14.(真题·宁波北仑)如图 1,在$□ ABCD$中,M 是 CD 的中点,连结 AM 并延长交 BC 的延长线于点 N,连结 AC,DN。
(1)求证:四边形 ACND 是平行四边形。
(2)如图 2,连结 BM,若$CD=2BC=13,BM=12$。
①求证:$BM⊥AN$;
②求 AN 的值。

(1)求证:四边形 ACND 是平行四边形。
(2)如图 2,连结 BM,若$CD=2BC=13,BM=12$。
①求证:$BM⊥AN$;
②求 AN 的值。
答案
14.(1)证明:因为四边形ABCD是平行四边形,所以$AD// BC$,所以$∠ ADM=∠ MCN$,又因为M是CD的中点,所以$DM=CM$,$∠ AMD=∠ NMC$,所以$△ ADM≌△ NCM$(ASA),所以$AD=CN$,又因为$AD// CN$,所以四边形ACND是平行四边形。
(2)①证明:在$□ ABCD$中,$CD=BA=2BC$,$AD=BC$,在$□ ACND$中,$AD=CN$,所以$BC=CN$,所以$BN=BC+CN=2BC$,所以$BA=BN$,所以$△ BAN$为等腰三角形,在$□ ACND$中,$AM=MN$,所以BM是等腰三角形BAN底边AN上的中线,所以$BM⊥ AN$;
②由①知:$BN=2BC$。又因为$CD=2BC$,所以$BN=CD=13$,因为$BM⊥ AN$,所以$△ BMN$为直角三角形,根据勾股定理得$MN=\sqrt{BN^2-BM^2}=\sqrt{13^2-12^2}=5$,在$□ ACND$中,可得$AN=2MN=2×5=10$。
(2)①证明:在$□ ABCD$中,$CD=BA=2BC$,$AD=BC$,在$□ ACND$中,$AD=CN$,所以$BC=CN$,所以$BN=BC+CN=2BC$,所以$BA=BN$,所以$△ BAN$为等腰三角形,在$□ ACND$中,$AM=MN$,所以BM是等腰三角形BAN底边AN上的中线,所以$BM⊥ AN$;
②由①知:$BN=2BC$。又因为$CD=2BC$,所以$BN=CD=13$,因为$BM⊥ AN$,所以$△ BMN$为直角三角形,根据勾股定理得$MN=\sqrt{BN^2-BM^2}=\sqrt{13^2-12^2}=5$,在$□ ACND$中,可得$AN=2MN=2×5=10$。
解析
【分析】
本题为几何综合题,第(1)问要证四边形ACND是平行四边形,需利用平行四边形ABCD的性质得到AD与CN平行,再通过证明三角形全等得到AD=CN,结合平行四边形判定定理推导;第(2)问①证BM⊥AN,需结合线段关系推出△BAN为等腰三角形,再利用平行四边形性质得M是AN中点,根据等腰三角形三线合一得垂直;②求AN,利用勾股定理先算MN,再结合平行四边形对角线性质得AN=2MN。
【解析】
(1) 证明:
∵ 四边形ABCD是平行四边形,
∴ AD//BC,即AD//CN,
∴ ∠ADM=∠MCN。
∵ M是CD的中点,
∴ DM=CM。
在△ADM和△NCM中,
$\{\begin{array}{l}∠ADM=∠NCM \\DM=CM \\∠AMD=∠NMC\end{array} $
∴ △ADM≌△NCM(ASA),
∴ AD=CN。
又
∵ AD//CN,
∴ 四边形ACND是平行四边形。
(2) ① 证明:
∵ 四边形ABCD是平行四边形,
∴ AB=CD,AD=BC。
∵ 四边形ACND是平行四边形,
∴ AD=CN,
∴ BC=CN,
∴ BN=BC+CN=2BC。
已知CD=2BC=13,
∴ AB=BN=13,即△BAN是等腰三角形。
∵ 四边形ACND是平行四边形,
∴ AM=MN(平行四边形对角线互相平分),即M是AN中点。
∴ BM是等腰△BAN底边AN的中线,根据等腰三角形三线合一,得BM⊥AN。
② 解:
由①知BN=13,BM=12,且BM⊥AN,故△BMN是直角三角形,
根据勾股定理:$MN=\sqrt{BN^2 - BM^2}=\sqrt{13^2 -12^2}=5$。
∵ 四边形ACND是平行四边形,
∴ AN=2MN=2×5=10。
【答案】
(1) 四边形ACND是平行四边形,证明见解析;
(2) ① BM⊥AN,证明见解析;② AN=10。
【知识点】
平行四边形的判定与性质,等腰三角形的性质,勾股定理
【点评】
本题综合考查几何核心知识点,需逐步推导线段与图形关系,逻辑要求清晰,是典型的几何综合题,注重知识点的串联应用。
【难度系数】
0.5
本题为几何综合题,第(1)问要证四边形ACND是平行四边形,需利用平行四边形ABCD的性质得到AD与CN平行,再通过证明三角形全等得到AD=CN,结合平行四边形判定定理推导;第(2)问①证BM⊥AN,需结合线段关系推出△BAN为等腰三角形,再利用平行四边形性质得M是AN中点,根据等腰三角形三线合一得垂直;②求AN,利用勾股定理先算MN,再结合平行四边形对角线性质得AN=2MN。
【解析】
(1) 证明:
∵ 四边形ABCD是平行四边形,
∴ AD//BC,即AD//CN,
∴ ∠ADM=∠MCN。
∵ M是CD的中点,
∴ DM=CM。
在△ADM和△NCM中,
$\{\begin{array}{l}∠ADM=∠NCM \\DM=CM \\∠AMD=∠NMC\end{array} $
∴ △ADM≌△NCM(ASA),
∴ AD=CN。
又
∵ AD//CN,
∴ 四边形ACND是平行四边形。
(2) ① 证明:
∵ 四边形ABCD是平行四边形,
∴ AB=CD,AD=BC。
∵ 四边形ACND是平行四边形,
∴ AD=CN,
∴ BC=CN,
∴ BN=BC+CN=2BC。
已知CD=2BC=13,
∴ AB=BN=13,即△BAN是等腰三角形。
∵ 四边形ACND是平行四边形,
∴ AM=MN(平行四边形对角线互相平分),即M是AN中点。
∴ BM是等腰△BAN底边AN的中线,根据等腰三角形三线合一,得BM⊥AN。
② 解:
由①知BN=13,BM=12,且BM⊥AN,故△BMN是直角三角形,
根据勾股定理:$MN=\sqrt{BN^2 - BM^2}=\sqrt{13^2 -12^2}=5$。
∵ 四边形ACND是平行四边形,
∴ AN=2MN=2×5=10。
【答案】
(1) 四边形ACND是平行四边形,证明见解析;
(2) ① BM⊥AN,证明见解析;② AN=10。
【知识点】
平行四边形的判定与性质,等腰三角形的性质,勾股定理
【点评】
本题综合考查几何核心知识点,需逐步推导线段与图形关系,逻辑要求清晰,是典型的几何综合题,注重知识点的串联应用。
【难度系数】
0.5
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