【课标解读】
四边形是中考中的重要考点,主要考察学生对图形的认识、图形知识的掌握,辅助线的添加等内容,
综合性较强,注重学生正确的推理与计算能力的培养
【解题策略】
解决这类问题的关键应把握四边形的性质与判定,加强相关图形之间的联系,利用所给图形及图形之
间关系,进行观察、分析找到解决途径,进一步体会三角形与四边形之间相互转化、相互依存的内在关系。
【考点深剖】
★考点一 特殊四边形与三角形的综合
此类问题主要涉及到特殊平行四边形的性质与全等三角形、特殊三角形的性质及其知识的综合,把握
各个知识点并能灵活应用是解题的关键。
【典例 1】(2018 贵阳)(12.00 分)如图,在矩形 ABCD 中,AB═2,AD= ,P 是 BC 边上的一点,且 BP=2CP.
(1)用尺规在图①中作出 CD 边上的中点 E,连接 AE、BE(保留作图痕迹,不写作法);
(2)如图②,在(1)的条体下,判断 EB 是否平分∠AEC,并说明理由;
(3)如图③,在(2)的条件下,连接 EP 并廷长交 AB 的廷长线于点 F,连接 AP,不添加辅助线,
△
PFB
能否由都经过 P 点的两次变换与
△
PAE 组成一个等腰三角形?如果能,说明理由,并写出两种方法(指出对
称轴、旋转中心、旋转方向和平移距离)
【解答】解:(1)依题意作出图形如图①所示,
(2)EB 是平分∠AEC,理由:
∵四边形 ABCD 是矩形,
∴∠C=∠D=90°,CD=AB=2,BC=AD= ,
∵点 E 是 CD 的中点,
∴DE=CE= CD=1,
(3)∵BP=2CP,BC= ,
∴CP= ,BP= ,
在 Rt
△
CEP 中,tan∠CEP= = ,
∴∠CEP=30°,
∴∠BEP=30°,
∴∠AEP=90°,
∵CD∥AB,
∴∠F=∠CEP=30°,
在 Rt
△
ABP 中,tan∠BAP= = ,
∴∠PAB=30°,
∴∠EAP=30°=∠F=∠PAB,
∵CB⊥AF,
∴AP=FP,
∴△AEP≌△FBP,
∴△PFB 能由都经过 P 点的两次变换与
△
PAE 组成一个等腰三角形,
变换的方法为:将
△
BPF 绕点 B 顺时针旋转 120°和
△
EPA 重合,①沿 PF 折叠,②沿 AE 折叠.学科&网
★考点二 特殊四边形与四边形的综合
此类问题主要涉及到多个特殊平行四边形之间的关系,充分利用各个四边形的特点并建立相关的联系,
根据性质进行解答即可,这种问题经常和旋转变换及其勾股定理相结合进行考查.
【典例 2】(2018·湖北十堰·10 分)已知正方形 ABCD 与正方形 CEFG,M 是 AF 的中点,连接 DM,EM.
(1)如图 1,点 E 在 CD 上,点 G 在 BC 的延长线上,请判断 DM,EM 的数量关系与位置关系,并直接写
出结论;
(2)如图 2,点 E 在 DC 的延长线上,点 G 在 BC 上,(1)中结论是否仍然成立?请证明你的结论;
(3)将图 1 中的正方形 CEFG 绕点 C 旋转,使 D,E,F 三点在一条直线上,若 AB=13,CE=5,请画出图
形,并直接写出 MF 的长.
【解答】解:(1)结论:DM⊥EM,DM=EM.
理由:如图 1 中,延长 EM 交 AD 于 H.
(2)如图 2 中,结论不变.DM⊥EM,DM=EM.
理由:如图 2 中,延长 EM 交 DA 的延长线于 H.
∵四边形 ABCD 是正方形,四边形 EFGC 是正方形,
∴∠ADE=∠DEF=90°,AD=CD,
∴AD∥EF,
∴∠MAH=∠MFE,
∵AM=MF,∠AMH=∠FME,
∴△AMH≌△FME,
∴MH=ME,AH=EF=EC,
∴DH=DE,
∵∠EDH=90°,
∴DM⊥EM,DM=ME.
(3)如图 3 中,作 MR⊥DE 于 R.
在 Rt
△
MRF 中,FM= = ,
故满足条件的 MF 的值为 或 .
★考点三 特殊四边形与图形变换的综合
对于特殊平行四边形的综合考查过程中,,特殊平行四边形与折叠、平移、旋转等图形变换常常如影随
形.解决相关问题时,既要关注特殊平行四边形的性质,又要关注图形变换的性质.
【典例 3】(2018 湖南郴州)(12.00 分)在矩形 ABCD 中,AD>AB,点 P 是 CD 边上的任意一点(不含 C,
D 两端点),过点 P 作 PF∥BC,交对角线 BD 于点 F.
(1)如图 1,将
△
PDF 沿对角线 BD 翻折得到
△
QDF,QF 交 AD 于点 E.
求证:
△
DEF 是等腰三角形;
(2)如图 2,将
△
PDF 绕点 D 逆时针方向旋转得到
△
P'DF',连接 P'C,F'B.设旋转角为α(0°<α<180°).
①若 0°<α<∠BDC,即 DF'在∠BDC 的内部时,求证:
△
DP'C∽△DF'B.[
②如图 3,若点 P 是 CD 的中点,
△
DF 'B 能否为直角三角形?如果能,试求出此时 tan∠DBF'的值,如果不
能,请说明理由.
【分析】(1)根据翻折的性质以及平行线的性质可知∠DFQ=∠ADF,所以
△
DEF 是等腰三角形;
(2)①由于 PF∥BC,所以
△
DPF∽△DCB,从而易证
△
DP′F′∽△DCB;
②由于
△
DF'B 是直角三角形,但不知道哪个的角是直角,故需要对该三角形的内角进行分类讨论.
(2)①若 0°<α<∠BDC,即 DF'在∠BDC 的内部时,
∵∠P′DF′=∠PDF,
∴∠P′DF′﹣∠F′DC=∠PDF﹣∠F′DC,
∴∠P′DC=∠F′DB,
由旋转的性质可知:
△
DP′F′≌△DPF,
∵PF∥BC,
∴△DPF∽△DCB,
∴△DP′F′∽△DCB
∴ ,
∴△DP'C∽△DF'B
②当∠F′DB=90°时,如图所示,
∵DF′=DF= BD,
∴ = ,
∴tan∠DBF′= = ,
★考点四 特殊四边形与相似三角形的综合
这类问题经常涉及到边边之间的关系时出现相似,对应边成比例,找到边边关系从而容易解答相关问
题,必要时利用解直角三角形的知识.
【典例 4】(2018 包头)(12.00 分)如图,在矩形 ABCD 中,AB=3,BC=5,E 是 AD 上的一个动
点.
(1)如图 1,连接 BD,O 是对角线 BD 的中点,连接 OE.当 OE=DE 时,求 AE 的长;
(2)如图 2,连接 BE,EC,过点 E 作 EF⊥EC 交 AB 于点 F,连接 CF,与 BE 交于点 G.当 BE 平分∠
ABC 时,求 BG 的长;
(3)如图 3,连接 EC,点 H 在 CD 上,将矩形 ABCD 沿直线 EH 折叠,折叠后点 D 落在 EC 上的点 D'处,
过点 D′作 D′N⊥AD 于点 N,与 EH 交于点 M,且 AE=1.
①求 的值;
②连接 BE,
△
D'MH 与
△
CBE 是否相似?请说明理由.
【解答】解:(1)如图 1,连接 OA,在矩形 ABCD 中,CD=AB=3,AD=BC=5,∠BAD=90°
在 Rt
△
ABD 中,根据勾股定理得,BD= ,
∵O 是 BD 中点,
∴OD=OB=OA= ,
∴∠OAD=∠ODA,
∵OE=DE,
∴∠EOD=∠ODE,
∴∠EOD=∠ODE=∠OAD,
∴△ODE∽△ADO,
∴ ,∴
DO2=DE•DA,
∴设 AE=x,
∴DE=5﹣x,
∴( )2=5(5﹣x),
∴x= ,
即:AE= ;
(2)如图 2,在矩形 ABCD 中,
∵BE 平分∠ABC,
∴∠ABE=∠EBC=45°,
∵AD∥BC,
∴∠AEB=∠EBC,
∴∠ABE=∠AEB,
∴AE=AB=3,
∴AE=CD=3,
∵∠D=∠A=90°,
∴△AEF≌△DCE,
∴AF=DE=2,
∴BF=AB﹣AF=1,
过点 G 作 GK⊥BC 于 K,
∴∠EBC=∠BGK=45°,
∴BK=GK,∠ABC=∠GKC=90°,
∵∠KCG=∠BCF,
∴△CHG∽△CBF,
∴ ,
设 BK=GK=y,
∴CK=5﹣y,
∴y= ,
∴BK=GK= ,
在 Rt
△
GKB 中,BG= ;
(3)①在矩形 ABCD 中,∠D=90°,
∵AE=1,AD=5,
∴DE=4,
∵DC=3,
∴EC=5,
由折叠知,ED'=ED=4,D'H=DH,∠ED'H=∠D=90°,
∴D'C=1,
∴△EMN∽△EHD,
∴ ,
∵D'N∥DC,
∴∠ED'M=∠ECH,
∵∠MED'=∠HEC,
∴△ED'M∽△ECH,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ;
②相似,理由:由折叠知,∠EHD'=∠EHD,∠ED'H=∠D=90°,
∴∠MD'H+∠ED'N=90°,
∵∠END'=90°,
∴∠ED'N+∠NED'=90°,
★考点五 特殊四边形与圆的综合
【典例 5】(2018 湖南怀化)(12.00 分)已知:如图,在四边形 ABCD 中,AD∥BC.点 E 为 CD 边上一点,
AE 与 BE 分别为∠DAB 和∠CBA 的平分线.
(1)请你添加一个适当的条件 ,使得四边形 ABCD 是平行四边形,并证明你的结论;
(2)作线段 AB 的垂直平分线交 AB 于点 O,并以 AB 为直径作⊙O(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不
写作法);
(3)在(2)的条件下,⊙O 交边 AD 于点 F,连接 BF,交 AE 于点 G,若 AE=4,sin∠AGF= ,求⊙O
的半径.
【分析】(1)添加条件 AD=BC,利用一组对边平行且相等的四边形为平行四边形验证即可;
(2)作出相应的图形,如图所示;
(3)由平行四边形的对边平行得到 AD 与 BC 平行,可得同旁内角互补,再由 AE 与 BE 为角平分线,可得
出 AE 与 BE 垂直,利用直径所对的圆周角为直角,得到 AF 与 FB 垂直,可得出两锐角互余,根据角平分
线性质及等量代换得到∠AGF=∠AEB,根据 sin∠AGF 的值,确定出 sin∠AEB 的值,求出 AB 的长,即可
确定出圆的半径.学科&网
(3)∵AD∥BC,
∴∠DAB+∠CBA=180°,
∵AE 与 BE 分别为∠DAB 与∠CBA 的平分线,
∴∠EAB+∠EBA=90°,
∴∠AEB=90°,
∵AB 为圆 O 的直径,点 F 在圆 O 上,
∴∠AFB=90°,
∴∠FAG+∠FGA=90°,
∵AE 平分∠DAB,
∴∠FAG=∠EAB,
∴∠AGF=∠ABE,
∴sin∠ABE=sin∠AGF= = ,
∵AE=4,
∴AB=5,
则圆 O 的半径为 2.5.
考点六 特殊四边形与函数的综合
【例题 6】(2018 哈尔滨)(10.00 分)已知:在平面直角坐标系中,点 O 为坐标原点,点 A 在 x 轴的负半
轴上,直线 y=﹣ x+ 与 x 轴、y 轴分别交于 B、C 两点,四边形 ABCD 为菱形.
(1)如图 1,求点 A 的坐标;
(2)如图 2,连接 AC,点 P 为
△
ACD 内一点,连接 AP、BP,BP 与 AC 交于点 G,且∠APB=60°,点 E
在线段 AP 上,点 F 在线段 BP 上,且 BF=AE,连接 AF、EF,若∠AFE=30°,求 AF2+EF2 的值;
(3)如图 3,在(2)的条件下,当 PE=AE 时,求点 P 的坐标.
【解答】解:(1)如图 1 中,
∵y=﹣ x+ ,
∴B( ,0),C(0, ),
∴BO= ,OC= ,
在 Rt
△
OBC 中,BC= =7,
∵四边形 ABCD 是菱形,
∴AB=BC=7,
∴OA=AB﹣OB=7﹣ = ,
∴A(﹣ ,0).
(2)如图 2 中,连接 CE、CF.
∴∠ECF=∠ACF+∠ACE=∠ACF+∠BCF=∠ACB=60°,
∴△CEF 是等边三角形,
∴∠CFE=60°,EF=FC,
∵∠AFE=30°,
∴∠AFC=∠AFE+∠CFE=90°,
在 Rt
△
ACF 中,AF2+CF2=AC2=49,
∴AF2+EF2=49.
(3)如图 3 中,延长 CE 交 FA 的延长线于 H,作 PQ⊥AB 于 Q,PK⊥OC 于 K,在 BP 设截取 BT=PA,
连接 AT、CT、CF、PC.
∵PE=AE,∠PEC=∠AEH,
∴△CPE≌△HAE,
∴∠PCE=∠H,
∴PC∥FH,
∵∠CAP=∠CBT,AC=BC,
∴△ACP≌△BCT,
∴CP=CT,∠ACP=∠BCT,
∴∠PCT=∠ACB=60°,
∴△CPT 是等边三角形,
∴CT=PT,∠CPT=∠CTP=60°,
∵CP∥FH,
∴∠HFP=∠CPT=60°,
∵∠APB=60°,
∴△APF 是等边三角形,
∴∠CFP=∠AFC﹣∠∠AFP=30°,
∴∠TCF=∠CTP﹣∠TFC=30°,
∴∠TCF=∠TFC,
∴TF=TC=TP,
∴AT⊥PF,设 BF=m,则 AE=PE=m,
∴PF=AP=2m,TF=TP=m,TB=2m,BP=3m,
【讲透练活】
变式 1:(2018·重庆市 B 卷)(4.00 分)如图,菱形 ABCD 的边 AD⊥y 轴,垂足为点 E,顶点 A 在第二象
限,顶点 B 在 y 轴的正半轴上,反比例函数 y= (k≠0,x>0)的图象同时经过顶点 C,D.若点 C 的横坐
标为 5,BE=3DE,则 k 的值为( )
A. B.3 C. D.5
【分析】由已知,可得菱形边长为 5,设出点 D 坐标,即可用勾股定理构造方程,进而求出 k 值.
【解答】
设 OB=a
则点 D 坐标为(1,a+3),点 C 坐标为(5,a)
∵点 D.C 在双曲线上
∴1×(a+3)=5a
∴a=
∴点 C 坐标为(5, )
∴k=
故选:C.
变式 2:(2018 古呼和浩特)(6.00 分)如图,已知 A、F、C、D 四点在同一条直线上,AF=CD,AB∥DE,
且 AB=DE.
(1)求证:
△
ABC≌△DEF;
(2)若 EF=3,DE=4,∠DEF=90°,请直接写出使四边形 EFBC 为菱形时 AF 的长度.
【分析】(1)根据 SAS 即可证明.
(2)解直角三角形求出 DF、OE、OF 即可解决问题;
(2)如图,连接 AB 交 AD 于 O.
在 Rt
△
EFD 中,∵∠DEF=90°,EF=3,DE=4,
∴DF= =5,
∵四边形 EFBC 是菱形,
∴BE⊥CF,'∴EO= = ,
∴OF=OC= = ,
∴CF= ,
∴AF=CD=DF﹣FC=5﹣ = .学科&网
变式 3:(2017·潍坊)边长为 6 的等边
△
ABC 中,点 D,E 分别在 AC,BC 边上,DE∥AB,EC=2 3.
(1)如图 1,将
△
DEC 沿射线方向平移,得到
△
D′E′C′,边 D′E′与 AC 的交点为 M,边 C′D′与∠ACC′的平分线
交于点 N,当 CC′多大时,四边形 MCND′为菱形?并说明理由;
(2)如图 2,将
△
DEC 绕点 C 旋转∠α(0°<α<360°),得到
△
D′E′C,连接 AD′,BE′.边 D′E′的中点为 P.
①在旋转过程中,AD′和 BE′有怎样的数量关系?并说明理由;
②连接 AP,当 AP 最大时,求 AD′的值.(结果保留根号)
图 1 图 2
解:(1)当 CC′= 3时,四边形 MCND′是菱形.
∵∠ME′C′=∠MCE′=60°,
∠NCC′=∠NC′C=60°,
∴△MCE′和
△
NCC′都是等边三角形.
∴MC=CE′,NC=CC′.
∵E′C′=EC=2 3,四边形 MCND′是菱形.
∴CN=CM.∴CC′=1
2E′C′= 3.
②连接 CP.
在
△
ACP 中,由三角形三边关系,得 AP<AC+CP,∴当点 A,C,P 三点共线时,AP 最大,如图.
∵CD′=CE′,P 为 D′E′的中点,∴AP⊥D′E′,PD′= 3.∴CP=3.
∴AP=6+3=9.
在 Rt
△
APD′中,由勾股定理,得 AD′= AP2+PD′2=2 21.
变式 4:(2018 吉林)(8.00 分)如图①,在
△
ABC 中,AB=AC,过 AB 上一点 D 作 DE∥AC 交 BC 于点 E,
以 E 为顶点,ED 为一边,作∠DEF=∠A,另一边 EF 交 AC 于点 F.
(1)求证:四边形 ADEF 为平行四边形;
(2)当点 D 为 AB 中点时,▱ADEF 的形状为 菱形 ;
(3)延长图①中的 DE 到点 G,使 EG=DE,连接 AE,AG,FG,得到图②,若 AD=AG,判断四边形 AEGF
的形状,并说明理由.
【分析】(1)根据平行线的性质得到∠BDE=∠A,根据题意得到∠DEF=∠BDE,根据平行线的判定定理得
到 AD∥EF,根据平行四边形的判定定理证明;
(2)根据三角形中位线定理得到 DE= AC,得到 AD=DE,根据菱形的判定定理证明;
(3)根据等腰三角形的性质得到 AE⊥EG,根据有一个角是直角的平行四边形是矩形证明.
(2)解:▱ADEF 的形状为菱形,
理由如下:∵点 D 为 AB 中点,
∴AD= AB,
∵DE∥AC,点 D 为 AB 中点,
∴DE= AC,
∵AB=AC,
∴AD=DE,
∴平行四边形 ADEF 为菱形,
故答案为:菱形;
(3)四边形 AEGF 是矩形,
理由如下:由(1)得,四边形 ADEF 为平行四边形,
∴AF∥DE,AF=DE,
∵EG=DE,
∴AF∥DE,AF=GE,
∴四边形 AEGF 是平行四边形,
∵AD=AG,EG=DE,
∴AE⊥EG,
∴四边形 AEGF 是矩形.
变式 5. (2018·辽宁省盘锦市)如图,在 Rt
△
ABC 中,∠C=90°,点 D 在线段 AB 上,以 AD 为直径的⊙O
与 BC 相交于点 E,与 AC 相交于点 F,∠B=∠BAE=30°.
(1)求证:BC 是⊙O 的切线;
(2)若 AC=3,求⊙O 的半径 r;
(3)在(1)的条件下,判断以 A.O、E.F 为顶点的四边形为哪种特殊四边形,并说明理由.
(3)以 A.O、E.F 为顶点的四边形是菱形,
理由:如图 3.在 Rt
△
ABC 中,∠B=30°,∴∠BAC=60°,连接 OF,
∴OA=OF,∴△AOF 是等边三角形,∴OA=AF,∠AOF=60°,连接 EF,OE,∴OE=OF.
∵∠OEB=90°,∠B=30°,∴∠AOE=90°+30°=120°,∴∠EOF=∠AOE﹣∠AOF=60°.
∵OE=OF,∴△OEF 是等边三角形,∴OE=EF.
∵OA=OE,∴OA=AF=EF=OE,∴四边形 OAFE 是菱形.
变式 6:(2018 吉林)(10.00 分)如图,在矩形 ABCD 中,AB=2cm,∠ADB=30°.P,Q 两点分别从 A,B
同时出发,点 P 沿折线 AB﹣BC 运动,在 AB 上的速度是 2cm/s,在 BC 上的速度是 2 cm/s;点 Q 在 BD
上以 2cm/s 的速度向终点 D 运动,过点 P 作 PN⊥AD,垂足为点 N.连接 PQ,以 PQ,PN 为邻边作▱PQMN.设
运动的时间为 x(s),▱PQMN 与矩形 ABCD 重叠部分的图形面积为 y(cm2)
(1)当 PQ⊥AB 时,x= ;
(2)求 y 关于 x 的函数解析式,并写出 x 的取值范围;
(3)直线 AM 将矩形 ABCD 的面积分成 1:3 两部分时,直接写出 x 的值.
【解答】解:(1)当 PQ⊥AB 时,BQ=2PB,
∴2x=2(2﹣2x),
∴x= s.
故答案为 s.
(2)①如图 1 中,当 0<x≤ 时,重叠部分是四边形 PQMN.
y=2x× x=2 x2.
②如图②中,当 <x≤1 时,重叠部分是四边形 PQEN.
y= (2﹣x+2tx× x= x2+ x
③如图 3 中,当 1<x<2 时,重叠部分是四边形 PNEQ.
则有:tan∠EAB=tan∠QPB,
∴ = ,
解得 x= .
②如图 5 中,当直线 AM 经过 CD 的中点 E 时,满足条件.学科&网