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例1 (2017·无锡)已知,如图1,平行四边形ABCD中,E是BC边的中点,连DE并延长交AB的延长线于点F,求证:AB=BF.
【来源分析】本题与苏科版《数学》八(下)第72页第3道習题的图形翻折变换后很相近.
【解题思路】本题考查了平行四边形的性质以及全等三角形的判定和性质,解题的关键是寻找三角形全等的条件.根据平行四边形的性质得到CD=AB,CD∥AB,从而将问题转化为证明BF=CD,BF、CD分别在△FEB和△DEC中,从而通过证明△DEC≌△FEB得到结论.
【解答过程】证明:∵四边形ABCD是平行四边形,A、B、F共线,
∴CD∥AF,CD=AB,∴∠CDE=∠BFE,
又∵E是BC的中点,∴EB=EC.
在△DEC和△FEB中,
[∠CDE=∠BFE,∠DEC=∠FEB,EC=EB,]
∴△DEC≌△FEB(AAS),∴BF=CD,
又∵CD=AB,∴AB=BF.
【方法归纳】平行线与线段中点的条件组合,可以得到“8字”全等三角形基本图形.
例2 (2017·南京)如图2,在?ABCD中,点E,F分别在AD、BC上,且AE=CF,EF、BD相交于点O.求证:OE=OF.
【来源分析】本题源自苏科版《数学》八(下)第72页第6道习题的变式.
【解题思路】本题考查了平行四边形的性质、全等三角形的判定.解题的关键是结合已知寻找出三角形全等的条件.本题解答时可以先利用平行四边形的性质得到DE=BF,∠ADB=∠CBD,进而可证明△DOE与△BOF全等,即可得到OE=OF.
【解答过程一】证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,AD=CB,∴∠EDO=∠FBO,
又∵AE=CF,
∴AD-AE=CB-CF,即DE=BF,
在△DOE和△BOF中,
[∠EDO=∠FBO,∠DOE=∠BOF,DE=BF,]
∴△DOE≌△BOF(AAS),
∴OE=OF.
【一题多解】本题也可以运用平行四边形的性质与判定,证明出四边形BEDF是平行四边形,再运用平行四边形的对角线互相平分这一性质,即可证得OE=OF.
【解答过程二】证明:如图3,连接BE,DF,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,AD=BC,
又∵AE=CF,∴DE=BF,
∴四边形BEDF是平行四边形,
∴OE=OF.
例3 (2017·兰州)如图4,将一张矩形纸片ABCD沿着对角线BD向上折叠,顶点C落到点E处,BE交AD于点F.
(1)求证:△BDF是等腰三角形.
(2)如图5,过点D作DG∥BE,交BC于点G,连接FG交BD于点O.
①判断四边形BFDG的形状,并说明理由;
②若AB=6,AD=8,求FG的长.
图4 图5
【来源分析】本题与苏科版《数学》八(下)第95页第21题的变式相近.
【解题思路】本题综合考查了矩形的性质、折叠的性质、菱形的判定、勾股定理,解题的关键是利用(1)及(2)①的结论作跳板,解决(2)②.(1)根据平行线得到内错角相等及根据折叠的性质判断;(2)①根据两组对边分别平行证平行四边形,然后利用第一问证得邻边相等判断;②根据矩形性质求BD的长,根据BF=DF利用勾股定理列方程求BF,然后利用勾股定理求FO,最后利用菱形性质得FG的长.
【解答过程】(1)证明:由折叠得,
△BDC≌△BDE,∴∠DBC=∠DBE.
又∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,∴∠DBC=∠FDB,
∴∠DBE=∠FDB,∴DF=BF,
∴△BDF是等腰三角形.
(2)①四边形BFDG是菱形.理由如下:
∵四边形ABCD是矩形,∴FD∥BG.
∵DG∥BE,
∴四边形BFDG是平行四边形.
∵DF=BF,∴?BFDG是菱形.
②解:∵四边形ABCD是矩形,∴∠A=90°.
∴BD=[AB2 AD2]=[62 82]=10.
∵四边形BFDG是菱形,
∴GF⊥BD,FG=2OF,OB=OD=[12]BD=5.
设DF=BF=x,则AF=AD-DF=8-x,
在Rt△ABF中,AB2 AF2=BF2,
即62 (8-x)2=x2,
解得x=[254],∴FB=[254].
在Rt△FOB中,
FO=[BF2-OB2]=[2542-52]=[154],
∴FG=2FO=[152].
【方法归纳】一般在特殊四边形或者特殊三角形的折叠问题中求线段长度时,通常将所给条件转化,最终集中到一个直角三角形中,利用勾股定理建立方程求解.
例4 (2017·河北)如图6,A,B两点被池塘隔开,不能直接测量其距离,于是,小明在岸边选一点C,连接CA,CB,分别延长到点M,N,使AM=AC,BN=BC,测得MN=200m,则A,B之间的距离为 m.
【来源分析】本题与苏科版《数学》八(下)第87页练习题第2题的变式类似.
【解题思路】本题考查了三角形的中位线的应用,解题的关键是熟练掌握三角形中位线定理.由实际问题转化为数学问题可知,在△MNC中,点A,B分别是CM,CN的中点,由三角形的中位线定义知,AB是△MNC的中位线,进而可求出AB的长.
【解答过程】解:∵AM=AC,BN=BC,
∴AB=[12]MN.
又∵MN=200,∴AB=100.
【方法归纳】三角形的中位线定理:三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半.在三角形中已知一边的中点,一般情况下可以寻找另外一边的中点,构成中位线解题.
(作者单位:扬州大学附属中学东部分校)
【来源分析】本题与苏科版《数学》八(下)第72页第3道習题的图形翻折变换后很相近.
【解题思路】本题考查了平行四边形的性质以及全等三角形的判定和性质,解题的关键是寻找三角形全等的条件.根据平行四边形的性质得到CD=AB,CD∥AB,从而将问题转化为证明BF=CD,BF、CD分别在△FEB和△DEC中,从而通过证明△DEC≌△FEB得到结论.
【解答过程】证明:∵四边形ABCD是平行四边形,A、B、F共线,
∴CD∥AF,CD=AB,∴∠CDE=∠BFE,
又∵E是BC的中点,∴EB=EC.
在△DEC和△FEB中,
[∠CDE=∠BFE,∠DEC=∠FEB,EC=EB,]
∴△DEC≌△FEB(AAS),∴BF=CD,
又∵CD=AB,∴AB=BF.
【方法归纳】平行线与线段中点的条件组合,可以得到“8字”全等三角形基本图形.
例2 (2017·南京)如图2,在?ABCD中,点E,F分别在AD、BC上,且AE=CF,EF、BD相交于点O.求证:OE=OF.
【来源分析】本题源自苏科版《数学》八(下)第72页第6道习题的变式.
【解题思路】本题考查了平行四边形的性质、全等三角形的判定.解题的关键是结合已知寻找出三角形全等的条件.本题解答时可以先利用平行四边形的性质得到DE=BF,∠ADB=∠CBD,进而可证明△DOE与△BOF全等,即可得到OE=OF.
【解答过程一】证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,AD=CB,∴∠EDO=∠FBO,
又∵AE=CF,
∴AD-AE=CB-CF,即DE=BF,
在△DOE和△BOF中,
[∠EDO=∠FBO,∠DOE=∠BOF,DE=BF,]
∴△DOE≌△BOF(AAS),
∴OE=OF.
【一题多解】本题也可以运用平行四边形的性质与判定,证明出四边形BEDF是平行四边形,再运用平行四边形的对角线互相平分这一性质,即可证得OE=OF.
【解答过程二】证明:如图3,连接BE,DF,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,AD=BC,
又∵AE=CF,∴DE=BF,
∴四边形BEDF是平行四边形,
∴OE=OF.
例3 (2017·兰州)如图4,将一张矩形纸片ABCD沿着对角线BD向上折叠,顶点C落到点E处,BE交AD于点F.
(1)求证:△BDF是等腰三角形.
(2)如图5,过点D作DG∥BE,交BC于点G,连接FG交BD于点O.
①判断四边形BFDG的形状,并说明理由;
②若AB=6,AD=8,求FG的长.
图4 图5
【来源分析】本题与苏科版《数学》八(下)第95页第21题的变式相近.
【解题思路】本题综合考查了矩形的性质、折叠的性质、菱形的判定、勾股定理,解题的关键是利用(1)及(2)①的结论作跳板,解决(2)②.(1)根据平行线得到内错角相等及根据折叠的性质判断;(2)①根据两组对边分别平行证平行四边形,然后利用第一问证得邻边相等判断;②根据矩形性质求BD的长,根据BF=DF利用勾股定理列方程求BF,然后利用勾股定理求FO,最后利用菱形性质得FG的长.
【解答过程】(1)证明:由折叠得,
△BDC≌△BDE,∴∠DBC=∠DBE.
又∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,∴∠DBC=∠FDB,
∴∠DBE=∠FDB,∴DF=BF,
∴△BDF是等腰三角形.
(2)①四边形BFDG是菱形.理由如下:
∵四边形ABCD是矩形,∴FD∥BG.
∵DG∥BE,
∴四边形BFDG是平行四边形.
∵DF=BF,∴?BFDG是菱形.
②解:∵四边形ABCD是矩形,∴∠A=90°.
∴BD=[AB2 AD2]=[62 82]=10.
∵四边形BFDG是菱形,
∴GF⊥BD,FG=2OF,OB=OD=[12]BD=5.
设DF=BF=x,则AF=AD-DF=8-x,
在Rt△ABF中,AB2 AF2=BF2,
即62 (8-x)2=x2,
解得x=[254],∴FB=[254].
在Rt△FOB中,
FO=[BF2-OB2]=[2542-52]=[154],
∴FG=2FO=[152].
【方法归纳】一般在特殊四边形或者特殊三角形的折叠问题中求线段长度时,通常将所给条件转化,最终集中到一个直角三角形中,利用勾股定理建立方程求解.
例4 (2017·河北)如图6,A,B两点被池塘隔开,不能直接测量其距离,于是,小明在岸边选一点C,连接CA,CB,分别延长到点M,N,使AM=AC,BN=BC,测得MN=200m,则A,B之间的距离为 m.
【来源分析】本题与苏科版《数学》八(下)第87页练习题第2题的变式类似.
【解题思路】本题考查了三角形的中位线的应用,解题的关键是熟练掌握三角形中位线定理.由实际问题转化为数学问题可知,在△MNC中,点A,B分别是CM,CN的中点,由三角形的中位线定义知,AB是△MNC的中位线,进而可求出AB的长.
【解答过程】解:∵AM=AC,BN=BC,
∴AB=[12]MN.
又∵MN=200,∴AB=100.
【方法归纳】三角形的中位线定理:三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半.在三角形中已知一边的中点,一般情况下可以寻找另外一边的中点,构成中位线解题.
(作者单位:扬州大学附属中学东部分校)