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7.(2024广西贵港港北期中,24,★★☆)如图,在四边形ABCD中,AB//DC,AB = AD,对角线AC、BD交于点O,AC平分∠BAD,过点C作CE⊥AB,交AB的延长线于点E,连接OE.
(1)求证:四边形ABCD是菱形.
(2)若CE = 2√3,∠ADC = 120°,求四边形ABCD的面积.
(1)求证:四边形ABCD是菱形.
(2)若CE = 2√3,∠ADC = 120°,求四边形ABCD的面积.
答案:
解析:
(1) 证明:$\because AB// DC$,$\therefore\angle ACD=\angle BAC$,$\because AC$ 平分 $\angle BAD$,$\therefore\angle BAC=\angle DAC$,$\therefore\angle ACD=\angle CAD$,$\therefore AD = CD$,$\because AB = AD$,$\therefore AB = CD$,$\therefore$ 四边形 $ABCD$ 是平行四边形,$\because AB = AD$,$\therefore$ 平行四边形 $ABCD$ 是菱形。
(2) $\because$ 四边形 $ABCD$ 是菱形,$\angle ADC = 120^{\circ}$,$\therefore\angle ABC=\angle ADC = 120^{\circ}$,$\angle CBE = 60^{\circ}$,$\therefore\angle BCE = 90^{\circ}-60^{\circ}=30^{\circ}$,$\therefore BC = 2BE$,在 $Rt\triangle BCE$ 中,$BC^{2}=(\frac{1}{2}BC)^{2}+CE^{2}$,$CE = 2\sqrt{3}$,$\therefore BC = AB = 4$,$\therefore S_{菱形 ABCD}=AB\cdot CE = 8\sqrt{3}$。
(1) 证明:$\because AB// DC$,$\therefore\angle ACD=\angle BAC$,$\because AC$ 平分 $\angle BAD$,$\therefore\angle BAC=\angle DAC$,$\therefore\angle ACD=\angle CAD$,$\therefore AD = CD$,$\because AB = AD$,$\therefore AB = CD$,$\therefore$ 四边形 $ABCD$ 是平行四边形,$\because AB = AD$,$\therefore$ 平行四边形 $ABCD$ 是菱形。
(2) $\because$ 四边形 $ABCD$ 是菱形,$\angle ADC = 120^{\circ}$,$\therefore\angle ABC=\angle ADC = 120^{\circ}$,$\angle CBE = 60^{\circ}$,$\therefore\angle BCE = 90^{\circ}-60^{\circ}=30^{\circ}$,$\therefore BC = 2BE$,在 $Rt\triangle BCE$ 中,$BC^{2}=(\frac{1}{2}BC)^{2}+CE^{2}$,$CE = 2\sqrt{3}$,$\therefore BC = AB = 4$,$\therefore S_{菱形 ABCD}=AB\cdot CE = 8\sqrt{3}$。
8.(2023黑龙江哈尔滨期末,24,★★☆)如图,在四边形ABCD中,AC和BD相交于点O,AO = CO,∠BCA = ∠CAD.
(1)求证:四边形ABCD是平行四边形.
(2)E、F、G分别是BO、CO、AD的中点,连接EF、GF、AE、EG,EG和AC相交于点H,当BD和AB满足什么数量关系时,才能使四边形AEFG为菱形?并说明理由.

(1)求证:四边形ABCD是平行四边形.
(2)E、F、G分别是BO、CO、AD的中点,连接EF、GF、AE、EG,EG和AC相交于点H,当BD和AB满足什么数量关系时,才能使四边形AEFG为菱形?并说明理由.
答案:
解析:
(1) 证明:$\because\angle BCA=\angle CAD$,$\therefore AD// BC$,在 $\triangle AOD$ 与 $\triangle COB$ 中,$\begin{cases}\angle DAO=\angle BCO\\AO = CO\\\angle AOD=\angle COB\end{cases}$,$\therefore\triangle AOD\cong\triangle COB(ASA)$,$\therefore AD = BC$,$\therefore$ 四边形 $ABCD$ 是平行四边形。
(2) 当 $BD = 2AB$ 时,四边形 $AEFG$ 为菱形。
理由:$\because E$、$F$、$G$ 分别是 $BO$、$CO$、$AD$ 的中点,$\therefore EF=\frac{1}{2}BC$,$AG=\frac{1}{2}AD$,$EF// BC$,$\because$ 四边形 $ABCD$ 是平行四边形,$BD = 2AB$,$\therefore BC = AD$,$BC// AD$,$AB = CD=\frac{1}{2}BD$,$OD=\frac{1}{2}BD$,$\therefore EF// AG$,$EF = AG$,$CD = OD$,$\therefore$ 四边形 $AEFG$ 为平行四边形,$\therefore AH = FH$,如图,连接 $DF$,$\because F$ 是 $CO$ 的中点,$\therefore DF\perp OC$,$\because G$ 是 $AD$ 的中点,$AH = FH$,$\therefore HG$ 是 $\triangle AFD$ 的中位线,$\therefore HG// DF$,$\therefore EG\perp AF$,$\therefore$ 四边形 $AEFG$ 为菱形。

解析:
(1) 证明:$\because\angle BCA=\angle CAD$,$\therefore AD// BC$,在 $\triangle AOD$ 与 $\triangle COB$ 中,$\begin{cases}\angle DAO=\angle BCO\\AO = CO\\\angle AOD=\angle COB\end{cases}$,$\therefore\triangle AOD\cong\triangle COB(ASA)$,$\therefore AD = BC$,$\therefore$ 四边形 $ABCD$ 是平行四边形。
(2) 当 $BD = 2AB$ 时,四边形 $AEFG$ 为菱形。
理由:$\because E$、$F$、$G$ 分别是 $BO$、$CO$、$AD$ 的中点,$\therefore EF=\frac{1}{2}BC$,$AG=\frac{1}{2}AD$,$EF// BC$,$\because$ 四边形 $ABCD$ 是平行四边形,$BD = 2AB$,$\therefore BC = AD$,$BC// AD$,$AB = CD=\frac{1}{2}BD$,$OD=\frac{1}{2}BD$,$\therefore EF// AG$,$EF = AG$,$CD = OD$,$\therefore$ 四边形 $AEFG$ 为平行四边形,$\therefore AH = FH$,如图,连接 $DF$,$\because F$ 是 $CO$ 的中点,$\therefore DF\perp OC$,$\because G$ 是 $AD$ 的中点,$AH = FH$,$\therefore HG$ 是 $\triangle AFD$ 的中位线,$\therefore HG// DF$,$\therefore EG\perp AF$,$\therefore$ 四边形 $AEFG$ 为菱形。
9.几何直观 如图,已知△ABC和△DEF都是边长为10 cm的等边三角形,且点B、D、C、E在同一直线上,连接AD、CF.若BD = 3 cm,△ABC沿着BE以1 cm/s的速度向右运动,设△ABC的运动时间为t s.
(1)当t为何值时,四边形ADFC是菱形?
(2)当t为何值时,四边形ADFC是矩形?并求其面积.
(3)当t为何值时,四边形ADFC的面积是100√3 cm²?
(1)当t为何值时,四边形ADFC是菱形?
(2)当t为何值时,四边形ADFC是矩形?并求其面积.
(3)当t为何值时,四边形ADFC的面积是100√3 cm²?
答案:
解析:
(1) $\because\triangle ABC$ 和 $\triangle DEF$ 都是边长为 $10\ cm$ 的等边三角形,$\therefore AC = DF$,$\angle ACD=\angle FDE = 60^{\circ}$,$\therefore AC// DF$,$\therefore$ 四边形 $ADFC$ 是平行四边形,当点 $B$ 与点 $D$ 重合,即 $t = 3$ 时,此时 $AD = DF$,$\therefore$ 平行四边形 $ADFC$ 是菱形。
(2) 由
(1) 知四边形 $ADFC$ 为平行四边形,当点 $B$ 与点 $E$ 重合,即 $t = 13$ 时,此时 $A$、$E$、$F$ 在同一条直线上,$\therefore AF = CD$,$\therefore$ 平行四边形 $ADFC$ 是矩形,$\therefore\angle CFD = 90^{\circ}$,$\therefore CF=\sqrt{CD^{2}-DF^{2}} = 10\sqrt{3}\ cm$,$\therefore S_{矩形 ADFC}=10\times10\sqrt{3}=100\sqrt{3}(cm^{2})$。
(3) ① $B$、$D$ 重合前,即 $0\lt t\lt3$ 时,$CD=(7 + t)cm$,$\therefore(7 + t)\times5\sqrt{3}=100\sqrt{3}$,解得 $t = 13$(不符合题意,舍去);② $B$、$D$ 重合时,$t = 3$,$\therefore 10\times5\sqrt{3}=50\sqrt{3}$(不符合题意,舍去);③ $B$、$D$ 重合后,即 $t\gt3$ 时,$(t + 7)\times5\sqrt{3}=100\sqrt{3}$,解得 $t = 13$. 综上所述,当 $t = 13$ 时,四边形 $ADFC$ 的面积是 $100\sqrt{3}\ cm^{2}$。
(1) $\because\triangle ABC$ 和 $\triangle DEF$ 都是边长为 $10\ cm$ 的等边三角形,$\therefore AC = DF$,$\angle ACD=\angle FDE = 60^{\circ}$,$\therefore AC// DF$,$\therefore$ 四边形 $ADFC$ 是平行四边形,当点 $B$ 与点 $D$ 重合,即 $t = 3$ 时,此时 $AD = DF$,$\therefore$ 平行四边形 $ADFC$ 是菱形。
(2) 由
(1) 知四边形 $ADFC$ 为平行四边形,当点 $B$ 与点 $E$ 重合,即 $t = 13$ 时,此时 $A$、$E$、$F$ 在同一条直线上,$\therefore AF = CD$,$\therefore$ 平行四边形 $ADFC$ 是矩形,$\therefore\angle CFD = 90^{\circ}$,$\therefore CF=\sqrt{CD^{2}-DF^{2}} = 10\sqrt{3}\ cm$,$\therefore S_{矩形 ADFC}=10\times10\sqrt{3}=100\sqrt{3}(cm^{2})$。
(3) ① $B$、$D$ 重合前,即 $0\lt t\lt3$ 时,$CD=(7 + t)cm$,$\therefore(7 + t)\times5\sqrt{3}=100\sqrt{3}$,解得 $t = 13$(不符合题意,舍去);② $B$、$D$ 重合时,$t = 3$,$\therefore 10\times5\sqrt{3}=50\sqrt{3}$(不符合题意,舍去);③ $B$、$D$ 重合后,即 $t\gt3$ 时,$(t + 7)\times5\sqrt{3}=100\sqrt{3}$,解得 $t = 13$. 综上所述,当 $t = 13$ 时,四边形 $ADFC$ 的面积是 $100\sqrt{3}\ cm^{2}$。
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