例1 (2017·無錫)已知,如圖1,平行四邊形ABCD中,E是BC邊的中點,連DE并延長交AB的延長線于點F,求證:AB=BF.
【來源分析】本題與蘇科版《數(shù)學》八(下)第72頁第3道習題的圖形翻折變換后很相近.
【解題思路】本題考查了平行四邊形的性質(zhì)以及全等三角形的判定和性質(zhì),解題的關鍵是尋找三角形全等的條件.根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)得到CD=AB,CD∥AB,從而將問題轉化為證明BF=CD,BF、CD分別在△FEB和△DEC中,從而通過證明△DEC≌△FEB得到結論.
【解答過程】證明:∵四邊形ABCD是平行四邊形,A、B、F共線,
∴CD∥AF,CD=AB,∴∠CDE=∠BFE,
又∵E是BC的中點,∴EB=EC.
在△DEC和△FEB中,
[∠CDE=∠BFE,∠DEC=∠FEB,EC=EB,]
∴△DEC≌△FEB(AAS),∴BF=CD,
又∵CD=AB,∴AB=BF.
【方法歸納】平行線與線段中點的條件組合,可以得到“8字”全等三角形基本圖形.
例2 (2017·南京)如圖2,在?ABCD中,點E,F(xiàn)分別在AD、BC上,且AE=CF,EF、BD相交于點O.求證:OE=OF.
【來源分析】本題源自蘇科版《數(shù)學》八(下)第72頁第6道習題的變式.
【解題思路】本題考查了平行四邊形的性質(zhì)、全等三角形的判定.解題的關鍵是結合已知尋找出三角形全等的條件.本題解答時可以先利用平行四邊形的性質(zhì)得到DE=BF,∠ADB=∠CBD,進而可證明△DOE與△BOF全等,即可得到OE=OF.
【解答過程一】證明:∵四邊形ABCD是平行四邊形,
∴AD∥BC,AD=CB,∴∠EDO=∠FBO,
又∵AE=CF,
∴AD-AE=CB-CF,即DE=BF,
在△DOE和△BOF中,
[∠EDO=∠FBO,∠DOE=∠BOF,DE=BF,]
∴△DOE≌△BOF(AAS),
∴OE=OF.
【一題多解】本題也可以運用平行四邊形的性質(zhì)與判定,證明出四邊形BEDF是平行四邊形,再運用平行四邊形的對角線互相平分這一性質(zhì),即可證得OE=OF.
【解答過程二】證明:如圖3,連接BE,DF,
∵四邊形ABCD是平行四邊形,
∴AD∥BC,AD=BC,
又∵AE=CF,∴DE=BF,
∴四邊形BEDF是平行四邊形,
∴OE=OF.
例3 (2017·蘭州)如圖4,將一張矩形紙片ABCD沿著對角線BD向上折疊,頂點C落到點E處,BE交AD于點F.
(1)求證:△BDF是等腰三角形.
(2)如圖5,過點D作DG∥BE,交BC于點G,連接FG交BD于點O.
①判斷四邊形BFDG的形狀,并說明理由;
②若AB=6,AD=8,求FG的長.
圖4 圖5
【來源分析】本題與蘇科版《數(shù)學》八(下)第95頁第21題的變式相近.
【解題思路】本題綜合考查了矩形的性質(zhì)、折疊的性質(zhì)、菱形的判定、勾股定理,解題的關鍵是利用(1)及(2)①的結論作跳板,解決(2)②.(1)根據(jù)平行線得到內(nèi)錯角相等及根據(jù)折疊的性質(zhì)判斷;(2)①根據(jù)兩組對邊分別平行證平行四邊形,然后利用第一問證得鄰邊相等判斷;②根據(jù)矩形性質(zhì)求BD的長,根據(jù)BF=DF利用勾股定理列方程求BF,然后利用勾股定理求FO,最后利用菱形性質(zhì)得FG的長.
【解答過程】(1)證明:由折疊得,
△BDC≌△BDE,∴∠DBC=∠DBE.
又∵四邊形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,∴∠DBC=∠FDB,
∴∠DBE=∠FDB,∴DF=BF,
∴△BDF是等腰三角形.
(2)①四邊形BFDG是菱形.理由如下:
∵四邊形ABCD是矩形,∴FD∥BG.
∵DG∥BE,
∴四邊形BFDG是平行四邊形.
∵DF=BF,∴?BFDG是菱形.
②解:∵四邊形ABCD是矩形,∴∠A=90°.
∴BD=[AB2+AD2]=[62+82]=10.
∵四邊形BFDG是菱形,
∴GF⊥BD,F(xiàn)G=2OF,OB=OD=[12]BD=5.
設DF=BF=x,則AF=AD-DF=8-x,
在Rt△ABF中,AB2+AF2=BF2,
即62+(8-x)2=x2,
解得x=[254],∴FB=[254].
在Rt△FOB中,
FO=[BF2-OB2]=[2542-52]=[154],
∴FG=2FO=[152].
【方法歸納】一般在特殊四邊形或者特殊三角形的折疊問題中求線段長度時,通常將所給條件轉化,最終集中到一個直角三角形中,利用勾股定理建立方程求解.
例4 (2017·河北)如圖6,A,B兩點被池塘隔開,不能直接測量其距離,于是,小明在岸邊選一點C,連接CA,CB,分別延長到點M,N,使AM=AC,BN=BC,測得MN=200m,則A,B之間的距離為 m.
【來源分析】本題與蘇科版《數(shù)學》八(下)第87頁練習題第2題的變式類似.
【解題思路】本題考查了三角形的中位線的應用,解題的關鍵是熟練掌握三角形中位線定理.由實際問題轉化為數(shù)學問題可知,在△MNC中,點A,B分別是CM,CN的中點,由三角形的中位線定義知,AB是△MNC的中位線,進而可求出AB的長.
【解答過程】解:∵AM=AC,BN=BC,
∴AB=[12]MN.
又∵MN=200,∴AB=100.
【方法歸納】三角形的中位線定理:三角形的中位線平行于第三邊,并且等于第三邊的一半.在三角形中已知一邊的中點,一般情況下可以尋找另外一邊的中點,構成中位線解題.
(作者單位:揚州大學附屬中學東部分校)