全国各地中考数学压轴题专集答案之7平行四边形矩形菱形正方形梯形.docx

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全国各地中考数学压轴题专集答案之7平行四边形矩形菱形正方形梯形

2011年全国各地中考数学压轴题专集答案

七、平行四边形、矩形、菱形、正方形、梯形

1.解:

(1)由题意,得四边形ABCD是菱形,∴OA=OC=AC=5,OB=OD=BD=3

由EF∥BD,得△AEF∽△ABD

O

∴=,即EF=(5-h1)

∴S=2S△OEF=EF·h1=(5-h1)·h1=-(h1-)2+

∴当h1=时,S有最大值6分

(2)根据题意,得OE=OM

作OR⊥AB于R,OB关于OR对称线段为OS

①当点E,M不重合时,则OE,OM在OR的两侧,易知RE=RM

∵AB==,∴OR=

S

∴BR==

设EF,MN分别交OA于点K,L,则ML∥EK∥OB

∴=,=

∴+=+=,即+=

∴h1+h2=,此时h1的取值范围为0<h1<且h1≠

②当点E,M重合时,则h1=h2,此时h1的取值范围为0<h1<512分

2.解:

(1)∵M是BC的中点,∴CM=BM

又∠PMC=∠DMB,∴Rt△PMC≌Rt△DMB2分

∴DB=PC=2-m,∴AD=4-m3分

∴点D的坐标为(2,4-m)4分

(2)分三种情况:

①若AP=AD

则4+m2=(4-m)2,解得m=6分

F

②若PD=PA

过P作PF⊥AB于F,则AF=DF=AD=(4-m)

又OP=AF,∴m=(4-m)

解得m=8分

③若DP=DA

∵△PMC≌△DMB,∴PM=PD=AD=(4-m)

又PC2+CM2=PM2,∴(2-m)2+12==(4-m)2

解得m1=,m2=2(舍去)10分

综上所述,当△APD是等腰三角形时,m的值为或或

(2)点H所经过的路径长为π12分

解答过程如下(原题不作要求,本人添加,仅供参考):

连接OM,设OM中点为N,连接NC,NH,则NH=NC=OM(定值)

∴当点P从点O向点C运动时,点H所经过的路径是以N为圆心,NH为半径的一段圆弧

N

∵BC=2,M是BC的中点,∴CM=BM=1

∴OM==,∴NH=

当P与O重合时,易得∠HOE=45°,∴∠COH=45°

∴∠CNH=90°

∴点H所经过的路径长为:

×π=π

 

3.解:

(1)在平行四边形ABCD中,AB∥CD,∴∠BAD=180°-∠ADC=180°-

∵△HAD和△EAB都是等腰直角三角形,∴∠HAD=∠EAB=45°

∴∠HAE=360°-∠HAD-∠EAB-∠BAD

=360°-45°-45°-(180°-)

=90°+

(2)∵△EAB和△GCD都是等腰直角三角形,∴AE=AB,DG=CD

在平行四边形ABCD中,AB=CD,∴AE=DG

∵△HAD和△GCD都是等腰直角三角形,∴∠HDA=∠CDG=45°

∴∠HDG=∠HDA+∠ADC+∠CDG=90°+=∠HAE

∵△HAD是等腰直角三角形,∴HA=HD

∴△HAE≌△HDG,∴HE=HG

(3)四边形EFGH是正方形

理由如下:

(2)同理可得:

GH=GF,FG=FE

∵HE=HG,∴GH=GF=FE=HE

∴四边形EFGH是菱形

∵△HAE≌△HDG,∴∠DHG=∠AHE

又∵∠AHD=∠AHG+∠DHG=90°,∴∠EHG=∠AHG+∠AHE=90°

∴四边形EFGH是正方形

4.

(1)证明:

如图1

E

∵AF平分BAD,∴BAF=DAF

∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD∥BC,AB∥CD

∴DAF=CEF,BAF=F

∴CEF=F

∴CE=CF2分

(2)BDG=453分

(3)解:

分别连结GB、GE、GC(如图3)

∵AB∥DC,ABC=120,∴ECF=ABC=120

3

∵FG∥CE且FG=CE,∴四边形CEGF是平行四边形

(1)得CE=CF,∴CEGF是菱形

∴EG=EC,GCE=GCF=ECF=60

∴△ECG是等边三角形

∴EG=CG①

GEC=EGC=60,∴GEC=GCF

∴BEG=DCG②

由AD∥BC及AF平分BAD可得BAE=AEB,∴AB=BE

在□ABCD中,AB=DC

∴BE=DC③

由①②③得△BEG≌△DCG,∴BG=DG,∠1=∠2

∴BGD=1+3=2+3=EGC=60

∴△BDG是等边三角形

∴BDG=607分

N

5.

(1)

(2)如图

①作出BN=(BM=4,MN=1,∠MNB=90°)

②画出两条裁剪线AK,BE(AK=BE=,BE⊥AK)

③平移△ABE和△ADK

此时,得到的四边形BEFG即为所求

 

G

6.解:

(1)当点E在BC的延长线上时,过O作OG⊥BC于G

则OG=AB=3,BG=CG=BC=4

∴OC==5

∵CE=OC,∴CE=5

∵CF∥OG,∴=,即=

∴CF=4分

当点E在边BC上时,易证点F在CD的延长线上,与题意不符,舍去6分

(2)①若AD=ED=8,且点E在BC的延长线上

P

由勾股定理,得CE===2

∵AD∥BE,∴===

∴BP=DP

又BP+DP=BD=AC===10

∴DP+DP=10

∴DP=6分

P

②若AD=ED=8,且点E在边BC上

同理可得:

===

∴BP=DP

∴DP+DP=10

∴DP=7分

P

③若AE=DE

易证△AEB≌△DEC,∴BE=CE=BC=4

同理可得:

==

∴DP=BD=8分

④若AE=AD=8

P

∴BE===2

同理可得:

===

∴DP+DP=10

∴DP=9分

综上所述,若△ADE为等腰三角形,DP的长为:

或或或10分

 

7.

(1)解:

∵BD⊥CD,∠DCB=45°

∴∠DBC=45°=∠DCB,∴BD=CD=21分

在Rt△BDC中,BC==22分

∵CE⊥BE,点G为BC的中点,∴EG=BC=4分

(2)证明:

在线段CF上截取CH=BA,连结DH5分

∵BD⊥CD,BE⊥CE,∴∠EBF+∠EFB=90°,∠DFC+∠DCF=90°

又∵∠EFB=∠DFC,∴∠EBF=∠DCF6分

H

又∵BD=CD,BA=CH,∴△ABD≌△HCD

∴AD=HD,∠ADB=∠HDC7分

又∵AD∥BC,∴∠ADB=∠DBC=45°

∴∠HDC=45°,∴∠HDB=∠BDC-∠HDC=45°

∴∠ADB=∠HDB8分

又∵AD=HD,DF=DF,∴△ADF≌△HDF

∴AF=HF9分

∴CF=CH+HF=AB+AF10分

8.

(1)证明:

设AD与l2交于点E,BC与l3交于点F

由已知BF∥ED,BE∥FD

∴四边形BEDF是平行四边形,∴BE=DF

又AB=CD,∴Rt△ABE≌Rt△CDF,∴h1=h34分

(2)证明:

作BG⊥l4,DH⊥l4,垂足分别为G、H

G

在Rt△BGC和Rt△CHD中

∵∠BCG+∠DCH=180°-∠BCD=90°,∠CDH+∠DCH=90°

∴∠BCG=∠CDH

又∠BGC=∠CHD=90°,BC=CD

∴Rt△BGC≌Rt△CHD,∴CG=DH=h3

又BG=h2+h3,∴BC2=BG2+CG2=(h2+h3)2+h32=(h1+h2)2+h12

∴S=BC2=(h1+h2)2+h127分

(3)解:

∵h1+h2=1,∴h2=1-h1

∴S=(h1+1-h1)2+h12=h12-h1+1=(h1-)2+

∵h1>0,h2>0,∴1-h1>0,∴0<h1<12分

∴当0<h1<时,S随h1的增大而减小;当<h1<时,S随h1的增大而增大

14分

 

R

9.证明:

分别过点D、A、F作直线BC的垂线,垂足分别为P、R、Q

∵四边形ABDE为正方形,∴AB=BD,∠ABD=90°

∴∠DBP=∠BAR,∴Rt△DPB≌Rt△BAR

∴DP=BR,PB=AR,同理CQ=AR,CR=FQ

∴PB=CQ

又N为BC的中点,∴BN=NC

∴PB+BN=CQ+NC,即PN=QN

在直角梯形DPQF中,M为DF的中点,N为PQ的中点

∴MN∥DP,MN=(DP+FQ)=(BR+CR)=BC

又DP⊥BC,∴MN⊥BC

即:

MN⊥BC且MN=BC

10.解:

(1)∵P,Q分别是矩形ABCD中AD,BC的中点

Q

∴AP=AD=AF,∠APF=90°,∴∠AFP=30°

∴∠PF=AP=AD=×12=6(cm)

DAF=60°,∴∠DAE=30°

∴AE===8(cm)

(2)∵DP=AD=4(cm),∴AP=AD=8(cm)

G

∴FP==4(cm)

∵DE=EF,∠AED=∠AEF,∠AED=∠FGE

∴∠FGE=∠FEG,∴GF=EF=DE

设DE=x,则GF=x

∵△APG∽△ADE,∴==,∴PG=x

∴x+x=4,∴x=

∴AE==

(3)①AE=12②12

11.解:

(1)过点A作AE⊥BC,垂足为E,过点Q作QF⊥BC,垂足为F

由AD=4,BC=9,可知BE=1分

由∠B=45°可知在等腰Rt△ABE中

F

AB=BE=2分

(2)设BP=x,则PC=9-x,CQ=x

由∠C=∠B=45°可得QF=x3分

∴S△PCQ=PC·QF=·(9-x)·x=-(x-)2+5分

即当x=时,△PCQ的面积最大,且最大值为6分

(3)不存在7分

过点P作PM∥CD交AB于M点

∵∠B=45°,BP=CQ,BP=MP,∴MP≠CQ9分

∴四边形PCQM不可能是平行四边形,更不可能是菱形

即在AB边上不存在点M,使得四边形PCQM为菱形10分

12.解:

(1)等腰2分

图①

(2)如图①,连接BE,画BE的中垂线交BC于点F,连接EF,△BEF是矩形ABCD的一个折痕三角形3分

∵折痕垂直平分BE,AB=AE=2

∴点A在BE的中垂线上,即折痕经过点A

∴四边形ABFE为正方形

∴BF=AB=2,∴F(2,0)6分

图②

(3)矩形ABCD存在面积最大的折痕三角形BEF,其面积为47分

理由如下:

①当F在边BC上时,如图②所示

S△BEF≤S矩形ABCD,即当F与C重合时,面积最大为48分

②当F在边CD上时,如图③所示

H

过F作FH∥BC交AB于点H,交BE于点K

∵S△EKF=KF·AH≤HF·AH=S矩形AHFD

S△BKF=KF·BH≤HF·BH=S矩形BCFH

∴S△BEF≤S矩形ABCD=4

即当F为边CD中点时,△BEF面积最大为49分

下面求面积最大时,点E的坐标

(F)

①当F与点C重合时,如图④所示

由折叠可知CE=CB=4

在Rt△CED中,ED===2

∴AE=4-2,∴E(4-2,2)11分

②当F在边DC的中点时,点E与点A重合,如图⑤所示

此时E(0,2)

综上所述,折痕△BEF的最大面积为4时,点E的坐标为E(0,2)或E(4-2,2)

(E)

12分

 

图1

13.解:

(1)当点E与D重合时,如图1

∵AB∥CD,∴∠ABD=∠BDC

又∠DBC=∠A=90°

得△ABD∽△BDC,∴=

即=,∴BD2=18

∴AD===33分

F

(2)作BF⊥DC于F,如图2

则∠ABE+∠EBF=90°,∠EBF+∠FBC=90°

∴∠ABE=∠FBC

又∠A=∠BFC=90°,∴△ABE∽△FBC

∵AB∥CD,∴BF=AD=x,FC=CD-DF=6-3=3

∴=,即=

∴y=x-(x>3)7分

3

(3)假设能使△ABE、△CDE与△BCE都相似

有以下两种情况:

①当点E在边AD上时,如图3

易知∠EBC=∠A=∠D=90°

考虑∠1的对应角,容易得到∠1≠∠ABE,∠1≠∠DCE

所以必有∠1=∠2=∠3=60°

3

在Rt△ABE、Rt△DCE中,易得AE=,DE=2

∴AD=3

此时BE=2,CE=4,BC=6

即能使△ABE、△CDE与△BCE都相似

②当点E在边AD的延长线上时,如图4

类似①可知∠1=∠2=∠3=30°,可求得AD=

同样能使△ABE、△CDE与△BCE都相似12分

14.解:

(1)过G作GH⊥AD,垂足为H,则∠1+∠2=90°

∵FG垂直平分AE,∴∠1+∠3=90°

3

∴∠2=∠3,∴Rt△ADE∽Rt△GHF

∴==

(2)在Rt△ADE中,AE2=AD2+DE2=16+(3-x)2=x2-6x+25

则y=2S△AGF=2×FG·AO=FG·AE=×AE2

=(x2-6x+25)

=x2-x+(0≤x≤)

∵y=(x2-6x+25)=(x-3)2+6

(E)

∴抛物线开口向上,且对称轴为直线x=3

∴当0≤x≤时,y随x的增大而减小

∴当x=0时,y取最大值

此时四边形AGEF为菱形,理由如下:

此时点E与C重合,即AE是矩形ABCD的对角线

又∵FG垂直平分AE,垂足为O

∴点O为矩形ABCD的对称中心,∴OF=OG

∴四边形AGEF为菱形

15.解:

(1)由题意,得AB=AF=10

∵AD=6,∴DF==8,∴CF=22分

设EF=x,则BE=EF=x,CE=6-x

在Rt△CEF中,CE2+CF2=EF2,∴(6-x)2+22=x2

G

解得x=,∴EF=4分

(2)∵PM∥EF,∴△APM∽△AFE,∴=

即=,∴PM=t

易知四边形PMNF是矩形

∴S=PM·PF=t(10-t)=-t2+t=-(t-5)2+6分

∴当t=5时,S最大=8分

(3)①若AM=FM,则∠FAM=∠AFM

∵∠FAM+∠MEF=90°,∠AFM+∠MFE=90°

∴∠MEF=∠MFE,∴ME=MF,∴AM=ME

过M作MG⊥AB于G,则MG∥BE

∴AG=AB=5,MG=BE=

∴M1(5,)10分

H

②若AM=AF=10,过M作MH⊥AB于H

在Rt△AEB中,AE==

由△AMH∽△AEB,得==

即==,∴AH=3,MH=

∴M2(3,)12分

图1

16.解:

(1)由题意得点B的坐标为(6,2)

若直线y=-x+m过点C时,则m=2

若直线y=-x+m过点A时,则-×6+m=0,即m=4

若直线y=-x+m过点B时,则-×6+m=2,即m=6

①若点N在线段OA上,即2<m≤4时,如图1

图2

在y=-x+m中,令y=0,得x=m,∴N(m,0)

∴S=ON·OC=×m×2=m2分

②若点N在AB上,即4<m<6时,如图2

在y=-x+m中,令y=2,得x=m-3,∴M(m-3,0)

把x=6代入y=-x+m,得y=m-4,∴N(6,m-4)

∴BM=6-(m-3)=9-m,BN=2-(m-4)=6-m

3

∴S=S矩形OABC-(S△COM+S△AON+S△BMN)

=6×2-[(m-3)×2+(m-4)×6+(9-m)(6-m)]

=-m2+m

∴S=5分

(2)①如图3,由轴对称的性质可知,若B、N、B1三点在同一直线上

则BN⊥MN,∴∠1+∠3=90°

又∠2+∠3=90°,∴∠1=∠2

设直线MN交y轴于点P,则tan∠1==,tan∠2=

∴=,即=7分

解得m=8分

H

②如图4,设O1A1与CB相交于点D,OA与C1B1相交于点E,则矩形O1A1B1C1与矩形OABC重叠部分的面积为四边形MEND的面积

由题意知,MD∥EN,ME∥DN,∴四边形MEND为平行四边形

由轴对称的性质知,∠DNM=∠ENM

又∠DMN=∠ENM,∴∠DNM=∠DMN

∴DM=DN,∴平行四边形MEND为菱形9分

过点M作MH⊥OA于H

由题易知,tan∠MNE=,MH=2,∴HN=3

设菱形MEND的边长为a,则在Rt△MHE中,由勾股定理得:

a2=(3-a)2+22,∴a=10分

∴S菱形MEND=EN·MH=×2=11分

故矩形O1A1B1C1与矩形OABC重叠部分的面积不发生变化,面积始终为

12分

P0

17.解:

(1)假设△CPQ为等边三角形,则x=PQ=BQ=CQ=

连接AQ,∵△CPQ为等边三角形,∴∠PQC=60°

∴∠PQB=120°,∴∠AQB=60°

∴tan∠AQB=,即=tan60°=,∴x=

得出自相矛盾;∴△CPQ不能为等边三角形3分

(2)△CPQ的周长=PQ+CQ+PC=BQ+CQ+PC=BC+PC=1+PC

∵PC≥AC-PA=-1,∴△CPQ的周长≥1+-1=

即当点P运动至与对角线AC的交点时,△CPQ的周长取得最小值

P0

6分

(3)连接AC交于点P0,则∠P0CQ=45°,∠CP0Q=90°

∴x=P0Q=P0C=-1

①当P在上运动时,∵∠APQ=90°,∴0°<∠CPQ<90°

此时△CPQ为锐角三角形,x>-18分

②当P与P0重合时,∠CPQ=90°

此时△CPQ为直角三角形,x=-1…9分

③当P在上运动时,∵∠APC<180°,∠APQ=90°,∴90°<∠CPQ<180°

此时△CPQ为钝角三角形,x<-110分

G

18.解:

(1)当t=5秒时,AP=EQ=5,∴EP=5-4=1

∵EF∥AD,∴∠PEQ=∠A

∴sin∠PEQ=sinA=,∴cos∠PEQ=

过作P作PG⊥EF于G,则PG=,EG=

∴GQ=5-=

∴PQ==23分

(2)∵BQ平分∠ABC,∴∠EBQ=∠CBQ

M

∵EF∥AD∥BC,∴∠CBQ=∠BQE

∴∠EBQ=∠BQE,∴EQ=BE=10-4=6

∴t=6,∴BP=10-6=4,PE=6-4=2

延长PQ交CD于点M

∵AB∥DC,∴△EPQ∽△FMQ

∴=,∴MF==

∴MD=4-=,CM=10-=

BP+BC+CM=4+10+=,AP+AD+MD=6+10+=

:

=8:

7

G

因此菱形的周长被分为和两部分,这两部分的比为8:

77分

(3)过P作PH⊥AD于H,交EF于G

则PH=t,PG=(t-4),EG=(t-4)

∴GQ=t-(t-4)=t+

∴PQ2=PG2+GQ2=[(t-4)]2+(t+)2

若以P为圆心,PQ长为半径的⊙P与直线AD相切,则PQ2=PH2

即[(t-4)]2+(t+)2=(t)2

整理得t2-20t+100=0,解得t=1012分

 

19.解:

(1)如图1,过点C作CN⊥x轴于N,则四边形DONC为矩形,∴ON=CD

∵四边形ABCD是菱形,AB=10,∴AB=BC=CD=AD=10,∴ON=10

∵A(-6,0),∴OA=6

∴OD===81分

∴点C的坐标为(10,8)2分

(2)如图1,过点P作PH⊥BC于H,则∠PHC=∠DOA=90°

x

∵四边形ABCD是菱形,∴∠PCH=∠DAO

∴△PHC∽△DOA3分

∴==,即==

∴CH=x,PH=x4分

∴BH=10-x

∵PE∥BC,BQ⊥PQ,∴∠PQB=∠QBH=∠PHB=90°

∴四边形PQBH为矩形,∴PQ=BH=10-x

∴y=10-x(0<x<10)6分

(3)如图2,过点P作PH′⊥BC于H′,则四边形PQBH′是矩形,∴BQ=PH′=x

∵PE∥BC,∴∠PED=∠CBD

∵CD=CB,∴∠CBD=∠CDB

∴∠CDB=∠PED,∴PE=PD=10-x

G

∴QE=PQ-PE=10-x-(10-x)=x7分

过点D作DG⊥PQ于点G,过点A作AF⊥PQ交PQ的延长线于点F

则∠DGF=∠AFG=90°

∵PQ∥BC,∴PQ∥AD,∴∠ADG=90°

∴四边形AFGD为矩形,∴AF=DG

∵PQ∥BC,∴∠DPG=∠C

∵∠DGP=∠PH′C=90°,∴△DGP∽△PH′C

∴=,∴AF=DG=(10-x)=8-x8分

∵S△BQE+S△AQE=EQ·BQ+EQ·AF=×x·x+×x·(8-x)=x

S△DEP=PE·DG=(10-x)·(8-x)=x2-8x+40,S△BQE+S△AQE=S△DEP

∴x=(x2-8x+40),整理得x2-25x+100=0,∴x1=5,x2=20

∵0<x<10,∴x2=20不符合题意,舍去,∴x=5

∴当x=5时,S△BQE+S△AQE=S△DEP9分

∵PH′=x=4<5,∴⊙P与直线BC相交10分

H

20.解:

(1)EG=CG,EG⊥CG2分

(2)EG=CG,EG⊥CG4分

证明:

如图3,延长FE交DC延长线于H,连接GH

∵∠AEH=90°,∠EBC=90°,∠BCH=90°

∴四边形BEHC是矩形,∴BE=CH,∠EHC=90°

H

又∵BE=EF,∴EF=CH

∵∠EHC=90°,FG=DG,∴HG=DF=FG

∵BC=EH,BC=CD,∴EH=CD

∵EF=CH,∴FH=DH,∴∠F=45°

又FG=DG,∴∠CHG=∠EHC=45°

H

∴∠F=∠CHG,∴△EFG≌△CHG

∴EG=CG,∠EGF=∠CGH6分

∵∠FHC=90°,FH=DH,FG=DG,∴HG⊥DF

∴∠EGF+∠EGH=90°

∴∠CGH+∠EGH=90°,即∠EGC=90°

∴EG⊥CG8分

(3)EG=CG,EG⊥CG9分

证明:

如图4,延长CG至H,使GH=CG,连接HF、HE、EC

∵GF=GD,∠HGF=∠CGD,GH=GC,∴△HFG≌△CDG

H

∴HF=CD,∠GHF=∠GCD,∴HF∥CD

∵正方形ABCD,∴HF=BC,HF⊥BC

∵△BEF是等腰直角三角形,∴EF=BE,EF⊥BE

∴∠HFE=∠CBE,∴△HFE≌△CBE

∴EH=EC,∠FEH=∠B

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