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:
由
(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
由
(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