13. 如图,在矩形ABCD中,过对角线BD的中点O作$EF⊥BD$,分别交BC,AD于点E,F.
(1) 求证:四边形BEDF是菱形.
(2) 若$AD=2AB=8$,求DF的长.

(1) 求证:四边形BEDF是菱形.
(2) 若$AD=2AB=8$,求DF的长.
答案
(1) 四边形BEDF是菱形得证;(2) DF的长为$\boldsymbol{5}$。
解析
(1) 证明:
∵ 四边形ABCD是矩形,
∴ $AD// BC$,可得$∠ FDO = ∠ EBO$,
∵ O是BD的中点,
∴ $OD = OB$,
在$△ FOD$和$△ EOB$中:
$\{\begin{array}{l}∠ FDO = ∠ EBO \\OD = OB \\∠ FOD = ∠ EOB\end{array} $
∴ $△ FOD ≌ △ EOB$(ASA),
∴ $OF = OE$,
又∵ $OD = OB$,
∴ 四边形BEDF是平行四边形,
∵ $EF⊥ BD$,
∴ 对角线互相垂直的平行四边形是菱形,即四边形BEDF是菱形。
(2) 解:
由$AD=2AB=8$,得$AB=4$,
∵ 四边形ABCD是矩形,
∴ $∠ A = 90°$,
∵ 四边形BEDF是菱形,
∴ $DF = BF$,
设$DF = x$,则$BF = x$,$AF = AD - DF = 8 - x$,
在$Rt△ ABF$中,由勾股定理得:
$AB^2 + AF^2 = BF^2$,
代入数值:$4^2 + (8-x)^2 = x^2$,
化简得:$16 + 64 -16x +x^2 = x^2$,
解得$x=5$。
∵ 四边形ABCD是矩形,
∴ $AD// BC$,可得$∠ FDO = ∠ EBO$,
∵ O是BD的中点,
∴ $OD = OB$,
在$△ FOD$和$△ EOB$中:
$\{\begin{array}{l}∠ FDO = ∠ EBO \\OD = OB \\∠ FOD = ∠ EOB\end{array} $
∴ $△ FOD ≌ △ EOB$(ASA),
∴ $OF = OE$,
又∵ $OD = OB$,
∴ 四边形BEDF是平行四边形,
∵ $EF⊥ BD$,
∴ 对角线互相垂直的平行四边形是菱形,即四边形BEDF是菱形。
(2) 解:
由$AD=2AB=8$,得$AB=4$,
∵ 四边形ABCD是矩形,
∴ $∠ A = 90°$,
∵ 四边形BEDF是菱形,
∴ $DF = BF$,
设$DF = x$,则$BF = x$,$AF = AD - DF = 8 - x$,
在$Rt△ ABF$中,由勾股定理得:
$AB^2 + AF^2 = BF^2$,
代入数值:$4^2 + (8-x)^2 = x^2$,
化简得:$16 + 64 -16x +x^2 = x^2$,
解得$x=5$。
14. (1) 如图1,在$△ ABC$中,点$D,E$分别是边$AC,BC$的中点,则$DE$和$AB$的关系为________.
(2) 如图2,在四边形$ABCD$中,点$E,H,G$分别是$AB,BD,CD$的中点,$BC,AD$的延长线交于点$F$,若$∠ F=55°$,求$∠ GHE$的度数.
(3) 如图3,在四边形$ABCD$中,$AC$与$BD$相交于点$O$,点$E,F$分别为$AD,BC$的中点,$EF$分别交$BD,AC$于点$H,G$,且$HO=GO$.求证:$BD=AC$.

(2) 如图2,在四边形$ABCD$中,点$E,H,G$分别是$AB,BD,CD$的中点,$BC,AD$的延长线交于点$F$,若$∠ F=55°$,求$∠ GHE$的度数.
(3) 如图3,在四边形$ABCD$中,$AC$与$BD$相交于点$O$,点$E,F$分别为$AD,BC$的中点,$EF$分别交$BD,AC$于点$H,G$,且$HO=GO$.求证:$BD=AC$.
答案
(1) $\boldsymbol{DE// AB}$,且$\boldsymbol{DE=\dfrac{1}{2}AB}$
(2) $\boldsymbol{∠ GHE=55°}$
(3) 证明成立,$BD=AC$得证。
(2) $\boldsymbol{∠ GHE=55°}$
(3) 证明成立,$BD=AC$得证。
解析
(1) 根据三角形中位线定理:三角形的中位线平行于第三边,且长度等于第三边的一半,可直接得到DE与AB的关系。
(2) 解:∵点E、H分别是AB、BD的中点,
∴EH是△ABD的中位线,
∴EH//AD,即EH//AF。
∵点H、G分别是BD、CD的中点,
∴HG是△BCD的中位线,
∴HG//BC,即HG//BF。
由平行线的性质可得:∠EHB=∠FAB,∠GHD=∠FBA。
在△FAB中,∠F + ∠FAB + ∠FBA = 180°,
在点H处,∠EHB + ∠GHD + ∠GHE = 180°,
代入得∠GHE=∠F=55°。
(3) 证明:取AB的中点M,连接EM、FM。
∵点E是AD的中点,M是AB的中点,
∴EM是△ABD的中位线,
∴EM//BD,$EM=\frac{1}{2}BD$,
∴∠MEF=∠OHG。
∵点F是BC的中点,M是AB的中点,
∴FM是△ABC的中位线,
∴FM//AC,$FM=\frac{1}{2}AC$,
∴∠MFE=∠OGH。
又∵HO=GO,
∴△HOG是等腰三角形,∠OHG=∠OGH,
∴∠MEF=∠MFE,
∴EM=FM,
∴$\frac{1}{2}BD=\frac{1}{2}AC$,即BD=AC。
(2) 解:∵点E、H分别是AB、BD的中点,
∴EH是△ABD的中位线,
∴EH//AD,即EH//AF。
∵点H、G分别是BD、CD的中点,
∴HG是△BCD的中位线,
∴HG//BC,即HG//BF。
由平行线的性质可得:∠EHB=∠FAB,∠GHD=∠FBA。
在△FAB中,∠F + ∠FAB + ∠FBA = 180°,
在点H处,∠EHB + ∠GHD + ∠GHE = 180°,
代入得∠GHE=∠F=55°。
(3) 证明:取AB的中点M,连接EM、FM。
∵点E是AD的中点,M是AB的中点,
∴EM是△ABD的中位线,
∴EM//BD,$EM=\frac{1}{2}BD$,
∴∠MEF=∠OHG。
∵点F是BC的中点,M是AB的中点,
∴FM是△ABC的中位线,
∴FM//AC,$FM=\frac{1}{2}AC$,
∴∠MFE=∠OGH。
又∵HO=GO,
∴△HOG是等腰三角形,∠OHG=∠OGH,
∴∠MEF=∠MFE,
∴EM=FM,
∴$\frac{1}{2}BD=\frac{1}{2}AC$,即BD=AC。
登录