【例2】如图,已知直线$l_{1}// l_{2}$,点$C_{1}$在直线$l_{1}$上,并且$C_{1}A⊥ l_{2}$,$A$为垂足,$C_{2}$,$C_{3}$是直线$l_{1}$上任意两点,点$B$在直线$l_{2}$上. 设$△ ABC_{1}$的面积为$S_{1}$,$△ ABC_{2}$的面积为$S_{2}$,$△ ABC_{3}$的面积为$S_{3}$,小颖认为$S_{1}=S_{2}=S_{3}$,请帮小颖说明理由.

解:
【规律方法】

与多条平行线有关的问题一般涉及两类:
(1) 距离问题:常作辅助线构造直角三角形,利用勾股定理进行求解;
(2) 面积问题:常利用平行线之间的距离处处相等,通过证明不同图形的高线相等来实现面积之间的转化,从而求解相关问题.
解:
【规律方法】
与多条平行线有关的问题一般涉及两类:
(1) 距离问题:常作辅助线构造直角三角形,利用勾股定理进行求解;
(2) 面积问题:常利用平行线之间的距离处处相等,通过证明不同图形的高线相等来实现面积之间的转化,从而求解相关问题.
答案
解:因为直线l₁//l₂,
所以△ABC₁,△ABC₂,△ABC₃的底边AB上的高相等,
所以△ABC₁,△ABC₂,△ABC₃这三个三角形同底等高,
所以△ABC₁,△ABC₂,△ABC₃的面积相等,即S₁=S₂=S₃.
所以△ABC₁,△ABC₂,△ABC₃的底边AB上的高相等,
所以△ABC₁,△ABC₂,△ABC₃这三个三角形同底等高,
所以△ABC₁,△ABC₂,△ABC₃的面积相等,即S₁=S₂=S₃.
解析
【解析】
因为直线$l_{1}// l_{2}$,所以$△ ABC_{1}$、$△ ABC_{2}$、$△ ABC_{3}$的底边$AB$上的高相等,这三个三角形同底等高,根据三角形面积公式,同底等高的三角形面积相等,因此$S_{1}=S_{2}=S_{3}$。
【答案】
$S_{1}=S_{2}=S_{3}$
【知识点】
平行线间距离处处相等、同底等高三角形面积相等
【点评】
本题考查平行线间距离的性质及三角形面积公式的应用,通过平行线间距离处处相等推导出三个三角形同底等高,进而判断面积相等,属于基础几何面积问题。
【难度系数】
0.8
因为直线$l_{1}// l_{2}$,所以$△ ABC_{1}$、$△ ABC_{2}$、$△ ABC_{3}$的底边$AB$上的高相等,这三个三角形同底等高,根据三角形面积公式,同底等高的三角形面积相等,因此$S_{1}=S_{2}=S_{3}$。
【答案】
$S_{1}=S_{2}=S_{3}$
【知识点】
平行线间距离处处相等、同底等高三角形面积相等
【点评】
本题考查平行线间距离的性质及三角形面积公式的应用,通过平行线间距离处处相等推导出三个三角形同底等高,进而判断面积相等,属于基础几何面积问题。
【难度系数】
0.8
3. 如图(示意图),在$△ ABC$中,$∠ ABC = 90°$,$AB = BC$,三角形的顶点在相互平行的三条直线$l_{1}$,$l_{2}$,$l_{3}$上,且直线$l_{1}$,$l_{2}$之间的距离为$2$,直线$l_{2}$,$l_{3}$之间的距离为$3$,则$AC$的长是多少?

答案
3.解:AC=2√{17}
解析
【解析】
过点A作AE⊥l₃于点E,过点C作CF⊥l₃于点F,
∵∠ABC=90°,
∴∠ABE+∠CBF=90°,
又∠ABE+∠BAE=90°,
∴∠BAE=∠CBF。
在△ABE和△BCF中,
$\{\begin{array}{l}∠AEB=∠BFC=90°\\∠BAE=∠CBF\\AB=BC\end{array} $
∴△ABE≌△BCF(AAS)。
由题意得AE=3,CF=2+3=5,
∴BF=AE=3,BE=CF=5。
在Rt△ABE中,$AB^2=AE^2+BE^2=3^2+5^2=34$。
∵在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=BC,
∴$AC^2=AB^2+BC^2=2AB^2=2×34=68$,
∴$AC=\sqrt{68}=2\sqrt{17}$。
【答案】
$2\sqrt{17}$
【知识点】
全等三角形判定与性质、勾股定理
【点评】
本题通过构造垂线实现线段长度的转化,利用全等三角形的性质得到对应边相等,再结合勾股定理完成计算,考查了几何图形中线段与角度的转化及计算能力。
【难度系数】
0.4
过点A作AE⊥l₃于点E,过点C作CF⊥l₃于点F,
∵∠ABC=90°,
∴∠ABE+∠CBF=90°,
又∠ABE+∠BAE=90°,
∴∠BAE=∠CBF。
在△ABE和△BCF中,
$\{\begin{array}{l}∠AEB=∠BFC=90°\\∠BAE=∠CBF\\AB=BC\end{array} $
∴△ABE≌△BCF(AAS)。
由题意得AE=3,CF=2+3=5,
∴BF=AE=3,BE=CF=5。
在Rt△ABE中,$AB^2=AE^2+BE^2=3^2+5^2=34$。
∵在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=BC,
∴$AC^2=AB^2+BC^2=2AB^2=2×34=68$,
∴$AC=\sqrt{68}=2\sqrt{17}$。
【答案】
$2\sqrt{17}$
【知识点】
全等三角形判定与性质、勾股定理
【点评】
本题通过构造垂线实现线段长度的转化,利用全等三角形的性质得到对应边相等,再结合勾股定理完成计算,考查了几何图形中线段与角度的转化及计算能力。
【难度系数】
0.4
1. 如图,$□ ABCD$的对角线相交于点$O$,$BC = 7\mathrm{cm}$,$BD = 10\mathrm{cm}$,$AC = 6\mathrm{cm}$,则$△ AOD$的周长为(

A.$14\mathrm{cm}$
B.$15\mathrm{cm}$
C.$16\mathrm{cm}$
D.$17\mathrm{cm}$
B
)A.$14\mathrm{cm}$
B.$15\mathrm{cm}$
C.$16\mathrm{cm}$
D.$17\mathrm{cm}$
答案
1.B
解析
【解析】
∵四边形$ABCD$是平行四边形,
∴$AD=BC=7\mathrm{cm}$,$OA=\frac{1}{2}AC=\frac{1}{2}×6=3\mathrm{cm}$,$OD=\frac{1}{2}BD=\frac{1}{2}×10=5\mathrm{cm}$,
∴$△ AOD$的周长为$OA+OD+AD=3+5+7=15\mathrm{cm}$。
【答案】
B
【知识点】
平行四边形的性质
【点评】
本题考查平行四边形的基本性质,需利用平行四边形对边相等、对角线互相平分的性质求出三角形各边长度,进而计算周长,属于基础题型,熟练掌握平行四边形的核心性质是解题关键。
【难度系数】
0.8
∵四边形$ABCD$是平行四边形,
∴$AD=BC=7\mathrm{cm}$,$OA=\frac{1}{2}AC=\frac{1}{2}×6=3\mathrm{cm}$,$OD=\frac{1}{2}BD=\frac{1}{2}×10=5\mathrm{cm}$,
∴$△ AOD$的周长为$OA+OD+AD=3+5+7=15\mathrm{cm}$。
【答案】
B
【知识点】
平行四边形的性质
【点评】
本题考查平行四边形的基本性质,需利用平行四边形对边相等、对角线互相平分的性质求出三角形各边长度,进而计算周长,属于基础题型,熟练掌握平行四边形的核心性质是解题关键。
【难度系数】
0.8
2. 如图,在$□ ABCD$中,$AB = 4$,$BD = 10$,$AC⊥ AB$,则$□ ABCD$的面积是(

A.$12$
B.$20$
C.$24$
D.$40$
C
)A.$12$
B.$20$
C.$24$
D.$40$
答案
2.C
解析
【解析】
因为四边形$ABCD$是平行四边形,所以$BO=\frac{1}{2}BD=5$,$AC=2AO$。
在$Rt△ ABO$中,$∠ BAC=90°$,$AB=4$,$BO=5$,由勾股定理得:
$AO=\sqrt{BO^2-AB^2}=\sqrt{5^2-4^2}=3$,则$AC=2AO=6$。
因为$AC⊥ AB$,所以$□ ABCD$的面积为$AB× AC=4×6=24$。
【答案】
C
【知识点】
平行四边形的性质,勾股定理
【点评】
本题考查平行四边形性质与勾股定理的综合应用,关键是利用平行四边形对角线互相平分的性质结合勾股定理求出AC的长度,进而计算平行四边形的面积。
【难度系数】
0.6
因为四边形$ABCD$是平行四边形,所以$BO=\frac{1}{2}BD=5$,$AC=2AO$。
在$Rt△ ABO$中,$∠ BAC=90°$,$AB=4$,$BO=5$,由勾股定理得:
$AO=\sqrt{BO^2-AB^2}=\sqrt{5^2-4^2}=3$,则$AC=2AO=6$。
因为$AC⊥ AB$,所以$□ ABCD$的面积为$AB× AC=4×6=24$。
【答案】
C
【知识点】
平行四边形的性质,勾股定理
【点评】
本题考查平行四边形性质与勾股定理的综合应用,关键是利用平行四边形对角线互相平分的性质结合勾股定理求出AC的长度,进而计算平行四边形的面积。
【难度系数】
0.6
3. 平行四边形的两条对角线长分别为$6$和$10$,则其中一条边长$m$的取值范围为(
A.$0 < m < 10$
B.$0 < m < 6$
C.$4 < m < 6$
D.$2 < m < 8$
D
)A.$0 < m < 10$
B.$0 < m < 6$
C.$4 < m < 6$
D.$2 < m < 8$
答案
3.D
解析
【解析】
根据平行四边形的对角线互相平分,可知两条对角线的一半分别为$6÷2=3$和$10÷2=5$。
平行四边形的一条边长$m$与这两条半对角线可构成三角形,根据三角形三边关系“两边之差小于第三边,两边之和大于第三边”,可得:
$5-3 < m < 5+3$,即$2 < m < 8$。
【答案】
D
【知识点】
平行四边形对角线性质、三角形三边关系
【点评】
本题综合考查平行四边形的性质与三角形三边关系,解题关键是将平行四边形边长问题转化为三角形三边问题进行求解。
【难度系数】
0.7
根据平行四边形的对角线互相平分,可知两条对角线的一半分别为$6÷2=3$和$10÷2=5$。
平行四边形的一条边长$m$与这两条半对角线可构成三角形,根据三角形三边关系“两边之差小于第三边,两边之和大于第三边”,可得:
$5-3 < m < 5+3$,即$2 < m < 8$。
【答案】
D
【知识点】
平行四边形对角线性质、三角形三边关系
【点评】
本题综合考查平行四边形的性质与三角形三边关系,解题关键是将平行四边形边长问题转化为三角形三边问题进行求解。
【难度系数】
0.7
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