24.(12分)(2025·杭州市余杭区期末模拟)创新探究 方方与圆圆在学习中心对称后,准备对平行四边形进行更深入的研究,如图1,在平行四边形ABCD中,E,F分别为AB,CD上的点,当$AE=CF$时,DE与BF是中心对称的,可推理得到$∠DEB=∠DFB$。
(1)在图1中,G为CD上不同于F的一点,满足$BG=DE$,此时DE与BG不是中心对称的,那么$∠DEB$与$∠BGD$是否仍存在某种数量关系?并说明理由。
(2)如图2,在平行四边形ABCD($AB>BC$)中,AC,BD交于点O,E为AB上一点,延长OE交CB的延长线于点H,若$CH=AE=a$,$BE=b$,求BC的长(用含$a,b$的式子表示)。
(3)如图3,在$△ ABC$($AB>BC$)中,O为AC的中点,E为AB上一点,延长OE交CB的延长线于点H,若$CH=AE=4$,$BC=3$,直接写出AB的长。

(1)在图1中,G为CD上不同于F的一点,满足$BG=DE$,此时DE与BG不是中心对称的,那么$∠DEB$与$∠BGD$是否仍存在某种数量关系?并说明理由。
(2)如图2,在平行四边形ABCD($AB>BC$)中,AC,BD交于点O,E为AB上一点,延长OE交CB的延长线于点H,若$CH=AE=a$,$BE=b$,求BC的长(用含$a,b$的式子表示)。
(3)如图3,在$△ ABC$($AB>BC$)中,O为AC的中点,E为AB上一点,延长OE交CB的延长线于点H,若$CH=AE=4$,$BC=3$,直接写出AB的长。
答案
24.(1)解:$∠DEB+∠BGD=180°$。理由如下: 因为$BG=DE$,$DE=BF$,所以$BG=BF$,所以$∠BGD=∠BFC$。因为$∠DEB=∠DFB$,$∠DFB+∠BFG=180°$,所以$∠DEB+∠BGD=180°$。
(2)解:如图,延长HO交CD于点F。因为四边形ABCD是平行四边形,所以$AO=CO$,$AB// CD$,所以$∠FCO=∠EAO$,$∠CFO=∠AEO=∠BEH$,所以$△CFO≌△AEO(\mathrm{AAS})$,所以$CF=AE=a$。因为$CH=AE$,所以$CF=CH$,所以$∠CFE=∠H$,所以$∠BEH=∠H$,所以$BE=BH=b$,所以$BC=CH-BH=a-b$。
(3)解:$AB=5$。【解析】因为$CH=4$,$BC=3$,所以$BH=1$。由(2)可知,$∠BEH=∠H$,所以$BE=BH=1$,所以$AB=AE+BE=4+1=5$。
解析
【分析】
(1) 先利用平行四边形ABCD的性质,结合AE=CF推出四边形DEBF是平行四边形,得到DE=BF;再由BG=DE得BG=BF,利用等腰三角形性质得∠BGD=∠BFC;最后结合邻补角关系和平行四边形中DE与BF的平行关系,推导∠DEB与∠BGD的数量关系。
(2) 利用平行四边形对角线互相平分及AB//CD,证明△CFO≌△AEO,得到CF=AE;结合CH=AE得CF=CH,推出∠CFE=∠H,再由平行线性质得∠BEH=∠H,故BE=BH,从而计算BC的长度。
(3) 类比(2)的思路,先求出BH的长度,再利用BE=BH,结合AE的长度计算AB的长。
【解析】
(1) 解:∠DEB + ∠BGD = 180°,理由如下:
∵ 四边形ABCD是平行四边形,
∴ AB//CD,AB=CD,
又
∵ AE=CF,
∴ AB - AE = CD - CF,即BE=DF,
∴ 四边形DEBF是平行四边形,
∴ DE=BF,∠DEB=∠DFB,
∵ BG=DE,
∴ BG=BF,
∴ ∠BGD=∠BFC,
∵ F在CD上,
∴ ∠DFB + ∠BFC = 180°,
∴ ∠DEB + ∠BGD = 180°。
(2) 解:如图,延长HO交CD于点F。
∵ 四边形ABCD是平行四边形,
∴ AO=CO,AB//CD,
∴ ∠FCO=∠EAO,∠CFO=∠AEO,
在△CFO和△AEO中,
$\{\begin{array}{l}∠FCO=∠EAO \\∠CFO=∠AEO \\CO=AO\end{array} $
∴ △CFO≌△AEO(AAS),
∴ CF=AE=a,
∵ CH=AE=a,
∴ CF=CH,
∴ ∠CFE=∠H,
又
∵ AB//CD,
∴ ∠CFE=∠BEH,
∴ ∠BEH=∠H,
∴ BE=BH=b,
∴ BC=CH - BH = a - b。

(3) 解:由(2)的结论可知BE=BH,
∵ CH=4,BC=3,
∴ BH=CH - BC=4 - 3=1,
∴ BE=BH=1,
又
∵ AE=4,
∴ AB=AE + BE=4 + 1=5。
【答案】
(1) ∠DEB + ∠BGD = 180°;
(2) BC = a - b;
(3) AB=5。

【知识点】
平行四边形性质、全等三角形判定、等腰三角形性质
【点评】
本题围绕平行四边形展开探究,通过线段等量关系推导角与边的关系,考查平行四边形、全等三角形、等腰三角形的性质应用,注重逻辑推理与知识迁移,是典型的几何探究题。
【难度系数】
0.3
(1) 先利用平行四边形ABCD的性质,结合AE=CF推出四边形DEBF是平行四边形,得到DE=BF;再由BG=DE得BG=BF,利用等腰三角形性质得∠BGD=∠BFC;最后结合邻补角关系和平行四边形中DE与BF的平行关系,推导∠DEB与∠BGD的数量关系。
(2) 利用平行四边形对角线互相平分及AB//CD,证明△CFO≌△AEO,得到CF=AE;结合CH=AE得CF=CH,推出∠CFE=∠H,再由平行线性质得∠BEH=∠H,故BE=BH,从而计算BC的长度。
(3) 类比(2)的思路,先求出BH的长度,再利用BE=BH,结合AE的长度计算AB的长。
【解析】
(1) 解:∠DEB + ∠BGD = 180°,理由如下:
∵ 四边形ABCD是平行四边形,
∴ AB//CD,AB=CD,
又
∵ AE=CF,
∴ AB - AE = CD - CF,即BE=DF,
∴ 四边形DEBF是平行四边形,
∴ DE=BF,∠DEB=∠DFB,
∵ BG=DE,
∴ BG=BF,
∴ ∠BGD=∠BFC,
∵ F在CD上,
∴ ∠DFB + ∠BFC = 180°,
∴ ∠DEB + ∠BGD = 180°。
(2) 解:如图,延长HO交CD于点F。
∵ 四边形ABCD是平行四边形,
∴ AO=CO,AB//CD,
∴ ∠FCO=∠EAO,∠CFO=∠AEO,
在△CFO和△AEO中,
$\{\begin{array}{l}∠FCO=∠EAO \\∠CFO=∠AEO \\CO=AO\end{array} $
∴ △CFO≌△AEO(AAS),
∴ CF=AE=a,
∵ CH=AE=a,
∴ CF=CH,
∴ ∠CFE=∠H,
又
∵ AB//CD,
∴ ∠CFE=∠BEH,
∴ ∠BEH=∠H,
∴ BE=BH=b,
∴ BC=CH - BH = a - b。
(3) 解:由(2)的结论可知BE=BH,
∵ CH=4,BC=3,
∴ BH=CH - BC=4 - 3=1,
∴ BE=BH=1,
又
∵ AE=4,
∴ AB=AE + BE=4 + 1=5。
【答案】
(1) ∠DEB + ∠BGD = 180°;
(2) BC = a - b;
(3) AB=5。
【知识点】
平行四边形性质、全等三角形判定、等腰三角形性质
【点评】
本题围绕平行四边形展开探究,通过线段等量关系推导角与边的关系,考查平行四边形、全等三角形、等腰三角形的性质应用,注重逻辑推理与知识迁移,是典型的几何探究题。
【难度系数】
0.3
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