
?備戰(zhàn)2022年中考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題講義+強(qiáng)化訓(xùn)練(全國(guó)通用)
第二十一講 特殊平行四邊形
考點(diǎn)一 特殊平行四邊形中的翻折問(wèn)題 2
考點(diǎn)二 菱形的性質(zhì)與判定 8
考點(diǎn)三 矩形的性質(zhì)與判定 8
考點(diǎn)四 正方形的性質(zhì)與判定 22
考點(diǎn)一 特殊平行四邊形中的翻折問(wèn)題
1.如圖,在菱形ABCD中,∠A=60°,AB=6,點(diǎn)M為AB邊上一點(diǎn).AM=4,點(diǎn)N為AD邊上的一動(dòng)點(diǎn),沿MN將△AMN翻折.點(diǎn)A落在點(diǎn)P處,當(dāng)點(diǎn)P在菱形的對(duì)角線BD上時(shí),AN的長(zhǎng)度為( )
A.6﹣2 B.10﹣2 C.8﹣2 D.10﹣
【解答】解:如圖,
設(shè)AN=x,
由折疊的性質(zhì)得:PM=AM=4,PN=AN=x,∠MPN=∠A=60°,
∵AB=6,
∴BM=AB﹣AM=2,
∵四邊形ABCD是菱形,
∴∠ADC=180°﹣60°=120°,∠PDN=∠MBP=∠ADC=60°,
∵∠BPN=∠BPM+60°=∠DNP+60°,
∴∠BPM=∠DNP,
∴△PDN∽△MBP,
∴,即,
∴PD=x,
∴=,
解得:x=10﹣2或10+2(不合題意舍去),
∴AN=10﹣2,
故選:B.
2.如圖,在矩形紙片ABCD中,將AB沿BM翻折,使點(diǎn)A落在BC上的點(diǎn)N處,BM為折痕,連接MN;再將CD沿CE翻折,使點(diǎn)D恰好落在MN上的點(diǎn)F處,CE為折痕,連接EF并延長(zhǎng)交BM于點(diǎn)P,若AD=8,AB=5,則線段PE的長(zhǎng)等于( ?。?br />
A. B. C.6 D.7
【解答】解:過(guò)點(diǎn)P作PG⊥FN,PH⊥BN,垂足為G、H,
由折疊得:ABNM是正方形,AB=BN=NM=MA=5,
CD=CF=5,∠D=∠CFE=90°,ED=EF,
∴NC=MD=8﹣5=3,
在Rt△FNC中,F(xiàn)N==4,
∴MF=5﹣4=1,
在Rt△MEF中,設(shè)EF=x,則ME=3﹣x,由勾股定理得,
12+(3﹣x)2=x2,
解得:x=,
∵∠CFN+∠PFG=90°,∠PFG+∠FPG=90°,
∴∠CFN=∠FPG,
∵∠CNF=∠PGF=90°,
∴△FNC∽△PGF,
∴FG:PG:PF=NC:FN:FC=3:4:5,
設(shè)FG=3m,則PG=4m,PF=5m,
∴GN=PH=BH=4﹣3m,HN=5﹣(4﹣3m)=1+3m=PG=4m,
解得:m=1,
∴PF=5m=5,
∴PE=PF+FE=5+=,
故選:B.
3.如圖,矩形ABCD中,E為CD上一點(diǎn),F(xiàn)為AB上一點(diǎn),分別沿AE,CF折疊,D,B兩點(diǎn)剛好都落在矩形內(nèi)一點(diǎn)P,且∠APC=120°,則AB:AD=?。? .
【解答】解:如圖,設(shè)AD=BC=x.過(guò)點(diǎn)P作PH⊥AC于H.
由翻折的性質(zhì)可知,PA=PC=BC=x,
∵∠APC=120°,PH⊥AC,
∴AH=CH,∠APH=∠CPH=60°,
∴AC=2AH=2?PA?sin60°=x,
∵四邊形ABCD是矩形,
∴∠D=90°,
∴CD=AB===x,
∴==,
故答案為:1.
4.在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,點(diǎn)E是AD上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)E作EF∥BD交AB于F,將△AEF沿EF折疊,點(diǎn)A的對(duì)應(yīng)點(diǎn)A'落在△BCD的邊上時(shí),AE的長(zhǎng)為 2或?。?br />
【解答】解:如圖,當(dāng)點(diǎn)A'落在BD上時(shí),連接AA'交EF于H,
∵將△AEF沿EF折疊,
∴AH=A'H,
∵EF∥BD,
∴,
∴AE=DE=AD=2;
若點(diǎn)A'落在BC上時(shí),
如圖,當(dāng)點(diǎn)A'落在BC上時(shí),連接AA'交EF于點(diǎn)H,過(guò)點(diǎn)A'作A'N⊥AD于N,
∵A'N⊥AD,∠DAB=∠ABC=90°,
∴四邊形ABCD是矩形,
∴AB=A'N=3,AN=A'B,
∵AB=3,BC=4=AD,
∴BD===5,
∵將△AEF沿EF折疊,
∴AA'⊥EF,AE=A'E,AF=A'F,
∵EF∥BD,
∴AA'⊥BD,
∴∠AA'B+∠A'BD=90°,
又∵∠ABD+∠A'BD=90°,
∴∠ABD=∠AA'B,
∴tan∠ABD=tan∠AA'B==,
∴BA'==,
∵A'E2=A'N2+NE2,
∴AE2=9+(AE﹣)2,
∴AE=,
綜上所述:AE=2或,
故答案為:2或.
5.如圖,在矩形ABCD中,AB=6,BC=,E為CD邊上一點(diǎn),將△BCE沿BE折疊,點(diǎn)C的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為點(diǎn)F,連接AF,若tan∠BAF=,則CE= 或?。?br />
【解答】解:當(dāng)點(diǎn)F在AB上方時(shí),
過(guò)點(diǎn)F作MN∥AD,交AB、CD分別于點(diǎn)M、N,則MN⊥AB,MN⊥CD,
由折疊得:EC=EF,BC=BF=,∠C=∠BFE=90°,
∵tan∠BAF==,
設(shè)FM=x,則AM=3x,BM=6﹣3x,
在Rt△BFM中,由勾股定理得:BF2=FM2+BM2,
∴x2+(6﹣3x)2=10,
∴x=1或x=2.6(舍去)
∴FM=1,BM=3,
∴NF=﹣1,
∵∠EFB=90°,
∴∠NFE+∠BFM=90°,∠NFE+△NEF=90°,
∴∠NEF=∠BFM,
又∵∠FNE=∠BMF=90°,
∴△ENF∽△FMB,
∴,
∴NE==,
∵M(jìn)N⊥AB,MN⊥CD,∠C=90°,
∴四邊形BCNM是矩形,
∴CN=BM=3,
∴CE=3﹣=,
當(dāng)點(diǎn)F在AB下方時(shí),
同理可求CE=
故答案為:或.
考點(diǎn)二 菱形的性質(zhì)與判定
6.菱形ABCD的對(duì)角線AC、BD相交于點(diǎn)O,過(guò)點(diǎn)B作BE⊥AB交AC于點(diǎn)E.已知點(diǎn)F是AB邊上一點(diǎn),且BF=BE,過(guò)點(diǎn)F作PF⊥AB交BD延長(zhǎng)線于點(diǎn)P,交AD于點(diǎn)Q.
(1)如圖1,若F是AB的中點(diǎn),且BE=2,求PD的長(zhǎng);
(2)如圖2,求證:AQ=BE+PQ;
(3)如圖3,在菱形ABCD中,已知∠BAD=60°,AB=6,點(diǎn)P是對(duì)角線上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)B作BM垂直直線AP于點(diǎn)M,點(diǎn)N是CD邊上的動(dòng)點(diǎn),請(qǐng)直接寫出+MN的最小值.
【解答】(1)解:如圖1中,
∵四邊形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OB=OD,
∵AF=FB,BE=BF=2,
∴AB=4,
∵BE⊥AB,PF⊥AB,
∴∠PFB=∠ABE=∠BOE=90°,
∴∠ABO+∠EBO=90°,∠EBO+∠AEB=90°,
∴∠AEB=∠PBF,
∴△ABE≌△PFB(ASA),
∴AE=PB===2,
∵S△AEB=?AB?BE=?AE?BO,
∴BO==,
∴OD=OB=,
∴PD=PB﹣BD=2﹣﹣=.
(2)證明:如圖2中,連接DE,EQ,過(guò)點(diǎn)E作EK⊥QF于點(diǎn)K,作QJ∥BD交AB于點(diǎn)J,在AB上取一點(diǎn)T,使得PQ=AT.
由(1)可知,△ABE≌△PFB,
∴AB=PF,
∵AT=PQ,
∴BT=QF,
∵EK⊥PF,PF⊥AB,BE⊥AB,
∴∠EKF=∠KFB=∠FBE=90°,
∴四邊形BEKF是矩形,
∵BE=BF,
∴四邊形BEKF是正方形,
∴BF=KF,
∴FT=QK,
∵四邊形ABCD是菱形,
∴△ABE,△ADE關(guān)于AC對(duì)稱,
∴∠ABE=∠ADE=90°,EB=ED,
∵∠EDQ=∠EKQ=90°,EQ=EQ,EK=EB=ED,
∴Rt△EQK≌Rt△EQD(HL),
∴DQ=BJ,
∵QJ∥BD,AD=AB,
∴=,
∴AQ=AJ,
∴DQ=BJ=QK=FJ,
∴TJ=BF=BE,
∴AQ=AJ=AT+TJ=PA+BE.
(3)解:如圖3中,取AB的中點(diǎn)O,連接OD,延長(zhǎng)OD到J,使得DJ=DC,連接CJ
∵BM⊥AP,
∴∠AMB=90°,
∴點(diǎn)M在以AB為直徑的圓上運(yùn)動(dòng),
∵四邊形ABCD是菱形,∠BAD=60°,
∴△ABD是等邊三角形,
∵AO=OB,
∴OD⊥AB,
∵AB∥CD,
∴DJ⊥DC,
∵DJ=DC,
∴△DJC是等腰直角三角形,
過(guò)點(diǎn)N作NW⊥CJ于點(diǎn)W,過(guò)點(diǎn)O作OW′⊥CJ于W′,交⊙O于點(diǎn)M′,交CD于點(diǎn)N′.
∵NW⊥CW,∠NCW=45°,
∴NW=CN,
∴MN+CN=MN+NW,
∵OM+MN+NW≥OW′,
∴MN+CN的最小值=OW′﹣OM,
∵△ADB是等邊三角形,AB=6,
∴OD=3,DJ=DC=AB=6,
∴OJ=6+3,
∵△OJW′是等腰直角三角形,
∴OW′=OJ=3+,
∵OM′=AB=3,
∴OW′﹣OM′=3+﹣3,
∴MN+CN的最小值為3+﹣3.
7.如圖所示,在菱形ABCD中,AC是對(duì)角線,CD=CE,連接DE.
(1)若AC=16,CD=10,求DE的長(zhǎng).
(2)G是BC上一點(diǎn),若GC=GF=CH且CH⊥GF,垂足為P,求證:DH=CF.
【解答】(1)解:連接BD交AC于K.
∵四邊形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,AK=CK=8,
在Rt△AKD中,DK==6,
∵CD=CE,
∴EK=CE﹣CK=10﹣8=2,
在Rt△DKE中,DE==2.
(2)證明:過(guò)H作HQ⊥CD于Q,過(guò)G作GJ⊥CD于J.
∵CH⊥GF,
∴∠GJF=∠CQH=∠GPC=90°,
∴∠QCH=∠JGF,
∵CH=GF,
∴△CQH≌△GJF(AAS),
∴QH=JF,
∵GC=GF,
∴∠QCH=∠JGF=∠CGJ,CJ=FJ=CF,
∵GC=CH,
∴∠CHG=∠CGH,
∴∠CDH+∠QCH=∠HGJ+∠CGJ,
∴∠CDH=∠HGJ,
∵∠GJF=∠CQH=∠GPC=90°,
∴∠CDH=∠HGJ=45°,
∴DH=QH,
∴DH=2QH=CF.
8.如圖,在菱形ABCD中,其對(duì)角線AC、BD交于點(diǎn)O,以邊CD為斜邊構(gòu)造Rt△CDE,連接OE.
(1)如圖一,△CDE為等腰三角形,且∠ABC=60°,OC=2,求OE的長(zhǎng);
(2)如圖一,若△CDE為等腰三角形,求證:OD+OC=OE;
(3)如圖二,若菱形的邊長(zhǎng)為,BD=6,OE的中點(diǎn)為H,連接BH,求BH的最大值.
【解答】解:(1)如圖一中,過(guò)點(diǎn)D作DH⊥OE于H.
∵四邊形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OC=OA=2,AB=BC=AD=CD,
∵∠ABC=∠ADC=60°,
∴△ABC,△ADC都是等邊三角形,
∴CD=AC=4,∠ACD=60°,
∵ED=EC,∠DEC=90°,
∴∠DCE=∠CDE=45°,
∵∠DOC=∠DEC=90°,
∴∠DOC+∠DEC=180°,
∴D,O,E,C四點(diǎn)共圓,
∴∠DOE=∠DCE=45°,∠DEO=∠DCO=60°,
在Rt△ODC中,OD=CD?sin60°=2
在Rt△ODH中,DH=OH=OD=,
在Rt△DHE中,EH==,
∴OE=OH+EH=+.
(2)如圖一(1)中,過(guò)點(diǎn)E作EM⊥BD于M,EF⊥AC交AC的延長(zhǎng)線于F.
∵∠EMO=∠MOF=∠F=90°,
∴四邊形EMOF是矩形,
∴∠MEF=∠DEC=90°,
∴∠DEM=∠CEF,
∵ED=EC,
∴△EMD≌△EFC(AAS),
∴EM=EF,DM=CF,
∴四邊形EMOF是正方形,
∴OM=OF=EM=EF,
∴OC+OD=OF﹣CF+OM+DM=2OM=OE,
∴OC+OD=OE.
(3)如圖二中,取CD的中點(diǎn)F,連接OF,取OF的中點(diǎn)J,連接EF,JH,過(guò)點(diǎn)O作OM⊥BC于M,過(guò)點(diǎn)J作JN⊥BC交BC的延長(zhǎng)線于N.
∵四邊形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OA=OC,OD=OB=3,AD=BC=CD=,
∴OA=OC===1,
∵DO=OB,DF=FC,
∴OF=BC=,OF∥BC,
∴OJ=JF=,
∵OM⊥BC,
∴S△OBC=?OB?OC=?BC?OM,
∴OM=,BM===,
∵OM⊥BC,JN⊥BC,
∴∠OMN=∠JNM=∠OJM=90°,
∴四邊形OMNJ是矩形,
∴OM=JN=,OJ=MN=,
∴BN=BM+MN=+=,
∴BJ===,
∵CF=DF,∠DEC=90°,
∴EF=CD=,
∵OH=HE,OJ=JF,
∴JH=EF=,
∵BH≤BJ+JH,
∴BH≤+,
∴BH的最大值為+.
考點(diǎn)三 矩形的性質(zhì)與判定
9.如圖1,在矩形ABCD中,∠ABC的平分線交AD于點(diǎn)E,連接CE.
(1)若BE=4,CE=,求AD的長(zhǎng);
(2)如圖2,點(diǎn)F是BC上一點(diǎn),且EF=EC,過(guò)點(diǎn)C作CG⊥EF于點(diǎn)G,交BE于點(diǎn)H,求證:BH=DE;
(3)如圖3,在(2)的條件下,連接DG,當(dāng)BE=BC時(shí),請(qǐng)直接寫出的值.
【解答】(1)解:如圖1中,
∵四邊形ABCD是矩形,
∴∠ABC=∠A=∠D=90°,AB=CD,
∵BE平分∠ABC,
∴∠ABE=45°,
∴∠ABE=∠AEB=45°,
∵BE=4,
∴AB=AE=4,CD=AB=4,
在Rt△CED中,DE===1,
∴AD=AE+DE=4+1=5.
(2)證明:過(guò)點(diǎn)E作ET⊥BC于T,過(guò)點(diǎn)H作HR⊥BC于R.
∵∠A=∠ABT=∠BTE=90°,
∴四邊形ABTE是矩形,
∵AB=AE,
∴四邊形ABTE是正方形,
∴∠EBT=∠BET=45°,
∵EF=EC,ET⊥CF,
∴FT=TC,∠FET=∠CET,∠EFC=∠ECF,
∵CG⊥EF,
∴∠CGF=∠ETC=90°,
∴∠CFG+∠FCG=90°,∠CET+∠ECT=90°,
∴∠GCF=∠CET,
∵∠CEH=∠CET+∠BET=45°+∠CET,∠CHB=∠CBH+∠HCB=45°+∠HCB,
∴∠CEH=∠CHE,
∴CE=CH,
∵HR⊥BC,
∴∠CRH=∠ETC=90°,
在△CRH和△ETC中,
,
∴△CRH≌△ETC(AAS),
∴HR=CT,
∵∠D=∠DCT=∠ETC=90°,
∴四邊形DETC是矩形,
∴DE=CT=HR,
∵△BRH是等腰直角三角形,
∴BH=HR=DE.
(3)解:過(guò)點(diǎn)E作ET⊥BC于T,過(guò)點(diǎn)H作HR⊥BC于R,過(guò)點(diǎn)G作GM⊥AD于M,GN⊥CD于N.
設(shè)AB=AE=m,則BE=BC=m,
∴DE=AD﹣AE=m﹣m,
∴BH=DE=2m﹣m,
由(2)可知,∠CEH=∠CHE=∠BCE=45°+∠BCH=67.5°,
∴∠ECH=45°,
∵CG⊥EG,
∴GC=GE,
∵∠MGN=∠EGC=90°,
∴∠MGE=∠NGC,
在△GME和△GNC中,
,
∴△GME≌△GNC(AAS),
∴GM=GN,
∵GM⊥AD,GN⊥CD,
∴GD平分∠ADC,
∴∠CDG=45°,
∵BE=BC,∠CBE=45°,
∴∠BCE=67.5°,
∴∠BCH=22.5°,
∵∠DCB=90°,
∴∠DCG=67.5°,
∴∠DGC=180°﹣45°﹣67.5°=67.5°,
∴∠DGC=∠DCG,
∴DG=DC=m,
∴==2﹣.
10.如圖,在矩形ABCD中,點(diǎn)P為CB延長(zhǎng)線上一點(diǎn),連接AP.
(1)如圖1,以CD為底向內(nèi)作等腰△CDE,延長(zhǎng)DE恰好交CB延長(zhǎng)線于點(diǎn)P,交AB于點(diǎn)F,若AF=5BF,EC=6,求EF的長(zhǎng);
(2)如圖2,若∠APB=60°,AB=AD,以CD為邊向外作等邊△CDF,連接AF,DE平分∠ADC交AF于點(diǎn)E,連接PE.求證:PA+PC=PE.
【解答】(1)解:∵CE=DE,
∴∠ECD=∠EDC,
∵∠DPC+∠PDC=90°,
∠ECP+∠ECD=90°,
∴∠EPC=∠ECP,
∴PE=CE=6,
∴PD=12,
∵PB∥AD,
∴,
∴PF=2,DF=10,
∴EF=4;
(2)證明:連接CE,
∵四邊形ABCD是矩形,AB=AD,
∴四邊形ABCD是正方形,
∴AD=CD,∠ADC=90°,
∵△CDF是等邊三角形,
∴∠CDF=60°,AD=DF,
∴∠DAF=15°,
∵DE平分∠ADC,
∴∠ADE=∠CDE=45°,
∴∠AED=120°,
又∵DE=DE,
在△ADE和△CDE中,
,
△ADE≌△CDE(SAS),
∴∠AED=∠CED=∠AEC=120°,AE=CE,
∵∠APB=60°,
∴∠APB+∠AEC=120°,
∴點(diǎn)A、P、C、E四點(diǎn)共圓,
∴∠APE=∠EPC=30°,
∴∠PEC=∠PCE=75°,
∴PE=PC,
設(shè)PB=a,則PA=2a,AB=BC=,
∴PA+PC=2a+a+=()=(BC+PB)=PC,
∴PA+PC=PE.
考點(diǎn)四 正方形的性質(zhì)與判定
11.在正方形ABCD中,E為AD上一點(diǎn),連接BE.
(1)如圖1,連接BD,延長(zhǎng)BE至點(diǎn)F,使BF=BD,且AF∥BD,
①若AB=,求AF的長(zhǎng)度;
②如圖2,過(guò)點(diǎn)D作BF的垂線DG,垂足為點(diǎn)G,交AF于點(diǎn)H,分別延長(zhǎng)BA,DH交于點(diǎn)P,連接PE,過(guò)點(diǎn)F作FQ⊥BD于Q.求證:BE=DG+FG;
(2)如圖3,延長(zhǎng)DC至點(diǎn)R,使CR=AE,在四邊形BCDE內(nèi)有點(diǎn)M,∠BME=135°,點(diǎn)N為平面上一點(diǎn),連接ND,MN,若AB=5,AE=1,請(qǐng)直接寫出MN+ND+NR的最小值.
【解答】解:(1)①過(guò)點(diǎn)F作FG⊥AB,與BA的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)G,如圖1,
∵四邊形ABCD為正方形,AB=,
∴∠DAG=∠BAD=∠ADC=∠ABC=90°,BD平分∠ADC和∠ABC,AB=AD=,
∴∠ADB=45°,BD=,
∵AF∥BD,
∴∠DAF=∠ADB=45°,
∴∠GAF=45°,
∴∠AGF=∠GAF=45°,
∴AG=GF,
不妨設(shè)AG=GF=x,則BG=x+,
∵BG2+GF2=BF2,BF=BD=2,
∴,
解得,x=,或x=﹣(舍),
∴AF=AG=﹣1;
②連接PF和DF,如圖2,
∵DG⊥BF,
∴∠DGE=∠BAE=90°,
∵∠AEB=∠DEG,
∴∠ABE=∠GDE,
∵∠BAE=∠DAP=90°,AB=AD,
∴△ABE≌△ADP(ASA),
∴BE=DP,AE=AP,
設(shè)AB=a,則BF=BE=a,
∵AF∥BD,
∴S△FBD=S△ABD,
∴,
∴FQ=,
∴sin∠QBF=,
∴∠QBF=30°,
∵AF∥BD,
∴∠AFB=∠DBF=30°,∠EAF=∠ADB=45°,
∴∠EAF=∠PAF=45°,
∵AF=AF,
∴△AEF≌△APF(SAS),
∴∠AFE=∠AFP=30°,
∴∠EFP=60°,
∴PG=,
∵DG+PG=DP=BE,
∴BE=DG+FG;
(2)將△DNR繞點(diǎn)R順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得△RPQ,作△BME的外接圓⊙O,連接OM、NP、PQ,連接OQ與⊙O交于M',連接QR,延長(zhǎng)AB與QR的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)K,過(guò)O作OL⊥QR于點(diǎn)L,作OF⊥AB于F,作OG⊥BE于點(diǎn)G,與AB交于點(diǎn)H,連接OA,OB,如圖3,則QR=DR,RK=BC,KL=OF,CR=BK,OL=FK,
∵OE=OM=OB,
∴∠OEM=∠OME,∠OBM=∠OMB,
∵∠BME=135°,
∴∠OEM+∠OBM=∠OME+∠OMB=135°,
∴∠BOE=90°,
∵四邊形ABCD是正方形,AB=5,
∴AB=BC=CD=AD=RK=6,
∵AE=CR=1,
∴QR=DR=5+1=6,BK=1,
∴BE=,
∴OG=BG=BE=,OA=OB=OM'=BE=,
∵∠BGH=∠BAE=90°,∠HBG=∠EBA,
∴△BGH∽△BAE,
∴=,即=,
∴GH=,BH=,
∴OH=OG﹣GH=,
∵∠OFH=∠BGH=90°,∠OHF=∠BHG,
∴△OHF∽△BHG,
∴,即,
∴HF=,OF=2,
∴KL=OF=2,OL=FK=FH+BH+BK=4,
∴QL=QR+RK+KL=13,
∴OQ===,
由旋轉(zhuǎn)知,∠PRN=90°,PR=RN,PQ=DN,
∴PN=,
∵OM+MN+ND+NR=OM+MN+PN+PQ≥OQ,
∴當(dāng)O、M、N、P、Q五點(diǎn)共線時(shí),OM+MN+ND+NR=OQ=的值最小,
∵OM=OB=,
∴MN+ND+NR的最小值為:﹣.
12.如圖,在正方形ABCD中,E,F(xiàn)分別是邊BC,AB上一動(dòng)點(diǎn),且AF=BE,連接DF,AE交于點(diǎn)G,連接CG.
(1)如圖1,若CG=AD,求證:CE=AD;
(2)如圖2,當(dāng)點(diǎn)E,F(xiàn)分別在邊BC,AB上運(yùn)動(dòng)時(shí),在以GC為斜邊構(gòu)造等腰直角△CGH,連接DH,猜想∠HDG的大小是否為定值,并證明你的結(jié)論;
(3)如圖3,在(2)的條件下,連接BH,當(dāng)BH取得最小值時(shí),請(qǐng)直接寫出的值.
【解答】(1)延長(zhǎng)DC、AE相交于點(diǎn)K,如圖:
∵四邊形ABCD是正方形,
∴AD=BA,∠DAF=90°=∠ABE,
∵AF=BE,
∴△ADF≌△BAE(SAS),
∴∠ADF=∠BAE,
∴∠AFG+∠BAE=∠AFG+∠ADF=90°,
∴DF⊥AE,
∴∠K+∠CDG=90°=∠DGK=∠CGD+∠CGK,
∵CG=CD,
∴∠CDG=∠CGD,
∴∠K=∠CGK,
∴CK=CG=CD=AB,
又∠CEK=∠AEB,∠ECK=∠EBA=90°,
∴△CEK≌△BAE(AAS),
∴CE=BE=BC=AD;
(2)∠HDG=45°;證明如下:
連接AC,如圖:
∵四邊形ABCD是正方形,
∴CA=CD,∠ACD=45°,
∵等腰直角△HGC,
∴CG=CH,∠GCH=45°,
∴==,∠ACG=∠DCH,
∴△ACG∽△DCH,
∴∠CHD=∠CGA=∠CGH+∠AGD+∠DGH=135°+∠DGH,
∴∠DHG=360°﹣∠CHG﹣∠CHD
=360°﹣90°﹣(135°+∠DGH)
=135°﹣∠DGH,
∵∠DHG=180°﹣∠HDG﹣∠DGH,
∴135°﹣∠DGH=180°﹣∠HDG﹣∠DGH,
∴∠HDG=45°;
(3)過(guò)點(diǎn)C作CN⊥DF于點(diǎn)N,取CD的中點(diǎn)M,以DM為斜邊在正方形外作等腰Rt△DOM,過(guò)點(diǎn)O作OT⊥BC,交BC的延長(zhǎng)線于點(diǎn)T,過(guò)點(diǎn)H作HL⊥BC于點(diǎn)L,過(guò)點(diǎn)O作OS⊥CD于點(diǎn)S,連接OH、MN、OB,
∵∠CDN+∠ADG=90°=∠DAG+∠ADG,
∴∠CDN=∠DAG,
∵∠CND=90°=∠DGA,CD=DA,
∴△CDN≌△DAG(AAS),
∴DN=AG,
由(2)可知:∠GDH=45°,AG=DH,
∴DN=DH,∠GDH=45°=∠MDO,
∴∠NDM=∠HDO,
∵DM=DO,
∴==,
∴△DMN∽△DOH,
∴=,
∵M(jìn)N是Rt△CDN斜邊上的中線,
∴DM=MN,
∴OH=DO=DM=CD,
∵TC=OS=DM=CD,
∴OT=CS=CD,BT=CD,
∴OB==CD,
∴BH≥OB﹣OH=CD,
故當(dāng)BH取得最小值時(shí),B、H、O共線,
此時(shí)由HL∥OT,可得:
==,
即:=,
∴=,
∴==?=.
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