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8.几何直观 如图所示的是一张矩形纸片ABCD,按照下面步骤进行折叠:
第一步:如图①,将矩形纸片沿AM折叠,使得点D的对应点N落在AB上,连接MN,然后把纸片展开.
第二步:如图②,将四边形ADMN沿PQ对折,使AD与NM重合.将纸片展开,得到折痕PQ,然后连接NQ.
第三步:如图③,折叠纸片使得NQ落在DC上,折痕为EQ,点N的对应点为F.
(1)求证:四边形ADMN是正方形.
(2)求图③中四边形NQFE的面积与四边形ADMN的面积的比值.

第一步:如图①,将矩形纸片沿AM折叠,使得点D的对应点N落在AB上,连接MN,然后把纸片展开.
第二步:如图②,将四边形ADMN沿PQ对折,使AD与NM重合.将纸片展开,得到折痕PQ,然后连接NQ.
第三步:如图③,折叠纸片使得NQ落在DC上,折痕为EQ,点N的对应点为F.
(1)求证:四边形ADMN是正方形.
(2)求图③中四边形NQFE的面积与四边形ADMN的面积的比值.
答案:
解析
(1)**证明**:
∵ 四边形 $ABCD$ 是矩形,
∴ $\angle DAN=\angle D = 90^{\circ}$,
由折叠的性质可得 $\angle ANM=\angle D = 90^{\circ}$,$AD = AN$,
∴ 四边形 $ADMN$ 是正方形.
(2)
∵ 四边形 $ADMN$ 为正方形,
∴ 可设 $AD = DM = MN = 2a$,
∵ 将正方形 $ADMN$ 对折后,$AD$ 与 $MN$ 重合,
∴ $DQ = QM = a$,
在 $Rt\triangle NQM$ 中,由勾股定理得 $NQ=\sqrt{QM^{2}+NM^{2}}=\sqrt{a^{2}+(2a)^{2}}=\sqrt{5}a$,
由折叠的性质可得 $QF = NQ=\sqrt{5}a$,
易得四边形 $NQFE$ 为菱形,
∵ 四边形 $NQFE$ 与四边形 $ADMN$ 的高都为 $2a$,
∴ $S_{四边形NQFE}:S_{四边形ADMN}=QF:DM=\sqrt{5}a:2a=\frac{\sqrt{5}}{2}$.
(1)**证明**:
∵ 四边形 $ABCD$ 是矩形,
∴ $\angle DAN=\angle D = 90^{\circ}$,
由折叠的性质可得 $\angle ANM=\angle D = 90^{\circ}$,$AD = AN$,
∴ 四边形 $ADMN$ 是正方形.
(2)
∵ 四边形 $ADMN$ 为正方形,
∴ 可设 $AD = DM = MN = 2a$,
∵ 将正方形 $ADMN$ 对折后,$AD$ 与 $MN$ 重合,
∴ $DQ = QM = a$,
在 $Rt\triangle NQM$ 中,由勾股定理得 $NQ=\sqrt{QM^{2}+NM^{2}}=\sqrt{a^{2}+(2a)^{2}}=\sqrt{5}a$,
由折叠的性质可得 $QF = NQ=\sqrt{5}a$,
易得四边形 $NQFE$ 为菱形,
∵ 四边形 $NQFE$ 与四边形 $ADMN$ 的高都为 $2a$,
∴ $S_{四边形NQFE}:S_{四边形ADMN}=QF:DM=\sqrt{5}a:2a=\frac{\sqrt{5}}{2}$.
例 如图,点E、F、G、H分别是四边形ABCD的边AB、BC、CD、DA的中点,则下列选项中正确的是 ( )

A.若AC = BD,则四边形EFGH为矩形
B.若AC⊥BD,则四边形EFGH为菱形
C.若四边形EFGH是平行四边形,则AC与BD互相平分
D.若四边形EFGH是正方形,则AC与BD互相垂直且相等
A.若AC = BD,则四边形EFGH为矩形
B.若AC⊥BD,则四边形EFGH为菱形
C.若四边形EFGH是平行四边形,则AC与BD互相平分
D.若四边形EFGH是正方形,则AC与BD互相垂直且相等
答案:
D
∵ 点 $E$、$F$、$G$、$H$ 分别是四边形 $ABCD$ 的边 $AB$、$BC$、$CD$、$DA$ 的中点,
∴ $EF$ 是 $\triangle ABC$ 的中位线,$HG$ 是 $\triangle ACD$ 的中位线,$EH$ 是 $\triangle ABD$ 的中位线,$FG$ 是 $\triangle BCD$ 的中位线,
∴ $HG = EF=\frac{1}{2}AC$,$HG// EF// AC$,$EH = FG=\frac{1}{2}BD$,$EH// FG// BD$,
∴ 四边形 $EFGH$ 为平行四边形.
A. 若 $AC = BD$,则 $HG = EH$,
∴ 四边形 $EFGH$ 为菱形,故 A 选项错误;
B. 若 $AC\perp BD$,则 $EF\perp EH$,
∴ 四边形 $EFGH$ 为矩形,故 B 选项错误;
C. 任意四边形的中点四边形都是平行四边形,$AC$ 与 $BD$ 不一定互相平分,故 C 选项错误;
D. 若四边形 $EFGH$ 是正方形,则 $EF\perp EH$,$EF = EH$,由 $EF$ 是 $\triangle ABC$ 的中位线,$EH$ 是 $\triangle ABD$ 的中位线,得 $EF// AC$,$EH// BD$,$EF=\frac{1}{2}AC$,$EH=\frac{1}{2}BD$,
∴ $AC$ 与 $BD$ 互相垂直且相等,故 D 选项正确. 故选 D.
∵ 点 $E$、$F$、$G$、$H$ 分别是四边形 $ABCD$ 的边 $AB$、$BC$、$CD$、$DA$ 的中点,
∴ $EF$ 是 $\triangle ABC$ 的中位线,$HG$ 是 $\triangle ACD$ 的中位线,$EH$ 是 $\triangle ABD$ 的中位线,$FG$ 是 $\triangle BCD$ 的中位线,
∴ $HG = EF=\frac{1}{2}AC$,$HG// EF// AC$,$EH = FG=\frac{1}{2}BD$,$EH// FG// BD$,
∴ 四边形 $EFGH$ 为平行四边形.
A. 若 $AC = BD$,则 $HG = EH$,
∴ 四边形 $EFGH$ 为菱形,故 A 选项错误;
B. 若 $AC\perp BD$,则 $EF\perp EH$,
∴ 四边形 $EFGH$ 为矩形,故 B 选项错误;
C. 任意四边形的中点四边形都是平行四边形,$AC$ 与 $BD$ 不一定互相平分,故 C 选项错误;
D. 若四边形 $EFGH$ 是正方形,则 $EF\perp EH$,$EF = EH$,由 $EF$ 是 $\triangle ABC$ 的中位线,$EH$ 是 $\triangle ABD$ 的中位线,得 $EF// AC$,$EH// BD$,$EF=\frac{1}{2}AC$,$EH=\frac{1}{2}BD$,
∴ $AC$ 与 $BD$ 互相垂直且相等,故 D 选项正确. 故选 D.
1.条件变结论 如图,在四边形ABCD中,E、F分别是AD、BC的中点,G、H分别是BD、AC的中点,四边形ABCD满足________时,四边形EGFH是矩形.

答案:
答案 $AB\perp CD$
解析
∵ $E$、$F$ 分别是 $AD$、$BC$ 的中点,$G$、$H$ 分别是 $BD$、$AC$ 的中点,
∴ $EG// AB$,$HF// AB$,$EH// CD$,$GF// CD$,$EG=\frac{1}{2}AB$,$HF=\frac{1}{2}AB$,$EH=\frac{1}{2}CD$,$GF=\frac{1}{2}CD$,
∴ $EG// HF$,$EH// GF$,
∴ 四边形 $EGFH$ 是平行四边形.
∵ $AB\perp CD$,$EG// AB$,$EH// CD$,
∴ $EG\perp EH$,
∴ $\angle GEH = 90^{\circ}$,
∴ 四边形 $EGFH$ 是矩形.
解析
∵ $E$、$F$ 分别是 $AD$、$BC$ 的中点,$G$、$H$ 分别是 $BD$、$AC$ 的中点,
∴ $EG// AB$,$HF// AB$,$EH// CD$,$GF// CD$,$EG=\frac{1}{2}AB$,$HF=\frac{1}{2}AB$,$EH=\frac{1}{2}CD$,$GF=\frac{1}{2}CD$,
∴ $EG// HF$,$EH// GF$,
∴ 四边形 $EGFH$ 是平行四边形.
∵ $AB\perp CD$,$EG// AB$,$EH// CD$,
∴ $EG\perp EH$,
∴ $\angle GEH = 90^{\circ}$,
∴ 四边形 $EGFH$ 是矩形.
2.改变图形 (2024福建中考)如图,正方形ABCD的面积为4,点E,F,G,H分别为边AB,BC,CD,AD的中点,则四边形EFGH的面积为________.

答案:
答案 2
解析 如图,连接 $HF$、$EG$,
∵ 四边形 $ABCD$ 是正方形,且面积为 4,
∴ $BC// AD$,$BC = AD$,$AB = BC = 2$,
∵ $H$,$F$ 分别为边 $DA$,$BC$ 的中点,
∴ $HA=\frac{1}{2}AD$,$BF=\frac{1}{2}BC$,
∴ $HA = BF$,
∴ 四边形 $BFHA$ 是平行四边形,
∴ $AB = HF = 2$,$AB// HF$.
同理,$BC = EG = 2$,$BC// EG$,
∵ $AB\perp BC$,
∴ $HF\perp EG$,
∴ 四边形 $EFGH$ 的面积 $=\frac{1}{2}EG\cdot HF=\frac{1}{2}\times2\times2 = 2$.

答案 2
解析 如图,连接 $HF$、$EG$,
∵ 四边形 $ABCD$ 是正方形,且面积为 4,
∴ $BC// AD$,$BC = AD$,$AB = BC = 2$,
∵ $H$,$F$ 分别为边 $DA$,$BC$ 的中点,
∴ $HA=\frac{1}{2}AD$,$BF=\frac{1}{2}BC$,
∴ $HA = BF$,
∴ 四边形 $BFHA$ 是平行四边形,
∴ $AB = HF = 2$,$AB// HF$.
同理,$BC = EG = 2$,$BC// EG$,
∵ $AB\perp BC$,
∴ $HF\perp EG$,
∴ 四边形 $EFGH$ 的面积 $=\frac{1}{2}EG\cdot HF=\frac{1}{2}\times2\times2 = 2$.
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