13.如图,在$△ ABC$中,$AB=AC$,$M$,$N$分别是$AB$,$AC$的中点,$D$,$E$为$BC$上的点,连接$DN$,$EM$。若$AB=13\ \mathrm{cm}$,$BC=10\ \mathrm{cm}$,$DE=5\ \mathrm{cm}$,则图中阴影部分的面积为()

A.$20\ \mathrm{cm}^2$
B.$30\ \mathrm{cm}^2$
C.$40\ \mathrm{cm}^2$
D.$50\ \mathrm{cm}^2$
A.$20\ \mathrm{cm}^2$
B.$30\ \mathrm{cm}^2$
C.$40\ \mathrm{cm}^2$
D.$50\ \mathrm{cm}^2$
答案
B
解析
1. 过点A作AH⊥BC于H,由AB=AC,等腰三角形三线合一得BH=1/2BC=5cm。在Rt△ABH中,由勾股定理计算得AH=√(13²-5²)=12cm,因此△ABC的面积S△ABC=1/2×BC×AH=1/2×10×12=60cm²。
2. 连接MN,M、N分别是AB、AC的中点,因此MN是△ABC的中位线,可得MN//BC,MN=1/2BC=5cm,MN到BC的距离为1/2AH=6cm。
3. 设EM、DN的交点为O,由MN//DE,MN=DE=5cm,可证△MNO≌△EDO,二者面积相等。通过等积转化,阴影部分的总面积等于△ABC面积的一半,即60÷2=30cm²。
2. 连接MN,M、N分别是AB、AC的中点,因此MN是△ABC的中位线,可得MN//BC,MN=1/2BC=5cm,MN到BC的距离为1/2AH=6cm。
3. 设EM、DN的交点为O,由MN//DE,MN=DE=5cm,可证△MNO≌△EDO,二者面积相等。通过等积转化,阴影部分的总面积等于△ABC面积的一半,即60÷2=30cm²。
14.如图,已知在$△ ABC$中,$∠ C=30°$,$E$为$AB$延长线上一点,且$AB=BE$,$D$为$BC$边上一点,连接$DE$,在边$AC$,$DE$上分别取点$F$,$G$,使得$AF=GE=4$,连接$FG$,交边$BC$于点$M$。若$M$为$FG$的中点,则$MB$的长为 ()

A.$\frac{5}{2}$
B.$2\sqrt{3}$
C.$3$
D.$\frac{4\sqrt{3}}{3}$
A.$\frac{5}{2}$
B.$2\sqrt{3}$
C.$3$
D.$\frac{4\sqrt{3}}{3}$
答案
B
解析
延长EM至点K,使MK=EM,连接FK:
1. 因为M为FG中点,故FM=GM,又∠FMK=∠GME,MK=EM,可证△FMK≌△GME(SAS),得FK=GE=4,且FK//DE。
2. 已知AF=GE=4,因此FK=AF=4。
3. 由AB=BE可知B是AE中点,结合M是KE中点,可得MB是△AKE的中位线,因此$MB=\frac{1}{2}AK$。
4. 结合∠C=30°,FK//DE可推得∠AFK=120°,等腰△AFK中,AF=FK=4,作FT⊥AK于T,由三线合一得∠AFT=60°,$AT=AF·\sin60°=2\sqrt{3}$,故$AK=2AT=4\sqrt{3}$。
5. 代入得$MB=\frac{1}{2}×4\sqrt{3}=2\sqrt{3}$。
1. 因为M为FG中点,故FM=GM,又∠FMK=∠GME,MK=EM,可证△FMK≌△GME(SAS),得FK=GE=4,且FK//DE。
2. 已知AF=GE=4,因此FK=AF=4。
3. 由AB=BE可知B是AE中点,结合M是KE中点,可得MB是△AKE的中位线,因此$MB=\frac{1}{2}AK$。
4. 结合∠C=30°,FK//DE可推得∠AFK=120°,等腰△AFK中,AF=FK=4,作FT⊥AK于T,由三线合一得∠AFT=60°,$AT=AF·\sin60°=2\sqrt{3}$,故$AK=2AT=4\sqrt{3}$。
5. 代入得$MB=\frac{1}{2}×4\sqrt{3}=2\sqrt{3}$。
15. 如图,在$△ ABC$中,AD是BC边的中线,E是AD的中点,连接BE并延长交AC于点F。若$AF=3$,则FC的长是。

答案
$\boldsymbol{6}$
解析
解:过点D作DG//BF,交AC于点G。
∵AD是BC边上的中线,
∴D为BC的中点。
又∵DG//BF,
∴DG是△BCF的中位线,
∴G是CF的中点,即$CG = FG$。
∵E是AD的中点,且EF//DG,
∴EF是△ADG的中位线,
∴F是AG的中点,即$AF = FG$。
∵$AF = 3$,
∴$FG = 3$,$CG = 3$,
∴$FC = FG + CG = 6$。
∵AD是BC边上的中线,
∴D为BC的中点。
又∵DG//BF,
∴DG是△BCF的中位线,
∴G是CF的中点,即$CG = FG$。
∵E是AD的中点,且EF//DG,
∴EF是△ADG的中位线,
∴F是AG的中点,即$AF = FG$。
∵$AF = 3$,
∴$FG = 3$,$CG = 3$,
∴$FC = FG + CG = 6$。
16.如图,在$△ ABC$中,$BA=BC=5$,$AC=6$,$D$,$E$分别是$BC$,$AB$边上的动点,连接$DE$,$F$,$M$分别是$CD$,$DE$的中点,则$FM$的最小值为________。

答案
$\boldsymbol{\frac{12}{5}}$
解析
解:连接CE。
∵F,M分别是CD,DE的中点,
∴FM是△CDE的中位线,
∴FM = $\frac{1}{2}$ CE。
要使FM取得最小值,只需CE取得最小值,CE的最小值为点C到AB边的垂线段长度。
过点B作BH⊥AC于点H,
∵BA=BC=5,AC=6,
∴AH=CH=$\frac{1}{2}$ AC=3,
由勾股定理得:$BH=\sqrt{BC^2 - CH^2}=\sqrt{5^2 - 3^2}=4$,
∴$S_{△ ABC} = \frac{1}{2} · AC · BH = \frac{1}{2} × 6 × 4 = 12$。
设点C到AB边的垂线段长为h,
则$S_{△ ABC} = \frac{1}{2} · AB · h = 12$,
代入AB=5,得$\frac{1}{2} × 5 × h = 12$,
解得$h=\frac{24}{5}$,即CE的最小值为$\frac{24}{5}$,
∴FM的最小值为$\frac{1}{2} × \frac{24}{5} = \frac{12}{5}$。
∵F,M分别是CD,DE的中点,
∴FM是△CDE的中位线,
∴FM = $\frac{1}{2}$ CE。
要使FM取得最小值,只需CE取得最小值,CE的最小值为点C到AB边的垂线段长度。
过点B作BH⊥AC于点H,
∵BA=BC=5,AC=6,
∴AH=CH=$\frac{1}{2}$ AC=3,
由勾股定理得:$BH=\sqrt{BC^2 - CH^2}=\sqrt{5^2 - 3^2}=4$,
∴$S_{△ ABC} = \frac{1}{2} · AC · BH = \frac{1}{2} × 6 × 4 = 12$。
设点C到AB边的垂线段长为h,
则$S_{△ ABC} = \frac{1}{2} · AB · h = 12$,
代入AB=5,得$\frac{1}{2} × 5 × h = 12$,
解得$h=\frac{24}{5}$,即CE的最小值为$\frac{24}{5}$,
∴FM的最小值为$\frac{1}{2} × \frac{24}{5} = \frac{12}{5}$。
17. 如图,在四边形ABCD中,对角线$BD⊥ CD$,且平分$∠ ABC$,O为BD的中点。在BC上取一点G,使$AG⊥ BD$,E为垂足,取AC的中点F,连接DF,EF。有以下结论:①$CO=\frac{1}{2}BD$;②$EF// BC$;③$DF=\frac{1}{2}CG$;④连接BF,则四边形ABFD是平行四边形;⑤$FD=2AE$。其中正确的结论是(填序号)。
答案
解:
逐一判断各结论:
1. 判断结论①:
已知$BD⊥ CD$,即$△ BDC$为直角三角形,$∠ BDC=90°$,O是BD中点,并非斜边BC的中点,因此$CO>\frac{1}{2}BD$,结论①错误。
2. 判断结论②:
因为BD平分$∠ ABC$,所以$∠ ABE=∠ GBE$,又$AG⊥ BD$,即$∠ AEB=∠ GEB=90°$,且$BE=BE$,可得$△ ABE≌△ GBE$,因此$AE=EG$,即E是AG的中点。
已知F是AC的中点,根据三角形中位线定理,EF是$△ AGC$的中位线,因此$EF// GC$,即$EF// BC$,结论②正确。
3. 判断结论③:
延长DF交AG的延长线于点H,由$AG⊥ BD$,$BD⊥ CD$,可得$AG// CD$,因此$∠ HAF=∠ DCF$。
又$AF=CF$,$∠ AFH=∠ CFD$,可得$△ AFH≌△ CFD(\mathrm{ASA})$,因此$DF=FH$,即F是DH的中点。
在$\mathrm{Rt}△ DEH$中,$∠ DEH=90°$,F是DH中点,由直角三角形斜边中线性质得$EF=\frac{1}{2}DH=DF$。
结合EF是$△ AGC$的中位线,得$EF=\frac{1}{2}CG$,因此$DF=\frac{1}{2}CG$,结论③正确。
4. 判断结论④:
题中无足够条件证明$AB// DF$且$AB=DF$,无法推出四边形ABFD是平行四边形,结论④错误。
5. 判断结论⑤:
由$DF=\frac{1}{2}CG$,$AE=\frac{1}{2}AG$,题中无条件证明$CG=2AG$,无法推出$FD=2AE$,结论⑤错误。
综上,正确的结论是$\boldsymbol{②③}$。
逐一判断各结论:
1. 判断结论①:
已知$BD⊥ CD$,即$△ BDC$为直角三角形,$∠ BDC=90°$,O是BD中点,并非斜边BC的中点,因此$CO>\frac{1}{2}BD$,结论①错误。
2. 判断结论②:
因为BD平分$∠ ABC$,所以$∠ ABE=∠ GBE$,又$AG⊥ BD$,即$∠ AEB=∠ GEB=90°$,且$BE=BE$,可得$△ ABE≌△ GBE$,因此$AE=EG$,即E是AG的中点。
已知F是AC的中点,根据三角形中位线定理,EF是$△ AGC$的中位线,因此$EF// GC$,即$EF// BC$,结论②正确。
3. 判断结论③:
延长DF交AG的延长线于点H,由$AG⊥ BD$,$BD⊥ CD$,可得$AG// CD$,因此$∠ HAF=∠ DCF$。
又$AF=CF$,$∠ AFH=∠ CFD$,可得$△ AFH≌△ CFD(\mathrm{ASA})$,因此$DF=FH$,即F是DH的中点。
在$\mathrm{Rt}△ DEH$中,$∠ DEH=90°$,F是DH中点,由直角三角形斜边中线性质得$EF=\frac{1}{2}DH=DF$。
结合EF是$△ AGC$的中位线,得$EF=\frac{1}{2}CG$,因此$DF=\frac{1}{2}CG$,结论③正确。
4. 判断结论④:
题中无足够条件证明$AB// DF$且$AB=DF$,无法推出四边形ABFD是平行四边形,结论④错误。
5. 判断结论⑤:
由$DF=\frac{1}{2}CG$,$AE=\frac{1}{2}AG$,题中无条件证明$CG=2AG$,无法推出$FD=2AE$,结论⑤错误。
综上,正确的结论是$\boldsymbol{②③}$。
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