第五章四边形第17讲特殊的平行四边形性质1.边:矩形的对边平行且相等AB=CD,AD=BDAB∥CD,AD∥①2.角:四个角都是直角:∠ABC=∠BCD=∠ADC=∠BAD=90°3.对角线:矩形的对角线相等:AC=BD4.对称性:既是中心对称图形又是轴对称图形,有②条对称轴判定1.有一个角是③的平行四边形是矩形2.有三个角都是直角的四边形是矩形3.对角线互相平分且相等的四边形是矩形面积:S=④(a,b表示长和宽)BC2直角ab平行四边形、矩形、菱形、正方形之间的关系:1.(2015·陕西)在▱ABCD中,AB=10,BC=14,E,F分别为边BC,AD上的点,若四边形AECF为正方形,则AE的长为()A.7B.4或10C.5或9D.6或82.(2012·陕西)如图,在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,OE⊥AB,垂足为E,若∠ADC=130°,则∠AOE的大小为()A.75°B.65°C.55°D.50°DB3.(2013·陕西)如图,在矩形ABCD中,AD=2AB,点M,N分别在边AD,BC上,连接BM,DN,若四边形MBND是菱形,则AMMD等于()A.38B.23C.35D.45C4.(2014·陕西)如图,在菱形ABCD中,AB=5,对角线AC=6.若过点A作AE⊥BC,垂足为E,则AE的长为()A.4B.125C.245D.5C5.(2015·陕西)如图,在每一个四边形ABCD中,均有AD∥BC,CD⊥BC,∠ABC=60°,AD=8,BC=12.(1)如图①,点M是四边形ABCD边AD上的一点,则△BMC的面积为______________;(2)如图②,点N是四边形ABCD边AD上的任意一点,请你求出△BNC周长的最小值.243解:(2)如图,作点C关于直线AD的对称点C′,连接C′N,C′D,C′B交AD于点N′,连接CN′,则BN+NC=BN+NC′≥BC′=BN′+CN′,∴△BNC周长的最小值为△BN′C的周长=BN′+CN′+BC=BC′+BC,过点A作AE⊥BC,∵AD∥BC,AE⊥BC,∠ABC=60°,∴CE=AD=8,∴BE=4,AE=BE·tan60°=43,∴CC′=2CD=2AE=83,∵BC=12,∴BC′=BC2+(CC′)2=421,∴△BNC周长的最小值为421+12矩形【例1】(2015·益阳)如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,以下说法错误的是()A.∠ABC=90°B.AC=BDC.OA=OBD.OA=ADD【例2】(2015·枣庄)如图,四边形ABCD的对角线AC,BD交于点O,已知O是AC的中点,AE=CF,DF∥BE.(1)求证:△BOE≌△DOF;(2)若OD=12AC,则四边形ABCD是什么特殊四边形?请证明你的结论.解:(1)∵DF∥BE,∴∠FDO=∠EBO,∠DFO=∠BEO,∵O为AC的中点,即OA=OC,又∵AE=CF,∴OA-AE=OC-CF,即OE=OF,在△BOE和△DOF中,∠FDO=∠EBO,∠DFO=∠BEO,OE=OF,∴△BOE≌△DOF(AAS)(2)若OD=12AC,则四边形ABCD是矩形,理由为:∵△BOE≌△DOF,∴OB=OD,∴OA=OB=OC=OD,即BD=AC,∴四边形ABCD为矩形【点评】利用平行线的相关性质找到对应角相等,再结合已知条件来证三角形的全等,是常用的方法;矩形的判定不要忽略了对角线的判定方法,有时会比边与角更直接简便.[对应训练]1.(2015·南昌)如图,小贤为了体验四边形的不稳定性,将四根木条用钉子钉成一个矩形框架ABCD,B与D两点之间用一根橡皮筋拉直固定,然后向右扭动框架,观察所得四边形的变化,下列判断错误的是()A.四边形ABCD由矩形变为平行四边形B.BD的长度增大C.四边形ABCD的面积不变D.四边形ABCD的周长不变C2.如图,在矩形ABCD中,O为AC中点,EF过O点且EF⊥AC分别交DC于F,交AB于E,点G是AE中点且∠AOG=30°,则下列结论正确的个数为()(1)DC=3OG;(2)OG=12BC;(3)△OGE是等边三角形;(4)S△AOE=16S矩形ABCD.A.1个B.2个C.3个D.4个C3.(2015·南宁)如图,在▱ABCD中,E,F分别是AB,DC边上的点,且AE=CF.(1)求证:△ADE≌△CBF;(2)若∠DEB=90°,求证:四边形DEBF是矩形.解:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD=CB,∠A=∠C,在△ADE和△CBF中,AD=CB,∠A=∠C,AE=CF,∴△ADE≌△CBF(SAS)(2)∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB=CD,AB∥CD,∵AE=CF,∴BE=DF,∴四边形DEBF是平行四边形,∵∠DEB=90°,∴四边形DEBF是矩形菱形【例3】(2015·厦门)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AM⊥BC,垂足为M,AN⊥DC,垂足为N,若∠BAD=∠BCD,AM=AN,求证:四边形ABCD是菱形.解:∵AD∥BC,∴∠B+∠BAD=180°,∠D+∠C=180°,∵∠BAD=∠BCD,∴∠B=∠D,∴四边形ABCD是平行四边形,∵AM⊥BC,AN⊥DC,∴∠AMB=∠AND=90°,在△ABM和△ADN中,∠B=∠D,∠AMB=∠AND=90°,AM=AN,∴△ABM≌△ADN(AAS),∴AB=AD,∴四边形ABCD是菱形【点评】此题主要考查了菱形的判定,关键是掌握一组邻边相等的平行四边形是菱形.【例4】如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC,BD相交于点O,DH⊥AB于H,连接OH,求证:∠DHO=∠DCO.解:∵四边形ABCD是菱形,∴OD=OB,∠COD=90°,∵DH⊥AB,∴OH=OB,∴∠OHB=∠OBH,又∵AB∥CD,∴∠OBH=∠ODC,在Rt△COD中,∠ODC+∠DCO=90°,在Rt△DHB中,∠DHO+∠OHB=90°,∴∠DHO=∠DCO【点评】本题考查了菱形的对角线互相垂直平分的性质,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半的性质,以及等角的余角相等,熟记各性质并理清图中角度的关系是解题的关键.[对应训练]1.如图,在四边形ABCD中,E,F,G,H分别是AB,BD,CD,AC的中点,要使四边形EFGH是菱形,则四边形ABCD只需要满足一个条件,是()A.四边形ABCD是梯形B.四边形ABCD是菱形C.对角线AC=BDD.AD=BCD2.(2015·安徽)如图,矩形ABCD中,AB=8,BC=4.点E在边AB上,点F在边CD上,点G,H在对角线AC上.若四边形EGFH是菱形,则AE的长是()A.25B.35C.5D.6C3.(2016·创新题)在△ABC中,点D,E,F分别在BC,AB,CA上,且DE∥CA,DF∥BA,则下列三种说法:①如果∠BAC=90°,那么四边形AEDF是矩形;②如果AD平分∠BAC,那么四边形AEDF是菱形;③如果AD⊥BC且AB=AC,那么四边形AEDF是菱形.其中正确的有()A.3个B.2个C.1个D.0个A4.(2015·益阳)如图,在▱ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,∠CAB=∠ACB,过点B作BE⊥AB交AC于点E.(1)求证:AC⊥BD;(2)若AB=14,cos∠CAB=78,求线段OE的长.解:(1)∵∠CAB=∠ACB,∴AB=CB,∴▱ABCD是菱形,∴AC⊥BD(2)在Rt△AOB中,cos∠CAB=AOAB=78,AB=14,∴AO=14×78=494,在Rt△ABE中,cos∠EAB=ABAE=78,AB=14,∴AE=87AB=16,∴OE=AE-AO=16-494=154正方形【例5】(2016·创新题)如图,在四边形ABCD中,AC,BD交于点O,AO=CO,BO=DO,∠ABC=∠DCB.(1)求证:四边形ABCD是矩形;(2)要使四边形ABCD是正方形,请写出AC,BD还需要满足的条件.解:(1)∵AO=CO,BO=DO,∴四边形ABCD是平行四边形,∴AB∥DC,∴∠ABC+∠DCB=180°,∵∠ABC=∠DCB,∴∠ABC=90°,∴四边形ABCD是矩形(2)要使四边形ABCD是正方形,AC,BD还需要满足的条件是:AC⊥BD【点评】此题主要考查了矩形的判定以及正方形的判定,熟练应用矩形、正方形的判定是解题关键.【例6】(2015·岳阳)如图,正方形ABCD中,M为BC上一点,F是AM的中点,EF⊥AM,垂足为F,交AD的延长线于点E,交DC于点N.(1)求证:△ABM∽△EFA;(2)若AB=12,BM=5,求DE的长.解:(1)∵四边形ABCD是正方形,∴AB=AD,∠B=90°,AD∥BC,∴∠AMB=∠EAF,又∵EF⊥AM,∴∠AFE=90°,∴∠B=∠AFE,∴△ABM∽△EFA(2)∵∠B=90°,AB=12,BM=5,∴AM=122+52=13,AD=12,∵F是AM的中点∴AF=12AM=6.5,∵△ABM∽△EFA,∴BMAF=AMAE,即56.5=13AE,∴AE=16.9,∴DE=AE-AD=4.9【点评】本题考查了正方形的性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理;熟练掌握正方形的性质,并能进行推理计算是解决问题的关键.[对应训练]1.(2015·扬州)如图,已知Rt△ABC中,∠ABC=90°,先把△ABC绕点B顺时针旋转90°至△DBE后,再把△ABC沿射线平移至△FEG,DE,FG相交于点H.(1)判断线段DE,FG的位置关系,并说明理由;(2)连接CG,求证:四边形CBEG是正方形.解:(1)FG⊥DE.理由如下:∵△ABC绕点B顺时针旋转90°至△DBE后,∴∠DEB=∠ACB,∵把△ABC沿射线平移至△FEG,∴∠GFE=∠A,∵∠ABC=90°,∴∠A+∠ACB=90°,∴∠DEB+∠GFE=90°,∴∠FHE=90°,∴FG⊥DE(2)根据旋转和平移可得∠GEF=90°,∠CBE=90°,CG∥EB,CB=BE,∵CG∥EB,∴∠BCG+∠CBE=180°,∴∠BCG=90°,∴四边形BCGE是矩形,∵CB=BE,∴四边形CBEG是正方形2.(2015·梧州)如图,在正方形ABCD中,点P在AD上,且不与A,D重合,BP的垂直平分线分别交CD,AB于E,F两点,垂足为Q,过E作EH⊥AB于H.(1)求证:HF=AP;(2)若正方形ABCD的边长为12,AP=4,求线段EQ的长.解:(1)∵EQ⊥BP,EH⊥AB,∴∠EQM=∠BHM=90°,∵∠EMQ=∠BMH,∴△EMQ∽△BMH,∴∠QEM=∠HBM,在Rt△APB与Rt△HFE中,∠PAB=∠FHE,AB=EH,∠ABP=∠HEF,∴△APB≌△HFE(ASA),∴HF=AP(2)由勾股定理得,BP=AP2+AB2=42+122=410,∵EF是BP的垂直平分线,∴BQ=12BP=210,∴QF=BQ·tan∠FBQ=BQ·tan∠ABP=210×412=2103.由(1)知,△APB≌△HFE,∴EF=BP=410,∴EQ=EF-QF=410-2103=10103特殊平行四边形综合题【例7】(2015·牡丹江)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,过点C的直线MN∥AB,D为AB边上一点,过点D作DE⊥BC,交直线MN于E,垂足为F,连接CD,BE.(1)求证:CE=AD;(2)当D在AB中点时,四边形BECD是什么特殊四边形?说明你的理由;(3)若D为AB中点,则当∠A的大小满足什么条件时,四边形BECD是正方形?请说明你的理由.解:(1)∵DE⊥BC,∴∠DFB=90°,∵∠ACB=90°,∴∠ACB=∠DFB,∴AC∥DE,∵MN∥AB,即CE∥AD,∴四边形ADEC是平行四边形,∴CE=AD(2)∵四边形BECD是菱形,理由是:∵D为AB中点,∴AD=BD,∵CE=AD,∴BD