四边形总复习(一)
一.知识结构
        
  

二.突出图形性质的探索过程,重视直观操作和逻辑推理的有机结合.
  在本章,重点研究了一些特殊的四边形,由于涉及的图形比较多,因此,本章涉及的图形的性质和判定方法也比较多.教学时要注意突出图形性质的探索过程,重视直观操作和逻辑推理的有机结合,通过各种手段,如观察度量、实验操作、图形变换、逻辑推理等来探索图形的性质.
【实践案例】
  如教学“平行四边形的性质”
  (1)平行四边形是中心对称图形,对角线的交点是它的对称中心:
  (2)平行四边形的对边平行且相等:
  (3)平行四边形的对角相等,邻角互补:
  (4)平行四边形的对角线互相平分.

  再如教学“平行四边形的判定方法”
  

  再如教学矩形
  矩形定义:有一个角是直角的平行四边形叫做矩形.
  矩形的性质:(1)具有平行四边形的所有性质;
        (2)对角线相等;
        (3)四个角都是直角;
        (4)是轴对称图形,它有两条对称轴.
  矩形的判定方法:(1)有一个角是直角的平行四边形;
          (2)有三个角是直角的四边形;
          (3)对角线相等的平行四边形;
          (4)对角线相等且互相平分的四边形.

[实践案例]
  以下是平行四边形、矩形、菱形、正方形的知识点对比.
名称 定义 性质 判定 面积




两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形。 ①对边平行;
②对边相等;
③对角相等;
④邻角互补;
⑤对角线互相平分;⑥是中心对称图形
①定义;
②两组对边分别相等的四
 边形;
③一组对边平行且相等的
 四边形;
④两组对角分别相等的四
 边形;
⑤对角线互相平分的四边
 形。
S=ah(a为一边长,h为这条边上的高)

有一个角是直角的平行四边形叫做矩形 除具有平行四边形的性质外,还有:①四个角都是直角;②对角线相等;③既是中心对称图形又是轴对称图形。 ①有三个角是直角的四边形是矩形;②对角线相等的平行四边形是矩形;③定义。 S=ab(a为一边长,b为另一边长)

有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形。 除具有平行四边形的性质外,还有①四条边相等;②对角线互相垂直,且每一条对角线平分一组对角;③既是中心对称图形又是轴对称图形。 ①四条边相等的四边形是菱形;②对角线垂直的平行四边形是菱形;③定义。 ①S=ah(a为一边长,h为这条边上的高);
(b、c为两条对角线的长)


有一组邻边相等且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形 具有平行四边形、矩形、菱形的性质:①四个角是直角,四条边相等;②对角线相等,互相垂直平分,每一条对角线平分一组对角;③既是中心对称图形又是轴对称图形。 ①有一组邻边相等的矩形是正方形;②有一个角是直角的菱形是正方形;③定义。 (a为边长);
(b为对角线长)
  另外教学时要求让学生自行完成一些判定定理、性质定理的证明,有利于学生深刻理解概念的本质属性、概念之间的复杂的联系。

三.精典例题解答:
  1.已知:如图,E、F是平行四边形ABCD的对角线AC上的两点,AE=CF。
      求证:(1)△ADF≌△CBE;(2)EB∥DF。
                
  证明:(1)∵ AE=CF
        ∴ AE+EF=CF+FE 即 AF=CE
        又ABCD是平行四边形,
        ∴ AD=CB,AD∥BC
        ∴ ∠DAF=∠BCE
        在△ADF与△CBE中
       
        ∴ △ADF≌△CBE(SAS)
     (2)∵ △ADF≌△CBE
        ∴ ∠DFA=∠BEC
        ∴ DF∥EB

  2.如图,平行四边形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,E、F是直线AC上的两点,并且AE=CF,求证:四边形BFDE是平行四边形。
              
  证明:∵ 四边形ABCD是平行四边形
     ∴ OA=OC,OB=OD
     又∵ AE=CF
     ∴ OA+AE=OC+CF 即 OE=OF
     ∴ 四边形BFDE是平行四边形

  3.如图,在梯形纸片ABCD中,AD∥BC,AD>CD,将纸片沿过点D的直线折叠,使点C落在AD上的点C’处,折痕DE交BC于点E,连结
  求证:四边形是菱形。
                  
  证明:根据题意可知
     则
     ∵ AD∥BC
     ∴
     ∴ ∠CDE=∠CED
     ∴ CD=CE
     ∴
     ∴ 四边形为菱形

  4.把正方形ABCD绕着点A,按顺时针方向旋转得到正方形AEFG,边FG与BC交于点H(如图)。试问线段HG与线段HB相等吗?请先观察猜想,然后再证明你的猜想。
                    
  解:HG=HB。
    证法1:连结AH,
        ∵ 四边形ABCD,AEFG都是正方形
        ∴ ∠B=∠G=90°
        由题意知AG=AB,又AH=AH
        ∴ Rt△AGH≌Rt△ABH(HL)
        ∴ HG=HB
    证法2:连结GB
        ∵ 四边形ABCD,AEFG都是正方形
        ∴ ∠ABC=∠AGF=90°
        由题意知AB=AG
        ∴ ∠AGB=∠ABG
        ∴ ∠ABC-∠ABG =∠AGF-∠AGB 即∠HBG=∠HGB
        ∴ HG=HB

  5.如图,正方形ABCD绕点A逆时针旋转n°后得到正方形AEFG,边EF与CD交于点O。    
  (1)以图中已标有字母的点为端点连结两条线段(正方形的对角线除外),要求所连结的两条线段相
     交且互相垂直,交说明这两条线段互相垂直的理由;
  (2)若正方形的边长为2cm,重叠部分(四边形AEOD)的面积为,求旋转的角度n。
                    
  解:(1)我连结的两条相交且互相垂直的线段是____AO____和____DE____。
       理由如下:
       ∵ 在Rt△ADO与Rt△AEO中,AD=AE,AO=AO,
       ∴ Rt△ADO≌Rt△AEO
       ∴ ∠DAO=∠OAE(即AO平分∠DAE)
       ∴ AO⊥DE(等腰三角形的三线合一)
       注:其它的结论也成立如GD⊥BE。
    (2)∵ 四边形AEOD的面积为
       ∴ 三角形ADO的面积=
       ∵ AD=2
       ∴
       ∴ ∠DAO=30°
       ∴ ∠EAB=30°即旋转的角度是30°

  6.四边形ABCD、DEFG都是正方形,连接AE、CG。
  (1)求证:AE=CG;
  (2)观察图形,猜想AE与CG之间的位置关系,并证明你的猜想。
                     
  证明:(1)如图,
        ∵ AD=CD,DE=DG,∠ADC=∠GDE=90°
        又 ∠CDG=90°+∠ADG=∠ADE
        ∴ △ADE≌△CDG
        ∴ AE=CG
     (2)猜想:AE⊥CG。
        证明:如图,设AE与CG交点为M,AD与CG交点为N
           ∵ △ADE≌△CDG
           ∴ ∠DAE=∠DCG
           又∵ ∠ANM=∠CND
           ∴ △AMN∽△CDN
           ∴ ∠AMN=∠ADC=90°
           ∴ AE⊥CG

  7.已知:如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC,垂足为点D,AN是△ABC外角∠CAM的平分线,CE⊥AN,垂足为点E,
  (1)求证:四边形ADCE为矩形;
  (2)当△ABC满足什么条件时,四边形ADCE是一个正方形?并给出证明。
                     
  证明:(1)在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC
        ∴ ∠BAD=∠DAC
        ∵ AN是△ABC外角∠CAM的平分线
        ∴ ∠MAE=∠CAE
        ∴
        又∵ AD⊥BC,CE⊥AN
        ∴ ∠ADC=∠CEA=90°
        ∴ 四边形ADCE为矩形
     (2)当时(答案不唯一),四边形ADCE是正方形。
        证明:∵ AB=AC,AD⊥BC于D
           ∴
           又
           ∴ DC=AD
           由(1)四边形ADCE为矩形
           ∴ 矩形ADCE是正方形

  8.将平行四边形纸片ABCD按如图方式折叠,使点C与A重合,点D落到处,折痕为EF。
  (1)求证:△ABE≌△AD′F;
  (2)连接CF,判断四边形AECF是什么特殊四边形?证明你的结论。
                 
  证明:(1)由折叠可知:
        ∵ 四边形ABCD是平行四边形
        ∴ ∠B=∠D,AB=CD,∠C=∠BAD
        ∴ ∠B=∠D′,AB=AD′
        ∠D′AE=∠BAD,即∠1+∠2=∠2+∠3
        ∴ ∠1=∠3
        ∴ △ABE≌△AD′F
     (2)四边形AECF是菱形。
        由折叠可知:AE=EC,∠4=∠5
        ∵ 四边形ABCD是平行四边形
        ∴ AD∥BC
        ∴ ∠5=∠6
        ∴ ∠4=∠6
        ∴ AF=AE
        ∵ AE=EC
        ∴ AF=EC
        又∵ AF∥EC
        ∴ 四边形AECF是平行四边形
        ∵ AF=AE
        ∴ 四边形AECF是菱。

  9.如下图,已知P正方形ABCD的对角线AC上一点(不与A、C重合),PE⊥BC于点E,PF⊥CD于点F.
                 
  (1)求证:BP=DP;
  (2)若四边形PECF绕点C按逆时针方向旋转,在旋转过程中是否总有BP=DP?若是,请给予证明;若不
     是,请用反例加以说明;
  (3)试选取正方形ABCD的两个顶点,分别与四边形PECF的两个顶点连结,使得到的两条线段在四边
     形PECF绕点C按逆时针方向旋转的过程中长度始终相等,并证明你的结论.
  思路分析:(1)解法一:在△ABP与△ADP中,利用全等可得BP=DP.
           解法二:利用正方形的轴对称性,可得BP=DP.
        (2)不是总成立.当四边形PECF绕点C按逆时针方向旋转,点P旋转到BC边上时,
           DP>DC>BP,此时BP=DP不成立.
           说明:未用举反例的方法说理的不得分.
        (3)连接BE、DF,则BE与DF始终相等.
           在图中,可证四边形PECF为正方形,
           在△BEC与△DFC中,可证△BEC≌△DFC.
           从而有BE=DF

  10.为创建绿色校园,学校决定对一块正方形的空地进行种植花草,现向学生征集设计图案.图案要求只能用圆弧在正方形内加以设计,使正方形和所画的图弧构成的图案,既是轴对称图形又是中心对称图形.种植花部分用阴影表示.请你在图③、图④、图⑤中出三种不同的的设计图案.
  提示:在两个图案中,只有半径变化而圆心不变的图案属于同一种,例如:图①、图②只能算一种.
  
  解:以下为不同情形下的部分正确法,答案不唯一.


  11.如图,等腰梯形ABCD中,AB=15,AD=20,∠C=30°。点M、N同时以相同速度分别从点A、点D开始在AB、AD(包括端点)上运动。
  (1)设ND的长为x,用x表示出点N到AB的距离,并写出x的取值范围。
  (2)设,用t表示△AMN的面积。
  (3)求△AMN的面积的最大值,并判断取最大值时△AMN的形状。

  解:(1)过点N作BA的垂线NP,交BA的延长线于点P。
       由已知:
       ∵ 四边形ABCD是等腰梯形,AB∥CD,∠D=∠C=30°,
       ∴ ∠PAN=∠D=30°。
       在Rt△APN中,
       即点N到AB的距离为
       ∵ 点N在AD上,,点M在AB上,
       ∴ x的取值范围是
    (2)根据(1),
    (3)∵ ,∴ 当t=0时,即x=10时,有最大值25。
       当x=10时,即ND=AM=10,AN=AD-ND=10,即AM=AN。
       此时,△AMN为等腰三角形。

  12.(08通州22改编)如图,在ABCD中,AB=8cm,AD=6cm,∠DAB=60°,点M是边AD上一点,且DM=2cm,点E、F分别是边AB、BC上的点,EM、CD的延长线交于G,GF交AD于O,设AE=CF=x,
  (1)试用含x的代数式表示△CGF的面积;
  (2)当GF⊥AD时,求AE的值。
               
  解:(1)∵ 在平行四边形ABCD中CD=AB=8,BC=AD=6
       ∵ DM=2,AD=6,∴ AM=4,
       取AM、ME中点P、Q,则由中位线定理知,PQ∥AE且
       由AE∥GD可得PQ∥GD从而△DGM≌△PQM
       ∴
       过点F作FN⊥CD于N,
       ∵ ∠C=∠A=60°,CF=x
      
       ∴
    (2)当GF⊥AD时,
       ∵ AD∥BC,∠GDA=∠A=60°
       ∴ ∠OGD=30°,GF⊥BC
       ∴ 在Rt△GFC中,
       即:
       ∴
       ∴
       ∴ 当GF⊥AD时,