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2013年中考数学四边形综合试题汇编

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6、(2013•资阳)在一个边长为a(单位:cm)的正方形ABCD中,点E、M分别是线段AC,CD上的动点,连结DE并延长交正方形的边于点F,过点M作MN⊥DF于H,交AD于N.
(1)如图1,当点M与点C重合,求证:DF=MN;
(2)如图2,假设点M从点C出发,以1cm/s的速度沿CD向点D运动,点E同时从点A出发,以 cm/s速度沿AC向点C运动,运动时间为t(t>0);
①判断命题“当点F是边AB中点时,则点M是边CD的三等分点”的真假,并说明理由.
②连结FM、FN,△MNF能否为等腰三角形?若能,请写出a,t之间的关系;若不能,请说明理由.
 

考点: 四边形综合题
分析: (1)证明△ADF≌△DNC,即可得到DF=MN;
(2)①首先证明△AFE∽△CDE,利用比例式求出时间t= a,进而得到CM= a= CD,所以该命题为真命题;
②若△MNF为等腰三角形,则可能有三种情形,需要分类讨论.
解答: (1)证明:∵∠DNC+∠ADF=90°,∠DNC+∠DCN=90°,
∴∠ADF=∠DCN.
在△ADF与△DNC中,
 ,
∴△ADF≌△DNC(ASA),
∴DF=MN.

(2)解:①该命题是真命题.
理由如下:当点F是边AB中点时,则AF= AB= CD.
∵AB∥CD,∴△AFE∽△CDE,
∴ ,
∴AE= EC,则AE= AC= a,
∴t= = a.
则CM=1•t= a= CD,
∴点M为边CD的三等分点.
②能.理由如下:
易证AFE∽△CDE,∴ ,即 ,得AF= .
易证△MND∽△DFA,∴ ,即 ,得ND=t.
∴ND=CM=t,AN=DM=a﹣t.
若△MNF为等腰三角形,则可能有三种情形:
(I)若FN=MN,则由AN=DM知△FAN≌△NDM,
∴AF=DM,即 =t,得t=0,不合题意.
∴此种情形不存在;
(II)若FN=FM,由MN⊥DF知,HN=HM,∴DN=DM=MC,
∴t= a,此时点F与点B重合;
(III)若FM=MN,显然此时点F在BC边上,如下图所示:
 
易得△MFC≌△NMD,∴FC=DM=a﹣t;
又由△NDM∽△DCF,∴ ,即 ,∴FC= .
∴ =a﹣t,
∴t=a,此时点F与点C重合.
综上所述,当t=a或t= a时,△MNF能够成为等腰三角形.
点评: 本题是运动型几何综合题,考查了相似三角形、全等三角形、正方形、等腰三角形、命题证明等知识点.解题要点是:(1)明确动点的运动过程;(2)明确运动过程中,各组成线段、三角形之间的关系;(3)运用分类讨论的数学思想,避免漏解.

7、(2013•宁波)若一个四边形的一条对角线把四边形分成两个等腰三角形,我们把这条对角线叫这个四边形的和谐线,这个四边形叫做和谐四边形.如菱形就是和谐四边形.
(1)如图1,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠BAD=120°,∠C=75°,BD平分∠ABC.求证:BD是梯形ABCD的和谐线;
(2)如图2,在12×16的网格图上(每个小正方形的边长为1)有一个扇形BAC,点A.B.C均在格点上,请在答题卷给出的两个网格图上各找一个点D,使得以A、B、C、D为顶点的四边形的两条对角线都是和谐线,并画出相应的和谐四边形;
(3)四边形ABCD中,AB=AD=BC,∠BAD=90°,AC是四边形ABCD的和谐线,求∠BCD的度数.

考点: 四边形综合题.
分析: (1)要证明BD是四边形ABCD的和谐线,只需要证明△ABD和△BDC是等腰三角形就可以;
(2)根据扇形的性质弧上的点到顶点的距离相等,只要D在 上任意一点构成的四边形ABDC就是和谐四边形;连接BC,在△BAC外作一个以AC为腰的等腰三角形ACD,构成的四边形ABCD就是和谐四边形,
(3)由AC是四边形ABCD的和谐线,可以得出△ACD是等腰三角形,从图4,图5,图6三种情况运用等边三角形的性质,正方形的性质和30°的直角三角形性质就可以求出∠BCD的度数.
解答: 解:(1)∵AD∥BC,
∴∠ABC+∠BAD=180°,∠ADB=∠DBC.
∵∠BAD=120°,
∴∠ABC=60°.
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBC=30°,
∴∠ABD=∠ADB,
∴△ADB是等腰三角形.
在△BCD中,∠C=75°,∠DBC=30°,
∴∠BDC=∠C=75°,
∴△BCD为等腰三角形,
∴BD是梯形ABCD的和谐线;

(2)由题意作图为:图2,图3
 

(3)∵AC是四边形ABCD的和谐线,
∴△ACD是等腰三角形.
∵AB=AD=BC,
如图4,当AD=AC时,
∴AB=AC=BC,∠ACD=∠ADC
∴△ABC是正三角形,
∴∠BAC=∠BCA=60°.
∵∠BAD=90°,
∴∠CAD=30°,
∴∠ACD=∠ADC=75°,
∴∠BCD=60°+75°=135°.
如图5,当AD=CD时,
∴AB=AD=BC=CD.
∵∠BAD=90°,
∴四边形ABCD是正方形,
∴∠BCD=90°
如图6,当AC=CD时,过点C作CE⊥AD于E,过点B作BF⊥CE于F,
∵AC=CD.CE⊥AD,
∴AE=AD,∠ACE=∠DCE.
∵∠BAD=∠AEF=∠BFE=90°,
∴四边形ABFE是矩形.
∴BF=AE.
∵AB=AD=BC,
∴BF=BC,
∴∠BCF=30°.
∵AB=BC,
∴∠ACB=∠BAC.
∵AB∥CE,
∴∠BAC=∠ACE,
∴∠ACB=∠ACE=∠BCF=15°,
∴∠BCD=15°×3=45°.
 
 
点评: 本题是一道四边形的综合试题,考查了和谐四边形的性质的运用,和谐四边形的判定,等边三角形的性质的运用,正方形的性质的运用,30°的直角三角形的性质的运用.解答如图6这种情况容易忽略,解答时合理运用分类讨论思想是关键.

8、(2013年武汉)已知四边形ABCD中,E、F分别是AB、AD边上的点,DE与CF交于点G.
(1)如图①,若四边形ABCD是矩形,且DE⊥CF,求证 ;
(2)如图②,若四边形ABCD是平行四边形,试探究:当∠B与∠EGC满足什么关系时,使得 成立?并证明你的结论;
(3)如图③,若BA=BC=6,DA=DC=8,∠BAD=90°,DE⊥CF,请直接写出 的值.
 


解析:
(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,∴∠A=∠ADC=90°,
     ∵DE⊥CF,∴∠ADE=∠DCF,∴△ADE∽△DCF,∴ .
(2)当∠B+∠EGC=180°时, 成立,证明如下:
     在AD的延长线上取点M,使CM=CF,则∠CMF=∠CFM.
     ∵AB∥CD,∴∠A=∠CDM,
     ∵∠B+∠EGC=180°,
∴∠AED=∠FCB,∴∠CMF=∠AED.
     ∴△ADE∽△DCM,
∴ ,即 .
(3) .

9、(2013杭州压轴题)如图,已知正方形ABCD的边长为4,对称中心为点P,点F为BC边上一个动点,点E在AB边上,且满足条件∠EPF=45°,图中两块阴影部分图形关于直线AC成轴对称,设它们的面积和为S1.
(1)求证:∠APE=∠CFP;
(2)设四边形CMPF的面积为S2,CF=x, .
①求y关于x的函数解析式和自变量x的取值范围,并求出y的最大值;
②当图中两块阴影部分图形关于点P成中心对称时,求y的值.
 
考点:四边形综合题.
分析:(1)利用正方形与三角形的相关角之间的关系可以证明结论;
(2)本问关键是求出y与x之间的函数解析式.
①首先分别用x表示出S1与S2,然后计算出y与x的函数解析式.这是一个二次函数,求出其最大值;
②注意中心对称、轴对称的几何性质.
解答:(1)证明:∵∠EPF=45°,
∴∠APE+∠FPC=180°﹣45°=135°;
而在△PFC中,由于PF为正方形ABCD的对角线,则∠PCF=45°,
则∠CFP+∠FPC=180°﹣45°=135°,
∴∠APE=∠CFP.
(2)解:①∵∠APE=∠CFP,且∠FCP=∠PAE=45°,
∴△APE∽△CPF,则 .
而在正方形ABCD中,AC为对角线,则AC= AB= ,
又∵P为对称中心,则AP=CP= ,
∴AE= = =.
如图,过点P作PH⊥AB于点H,PG⊥BC于点G,
 
P为AC中点,则PH∥BC,且PH=BC=2,同理PG=2.
S△APE= =×2×=,
∵阴影部分关于直线AC轴对称,
∴△APE与△APN也关于直线AC对称,
则S四边形AEPN=2S△APE= ;
而S2=2S△PFC=2× =2x,
∴S1=S正方形ABCD﹣S四边形AEPN﹣S2=16﹣ ﹣2x,
∴y= = = +﹣1.
∵E在AB上运动,F在BC上运动,且∠EPF=45°,
∴2≤x≤4.
令=a,则y=﹣8a2+8a﹣1,当a= =,即x=2时,y取得最大值.
而x=2在x的取值范围内,代入x=2,则y最大=4﹣2﹣1=1.
∴y关于x的函数解析式为:y= +﹣1(2≤x≤4),y的最大值为1.
②图中两块阴影部分图形关于点P成中心对称,
而此两块图形也关于直线AC成轴对称,则阴影部分图形自身关于直线BD对称,
则EB=BF,即AE=FC,
∴=x,解得x= ,
代入x= ,得y= ﹣2.
点评:本题是代数几何综合题,考查了正方形的性质、相似三角形、二次函数的解析式与最值、几何变换(轴对称与中心对称)、图形面积的计算等知识点,涉及的考点较多,有一定的难度.本题重点与难点在于求出y与x的函数解析式,在计算几何图形面积时涉及大量的计算,需要细心计算避免出错.

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