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专题16 平行四边形中的数学思想方法(解析版)
第一部分 专题典例剖析
类型一 方程思想
ED
1.(2022•无锡)如图,在 ABCD中,AD=BD,∠ADC=105°,点E在AD上,∠EBA=60°,则 的
CD
▱
值是( )
2 1 √3 √2
A. B. C. D.
3 2 2 2
思路引领:由等腰三角形的性质可求∠ADB=30°,∠DAB=75°,由直角三角形的性质和勾股定理可求
CD,DE的长,即可求解.
解:如图,过点B作BH⊥AD于H,
设∠ADB=x,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BC∥AD,∠ADC=∠ABC=105°,
∴∠CBD=∠ADB=x,
∵AD=BD,
180°-x
∴∠DBA=∠DAB= ,
2
180°-x
∴x+ =105°,
2
∴x=30°,∴∠ADB=30°,∠DAB=75°,
∵BH⊥AD,
∴BD=2BH,DH=√3BH,
∵∠EBA=60°,∠DAB=75°,
∴∠AEB=45°,
∴∠AEB=∠EBH=45°,
∴EH=BH,
∴DE=√3BH﹣BH=(√3-1)BH,
∵AB=√BH❑ 2+AH❑ 2=√BH❑ 2+(2BH-√3BH)❑ 2=(√6-√2)BH=CD,
DE √2
∴ = ,
CD 2
故选:D.
总结提升:本题考查了平行四边形的性质,直角三角形的性质,勾股定理,求出∠ADB=30°是解题的
关键.
2.(2021•新吴区校级模拟)如图,平行四边形ABCD中,AB:BC=4:3,∠DAB=60°,E在AB上,且
AE:EB=1:3,F是BC的中点,过D分别作DP⊥AF于P,DQ⊥CE于Q,则DP:DQ等于( )
A.3:4 B.6√3:√97 C.√13:2√6 D.2√3:√13
思路引领:连接DE,DF,过点F作FN⊥AB,交AB的延长线于点N,过点C作CM⊥AB,交AB的延
1
长线于点M,根据题意可得△ADF的面积=△DEC的面积= 平行四边形ABCD的面积,从而可得
2
DP CE
= ,然后设AB=4a,BC=3a,分别表示出AN,FN,EM,CM的长,再利用勾股定理求出
DQ AF
AF,CE,进行计算即可解答.
解:连接DE,DF,过点F作FN⊥AB,交AB的延长线于点N,过点C作CM⊥AB,交AB的延长线于
点M,由题意得:
1
△ADF的面积=△DEC的面积= 平行四边形ABCD的面积,
2
∴AF•DP=CE•DQ,
DP CE
∴ = ,
DQ AF
∵AB:BC=4:3,
∴设AB=4a,BC=3a,
∵AE:EB=1:3,
∴AE=a,EB=3a,
∵F是BC的中点,
1 3
∴BF= BC= a,
2 2
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠DAE=∠CBM=60°,
∴∠BFN=∠BCM=30°,
在Rt△BFN和Rt△BCM中,
1 3 1 3
∴BN= BF= a,BM= BC= a,
2 4 2 2
3√3 3√3
CM=√3BM= a,FN=√3BN= a,
2 4
19 9
∴AN=AB+BN= a,EM=EB+BM= a,
4 2
在Rt△ANF和Rt△ECM中,根据勾股定理得:
AF √ 19 3√3 √97a,
=√AN2+FN2= ( a) 2+( a) 2=
4 4 2CE √ 9 3√3 3 a,
=√EM2+CM2= ( a) 2+( a) 2= √3
2 2
CE 3√3a 6√3
= =
∴AF √97 √97,
a
2
∴DP:DQ=6√3:√97,
故选:B.
总结提升:本题考查了勾股定理,解直角三角形,平行四边形的性质,根据题目的已知条件并结合图形
添加适当的辅助线是解题的关键.
类型二 分类讨论思想
3.(2022春•林州市期末)在 ABCD中,已知AB=6,BE平分∠ABC交AD边于点E,点E将AD分为
1:3两部分,则AD的长为(▱ )
A.8或24 B.8 C.24 D.9或24
思路引领:由平行四边形的性质和角平分线得出AB=AE=6,再由已知条件得出DE=18或DE=2,分
别求出AD即可.
解:∵BE平分∠ABC,
∴∠ABE=∠CBE,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠BEA=∠CBE,
∴∠ABE=∠BEA,
∴AB=AE=6.
∵点E将AD分为1:3两部分,
∴DE=18或DE=2,
∴当DE=18时,AD=24;
当DE=2,AD=8;
故选:A.总结提升:本题考查了平行四边形的性质、平行线的性质、角平分线定义、等腰三角形的判定等知识;
熟练掌握平行四边形的性质,证出AB=AE是解题的关键.
4. 在 ABCD中,AB=√6,AD=√2,点A到边BC,CD的距离分别为AE=√3,AF=1,则∠EAF的度
数为▱ .
思路引领:首先根据题意画出图形,再根据勾股定理可得 DF=AF,AE=BE,然后再根据三角形内角
和可得∠DAF=45°,∠EAB=45°,根据平行四边形的性质可得 AB∥CD,进而得到∠D+∠DAB=
180°,求出∠DAB的度数,进而可得答案,同理可得出∠EAF另一个度数.
解:如图1所示:
∵AF⊥DC,AE⊥CB,
∴∠DFA=90°,∠AEB=90°,
∵AD=√2,AF=1,
∴DF=1,
∴∠D=∠DAF=45°,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴DC∥AB,
∴∠DAB=135°,
∵AB=√6,AE=√3,∴EB=√3,
∴∠EAB=45°,
∴∠EAF=135°﹣45°﹣45°=45°,
如图2,过点A作AE⊥CB延长线于点E,过点A作AF⊥CD延长线于点F,
同理可得:∠EAB=45°,∠BAD=45°,∠FAD=45°,
则∠EAF=135°,
故答案为:45°或135°.总结提升:此题主要考查了勾股定理的应用,平行四边形的性质,关键是正确计算出∠DAF=45°,
∠EAB=45°.
5.(2021•肇东市校级模拟)在平行四边形 ABCD中,BC边上的高为4,AB=5,AC=6,则平行四边形
ABCD的周长等于 .
思路引领:根据题意分两种情况画出图形,BC边上的高在平行四边形的内部和外部,进而利用勾股定
理求出即可
解:分两种情况:
①如图1所示:
∵在 ABCD中,BC边上的高AE为4,AB=5,AC=6,
∴CD▱=AB=5,AD=BC,EC 2 ,BE 3,
=√AC2-AE2= √5 =√AB2-AE2=
∴AD=BC=2√5+3,
∴ ABCD的周长=2(AB+BC)=4√5+16,
②▱如图2所示:
同①得:EC=2√5,BE=3,
∴AD=BC=2√5-3,
∴ ABCD的周长=2(AB+BC)=4√5+4,
综▱上所述: ABCD的周长为4√5+16或4√5+4.
故答案为:▱4√5+16或4√5+4.总结提升:此题主要考查了平行四边形的性质以及勾股定理等知识,利用分类讨论得出是解题关键.
6.(2020秋•招远市期末)在△ABC中,AB=AC,点D在边BC所在的直线上,过点D作DE∥AC交直
线AB于点E,DF∥AB交直线AC于点F.
(1)当点D在边BC上时,如图①,求证:DE+DF=AC;
(2)当点D在边BC的延长线上时,如图②;当点D在边BC的反向延长线上时,如图③请分别写出
图②、图③中DE、DF、AC之间的等量关系式(不需要证明);
(3)若AC=10,DE=7,问:DF的长为多少?
思路引领:(1)证明四边形AFDE是平行四边形,且△DEC和△BDF是等腰三角形即可证得;
(2)与(1)的证明方法相同;
(3)根据(1)(2)中的结论直接求解.
解:(1)∵DE∥AC,DF∥AB,
∴四边形AEDF是平行四边形,
∴DE=AF,∠FDC=∠B,
又∵AB=AC,
∴∠B=∠C
∴∠FDC=∠C,
∴DF=FC,
∴DE+DF=AF+FC=AC;
(2)当点D在边BC的延长线上时,在图②,DE﹣DF=AC;
当点D在边BC的反向延长线上时,在图③,DF﹣DE=AC.(3)当在图①的情况,DF=AC﹣DE=10﹣7=3;
当在图③的情况,DF=AC+DE=10+7=17.
总结提升:本题考查平行四边形的判定与性质以及等腰三角形的判定,是一个基础题,解决本题的关键
是进行分类讨论.
类型三 整体思想
7.(2019•兰山区一模)如图,平行四边形ABCD中,BE⊥AD于E,BF⊥CD于F,BE=2,BF=3,平
行四边形ABCD的周长为20,则平行四边形ABCD的面积为 .
思路引领:根据平行四边形的周长求出AD+CD,再利用面积列式求出AD、CD的关系,然后求出AD
的长,再利用平行四边形的面积公式列式计算即可得解.
解:∵ ABCD的周长为20,
∴2(A▱D+CD)=20,
∴AD+CD=10①,
∵S =AD•BE=CD•BF,
ABCD
∴2▱AD=3CD②,
联立①、②解得AD=6,
∴ ABCD的面积=AD•BE=6×2=12.
故▱答案为:12.
总结提升:本题考查了平行四边形的性质,根据面积的两种表示求出2AD=3CD是解题的关键,也是本
题的难点.
类型四 转化思想
8.(2022 秋•安乡县期中)如图,P 为 ABCD 的边 AD 上的一点,E、F 分别是 PB、PC 的中点,
△PEF、△PDC、△PAB的面积分别为S▱、S 、S .若S=3,则S +S = .
1 2 1 2
思路引领:根据E,F分别是PB,PC的中点可得到EF为三角形PBC的中位线,结合中位线以及相似EF S
的知识可得(
BC
)2=
S
,进而即可求出S△PBC ,记平行四边形ABCD中AD边上的高为h,根据三
△PBC
1 1
角形的面积公式,得到S +S = ×(PD+PA)×h= ×AD×h,可得结论.
1 2
2 2
解:∵E、F分别为PB、PC的中点,
∴EF是△PBC的中位线,
1
∴EF∥BC,EF= ×BC.
2
∵EF∥BC,
∴△PEF∽△PBC,
EF S
∴( )2= .
BC S
△PBC
1 EF S
∵EF= ×BC,( )2= ,S=3,
2 BC S
△PBC
∴S△PBC =12.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,AD∥BC.
记平行四边形ABCD中AD边上的高为h,
1 1 1
∵S△PBC = ×BC×h=12,S
1
= ×PD×h,S
2
= ×PA×h,AD=BC,
2 2 2
1 1
∴S +S = ×(PD+PA)×h= ×BC×h=12.
1 2
2 2
故答案为:12.
总结提升:本题考查平行四边形的性质,相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会添加常用
辅助线,构造直角三角形解决问题.
9.(2019春•鹿城区校级月考)如图,在直线l上摆放着三个等边三角形,△ABC,△HFG,△DCE,已
1
知BC= CE,F,G分别是BC,CE的中点,FM∥AC,GN∥DC,设图中三个平行四边形的面积依次
2
是S ,S ,S ;若S =3,则S +S = .
1 2 3 2 1 3思路引领:根据题意,证明S 与S 两个平行四边形的高相等,长是S 的2倍,S 与S 的长相等,高是
2 1 1 3 2
S 的一半,把S 和S 用S 来表示,即可得出结果.
3 1 3 2
解:设AC与FH交于P,CD与HG交于Q,
∵F、G分别是BC、CE的中点,AB∥HF∥DC∥GN,
1 1 1 1
∴MF= AC= BC,PF= AB= BC,
2 2 2 2
1
又∵BC= CE=CG=GE,
2
1
∴CP=MF,CQ=BC,QG=GC=CQ=AB,∴S = S ,S =2S ,
1 2 3 2
2
5 15
∴S +S = S = ;
1 3 2
2 2
15
故答案为: .
2
总结提升:本题考查了面积及等积变换、等边三角形的性质及平行四边形的面积求法,平行四边形的面
积等于平行四边形的边长与该边上的高的积.即S=a•h.其中a可以是平行四边形的任何一边,h必须
是a边与其对边的距离,即对应的高.
10.(2021春•榆林期末)如图是某区部分街道示意图,其中AB⊥AF,E、D分别是FA和FG的中点,点
C、D、E在一条直线上,点A、G、B在一条直线上,BC∥FG.从B站乘车到E站只有两条路线有直
接到达的公交车,路线1是B D A E,且长度为5公里,路线2是B C F E,求路线2的长度.
⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒思路引领:连接CF,证明四边形BCDG是平行四边形,得到DG=CB,再证明四边形BCFD为平行四
边形,可得CF=BD,根据线段垂直平分线的性质得到BC=DA,进而可求解.
解:连接CF,
∵E、D分别是FA和FG的中点,
∴DE∥AB,FD=DG,
∵BC∥DF,
∴四边形BCDG是平行四边形,
∴DG=CB.
∴FD=CB,
又∵BC∥DF,
∴四边形BCFD是平行四边形,
∴CF=BD,
∵AB⊥AF,
∴CE⊥AF,
∴CE垂直平分AF,
∴FD=DA,
∴BC=DA,
∵路线1是B D A E,且长度为5公里,
∴BD+AD+AE⇒=5⇒(公⇒里)
∴路线2的长度:BC+CF+FE=AD+BD+AE=5(公里).
总结提升:本题考查的是平行四边形的判定和性质、线段垂直平分线的性质,掌握平行四边形的判定定理和性质定理是解题的关键.
第二部分 专题针对性训练
1.(2022春•惠城区校级期末)在探索数学名题“尺规三等分角”的过程中,有下面的问题:如图,AC
是平行四边形 ABCD 的对角线,点 E 在 AC 上,AD=AE=BE,∠D=105°,则∠BAC 的度数为
( )
A.24° B.25° C.26° D.28°
思路引领:根据平行四边形的性质得到∠ABC=∠D=105°,AD=BC,根据等腰三角形的性质得到
∠EAB=∠EBA,∠BEC=∠ECB,根据三角形外角的性质得到∠ACB=2∠CAB,由三角形的内角和定
理即可得到结论.
解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠ABC=∠D=105°,AD=BC,
∵AD=AE=BE,
∴BC=AE=BE,
∴∠EAB=∠EBA,∠BEC=∠ECB,
∵∠BEC=∠EAB+∠EBA=2∠EAB,
∴∠ACB=2∠CAB,
∴∠CAB+∠ACB=3∠CAB=180°﹣∠ABC=180°﹣105°=75°,
∴∠BAC=25°,
故选:B.
总结提升:本题考查了平行四边形的性质,三角形的内角和定理,三角形外角的性质,正确的识别图形
是解题的关键.
2.(2022•郑州模拟)如图,在 ABCD中,∠DAB=60°,AB=8,AD=10,BE为∠ABC的平分线.利
用尺规在 ABCD中作图,作图▱痕迹如图所示,AF交BE于点F,连接FD,则FD的长为( )
▱A.3√3 B.3 C.5 D.2√7
思路引领:过点F作HF⊥AD于点H,证明△ABE是等边三角形,由等边三角形的性质得出AE=AB=
BE=8,求出DH,FH的长,由勾股定理可得出答案.
解:过点F作HF⊥AD于点H,
∵BE平分∠ABC,
∴∠ABE=∠CBE,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠CBE=∠AEB,
∴∠AEB=∠ABE,
∴AB=AE,
∵∠DAB=60°,
∴△ABE是等边三角形,
∴AE=AB=BE=8,
由作图可知AF平分∠BAD,
∴AF⊥BE,∠EAF=30°,
∴AF=4√3,
∴HF=2√3,AH=6,
∵AD=10,
∴DH=4,
∴DF 2 .
=√DH2+H F2=√42+(2√3) 2= √7
故选:D.
总结提升:本题考查了平行四边形的性质,勾股定理,等边三角形的判定与性质,熟练掌握平行四边形
的性质是解题的关键.
3.(2019•临朐县一模)如图, ABCD的对角线相交于点O,且AB≠AD,过点O作OE⊥BD交BC于点
E,若 ABCD的周长为20,则▱△CDE的周长为( )
▱A.7 B.8 C.9 D.10
思路引领:由平行四边形ABCD的对角线相交于点O,OE⊥BD,根据线段垂直平分线的性质,可得BE
=DE,又由平行四边形ABCD的周长为20,可得BC+CD的长,继而可得△CDE的周长等于BC+CD.
解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OB=OD,AB=CD,AD=BC,
∵平行四边形ABCD的周长为20,
∴BC+CD=10,
∵OE⊥BD,
∴BE=DE,
∴△CDE的周长为:CD+CE+DE=CD+CE+BE=CD+BC=10.
故选:D.
总结提升:此题考查了平行四边形的性质以及线段垂直平分线的性质,解题的关键是学会用转化的思想
思考问题,属于中考常考题型.
4.(2022 秋•泰山区校级期末)在平行四边形 ABCD 中,BF 平分∠ABC,交 AD 于点 F,CE 平分
∠BCD,交AD于点E,AB=6,EF=2,则BC的长为 .
思路引领:根据平行四边形的性质可得CD=AB=6,结合角平分线的定义,等腰三角形的性质可求解
AF=AB=6,DE=DC=6,由EF=2即可求得BC的长.
解:∵四边形ABCD为平行四边形,AB=6,
∴CD=AB=6,AD∥BC,
∴∠AFB=∠CBF,
∵BF平分∠ABC,
∴∠ABF=∠CBF,
∴∠ABF=∠AFB,∴AF=AB=6,
同理DE=DC=6,
如图1,∵EF=2,
∴AE=AF﹣EF=6﹣2=4,
∴AD=BC=AE+DE=4+6=10,
如图2,∵EF=2,
∴AE=AF+EF=6+2=8,
∴AD=BC=AE+DE=6+8=14,
综上所述,BC的长为10或14,
故答案为:10或14.
总结提升:本题主要考查平行四边形的性质,角平分线的定义,等腰三角形的性质,证明AF=AB=8,
DE=DC=8是解题的关键.
5.(2021春•桂平市期中)在平行四边形ABCD中,BC边上的高为4,AB=5,AC=2√5,则平行四边形
ABCD的面积是 .
思路引领:根据题意分两种情况画出图形,BC边上的高在平行四边形的内部和外部,进而利用勾股定
理求出EC、BE,得出BC,即可求出 ABCD的面积.
解:分两种情况: ▱
①如图1所示:
在 ABCD中,BC边上的高AE为4,AB=5,AC=2√5,
∴▱CD=AB=5,AD=BC,EC 2,BE 3,
=√AC2-AE2=√(2√5) 2-42= =√AB2-AE2=√52-42=
∴AD=BC=2+3=5,
∴ ABCD的面积=BC•AE=5×4=20;
②▱如图2所示:同①得:EC=2,BE=3,
∴AD=BC=3﹣2=1,
∴ ABCD的面积=BC•AE=1×4=4;
综▱上所述: ABCD的面积为20或4.
故答案为:▱20或4.
总结提升:此题主要考查了平行四边形的性质以及勾股定理等知识,熟练掌握平行四边形的性质,进行
分类讨论是解题的关键.
6.(2018春•紫阳县期末)已知:如图,△ABC中,AB=AC=10,D是BC边上的任意一点,分别作
DF∥AB交AC于F,DE∥AC交AB于E,求DE+DF的值.
思路引领:由题意可得四边形AEDF是平行四边形,得DE=AF再由等腰三角形的性质及平行线可得
DF=CF,进而可求出其结论.
解:∵DE∥AC,DF∥AB,
∴四边形AEDF是平行四边形,
∴DE=AF,
又∵AB=AC=10,
∴∠B=∠C,∵DF∥AB,
∴∠CDF=∠B,
∴∠CDF=∠C,
∴DF=CF,
∴AC=AF+FC=DE+DF=10.
答:DE+DF的值是10.
总结提升:本题主要考查平行四边形的判定及性质以及等腰三角形的性质问题,能够熟练求解.
7.如图, ABCD中,O是对角线交点,AB=13cm,BC=5cm,那么△AOB周长比△BOC的周长多
cm. ▱
思路引领:根据平行四边形的性质可知,△AOB周长与△BOC的周长之差即为AB与BC的差.
解:∵ABCD为平行四边形,∴OA=OC,OB=OD
△AOB的周长为OA+OB+AB;
△BOC的周长为OB+OC+BC
∴两周长之差为OA+OB+AB﹣(OB+OC+BC)=AB﹣BC=13﹣5=8cm.
总结提升:本题主要考查了平行四边形的基本性质,并利用性质解题.平行四边形基本性质:①平行
四边形两组对边分别平行;②平行四边形的两组对边分别相等;③平行四边形的两组对角分别相等;
④平行四边形的对角线互相平分.
8.(2022春•洋县期末)如图,点O是平行四边形ABCD的对角线交点,E为CD的中点,AE交BD于点
F,若S△AOE =4,则S△AOB 的值为 .
思路引领:由平行四边形的性质得出O是AC的中点,即可得出S△AOE =S△EOC ,再由三角形中位线定理
得出EO∥AD,则S△AOE =S△EOD ,进而即可求出答案.
解:∵点O是 ABCD的对角线交点,
∴S△AOB =S△CO ▱
D
,O是AC的中点,
∴S△AOE =S△EOC ,又∵E为CD中点,
1
∴S△EOC =S△EOD = S△COD ,EO是△ACD的中位线,
2
∴EO∥AD,
∴S△AOE =S△EOD ,
∴S△COD =2S△AOE =2×4=8,
∴S△AOB 的值为8,
故答案为:8.
总结提升:本题考查了平行四边形的性质、三角形中线定理、三角形面积的计算等知识,证出 S△AOE =
S△EOD 是解题的关键.
9.(2021秋•城阳区期中)平行四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,△ABO为等边三角形,
AB=10cm,这个平行四边形ABCD的面积为 cm2.
思路引领:根据等边三角形性质求出OA=OB=AB=10cm,根据平行四边形的性质求出OA=OC,OB
=OD,得出AC=BD=20cm,证出四边形ABCD是矩形,得出∠ABC=90°,由勾股定理求出BC即可.
解:∵△ABO是等边三角形,
∴OA=OB=AB=10cm,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OA=OC,OB=OD,
∴OA=OC=OB=OD,
∴AC=BD=20cm,
∴四边形ABCD是矩形,
∴∠ABC=90°,
由勾股定理得:BC 10 (cm),
=√AC2-AB2=√202-102= √3
∴平行四边形ABCD的面积为10×10√3=100√3(cm2),
故答案为:100√3.
总结提升:本题考查了等边三角形的性质、平行四边形的性质,勾股定理,矩形的判定与性质;熟练掌握平行四边形和等边三角形的性质,证明四边形是矩形是解决问题的关键.
10.(2022春•洪江市期末)如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,E,F分别是BC,AB的中点,延长CA
到点D,使得AC=2AD,连接DE,DF,AE,EF,AF与DE交于点O.
(1)求证:四边形AEFD是平行四边形;
(2)如果AB=5,BC=13,求平行四边形AEFD的面积.
思路引领:(1)由三角形中位线定理得EF∥AC,AC=2EF,再证AD=EF,即可得出结论;
(2)由勾股定理得AC=12,则EF=6=AD,再求出AF的长,即可解决问题.
(1)证明:∵E,F分别是BC,AC的中点,
∴EF是△ABC的中位线,
∴EF∥AC,AC=2EF,
∵AC=2AD,
∴AD=EF,
∴四边形AEFD是平行四边形;
(2)解:在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=5,BC=13,
∴ ,
AC=√132-52=12
1
∴EF= AC=6=AD,
2
1 5
∴AF= AB= ,
2 2
∵∠BAC=90°,
∴AD⊥AF,
5
∴平行四边形AEFD的面积=AD•AF=6× =15.
2
总结提升:本题考查了平行四边形的判定与性质、三角形中位线定理、勾股定理等知识,熟练掌握平行四
边形的判定与性质是解题的关键.