43. 如图所示,在矩形ABCD中,M,N分别是AD,BC的中点,P,Q分别是BM,DN的中点.
(1)求证:$△ MBA ≌ △ NDC$.

(2)四边形MPNQ是什么样的特殊四边形?请说明理由.
(1)求证:$△ MBA ≌ △ NDC$.
(2)四边形MPNQ是什么样的特殊四边形?请说明理由.
答案
(1) 证明:
∵ 四边形ABCD是矩形,
∴ $AB=CD$,$∠ A=∠ C=90°$,$AD=BC$。
∵ $M,N$分别是$AD,BC$的中点,
∴ $AM=\frac{1}{2}AD$,$CN=\frac{1}{2}BC$,
∴ $AM=CN$。
在$△ MBA$和$△ NDC$中:
$\begin{cases}AB=CD \\∠ A=∠ C \\AM=CN\end{cases}$
∴ $△ MBA ≌ △ NDC$(SAS)。
---
(2) 解:四边形$MPNQ$是菱形,理由如下:
连接$MN$。
∵ 四边形$ABCD$是矩形,
∴ $AD// BC$,$AD=BC$。
∵ $M,N$分别是$AD,BC$的中点,
∴ $DM=\frac{1}{2}AD$,$BN=\frac{1}{2}BC$,
∴ $DM=BN$,$DM// BN$,
∴ 四边形$BMDN$是平行四边形,
∴ $BM// DN$,$BM=DN$。
∵ $P,Q$分别是$BM,DN$的中点,
∴ $MP=\frac{1}{2}BM$,$NQ=\frac{1}{2}DN$,
∴ $MP=NQ$,$MP// NQ$,
∴ 四边形$MPNQ$是平行四边形。
∵ 四边形$AMNB$中,$AM// BN$,$∠ A=90°$,$AM=BN$,
∴ 四边形$AMNB$是矩形,
∴ $∠ MNB=90°$。
∵ $P$是$BM$的中点,在$\mathrm{Rt}△ MNB$中,$NP$是斜边$BM$上的中线,
∴ $NP=\frac{1}{2}BM=MP$。
∴ 邻边相等的平行四边形$MPNQ$是菱形。
∵ 四边形ABCD是矩形,
∴ $AB=CD$,$∠ A=∠ C=90°$,$AD=BC$。
∵ $M,N$分别是$AD,BC$的中点,
∴ $AM=\frac{1}{2}AD$,$CN=\frac{1}{2}BC$,
∴ $AM=CN$。
在$△ MBA$和$△ NDC$中:
$\begin{cases}AB=CD \\∠ A=∠ C \\AM=CN\end{cases}$
∴ $△ MBA ≌ △ NDC$(SAS)。
---
(2) 解:四边形$MPNQ$是菱形,理由如下:
连接$MN$。
∵ 四边形$ABCD$是矩形,
∴ $AD// BC$,$AD=BC$。
∵ $M,N$分别是$AD,BC$的中点,
∴ $DM=\frac{1}{2}AD$,$BN=\frac{1}{2}BC$,
∴ $DM=BN$,$DM// BN$,
∴ 四边形$BMDN$是平行四边形,
∴ $BM// DN$,$BM=DN$。
∵ $P,Q$分别是$BM,DN$的中点,
∴ $MP=\frac{1}{2}BM$,$NQ=\frac{1}{2}DN$,
∴ $MP=NQ$,$MP// NQ$,
∴ 四边形$MPNQ$是平行四边形。
∵ 四边形$AMNB$中,$AM// BN$,$∠ A=90°$,$AM=BN$,
∴ 四边形$AMNB$是矩形,
∴ $∠ MNB=90°$。
∵ $P$是$BM$的中点,在$\mathrm{Rt}△ MNB$中,$NP$是斜边$BM$上的中线,
∴ $NP=\frac{1}{2}BM=MP$。
∴ 邻边相等的平行四边形$MPNQ$是菱形。
解析
【分析】
(1) 要证明$△ MBA≌△ NDC$,可结合三角形全等的SAS判定定理找条件:首先利用矩形的性质得到对边相等、内角为直角,再结合中点推出一组对应边相等,即可满足SAS的判定要求完成证明。
(2) 判断四边形MPNQ的形状,可分两步推导:第一步先判定它是平行四边形,先利用矩形对边平行且相等的性质,结合中点条件证明四边形BMDN是平行四边形,得到BM和DN平行且相等,再由P、Q是中点推出MP与NQ平行且相等,即可得到MPNQ是平行四边形;第二步证明平行四边形邻边相等,连接MN后证明四边形AMNB是矩形,得到$∠ MNB=90°$,利用直角三角形斜边中线等于斜边一半的性质可得$NP=MP$,即可判定该平行四边形为菱形。
【解析】
(1) 证明:
∵ 四边形ABCD是矩形,
∴ $AB=CD$,$∠ A=∠ C=90°$,$AD=BC$。
∵ $M,N$分别是$AD,BC$的中点,
∴ $AM=\frac{1}{2}AD$,$CN=\frac{1}{2}BC$,
∴ $AM=CN$。
在$△ MBA$和$△ NDC$中:
$\begin{cases}AB=CD \\∠ A=∠ C \\AM=CN\end{cases}$
∴ $△ MBA ≌ △ NDC$(SAS)。
(2) 解:四边形$MPNQ$是菱形,理由如下:
连接$MN$。
∵ 四边形$ABCD$是矩形,
∴ $AD// BC$,$AD=BC$。
∵ $M,N$分别是$AD,BC$的中点,
∴ $DM=\frac{1}{2}AD$,$BN=\frac{1}{2}BC$,
∴ $DM=BN$,$DM// BN$,
∴ 四边形$BMDN$是平行四边形,
∴ $BM// DN$,$BM=DN$。
∵ $P,Q$分别是$BM,DN$的中点,
∴ $MP=\frac{1}{2}BM$,$NQ=\frac{1}{2}DN$,
∴ $MP=NQ$,$MP// NQ$,
∴ 四边形$MPNQ$是平行四边形。
∵ 四边形$AMNB$中,$AM// BN$,$∠ A=90°$,$AM=BN$,
∴ 四边形$AMNB$是矩形,
∴ $∠ MNB=90°$。
∵ $P$是$BM$的中点,在$\mathrm{Rt}△ MNB$中,$NP$是斜边$BM$上的中线,
∴ $NP=\frac{1}{2}BM=MP$。
∴ 邻边相等的平行四边形$MPNQ$是菱形。
【答案】
(1) $△ MBA ≌ △ NDC$,证明如上;
(2) 四边形$MPNQ$是菱形,理由如上。
【知识点】
矩形的性质、全等三角形的判定、菱形的判定
【点评】
本题是四边形综合基础题,解题时要梳理清不同特殊图形的性质与判定逻辑,从已知矩形的边角特征入手,逐步推导全等关系和特殊四边形的判定条件,注意直角三角形斜边中线性质在证明线段相等时的灵活运用。
【难度系数】
0.7
(1) 要证明$△ MBA≌△ NDC$,可结合三角形全等的SAS判定定理找条件:首先利用矩形的性质得到对边相等、内角为直角,再结合中点推出一组对应边相等,即可满足SAS的判定要求完成证明。
(2) 判断四边形MPNQ的形状,可分两步推导:第一步先判定它是平行四边形,先利用矩形对边平行且相等的性质,结合中点条件证明四边形BMDN是平行四边形,得到BM和DN平行且相等,再由P、Q是中点推出MP与NQ平行且相等,即可得到MPNQ是平行四边形;第二步证明平行四边形邻边相等,连接MN后证明四边形AMNB是矩形,得到$∠ MNB=90°$,利用直角三角形斜边中线等于斜边一半的性质可得$NP=MP$,即可判定该平行四边形为菱形。
【解析】
(1) 证明:
∵ 四边形ABCD是矩形,
∴ $AB=CD$,$∠ A=∠ C=90°$,$AD=BC$。
∵ $M,N$分别是$AD,BC$的中点,
∴ $AM=\frac{1}{2}AD$,$CN=\frac{1}{2}BC$,
∴ $AM=CN$。
在$△ MBA$和$△ NDC$中:
$\begin{cases}AB=CD \\∠ A=∠ C \\AM=CN\end{cases}$
∴ $△ MBA ≌ △ NDC$(SAS)。
(2) 解:四边形$MPNQ$是菱形,理由如下:
连接$MN$。
∵ 四边形$ABCD$是矩形,
∴ $AD// BC$,$AD=BC$。
∵ $M,N$分别是$AD,BC$的中点,
∴ $DM=\frac{1}{2}AD$,$BN=\frac{1}{2}BC$,
∴ $DM=BN$,$DM// BN$,
∴ 四边形$BMDN$是平行四边形,
∴ $BM// DN$,$BM=DN$。
∵ $P,Q$分别是$BM,DN$的中点,
∴ $MP=\frac{1}{2}BM$,$NQ=\frac{1}{2}DN$,
∴ $MP=NQ$,$MP// NQ$,
∴ 四边形$MPNQ$是平行四边形。
∵ 四边形$AMNB$中,$AM// BN$,$∠ A=90°$,$AM=BN$,
∴ 四边形$AMNB$是矩形,
∴ $∠ MNB=90°$。
∵ $P$是$BM$的中点,在$\mathrm{Rt}△ MNB$中,$NP$是斜边$BM$上的中线,
∴ $NP=\frac{1}{2}BM=MP$。
∴ 邻边相等的平行四边形$MPNQ$是菱形。
【答案】
(1) $△ MBA ≌ △ NDC$,证明如上;
(2) 四边形$MPNQ$是菱形,理由如上。
【知识点】
矩形的性质、全等三角形的判定、菱形的判定
【点评】
本题是四边形综合基础题,解题时要梳理清不同特殊图形的性质与判定逻辑,从已知矩形的边角特征入手,逐步推导全等关系和特殊四边形的判定条件,注意直角三角形斜边中线性质在证明线段相等时的灵活运用。
【难度系数】
0.7
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