23.(10分)综合与实践。
【定义学习】若一个四边形有一组对角互补(即对角之和为180°),则称这个四边形为“圆满四边形”。
【概念理解】
(1)在①矩形,②菱形中,为“圆满四边形”的是
【性质探究】
(2)如图1,已知四边形ABCD是“圆满四边形”,若AB=AD=3,CB=CD,对角线AC=5,求四边形ABCD的周长。
【判定探究】
(3)如图2,已知OD平分∠AOB,点C在射线OD上,CE⊥OA于点E,CF⊥OB于点F,点G在射线EA上,点H在线段OF上,EG=FH,连结CG,CH。求证:四边形GOHC为“圆满四边形”。

【定义学习】若一个四边形有一组对角互补(即对角之和为180°),则称这个四边形为“圆满四边形”。
【概念理解】
(1)在①矩形,②菱形中,为“圆满四边形”的是
①
。(填序号)【性质探究】
(2)如图1,已知四边形ABCD是“圆满四边形”,若AB=AD=3,CB=CD,对角线AC=5,求四边形ABCD的周长。
【判定探究】
(3)如图2,已知OD平分∠AOB,点C在射线OD上,CE⊥OA于点E,CF⊥OB于点F,点G在射线EA上,点H在线段OF上,EG=FH,连结CG,CH。求证:四边形GOHC为“圆满四边形”。
答案
23.(1)①(2)因为$AB=AD$,$CB=CD$,$AC=AC$,所以$△ ABC≌△ ADC(\mathrm{SSS})$。所以$∠ B=∠ D$。因为四边形ABCD是“圆满四边形”,所以$∠ B+∠ D=180°$。所以$∠ B=∠ D=90°$。因为$AB=AD=3$,$AC=5$,所以$CB=CD=\sqrt{5^2-3^2}=4$。所以四边形ABCD的周长$=2AB+2BC=6+8=14$。(3)因为$OD$平分$∠ AOB$,$CE⊥ OA$,$CF⊥ OB$,所以$CE=CF$,$∠ CEG=∠ CFH=90°$。因为$EG=FH$,所以$△ CEG≌△ CFH(\mathrm{SAS})$。所以$∠ CGE=∠ CHF$。因为$∠ CHF+∠ OHC=180°$,所以$∠ CGE+∠ OHC=180°$。所以四边形GOHC为“圆满四边形”。
解析
【分析】
本题围绕新定义“圆满四边形”设置问题,分三小问逐步考查:
(1) 需根据“圆满四边形”的定义(一组对角之和为180°),判断矩形、菱形是否满足该条件;
(2) 利用SSS证明△ABC与△ADC全等,得到∠B=∠D,结合“圆满四边形”定义推出∠B=∠D=90°,再用勾股定理求出BC长度,进而计算四边形周长;
(3) 先由角平分线性质得CE=CF,结合EG=FH和直角条件,用SAS证明△CEG与△CFH全等,得到对应角相等,再通过邻补角关系推出四边形GOHC的一组对角和为180°,从而证明其为“圆满四边形”。
【解析】
(1) 矩形的对角均为直角,和为180°,满足“圆满四边形”定义;菱形的对角相等但不一定互补,故答案为①。
(2) 在△ABC和△ADC中,$\{\begin{array}{l}AB=AD\\ CB=CD\\ AC=AC\end{array} $,所以$△ ABC≌△ ADC(\mathrm{SSS})$,得$∠ B=∠ D$。因为四边形ABCD是“圆满四边形”,所以$∠ B+∠ D=180°$,故$∠ B=∠ D=90°$。在$Rt△ ABC$中,$AB=3$,$AC=5$,由勾股定理得$BC=\sqrt{AC^2-AB^2}=\sqrt{5^2-3^2}=4$,同理$CD=4$。因此四边形ABCD的周长为$AB+BC+CD+DA=3+4+4+3=14$。
(3) 因为OD平分∠AOB,$CE⊥OA$,$CF⊥OB$,根据角平分线性质得$CE=CF$,且$∠ CEG=∠ CFH=90°$。在△CEG和△CFH中,$\{\begin{array}{l}CE=CF\\ ∠ CEG=∠ CFH\\ EG=FH\end{array} $,所以$△ CEG≌△ CFH(\mathrm{SAS})$,得$∠ CGE=∠ CHF$。又因为$∠ CHF+∠ OHC=180°$,所以$∠ CGE+∠ OHC=180°$,即四边形GOHC的一组对角和为180°,故四边形GOHC为“圆满四边形”。
【答案】
(1) ①;(2) 14;(3) 四边形GOHC为“圆满四边形”,证明如上。
【知识点】
全等三角形判定与性质,角平分线的性质,勾股定理
【点评】
本题以新定义“圆满四边形”为载体,综合考查几何核心知识点,既要求学生理解新定义,又需灵活运用全等、角平分线、勾股等知识,逻辑推理要求适中,是一道典型的几何综合题。
【难度系数】
0.6
本题围绕新定义“圆满四边形”设置问题,分三小问逐步考查:
(1) 需根据“圆满四边形”的定义(一组对角之和为180°),判断矩形、菱形是否满足该条件;
(2) 利用SSS证明△ABC与△ADC全等,得到∠B=∠D,结合“圆满四边形”定义推出∠B=∠D=90°,再用勾股定理求出BC长度,进而计算四边形周长;
(3) 先由角平分线性质得CE=CF,结合EG=FH和直角条件,用SAS证明△CEG与△CFH全等,得到对应角相等,再通过邻补角关系推出四边形GOHC的一组对角和为180°,从而证明其为“圆满四边形”。
【解析】
(1) 矩形的对角均为直角,和为180°,满足“圆满四边形”定义;菱形的对角相等但不一定互补,故答案为①。
(2) 在△ABC和△ADC中,$\{\begin{array}{l}AB=AD\\ CB=CD\\ AC=AC\end{array} $,所以$△ ABC≌△ ADC(\mathrm{SSS})$,得$∠ B=∠ D$。因为四边形ABCD是“圆满四边形”,所以$∠ B+∠ D=180°$,故$∠ B=∠ D=90°$。在$Rt△ ABC$中,$AB=3$,$AC=5$,由勾股定理得$BC=\sqrt{AC^2-AB^2}=\sqrt{5^2-3^2}=4$,同理$CD=4$。因此四边形ABCD的周长为$AB+BC+CD+DA=3+4+4+3=14$。
(3) 因为OD平分∠AOB,$CE⊥OA$,$CF⊥OB$,根据角平分线性质得$CE=CF$,且$∠ CEG=∠ CFH=90°$。在△CEG和△CFH中,$\{\begin{array}{l}CE=CF\\ ∠ CEG=∠ CFH\\ EG=FH\end{array} $,所以$△ CEG≌△ CFH(\mathrm{SAS})$,得$∠ CGE=∠ CHF$。又因为$∠ CHF+∠ OHC=180°$,所以$∠ CGE+∠ OHC=180°$,即四边形GOHC的一组对角和为180°,故四边形GOHC为“圆满四边形”。
【答案】
(1) ①;(2) 14;(3) 四边形GOHC为“圆满四边形”,证明如上。
【知识点】
全等三角形判定与性质,角平分线的性质,勾股定理
【点评】
本题以新定义“圆满四边形”为载体,综合考查几何核心知识点,既要求学生理解新定义,又需灵活运用全等、角平分线、勾股等知识,逻辑推理要求适中,是一道典型的几何综合题。
【难度系数】
0.6
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