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1[2024湖南怀化期中,中]如图,△ABC是等边三角形,P是三角形内一点,PD//AB,PE//BC,PF//AC,若△ABC的周长为18,则PD + PE + PF =( )
A. 18
$B. 9\sqrt{3}$
C. 6
D. 条件不够,不能确定

A. 18
$B. 9\sqrt{3}$
C. 6
D. 条件不够,不能确定
答案:
C【解析】如图,延长$EP$交$AB$于点$G$,延长$DP$交$AC$与点$H$.$\because PD// AB$,$PE// BC$,$PF// AC$,$\therefore$四边形$AFPH$、四边形$PDBG$均为平行四边形,$\therefore PD = BG$,$PH = AF$. 又$\because \triangle ABC$为等边三角形,$\therefore$易得$\triangle FGP$和$\triangle HPE$是等边三角形,$AB = BC = AC$,$\therefore PE = PH = AF$,$PF = GF$,$\therefore PE + PD + PF = AF + BG + FG = AB=\frac{18}{3}=6$,故选C.
C【解析】如图,延长$EP$交$AB$于点$G$,延长$DP$交$AC$与点$H$.$\because PD// AB$,$PE// BC$,$PF// AC$,$\therefore$四边形$AFPH$、四边形$PDBG$均为平行四边形,$\therefore PD = BG$,$PH = AF$. 又$\because \triangle ABC$为等边三角形,$\therefore$易得$\triangle FGP$和$\triangle HPE$是等边三角形,$AB = BC = AC$,$\therefore PE = PH = AF$,$PF = GF$,$\therefore PE + PD + PF = AF + BG + FG = AB=\frac{18}{3}=6$,故选C.
2[2023湖北黄石模拟,中]如图,已知凸五边形ABCDE的边长均相等,且∠DBE = ∠ABE + ∠CBD,AC = 1,则BD必定满足( )
A. 0<BD<2
B. BD = 2
C. BD>2
D. 以上情况均有可能
A. 0<BD<2
B. BD = 2
C. BD>2
D. 以上情况均有可能
答案:
A【解析】$\because AE = AB$,$\therefore \angle ABE=\angle AEB$. 同理,$\angle CBD=\angle CDB$.$\because \angle DBE=\angle ABE+\angle CBD$,$\therefore \angle ABC = 2\angle DBE$,$\angle AEB+\angle CDB=\angle DBE$.$\because \angle DBE+\angle BED+\angle BDE = 180^{\circ}$,$\therefore \angle AEB+\angle CDB+\angle BED+\angle BDE = 180^{\circ}$,即$\angle AED+\angle CDE = 180^{\circ}$,$\therefore AE// CD$.$\because AE = CD$,$\therefore$四边形$AEDC$为平行四边形,$\therefore DE = AC$.$\because AB = BC$,$\therefore \triangle ABC$是等边三角形,$\therefore BC = CD = AC = 1$. 在$\triangle BCD$中,$\because BC - CD\lt BD\lt BC + CD$,$\therefore 0\lt BD\lt 2$. 故选A.
3[2024江苏宿迁调研,中]如图,在四边形ABCD中,∠BCD = 90°,CD的垂直平分线分别交边CD,AD于G,E,连接CE,若CE//AB,$AB = 4\sqrt{3},$CE = 10,则AE的长为________.

答案:
$10 - 4\sqrt{3}$【解析】如图,延长$GE$,$BA$交于点$F$.$\because GE$是$CD$的垂直平分线,$\therefore ED = EC$,$\angle DGE = 90^{\circ}$.$\because \angle BCD = 90^{\circ}$,$\therefore \angle BCD=\angle DGE = 90^{\circ}$,$\therefore GE// CB$.$\because CE// AB$,$\therefore$四边形$CEFB$是平行四边形,$\therefore CE = BF = 10$.$\because AB = 4\sqrt{3}$,$\therefore AF = BF - AB = 10 - 4\sqrt{3}$.$\because CE// AB$,$\therefore \angle CEG=\angle F$.$\because ED = EC$,$EG\perp CD$,$\therefore \angle CEG=\angle DEG$.$\because \angle DEG=\angle AEF$,$\therefore \angle F=\angle AEF$,$\therefore AE = AF = 10 - 4\sqrt{3}$,故答案为$10 - 4\sqrt{3}$.
$10 - 4\sqrt{3}$【解析】如图,延长$GE$,$BA$交于点$F$.$\because GE$是$CD$的垂直平分线,$\therefore ED = EC$,$\angle DGE = 90^{\circ}$.$\because \angle BCD = 90^{\circ}$,$\therefore \angle BCD=\angle DGE = 90^{\circ}$,$\therefore GE// CB$.$\because CE// AB$,$\therefore$四边形$CEFB$是平行四边形,$\therefore CE = BF = 10$.$\because AB = 4\sqrt{3}$,$\therefore AF = BF - AB = 10 - 4\sqrt{3}$.$\because CE// AB$,$\therefore \angle CEG=\angle F$.$\because ED = EC$,$EG\perp CD$,$\therefore \angle CEG=\angle DEG$.$\because \angle DEG=\angle AEF$,$\therefore \angle F=\angle AEF$,$\therefore AE = AF = 10 - 4\sqrt{3}$,故答案为$10 - 4\sqrt{3}$.
4[2023江苏扬州邗江区质检,中]如图,在四边形ABCD中,AD//BC且AD = 9 cm,BC = 6 cm,点P,Q分别从点A,C同时出发,点P以1 cm/s的速度由A向D运动,点Q以2 cm/s的速度由C向B运动. 则经过________s后,直线PQ将四边形ABCD截出一个平行四边形.
答案:
2或3
思路分析
设运动时间为$t\ s$,分情况讨论$\begin{cases}AP = BQ\rightarrow \square ABQP\\PD = CQ\rightarrow \square DCQP\end{cases}$求$t$
【解析】设点$P$,$Q$运动的时间为$t\ s$. 依题意,得$CQ = 2t$,$BQ = 6 - 2t$,$AP = t$,$PD = 9 - t$.$\because AD// BC$,$\therefore$当$BQ = AP$时,四边形$APQB$是平行四边形,即$6 - 2t = t$,解得$t = 2$;当$CQ = PD$时,四边形$CQPD$是平行四边形,即$2t = 9 - t$,解得$t = 3$,$\therefore$经过$2\ s$或$3\ s$后,直线$PQ$将四边形$ABCD$截出一个平行四边形. 故答案为2或3.
2或3
思路分析
设运动时间为$t\ s$,分情况讨论$\begin{cases}AP = BQ\rightarrow \square ABQP\\PD = CQ\rightarrow \square DCQP\end{cases}$求$t$
【解析】设点$P$,$Q$运动的时间为$t\ s$. 依题意,得$CQ = 2t$,$BQ = 6 - 2t$,$AP = t$,$PD = 9 - t$.$\because AD// BC$,$\therefore$当$BQ = AP$时,四边形$APQB$是平行四边形,即$6 - 2t = t$,解得$t = 2$;当$CQ = PD$时,四边形$CQPD$是平行四边形,即$2t = 9 - t$,解得$t = 3$,$\therefore$经过$2\ s$或$3\ s$后,直线$PQ$将四边形$ABCD$截出一个平行四边形. 故答案为2或3.
5[2023山东烟台期末,中]如图,在□ABCD中,∠C = 60°,M,N分别是AD,BC的中点.
(1)求证:四边形MNCD是平行四边形;
建议用时30分钟答案D14
(2)若BC = 2CD,MN = 1,求BD的长.

(1)求证:四边形MNCD是平行四边形;
建议用时30分钟答案D14
(2)若BC = 2CD,MN = 1,求BD的长.
答案:
(1)【证明】$\because$四边形$ABCD$是平行四边形,$\therefore AD = BC$,$AD// BC$.$\because M$,$N$分别是$AD$,$BC$的中点,$\therefore MD = NC$.$\because MD// NC$,$\therefore$四边形$MNCD$是平行四边形.
(2)【解】如图,连接$ND$.$\because$四边形$MNCD$是平行四边形,$\therefore DC = MN = 1$.$\because N$是$BC$的中点,$\therefore BN = CN=\frac{1}{2}BC$.$\because BC = 2CD$,$\therefore CD = CN$. 又$\because \angle C = 60^{\circ}$,$\therefore \triangle NCD$是等边三角形,$\therefore ND = NC = DC = 1$,$\angle CDN=\angle DNC = 60^{\circ}$.$\because \angle DNC$是$\triangle BND$的外角,$\therefore \angle NBD+\angle NDB=\angle DNC$.$\because DN = CN = BN$,$\therefore \angle DBN=\angle BDN=\frac{1}{2}\angle DNC = 30^{\circ}$,$\therefore \angle BDC=\angle CDN+\angle BDN = 90^{\circ}$.$\because BC = 2DC = 2$,$\therefore BD=\sqrt{BC^{2}-DC^{2}}=\sqrt{2^{2}-1^{2}}=\sqrt{3}$.
(1)【证明】$\because$四边形$ABCD$是平行四边形,$\therefore AD = BC$,$AD// BC$.$\because M$,$N$分别是$AD$,$BC$的中点,$\therefore MD = NC$.$\because MD// NC$,$\therefore$四边形$MNCD$是平行四边形.
(2)【解】如图,连接$ND$.$\because$四边形$MNCD$是平行四边形,$\therefore DC = MN = 1$.$\because N$是$BC$的中点,$\therefore BN = CN=\frac{1}{2}BC$.$\because BC = 2CD$,$\therefore CD = CN$. 又$\because \angle C = 60^{\circ}$,$\therefore \triangle NCD$是等边三角形,$\therefore ND = NC = DC = 1$,$\angle CDN=\angle DNC = 60^{\circ}$.$\because \angle DNC$是$\triangle BND$的外角,$\therefore \angle NBD+\angle NDB=\angle DNC$.$\because DN = CN = BN$,$\therefore \angle DBN=\angle BDN=\frac{1}{2}\angle DNC = 30^{\circ}$,$\therefore \angle BDC=\angle CDN+\angle BDN = 90^{\circ}$.$\because BC = 2DC = 2$,$\therefore BD=\sqrt{BC^{2}-DC^{2}}=\sqrt{2^{2}-1^{2}}=\sqrt{3}$.
6核心素养|模型观念[2023江苏南京江宁区质检,较难]数学课上,陈老师布置了一道题目:如图(1),在△ABC中,AD是BC边上的高,如果AB + BD = AC + CD,那么AB = AC吗?
悦悦的思考:通过添辅助线“补短”,分别表示出“AB + BD”和“AC + CD”……
(1)根据悦悦的思考,完成上述解答.
(2)如图(2),在四边形ABCD中,AD//BC,AB + AD = CD + CB. 求证:四边形ABCD是平行四边形.

悦悦的思考:通过添辅助线“补短”,分别表示出“AB + BD”和“AC + CD”……
(1)根据悦悦的思考,完成上述解答.
(2)如图(2),在四边形ABCD中,AD//BC,AB + AD = CD + CB. 求证:四边形ABCD是平行四边形.
答案:
(1)【解】如图
(1),延长$DB$至$E$,使$BE = AB$. 延长$DC$至$F$,使$CF = AC$. 连接$AE$,$AF$.$\because AB + BD = AC + CD$,$\therefore DE = DF$. 又$\because AD\perp BC$,$\therefore \triangle AEF$是等腰三角形,$\therefore \angle E=\angle F$.$\because AB = BE$,$\therefore \angle ABC = 2\angle E$. 同理,$\angle ACB = 2\angle F$,$\therefore \angle ABC=\angle ACB$,$\therefore AB = AC$.
(2)【证明】如图
(2),在$DA$的延长线上取点$M$,使$AM = AB$,在$BC$的延长线上取点$N$,使$CN = CD$,连接$BM$,$DN$,则$\angle M=\angle ABM$,$\angle N=\angle CDN$.$\because AB + AD = CD + CB$,$\therefore AM + AD = CN + CB$,即$DM = BN$. 又$\because AD// BC$,$\therefore$四边形$MBND$是平行四边形,$\therefore MB = ND$,$\angle M=\angle N$,$\therefore \angle ABM=\angle CDN$. 在$\triangle ABM$和$\triangle CDN$中,$\begin{cases}\angle M=\angle N,\\MB = ND,\\\angle ABM=\angle CDN,\end{cases}$$\therefore \triangle ABM\cong \triangle CDN(ASA)$,$\therefore AM = CN$.$\because DM = BN$,$\therefore DM - AM = BN - CN$,即$AD = BC$.$\because AD// BC$,$\therefore$四边形$ABCD$是平行四边形.
(1)【解】如图
(1),延长$DB$至$E$,使$BE = AB$. 延长$DC$至$F$,使$CF = AC$. 连接$AE$,$AF$.$\because AB + BD = AC + CD$,$\therefore DE = DF$. 又$\because AD\perp BC$,$\therefore \triangle AEF$是等腰三角形,$\therefore \angle E=\angle F$.$\because AB = BE$,$\therefore \angle ABC = 2\angle E$. 同理,$\angle ACB = 2\angle F$,$\therefore \angle ABC=\angle ACB$,$\therefore AB = AC$.
(2)【证明】如图
(2),在$DA$的延长线上取点$M$,使$AM = AB$,在$BC$的延长线上取点$N$,使$CN = CD$,连接$BM$,$DN$,则$\angle M=\angle ABM$,$\angle N=\angle CDN$.$\because AB + AD = CD + CB$,$\therefore AM + AD = CN + CB$,即$DM = BN$. 又$\because AD// BC$,$\therefore$四边形$MBND$是平行四边形,$\therefore MB = ND$,$\angle M=\angle N$,$\therefore \angle ABM=\angle CDN$. 在$\triangle ABM$和$\triangle CDN$中,$\begin{cases}\angle M=\angle N,\\MB = ND,\\\angle ABM=\angle CDN,\end{cases}$$\therefore \triangle ABM\cong \triangle CDN(ASA)$,$\therefore AM = CN$.$\because DM = BN$,$\therefore DM - AM = BN - CN$,即$AD = BC$.$\because AD// BC$,$\therefore$四边形$ABCD$是平行四边形.
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