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(1)证明:
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,AB=CD。
∵E、F分别在AB、CD延长线上,且BE=DF,
∴AE=AB+BE,CF=CD+DF,
∴AE=CF。又
∵AE∥CF,
∴四边形AECF是平行四边形,
∴AC与EF互相平分。
(2)证明:
∵EF平分∠AEC,
∴∠AEF=∠CEF。
∵四边形AECF是平行四边形,
∴AE∥CF,
∴∠AEF=∠CFE,
∴∠CEF=∠CFE,
∴CE=CF,
∴四边形AECF是菱形。
【分析】
首先,根据平行四边形的性质,$AD// BC$,可得$∠ DAC=∠ BCA$;在$\mathrm{Rt}△ ADF$中,$E$是$AF$中点,利用直角三角形斜边中线等于斜边的一半,得出$DE=AE=EF$,结合已知$AE=EF=CD$,可推得$DE=CD$,进而得到$∠ DCE=∠ DEC$。设$∠ DAC$为$x$,通过等腰三角形的性质和三角形外角的性质,可知$∠ DEC=2x$,即$∠ DCE=2x$;再结合$∠ BCD=∠ BCA+∠ DCE=3x$,代入$∠ BCD=69°$即可求解$x$的值。
【解析】
设$∠ DAC = x°$。
1. 因为四边形$ABCD$是平行四边形,
所以$AD// BC$,$∠ BCD = ∠ BAD = 69°$,
因此$∠ DAC = ∠ BCA = x°$。
2. 因为$∠ ADF = 90°$,$AE = EF$,
所以在$\mathrm{Rt}△ ADF$中,$DE$为斜边$AF$的中线,
根据直角三角形斜边中线等于斜边的一半,得$DE = AE = EF$。
3. 已知$AE = EF = CD$,所以$DE = CD$,
因此$△ DEC$为等腰三角形,$∠ DCE = ∠ DEC$。
4. 因为$DE = AE$,所以$∠ ADE = ∠ DAC = x°$,
根据三角形外角的性质,$∠ DEC = ∠ DAC + ∠ ADE = x° + x° = 2x°$,
故$∠ DCE = 2x°$。
5. 由$∠ BCD = ∠ BCA + ∠ DCE$,代入得:
$x° + 2x° = 69°$,
解得$x = 23$。
即$∠ DAC = 23°$。
【答案】
23
【知识点】
平行四边形的性质,直角三角形斜边中线性质,等腰三角形的性质
【点评】
本题综合考查了平行四边形、直角三角形及等腰三角形的性质,解题关键是通过设未知数,利用角度间的等量关系建立方程求解,需要灵活运用几何图形的性质推导角度关系。
【难度系数】
0.5
【分析】
首先,我们需要将GF+EF进行转化,利用中位线性质简化问题。先计算出AE的长度,由G是AE中点、F是EP中点,可知GF是△AEP的中位线,GF=1/2AP,EF=1/2EP,因此GF+EF=1/2(AP+EP),问题转化为求AP+EP的最小值。
接下来,利用对称点法求AP+EP的最小值:作点A关于BC的对称点A',根据对称性质AP=A'P,那么AP+EP=A'P+EP,根据两点之间线段最短,当P在A'E与BC的交点时,A'P+EP取得最小值,即A'E的长度。最后计算出A'E的长度,再代入GF+EF=1/2(AP+EP)即可得到结果。
【解析】
1. 计算线段长度:
在矩形$ABCD$中,$AD=10$,$DE=2$,所以$AE=AD-DE=10-2=8$。
因为$G$为$AE$的中点,所以$AG=GE=4$;又$F$为$EP$的中点,根据三角形中位线定理,$GF$是$△ AEP$的中位线,故$GF=\frac{1}{2}AP$,$EF=\frac{1}{2}EP$,因此$GF+EF=\frac{1}{2}(AP+EP)$。
2. 求$AP+EP$的最小值:
作点$A$关于$BC$的对称点$A'$,根据矩形性质$AB⊥ BC$,对称点$A'$与$A$关于$BC$对称。
根据对称性质,$AP=A'P$,因此$AP+EP=A'P+EP$。
根据两点之间线段最短,当$P$为$A'E$与$BC$的交点时,$A'P+EP$取得最小值,即$A'E$的长度。
设$A(0,3)$,$B(0,0)$,$C(10,0)$,$D(10,3)$,则$E(8,3)$,$A'(0,-3)$,由两点间距离公式得:
$A'E=\sqrt{(8-0)^2+(3-(-3))^2}=\sqrt{64+36}=\sqrt{100}=10$。
3. 计算$GF+EF$的最小值:
$GF+EF=\frac{1}{2}×10=5$。
【答案】
$\boldsymbol{5}$
【知识点】
三角形中位线定理;轴对称-最短路径问题;矩形的性质
【点评】
本题主要考查了最短路径问题与三角形中位线的综合应用,解题关键是通过中位线定理将所求线段和转化为已知的线段和,再利用对称点法找到最短路径,体现了转化思想的应用。
【难度系数】
0.4
【分析】
要解决本题,核心是利用翻折变换的性质:翻折前后的两个三角形全等,对应边相等。当$A_1$与$D$重合时,$A_1C$与$DC$重合,结合已知$CD$的长度,再通过翻折后$AC$与$A_1C$的等量关系,即可直接求出$AC$的长度。
【解析】
解:由翻折的性质可知,$△ ABC ≌ △ A_1BC$,
根据全等三角形的对应边相等,可得$AC = A_1C$。
当$A_1$,$D$两点重合时,$A_1C = DC$,
已知$CD = 6\mathrm{cm}$,则$A_1C = 6\mathrm{cm}$,
因此$AC = A_1C = 6\mathrm{cm}$。
【答案】
$6$
【知识点】
1. 翻折变换性质
2. 全等三角形性质
【点评】
本题侧重考查翻折变换的核心性质,解题关键是抓住翻折前后对应边相等的关系,结合已知线段长度建立等量关系求解。题目逻辑清晰,属于基础几何变换题型,有助于强化对图形变换性质的理解。
【难度系数】
0.7
【分析】
(1) 要证明AC、EF互相平分,可先证明四边形AECF是平行四边形。利用平行四边形$ABCD$对边平行且相等的性质,结合已知$BE=DF$,推导出$AE=CF$且$AE// CF$,即可证得四边形AECF是平行四边形,根据平行四边形对角线互相平分的性质,即可得出结论。
(2) 要证明四边形AECF是菱形,已知它是平行四边形,根据菱形的判定定理,只需证明一组邻边相等。利用$EF$平分$∠AEC$,结合平行线的性质,推导得出$CE=CF$,结合平行四边形的性质即可证得结论。
【解析】
(1) 证明:
∵ 四边形$ABCD$是平行四边形,
∴ $AB = DC$,$AB // DC$。

∵ $BE = DF$,
∴ $AB + BE = DC + DF$,即 $AE = CF$。
∵ $AE // CF$($AB$、$CD$为平行四边形的边,其延长线仍平行),
∴ 四边形$AECF$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)。
∴ $AC$,$EF$互相平分(平行四边形的对角线互相平分)。
(2) 证明:
∵ $AB // DC$,
∴ $∠AEO = ∠CFO$(两直线平行,内错角相等)。
∵ $EF$平分$∠AEC$,
∴ $∠AEO = ∠CEO$。
∴ $∠CEO = ∠CFO$。
∴ $CE = CF$(等角对等边)。
由(1)知四边形$AECF$是平行四边形,
∴ $□AECF$是菱形(一组邻边相等的平行四边形是菱形)。
【答案】
(1) 证明见上述解析;
(2) 证明见上述解析;
【知识点】
平行四边形的判定与性质,菱形的判定,角平分线的性质
【点评】
本题主要考查平行四边形和菱形的判定与性质,解题需熟练掌握相关判定定理与性质定理,结合平行线、角平分线的性质进行逻辑推导,理清已知条件与结论间的关联。
【难度系数】
0.6