5. 如图, 在 $□ ABCD$ 中, $O$ 是对角线 $BD$ 的中点, 过点 $O$ 的直线 $EF$ 分别交 $AD$, $BC$ 于点 $E$, $F$, 连接 $BE$, $DF$.
(1) 求证: $△ DOE ≌ △ BOF$.
(2) 当 $∠ DOE$ 等于多少度时, 四边形 $BEDF$ 为菱形? 请说明理由.

(1) 求证: $△ DOE ≌ △ BOF$.
(2) 当 $∠ DOE$ 等于多少度时, 四边形 $BEDF$ 为菱形? 请说明理由.
答案
(1) ∵在□ABCD中,O为对角线BD的中点,∴BO = DO,∠EDO = ∠FBO. 又∵∠EOD = ∠FOB,∴△DOE≌△BOF(ASA) (2) 当∠DOE = 90°时,四边形BEDF为菱形,理由:∵△DOE≌△BOF,∴BF = DE. 又∵BF//DE. ∴四边形BEDF是平行四边形. ∵BO = DO,∠EOD = 90°,∴EB = DE. ∴四边形BEDF为菱形
解析
【解析】
(1)
∵在$□ ABCD$中,$O$为对角线$BD$的中点,
∴$BO = DO$,$AD// BC$,则$∠ EDO = ∠ FBO$。
又
∵$∠ EOD = ∠ FOB$,
∴根据ASA全等判定定理,可证$△ DOE≌△ BOF$。
(2) 当$∠ DOE = 90^{\circ}$时,四边形$BEDF$为菱形,理由如下:
由$△ DOE≌△ BOF$可得$BF = DE$,又
∵$DE// BF$,
∴四边形$BEDF$是平行四边形。
∵$BO = DO$,$∠ DOE = 90^{\circ}$,即$EF⊥ BD$,
∴$EB = DE$,
∴一组邻边相等的平行四边形是菱形,故四边形$BEDF$为菱形。
【答案】
(1) 证明见上述解析;
(2) 当$∠ DOE = 90^{\circ}$时,四边形$BEDF$为菱形,理由见上述解析。
【知识点】
平行四边形的性质,全等三角形的判定(ASA),菱形的判定
【点评】
本题综合考查平行四边形、全等三角形、菱形的性质与判定,属于基础几何证明题,需熟练运用相关定理进行逻辑推导,逻辑推理难度适中。
【难度系数】
0.6
(1)
∵在$□ ABCD$中,$O$为对角线$BD$的中点,
∴$BO = DO$,$AD// BC$,则$∠ EDO = ∠ FBO$。
又
∵$∠ EOD = ∠ FOB$,
∴根据ASA全等判定定理,可证$△ DOE≌△ BOF$。
(2) 当$∠ DOE = 90^{\circ}$时,四边形$BEDF$为菱形,理由如下:
由$△ DOE≌△ BOF$可得$BF = DE$,又
∵$DE// BF$,
∴四边形$BEDF$是平行四边形。
∵$BO = DO$,$∠ DOE = 90^{\circ}$,即$EF⊥ BD$,
∴$EB = DE$,
∴一组邻边相等的平行四边形是菱形,故四边形$BEDF$为菱形。
【答案】
(1) 证明见上述解析;
(2) 当$∠ DOE = 90^{\circ}$时,四边形$BEDF$为菱形,理由见上述解析。
【知识点】
平行四边形的性质,全等三角形的判定(ASA),菱形的判定
【点评】
本题综合考查平行四边形、全等三角形、菱形的性质与判定,属于基础几何证明题,需熟练运用相关定理进行逻辑推导,逻辑推理难度适中。
【难度系数】
0.6
1. 下列说法中, 正确的是 (
A.一组对边平行的四边形是平行四边形
B.有一个角是直角的四边形是矩形
C.四条边相等的四边形是菱形
D.对角线互相垂直平分的四边形是正方形
C
)A.一组对边平行的四边形是平行四边形
B.有一个角是直角的四边形是矩形
C.四条边相等的四边形是菱形
D.对角线互相垂直平分的四边形是正方形
答案
C
解析
【解析】
逐一分析各选项:
A. 一组对边平行的四边形不一定是平行四边形,如梯形只有一组对边平行,故A错误;
B. 有一个角是直角的四边形不一定是矩形,如直角梯形只有一个直角,故B错误;
C. 根据菱形的定义,四条边相等的四边形是菱形,故C正确;
D. 对角线互相垂直平分的四边形是菱形,而非正方形(正方形还需对角线相等且有一个角为直角),故D错误。
【答案】
C
【知识点】
特殊四边形的判定
【点评】
本题考查平行四边形、矩形、菱形、正方形的判定定理,需准确区分各特殊四边形的判定条件,强化对基础几何概念的理解与辨析。
【难度系数】
0.8
逐一分析各选项:
A. 一组对边平行的四边形不一定是平行四边形,如梯形只有一组对边平行,故A错误;
B. 有一个角是直角的四边形不一定是矩形,如直角梯形只有一个直角,故B错误;
C. 根据菱形的定义,四条边相等的四边形是菱形,故C正确;
D. 对角线互相垂直平分的四边形是菱形,而非正方形(正方形还需对角线相等且有一个角为直角),故D错误。
【答案】
C
【知识点】
特殊四边形的判定
【点评】
本题考查平行四边形、矩形、菱形、正方形的判定定理,需准确区分各特殊四边形的判定条件,强化对基础几何概念的理解与辨析。
【难度系数】
0.8
2. 如图, 在等腰梯形 $ABCD$ 中, $AD // BC$, $CA$ 平分 $∠ BCD$, $∠ B = 60^{\circ}$, 若 $AD = 3$, 则梯形 $ABCD$ 的周长为 (
A.$12\sqrt{3}$
B.$15\sqrt{3}$
C.12
D.15
D
)A.$12\sqrt{3}$
B.$15\sqrt{3}$
C.12
D.15
答案
2. D
解析
【解析】
1. 因为四边形$ABCD$是等腰梯形,$AD// BC$,$∠ B=60^{\circ}$,所以$∠ BCD=∠ B=60^{\circ}$,$AB=CD$,$∠ BAD=180^{\circ}-∠ B=120^{\circ}$。
2. 因为$CA$平分$∠ BCD$,所以$∠ ACB=∠ ACD=30^{\circ}$。
3. 由$AD// BC$,得$∠ DAC=∠ ACB=30^{\circ}$,故$∠ DAC=∠ ACD$,所以$AD=CD=3$,则$AB=CD=3$。
4. 在$△ ABC$中,$∠ B=60^{\circ}$,$∠ ACB=30^{\circ}$,所以$∠ BAC=90^{\circ}$,根据直角三角形中30°角对的直角边是斜边的一半,得$BC=2AB=6$。
5. 梯形$ABCD$的周长为$AB+BC+CD+AD=3+6+3+3=15$。
【答案】
D
【知识点】
等腰梯形性质,直角三角形性质,角平分线性质
【点评】
本题综合考查等腰梯形、角平分线及直角三角形的相关性质,解题关键是利用平行线与角平分线的性质推导出等腰三角形,进而求出各边长度计算周长。
【难度系数】
0.6
1. 因为四边形$ABCD$是等腰梯形,$AD// BC$,$∠ B=60^{\circ}$,所以$∠ BCD=∠ B=60^{\circ}$,$AB=CD$,$∠ BAD=180^{\circ}-∠ B=120^{\circ}$。
2. 因为$CA$平分$∠ BCD$,所以$∠ ACB=∠ ACD=30^{\circ}$。
3. 由$AD// BC$,得$∠ DAC=∠ ACB=30^{\circ}$,故$∠ DAC=∠ ACD$,所以$AD=CD=3$,则$AB=CD=3$。
4. 在$△ ABC$中,$∠ B=60^{\circ}$,$∠ ACB=30^{\circ}$,所以$∠ BAC=90^{\circ}$,根据直角三角形中30°角对的直角边是斜边的一半,得$BC=2AB=6$。
5. 梯形$ABCD$的周长为$AB+BC+CD+AD=3+6+3+3=15$。
【答案】
D
【知识点】
等腰梯形性质,直角三角形性质,角平分线性质
【点评】
本题综合考查等腰梯形、角平分线及直角三角形的相关性质,解题关键是利用平行线与角平分线的性质推导出等腰三角形,进而求出各边长度计算周长。
【难度系数】
0.6
3. 如图, 正方形 $ABCD$ 的边长为 2, $P$ 是边 $AD$ 上的一点, 且 $PE ⊥ AC$, $PF ⊥ BD$, 垂足分别为 $E$, $F$, 则 $PE + PF =$
$\sqrt{2}$
.答案
$\sqrt{2}$
解析
【解析】
设正方形$ABCD$的对角线$AC$与$BD$相交于点$O$。
∵四边形$ABCD$是边长为2的正方形,
∴$AC⊥BD$,$∠ OAD=45°$,$AC=2\sqrt{2}$,$AO=\frac{1}{2}AC=\sqrt{2}$。
∵$PE⊥AC$,
∴$△ APE$是等腰直角三角形,$PE=AE$。
∵$PF⊥BD$,$AC⊥BD$,$PE⊥AC$,
∴四边形$PEOF$是矩形,$PF=EO$。
∴$PE+PF=AE+EO=AO=\sqrt{2}$。
【答案】
$\sqrt{2}$
【知识点】
正方形的性质,等腰直角三角形的性质,矩形的判定与性质
【点评】
本题通过将线段和转化为正方形对角线的一半,综合运用正方形、等腰直角三角形及矩形的性质求解,考查了特殊图形性质的综合应用与线段转化思想。
【难度系数】
0.6
设正方形$ABCD$的对角线$AC$与$BD$相交于点$O$。
∵四边形$ABCD$是边长为2的正方形,
∴$AC⊥BD$,$∠ OAD=45°$,$AC=2\sqrt{2}$,$AO=\frac{1}{2}AC=\sqrt{2}$。
∵$PE⊥AC$,
∴$△ APE$是等腰直角三角形,$PE=AE$。
∵$PF⊥BD$,$AC⊥BD$,$PE⊥AC$,
∴四边形$PEOF$是矩形,$PF=EO$。
∴$PE+PF=AE+EO=AO=\sqrt{2}$。
【答案】
$\sqrt{2}$
【知识点】
正方形的性质,等腰直角三角形的性质,矩形的判定与性质
【点评】
本题通过将线段和转化为正方形对角线的一半,综合运用正方形、等腰直角三角形及矩形的性质求解,考查了特殊图形性质的综合应用与线段转化思想。
【难度系数】
0.6
4. 如图, 在四边形 $ABCD$ 中, 延长 $BA$, $FE$, 交于点 $M$, 延长 $CD$, 与 $FM$ 交于点 $N$, 若 $∠ BMF + ∠ CNF = 90^{\circ}$, $AB = 5$, $CD = 12$, $E$, $F$ 分别是 $AD$, $BC$ 的中点, 则 $EF =$
$\frac{13}{2}$
.答案
$\frac{13}{2}$
解析
【解析】
连接BD,取BD的中点G,连接EG、FG。
∵E是AD的中点,G是BD的中点,
∴EG是△ABD的中位线,
∴EG//AB,且EG=$\frac{1}{2}$AB=$\frac{5}{2}$,
同理,FG是△BCD的中位线,
∴FG//CD,且FG=$\frac{1}{2}$CD=6。
∵EG//AB,
∴∠BMF=∠GEF;
∵FG//CD,
∴∠CNF=∠GFE。
已知∠BMF+∠CNF=90°,
∴∠GEF+∠GFE=90°,
∴在△EGF中,∠EGF=180°-(∠GEF+∠GFE)=90°,即△EGF是直角三角形。
在Rt△EGF中,由勾股定理得:
EF=$\sqrt{EG^2+FG^2}$=$\sqrt{(\frac{5}{2})^2+6^2}$=$\sqrt{\frac{25}{4}+36}$=$\sqrt{\frac{169}{4}}$=$\frac{13}{2}$。
【答案】
$\frac{13}{2}$
【知识点】
三角形中位线定理;勾股定理
【点评】
本题关键是通过构造辅助线,利用三角形中位线定理将线段和角的关系转化到直角三角形中,再结合勾股定理求解,考验辅助线构造能力与定理的综合应用。
【难度系数】
0.4
连接BD,取BD的中点G,连接EG、FG。
∵E是AD的中点,G是BD的中点,
∴EG是△ABD的中位线,
∴EG//AB,且EG=$\frac{1}{2}$AB=$\frac{5}{2}$,
同理,FG是△BCD的中位线,
∴FG//CD,且FG=$\frac{1}{2}$CD=6。
∵EG//AB,
∴∠BMF=∠GEF;
∵FG//CD,
∴∠CNF=∠GFE。
已知∠BMF+∠CNF=90°,
∴∠GEF+∠GFE=90°,
∴在△EGF中,∠EGF=180°-(∠GEF+∠GFE)=90°,即△EGF是直角三角形。
在Rt△EGF中,由勾股定理得:
EF=$\sqrt{EG^2+FG^2}$=$\sqrt{(\frac{5}{2})^2+6^2}$=$\sqrt{\frac{25}{4}+36}$=$\sqrt{\frac{169}{4}}$=$\frac{13}{2}$。
【答案】
$\frac{13}{2}$
【知识点】
三角形中位线定理;勾股定理
【点评】
本题关键是通过构造辅助线,利用三角形中位线定理将线段和角的关系转化到直角三角形中,再结合勾股定理求解,考验辅助线构造能力与定理的综合应用。
【难度系数】
0.4
5. 如图, 在四边形 $ABCD$ 中, $BD$ 垂直平分 $AC$, 垂足为 $F$, $E$ 为四边形 $ABCD$ 外的一点, 且 $∠ ADE = ∠ BAD$, $AE ⊥ AC$, 垂足为 $A$.
(1) 求证: 四边形 $ABDE$ 是平行四边形.
(2) 如果 $DA$ 平分 $∠ BDE$, $AB = 5$, $AD = 6$, 求 $AC$ 的长.

(1) 求证: 四边形 $ABDE$ 是平行四边形.
(2) 如果 $DA$ 平分 $∠ BDE$, $AB = 5$, $AD = 6$, 求 $AC$ 的长.
答案
(1) 略 (2) 9.6
解析
【解析】
(1) 证明:
∵ $AE ⊥ AC$,$BD$ 垂直平分 $AC$,
∴ $AE // BD$(垂直于同一条直线的两条直线互相平行)。
又
∵ $∠ADE = ∠BAD$,
∴ $AB // DE$(内错角相等,两直线平行)。
∴ 四边形 $ABDE$ 的两组对边分别平行,故四边形 $ABDE$ 是平行四边形。
(2) 解:
∵ $DA$ 平分 $∠BDE$,
∴ $∠ADE = ∠ADB$。
∵ 四边形 $ABDE$ 是平行四边形,
∴ $AB // DE$,则 $∠ADE = ∠BAD$,
∴ $∠BAD = ∠ADB$,故 $AB = BD = 5$。
∵ $BD$ 垂直平分 $AC$,
∴ $AC = 2AF$,且 $AF ⊥ BD$。
在 $△ ABD$ 中,$AD = 6$,$BD = 5$,$AB = 5$,设 $DF = x$,则 $BF = 5 - x$。
由勾股定理得:$AD^2 - DF^2 = AB^2 - BF^2$,
即 $6^2 - x^2 = 5^2 - (5 - x)^2$,
解得 $x = 3.6$。
则 $AF = \sqrt{AD^2 - DF^2} = \sqrt{6^2 - 3.6^2} = 4.8$,
∴ $AC = 2 × 4.8 = 9.6$。
【答案】
(1) 证明见上述解析;(2) $\boldsymbol{9.6}$
【知识点】
平行四边形的判定与性质,角平分线的性质,勾股定理
【点评】
本题综合考查平行四边形的判定与性质、角平分线性质及勾股定理的应用,第一问通过平行线的判定证明对边平行,第二问利用等角对等边得到线段长度,再结合勾股定理和垂直平分线的性质求解,需要熟练掌握几何图形的性质与定理,灵活运用相关知识计算线段长度。
【难度系数】
0.6
(1) 证明:
∵ $AE ⊥ AC$,$BD$ 垂直平分 $AC$,
∴ $AE // BD$(垂直于同一条直线的两条直线互相平行)。
又
∵ $∠ADE = ∠BAD$,
∴ $AB // DE$(内错角相等,两直线平行)。
∴ 四边形 $ABDE$ 的两组对边分别平行,故四边形 $ABDE$ 是平行四边形。
(2) 解:
∵ $DA$ 平分 $∠BDE$,
∴ $∠ADE = ∠ADB$。
∵ 四边形 $ABDE$ 是平行四边形,
∴ $AB // DE$,则 $∠ADE = ∠BAD$,
∴ $∠BAD = ∠ADB$,故 $AB = BD = 5$。
∵ $BD$ 垂直平分 $AC$,
∴ $AC = 2AF$,且 $AF ⊥ BD$。
在 $△ ABD$ 中,$AD = 6$,$BD = 5$,$AB = 5$,设 $DF = x$,则 $BF = 5 - x$。
由勾股定理得:$AD^2 - DF^2 = AB^2 - BF^2$,
即 $6^2 - x^2 = 5^2 - (5 - x)^2$,
解得 $x = 3.6$。
则 $AF = \sqrt{AD^2 - DF^2} = \sqrt{6^2 - 3.6^2} = 4.8$,
∴ $AC = 2 × 4.8 = 9.6$。
【答案】
(1) 证明见上述解析;(2) $\boldsymbol{9.6}$
【知识点】
平行四边形的判定与性质,角平分线的性质,勾股定理
【点评】
本题综合考查平行四边形的判定与性质、角平分线性质及勾股定理的应用,第一问通过平行线的判定证明对边平行,第二问利用等角对等边得到线段长度,再结合勾股定理和垂直平分线的性质求解,需要熟练掌握几何图形的性质与定理,灵活运用相关知识计算线段长度。
【难度系数】
0.6
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