4. (★★) 如图,在△ABC中,AB = AC,AD是BC边上的中线,点E在DA的延长线上,连接BE,过点C作CF//BE交AD的延长线于点F,连接BF,CE. 求证:四边形BECF是菱形.

答案
证明:
因为$AB = AC$,$AD$是$BC$边上的中线,
所以$AD⊥ BC$,$BD = DC$,
所以$∠ EDB=∠ FDC = 90^{\circ}$,
因为$CF// BE$,
所以$∠ EBD=∠ FCD$,
在$△ BED$和$△ CFD$中,
$\begin{cases}∠ EDB = ∠ FDC\\BD = DC\\∠ EBD=∠ FCD\end{cases}$
所以$△ BED≌△ CFD(ASA)$,
所以$ED = FD$,
又因为$BD = DC$,
所以四边形$BECF$是平行四边形,
因为$EF⊥ BC$,
所以四边形$BECF$是菱形。
因为$AB = AC$,$AD$是$BC$边上的中线,
所以$AD⊥ BC$,$BD = DC$,
所以$∠ EDB=∠ FDC = 90^{\circ}$,
因为$CF// BE$,
所以$∠ EBD=∠ FCD$,
在$△ BED$和$△ CFD$中,
$\begin{cases}∠ EDB = ∠ FDC\\BD = DC\\∠ EBD=∠ FCD\end{cases}$
所以$△ BED≌△ CFD(ASA)$,
所以$ED = FD$,
又因为$BD = DC$,
所以四边形$BECF$是平行四边形,
因为$EF⊥ BC$,
所以四边形$BECF$是菱形。
5. (★★) 如图,已知点A,D,C,B在同一条直线上,且AD = BC,AE = BF,CE = DF.
(1) 求证:AE//BF;
(2) 若DF = FC,求证:四边形DECF是菱形.

(1) 求证:AE//BF;
(2) 若DF = FC,求证:四边形DECF是菱形.
答案
(1) ∵点A,D,C,B在同一直线上,AD=BC,∴AD+DC=BC+DC,即AC=BD。
在△ACE和△BDF中,
$\{\begin{array}{l} AE=BF\\ CE=DF\\ AC=BD\end{array} $,
∴△ACE≌△BDF(SSS)。
∴∠A=∠B。
∴AE//BF(同位角相等,两直线平行)。
(2) 由(1)知△ACE≌△BDF,∴∠ACE=∠BDF。
∵点A,D,C,B在同一直线上,∴∠ACE与∠BDF是直线AB截CE,DF所得的同位角,
∴CE//DF。
又∵CE=DF,∴四边形DECF是平行四边形。
∵DF=FC,且CE=DF,∴CE=FC。
∴平行四边形DECF是菱形(有一组邻边相等的平行四边形是菱形)。
在△ACE和△BDF中,
$\{\begin{array}{l} AE=BF\\ CE=DF\\ AC=BD\end{array} $,
∴△ACE≌△BDF(SSS)。
∴∠A=∠B。
∴AE//BF(同位角相等,两直线平行)。
(2) 由(1)知△ACE≌△BDF,∴∠ACE=∠BDF。
∵点A,D,C,B在同一直线上,∴∠ACE与∠BDF是直线AB截CE,DF所得的同位角,
∴CE//DF。
又∵CE=DF,∴四边形DECF是平行四边形。
∵DF=FC,且CE=DF,∴CE=FC。
∴平行四边形DECF是菱形(有一组邻边相等的平行四边形是菱形)。
6. (★★) 如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,过点A作AE⊥BC于点E,延长BC到点F,使CF = BE,连接DF.
(1) 求证:四边形AEFD是矩形;
(2) 连接DE,若AD = 4,EC = 1,求DE的长度.

(1) 求证:四边形AEFD是矩形;
(2) 连接DE,若AD = 4,EC = 1,求DE的长度.
答案
(1) 见证明;(2) √23。
解析
(1) 证明:
∵四边形ABCD是菱形,∴AD=BC,AD//BC。
∵F在BC延长线上,∴AD//EF。
∵CF=BE,∴EF=EC+CF=EC+BE=BC=AD。
∴四边形AEFD是平行四边形(一组对边平行且相等)。
∵AE⊥BC,∴∠AEF=90°。
∴平行四边形AEFD是矩形。
(2) 解:
∵菱形ABCD中,AD=4,∴BC=AD=4。
∵EC=1,∴BE=BC-EC=4-1=3。
∵AE⊥BC,∴在Rt△ABE中,AE²=AB²-BE²=4²-3²=7,∴AE=√7。
∵四边形AEFD是矩形,∴EF=AD=4,DF=AE=√7,∠DFE=90°。
在Rt△DEF中,DE²=EF²+DF²=4²+(√7)²=16+7=23,∴DE=√23。
∵四边形ABCD是菱形,∴AD=BC,AD//BC。
∵F在BC延长线上,∴AD//EF。
∵CF=BE,∴EF=EC+CF=EC+BE=BC=AD。
∴四边形AEFD是平行四边形(一组对边平行且相等)。
∵AE⊥BC,∴∠AEF=90°。
∴平行四边形AEFD是矩形。
(2) 解:
∵菱形ABCD中,AD=4,∴BC=AD=4。
∵EC=1,∴BE=BC-EC=4-1=3。
∵AE⊥BC,∴在Rt△ABE中,AE²=AB²-BE²=4²-3²=7,∴AE=√7。
∵四边形AEFD是矩形,∴EF=AD=4,DF=AE=√7,∠DFE=90°。
在Rt△DEF中,DE²=EF²+DF²=4²+(√7)²=16+7=23,∴DE=√23。
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