5. 如图4,在平行四边形ABCD中,BE⊥AD,垂足为E,F为CD的中点,连接EF,BF,请猜想并证明EF与BF的数量关系.

答案
5.$EF=BF$. 提示:分别延长AD,BF相交于点O,证$△ DOF ≌ △ CBF$,得F为OB的中点,利用直角三角形斜边中线性质解决问题
解析
【分析】
要证明EF与BF的数量关系,观察图形已知F是CD中点,平行四边形对边平行,我们可以通过构造全等三角形转化线段关系:首先延长AD、BF交于点O,利用平行四边形对边平行的性质得到内错角相等,结合F是中点的条件证明△DOF≌△CBF,可得F是OB的中点;再结合BE⊥AD得到Rt△BEO,利用直角三角形斜边中线的性质即可推出EF和BF的关系。
【解析】
猜想:$EF=BF$,证明如下:
分别延长$AD$,$BF$相交于点$O$。
∵ 四边形$ABCD$是平行四边形,
∴ $AD// BC$,
∴ $∠ ODF = ∠ C$。
∵ $F$为$CD$的中点,
∴ $DF=CF$。
在$△ DOF$和$△ CBF$中:
$\{\begin{array}{l}∠ ODF=∠ C\\ DF=CF\\ ∠ DFO=∠ CFB\end{array} $
∴ $△ DOF ≌ △ CBF$(ASA),
∴ $OF=BF$,即$F$是线段$OB$的中点。
∵ $BE⊥ AD$,
∴ $∠ BEO=90°$,$△ BEO$是直角三角形。
∵ $EF$是$Rt△ BEO$斜边$OB$上的中线,
∴ $EF=\frac{1}{2}OB=BF$。
【答案】
$EF=BF$
【知识点】
平行四边形的性质;全等三角形的判定与性质;直角三角形斜边中线性质
【点评】
本题属于四边形综合基础题,通过构造全等三角形转化线段的中点关系,结合直角三角形的性质推导线段相等,是几何中证明线段相等的常见考法,重点考查辅助线的构造能力和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
要证明EF与BF的数量关系,观察图形已知F是CD中点,平行四边形对边平行,我们可以通过构造全等三角形转化线段关系:首先延长AD、BF交于点O,利用平行四边形对边平行的性质得到内错角相等,结合F是中点的条件证明△DOF≌△CBF,可得F是OB的中点;再结合BE⊥AD得到Rt△BEO,利用直角三角形斜边中线的性质即可推出EF和BF的关系。
【解析】
猜想:$EF=BF$,证明如下:
分别延长$AD$,$BF$相交于点$O$。
∵ 四边形$ABCD$是平行四边形,
∴ $AD// BC$,
∴ $∠ ODF = ∠ C$。
∵ $F$为$CD$的中点,
∴ $DF=CF$。
在$△ DOF$和$△ CBF$中:
$\{\begin{array}{l}∠ ODF=∠ C\\ DF=CF\\ ∠ DFO=∠ CFB\end{array} $
∴ $△ DOF ≌ △ CBF$(ASA),
∴ $OF=BF$,即$F$是线段$OB$的中点。
∵ $BE⊥ AD$,
∴ $∠ BEO=90°$,$△ BEO$是直角三角形。
∵ $EF$是$Rt△ BEO$斜边$OB$上的中线,
∴ $EF=\frac{1}{2}OB=BF$。
【答案】
$EF=BF$
【知识点】
平行四边形的性质;全等三角形的判定与性质;直角三角形斜边中线性质
【点评】
本题属于四边形综合基础题,通过构造全等三角形转化线段的中点关系,结合直角三角形的性质推导线段相等,是几何中证明线段相等的常见考法,重点考查辅助线的构造能力和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
6. 如图5,在平面直角坐标系中,正方形ABCD的边AB在x轴上,点A的坐标为(-2,0),点E在边CD上,CD交y轴于点G.将△BCE沿BE折叠,点C落在点F处.若点F的坐标为(0,6),求点E的坐标.

答案
6.$\because$ 四边形ABCD是正方形,边AB在x轴上,$\therefore AD=AB=CD=CB$,$AD ⊥ x$轴,$CD ⊥ y$轴. 由折叠知$FB=CB$,$FE=CE$. CD交y轴于点G,设$AD=AB=CB=CD=m$,则$BF=OG=m$. $\because A(-2,0)$,$F(0,6)$,$\therefore OA=GD=2$,$OF=6$. $\therefore OB=m-2$. $\because ∠ BOF=∠ EGF=90°$,$\therefore OB^2+OF^2=BF^2$. $\therefore (m-2)^2+6^2=m^2$,解得$m=10$. $\therefore AD=OG=CD=10$. $\therefore FG=10-6=4$,$FE=CE=10-2-GE=8-GE$. $\because GE^2+FG^2=FE^2$,$\therefore GE^2+4^2=(8-GE)^2$,解得$GE=3$,点E的坐标为$(3,10)$
解析
【分析】
本题是正方形背景下的折叠求点坐标问题,解题时先利用正方形的性质和折叠的性质得到相等线段,先设正方形的边长为m,将Rt△BOF的边长用含m的式子表示,通过勾股定理列方程求出正方形的边长;再设GE的长为未知数,在Rt△EGF中再次利用勾股定理列方程求出GE的长度,最后结合坐标系的特点即可得到点E的坐标。
【解析】
∵ 四边形ABCD是正方形,边AB在x轴上,
∴ $AD=AB=CD=CB$,$AD ⊥ x$轴,$CD ⊥ y$轴,
由折叠的性质可知,$FB=CB$,$FE=CE$,
设正方形的边长$AD=AB=CB=CD=m$,则$BF=BC=m$,$OG=AD=m$,
∵ $A(-2,0)$,$F(0,6)$,
∴ $OA=GD=2$,$OF=6$,$OB=AB-OA=m-2$,
在Rt△BOF中,$∠ BOF=90°$,由勾股定理得$OB^2+OF^2=BF^2$,
∴ $(m-2)^2+6^2=m^2$,
展开得$m^2-4m+4+36=m^2$,
解得$m=10$,即正方形的边长为10,
∴ $CD=OG=10$,
∴ $FG=OG-OF=10-6=4$,$CE=CD-DE=10-(GD+GE)=10-(2+GE)=8-GE$,
又
∵ $FE=CE$,
∴ $FE=8-GE$,
在Rt△EGF中,$∠ EGF=90°$,由勾股定理得$GE^2+FG^2=FE^2$,
∴ $GE^2+4^2=(8-GE)^2$,
展开得$GE^2+16=64-16GE+GE^2$,
解得$GE=3$,
∵ CD在直线$y=10$上,E的横坐标等于GE的长度为3,
∴ 点E的坐标为$(3,10)$。
【答案】
$(3,10)$
【知识点】
正方形的性质,折叠的性质,勾股定理
【点评】
本题属于几何与坐标系结合的综合题,解题核心是利用折叠性质得到相等线段,结合勾股定理列方程求解未知线段长度,这种“方程思想”在几何计算中十分常用,需要熟练掌握。
【难度系数】
0.65
本题是正方形背景下的折叠求点坐标问题,解题时先利用正方形的性质和折叠的性质得到相等线段,先设正方形的边长为m,将Rt△BOF的边长用含m的式子表示,通过勾股定理列方程求出正方形的边长;再设GE的长为未知数,在Rt△EGF中再次利用勾股定理列方程求出GE的长度,最后结合坐标系的特点即可得到点E的坐标。
【解析】
∵ 四边形ABCD是正方形,边AB在x轴上,
∴ $AD=AB=CD=CB$,$AD ⊥ x$轴,$CD ⊥ y$轴,
由折叠的性质可知,$FB=CB$,$FE=CE$,
设正方形的边长$AD=AB=CB=CD=m$,则$BF=BC=m$,$OG=AD=m$,
∵ $A(-2,0)$,$F(0,6)$,
∴ $OA=GD=2$,$OF=6$,$OB=AB-OA=m-2$,
在Rt△BOF中,$∠ BOF=90°$,由勾股定理得$OB^2+OF^2=BF^2$,
∴ $(m-2)^2+6^2=m^2$,
展开得$m^2-4m+4+36=m^2$,
解得$m=10$,即正方形的边长为10,
∴ $CD=OG=10$,
∴ $FG=OG-OF=10-6=4$,$CE=CD-DE=10-(GD+GE)=10-(2+GE)=8-GE$,
又
∵ $FE=CE$,
∴ $FE=8-GE$,
在Rt△EGF中,$∠ EGF=90°$,由勾股定理得$GE^2+FG^2=FE^2$,
∴ $GE^2+4^2=(8-GE)^2$,
展开得$GE^2+16=64-16GE+GE^2$,
解得$GE=3$,
∵ CD在直线$y=10$上,E的横坐标等于GE的长度为3,
∴ 点E的坐标为$(3,10)$。
【答案】
$(3,10)$
【知识点】
正方形的性质,折叠的性质,勾股定理
【点评】
本题属于几何与坐标系结合的综合题,解题核心是利用折叠性质得到相等线段,结合勾股定理列方程求解未知线段长度,这种“方程思想”在几何计算中十分常用,需要熟练掌握。
【难度系数】
0.65
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