9 如图,在$□ ABCD$中,$AD = 2AB = 2$,$∠ ABC=60°$,$E,F$是对角线$BD$上的动点,且$BE=DF$,$M,N$分别是边$AD,BC$上的动点.有下列说法:① 存在无数个$□ MENF$;② 存在无数个矩形$MENF$;③ 存在无数个菱形$MENF$;④ 存在无数个正方形$MENF$.其中,正确的个数是(

A.1
B.2
C.3
D.4
C
)A.1
B.2
C.3
D.4
答案
9. C
解析
【分析】
首先利用平行四边形对角线互相平分的性质,确定BD的中点O,由BE=DF可推出OE=OF,只要MN过点O,就能得到四边形MENF的对角线互相平分,即为平行四边形,再结合特殊平行四边形的判定逐一分析4个说法:1. 只要MN过O,满足条件的M、N有无数组,可得到无数个平行四边形,①正确;2. 平行四边形基础上,只要对角线MN=EF即可为矩形,可通过调整E、F位置(保持BE=DF)让EF等于MN,这类情况有无数种,②正确;3. 平行四边形基础上,只要MN⊥BD即可为菱形,固定MN垂直BD,E、F可任意取满足BE=DF,能得到无数个菱形,③正确;4. 正方形需要对角线同时垂直且相等,MN垂直BD时长度固定,因此EF长度也固定,仅存在有限个正方形,④错误。综上可得出正确结论的个数。
【解析】
解:连接MN,交BD于点O。
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD//BC,OB=OD,
又
∵BE=DF,
∴OB - BE = OD - DF,即OE=OF。
① 只要MN过点O,M在AD上、N在BC上,由AD//BC可证△OMD≌△ONB,得OM=ON,结合OE=OF,可知四边形MENF对角线互相平分,是平行四边形。满足条件的M、N有无数组,故存在无数个MENF,①正确;
② 平行四边形MENF中,只要对角线MN=EF,即可判定为矩形。固定MN过O,调整E、F的位置(保持BE=DF)使EF长度等于MN,这类组合有无数种,故存在无数个矩形MENF,②正确;
③ 平行四边形MENF中,只要MN⊥BD,即可判定为菱形。过O作BD的垂线交AD于M、BC于N,固定该MN,任意取E、F满足BE=DF,都能得到菱形MENF,有无数种情况,③正确;
④ 正方形需要对角线同时垂直且相等,即MN⊥BD且MN=EF。当MN⊥BD时,MN的长度为固定值,因此EF长度也为固定值,仅存在1组E、F满足条件,不是无数个,④错误。
综上,①②③正确,共3个。
【答案】
C
【知识点】
平行四边形的判定与性质,特殊平行四边形的判定
【点评】
本题解题核心是先通过对角线互相平分确定四边形为平行四边形,再结合矩形、菱形、正方形的判定条件逐一验证,要注意正方形需要同时满足矩形和菱形的全部判定要求。
【难度系数】
0.65
首先利用平行四边形对角线互相平分的性质,确定BD的中点O,由BE=DF可推出OE=OF,只要MN过点O,就能得到四边形MENF的对角线互相平分,即为平行四边形,再结合特殊平行四边形的判定逐一分析4个说法:1. 只要MN过O,满足条件的M、N有无数组,可得到无数个平行四边形,①正确;2. 平行四边形基础上,只要对角线MN=EF即可为矩形,可通过调整E、F位置(保持BE=DF)让EF等于MN,这类情况有无数种,②正确;3. 平行四边形基础上,只要MN⊥BD即可为菱形,固定MN垂直BD,E、F可任意取满足BE=DF,能得到无数个菱形,③正确;4. 正方形需要对角线同时垂直且相等,MN垂直BD时长度固定,因此EF长度也固定,仅存在有限个正方形,④错误。综上可得出正确结论的个数。
【解析】
解:连接MN,交BD于点O。
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD//BC,OB=OD,
又
∵BE=DF,
∴OB - BE = OD - DF,即OE=OF。
① 只要MN过点O,M在AD上、N在BC上,由AD//BC可证△OMD≌△ONB,得OM=ON,结合OE=OF,可知四边形MENF对角线互相平分,是平行四边形。满足条件的M、N有无数组,故存在无数个MENF,①正确;
② 平行四边形MENF中,只要对角线MN=EF,即可判定为矩形。固定MN过O,调整E、F的位置(保持BE=DF)使EF长度等于MN,这类组合有无数种,故存在无数个矩形MENF,②正确;
③ 平行四边形MENF中,只要MN⊥BD,即可判定为菱形。过O作BD的垂线交AD于M、BC于N,固定该MN,任意取E、F满足BE=DF,都能得到菱形MENF,有无数种情况,③正确;
④ 正方形需要对角线同时垂直且相等,即MN⊥BD且MN=EF。当MN⊥BD时,MN的长度为固定值,因此EF长度也为固定值,仅存在1组E、F满足条件,不是无数个,④错误。
综上,①②③正确,共3个。
【答案】
C
【知识点】
平行四边形的判定与性质,特殊平行四边形的判定
【点评】
本题解题核心是先通过对角线互相平分确定四边形为平行四边形,再结合矩形、菱形、正方形的判定条件逐一验证,要注意正方形需要同时满足矩形和菱形的全部判定要求。
【难度系数】
0.65
10 如图,在$△ ABC$中,O是AC上一动点,过点O作直线$MN // BC$,设MN交$∠ BCA$的平分线于点E,交$△ ABC$的外角$∠ ACD$的平分线于点F,连接AE,AF.若点O运动到AC的中点处,则当$∠ ACB$的度数为

$90°$
时,四边形AECF是正方形.答案
10. $90°$
解析
【分析】
解题时先逐步推导四边形AECF的形状:首先利用平行线和角平分线的性质可得OE=OC=OF,结合O是AC中点的条件,可证四边形AECF是平行四边形;再根据CE、CF是邻补角的角平分线,可推出∠ECF=90°,因此平行四边形AECF是矩形;要让矩形变为正方形,需满足对角线互相垂直,结合MN//BC的条件,即可推出∠ACB的度数。
【解析】
1. 证明$OE=OF$:
∵ $CE$平分$∠ BCA$,
∴ $∠ BCE=∠ OCE$,
∵ $MN// BC$,
∴ $∠ BCE=∠ OEC$,
∴ $∠ OEC=∠ OCE$,
∴ $OE=OC$。
同理,$CF$平分$∠ ACD$,
∴ $∠ DCF=∠ OCF$,
∵ $MN// BC$,
∴ $∠ DCF=∠ OFC$,
∴ $∠ OCF=∠ OFC$,
∴ $OF=OC$,
∴ $OE=OF$。
2. 证明O为AC中点时,AECF是平行四边形:
∵ O是AC中点,
∴ $OA=OC$,
又
∵ $OE=OF$,
∴ 四边形AECF是平行四边形(对角线互相平分的四边形是平行四边形)。
3. 证明AECF是矩形:
∵ $∠ ACB+∠ ACD=180°$,$CE$平分$∠ ACB$,$CF$平分$∠ ACD$,
∴ $∠ OCE+∠ OCF=\frac{1}{2}(∠ ACB+∠ ACD)=90°$,即$∠ ECF=90°$,
∴ 平行四边形AECF是矩形(有一个角是直角的平行四边形是矩形)。
4. 推导$∠ ACB$的度数:
要使矩形AECF为正方形,需对角线互相垂直,即$AC⊥ EF$,
∵ $EF// BC$,
∴ $AC⊥ BC$,即$∠ ACB=90°$。
【答案】
$90°$
【知识点】
正方形的判定,矩形的判定,角平分线的性质
【点评】
本题综合考查了平行线性质、角平分线性质和特殊平行四边形的判定,解题时需理清图形的递进关系,从平行四边形到矩形,再结合正方形的判定条件推导角度,侧重对基础定理的综合运用。
【难度系数】
0.6
解题时先逐步推导四边形AECF的形状:首先利用平行线和角平分线的性质可得OE=OC=OF,结合O是AC中点的条件,可证四边形AECF是平行四边形;再根据CE、CF是邻补角的角平分线,可推出∠ECF=90°,因此平行四边形AECF是矩形;要让矩形变为正方形,需满足对角线互相垂直,结合MN//BC的条件,即可推出∠ACB的度数。
【解析】
1. 证明$OE=OF$:
∵ $CE$平分$∠ BCA$,
∴ $∠ BCE=∠ OCE$,
∵ $MN// BC$,
∴ $∠ BCE=∠ OEC$,
∴ $∠ OEC=∠ OCE$,
∴ $OE=OC$。
同理,$CF$平分$∠ ACD$,
∴ $∠ DCF=∠ OCF$,
∵ $MN// BC$,
∴ $∠ DCF=∠ OFC$,
∴ $∠ OCF=∠ OFC$,
∴ $OF=OC$,
∴ $OE=OF$。
2. 证明O为AC中点时,AECF是平行四边形:
∵ O是AC中点,
∴ $OA=OC$,
又
∵ $OE=OF$,
∴ 四边形AECF是平行四边形(对角线互相平分的四边形是平行四边形)。
3. 证明AECF是矩形:
∵ $∠ ACB+∠ ACD=180°$,$CE$平分$∠ ACB$,$CF$平分$∠ ACD$,
∴ $∠ OCE+∠ OCF=\frac{1}{2}(∠ ACB+∠ ACD)=90°$,即$∠ ECF=90°$,
∴ 平行四边形AECF是矩形(有一个角是直角的平行四边形是矩形)。
4. 推导$∠ ACB$的度数:
要使矩形AECF为正方形,需对角线互相垂直,即$AC⊥ EF$,
∵ $EF// BC$,
∴ $AC⊥ BC$,即$∠ ACB=90°$。
【答案】
$90°$
【知识点】
正方形的判定,矩形的判定,角平分线的性质
【点评】
本题综合考查了平行线性质、角平分线性质和特殊平行四边形的判定,解题时需理清图形的递进关系,从平行四边形到矩形,再结合正方形的判定条件推导角度,侧重对基础定理的综合运用。
【难度系数】
0.6
11 如图,在正方形 ABCD 中,$AB=3\sqrt{2}$,E 是对角线 AC 上的一点,连接 DE.过点 E 作$EF⊥ED$,交 AB 于点 F,以 DE,EF 为邻边作矩形 DEFG,连接 AG.
(1) 求证:矩形 DEFG 是正方形;
(2) 求$AG+AE$的值;
(3) 若 F 恰为 AB 的中点,求正方形 DEFG 的面积.

(1) 求证:矩形 DEFG 是正方形;
(2) 求$AG+AE$的值;
(3) 若 F 恰为 AB 的中点,求正方形 DEFG 的面积.
答案
11. (1) 过点E作$EM⊥ AD$于点M,$EN⊥ AB$于点N.
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ $∠ EAD = ∠ EAB$,$∠ DAB = 90°$.
∵ $EM⊥ AD$,$EN⊥ AB$,
∴ $EM=EN$.
∵ $∠ EMA=∠ ENA=∠ DAB=90°$,
∴ 四边形ANEM是矩形.
∴ $∠ MEN = 90°$.
∵ $EF ⊥ DE$,
∴ $∠ MEN = ∠ DEF = 90°$.
∴ $∠ DEF - ∠ MEF = ∠ MEN - ∠ MEF$,即 $∠ DEM = ∠ FEN$.
∵ $∠ EMD=∠ ENF=90°$,
∴ $△ EMD≌△ ENF$.
∴ $ED=EF$.
∴ 矩形DEFG是正方形
(2)
∵ 四边形DEFG是正方形,四边形ABCD是正方形,
∴ $DG = DE$,$DC = DA = AB = 3\sqrt{2}$,$∠ GDE = ∠ ADC = 90°$.
∴ $∠ GDE - ∠ ADE = ∠ ADC - ∠ ADE$,即$∠ ADG = ∠ CDE$.
∴ $△ ADG≌△ CDE$.
∴ $AG = CE$.
∴ $AE+AG=AE+CE=AC=\sqrt{2}AD=6$
(3) 连接DF.
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ $AB=AD=3\sqrt{2}$,$AB// CD$.
∵ F是AB的中点,
∴ $AF=FB=\frac{3\sqrt{2}}{2}$.
∴ $DF = \sqrt{AD^2+AF^2} = \sqrt{(3\sqrt{2})^2+(\frac{3\sqrt{2}}{2})^2} = \frac{3\sqrt{10}}{2}$.
∴ 正方形DEFG 的面积 = $\frac{1}{2}DF^2=\frac{1}{2}×(\frac{3\sqrt{10}}{2})^2=\frac{45}{4}$
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ $∠ EAD = ∠ EAB$,$∠ DAB = 90°$.
∵ $EM⊥ AD$,$EN⊥ AB$,
∴ $EM=EN$.
∵ $∠ EMA=∠ ENA=∠ DAB=90°$,
∴ 四边形ANEM是矩形.
∴ $∠ MEN = 90°$.
∵ $EF ⊥ DE$,
∴ $∠ MEN = ∠ DEF = 90°$.
∴ $∠ DEF - ∠ MEF = ∠ MEN - ∠ MEF$,即 $∠ DEM = ∠ FEN$.
∵ $∠ EMD=∠ ENF=90°$,
∴ $△ EMD≌△ ENF$.
∴ $ED=EF$.
∴ 矩形DEFG是正方形
(2)
∵ 四边形DEFG是正方形,四边形ABCD是正方形,
∴ $DG = DE$,$DC = DA = AB = 3\sqrt{2}$,$∠ GDE = ∠ ADC = 90°$.
∴ $∠ GDE - ∠ ADE = ∠ ADC - ∠ ADE$,即$∠ ADG = ∠ CDE$.
∴ $△ ADG≌△ CDE$.
∴ $AG = CE$.
∴ $AE+AG=AE+CE=AC=\sqrt{2}AD=6$
(3) 连接DF.
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ $AB=AD=3\sqrt{2}$,$AB// CD$.
∵ F是AB的中点,
∴ $AF=FB=\frac{3\sqrt{2}}{2}$.
∴ $DF = \sqrt{AD^2+AF^2} = \sqrt{(3\sqrt{2})^2+(\frac{3\sqrt{2}}{2})^2} = \frac{3\sqrt{10}}{2}$.
∴ 正方形DEFG 的面积 = $\frac{1}{2}DF^2=\frac{1}{2}×(\frac{3\sqrt{10}}{2})^2=\frac{45}{4}$
解析
【分析】
(1) 要证明矩形DEFG是正方形,只需证明一组邻边相等即DE=EF。点E在正方形对角线AC上,AC是∠DAB的角平分线,过E作AD、AB的垂线,根据角平分线性质可得两条垂线段相等,再结合EF⊥DE的条件证明两个直角三角形全等,即可得到DE=EF。
(2) 求AG+AE的值,可通过全等三角形将两条线段转化到同一条线段上。结合正方形DEFG和ABCD的性质,证明△ADG≌△CDE得到AG=CE,因此AG+AE=CE+AE=AC,计算正方形对角线AC的长度即可。
(3) 求正方形DEFG的面积,F是AB中点,先在Rt△ADF中用勾股定理算出DF的长度,DF是正方形DEFG的对角线,根据正方形面积等于对角线平方的一半代入计算即可。
【解析】
(1) 证明:过点E作$EM⊥ AD$于点M,$EN⊥ AB$于点N。
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ $∠ EAD = ∠ EAB$,$∠ DAB = 90°$。
∵ $EM⊥ AD$,$EN⊥ AB$,
∴ $EM=EN$(角平分线上的点到角两边的距离相等)。
∵ $∠ EMA=∠ ENA=∠ DAB=90°$,
∴ 四边形ANEM是矩形,
∴ $∠ MEN = 90°$。
∵ $EF ⊥ DE$,
∴ $∠ DEF = 90°$,即$∠ MEN = ∠ DEF$,
∴ $∠ DEF - ∠ MEF = ∠ MEN - ∠ MEF$,即 $∠ DEM = ∠ FEN$。
在$△ EMD$和$△ ENF$中:
$\{\begin{array}{l}∠EMD=∠ENF=90° \\EM=EN \\∠DEM=∠FEN\end{array} $
∴ $△ EMD≌△ ENF$(ASA),
∴ $ED=EF$。
又
∵ 四边形DEFG是矩形,
∴ 矩形DEFG是正方形。
(2) 解:
∵ 四边形DEFG是正方形,四边形ABCD是正方形,
∴ $DG = DE$,$DC = DA = AB = 3\sqrt{2}$,$∠ GDE = ∠ ADC = 90°$,
∴ $∠ GDE - ∠ ADE = ∠ ADC - ∠ ADE$,即$∠ ADG = ∠ CDE$。
在$△ ADG$和$△ CDE$中:
$\{\begin{array}{l}AD=CD \\∠ADG=∠CDE \\DG=DE\end{array} $
∴ $△ ADG≌△ CDE$(SAS),
∴ $AG = CE$,
∴ $AE+AG=AE+CE=AC$。
在正方形ABCD中,$AC=\sqrt{2}AD=\sqrt{2}×3\sqrt{2}=6$。
(3) 解:连接DF。
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ $AB=AD=3\sqrt{2}$,$∠DAF=90°$。
∵ F是AB的中点,
∴ $AF=FB=\frac{1}{2}AB=\frac{3\sqrt{2}}{2}$。
在Rt△ADF中,由勾股定理得:
$DF = \sqrt{AD^2+AF^2} = \sqrt{(3\sqrt{2})^2+(\frac{3\sqrt{2}}{2})^2} = \frac{3\sqrt{10}}{2}$。
∵ 四边形DEFG是正方形,DF是其对角线,
∴ 正方形DEFG 的面积 = $\frac{1}{2}DF^2=\frac{1}{2}×(\frac{3\sqrt{10}}{2})^2=\frac{45}{4}$。
【答案】
(1) 矩形DEFG是正方形,证明成立;
(2) $AG+AE=6$;
(3) 正方形DEFG的面积为$\frac{45}{4}$。
【知识点】
正方形的判定与性质;全等三角形的判定与性质;勾股定理
【点评】
本题综合考查正方形的相关性质,解题的关键是通过构造辅助线证明三角形全等,实现线段的等量转化,第三问利用正方形对角线与面积的关系可简化计算,能有效巩固几何图形的性质应用和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
(1) 要证明矩形DEFG是正方形,只需证明一组邻边相等即DE=EF。点E在正方形对角线AC上,AC是∠DAB的角平分线,过E作AD、AB的垂线,根据角平分线性质可得两条垂线段相等,再结合EF⊥DE的条件证明两个直角三角形全等,即可得到DE=EF。
(2) 求AG+AE的值,可通过全等三角形将两条线段转化到同一条线段上。结合正方形DEFG和ABCD的性质,证明△ADG≌△CDE得到AG=CE,因此AG+AE=CE+AE=AC,计算正方形对角线AC的长度即可。
(3) 求正方形DEFG的面积,F是AB中点,先在Rt△ADF中用勾股定理算出DF的长度,DF是正方形DEFG的对角线,根据正方形面积等于对角线平方的一半代入计算即可。
【解析】
(1) 证明:过点E作$EM⊥ AD$于点M,$EN⊥ AB$于点N。
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ $∠ EAD = ∠ EAB$,$∠ DAB = 90°$。
∵ $EM⊥ AD$,$EN⊥ AB$,
∴ $EM=EN$(角平分线上的点到角两边的距离相等)。
∵ $∠ EMA=∠ ENA=∠ DAB=90°$,
∴ 四边形ANEM是矩形,
∴ $∠ MEN = 90°$。
∵ $EF ⊥ DE$,
∴ $∠ DEF = 90°$,即$∠ MEN = ∠ DEF$,
∴ $∠ DEF - ∠ MEF = ∠ MEN - ∠ MEF$,即 $∠ DEM = ∠ FEN$。
在$△ EMD$和$△ ENF$中:
$\{\begin{array}{l}∠EMD=∠ENF=90° \\EM=EN \\∠DEM=∠FEN\end{array} $
∴ $△ EMD≌△ ENF$(ASA),
∴ $ED=EF$。
又
∵ 四边形DEFG是矩形,
∴ 矩形DEFG是正方形。
(2) 解:
∵ 四边形DEFG是正方形,四边形ABCD是正方形,
∴ $DG = DE$,$DC = DA = AB = 3\sqrt{2}$,$∠ GDE = ∠ ADC = 90°$,
∴ $∠ GDE - ∠ ADE = ∠ ADC - ∠ ADE$,即$∠ ADG = ∠ CDE$。
在$△ ADG$和$△ CDE$中:
$\{\begin{array}{l}AD=CD \\∠ADG=∠CDE \\DG=DE\end{array} $
∴ $△ ADG≌△ CDE$(SAS),
∴ $AG = CE$,
∴ $AE+AG=AE+CE=AC$。
在正方形ABCD中,$AC=\sqrt{2}AD=\sqrt{2}×3\sqrt{2}=6$。
(3) 解:连接DF。
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ $AB=AD=3\sqrt{2}$,$∠DAF=90°$。
∵ F是AB的中点,
∴ $AF=FB=\frac{1}{2}AB=\frac{3\sqrt{2}}{2}$。
在Rt△ADF中,由勾股定理得:
$DF = \sqrt{AD^2+AF^2} = \sqrt{(3\sqrt{2})^2+(\frac{3\sqrt{2}}{2})^2} = \frac{3\sqrt{10}}{2}$。
∵ 四边形DEFG是正方形,DF是其对角线,
∴ 正方形DEFG 的面积 = $\frac{1}{2}DF^2=\frac{1}{2}×(\frac{3\sqrt{10}}{2})^2=\frac{45}{4}$。
【答案】
(1) 矩形DEFG是正方形,证明成立;
(2) $AG+AE=6$;
(3) 正方形DEFG的面积为$\frac{45}{4}$。
【知识点】
正方形的判定与性质;全等三角形的判定与性质;勾股定理
【点评】
本题综合考查正方形的相关性质,解题的关键是通过构造辅助线证明三角形全等,实现线段的等量转化,第三问利用正方形对角线与面积的关系可简化计算,能有效巩固几何图形的性质应用和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
12 如图,在菱形ABCD中,AB=2,∠DAB=60°,E是AD的中点.M是边AB上一动点(不与点A重合),连接ME并延长,交射线CD于点N,连接MD,AN.
(1) 求证:四边形AMDN是平行四边形.
(2) ① 当AM的长为
② 当AM的长为
③ 四边形AMDN能为正方形吗?若能,请写出AM的长,并给出证明;若不能,请说明理由.

(1) 求证:四边形AMDN是平行四边形.
(2) ① 当AM的长为
1
时,四边形AMDN是矩形.② 当AM的长为
2
时,四边形AMDN是菱形.③ 四边形AMDN能为正方形吗?若能,请写出AM的长,并给出证明;若不能,请说明理由.
答案
12. (1)
∵ 四边形ABCD是菱形,
∴ $CD// AB$,即 $ND// MA$.
∴ $∠ NDE=∠ MAE$,$∠ DNE=∠ AME$.
∵ E是AD的中点,
∴ $DE=AE$.
∴ $△ NDE≌△ MAE$.
∴ $ND=MA$. 又
∵ $ND// MA$,
∴ 四边形AMDN是平行四边形
(2) ① 1 ② 2 ③ 四边形AMDN不能为正方形 理由:
∵ 既是矩形又是菱形的图形是正方形,而AM=1和AM=2不可以同时满足,
∴ 四边形AMDN不能为正方形.
∵ 四边形ABCD是菱形,
∴ $CD// AB$,即 $ND// MA$.
∴ $∠ NDE=∠ MAE$,$∠ DNE=∠ AME$.
∵ E是AD的中点,
∴ $DE=AE$.
∴ $△ NDE≌△ MAE$.
∴ $ND=MA$. 又
∵ $ND// MA$,
∴ 四边形AMDN是平行四边形
(2) ① 1 ② 2 ③ 四边形AMDN不能为正方形 理由:
∵ 既是矩形又是菱形的图形是正方形,而AM=1和AM=2不可以同时满足,
∴ 四边形AMDN不能为正方形.
解析
【分析】
(1) 要证四边形AMDN是平行四边形,已知菱形ABCD中CD//AB,即ND//MA,因此只需证明ND=MA即可,可通过证明△NDE和△MAE全等得到对应边相等。
(2) ① 平行四边形要成为矩形,需有一个内角为直角,即∠AMD=90°,结合∠DAB=60°、AD=AB=2,利用直角三角形的性质可求出AM的长度;
② 平行四边形要成为菱形,需邻边相等,即AM=DM,结合∠DAB=60°可得△AMD为等边三角形,即可求出AM的长度;
③ 正方形需要同时满足矩形和菱形的判定条件,判断上述两个AM的取值是否能同时满足即可得出结论。
【解析】
(1) 证明:
∵ 四边形ABCD是菱形,
∴ $CD// AB$,即 $ND// MA$,
∴ $∠NDE=∠MAE$,$∠DNE=∠AME$。
∵ E是AD的中点,
∴ $DE=AE$。
在$△ NDE$和$△ MAE$中:
$\begin{cases}∠DNE=∠AME \\∠NDE=∠MAE \\DE=AE\end{cases}$
∴ $△ NDE≌△ MAE$(AAS),
∴ $ND=MA$。
又
∵ $ND// MA$,
∴ 四边形AMDN是平行四边形。
(2) ① 当四边形AMDN是矩形时,$∠ AMD=90°$,
在$Rt△ AMD$中,$∠ DAM=60°$,故$∠ ADM=30°$,
∴ $AM=\frac{1}{2}AD$,
∵ 菱形ABCD中$AD=AB=2$,
∴ $AM=\frac{1}{2}×2=1$。
② 当四边形AMDN是菱形时,$AM=DM$,
又
∵ $∠ DAB=60°$,
∴ $△ AMD$是等边三角形,
∴ $AM=AD=2$。
③ 四边形AMDN不能为正方形,理由如下:
既是矩形又是菱形的图形是正方形,而$AM=1$和$AM=2$不可能同时满足,因此四边形AMDN不能为正方形。
【答案】
(1) 证明见解析;
(2) ① $\boxed{1}$;② $\boxed{2}$;③ 不能,理由:若四边形AMDN为正方形,需同时满足矩形和菱形的判定条件,即$AM=1$和$AM=2$同时成立,显然不可能,故四边形AMDN不能为正方形。
【知识点】
菱形的性质;平行四边形的判定;特殊平行四边形的判定
【点评】
本题围绕特殊四边形的判定展开考查,解题时需要紧扣各类特殊四边形的判定条件,结合已知的角度、边长特征进行推导,能有效检验对平行四边形、矩形、菱形、正方形判定定理的理解和应用能力。
【难度系数】
0.7
(1) 要证四边形AMDN是平行四边形,已知菱形ABCD中CD//AB,即ND//MA,因此只需证明ND=MA即可,可通过证明△NDE和△MAE全等得到对应边相等。
(2) ① 平行四边形要成为矩形,需有一个内角为直角,即∠AMD=90°,结合∠DAB=60°、AD=AB=2,利用直角三角形的性质可求出AM的长度;
② 平行四边形要成为菱形,需邻边相等,即AM=DM,结合∠DAB=60°可得△AMD为等边三角形,即可求出AM的长度;
③ 正方形需要同时满足矩形和菱形的判定条件,判断上述两个AM的取值是否能同时满足即可得出结论。
【解析】
(1) 证明:
∵ 四边形ABCD是菱形,
∴ $CD// AB$,即 $ND// MA$,
∴ $∠NDE=∠MAE$,$∠DNE=∠AME$。
∵ E是AD的中点,
∴ $DE=AE$。
在$△ NDE$和$△ MAE$中:
$\begin{cases}∠DNE=∠AME \\∠NDE=∠MAE \\DE=AE\end{cases}$
∴ $△ NDE≌△ MAE$(AAS),
∴ $ND=MA$。
又
∵ $ND// MA$,
∴ 四边形AMDN是平行四边形。
(2) ① 当四边形AMDN是矩形时,$∠ AMD=90°$,
在$Rt△ AMD$中,$∠ DAM=60°$,故$∠ ADM=30°$,
∴ $AM=\frac{1}{2}AD$,
∵ 菱形ABCD中$AD=AB=2$,
∴ $AM=\frac{1}{2}×2=1$。
② 当四边形AMDN是菱形时,$AM=DM$,
又
∵ $∠ DAB=60°$,
∴ $△ AMD$是等边三角形,
∴ $AM=AD=2$。
③ 四边形AMDN不能为正方形,理由如下:
既是矩形又是菱形的图形是正方形,而$AM=1$和$AM=2$不可能同时满足,因此四边形AMDN不能为正方形。
【答案】
(1) 证明见解析;
(2) ① $\boxed{1}$;② $\boxed{2}$;③ 不能,理由:若四边形AMDN为正方形,需同时满足矩形和菱形的判定条件,即$AM=1$和$AM=2$同时成立,显然不可能,故四边形AMDN不能为正方形。
【知识点】
菱形的性质;平行四边形的判定;特殊平行四边形的判定
【点评】
本题围绕特殊四边形的判定展开考查,解题时需要紧扣各类特殊四边形的判定条件,结合已知的角度、边长特征进行推导,能有效检验对平行四边形、矩形、菱形、正方形判定定理的理解和应用能力。
【难度系数】
0.7
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