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证明:
∵AB=CD,AD=BC,
∴四边形ABCD是平行四边形(两组对边分别相等的四边形是平行四边形)。
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OA=OC,OB=OD(平行四边形对角线互相平分)。
∵OA=OB,
∴OA=OB=OC=OD,
∴AC=BD,
∴平行四边形ABCD是矩形(对角线相等的平行四边形是矩形)。
证明:
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD//BC,AD=BC(平行四边形对边平行且相等)。
∵CF=BE,
∴BC=BE+EC=EC+CF=EF,
∴AD=EF。
∵AD//BC,
∴AD//EF,
∴四边形AEFD是平行四边形(一组对边平行且相等的四边形是平行四边形)。
∵AE⊥BC,
∴∠AEF=90°,
∴平行四边形AEFD是矩形(有一个角是直角的平行四边形是矩形)。
(1)证明:
∵CE平分∠BCD,
∴∠BCE=∠DCE。
∵EF//BC,
∴∠OEC=∠BCE(两直线平行,内错角相等),
∴∠OEC=∠DCE,
∴OE=OC(等角对等边)。同理,CF平分∠GCD,
∴∠DCF=∠GCF。
∵EF//BC,
∴∠OFC=∠GCF(两直线平行,内错角相等),
∴∠OFC=∠DCF,
∴OF=OC,
∴OE=OF。
(2)证明:
∵O为CD的中点,
∴OD=OC。
∵OE=OF,
∴四边形DECF是平行四边形(对角线互相平分的四边形是平行四边形)。
∵CE平分∠BCD,CF平分∠GCD,
∴∠DCE=1/2∠BCD,∠DCF=1/2∠DCG。
∵∠BCD+∠DCG=180°(平角定义),
∴∠DCE+∠DCF=1/2(∠BCD+∠DCG)=90°,即∠ECF=90°,
∴平行四边形DECF是矩形(有一个角是直角的平行四边形是矩形)。
【分析】
要证明四边形$ABCD$是矩形,可按以下思路推导:首先根据已知的两组对边分别相等($AB=CD$,$AD=BC$),先判定四边形$ABCD$是平行四边形;再利用平行四边形对角线互相平分的性质,结合$OA=OB$的条件,推导出对角线$AC=BD$;最后根据“对角线相等的平行四边形是矩形”的判定定理,完成证明。
【解析】
证明:
∵ $ AB = CD $,$ AD = BC $,
∴ 四边形 $ ABCD $ 是平行四边形(两组对边分别相等的四边形是平行四边形)。
∴ $ AC = 2OA $,$ BD = 2OB $(平行四边形的对角线互相平分)。
∵ $ OA = OB $,
∴ $ AC = BD $。
∴ 四边形 $ ABCD $ 是矩形(对角线相等的平行四边形是矩形)。
【答案】
四边形 $ ABCD $ 是矩形。
【知识点】
平行四边形的判定;平行四边形的性质;矩形的判定
【点评】
本题考查平行四边形与矩形的判定及性质的综合运用,解题核心是熟练掌握相关定理,按照“先证平行四边形,再证矩形”的逻辑逐步推导,明确条件与结论的关联。
【难度系数】
0.8
【分析】
要证明四边形AEFD是矩形,可先利用平行四边形的判定定理证明它是平行四边形,再结合直角条件证明其为矩形。具体思路如下:
1. 由平行四边形$ABCD$的性质,得到$AD// BC$且$AD=BC$;
2. 根据$BE=CF$,推出$BC=EF$,进而得到$AD=EF$,结合$AD// EF$,可证四边形$AEFD$是平行四边形;
3. 利用$AE⊥ BC$得出$∠ AEF=90°$,根据“有一个角是直角的平行四边形是矩形”,即可完成证明。
【解析】
证明:
∵四边形$ABCD$是平行四边形,
∴$AD// BC$且$AD=BC$(平行四边形对边平行且相等)。
∵$BE=CF$,
∴$BE+EC=CF+EC$(等式的性质),即$BC=EF$。
∴$AD=EF$。

∵$AD// BC$,即$AD// EF$,
∴四边形$AEFD$是平行四边形(一组对边平行且相等的四边形是平行四边形)。
∵$AE⊥ BC$,
∴$∠ AEF=90°$(垂直的定义)。
∴四边形$AEFD$是矩形(有一个角是直角的平行四边形是矩形)。
【答案】
四边形$AEFD$是矩形,证明如上。
【知识点】
1. 平行四边形的性质
2. 平行四边形的判定
3. 矩形的判定
【点评】
本题考查平行四边形与矩形的判定及性质的综合应用,解题关键是熟练掌握平行四边形和矩形的判定定理,通过逐步推导完成证明,逻辑清晰,属于基础几何证明题。
【难度系数】
0.7
【分析】
(1)要证明$OE=OF$,可先利用角平分线的性质得到角的等量关系,再结合平行线的性质,通过等角对等边得到$OE=OC$、$OF=OC$,进而推出$OE=OF$;
(2)要证明四边形$DECF$是矩形,先根据对角线互相平分的四边形是平行四边形,结合$O$是$CD$中点和(1)的结论证明四边形$DECF$是平行四边形,再利用角平分线的性质证明$∠ ECF=90°$,根据有一个角是直角的平行四边形是矩形即可得证。
【解析】
(1)证明:
∵$CE$平分$∠ BCD$,$CF$平分$∠ GCD$,
∴$∠ BCE=∠ DCE$,$∠ DCF=∠ GCF$。
∵$EF// BC$,
∴$∠ BCE=∠ FEC$,$∠ EFC=∠ GCF$。
∴$∠ DCE=∠ FEC$,$∠ EFC=∠ DCF$。
根据等角对等边,可得$OE=OC$,$OF=OC$。
∴$OE=OF$。
(2)证明:
∵$O$为$CD$的中点,
∴$OD=OC$。

∵由(1)知$OE=OF$,
∴四边形$DECF$的对角线互相平分,故四边形$DECF$是平行四边形。
∵$CE$平分$∠ BCD$,$CF$平分$∠ GCD$,
∴$∠ DCE=\frac{1}{2}∠ BCD$,$∠ DCF=\frac{1}{2}∠ DCG$。
∴$∠ DCE+∠ DCF=\frac{1}{2}(∠ BCD+∠ DCG)$,

∵$∠ BCD+∠ DCG=180°$,
∴$∠ DCE+∠ DCF=\frac{1}{2}×180°=90°$,即$∠ ECF=90°$。
∵有一个角是直角的平行四边形是矩形,
∴四边形$DECF$是矩形。
【答案】
(1)证明见上述解析;
(2)证明见上述解析;
【知识点】
角平分线性质,平行线性质,矩形的判定
【点评】
本题综合考查了角平分线、平行线的性质,以及平行四边形和矩形的判定定理,需要熟练掌握相关几何定理,通过角与角、边与边的等量转化,逐步完成证明,培养逻辑推理能力。
【难度系数】
0.7