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模塊二常見模型專練
專題31對(duì)角互補(bǔ)模型
H(2021?安徽安慶?中考真題)如圖,點(diǎn)尸為定角NAo8的平分線上的一個(gè)定點(diǎn),且NMPN
與NA05互補(bǔ),若NMPN在繞點(diǎn)尸旋轉(zhuǎn)的過程中,其兩邊分別與。4、OB相交于M、N兩
點(diǎn),則以下結(jié)論:(1)PM=PN恒成立;(2)OM+0N的值不變;(3)四邊形PMON的面
積不變;(4)MN的長不變,其中正確的個(gè)數(shù)為()
A.4B.3C.2D.I
如圖,作尸E_LOA于2PF_LoB于E
;NPEO=NP/0=90。,
.?ZEPF+ZAOB=180o,
?/NMPN+/AOB=T8。。,
,ZEPF=ZMPNf
:.ZEPM=ZFPN,
YO尸平分NAO8,PEJ_OA于E,PFLOB^Ff
,PE=PF,
在APOE和APOb中,
OP=OP
PE=PF
J.∕?POE^∕?POF,
:.OE=OF,
在APEM和APFN中,
,NMPE=NNPF
<PE=PF
Z.PEM=NPFN
:.叢PEMm叢PFN,
:.EM=NF,PM=PN,故(1)正確,
,SXPEM=SAPNF,
:?S!V初形PMON=S四位形PEOF=定恒,故(3)正確,
":0M+0N=0E+ME+0F-NF=20E=定值,故(2)正確,
MN的長度是變化的,故(4)錯(cuò)誤,
故選:B.
甌(2022.貴州遵義.統(tǒng)考中考真題)探究與實(shí)踐
“善思”小組開展“探究四點(diǎn)共圓的條件”活動(dòng),得出結(jié)論:對(duì)角互補(bǔ)的四邊形四個(gè)頂點(diǎn)共圓.該
小組繼續(xù)利用上述結(jié)論進(jìn)行探究.
提出問題:
如圖1,在線段AC同側(cè)有兩點(diǎn)8,D,連接AO,AB,BC,CD,如果NB=那么A,
B,C,D四點(diǎn)在同一個(gè)圓上.
圖1
探究展示:
如圖2,作經(jīng)過點(diǎn)A,C,。的O,在劣弧AC上取一點(diǎn)E(不與A,C重合),連接AE,
CE則NAEC+NO=180。(依據(jù)1)
圖2
ZB=ND
.?.ZAEC+NB=180°
??.點(diǎn)A,B,C,E四點(diǎn)在同一個(gè)圓上(對(duì)角互補(bǔ)的四邊形四個(gè)頂點(diǎn)共圓)
點(diǎn)B,。在點(diǎn)A,C,E所確定的。上(依據(jù)2)
,點(diǎn)A,B,C,E四點(diǎn)在同一個(gè)圓上
(1)反思?xì)w納:上述探究過程中的“依據(jù)1”、“依據(jù)2”分別是指什么?
依據(jù)1:;依據(jù)2:.
(2)圖3,在四邊形ABC。中,N1=N2,/3=45。,則N4的度數(shù)為
(3)拓展探究:如圖4,已知°ABC是等腰三角形,AB=AC,點(diǎn)。在8C上(不與BC的中
點(diǎn)重合),連接AO.作點(diǎn)C關(guān)于AO的對(duì)稱點(diǎn)E,連接£?并延長交AO的延長線于F,連
接AE,DE.
圖4
①求證:A,D,B,E四點(diǎn)共圓;
②若AB=2√∑,AZλA尸的值是否會(huì)發(fā)生變化,若不變化,求出其值;若變化,請(qǐng)說明理
由.
【答案】(1)圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ);同圓中,同弧所對(duì)的圓周角相等
(2)45°
(3)①見解析;②不發(fā)生變化,值為8
【分析】(1)根據(jù)圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ);同圓中,同弧所對(duì)的圓周角相等作答即可;
(2)根據(jù)同弧所對(duì)的圓周角相等即可求解;
(3)①根據(jù)(1)中的結(jié)論證明NAEz)=NABZ)即可得證;②證明aBAZA?E4jB,根據(jù)相似
三角形的性質(zhì)即可求解.
(1)
如圖2,作經(jīng)過點(diǎn)A,C,O的(O,在劣弧AC上取一點(diǎn)E(不與A,C重:合),連接AE,
CE則NAEC+/。=180。(圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ))
圖2
ZB=ZD
.?.ZAEC+Zfi=180°
???點(diǎn)A,B,C,E四點(diǎn)在同一個(gè)圓上(對(duì)角互補(bǔ)的四邊形四個(gè)頂點(diǎn)共圓)
,點(diǎn)8,。在點(diǎn)A,C,E所確定的。匕(同圓中,同弧所對(duì)的圓周角相等)
點(diǎn)A,B,C,E四點(diǎn)在同一個(gè)圓上
故答案為:圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ);同圓中,同弧所對(duì)的圓周角相等
(2)
,在線段CD同側(cè)有兩點(diǎn)A,B,Z1=Z2
A,8,C,3四點(diǎn)共圓,
AD=AD
.?.Z4=Z3=45o
故答案為:45°
(3)
ΦVAB=AC,
:.ZABCZACB.
E點(diǎn)與C點(diǎn)關(guān)于AO時(shí)稱,
.?.ZACD=ZAED,
..ZAED=ZABD
.?.AR5,E四點(diǎn)共圓;
②AZ)?AF=8,理由如下,
如圖,AO民七四點(diǎn)共圓,
.?.NFBD=NDAE,
AE,AC關(guān)于AO對(duì)稱,
.?.ZDAE=ZDAC,
"DAC=/DBF,
ΛADC=ABDF,
:."=NACD,
AB=AC,
:.ΛABD=ZACD.
.?ZF=ZABD,
又NBAD=NFAB,
.「BADB,
,ABAD
*AF^AB,
.?.ADAF=AB2^
AB=Zyfi,
【點(diǎn)睛】本題考查了圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ),同弧所對(duì)的圓周角相等,軸對(duì)稱的性質(zhì),相似
三角形的性質(zhì)與判定,掌握以上知識(shí)是解題的關(guān)鍵.
甌(2020.湖南益陽?統(tǒng)考中考真題)定義:若四邊形有一組對(duì)角互補(bǔ),一組鄰邊相等,
且相等鄰邊的夾角為直角,像這樣的圖形稱為“直角等鄰對(duì)補(bǔ)”四邊形,簡(jiǎn)稱"直等補(bǔ)''四邊形,
根據(jù)以上定義,解決下列問題:
(1)如圖1,正方形ABC。中,E是Co上的點(diǎn),將ΔBCE繞8點(diǎn)旋轉(zhuǎn),使8C與54重合,
此時(shí)點(diǎn)E的對(duì)應(yīng)點(diǎn)尸在D4的延長線上,則四邊形BEo尸為"直等補(bǔ)''四邊形,為什么?
(2)如圖2,已知四邊形ABQ)是“直等補(bǔ)”四邊形,AB^BC=5,CD=I,AD>AB,
B到直線AD的距離為BE.
①求BE的長.
②若M、N分別是A3、Ao邊上的動(dòng)點(diǎn),求ΔMNC周長的最小值.
12備用圖
【答案】(1)見解析;(2)①BE=4;②ΔMNC周長的最小值為80
【分析】(1)由旋轉(zhuǎn)性質(zhì)證得∕F+∕BED=NBEC+NBED=180CJ,
NFBE=NABF+NABE=NCBE+NABE=90。,BF=BE,進(jìn)而可證得四邊形BEr)F為"直等補(bǔ)''四
邊形;
(2)如圖2,將AABE繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90。得到ACBF,可證得四邊形EBFD是正方形,
則有BE=FD,設(shè)BE=x,則FC=X-I,由勾股定理列方程解之即可;
(3)如圖3,延長CD至UP,使DP=CD=1,延長CB至IJT,使TB=BC=5,貝IJNP=NC,MT=MC,
由△MNC的周長=MC+MN+NC=MT+MN+NP≥PT知,當(dāng)T、M、N、P共線時(shí),△MNC的
周長取得最小值PT,過P作PH_LBC交BC延長線于H,易證△BFCs∕?PHC,求得CH、
PH,進(jìn)而求得TH,在RtAPHT中,由勾股定理求得PT,即可求得周長的最小值.
【詳解】(1)如圖1由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得:ZF=ZBEC,ZABF=ZCBE,BF=BE
?.?ZBEC+ZBED=180°,ZCBE+ZABE=90o,
ΛZF+ZBED=180o,
NABF+NABE=90。即ZFBE=90o,
故滿足“直等補(bǔ)'’四邊形的定義,
四邊形BEDF為"直等補(bǔ)''四邊形;
(2)???四邊形ABeD是“直等補(bǔ)”四邊形,AB=BC,
ΛZA+ZBCD=180o,ZABC=ZD=90o,
如圖2,將4ABE繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90。得到△CBF,
則NF=∕AEB=90°,∕BCF+NBCD=180°,BF=BE
;.D、C、F共線,
二四邊形EBFD是正方形,
.?.BE=FD,
設(shè)BE=X,貝!JCF=X-1,
在RSBFC中,BC=5,
由勾股定理得:X2+(X-D2=25,BPX2-X-12=0,
解得:x=4或X=-3(舍去),
ΛBE=4
(3)如圖3,延長CD到P,使DP=CD=1,延長CB到T,使TB=BC=5,
則NP=NC,MT=MC,
Λ?MNC的周長=MC+MN+NC=MT+MN+NPNPT
當(dāng)T、M、N、P共線時(shí),△MNC的周長取得最小值PT,
過P作PH_LBC,交BC延長線于H,
,.?ZF=ZPHC=90o,ZBCF=ZPCH.
;.△BCFs△PCH,
.BCBFCF
??543
即一=---=----,
2PHCH
解得:Cw=I,PH=*
在RsPHT中,TH=5+5+-=-,
55
PT=yjPH2+HT2=8√2-
AMNC周氏的最小值為80.
【點(diǎn)睛】本題是一道四邊形的綜合題,涉及旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)、正方形的判定與性質(zhì)、勾股定理、
解一元二次方程、相似三角形的判定與性質(zhì)、垂直平分線性質(zhì)、動(dòng)點(diǎn)的最值問題等知識(shí),解
答的關(guān)鍵是認(rèn)真審題,分析圖形,尋找相關(guān)信息的聯(lián)系點(diǎn),借用類比等解題方法確定解題思
路,進(jìn)而進(jìn)行推理、探究、發(fā)現(xiàn)和計(jì)算.
厚命題自的
對(duì)角互補(bǔ)模型特指在四邊形中,存在一對(duì)對(duì)角互補(bǔ),而且有一組鄰邊相等的幾何模型。
對(duì)角互補(bǔ)模型是經(jīng)典的幾何模型,其中會(huì)涉及到全等三角形的證明、倒角的計(jì)算、線段數(shù)量
關(guān)系的證明、旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造等綜合性較高的幾何知識(shí),在校內(nèi)考試、中考中一直都是熱門考點(diǎn)。
對(duì)角互補(bǔ)模型在初二陸續(xù)就會(huì)出現(xiàn),一般會(huì)和等腰直角三角形、正方形等特殊圖形結(jié)合起來,
既有選填壓軸的題型,也經(jīng)常會(huì)以簡(jiǎn)答題進(jìn)行考察。
常見的四邊形對(duì)角互補(bǔ)模型含90°-90°對(duì)角互補(bǔ)模型、120°-60°對(duì)角互補(bǔ)模型、2α-
(180-2a)對(duì)角互補(bǔ)模型。本文會(huì)分享對(duì)角互補(bǔ)模型常見的兩種處理策略:①過頂點(diǎn)做雙
垂線,構(gòu)造全等三角形;②進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造,構(gòu)造手拉手全等.
模型1:全等形——90°對(duì)角互補(bǔ)模型
模型2:全等形—120°對(duì)角互補(bǔ)模型
模型3:全等形一一任意角對(duì)角互補(bǔ)模型
模型4:相似形—90°對(duì)角互補(bǔ)模型
A
T?c
■容就叫緞
【變式1](2022?江蘇常州,統(tǒng)考一模)如圖,已知四邊形ABCD的對(duì)角互補(bǔ),且
ΛΓ
ZBAC=ZDAC,AB=15,AD=12.過頂點(diǎn)C作CE_ZAB于E,則——的值為()
A.√73B.9C.6D.7.2
【答案】B
【分析】要求黑的值,主要求出AE和BE的長即可,注意到AC是角平分線,于是作CF,AD
BE
交AO的延長線于點(diǎn)F,可以證得兩對(duì)全等三角形,結(jié)合已知數(shù)據(jù)可以求得AE和BE的長,
從而解決問題.
【詳解】解:作CF_LA力交AO的延長線于點(diǎn)F,則/CTD=90。,
BC
':CELAB,
:.ZCEB=90o,
:.NCFD=NCEB=90。,
,:ABAC=ΛDAC,
,AC平分NAAO,
CE=CF,
:四邊形ABCO對(duì)角互補(bǔ),
.,.NABC+NADC=180。,
又VZCDF+NADC=180°,
.?.ZCBE=ZCDF,
在4CBEWΔCOF中,
A?CEB?CFD
!?CBEICDF,
?CE^CF
MCBEWACDF(AAS),
:.BE=DF,
在AAEC和aAFC中,
i?A£C?AFC
!?£AC?FAC,
?AC=AC
:.ΛAEC^ΛAFC(AA5),
.?AE^AF,
設(shè)BE-a,則DF-a,
?"AB=?5,AD=?2,
,12+24=15,得α=1.5,
.".AC=12+?=13.5,BE=a=1.5,
.AE13.5C
..---=----=9,
BE1.5
故選B.
【點(diǎn)睛】本題考查全等三角形的判定與性質(zhì)、角平分線的性質(zhì),解答本題的關(guān)鍵是巧妙構(gòu)造
全等三角形進(jìn)而得出等量關(guān)系.
【變式2](2022?廣東佛山?佛山市華英學(xué)校??家荒?定義:有一組鄰邊相等且對(duì)角互補(bǔ)
的四邊形叫做等補(bǔ)四邊形.例:如圖1,四邊形內(nèi)接于。O,AB=AD.則四邊形ABCD是
等補(bǔ)四邊形.
探究與運(yùn)用:如圖2,在等補(bǔ)四邊形ABCD中,AB=AD,其外角NE4。的平分線交C。的
延長線于點(diǎn)凡若CD=I0,AF=5,則。尸的長為_.
圖1圖2
【答案】5√2-5
【分析】思路引領(lǐng):連接AC,先證ZEAO=NBCD,推出ZFCA=NMD,再證
ΔACF^∕?DAF,利用相似三角形對(duì)應(yīng)邊的比相等可求。尸的長.
【詳解】如圖所示,連接AC,
Y四邊形ABC。是等補(bǔ)四邊形,
NBA。+/BCZ)=I80。,
又N8A0+∕EA0=18O°,
INEAD=NBCD,
尸平分/E4O,
.".ZFAD=-ZEAD,
2
Y四邊形A8CZ)是等補(bǔ)四邊形,
ΛA,B,C,。四點(diǎn)共圓,
':AB=AD,
?*?AB=AD,
:?ZACD-ZACBf
:.ZFCA=-^BCD,
2
.,.ZFCA=ZFAD,
又∕AFC=ND∕?,
.?.?4CF^?DAF,
.AFCF
"~DF~~AF'
即且=空當(dāng)
DF5
DF=5√2-5.
故答案為:5√2-5.
【點(diǎn)睛】本題考查了新定義等補(bǔ)四邊形,圓的有關(guān)性質(zhì),角平分線的判定,相似三角形的判
定與性質(zhì)等,解題關(guān)鍵是要能夠通過自主學(xué)習(xí)來進(jìn)行探究,運(yùn)用等.
【變式3](2021?浙江金華???既#┤鐖D,點(diǎn)尸為定角NAoB的平分線上的一個(gè)定點(diǎn),
且/MPN與NAoB互補(bǔ),若NMPN在繞點(diǎn)P旋轉(zhuǎn)的過程中,其兩邊分別與04、OB相交于
M、N兩點(diǎn),則以下結(jié)論:(I)PM=PN恒成立;(2)0M-ON的值不變;(3)△OMN
的周長不變;(4)四邊形PMoN的面積不變,其中正確的序號(hào)為.
【分析】如圖作PE_Le)A于E,PF_Lc)B于F.只要證明△POE絲Z?P0F,△PEM^ΔPFN,
即可一一判斷.
【詳解】解:如圖作PE_LOA于E,PF_LOB于F.
ΛZEPF+ZAOB=180°,
MPN+/AoB=I80°,
ΛZEPF=ZMPN,
ΛZEPM=ZFPN,
:OP平分/AOB,PE1OATE,PF_LOB于F,
PE=PF,
在4Pe)E和^POF中,
?OP=OP
?PE=PF
ΛRtΔPOE^RtΔPOF(HL),
ΛOE=OF,
在4PEM和叢PFN中,
NMPE=ZNPF
PE=PF
Z.PEM=乙PFN
ΛΔPEM^ΔPFN(ASA),
ΛEM=NF,PM=PN,故(1)正確,
SAPEM=SAPNF,
?'?S四邊杉PMON=Sl?S杉PEOF=定值,故(4)正確,
;OM-C)N=OE+EM-(OF-FN)=2EM,不是定值,故(2)錯(cuò)誤,
,.?OM+ON=OE+ME+OF-NF=2OE=定值,
在旋轉(zhuǎn)過程中,APMN是等腰三角形,形狀是相似的,因?yàn)镻M的長度是變化的,所以MN
的長度是變化的,所以AOMN的周長是變化的,故(3)錯(cuò)誤,
故答案為:(I)(4).
【點(diǎn)睛】本題考查全等三角形的性質(zhì)、角平分線的性質(zhì)定理、四邊形的面積等知識(shí),解題的
關(guān)鍵是學(xué)會(huì)添加常用輔助線,構(gòu)造全等三角形解決問題,屬于中考常考題型.
【變式4](2022?浙江寧波???既?【基礎(chǔ)鞏固】
A
Af--------------7乙K____________7,D/\-------刁D
(1)如圖①,在四邊形ABCD中,AD/∕BC,ZACD=NB,求證:ABC^DCA;
(2)【嘗試應(yīng)用】如圖②,在平行四邊形A68中,點(diǎn)E在BC上,NAEz)與NC互補(bǔ),
BE=2,EC=4,求AE的長;
(3)【拓展提高】如圖③,在菱形ABCo中,E為其內(nèi)部一點(diǎn),與NC互補(bǔ),點(diǎn)F在CO
上,EF//AD,且AD=2EF,AE=3,CF=I,求DE的長.
【答案】(1)見解析
(2)2√3
(3)6-√2
【分析】(1)由AD〃BC,可得NACB=NC4£>,再利用NB=NA8,即可得出
ABCSdca.
(2)根據(jù)兩組角相等可求得A48ESZ?0E4,可得4E2=BE?A∕),進(jìn)而可求得AE的值;
(3)延長FE交AB于G,則四邊形AGFD是平行四邊形,AD=GF,由AZ)=2所得
AEADDE
AD=GF=2EF=2GE,ill(2)可得.∕?ABE^∕?DEA—=—=—,可得
GEAEAG
AE2=GE-AD=^-,即空=當(dāng)=&,ΛD=√2AE=3√2,根據(jù)菱形48C。得
2AGAE
AB=CD=AD=3舊則AG=D尸=3√Σ-1,即可求解.
【詳解】(1)證明:YAP〃BC,
:、ZACB=ZCAD,
乂,:/B=ZACD,
:.£ABC^,DCA;
(2)解:???四邊形ABCQ是平行四邊形,
.,.AD//BC,AB//CD.AD=BC,
ΛZDAE=ZAEB,NC+NB=180。,
,.?ZAED+ZC=180°,
:,ZAED=ZB,
∕?ABE^∕?DEA,
.BEAE
??---=---,
AEAD
?>?AE2=BEADf
':BE=2,EC=4,
JAD=BC=G,
AE?=BE?AD=2義6=12,
:.AE=2√J;
(3)解:延長在交A5于G,
??四邊形48CQ是菱形,
?AB//CD9AB=CD=ADf
:EF//AD,
??四邊形AGFD是平行四邊形,
,
.AD=GF9AG=DF,
:AD=IEF,
?.AD=GF=2EF=2GE,
.AD
?GE=-----?
由(2)可得.?ABE^>ADEA,
.AEADDE
''~GE~~AE~~AG
ΔΓ)2
:.AE2=GE-AD=——,
2
???AD=近AE=3曰匹=絲=逑=
AGAE3
:?AB=CD=AD=3及,
?*?AG=DF=3五-1,
DE=正,
3√2-l
;?DE=6-√2.
【點(diǎn)睛】此題是四邊形綜合題,考查了平行四邊形的判定和性質(zhì)、菱形的性質(zhì)、相似三角形
的判定和性質(zhì)等知識(shí);熟練掌握平行四邊形的性質(zhì)、菱形的性質(zhì),證明三角形相似是解決問
題的關(guān)鍵.
【變式5](2022.江西南昌.模擬預(yù)測(cè))【模型建立】
圖1
(1)如圖1,在正方形ABeD中,E,尸分別是邊8C,CQ上的點(diǎn),且ZfXF=45。,探究圖
中線段EF,BE,£>F之間的數(shù)量關(guān)系.
小明的探究思路如下:延長CB到點(diǎn)G,使BG=DF,連接4G,先證明.4。尸與ΛBG,
再證明戶絲ZVlEG.
①EF,BE,OF之間的數(shù)量關(guān)系為;
②小亮發(fā)現(xiàn)這里ABG可以由4ADF經(jīng)過一種圖形變換得到,請(qǐng)你寫出這種圖形變換的過
程.像上面這樣有公共頂點(diǎn),銳角等于較大角的一半,且組成這個(gè)較大角的兩邊相
等的幾何模型稱為半角模型.
【類比探究】
(2)如圖2,在四邊形ABCn中,AB=AD,//WC與NT)互補(bǔ),E,尸分別是邊BC,CD
上的點(diǎn),且NE4F=gN8AO,試問線段EF,BE,。尸之間具有怎樣的數(shù)量關(guān)系?判斷并說
明理由.
【模型應(yīng)用】
(3)如圖3,在矩形ABCO中,點(diǎn)E在邊BC上,AD=6,AB=4,ZCAE=45°,求CE的
長.
[答案】⑴①BE+DF=EF,②將△ADF繞A點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°
⑵EF=DF+BE,理由見詳解
(3)5.2
【分析】(1)①沿著小明的思路,先證ZkACF也ZsABG,再證△AE尸絲zλAEG,即可得出
結(jié)論;②在①的基礎(chǔ)上,證明NGA∕?90。即可得解:
(2)延長CB至點(diǎn)、M,使得BM=DF,連接AM,先證△ABM^?ADF,再證△MAE^∕?FAE,
即可得出結(jié)論;
(3)過E點(diǎn)作EN_LAC于N點(diǎn),設(shè)EC=x,則有x<6,即BE=6-x,分別在Rr△ABE和RtAADC
中,表示出和求出AG再證AAfN是等腰直角三角形,即可得力E2=2AN=2EN2,
ΛRΛΓ
則有2硒2=42+(6-尤)2,再證Rr△ABCsRdENC,即有^~,進(jìn)而有
ENEC
ABXEC414
EN=AC=和,則可得一元二次方程2'彩/=42+(6—幻2,解方程就可求出CE
(1)
①B£+£>F=E/,理由如下:
沿著小明的思路進(jìn)行證明,
在正方形48CT)中,有4O=A8,No=/A8C=90。,
即有NABG=90°,
VBG=DF,AD=AB,ZD=ZAβG≈90o,
?ADF^?ABG,
.?AF^AG,NDAF=NBAG,
VZBAD=90o,NEAF=45°,
二NBAE+NDAF=45°,
.?.ZBAE+ZBAG=45°=ZEAF,
":AF=AG,AE=AE,
:.ΛAEF^ΛAEG,
:.EG=EF,
?,EG=BG+BE,BG=DF,
.?EF=BE+DF,結(jié)論得證;
②將△ADF^.A點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90。即可得到4ABG.
理由如下:
在①已經(jīng)證得△ADF^ΔABG,并得至IJN84E+ZBAG=45°=NE4凡
/.NG4F=NE4G+NEAG45o+450=9()o,
.,J?ΔAQ尸繞A點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90。即可得到aABG;
故答案為:①BE+DF=EF,②將P繞A點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90。;
(2)
EF=DF+BE,理由如下:
延長GB至點(diǎn)M,使得BM=QR連接AM,如圖,
圖2
?.βNABC與NO互補(bǔ),
ΛZD÷ZΛBC=180o,
Y∕ABC+NABM=180。,
ZABM=ZD.
t
:AB=AD9BM=DF,
:.ΔΔADF,
:.ADAF=ABAM,AM=AF,
t
:ZEAF=^ZBAD1
:.ZBAE+ZFAD=^NBAD,
,ZBAE+ZFAD=ZEAFf
':NDAF=NBAM,
.?NBAM+NBAE=NEAF,
:.AMAE=ΛEAF,
λ
:AM=AF,AE=AE9
Λ?MAE^?ME,
:.ME=EF,
?:ME=BE+MB,MB=DF,
LEF=DF+BE,結(jié)論得證;
(3)
過E點(diǎn)作ENLAC于N點(diǎn),如圖,
VAD=6,48=4,
???在矩形48CD中,AD=BC=6,AB=Oe=4,ZZ>ZB=90o,
???設(shè)ECK,則有χV6,
:?BE=BC-EC=6-x,
在放ZkABE中,AE2=AB-+BE2=42+(6-x)2,
在mZkAOC中,AC=^ADL+DC2=√62+42=2√13
0
VZCAE=45,ENlAC9
:.NANE=90。=NENC,
.*.NAEN=45。,
???△AEN是等腰直角三角形,
?*?AE=OAN=CEN,
JAE2=2AN2=2EN?
即:ZEN?=42+(6-X)2
Y∕ENC=9∕=∕B,ZACB=ZECN1
:.RMABCsRmENC,
.ABAC
,,fiV^EC,
VΛβ=4,AC=2√13,EC=X,
LZAB×EC4x
EN=——=—7=,
AC2√13
.?.EM=土χ2,
13
?/IEN2=42+(6-X)2,
4->OO
.*.2×-X2=4'+(6-x),
工結(jié)合XV6,解得X=5.2,
ΛCE=5.2.
【點(diǎn)睛】本題考了勾股定理、全等三角形的判定與性質(zhì)、相似三角形的判定與性質(zhì)、旋轉(zhuǎn)的
知識(shí)、等腰宜角三角形的判定與性質(zhì)、一元二次方程的應(yīng)用等知識(shí),做輔助線構(gòu)造
TB優(yōu)練習(xí)]
,112O22秋?福建廈門?九年級(jí)廈門市第五中學(xué)??计谥校┤鐖D,ZAOB=a(α是常量).點(diǎn)
P在/AOB的平分線上,且0P=2,以點(diǎn)P為頂點(diǎn)的NMPN繞點(diǎn)尸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),在旋轉(zhuǎn)的
過程中,NTWPN的兩邊分別與OB,Q4相交于M,N兩點(diǎn),若/MPN始終與NAOB互補(bǔ),
則以下四個(gè)結(jié)論:?PM=PN;②OM+ON的值不變;③四邊形PMaV的面積不變;④點(diǎn)
M與點(diǎn)N的距離保持不變.其中正確的為()
A.①③B.①②③C.①③④D.②③
【答案】B
【分析】如圖作PE?LO4于點(diǎn)£P(guān)FLOB于?點(diǎn)F,只要證明心PEo&RrPEO,
RtPEN"RtPFM即可——判斷.
【詳解】解:如圖所示:作PELOA于點(diǎn)E,PhOB于點(diǎn)、F,
APEO=ZPFO=90°,
.?.NEP產(chǎn)+NAOB=180°,
ZMPN+ZAOB=180°,
.?.ZEPF=ZMPN,
.ZEPF=AEPN+ZNPF,ZMPN=/MPF+ZNPF,
4EPN=乙MPF,
OP平分/AOB,PELOA,PFLOB.
.?.PE=PF,
在WPEO^WRtPF0ψ,
PO=PO
PE=PF
:.RtpEgRtPFo〈HL),
.?OE=OF,
在4PEN和M中,
ZEPN=ZFPM
?PE=PF,
ZPEN=NPFM
Rt.PEN^RtPFM(ASA),
.?.EN=FM,PN=PM,故①正確,
,?SAPKN=S&PFM'
?■^VSitlKPMON~S四邊物>EOF=定值,故③正確,
OM+ON=OF+MF+ON=OE+NE+ON=OE+OE=2OE=定值,故②正確,
M、N的位置是變化的,
:.M,N之間的距離也是變化的,故④錯(cuò)誤:
故選:B.
【點(diǎn)睛】本題考查了全等三角形的性質(zhì),角平分線的性質(zhì)定理,四邊形的面積等知識(shí),解題
的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)添加輔助線,構(gòu)造全等三角形解決問題.
2.(2021?山西?九年級(jí)專題練習(xí))定義:有一組對(duì)角互補(bǔ)的四邊形叫做互補(bǔ)四邊形,如圖,
在互補(bǔ)四邊形紙片ABCD中,BA=BC,AD=CD,/A=NC=90。,ZADC=30°.將紙
片先沿直線BD對(duì)折,再將對(duì)折后的紙片從一個(gè)頂點(diǎn)出發(fā)的直線裁剪,把剪開的紙片打開后
鋪平,若鋪平后的紙片中有一個(gè)面積為4的平行四邊形,則CD的長為
【答案】2屈+4近或α+2歷.
【分析】根據(jù)題意結(jié)合裁剪的方法得出符合題意的圖形有兩個(gè),分別利用菱形的判定與性質(zhì)
以及勾股定理得出CD的長.
【詳解】解:如圖1所示:從頂點(diǎn)A(或C)剪開紙片,四邊形ABCE是平行四邊形,
A
根據(jù)題意可知:
VBA=BC,AD=CD,ZA=ZC=90o
Λ?ABD^?CBD(SAS)
ΛZABD=ZCBD=75o,
四邊形ABCE是面積為4的平行四邊形,AB=CB
ABCE是菱形,
Λ?BCE的面積為2,CB=CE=AB,
NBCE=30。,
作BGJ_CE于點(diǎn)G,
BC=2BG,
.?.CE=2BG,
SABCE=TCE?BG=2
.?.BG2=2,
?*?BO-5/2,CE-2-^/2,
ΛCG=√3BG=√6,
.?.CF=CG+GF=CG+AB=CG+CE="+2&.
VZADC=30o,NCFD=90°
ΛCD=2CF=2√6+4√2.
如圖2,從頂點(diǎn)B剪開紙片,當(dāng)四邊形BEDF是平行四邊形時(shí),
??.平行四邊形BEDF是菱形,
:/A=/C=90°,ZB=150o,
ΛZADB=ZBDC=150,
VBE=DE,
.*.NAEB=30。,
設(shè)AB=y,則BE=2y,AE=√3y>
ΛDE=2y,
Y四邊形BEDF面積為4,
ΛAB×DE=4,
即2y2=4,
解得:y=&,
故AE=〃,DE=2√2,
則CD=AD=#+2近,
綜上所述:CD的值為:2瓜+46,或娓+2近.
故答案為25/6+45/2或α+2y∣2-
【點(diǎn)睛】此題主要考查了剪紙問題以及勾股定理和平行四邊形的性質(zhì)、菱形的性質(zhì)和判定等
知識(shí),根據(jù)題意畫出正確圖形是解題關(guān)鍵.
3.(2022秋?安徽宿州?九年級(jí)統(tǒng)考期中)定義:若四邊形有一組對(duì)角互補(bǔ),一組鄰邊相等,
且相等鄰邊的夾角為直角,像這樣的圖形稱為“直角等鄰對(duì)補(bǔ)”四邊形,簡(jiǎn)稱"直等補(bǔ)'’四邊
形.根據(jù)以上定義,解決下列問題:
圖2
(1)如圖1,正方形ABCD中,E是CO上的點(diǎn),將一BCE繞B點(diǎn)旋轉(zhuǎn),使BC與的重合,此
時(shí)點(diǎn)E的對(duì)應(yīng)點(diǎn)F在D4的延長線上,則四邊形下為"直等補(bǔ)''四邊形,為什么?
(2)如圖2,已知四邊形A3CZ)是“直等補(bǔ)”四邊形,AB=BC=5,CD=I,Ar)>AB,點(diǎn)8
到直線AD的距離為BE,求BE的長.
【答案】(1)見解析
(2)4
【分析】(I)根據(jù)“直等補(bǔ)”四邊形的定義進(jìn)行逐項(xiàng)證明即可得出結(jié)論;
(2)如圖(見解析),過C作CF_LM于點(diǎn)尸,首先證明四邊形CDEF是矩形,則Z)E=B,
EF=CD=L再證明A4BE="CF,根據(jù)全等三角形的判定與性質(zhì)可得BE=CRAE=BF,
等量代換即可得8E=£>£,由AE=8F,EF=CD=I可得AE=BE-1,設(shè)BE=X,根據(jù)勾股定理解
出X的值即可;
【詳解】(1);四邊形ABa)是正方形,
ZABC=NBAD=NC=No=90°,
:將BCE繞B點(diǎn)、旋轉(zhuǎn),使8C與84重合,此時(shí)點(diǎn)E的對(duì)應(yīng)點(diǎn)尸在ZM的延長線上,
.,.BE=BF,NCBE=ZABF,
:.NEBF=AABC=90°,
NEBF+ND=180°,
???四邊形BEDF為"直等補(bǔ)''四邊形:
(2)過C作CVJ/于點(diǎn)片如圖,
則NeFE=90。,
Y四邊形月Ba)是“直等補(bǔ)"四邊形,AB=BC=5,CD=I,AD>AB,
.?.ZABC=90。,NABC+NO=180。,
.-.ZD=90°
,/BFLAD,
:.ZDEF=90°,
四邊形COEF是矩形,
EF=CD=I,
':ZABE+ZA=ZCBE+ZABE=90°.
:.ZA=NCBF,
?:NAEB=NBFC=90。,AB=BC=5,
:.ABE^.BCF(AAS),
..BE=CF,
設(shè)BE=CF=X,則BF=X-1,
,/CE2+BF2=BC2,
X2+(?-l)2=52,
解得,x=4,或X=-3(舍),
/.BE=4.
【點(diǎn)睛】本題考查四邊形的綜合,涉及新定義、勾股定理、全等三角形的判定與性質(zhì)、正方
形的性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn),有一定難度,熟練掌握相關(guān)知識(shí)并綜合運(yùn)用是解題關(guān)鍵.
4.(2022秋?江蘇?八年級(jí)專題練習(xí))定義:一組對(duì)角互補(bǔ),且對(duì)角線平分其中一個(gè)內(nèi)角,
稱四邊形為余缺四邊形.
如圖1,四邊形ABCO,ZD+ZB=180o,AC平分ND48,則四邊形ABa)為余缺四邊形.
【概念理解】
(1)用(填序號(hào))一定可以拼成余缺四邊形.
①兩個(gè)全等的直角三角形,②兩個(gè)全等的等邊三角形;
(2)如圖1,余缺四邊形ABC。,AC平分NZM6,若A£>=6,AB=2,則
S4ADC:SAABC=;
【初步應(yīng)用】
如圖2,已知A4BC,/B4C的平分線AP與BC的垂直平分線交于P點(diǎn),連接尸8、PC.
(3)求證:四邊形ABPC為余缺四邊形;
(4)若AB=9,AC=5,則PT_P4的值為.
【遷移應(yīng)用】
(5)如圖3,ZMAN=90°,等腰用的B、C兩點(diǎn)分別在射線AM、AN.1.,且斜邊
BC=IOcm(P、A在BC兩側(cè)),若B、C兩點(diǎn)在射線40、AN上滑動(dòng)時(shí),四邊形APBC的
面積是否發(fā)生變化?若不變化,請(qǐng)說明理由:若變化,直接寫出面積的最大的值.
圖3
【答案】⑴①
(2)3
(3)見詳解
(4)45
(5)變化:最大值是50
【分析】(1)依題意畫出圖形分析是否滿足條件即可得到答案;
(2)利用角平分線上的點(diǎn)到兩邊距離相等的性質(zhì),可得AAQC與,ABC等高,然后運(yùn)用面
積比等于底邊長的比得到答案;
(3)利用A尸是角平分線構(gòu)造全等一角形證明Z4BP+NACP=180。即可;
(4)運(yùn)用勾股定理可得尸*=AG?+PG?,PB-=BG-+PG-,然后運(yùn)用圖中等量關(guān)系將AG
和BG轉(zhuǎn)化為AB與AC即可;
(5)當(dāng)AC=BC時(shí)面積取得最大值.
【詳解】(1)如圖4,將兩個(gè)全等的直角三角形沿斜邊拼在一起組成一個(gè)新的四邊形,則
此四邊形滿足對(duì)角線平分一組對(duì)角:且一組對(duì)角互補(bǔ)
兩個(gè)全等的直角三角形一定能拼成余缺四邊形;
如圖5,將兩個(gè)全等的等邊三角形拼在一起組成一個(gè)新的四邊形,此四邊形的一組對(duì)角相加
等于120°
???兩個(gè)全等的等邊三角形無法拼成余缺四邊形;
故答案為:①
圖5
(2)如圖6,過C點(diǎn)分別作AB,AO的垂線,垂足為E,F
.AC平分/B4C,
'.CE=CF
S4ADC:SAABC={AD?CF)<AB?CE)=AD:AB=6:2=3
E,
(3)如圖7,過點(diǎn)尸作尸GLA3,PHLAC,垂足為G,H
4P平分/BACPGLAB,PH±AC
..PG=PH
?點(diǎn)。在BC的垂直平分線上
..BP=CP
??在心PBGfllRtAPCH'^
?PB=PC
[PG=PH
.△PBG必PCH(HL)
:.NPCH=ZPBG
.?.ZPBA+ZPCA=ZPCH+ZPCA=180°
"平分/BAC,
.?.A8PC是余缺四邊形.
(4)由勾股定理可知,PA2=AG2+PCr>PB2=BG2+PG2
:.PA2-PB1
=(AG2+PG2)-(BG2+PG2)
=AG2-BG2
=(AG+BG)(AG-BG)
=AB(AH-CH)
=AB?AC=9x5=45
(5)如圖8,取8C中。,連接。4,作AQLBC于點(diǎn)Q,
則在8C運(yùn)動(dòng)的過程中,始終有:AQ≤OA
??sA8C是直角三角形,OA是斜邊上的中線,
.?.OA=-BC=S
2
AQ<0A=5
???%BC=;8CAQ*X10X5=25;
.78C是等腰直角三角形
.?.BC2=PB2+PC2=2PB2
:.PB2=-BC2=-×?02=50
22
2
SΔPBC=^PB=^×50=25
SABPC=S4ABC÷S4PBC≤25÷25=50.
【點(diǎn)睛】本題主要考查全等三角形的判定以及勾股定理,綜合性較強(qiáng),熟練掌握全等三角形
的構(gòu)造與相關(guān)證明方法是本題的解題關(guān)鍵.
5.(2022秋.江蘇南通.八年級(jí)如皋市實(shí)驗(yàn)初中??茧A段練習(xí))如圖1,我們定義:在四邊形
ABCDψ,若AO=BC,且∕AOB+NBCA=180。,則把四邊形ABCD叫做互補(bǔ)等對(duì)邊四邊形.
(1)如圖2,在等邊AABE中,D、C分別是邊AE、BE的中點(diǎn),連接8,問四邊形ABC。是
互補(bǔ)等對(duì)邊四邊形嗎?請(qǐng)說明理由.
(2)如圖3,在等腰AABE中,四邊形ABCO是互補(bǔ)等對(duì)邊四邊形,求證:NABD=NBAC=
?ZAEB.
2
(3)如圖4,在非等腰AABE中,若四邊形ABCD是互補(bǔ)等對(duì)邊四邊形,試問NABO=NBAC
=INAEB是否仍然成立?若成立,請(qǐng)加以證明:若不成立,請(qǐng)說明理由.
2
【答案】(1)四邊形ABCO是互補(bǔ)等對(duì)邊四邊形,理由見解析
(2)見解析
(3)仍然成立,證明見解析
【分析】(1)先判斷出AE=BE,再判斷出ZΛDB=90o,即可得出結(jié)論.
(2)根據(jù)等邊對(duì)等角可得NEAB=/E8A,根據(jù)四邊形ABC。是互補(bǔ)等對(duì)邊四邊形,可得
AD=BC,根據(jù)SAS可證AABO絲Z?84C,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)可得/A8Z>=/BAC,再根
據(jù)等腰三角形的性質(zhì)即可證明;
(3)仍然成立;理由如卜:如圖所示:過點(diǎn)A、8分別作BZ)的延長線與AC的垂線,垂足
分別為G、F,證明AAGQ0ZX8FC,得至IJAG=BF,又AB=BA,所以4A8CgZ?BAF,得到
ZABD^ZBAC,根據(jù)乙4D8+NBCA=180°,得到/EDB+/ECA=I80°,進(jìn)而得到
ZAEB+ZDHC=ISO0,由/。4C+NB”C=180。,所以NAEB=N8"C.因?yàn)?/p>
NBHC=NBAC+NABD,NABD=NBAC,f)↑IikZABD=ZBAC=ZAEB.
(1)
解:四邊形ABCD是互補(bǔ)等對(duì)邊四邊形,
理由:如圖2,
YZXABE是等邊三角形,
:.AE=BE,
連接AC,BD,
丫點(diǎn)。是AE的中點(diǎn),
/.BDlAE,
:.NAftB=90。,
同理:ZBCA=90o,
:.AD=BC,NAOB+NBCA=180。,
???四邊形ABCD是互補(bǔ)等對(duì)邊四邊形.
(2)
解:':AE=BE,
:.NEAB=NEBA,
V四邊形ABCD是互補(bǔ)等對(duì)邊四邊形,
:.AD=BC,
在△48£>和4BAC中,
AD=BC
■NDAB=/CBA,
AB=BA
:.ΛABD^∕?BAC(SAS),
.?.ZADB^ZBCA,
又;ZΛDB+ZBCA=180°,
ZADB=ΛBCA=90o,
,,180o-ZAEJB1
在ΔABE中l(wèi),VZEAB=ZEBA=--------------------=90Λ°--ZAEB,
22
ZABD=90o-ZEAB=90o-(90°--NAEB)=LZAEB,
22
同理:NBAC=LNAEB,
2
:.NABD=NBAC=L/AEB;
2
(3)
解:仍然成立;
理由如下:如圖4所示:
圖4
過點(diǎn)A、8分別作8。的延長線與AC的垂線,垂足分別為G、F,
V四邊形ABCD是互補(bǔ)等對(duì)邊四邊形,
:.AD=BC,ZADB+ZBCA=ISOo,
又NAQB+AQG=180°,
:.ZBCA=AADC,
y.':AG.LBD,BFA.AC,
:.ZAGD=ZBFC=90°,
在4AGO和ABFC中,
'NAGD=NBFC
■ZBCA=ZADC,
AD=BC
:.?AGD^ABFC(AAS),
:.AG=BF,
在Rt?ABG和Rt?BAF中,
?AB=BA
[AG=BF'
ΛRt?ABG^RtΔBAF(HL),
.?.ZABD=ZBAC,
,:ZADB+ZBCA=?S0o,
ΛZEDB+ZECA=180o,
ZΛEB+ZDHC=180o,
?:NDHC+NBHC=18C,
,ZAEB=ZBHC.
YNBHC=NBAC+NABD,ZABD=ZBACf
:.NABD=NBAC=LNAEB.
2
【點(diǎn)睛】此題是三角形綜合題,主要考查了等邊三角形的性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),全等三
角形的判定和性質(zhì),理解新定義,判斷出AABO絲△區(qū)4C是解本題的關(guān)鍵.
6.(2022秋?湖南長沙?九年級(jí)長沙市怡雅中學(xué)??茧A段練習(xí))新定義:有一組鄰邊相等且
對(duì)角互補(bǔ)的四邊形叫做等補(bǔ)四邊形.如圖1,在四邊形ABCZ)中,AD=CD,
圖1圖2圖3
(1)在數(shù)學(xué)活動(dòng)課上,怡怡小組對(duì)等補(bǔ)四邊形ABCO進(jìn)一步探究,發(fā)現(xiàn)3。平分NABC.怡怡
小組提供的解題思路是:如圖2,過點(diǎn)。分別作DEJ.BC于E,。尸_L84交84的延長線于
F,通過證明ZXADF=aCDE,得DF=DE,再根據(jù)“角的內(nèi)部到角的兩邊的距離相等的點(diǎn)
在角的平分線上''得到Bo平分NABC.請(qǐng)你寫出怡怡小組的完整證明過程;
(2汝口圖3,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A、B在X軸上,以A8為直徑的。仞交》軸于點(diǎn)C、D,
點(diǎn)尸為弧BC上一動(dòng)點(diǎn)(不與3、C重合).
①求證:四邊形ACPz)始終是一個(gè)等補(bǔ)四邊形;
②在圖3中,若A(T0),8(3,0),連接小,PB,的值是否會(huì)隨著點(diǎn)尸的移動(dòng)
而變化?若不變化,請(qǐng)求出該定值;若變化,請(qǐng)說明理由.
【答案】⑴見解析
⑵①見解析;②PZ)JPU的值不變,等于√L見解析
PA-PB
【分析】(1)過點(diǎn)。分別作Z)E_L8C于E,Z)Fl.54交54的延長線于F,通過證明
ΛADF=∕?CDE,得D尸=。E即可.
(2)①根據(jù)垂徑定理,圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì)證明即可.
②過點(diǎn)4作AnLPD,4E_LPC,交PC的延長線于點(diǎn)E,結(jié)論變形為土二空=4χ空X組,
PA-PBABAB
利用全等,相似、三角函數(shù)計(jì)算即可.
(1)
如圖,過點(diǎn)。分別作。Ej_8C于E,。尸_LSA交NA的延長線于F,
所以ZAFD=ZCE。=90°,
因?yàn)樗倪呅蜛8C。是等補(bǔ)四邊形,
所以AD=CD,ZBAD+ZBCD=180°,
因?yàn)閆BAD+ZDAF=180°,
所以NDAF=NDCE,
所以AADF三ACDE,
所以O(shè)F=DE,
所以Bo平分NABC.
(2)
①因?yàn)锳B是圓的直徑,且ABLCD,
所以O(shè)C=OD,
所以直線AB是線段CD的垂直平分線,
因?yàn)樗倪呅蜛CPD是OM的內(nèi)接四邊形,
所以/ACP+ZADP=180°,
所以四邊形ACPO始終是一個(gè)等補(bǔ)四邊形.
②〃D--/,C的值不變,等于百,理由如下:
PAPB
如圖,過點(diǎn)A作AFj_P。,AELPC,交PC的延長線于點(diǎn)£,
因?yàn)锳C=A。,
所以NAPE=/APF,
所以AE=A尸,
因?yàn)锳P=AP,
所以△力PE空AAPF,?AEC^?AFD,
所以PE=FF,EC=FD.
因?yàn)锳B是直徑,
所以NAPB=ZAFD=90o,
因?yàn)镹A。F=NAB尸,
所以△川£)/S“BP,
所嘮啜
因?yàn)镻D+PC=PC+PF+DF=PC+EC+PF=PE+PF=2PF,PD-PC=PF+DF-PC=
PE+DF-PC=EC+DF=2DF,
,PD2-PC2(PDtPC)(PD-PC)2PF×2DFPFDF
所c7rs以κ--------------=-------------------------=----------------=4λ×——×——
PAPBPA-PBPAPBPAPB
因?yàn)镹APD=NA5D,
所以cosZAPD=CosZABD,
由aPFBD
所以Tr布
PD2-PC-BDAD
所以=4λ×----×-----
PA-PBABAB
因?yàn)锳(TO),B(3,0),
所以AB=4,圓的半徑為2即AM=2,
所以AO=OM=1,
所以。。=在二適=相,
所以Az)=J(G尸+『=2,
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