初中数学四边形综合题解答题

阅读下面材料：

在数学课上，老师请同学思考如下问题：如图1，我们把一个四边形ABCD的四边中点E，F，G，H依次连接起来得到的四边形EFGH是平行四边形吗？

小敏在思考问题是，有如下思路：连接AC．

结合小敏的思路作答

（1）若只改变图1中四边形ABCD的形状（如图2），则四边形EFGH还是平行四边形吗？说明理由；参考小敏思考问题方法解决以下问题：

（2）如图2，在（1）的条件下，若连接AC，BD．

①当AC与BD满足什么条件时，四边形EFGH是菱形，写出结论并证明；

②当AC与BD满足什么条件时，四边形EFGH是矩形，直接写出结论．

如图，矩形ABCD中，AB=6，AD=8，P，E分别是线段AC、BC上的点，且四边形PEFD为矩形．

（Ⅰ）若△PCD是等腰三角形时，求AP的长；

（Ⅱ）若 $\mathit{AP}=\sqrt{2}$，求CF的长．

已知正方形，点在直线上．

（1）若是直线上一点，且，求证：；（请利用图1所给的图形加以证明）

（2）写出（1）中命题的逆命题，并画出一个图形说明该逆命题是假命题；

（3）若点在直线上，且平分，探索线段、、之间的数量关系，并说明理由．

已知四边形ABCD是菱形，AB＝4，∠ABC＝60°，∠EAF的两边分别与射线CB，DC相交于点E，F，且∠EAF＝60°．

（1）如图1，当点E是线段CB的中点时，直接写出线段AE，EF，AF之间的数量关系；

（2）如图2，当点E是线段CB上任意一点时（点E不与B、C重合），求证：BE＝CF；

（3）如图3，当点E在线段CB的延长线上，且∠EAB＝15°时，求点F到BC的距离．

如图，在正方形ABCD中，点E（与点B、C不重合）是BC边上一点，将线段EA绕点E顺时针旋转90°到EF，过点F作BC的垂线交BC的延长线于点G，连接CF．

（1）求证：△ABE≌△EGF；

（2）若AB＝2，S_△ABE＝2S_△ECF，求BE．

如图（1），菱形ABCD对角线AC、BD的交点O是四边形EFGH对角线FH的中点，四个顶点A、B、C、D分别在四边形EFGH的边EF、FG、GH、HE上．

（1）求证：四边形EFGH是平行四边形；

（2）如图（2）若四边形EFGH是矩形，当AC与FH重合时，已知，且菱形ABCD的面积是20，求矩形EFGH的长与宽．

如图，矩形 的对角线 ， 相交于点 ， 关于 的对称图形为 ．

（1）求证：四边形 是菱形；

（2）连接 ，若 ， ．

①求 的值；

②若点 为线段 上一动点（不与点 重合），连接 ，一动点 从点 出发，以 的速度沿线段 匀速运动到点 ，再以 的速度沿线段 匀速运动到点 ，到达点 后停止运动，当点 沿上述路线运动到点 所需要的时间最短时，求 的长和点 走完全程所需的时间．

中心为 $O$ 的正六边形 $\mathit{ABCDEF}$ 的半径为 $6\mathit{cm}$ ，点 $P$ ， $Q$ 同时分别从 $A$ ， $D$ 两点出发，以 $1\mathit{cm}/s$ 的速度沿 $\mathit{AF}$ ， $\mathit{DC}$ 向终点 $F$ ， $C$ 运动，连接 $\mathit{PB}$ ， $\mathit{PE}$ ， $\mathit{QB}$ ， $\mathit{QE}$ ，设运动时间为 $t\left(s\right)$ ．

（1）求证：四边形 $\mathit{PBQE}$ 为平行四边形；

（2）求矩形 $\mathit{PBQE}$ 的面积与正六边形 $\mathit{ABCDEF}$ 的面积之比．

如图，四边形 $\mathit{ABCD}$ 是正方形，点 $F$ 是射线 $\mathit{AD}$ 上的动点，连接 $\mathit{CF}$ ，以 $\mathit{CF}$ 为对角线作正方形 $\mathit{CGFE}(C$ ， $G$ ， $F$ ， $E$ 按逆时针排列），连接 $\mathit{BE}$ ， $\mathit{DG}$ ．

（1）当点 $F$ 在线段 $\mathit{AD}$ 上时．

①求证： $\mathit{BE}=\mathit{DG}$ ；

②求证： $\mathit{CD}-\mathit{FD}=\sqrt{2}\mathit{BE}$ ；

（2）设正方形 $\mathit{ABCD}$ 的面积为 $S_1$ ，正方形 $\mathit{CGFE}$ 的面积为 $S_2$ ，以 $C$ ， $G$ ， $D$ ， $F$ 为顶点的四边形的面积为 $S_3$ ，当 $\frac{S_2}{S_1}=\frac{13}{25}$ 时，请直接写出 $\frac{S_3}{S_1}$ 的值．

如图，正方形 $\mathit{ABCD}$ 和正方形 $\mathit{CEFG}$ （其中 $\mathit{BD}>2\mathit{CE})$ ， $\mathit{BG}$ 的延长线与直线 $\mathit{DE}$ 交于点 $H$ ．

（1）如图1，当点 $G$ 在 $\mathit{CD}$ 上时，求证： $\mathit{BG}=\mathit{DE}$ ， $\mathit{BG}\perp \mathit{DE}$ ；

（2）将正方形 $\mathit{CEFG}$ 绕点 $C$ 旋转一周．

①如图2，当点 $E$ 在直线 $\mathit{CD}$ 右侧时，求证： $\mathit{BH}-\mathit{DH}=\sqrt{2}\mathit{CH}$ ；

②当 $\angle \mathit{DEC}=45°$ 时，若 $\mathit{AB}=3$ ， $\mathit{CE}=1$ ，请直接写出线段 $\mathit{DH}$ 的长．

如图，在 $\text{Rt}\Delta \text{ABC}$ 中， $\angle \mathit{BAC}=90°$ ， $\mathit{AB}=\mathit{AC}$ ， $M$ 是 $\mathit{AC}$ 边上的一点，连接 $\mathit{BM}$ ，作 $\mathit{AP}\perp \mathit{BM}$ 于点 $P$ ，过点 $C$ 作 $\mathit{AC}$ 的垂线交 $\mathit{AP}$ 的延长线于点 $E$ ．

（1）如图1，求证： $\mathit{AM}=\mathit{CE}$ ；

（2）如图2，以 $\mathit{AM}$ ， $\mathit{BM}$ 为邻边作平行四边形 $\mathit{AMBG}$ ，连接 $\mathit{GE}$ 交 $\mathit{BC}$ 于点 $N$ ，连接 $\mathit{AN}$ ，求 $\frac{\mathit{GE}}{\mathit{AN}}$ 的值；

（3）如图3，若 $M$ 是 $\mathit{AC}$ 的中点，以 $\mathit{AB}$ ， $\mathit{BM}$ 为邻边作平行四边形 $\mathit{AGMB}$ ，连接 $\mathit{GE}$ 交 $\mathit{BC}$ 于点 $M$ ，连接 $\mathit{AN}$ ，经探究发现 $\frac{\mathit{NC}}{\mathit{BC}}=\frac{1}{8}$ ，请直接写出 $\frac{\mathit{GE}}{\mathit{AN}}$ 的值．

在矩形 $\mathit{ABCD}$ 中，点 $E$ 是射线 $\mathit{BC}$ 上一动点，连接 $\mathit{AE}$ ，过点 $B$ 作 $\mathit{BF}\perp \mathit{AE}$ 于点 $G$ ，交直线 $\mathit{CD}$ 于点 $F$ ．

（1）当矩形 $\mathit{ABCD}$ 是正方形时，以点 $F$ 为直角顶点在正方形 $\mathit{ABCD}$ 的外部作等腰直角三角形 $\mathit{CFH}$ ，连接 $\mathit{EH}$ ．

①如图1，若点 $E$ 在线段 $\mathit{BC}$ 上，则线段 $\mathit{AE}$ 与 $\mathit{EH}$ 之间的数量关系是 　 　，位置关系是 　　；

②如图2，若点 $E$ 在线段 $\mathit{BC}$ 的延长线上，①中的结论还成立吗？如果成立，请给予证明；如果不成立，请说明理由；

（2）如图3，若点 $E$ 在线段 $\mathit{BC}$ 上，以 $\mathit{BE}$ 和 $\mathit{BF}$ 为邻边作平行四边形 $\mathit{BEHF}$ ， $M$ 是 $\mathit{BH}$ 中点，连接 $\mathit{GM}$ ， $\mathit{AB}=3$ ， $\mathit{BC}=2$ ，求 $\mathit{GM}$ 的最小值．

能够完全重合的平行四边形纸片 $\mathit{ABCD}$ 和 $\mathit{AEFG}$ 按图①方式摆放，其中 $\mathit{AD}=\mathit{AG}=5$ ， $\mathit{AB}=9$ ．点 $D$ ， $G$ 分别在边 $\mathit{AE}$ ， $\mathit{AB}$ 上， $\mathit{CD}$ 与 $\mathit{FG}$ 相交于点 $H$ ．

【探究】求证：四边形 $\mathit{AGHD}$ 是菱形．

【操作一】固定图①中的平行四边形纸片 $\mathit{ABCD}$ ，将平行四边形纸片 $\mathit{AEFG}$ 绕着点 $A$ 顺时针旋转一定的角度，使点 $F$ 与点 $C$ 重合，如图②．则这两张平行四边形纸片未重叠部分图形的周长和为 　    　．

【操作二】将图②中的平行四边形纸片 $\mathit{AEFG}$ 绕着点 $A$ 继续顺时针旋转一定的角度，使点 $E$ 与点 $B$ 重合，连接 $\mathit{DG}$ ， $\mathit{CF}$ ，如图③，若 $\sin \angle \mathit{BAD}=\frac{4}{5}$ ，则四边形 $\mathit{DCFG}$ 的面积为 　　．

【教材呈现】如图是华师版八年级下册数学教材第121页的部分内容．

1．把一张矩形纸片如图那样折一下，就可以裁出正方形纸片，为什么？

【问题解决】如图①，已知矩形纸片 $\mathit{ABCD}(\mathit{AB}>\mathit{AD})$ ，将矩形纸片沿过点 $D$ 的直线折叠，使点 $A$ 落在边 $\mathit{DC}$ 上，点 $A$ 的对应点为 $A\text{'}$ ，折痕为 $\mathit{DE}$ ，点 $E$ 在 $\mathit{AB}$ 上．求证：四边形 $\mathit{AEA}\text{'}D$ 是正方形．

【规律探索】由【问题解决】可知，图①中的△ $A\text{'}\mathit{DE}$ 为等腰三角形．现将图①中的点 $A\text{'}$ 沿 $\mathit{DC}$ 向右平移至点 $Q$ 处（点 $Q$ 在点 $C$ 的左侧），如图②，折痕为 $\mathit{PF}$ ，点 $F$ 在 $\mathit{DC}$ 上，点 $P$ 在 $\mathit{AB}$ 上，那么 $\mathit{\Delta PQF}$ 还是等腰三角形吗？请说明理由．

[结论应用]在图②中，当 $\mathit{QC}=\mathit{QP}$ 时，将矩形纸片继续折叠如图③，使点 $C$ 与点 $P$ 重合，折痕为 $\mathit{QG}$ ，点 $G$ 在 $\mathit{AB}$ 上．要使四边形 $\mathit{PGQF}$ 为菱形，则 $\frac{\mathit{AD}}{\mathit{AB}}=$ 　 　．

如图1，已知点 $O$ 在四边形 $\mathit{ABCD}$ 的边 $\mathit{AB}$ 上，且 $\mathit{OA}=\mathit{OB}=\mathit{OC}=\mathit{OD}=2$ ， $\mathit{OC}$ 平分 $\angle \mathit{BOD}$ ，与 $\mathit{BD}$ 交于点 $G$ ， $\mathit{AC}$ 分别与 $\mathit{BD}$ 、 $\mathit{OD}$ 交于点 $E$ 、 $F$ ．

（1）求证： $\mathit{OC}//\mathit{AD}$ ；

（2）如图2，若 $\mathit{DE}=\mathit{DF}$ ，求 $\frac{\mathit{AE}}{\mathit{AF}}$ 的值；

（3）当四边形 $\mathit{ABCD}$ 的周长取最大值时，求 $\frac{\mathit{DE}}{\mathit{DF}}$ 的值．