例 1 如图 8.2.3,四边形 $ABCD$ 是平行四边形,$C$ 是线段 $BE$ 的中点,连接 $DE$,$AE$。
(1)求证:四边形 $ACED$ 是平行四边形。
(2)若 $AB = AE$,求证:四边形 $ACED$ 是矩形。

(1)求证:四边形 $ACED$ 是平行四边形。
(2)若 $AB = AE$,求证:四边形 $ACED$ 是矩形。
答案
(1)证明:
∵四边形$ABCD$是平行四边形,
∴$AD// BC$,$AD=BC$。
∵$C$是线段$BE$的中点,
∴$BC=CE$。
∴$AD// CE$,$AD=CE$。
∴四边形$ACED$是平行四边形。
(2)证明:
∵$AB=AE$,$C$是线段$BE$的中点,
∴$AC⊥ BE$,
∴$∠ ACE=90°$。
∵四边形$ACED$是平行四边形,
∴四边形$ACED$是矩形。
∵四边形$ABCD$是平行四边形,
∴$AD// BC$,$AD=BC$。
∵$C$是线段$BE$的中点,
∴$BC=CE$。
∴$AD// CE$,$AD=CE$。
∴四边形$ACED$是平行四边形。
(2)证明:
∵$AB=AE$,$C$是线段$BE$的中点,
∴$AC⊥ BE$,
∴$∠ ACE=90°$。
∵四边形$ACED$是平行四边形,
∴四边形$ACED$是矩形。
例 2 如图 8.2.4,在 $△ ABC$ 中,$O$ 是 $AC$ 上的一个动点,过点 $O$ 作直线 $MN // BC$。设 $MN$ 交 $∠ BCA$ 的平分线于点 $E$,交 $∠ BCA$ 的邻补角的平分线于点 $F$。
(1)求证:$OE = OF$。
(2)点 $O$ 运动到何处时,四边形 $AECF$ 矩形?请写出推理过程。

(1)求证:$OE = OF$。
(2)点 $O$ 运动到何处时,四边形 $AECF$ 矩形?请写出推理过程。
答案
(1)证明:
∵ $MN // BC$,
∴ $∠ OEC = ∠ BCE$,$∠ OFC = ∠ GCF$。
∵ $CE$ 平分 $∠ BCA$,$CF$ 平分 $∠ ACG$,
∴ $∠ OCE = ∠ BCE$,$∠ OCF = ∠ GCF$。
∴ $∠ OEC = ∠ OCE$,$∠ OFC = ∠ OCF$。
∴ $OE = OC$,$OF = OC$。
∴ $OE = OF$。
(2)解:当点$O$运动到$AC$的中点时,四边形$AECF$是矩形。
推理过程:
∵ $O$是$AC$的中点,
∴ $OA = OC$。
又∵ $OE = OF$,
∴ 四边形$AECF$是平行四边形(对角线互相平分的四边形是平行四边形)。
∵ $CE$平分$∠ BCA$,$CF$平分$∠ ACG$,
∴ $∠ OCE = \frac{1}{2}∠ BCA$,$∠ OCF = \frac{1}{2}∠ ACG$。
∵ $∠ BCA + ∠ ACG = 180°$,
∴ $∠ OCE + ∠ OCF = \frac{1}{2}(∠ BCA + ∠ ACG) = 90°$,即$∠ ECF = 90°$。
∴ 平行四边形$AECF$是矩形(有一个角是直角的平行四边形是矩形)。
∵ $MN // BC$,
∴ $∠ OEC = ∠ BCE$,$∠ OFC = ∠ GCF$。
∵ $CE$ 平分 $∠ BCA$,$CF$ 平分 $∠ ACG$,
∴ $∠ OCE = ∠ BCE$,$∠ OCF = ∠ GCF$。
∴ $∠ OEC = ∠ OCE$,$∠ OFC = ∠ OCF$。
∴ $OE = OC$,$OF = OC$。
∴ $OE = OF$。
(2)解:当点$O$运动到$AC$的中点时,四边形$AECF$是矩形。
推理过程:
∵ $O$是$AC$的中点,
∴ $OA = OC$。
又∵ $OE = OF$,
∴ 四边形$AECF$是平行四边形(对角线互相平分的四边形是平行四边形)。
∵ $CE$平分$∠ BCA$,$CF$平分$∠ ACG$,
∴ $∠ OCE = \frac{1}{2}∠ BCA$,$∠ OCF = \frac{1}{2}∠ ACG$。
∵ $∠ BCA + ∠ ACG = 180°$,
∴ $∠ OCE + ∠ OCF = \frac{1}{2}(∠ BCA + ∠ ACG) = 90°$,即$∠ ECF = 90°$。
∴ 平行四边形$AECF$是矩形(有一个角是直角的平行四边形是矩形)。
1. 在 $□ ABCD$ 中,对角线 $AC$,$BD$ 相交于点 $O$。若添加一个条件后,能够证得四边形 $ABCD$ 是矩形,则这个条件可以是()
A.$OA = OC$
B.$AC = AD$
C.$AB // CD$
D.$AB^{2} + BC^{2} = AC^{2}$
A.$OA = OC$
B.$AC = AD$
C.$AB // CD$
D.$AB^{2} + BC^{2} = AC^{2}$
答案
D
解析
已知四边形$ABCD$是平行四边形,分析各选项:
选项A:平行四边形对角线互相平分,$OA=OC$是平行四边形的固有性质,无法判定为矩形;
选项B:$AC=AD$仅说明对角线与一边相等,不能推出平行四边形有直角或对角线相等,无法判定为矩形;
选项C:$AB//CD$是平行四边形的定义属性,无法判定为矩形;
选项D:由$AB^{2} + BC^{2} = AC^{2}$,根据勾股定理逆定理可得$∠ ABC=90°$,有一个角是直角的平行四边形是矩形,可判定为矩形。
选项A:平行四边形对角线互相平分,$OA=OC$是平行四边形的固有性质,无法判定为矩形;
选项B:$AC=AD$仅说明对角线与一边相等,不能推出平行四边形有直角或对角线相等,无法判定为矩形;
选项C:$AB//CD$是平行四边形的定义属性,无法判定为矩形;
选项D:由$AB^{2} + BC^{2} = AC^{2}$,根据勾股定理逆定理可得$∠ ABC=90°$,有一个角是直角的平行四边形是矩形,可判定为矩形。
2. 要验证一个四边形的桌面是否为矩形,可行的测量方案是()
A.测量两条对角线是否相等
B.测量两个内角是否是 $90°$
C.测量两条对角线的交点到四个顶点的距离是否相等
D.测量两组对边是否分别相等
A.测量两条对角线是否相等
B.测量两个内角是否是 $90°$
C.测量两条对角线的交点到四个顶点的距离是否相等
D.测量两组对边是否分别相等
答案
C
解析
1. 分析选项A:仅四边形对角线相等不能判定为矩形,例如等腰梯形对角线相等但不是矩形,故A错误;
2. 分析选项B:四边形中两个内角为90°不能判定为矩形,例如直角梯形有两个直角但不是矩形,故B错误;
3. 分析选项C:对角线交点到四个顶点距离相等,说明对角线互相平分且相等,根据矩形判定定理,对角线相等且互相平分的四边形是矩形,故C正确;
4. 分析选项D:两组对边分别相等只能判定为平行四边形,无法确定是矩形,故D错误。
2. 分析选项B:四边形中两个内角为90°不能判定为矩形,例如直角梯形有两个直角但不是矩形,故B错误;
3. 分析选项C:对角线交点到四个顶点距离相等,说明对角线互相平分且相等,根据矩形判定定理,对角线相等且互相平分的四边形是矩形,故C正确;
4. 分析选项D:两组对边分别相等只能判定为平行四边形,无法确定是矩形,故D错误。
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