2020-2021九年级培优 易错 难题平行四边形辅导专题训练附详细答案

2020-2021九年级培优易错难题平行四边形辅导专题训练附详细答案
一、平行四边形
1．（1）、动手操作：
如图①：将矩形纸片ABCD折叠，使点D与点B重合，点C落在点处，折痕为EF，若∠ABE＝20°，那么的度数为 .
（2）、观察发现：
小明将三角形纸片ABC（AB＞AC）沿过点A的直线折叠，使得AC落在AB边上，折痕为AD，展开纸片（如图②）；再次折叠该三角形纸片，使点A和点D重合，折痕为EF，展平纸片后得到△AEF（如图③）．小明认为△AEF是等腰三角形，你同意吗？请说明理由．
（3）、实践与运用：
将矩形纸片ABCD按如下步骤操作：将纸片对折得折痕EF，折痕与AD边交于点E，与BC 边交于点F；将矩形ABFE与矩形EFCD分别沿折痕MN和PQ折叠，使点A、点D都与点F 重合，展开纸片，此时恰好有MP＝MN＝PQ（如图④），求∠MNF的大
小.
【答案】（1）125°；（2）同意；（3）60°
【解析】
试题分析：（1）根据直角三角形的两个锐角互余求得∠AEB=70°，根据折叠重合的角相等，得∠BEF=∠DEF=55°，根据平行线的性质得到∠EFC=125°，再根据折叠的性质得到
∠EFC′=∠EFC=125°；
（2）根据第一次折叠，得∠BAD=∠CAD；根据第二次折叠，得EF垂直平分AD，根据等角的余角相等，得∠AEG=∠AFG，则△AEF是等腰三角形；
（3）由题意得出：∠NMF=∠AMN=∠MNF，MF=NF，由对称性可知，MF=PF，进而得出△MNF≌△MPF，得出3∠MNF=180°求出即可．
试题解析：（1）、∵在直角三角形ABE中，∠ABE=20°，
∴∠AEB=70°，
∴∠BED=110°，
根据折叠重合的角相等，得∠BEF=∠DEF=55°．
∵AD∥BC，
∴∠EFC=125°，
再根据折叠的性质得到∠EFC′=∠EFC=125°．；
（2）、同意，如图，设AD与EF交于点G
由折叠知，AD平分∠BAC，所以∠BAD=∠CAD．
由折叠知，∠AGE=∠DGE=90°，
所以∠AGE=∠AGF=90°，
所以∠AEF=∠AFE．
所以AE=AF，
即△AEF为等腰三角形．
（3）、由题意得出：∠NMF＝∠AMN＝∠MNF，
∴MF＝NF，
由折叠可知，MF＝PF，
∴NF＝PF，
而由题意得出：MP＝MN，
又∵MF＝MF，
∴△MNF≌△MPF，
∴∠PMF＝∠NMF，而∠PMF＋∠NMF＋∠MNF＝180°，
即3∠MNF＝180°，
∴∠MNF＝60°.
考点：1.折叠的性质；2.等边三角形的性质；3.全等三角形的判定和性质；4.等腰三角形的判定
2．四边形ABCD是正方形，AC与BD，相交于点O，点E、F是直线AD上两动点，且
AE=DF，CF所在直线与对角线BD所在直线交于点G，连接AG，直线AG交BE于点H．（1）如图1，当点E、F在线段AD上时，①求证：∠DAG=∠DCG；②猜想AG与BE的位置关系，并加以证明；
（2）如图2，在（1）条件下，连接HO，试说明HO平分∠BHG；
（3）当点E、F运动到如图3所示的位置时，其它条件不变，请将图形补充完整，并直接写出∠BHO的度数．
【答案】（1）①证明见解析；②AG⊥BE．理由见解析；（2）证明见解析；（3）
∠BHO=45°．
【解析】
试题分析：（1）①根据正方形的性质得DA=DC，∠ADB=∠CDB=45°，则可根据“SAS”证明△ADG≌△CDG，所以∠DAG=∠DCG；②根据正方形的性质得AB=DC，
∠BAD=∠CDA=90°，根据“SAS”证明△ABE≌△DCF，则∠ABE=∠DCF，由于∠DAG=∠DCG，所以∠DAG=∠ABE，然后利用∠DAG+∠BAG=90°得到∠ABE+∠BAG=90°，于是可判断
AG⊥BE；
（2）如答图1所示，过点O作OM⊥BE于点M，ON⊥AG于点N，证明△AON≌△BOM，可得四边形OMHN为正方形，因此HO平分∠BHG结论成立；
（3）如答图2所示，与（1）同理，可以证明AG⊥BE；过点O作OM⊥BE于点M，
ON⊥AG于点N，构造全等三角形△AON≌△BOM，从而证明OMHN为正方形，所以HO 平分∠BHG，即∠BHO=45°．
试题解析：（1）①∵四边形ABCD为正方形，
∴DA=DC，∠ADB=∠CDB=45°，
在△ADG和△CDG中
，
∴△ADG≌△CDG（SAS），
∴∠DAG=∠DCG；
②AG⊥BE．理由如下：
∵四边形ABCD为正方形，
∴AB=DC，∠BAD=∠CDA=90°，
在△ABE和△DCF中
，
∴△ABE≌△DCF（SAS），
∴∠ABE=∠DCF，
∵∠DAG=∠DCG，
∴∠DAG=∠ABE，
∵∠DAG+∠BAG=90°，
∴∠ABE+∠BAG=90°，
∴∠AHB=90°，
∴AG⊥BE；
（2）由（1）可知AG⊥BE．
如答图1所示，过点O作OM⊥BE于点M，ON⊥AG于点N，则四边形OMHN为矩形．
∴∠MON=90°，
又∵OA⊥OB，
∴∠AON=∠BOM．
∵∠AON+∠OAN=90°，∠BOM+∠OBM=90°，
∴∠OAN=∠OBM．
在△AON与△BOM中，
∴△AON≌△BOM（AAS）．
∴OM=ON，
∴矩形OMHN为正方形，
∴HO平分∠BHG．
（3）将图形补充完整，如答图2示，∠BHO=45°．
与（1）同理，可以证明AG⊥BE．
过点O作OM⊥BE于点M，ON⊥AG于点N，
与（2）同理，可以证明△AON≌△BOM，
可得OMHN为正方形，所以HO平分∠BHG，
∴∠BHO=45°．
考点：1、四边形综合题；2、全等三角形的判定与性质；3、正方形的性质
3．问题发现：
（1）如图①，点P 为平行四边形ABCD 内一点，请过点P 画一条直线l ，使其同时平分平行四边形ABCD 的面积和周长．
问题探究：
（2）如图②，在平面直角坐标系xOy 中，矩形OABC 的边OA 、OC 分别在x 轴、y 轴正半轴上，点B 坐标为(8,6)．已知点(6,7)P 为矩形外一点，请过点P 画一条同时平分矩形OABC 面积和周长的直线l ，说明理由并求出直线l ，说明理由并求出直线l 被矩形ABCD 截得线段的长度．
问题解决：
（3）如图③，在平面直角坐标系xOy 中，矩形OABCD 的边OA 、OD 分别在x 轴、y 轴正半轴上，DC x ∥轴，AB y ∥轴，且8OA OD ==，2AB CD ==，点
(1052,1052)P --为五边形内一点．请问：是否存在过点P 的直线l ，分别与边OA 与BC 交于点E 、F ，且同时平分五边形OABCD 的面积和周长?若存在，请求出点E 和点F 的坐标：若不存在，请说明理由．
【答案】（1）作图见解析；（2）25y x =-，35；（3）(0,0)E ，(5,5)F ．
【解析】
试题分析：（1）连接AC 、BD 交于点O ，作直线PO ，直线PO 将平行四边形ABCD 的面积和周长分别相等的两部分．
（2）连接AC ，BD 交于点O '，过O '、P 点的直线将矩形ABCD 的面积和周长分为分别相等的两部分．
（3）存在，直线y x =平分五边形OABCD 面积、周长．
试题解析：（1）作图如下：
（2）∵(6,7)P ，(4,3)O '，
∴设:6PO y kx =+'，
67{43k b k b +=+=，2{5
k b ==-， ∴25y x =-，
交x 轴于5,02N ⎛⎫ ⎪⎝⎭
， 交BC 于11,62M ⎛⎫ ⎪⎝⎭
， 2211563522MN ⎛⎫=+-= ⎪⎝⎭
．
（3）存在，直线y x =平分五边形OABCD 面积、周长．
∵(1052,1052)P --在直线y x =上，
∴连OP 交OA 、BC 于点E 、F ，
设:BC y kx b =+，(8,2)(2,8)B C ，
82{28k b k +=+=，1{10
k b =-=， ∴直线:10BC y x =-+，
联立10{y x y x =-+=，得55
x y =⎧⎨=⎩， ∴(0,0)E ，(5,5)F ．
4．在图1中，正方形ABCD 的边长为a ，等腰直角三角形FAE 的斜边AE ＝2b ，且边AD 和AE 在同一直线上．
操作示例
当2b＜a时，如图1，在BA上选取点G，使BG＝b，连结FG和CG，裁掉△FAG和△CGB 并分别拼接到△FEH和△CHD的位置构成四边形FGCH．
思考发现
小明在操作后发现：该剪拼方法就是先将△FAG绕点F逆时针旋转90°到△FEH的位置，易知EH与AD在同一直线上．连结CH，由剪拼方法可得DH=BG，故△CHD≌△CGB，从而又可将△CGB绕点C顺时针旋转90°到△CHD的位置．这样，对于剪拼得到的四边形FGCH （如图1），过点F作FM⊥AE于点M（图略），利用SAS公理可判断△HFM≌△CHD，易得FH=HC=GC=FG，∠FHC=90°．进而根据正方形的判定方法，可以判断出四边形FGCH是正方形．
实践探究
（1）正方形FGCH的面积是；（用含a， b的式子表示）
（2）类比图1的剪拼方法，请你就图2—图4的三种情形分别画出剪拼成一个新正方形的示意图．
联想拓展
小明通过探究后发现：当b≤a时，此类图形都能剪拼成正方形，且所选取的点G的位置在BA方向上随着b的增大不断上移．当b＞a时（如图5），能否剪拼成一个正方形？若能，请你在图5中画出剪拼成的正方形的示意图；若不能，简要说明理由．
【答案】（1）a2+b2；（2）见解析；联想拓展：能剪拼成正方形.见解析．
【解析】分析：实践探究：根据正方形FGCH的面积=BG2+BC2进而得出答案；
应采用类比的方法，注意无论等腰直角三角形的大小如何变化，BG永远等于等腰直角三角形斜边的一半．注意当b=a时，也可直接沿正方形的对角线分割．
详解：实践探究：正方形的面积是：BG2+BC2=a2+b2；
剪拼方法如图2-图4；
联想拓展：能，
剪拼方法如图5（图中BG=DH=b）．
．
点睛：本题考查了几何变换综合，培养学生的推理论证能力和动手操作能力；运用类比方法作图时，应根据范例抓住作图的关键：作的线段的长度与某条线段的比值永远相等，旋转的三角形，连接的点都应是相同的．
5．如图，四边形ABCD中，AD∥BC，∠A=90°，BD=BC，点E为CD的中点，射线BE交AD 的延长线于点F，连接CF．
（1）求证：四边形BCFD是菱形；
（2）若AD=1，BC=2，求BF的长．
【答案】（1）证明见解析（2）3
【解析】
（1）∵AF∥BC，∴∠DCB=∠CDF，∠FBC=∠BFD，
∵点E为CD的中点，∴DE=EC，
在△BCE与△FDE中，
FBC BFD
DCB CDF
DE EC
∠=∠
⎧
⎪
∠=∠
⎨
⎪=
⎩
，
∴△BCE≌△FDE，∴DF=BC，
又∵DF∥BC，∴四边形BCDF为平行四边形，∵BD=BC，∴四边形BCFD是菱形；
（2）∵四边形BCFD是菱形，∴BD=DF=BC=2，
在Rt△BAD中，AB=223
-=，
BD AD
∵AF=AD+DF=1+2=3，在Rt△BAF中，BF=22
+=23．
AB AF
6．图1、图2是两张形状、大小完全相同的方格纸，方格纸中的每个小正方形的边长均为1，每个小正方形的顶点叫做格点．
（1）在图1中画出等腰直角三角形MON，使点N在格点上，且∠MON=90°；
（2）在图2中以格点为顶点画一个正方形ABCD，使正方形ABCD面积等于（1）中等腰直角三角形MON面积的4倍，并将正方形ABCD分割成以格点为顶点的四个全等的直角三角形和一个正方形，且正方形ABCD面积没有剩余（画出一种即可）．
【答案】（1）作图参见解析；（2）作图参见解析.
【解析】
试题分析：（1）过点O向线段OM作垂线，此直线与格点的交点为N，连接MN即可；（2）根据勾股定理画出图形即可．
试题解析：（1）过点O向线段OM作垂线，此直线与格点的交点为N，连接MN，如图1所示；
（2）等腰直角三角形MON面积是5，因此正方形面积是20，如图2所示；于是根据勾股定理画出图3：
考点：1.作图﹣应用与设计作图；2.勾股定理.
7．如图，在△ABC中，∠ACB=90°，∠CAB=30°，以线段AB为边向外作等边△ABD，点E 是线段AB的中点，连接CE并延长交线段AD于点F．
（1）求证：四边形BCFD为平行四边形；（2）若AB=6，求平行四边形ADBC的面积．
【答案】（1）见解析；（2）S平行四边形ADBC=
3
2
．
【解析】【分析】
（1）在Rt△ABC中，E为AB的中点，则CE=1
2
AB，BE=
1
2
AB，得到∠BCE=∠EBC=60°.由
△AEF≌△BEC，得∠AFE=∠BCE=60°.又∠D=60°，得∠AFE
=∠D=60度.所以FC∥BD，又因为∠BAD=∠ABC=60°，所以AD∥BC，即FD//BC，则四边形BCFD是平行四边形.
（2）在Rt△ABC中，求出BC，AC即可解决问题；
【详解】
解：（1）证明：在△ABC中，∠ACB=90°，∠CAB=30°，∴∠ABC=60°，在等边△ABD中，∠BAD=60°，∴∠BAD=∠ABC=60°，∵E为AB的中点，∴AE=BE，又∵∠AEF=∠BEC，
∴△AEF≌△BEC，在△ABC中，∠ACB=90°，E为AB的中点，∴CE=1
2AB，BE=
1
2
AB，
∴CE=AE，∴∠EAC=∠ECA=30°，∴∠BCE=∠EBC=60°，又∵△AEF≌△BEC，
∴∠AFE=∠BCE=60°，又∵∠D=60°，∴∠AFE=∠D=60°，∴FC∥BD，又
∵∠BAD=∠ABC=60°，∴AD∥BC，即FD∥BC，∴四边形BCFD是平行四边形；（2）解：在Rt△ABC中，∵∠BAC=30°，AB=6，∴BC=AF=3，AC=33∴S平行四边形
BCFD=3×3393，S△ACF=1
2
×3×33
3
2
，S平行四边形ADBC=
3
2
．
【点睛】
本题考查平行四边形的判定和性质、直角三角形斜边中线定理、等边三角形的性质、解直角三角形、勾股定理等知识，解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题，属于中考常考题型.
8．如图①，四边形ABCD 是知形，1,2AB BC ==，点E 是线段BC 上一动点(不与,B C 重合)，点F 是线段BA 延长线上一动点，连接,,,DE EF DF EF 交AD 于点G .设,BE x AF y ==，已知y 与x 之间的函数关系如图②所示.
（1）求图②中y 与x 的函数表达式; （2）求证:DE DF ⊥;
（3）是否存在x 的值，使得DEG △是等腰三角形?如果存在，求出x 的值;如果不存在，说明理由
【答案】（1）y ＝﹣2x +4（0＜x ＜2）；（2）见解析；（3）存在，x ＝5455-32． 【解析】 【分析】
（1）利用待定系数法可得y 与x 的函数表达式； （2）证明△CDE ∽△ADF ，得∠ADF ＝∠CDE ，可得结论； （3）分三种情况：
①若DE ＝DG ，则∠DGE ＝∠DEG ，
②若DE ＝EG ，如图①，作EH ∥CD ，交AD 于H ， ③若DG ＝EG ，则∠GDE ＝∠GED ， 分别列方程计算可得结论． 【详解】 （1）设y ＝kx +b ，
由图象得：当x ＝1时，y ＝2，当x ＝0时，y ＝4，
代入得：24k b b +=⎧⎨=⎩，得2
4k b =-⎧⎨=⎩
，
∴y ＝﹣2x +4（0＜x ＜2）； （2）∵BE ＝x ，BC ＝2 ∴CE ＝2﹣x ， ∴211,4222CE x CD AF x AD -===-， ∴
CE CD
AF AD
=， ∵四边形ABCD 是矩形，
∴∠C ＝∠DAF ＝90°， ∴△CDE ∽△ADF ， ∴∠ADF ＝∠CDE ，
∴∠ADF +∠EDG ＝∠CDE +∠EDG ＝90°， ∴DE ⊥DF ；
（3）假设存在x 的值，使得△DEG 是等腰三角形， ①若DE ＝DG ，则∠DGE ＝∠DEG ， ∵四边形ABCD 是矩形， ∴AD ∥BC ，∠B ＝90°， ∴∠DGE ＝∠GEB ， ∴∠DEG ＝∠BEG ， 在△DEF 和△BEF 中，
FDE B DEF BEF EF EF ∠=∠⎧⎪
∠=∠⎨⎪=⎩
， ∴△DEF ≌△BEF （AAS ）， ∴DE ＝BE ＝x ，CE ＝2﹣x ，
∴在Rt △CDE 中，由勾股定理得：1+（2﹣x ）2＝x 2， x
＝
54
； ②若DE ＝EG ，如图①，作EH ∥CD ，交AD 于H ，
∵AD ∥BC ，EH ∥CD ， ∴四边形CDHE 是平行四边形， ∴∠C ＝90°，
∴四边形CDHE 是矩形，
∴EH ＝CD ＝1，DH ＝CE ＝2﹣x ，EH ⊥DG ， ∴HG ＝DH ＝2﹣x ， ∴AG ＝2x ﹣2， ∵EH ∥CD ，DC ∥AB ， ∴EH ∥AF ， ∴△EHG ∽△FAG ， ∴
EH HG
AF AG
=，
∴
124222
x
x x -=--，
∴125522
x x =
=
（舍）， ③若DG ＝EG ，则∠GDE ＝∠GED ， ∵AD ∥BC ， ∴∠GDE ＝∠DEC ， ∴∠GED ＝∠DEC ， ∵∠C ＝∠EDF ＝90°， ∴△CDE ∽△DFE ， ∴
CE DE CD DF =， ∵△CDE ∽△ADF ， ∴1
2DE CD DF AD ==， ∴
1
2
CE CD =， ∴2﹣x ＝
12，x ＝32，
综上，x ＝54或32． 【点睛】
本题是四边形的综合题，主要考查了待定系数法求一次函数的解析式，三角形相似和全等的性质和判定，矩形和平行四边形的性质和判定，勾股定理和逆定理等知识，运用相似三角形的性质是解决本题的关键．
9．如图，在平面直角坐标系中，直线DE 交x 轴于点E （30，0），交y 轴于点D （0，
40），直线AB ：y ＝
1
3
x +5交x 轴于点A ，交y 轴于点B ，交直线DE 于点P ，过点E 作EF ⊥x 轴交直线AB 于点F ，以EF 为一边向右作正方形EFGH ． （1）求边EF 的长；
（2）将正方形EFGH 沿射线FB 个单位的速度匀速平移，得到正方形E 1F 1G 1H 1，在平移过程中边F 1G 1始终与y 轴垂直，设平移的时间为t 秒（t ＞0）． ①当点F 1移动到点B 时，求t 的值；
②当G 1，H 1两点中有一点移动到直线DE 上时，请直接写出此时正方形E 1F 1G 1H 1与△APE 重叠部分的面积．
【答案】（1）EF＝15；（2）①10；②120；【解析】
【分析】
（1）根据已知点E（30，0），点D（0，40），求出直线DE的直线解析式y=-4
3
x+40，可
求出P点坐标，进而求出F点坐标即可；
（2）①易求B（0，5），当点F1移动到点B时，1010=10；
②F点移动到F'10t，F垂直x轴方向移动的距离是t，当点H运动到直线DE
上时，在Rt△F'NF中，NF
NF'
=
1
3
，EM=NG'=15-F'N=15-3t，在Rt△DMH'中，
4
3
MH
EM
'
=，
t=4，S=1
2
×(12+
45
4
)×11=
1023
8
；当点G运动到直线DE上时，在Rt△F'PK中，
PK
F K'
=
1
3
，
PK=t-3，F'K=3t-9，在Rt△PKG'中，PK
KG'
＝
3
1539
t
t
-
-+
＝
4
3
，t=7，S=15×（15-7）=120.
【详解】
（1）设直线DE的直线解析式y＝kx+b，将点E（30，0），点D（0，40），
∴
300
40
k b
b
+=
⎧
⎨
=
⎩
，
∴
4
3
40
k
b
⎧
=-
⎪
⎨
⎪=
⎩
，
∴y＝﹣4
3
x+40，
直线AB与直线DE的交点P（21，12），
由题意知F（30，15），
∴EF＝15；
（2）①易求B（0，5），
∴BF＝10，
∴当点F1移动到点B时，t＝1010＝10；
②当点H 运动到直线DE 上时，
F 点移动到F'的距离是10t ， 在Rt △F'NF 中，
NF NF '=1
3
， ∴FN ＝t ，F'N ＝3t ， ∵MH'＝FN ＝t ，
EM ＝NG'＝15﹣F'N ＝15﹣3t ， 在Rt △DMH'中，
4
3MH EM '=， ∴
4
1533t t =-， ∴t ＝4，
∴EM ＝3，MH'＝4，
∴S ＝
1451023(12)11248⨯+⨯=； 当点G 运动到直线DE 上时，
F 点移动到F'10， ∵PF ＝10 ∴PF'10t ﹣10， 在Rt △F'PK 中，
1
3
PK F K ='，
∴PK ＝t ﹣3，F'K ＝3t ﹣9， 在Rt △PKG'中，PK KG '＝31539t t --+＝4
3
， ∴t ＝7，
∴S ＝15×（15﹣7）＝120. 【点睛】
本题考查一次函数图象及性质，正方形的性质；掌握待定系数法求函数解析式，利用三角形的正切值求边的关系，利用勾股定理在直角三角形中建立边之间的联系，准确确定阴影部分的面积是解题的关键．
10．如图，在正方形ABCD 中，E 是边AB 上的一动点，点F 在边BC 的延长线上，且CF AE =，连接DE ，DF ，EF . FH 平分EFB ∠交BD 于点H .
（1）求证：DE DF ⊥； （2）求证：DH DF =：
（3）过点H 作HM EF ⊥于点M ，用等式表示线段AB ，HM 与EF 之间的数量关系，并证明.
【答案】（1）详见解析；（2）详见解析；（3）22EF AB HM =-，证明详见解析. 【解析】 【分析】
（1）根据正方形性质， CF AE =得到DE DF ⊥.
（2）由AED CFD △△≌，得DE DF =.由90ABC ∠=︒，BD 平分ABC ∠， 得45DBF ∠=︒.因为FH 平分EFB ∠，所以EFH BFH ∠=∠.由于
45DHF DBF BFH BFH ∠=∠+∠=︒+∠,45DFH DFE EFH EFH ∠=∠+∠=︒+∠, 所以DH DF =.
（3）过点H 作HN BC ⊥于点N ，由正方形ABCD 性质，得
222BD AB AD AB =
+=.由FH 平分,EFB HM EF HN BC ∠⊥⊥，，得
HM HN =.因为4590HBN HNB ∠=︒∠=︒，
，所以22sin 45HN
BH HN HM ===︒
.
由22cos 45DF
EF DF DH =
==︒
，得22EF AB HM =-.
【详解】
（1）证明：∵四边形ABCD 是正方形， ∴AD CD =，90EAD BCD ADC ∠=∠=∠=︒. ∴90EAD FCD ∠=∠=︒. ∵CF AE =。

∴AED CFD △△≌. ∴ADE CDF ∠=∠.
∴90EDF EDC CDF EDC ADE ADC ∠=∠+∠=∠+∠=∠=︒. ∴DE DF ⊥.
（2）证明：∵AED CFD △△≌， ∴DE DF =. ∵90EDF ∠=︒， ∴45DEF DFE ∠=∠=︒.
∵90ABC ∠=︒，BD 平分ABC ∠， ∴45DBF ∠=︒. ∵FH 平分EFB ∠， ∴EFH BFH ∠=∠.
∵45DHF DBF BFH BFH ∠=∠+∠=︒+∠,
45DFH DFE EFH EFH ∠=∠+∠=︒+∠, ∴DHF DFH ∠=∠. ∴DH DF =.
（3）22EF AB HM =-.
证明：过点H 作HN BC ⊥于点N ，如图，
∵正方形ABCD 中，AB AD =，90BAD ∠=︒，
∴222BD AB AD AB =
+=.
∵FH 平分,EFB HM EF HN BC ∠⊥⊥，，
∴HM HN =.
∵4590HBN HNB ∠=︒∠=︒，
， ∴22sin 45HN
BH HN HM =
==︒
.
∴22DH BD BH AB HM =-=-.
∵22cos 45DF
EF DF DH =
==︒
，
∴22EF AB HM =-. 【点睛】
本题考查正方形的性质、勾股定理、角平分线的性质、三角函数，题目难度较大，解题的关键是熟练掌握正方形的性质、勾股定理、角平分线的性质、三角函数.
11．阅读下列材料：
我们定义：若一个四边形的一条对角线把四边形分成两个等腰三角形，则这条对角线叫这个四边形的和谐线，这个四边形叫做和谐四边形．如正方形就是和谐四边形．结合阅读材料，完成下列问题：
（1）下列哪个四边形一定是和谐四边形 ． A ．平行四边形 B ．矩形 C ．菱形 D ．等腰梯形
（2）命题：“和谐四边形一定是轴对称图形”是 命题（填“真”或“假”）． （3）如图，等腰Rt △ABD 中，∠BAD ＝90°．若点C 为平面上一点，AC 为凸四边形ABCD 的和谐线，且AB ＝BC ，请求出∠ABC 的度数．
【答案】（1） C ；（2）∠ABC 的度数为60°或90°或150°. 【解析】
试题分析：（1）根据菱形的性质和和谐四边形定义，直接得出结论. （2）根据和谐四边形定义，分AD=CD ，AD=AC ，AC=DC 讨论即可.
（1）根据和谐四边形定义，平行四边形，矩形，等腰梯形的对角线不能把四边形分成两个等腰三角形，菱形的一条对角线能把四边形分成两个等腰三角形够．故选C. （2）∵等腰Rt △ABD 中，∠BAD=90°，∴AB=AD. ∵AC 为凸四边形ABCD 的和谐线，且AB=BC ， ∴分三种情况讨论：
若AD=CD ，如图1，则凸四边形ABCD 是正方形，∠ABC=90°； 若AD=AC ，如图 2，则AB=AC=BC ，△ABC 是等边三角形，∠ABC=60°； 若AC=DC ，如图 3，则可求∠ABC=150°.
考点：1.新定义；2．菱形的性质；3．正方形的判定和性质；4．等边三角形的判定和性质；5.分类思想的应用.
12．菱形ABCD中、∠BAD＝120°，点O为射线CA上的动点，作射线OM与直线BC相交于点E，将射线OM绕点O逆时针旋转60°，得到射线ON，射线ON与直线CD相交于点F．
（1）如图①，点O与点A重合时，点E，F分别在线段BC，CD上，请直接写出CE，CF，CA三条段段之间的数量关系；
（2）如图②，点O在CA的延长线上，且OA＝1
3
AC，E，F分别在线段BC的延长线和线
段CD的延长线上，请写出CE，CF，CA三条线段之间的数量关系，并说明理由；（3）点O在线段AC上，若AB＝6，BO＝27，当CF＝1时，请直接写出BE的长．
【答案】（1）CA=CE+CF．（2）CF-CE=4
3
AC．（3）BE的值为3或5或1．
【解析】
【分析】
（1）如图①中，结论：CA=CE+CF．只要证明△ADF≌△ACE（SAS）即可解决问题；
（2）结论：CF-CE=4
3
AC．如图②中，如图作OG∥AD交CF于G，则△OGC是等边三角
形．只要证明△FOG≌△EOC（ASA）即可解决问题；（3）分四种情形画出图形分别求解即可解决问题.【详解】
（1）如图①中，结论：CA=CE+CF．
理由：∵四边形ABCD是菱形，∠BAD=120°∴AB=AD=DC=BC，∠BAC=∠DAC=60°
∴△ABC，△ACD都是等边三角形，
∵∠DAC=∠EAF=60°，
∴∠DAF=∠CAE，
∵CA=AD，∠D=∠ACE=60°，
∴△ADF≌△ACE（SAS），
∴DF=CE，
∴CE+CF=CF+DF=CD=AC，
∴CA=CE+CF．
（2）结论：CF-CE=4
3 AC．
理由：如图②中，如图作OG∥AD交CF于G，则△OGC是等边三角形．
∵∠GOC=∠FOE=60°，
∴∠FOG=∠EOC，
∵OG=OC，∠OGF=∠ACE=120°，
∴△FOG≌△EOC（ASA），
∴CE=FG，
∵OC=OG，CA=CD，
∴OA=DG，
∴CF-EC=CF-FG=CG=CD+DG=AC+1
3AC=
4
3
AC，
（3）作BH⊥AC于H．∵AB=6，AH=CH=3，
∴BH=33，
如图③-1中，当点O在线段AH上，点F在线段CD上，点E在线段BC上时．
∵OB=27，
∴OH=22
OB BH
=1，
∴OC=3+1=4，
由（1）可知：CO=CE+CF，
∵OC=4，CF=1，
∴CE=3，
∴BE=6-3=3．
如图③-2中，当点O在线段AH上，点F在线段DC的延长线上，点E在线段BC上时．
由（2）可知：CE-CF=OC，
∴CE=4+1=5，
∴BE=1．
如图③-3中，当点O在线段CH上，点F在线段CD上，点E在线段BC上时．
同法可证：OC=CE+CF ，
∵OC=CH-OH=3-1=2，CF=1，
∴CE=1，
∴BE=6-1=5．
如图③-4中，当点O 在线段CH 上，点F 在线段DC 的延长线上，点E 在线段BC 上时．
同法可知：CE-CF=OC ，
∴CE=2+1=3，
∴BE=3，
综上所述，满足条件的BE 的值为3或5或1．
【点睛】
本题属于四边形综合题，考查了全等三角形的判定和性质，等边三角形的性质，解题的关键是学会添加常用辅助线，构造全等三角形解决问题，学会用分类讨论的思想思考问题，属于中考压轴题．
13．在ABC V 中，AD BC ⊥于点D ，点E 为AC 边的中点，过点A 作//AF BC ，交DE 的延长线于点F ，连接CF ．
()1如图1，求证：四边形ADCF 是矩形；
()2如图2，当AB AC =时，取AB 的中点G ，连接DG 、EG ，在不添加任何辅助线和字母的条件下，请直接写出图中所有的平行四边形（不包括矩形ADCF ）．
【答案】(1) 证明见解析；（2）四边形ABDF 、四边形AGEF 、四边形GBDE 、四边形AGDE 、四边形GDCE 都是平行四边形．
【解析】
【分析】
（1）由△AEF ≌△CED ，推出EF=DE ，又AE=EC ，推出四边形ADCF 是平行四边形，只要证明∠ADC=90°，即可推出四边形ADCF 是矩形．
（2）四边形ABDF 、四边形AGEF 、四边形GBDE 、四边形AGDE 、四边形GDCE 都是平行四边形．
【详解】
()1证明：∵//AF BC ，
∴AFE EDC ∠=∠，
∵E 是AC 中点，
∴AE EC =，
在AEF V 和CED V 中，
AFE CDE AEF CED AE EC ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
，
∴AEF CED ≅V V ，
∴EF DE =，∵AE EC =，
∴四边形ADCF 是平行四边形，
∵AD BC ⊥，
∴90ADC ∠=o ，
∴四边形ADCF 是矩形．
()2∵线段DG 、线段GE 、线段DE 都是ABC V 的中位线，又//AF BC ， ∴//AB DE ，//DG AC ，//EG BC ，
∴四边形ABDF 、四边形AGEF 、四边形GBDE 、四边形AGDE 、四边形GDCE 都是平行四边形．
【点睛】
考查平行四边形的判定、矩形的判定、三角形的中位线定理、全等三角形的判定和性质等知识，正确寻找全等三角形解决问题是解题的关键.
14．（1）问题发现：
如图①，在等边三角形ABC 中，点M 为BC 边上异于B 、C 的一点，以AM 为边作等边三角形AMN ，连接CN ，NC 与AB
的位置关系为 ； （2）深入探究：
如图②，在等腰三角形ABC 中，BA=BC ，点M 为BC 边上异于B 、C 的一点，以AM 为边作等腰三角形AMN ，使∠ABC=∠AMN ，AM=MN ，连接CN ，试探究∠ABC 与∠ACN 的数量关系，并说明理由；
（3）拓展延伸：
如图③，在正方形ADBC 中，AD=AC ，点M 为BC 边上异于B 、C 的一点，以AM 为边作正方形AMEF ，点N 为正方形AMEF 的中点，连接CN ，若BC=10，CN=2，试求EF 的长．
【答案】（1）NC ∥AB ；理由见解析；（2）∠ABC=∠ACN ；理由见解析；（3）241；
【解析】
分析：（1）根据△ABC ，△AMN 为等边三角形，得到AB=AC ，AM=AN 且
∠BAC=∠MAN=60°从而得到∠BAC-∠CAM=∠MAN-∠CAM ，即∠BAM=∠CAN ，证明△BAM ≌△CAN ，即可得到BM=CN ．
（2）根据△ABC ，△AMN 为等腰三角形，得到AB ：BC=1：1且∠ABC=∠AMN ，根据相似
三角形的性质得到
AB AC AM AN
＝，利用等腰三角形的性质得到∠BAC=∠MAN ，根据相似三角形的性质即可得到结论； （3）如图3，连接AB ，AN ，根据正方形的性质得到∠ABC=∠BAC=45°，∠MAN=45°，根据
相似三角形的性质得出
BM AB CN AC
＝，得到BM=2，CM=8，再根据勾股定理即可得到答案． 详解：（1）NC ∥AB ，理由如下：
∵△ABC 与△MN 是等边三角形，
∴AB=AC ，AM=AN ，∠BAC=∠MAN =60°，
∴∠BAM=∠CAN ，
在△ABM 与△ACN 中， AB AC BAM CAN AM AN =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
， ∴△ABM ≌△ACN （SAS ），
∴∠B=∠ACN=60°，
∵∠ANC+∠ACN+∠CAN=∠ANC+60°+∠CAN=180°，
∴∠ANC+∠MAN+∠BAM=∠ANC+60°+∠CAN=∠BAN+∠ANC=180°，
∴CN ∥AB ；
（2）∠ABC=∠ACN ，理由如下： ∵
AB AM BC MN
==1且∠ABC=∠AMN ， ∴△ABC ～△AMN ∴
AB AC AM AN
＝， ∵AB=BC ， ∴∠BAC=
12
（180°﹣∠ABC ）， ∵AM=MN
∴∠MAN=12
（180°﹣∠AMN ）， ∵∠ABC=∠AMN ，
∴∠BAC=∠MAN ，
∴∠BAM=∠CAN ，
∴△ABM ～△ACN ，
∴∠ABC=∠ACN ；
（3）如图3，连接AB ，AN ， ∵四边形ADBC ，AMEF 为正方形，
∴∠ABC=∠BAC=45°，∠MAN=45°，
∴∠BAC ﹣∠MAC=∠MAN ﹣∠MAC
即∠BAM=∠CAN ，
∵
AB AM BC AN == ∴AB AC AM AN
＝， ∴△ABM ～△ACN ∴
BM AB CN AC ＝，
∴
CN AC BM AB ==cos45°=2，
∴=， ∴BM=2，
∴CM=BC ﹣BM=8，
在Rt △AMC ，
==，
∴EF=AM=241．
点睛：本题是四边形综合题目，考查了正方形的性质、等边三角形的性质、等腰三角形的性质、全等三角形的性质定理和判定定理、相似三角形的性质定理和判定定理等知识；本题综合性强，有一定难度，证明三角形全等和三角形相似是解决问题的关键．
15．已知ABC V ，以AC 为边在ABC V 外作等腰ACD V ，其中AC AD =.
（1）如图①，若AB AE =，60DAC EAB ∠=∠=︒，求BFC ∠的度数.
（2）如图②，ABC α∠=，ACD β∠=，4BC =，6BD =.
①若30α=︒，60β=︒，AB 的长为______.
②若改变,αβ的大小，但90αβ+=︒，ABC V 的面积是否变化？若不变，求出其值；若变化，说明变化的规律.
【答案】（1）120°；（2）55【解析】
试题分析：（1）根据SAS ，可首先证明△AEC ≌△ABD ，再利用全等三角形的性质，可得对应角相等，根据三角形的外角的定理，可求出∠BFC 的度数；
（2）①如图2，在△ABC 外作等边△BAE ，连接CE ，利用旋转法证明△EAC ≌△BAD ，可证∠EBC=90°，EC=BD=6，因为BC=4，在Rt △BCE 中，由勾股定理求BE 即可； ②过点B 作BE ∥AH ，并在BE 上取BE=2AH ，连接EA ，EC ．并取BE 的中点K ，连接AK ，仿照（2）利用旋转法证明△EAC ≌△BAD ，求得EC=DB ，利用勾股定理即可得出结论． 试题解析：
解：（1）∵AE=AB，AD=AC，
∵∠EAB=∠DAC=60°，
∴∠EAC=∠EAB+∠BAC，∠DAB=∠DAC+∠BAC，∴∠EAC=∠DAB，
在△AEC和△ABD中{AE AB
EAC BAD AC AD
=
∠=∠
=
∴△AEC≌△ABD（SAS），
∴∠AEC=∠ABD，
∵∠BFC=∠BEF+∠EBF=∠AEB+∠ABE，
∴∠BFC=∠AEB+∠ABE=120°，
故答案为120°；
（2）①如图2，以AB为边在△ABC外作正三角形ABE，连接CE．
由（1）可知△EAC≌△BAD．
∴EC=BD．
∴EC=BD=6，
∵∠BAE=60°，∠ABC=30°，
∴∠EBC=90°．
在RT△EBC中，EC=6，BC=4，
∴22
EC BC
-22
64
-
∴5
②若改变α，β的大小，但α+β=90°，△ABC的面积不变化，
以下证明：如图2，作AH⊥BC交BC于H，过点B作BE∥AH，并在BE上取BE=2AH，连接EA，EC．并取BE的中点K，连接AK．
∵AH⊥BC于H，
∴∠AHC=90°．
∵BE∥AH，
∴∠EBC=90°．
∵∠EBC=90°，BE=2AH，
∴EC2=EB2+BC2=4AH2+BC2．
∵K为BE的中点，BE=2AH，
∴BK=AH．
∵BK∥AH，
∴四边形AKBH为平行四边形．
又∵∠EBC=90°，
∴四边形AKBH为矩形．∠ABE=∠ACD，∴∠AKB=90°．
∴AK是BE的垂直平分线．
∴AB=AE．
∵AB=AE，AC=AD，∠ABE=∠ACD，
∴∠EAB=∠DAC，
∴∠EAB+∠EAD=∠DAC+∠EAD，
即∠EAC=∠BAD，
在△EAC与△BAD中
{AB AE
EAC BAD AC AD
=
∠=∠
=
∴△EAC≌△BAD．∴EC=BD=6．
在RT△BCE中，
∴AH=1 2
∴S△ABC=1 2
考点：全等三角形的判定与性质；等腰三角形的性质。