15. (本小题 10 分)如图,在$□ ABCD$中,点 E,F 分别在 BC,AD 上,连接 AE,CF,AC,EF,$BE=DF,AC=EF$.
(1) 求证:四边形 AECF 是矩形;
(2) 若$AE=BE,AB=2,CE=2AE$,求 BC 的长.

(1) 求证:四边形 AECF 是矩形;
(2) 若$AE=BE,AB=2,CE=2AE$,求 BC 的长.
答案
(1) 见证明过程;(2) 3√2
解析
(1) 证明:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD=BC,AD//BC。∵BE=DF,∴AD-DF=BC-BE,即AF=EC。∵AF//EC,∴四边形AECF是平行四边形。∵AC=EF,∴四边形AECF是矩形。
(2) 设AE=x,则BE=x,CE=2x,BC=BE+CE=3x。∵四边形AECF是矩形,∴∠AEC=90°,∴∠AEB=90°。在Rt△ABE中,AB=2,由勾股定理得:AB²=AE²+BE²,即2²=x²+x²,解得x=√2(x=-√2舍去)。∴BC=3x=3√2。
(2) 设AE=x,则BE=x,CE=2x,BC=BE+CE=3x。∵四边形AECF是矩形,∴∠AEC=90°,∴∠AEB=90°。在Rt△ABE中,AB=2,由勾股定理得:AB²=AE²+BE²,即2²=x²+x²,解得x=√2(x=-√2舍去)。∴BC=3x=3√2。
16. (本小题 10 分)如图,BD 是$□ ABCD$的对角线,分别过点 A,C 作$AE⊥BD,CF⊥BD$,垂足为 E,F,且$BE<\frac {1}{2}BD$.G,H 分别是边 AB,CD 上的点,$AG=CH$,连接 GE,EH,HF,FG.
(1) 求证:四边形 EHFG 是平行四边形;
(2) 判断四边形 EHFG 是否为菱形,并说明理由.

(1) 求证:四边形 EHFG 是平行四边形;
(2) 判断四边形 EHFG 是否为菱形,并说明理由.
答案
(1) 见证明;(2) 不是菱形,理由见上述.
解析
(1) 证明:
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AB//CD,∴∠ABE=∠CDF.
∵AE⊥BD,CF⊥BD,∴∠AEB=∠CFD=90°.
在△ABE和△CDF中,
$\{\begin{array}{l} ∠ABE=∠CDF \\ ∠AEB=∠CFD \\ AB=CD\end{array} $,
∴△ABE≌△CDF(AAS),∴BE=DF,AE=CF.
∵AB=CD,AG=CH,∴AB-AG=CD-CH,即BG=DH.
在△BEG和△DFH中,
$\{\begin{array}{l} BG=DH \\ ∠GBE=∠HDF \\ BE=DF\end{array} $,
∴△BEG≌△DFH(SAS),∴GE=HF,∠BEG=∠DFH.
∵∠BEG+∠GEF=180°,∠DFH+∠HFE=180°,
∴∠GEF=∠HFE,∴GE//HF.
∵GE=HF且GE//HF,∴四边形EHFG是平行四边形.
(2) 四边形EHFG不是菱形.理由如下:
由(1)知四边形EHFG是平行四边形,要成为菱形需邻边相等.
假设EHFG是菱形,则需GE=GF.但题中仅AG=CH,未给出G、H的特殊位置关系,无法证明GE=GF(或其他邻边相等),故四边形EHFG不是菱形.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AB//CD,∴∠ABE=∠CDF.
∵AE⊥BD,CF⊥BD,∴∠AEB=∠CFD=90°.
在△ABE和△CDF中,
$\{\begin{array}{l} ∠ABE=∠CDF \\ ∠AEB=∠CFD \\ AB=CD\end{array} $,
∴△ABE≌△CDF(AAS),∴BE=DF,AE=CF.
∵AB=CD,AG=CH,∴AB-AG=CD-CH,即BG=DH.
在△BEG和△DFH中,
$\{\begin{array}{l} BG=DH \\ ∠GBE=∠HDF \\ BE=DF\end{array} $,
∴△BEG≌△DFH(SAS),∴GE=HF,∠BEG=∠DFH.
∵∠BEG+∠GEF=180°,∠DFH+∠HFE=180°,
∴∠GEF=∠HFE,∴GE//HF.
∵GE=HF且GE//HF,∴四边形EHFG是平行四边形.
(2) 四边形EHFG不是菱形.理由如下:
由(1)知四边形EHFG是平行四边形,要成为菱形需邻边相等.
假设EHFG是菱形,则需GE=GF.但题中仅AG=CH,未给出G、H的特殊位置关系,无法证明GE=GF(或其他邻边相等),故四边形EHFG不是菱形.
17. (本小题 10 分)已知 A 是直线 l 外一点,请用尺规分别按下列要求作图.(不写作法,保留作图痕迹)
(1) 请在图①中作正方形 ABCD,使得点 B,C 在直线 l 上;
(2) 请在图②中作菱形 ABCD,使得点 B,D 在直线 l 上,且$∠ABC=60^{\circ }$.

(1) 请在图①中作正方形 ABCD,使得点 B,C 在直线 l 上;
(2) 请在图②中作菱形 ABCD,使得点 B,D 在直线 l 上,且$∠ABC=60^{\circ }$.
答案
(1)图①中正方形ABCD作图痕迹如下:
过点A作直线l的垂线,垂足为B(保留作垂线的弧痕);
以B为圆心,BA为半径在l上截取BC=BA(保留截取弧痕);
过A作AB的垂线,过C作BC的垂线,两垂线交于点D(保留作垂线的弧痕);
连接AB、BC、CD、DA。
(2)图②中菱形ABCD作图痕迹如下:
过点A作直线l的垂线,垂足为O(保留作垂线的弧痕);
延长AO至E,使OE=AO(保留截取OE的弧痕);
以E为圆心,AE为半径画弧交l于点B(保留弧痕);
以O为圆心,OB为半径在l上截取OD=OB(保留截取弧痕);
分别以B、D为圆心,AB长为半径画弧交于点C(保留两弧交点痕);
连接AB、BC、CD、DA。
(注:所有作图痕迹需清晰可见,符合尺规作图规范。)
过点A作直线l的垂线,垂足为B(保留作垂线的弧痕);
以B为圆心,BA为半径在l上截取BC=BA(保留截取弧痕);
过A作AB的垂线,过C作BC的垂线,两垂线交于点D(保留作垂线的弧痕);
连接AB、BC、CD、DA。
(2)图②中菱形ABCD作图痕迹如下:
过点A作直线l的垂线,垂足为O(保留作垂线的弧痕);
延长AO至E,使OE=AO(保留截取OE的弧痕);
以E为圆心,AE为半径画弧交l于点B(保留弧痕);
以O为圆心,OB为半径在l上截取OD=OB(保留截取弧痕);
分别以B、D为圆心,AB长为半径画弧交于点C(保留两弧交点痕);
连接AB、BC、CD、DA。
(注:所有作图痕迹需清晰可见,符合尺规作图规范。)
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