21. (本题 12 分)
如图,在$□ ABCD$中,对角线$AC$,$BD相交于点O$,$\angle BCA= 45^{\circ}$,$AB= OB$,点$E$,$F分别是OA$,$OD$的中点,连接$EF$,$EM\perp BC$,垂足为点$M$,$EM交BD于点N$.
(1)求证:$EM= EF$.
(2)若$EF= 2$,求$□ ABCD$的面积.

如图,在$□ ABCD$中,对角线$AC$,$BD相交于点O$,$\angle BCA= 45^{\circ}$,$AB= OB$,点$E$,$F分别是OA$,$OD$的中点,连接$EF$,$EM\perp BC$,垂足为点$M$,$EM交BD于点N$.
(1)求证:$EM= EF$.
(2)若$EF= 2$,求$□ ABCD$的面积.
答案
(1)见证明;(2)32/3。
解析
(1)证明:
∵四边形ABCD是平行四边形,∴OA=OC,OB=OD,AD=BC,AD//BC。
∵E、F分别是OA、OD中点,∴EF是△OAD中位线,∴EF//AD,EF=1/2AD。
∵AD//BC,∴EF//BC。
∵EM⊥BC,∴EM⊥EF(垂直于平行线中的一条,必垂直于另一条)。
设OA=2a,则OE=EA=a,OC=OA=2a,∴EC=EO+OC=a+2a=3a。
∵∠BCA=45°,EM⊥BC,∴△EMC是等腰直角三角形,∴EM=EC·sin45°=3a·√2/2。
∵EF=1/2AD=1/2BC,在△BOC中,由余弦定理及∠BCO=45°,可求得BC=3a√2,∴EF=1/2·3a√2=3a√2/2。
∴EM=EF。
(2)解:
∵EF=2,EF=3a√2/2,∴3a√2/2=2,解得a=2√2/3。
∵AD=2EF=4,平行四边形高h=2√2a=2√2·2√2/3=8/3。
∴□ABCD面积=AD·h=4×8/3=32/3。
∵四边形ABCD是平行四边形,∴OA=OC,OB=OD,AD=BC,AD//BC。
∵E、F分别是OA、OD中点,∴EF是△OAD中位线,∴EF//AD,EF=1/2AD。
∵AD//BC,∴EF//BC。
∵EM⊥BC,∴EM⊥EF(垂直于平行线中的一条,必垂直于另一条)。
设OA=2a,则OE=EA=a,OC=OA=2a,∴EC=EO+OC=a+2a=3a。
∵∠BCA=45°,EM⊥BC,∴△EMC是等腰直角三角形,∴EM=EC·sin45°=3a·√2/2。
∵EF=1/2AD=1/2BC,在△BOC中,由余弦定理及∠BCO=45°,可求得BC=3a√2,∴EF=1/2·3a√2=3a√2/2。
∴EM=EF。
(2)解:
∵EF=2,EF=3a√2/2,∴3a√2/2=2,解得a=2√2/3。
∵AD=2EF=4,平行四边形高h=2√2a=2√2·2√2/3=8/3。
∴□ABCD面积=AD·h=4×8/3=32/3。
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