B. 45° C. 35° D. 25°
【解析】 如答图.由多边形的外角和等于360°,可知∠1+∠2+∠3+∠4+∠5=
360°.∵∠1+∠2+∠3+∠4=225°,∴∠5=135°.∴∠AED=45°.∵ED∥AB,∴∠1=∠AED=45°.
训练1答图
针对训练2 (2018,济宁)如图,在五边形ABCDE中,∠A+∠B+∠E=300°,DP,CP分别平分∠EDC,∠BCD,则∠P的度数是(C)
训练2题图
A. 50° B. 55° C. 60° D. 65°
【解析】 ∵在五边形ABCDE中,∠A+∠B+∠E=300°,∴∠EDC+∠BCD=240°.∵DP,CP分别平分∠EDC,∠BCD,∴∠PDC+∠PCD=120°.∴∠P=180°-(∠PDC+∠PCD)=180°-120°=60°.
借助平行四边形的性质求边和角
例2 (2018,绵阳游仙区模拟)如图,EF过▱ABCD对角线的交点O,交AD于点E,交BC于点F.若▱ABCD的周长为18,OE=2,则四边形EFCD的周长为(B)
例2题图
A. 14 B. 13 C. 12 D. 10
【解析】 ∵四边形ABCD是平行四边形,周长为18,∴AB=CD,BC=AD,OA=OC,AD∥BC.∴CD+AD=9,∠OAE=∠OCF.在△AEO和△CFO中,∴△AEO≌△CFO(ASA).∴OE=OF=2,AE=CF.∴四边形EFCD的周长为ED+CD+CF+EF=(DE+CF)+CD+EF=AD+CD+EF=9+4=13.
针对训练3 (2018,长春九台区模拟)如图,在▱ABCD中,∠C=130°,BE平分∠ABC
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,则∠AEB等于(D)
训练3题图
A. 55° B. 45° C. 35° D. 25°
【解析】 ∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB∥CD,AD∥BC.∴∠ABC+∠C=180°,∠AEB=∠CBE.∵∠C=130°,∴∠ABC=180°-∠C=50°.∵BE平分∠ABC,∴∠CBE=∠ABC=25°.∴∠AEB=∠CBE=25°.
平行四边形的判定和性质
例3 (2018,济南模拟)如图,分别以Rt△ABC的直角边AC及斜边AB向外作等边三角形ACD,等边三角形ABE.已知∠BAC=30°,EF⊥AB,垂足为F,连接DF.求证:
(1)AC=EF;
(2)四边形ADFE是平行四边形;
(3)AC⊥DF.
例3题图
【思路分析】 (1)首先在Rt△ABC中,由∠BAC=30°可以得到AB=2BC.又△ABE是等边三角形,EF⊥AB,由此得到AB=2AF,然后即可证明Rt△AFE≌Rt△BCA,再根据全等三角形的性质即可证明AC=EF.(2)根据(1)知EF=AC,而△ACD是等边三角形,所以EF=AC=AD.易证AD⊥AB,而EF⊥AB,由此得到EF∥AD,再根据平行四边形的判定定理即可证明四边形ADFE是平行四边形.(3)先求∠EAC=90°,由▱ADFE得AE∥DF,可以得AC⊥DF.
证明:(1)∵在Rt△ABC中,∠BAC=30°,
∴AB=2BC.
∵△ABE是等边三角形,EF⊥AB,
∴AB=2AF,AB=AE.
∴AF=BC.
在Rt△BCA和Rt△AFE中,
∴Rt△BCA≌Rt△AFE(HL).
∴AC=EF.
(2)∵△ACD是等边三角形,
∴∠DAC=60°,AC=AD.
∴∠DAB=∠DAC+∠BAC=90°.
∵EF⊥AB,
∴EF∥AD.
∵AC=EF,
∴EF=AD.
∴四边形ADFE是平行四边形.
(3)∵四边形ADFE是平行四边形,
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∴AE∥FD.
∵∠EAC=∠EAF+∠BAC=60°+30°=90°,
∴AE⊥AC.
∴AC⊥DF.
针对训练4 (2018,东营)如图,在四边形ABCD中,E是BC边的中点,连接DE并延长,交AB的延长线于点F,AB=BF.添加一个条件使四边形ABCD是平行四边形,下面四个条件中可选择的是(D)
训练4题图
A. AD=BC B. CD=BF C. ∠A=∠C D. ∠F=∠CDF
【解析】 正确选项是D.理由:∵∠F=∠CDF,∠BEF=∠CED,BE=CE,∴△BFE≌△CDE,CD∥AF.∴BF=CD.∵BF=AB,∴CD=AB.∴四边形ABCD是平行四边形.
针对训练5 (2018,海南)如图,▱ABCD的周长为36,对角线AC,BD相交于点O,E是CD的中点,BD=12,则△DOE的周长为(A)
训练5题图
A. 15 B. 18 C. 21 D. 24
【解析】 ∵▱ABCD的周长为36,∴BC+CD=18.∵OD=OB,DE=EC,∴OE+DE=
(BC+CD)=9.∵BD=12,∴OD=BD=6.∴△DOE的周长为9+6=15.
一、 选择题
1. (2018,黔西南州)如图,在▱ABCD中,已知AC=4 cm.若△ACD的周长为13 cm,则
▱ABCD的周长为(D)
第1题图
A. 26 cm B. 24 cm C. 20 cm D. 18 cm
【解析】 ∵AC=4 cm,△ADC的周长为13 cm,∴AD+DC=13-4=9(cm).∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB=CD,AD=BC.∴▱ABCD的周长为2(AD+CD)=18 cm.
2. (2018,铜仁)如果一个多边形的内角和是外角和的3倍,那么这个多边形的边数是(A)
A. 8 B. 9 C. 10 D. 11
【解析】 根据题意,得180°·(n-2)=3×360°.解得n=8.
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3. (2018,贵阳模拟)一个多边形的边数由原来的3增加到n时(n>3,且n为正整数),它的外角和(D)
A. 增加(n-2)×180° B. 减小(n-2)×180°
C. 增加(n-1)×180° D. 没有改变
【解析】 多边形的外角和等于360°,与边数无关.
4. (2018,宜宾)在▱ABCD中,若∠BAD与∠CDA的角平分线交于点E,则△AED的形状是(B)
A. 锐角三角形 B. 直角三角形
C. 钝角三角形 D. 无法确定
【解析】 如答图.∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB∥CD.∴∠BAD+∠ADC=
180°.∵∠EAD=∠BAD,∠ADE=∠ADC,∴∠EAD+∠ADE=(∠BAD+∠ADC)=90°.
∴∠E=90°.∴△ADE是直角三角形.
第4题答图
5. (2018,邯郸一模)已知▱ABCD,根据图中尺规作图的痕迹,判断下列结论不一定成立的是(C)
第5题图
A. ∠DAE=∠BAE B. ∠DEA=∠DAB C. DE=BE D. BC=DE
【解析】 A. 由作法可知AE平分∠DAB,所以∠DAE=∠BAE,本选项不符合题意.B.
∵CD∥AB,∴∠DEA=∠BAE=∠DAB,本选项不符合题意.C. 无法证明DE=BE,本选项符合题意.D. 易证∠DAE=∠DEA,∴AD=DE.∵AD=BC,∴BC=DE,本选项不符合
题意.
6. (2018,宁波)如图,在▱ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,E是边CD的中点,连接OE.若∠ABC=60°,∠BAC=80°,则∠1的度数为(B)
第6题图
A. 50° B. 40° C. 30° D. 20°
【解析】 ∵∠ABC=60°,∠BAC=80°,∴∠BCA=180°-60°-80°=40°.∵对角线AC与BD相交于点O,E是边CD的中点,∴EO是△DBC的中位线.∴EO∥BC.∴∠1=∠ACB=40°.
7. (2018,保定一模)如图,在▱ABCD中,AB=8,BC=5,以点A为圆心,以任意长为半径作弧,分别交AD,AB于点P,Q,再分别以点P,Q为圆心,大于PQ的长为半径作弧,两弧在∠DAB内交于点M,连接AM并延长交CD于点E,则CE的长为(A)
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第7题图
A. 3 B. 5 C. 2 D. 6.5
【解析】 根据作图的方法,得AE平分∠DAB,∴∠DAE=∠EAB.∵四边形ABCD是平行四边形,∴DC∥AB,DC=AB=8,AD=BC=5.∴∠DEA=∠EAB.∴∠DAE=∠DEA.∴DE=AD=5.∴CE=DC-DE=8-5=3.
8. (2018,安徽)在▱ABCD中,E,F是对角线BD上不同的两点.下列条件中,不能得出四边形AECF一定为平行四边形的是(B)
A. BE=DF B. AE=CF C. AF∥CE D. ∠BAE=∠DCF
【解析】 如答图,连接AC与BD相交于点O.在▱ABCD中,OA=OC,OB=OD,要使四边形AECF为平行四边形,只需得到OE=OF即可.A. 若BE=DF,则OB-BE=OD-DF,即OE=OF,故本选项不符合题意.B. 若AE=CF,则无法判定OE=OF,故本选项符合题意.C. AF∥CE能够利用“AAS”证明△AOF≌△COE,从而得到OE=OF,故本选项不符合题意.D. ∠BAE=∠DCF能够利用“ASA”证明△ABE≌△CDF,从而得到BE=DF,然后同选项A,故本选项不符合题意.
第8题答图
9. (2018,承德模拟)如图,在正五边形ABCDE中,AF∥CD,交DB的延长线于点F,则∠DFA等于(B)
第9题图
A. 30° B. 36° C. 45° D. 32°
【解析】 在正五边形ABCDE中,∠C=×(5-2)×180°=108°.∵正五边形ABCDE的边BC=CD,∴∠CBD=∠CDB.∴∠CDB=(180°-108°)=36°.∵AF∥CD,∴∠DFA=∠CDB=36°.
10. (2018,枣庄薛城区模拟)如图,已知△ABC的面积为24,点D在线段AC上,点F在线段BC的延长线上,且BC=4CF,四边形DCFE是平行四边形,则图中阴影部分的面积为(C)
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第10题图
A. 3 B. 4 C. 6 D. 8
【解析】 设△ABC中BC边上的高为h.∵四边形DCFE是平行四边形,∴DE=CF,DE∥CF.∵BC=4CF,∴DE=BC.∵S△ABC=BC·h=24.∴S阴影=S△ADE+S△DEB=DE·h=×BC·h=×BC·h=6.
二、 填空题
11. (2018,常州)如图,在▱ABCD中,∠A=70°,DC=DB,则∠CDB= 40°.
第11题图
【解析】 ∵四边形ABCD是平行四边形,∴∠A=∠C=70°.∵DC=DB,∴∠C=∠DBC=70°.∴∠CDB=180°-70°-70°=40°.
12. (2018,临沂)如图,在▱ABCD中,AB=10,AD=6,AC⊥BC,则BD= 4 .
第12题图
【解析】 ∵四边形ABCD是平行四边形,∴BC=AD=6,OB=OD,OA=OC.∵AC⊥BC,∴AC==8.∴OC=4.∴OB==2.∴BD=2OB=4.
13. (2018,赤峰)如图,P是▱ABCD的边AD上一点,E,F分别是PB,PC的中点.若
▱ABCD的面积为16 cm2,则△PEF的面积(阴影部分)是 2 cm2.
第13题图
【解析】 ∵▱ABCD的面积为16 cm2,∴S△PBC=S▱ABCD=8 cm2.∵E,F分别是PB,PC的中点,∴EF∥BC,且EF=BC.∴△PEF∽△PBC.∴=2,即=.∴S△PEF=
2 cm2.
三、 解答题
14. (2018,大庆)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,D,E分别是AB,AC的中点,连接CD,过点E作EF∥DC交BC的延长线于点F.
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(1)求证:四边形CDEF是平行四边形;
(2)若四边形CDEF的周长是25 cm,AC的长为5 cm,求线段AB的长度.
第14题图
【思路分析】 (1)由三角形中位线定理推知ED∥FC,然后结合已知条件EF∥DC,利用两组对边平行得到四边形CDEF为平行四边形.(2)根据在直角三角形中,斜边上的中线等于斜边的一半得到AB=2DC,再结合由三角形中位线定理得到的2DE=BC,即可得出四边形CDEF的周长为AB+BC,故BC=25-AB,然后根据勾股定理即可求得AB的长.
(1)证明:∵D,E分别是AB,AC的中点,
∴ED∥FC.
∵EF∥DC,
∴四边形CDEF是平行四边形.
(2)解:∵四边形CDEF是平行四边形,
∴DC=EF,DE=CF.
∵D,E分别是AB,AC的中点,
∴BC=2DE,DC是Rt△ABC斜边AB上的中线.
∴AB=2DC.
∴四边形CDEF的周长为AB+BC.
∵四边形CDEF的周长为25,
∴BC=25-AB.
∵在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=5,
∴AB2=BC2+AC2,即AB2=(25-AB)2+52.
解得AB=13.
∴AB的长为13 cm.
15. (2018,青岛)如图,在▱ABCD中,对角线AC与BD相交于点E,G为AD的中点,连接CG,CG的延长线交BA的延长线于点F,连接FD.
(1)求证:AB=AF;
(2)若AG=AB,∠BCD=120°,判断四边形ACDF的形状,并证明你的结论.
第15题图
【思路分析】 (1)只要证明AB=CD,AF=CD即可解决问题.(2)四边形ACDF是矩形.先得四边形ACDF是平行四边形,再根据对角线相等的平行四边形是矩形判断即可.
(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,AB=CD.
∴∠AFC=∠DCG.
∵GA=GD,∠AGF=∠CGD,
∴△AGF≌△DGC.
∴AF=DC.
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∴AB=AF.
(2)解:四边形ACDF是矩形.
证明:∵AF=CD,AF∥CD,
∴四边形ACDF是平行四边形.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠BAD=∠BCD=120°.
∴∠FAG=60°.
∵AG=AB=AF,
∴△AFG是等边三角形.
∴AG=GF.
∵△AGF≌△DGC,
∴FG=CG.
∵AG=GD,
∴AD=CF.
∴四边形ACDF是矩形.
16. (2018,黄冈)如图,在▱ABCD中,分别以边BC,CD为边作等腰三角形BCF,等腰三角形CDE,使BF=BC,DE=CD,∠CBF=∠CDE,连接AF,AE.
(1)求证:△ABF≌△EDA;
(2)延长AB与CF交于点G.若AF⊥AE,求证:BF⊥BC.
第16题图
【思路分析】 (1)只要证明AB=DE,FB=AD,∠ABF=∠ADE即可解决问题.(2)只要证明FB⊥AD即可解决问题.
证明:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AD=BC,∠ABC=∠ADC.
∵BC=BF,CD=DE,
∴BF=AD,AB=DE.
∵∠ADE+∠ADC+∠CDE=360°,∠ABF+∠ABC+∠CBF=360°,∠CDE=∠CBF,
∴∠ABF=∠ADE.
∴△ABF≌△EDA.
(2)如答图,延长FB交AD于点H.
∵AE⊥AF,∴∠EAF=90°.
∵△ABF≌△EDA,
∴∠EAD=∠AFB.
∵∠EAD+∠FAH=90°,
∴∠FAH+∠AFB=90°.
∴∠AHF=90°,即FB⊥AD.
∵AD∥BC,∴FB⊥BC.
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第16题答图
1. (2018,眉山,导学号5892921)如图,在▱ABCD中,CD=2AD,BE⊥AD于点E,F为DC的中点,连接EF,BF.下列结论:①∠ABC=2∠ABF;②EF=BF;③S四边形DEBC=2S△EFB;④∠CFE=3∠DEF.其中正确的结论共有(D)
第1题图
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【解析】 如答图,延长EF交BC的延长线于点G,取AB的中点H,连接FH.∵CD=2AD,DF=FC,∴CF=AD=CB.∴∠CFB=∠CBF.∵CD∥AB,∴∠CFB=∠FBH.∴∠CBF=∠FBH.∴∠ABC=2∠ABF,①正确.∵DE∥CG,∴∠D=∠FCG.∵DF=FC,∠DFE=∠CFG,∴△DFE≌△CFG.∴FE=FG.∵BE⊥AD,∴∠AEB=90°.∵AD∥BC,∴∠EBG=∠AEB=90°.∴BF=EF=FG,②正确.∵S△DFE=S△CFG,∴S四边形DEBC=S△EBG=2S△BEF,③正确.∵AH=HB,DF=CF,AB=CD,∴CF=BH.∵CF∥BH,∴四边形BCFH是平行四边形.∵CF=BC,∴四边形BCFH是菱形.∴∠BFC=∠BFH.∵FE=FB,FH∥AD,BE⊥AD,∴FH⊥BE.∴∠BFH=∠EFH=∠DEF.∴∠EFC=3∠DEF,④正确.
第1题答图
2. (2018,株洲,导学号5892921)如图,在▱ABCD中,连接BD,且BD=CD,过点A作AM⊥BD于点M,过点D作DN⊥AB于点N,且DN=3,在DB的延长线上取一点P,满足∠ABD=∠MAP+∠PAB,则AP= 6 .
第2题图
【解析】 ∵BD=CD,AB=CD,∴BD=BA.∵AM⊥BD,DN⊥AB,∴DN=AM=3.∵∠ABD=∠MAP+∠PAB,∠ABD=∠P+∠BAP,∴∠P=∠PAM.∴△APM是等腰直角三角形,∴AP=AM=6.
3. (2018,重庆A,导学号5892921)如图,在▱ABCD中,O是对角线AC的中点,E是BC上一点,且AB=AE,连接EO并延长交AD于点F.过点B作AE的垂线,垂足为H,交AC于点G.
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(1)若AH=3,HE=1,求△ABE的面积;
(2)若∠ACB=45°,求证:DF=CG.
第3题图
【思路分析】 (1)利用勾股定理即可得出BH的长,进而运用公式得出△ABE的面积.
(2)过点A作AM⊥BC于点M,交BG于点K,过点G作GN⊥BC于点N,判定△AME≌△BNG,可得ME=NG,进而得出BE=GC,再判定△AFO≌△CEO,可得AF=CE,即可得到DF=BE=CG.
(1)解:∵AH=3,HE=1,∴AB=AE=4.
在Rt△ABH中,BH==,
∴S△ABE=AE·BH=×4×=2.
(2)证明:如答图,过点A作AM⊥BC于点M,交BG于点K,过点G作GN⊥BC于点N,则∠AMB=∠AME=∠BNG=90°.
∵∠ACB=45°,∴∠MAC=∠NGC=45°.
∵AB=AE,
∴BM=EM=BE,∠BAM=∠EAM.
∵AE⊥BG,∴∠AHK=90°=∠BMK.
∵∠AKH=∠BKM,∴∠MAE=∠NBG.
设∠BAM=∠MAE=∠NBG=α,则∠BAG=45°+α,∠BGA=∠GCN+∠GBC=45°+α.
∴∠BAG=∠BGA.∴AB=BG.
∴AE=BG.∴△AME≌△BNG(AAS).∴ME=NG.
∵在等腰直角三角形CNG中,NG=NC,
∴GC=NG=ME=BE.
∴BE=GC.
∵O是AC的中点,∴OA=OC.
∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD∥BC,AD=BC.
∴∠OAF=∠OCE,∠AFO=∠CEO.
∴△AFO≌△CEO(AAS).∴AF=CE.
∴AD-AF=BC-EC,即DF=BE.∴DF=BE=CG.
第3题答图
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