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1.(2021·安徽)学生到工厂劳动实践,学习制作机械零件.零件的截面如图阴影部分所示,已知四边形$AEFD$为矩形,点$B$,$C$分别在$EF$,$DF$上,$\angle ABC = 90^{\circ}$,$\angle BAD = 53^{\circ}$,$AB = 10\ cm$,$BC = 6\ cm$.求零件的截面面积.(参考数据:$\sin53^{\circ}\approx0.80$,$\cos53^{\circ}\approx0.60$)

答案:
1. 解:如图,
∵四边形AEFD为矩形,∠BAD = 53°,
∴EF//AD,∠EFD = 90°,
∴∠EBA = 53°.
∵∠ABC = 90°,
∴∠EBA + ∠FBC = 90°.
∵∠EFD = 90°,
∴∠FBC + ∠BCF = 90°,
∴∠EBA = ∠BCF = 53°.
在Rt△ABE中,AB = 10cm,sin53° = $\frac{AE}{AB}$≈0.80,
∴AE = AB·sin53° = 8(cm).
又cos53° = $\frac{BE}{AB}$≈0.60,
∴BE = AB·cos53° = 6(cm).
同理可得BF = BC·sin53° = $\frac{24}{5}$(cm),
CF = BC·cos53° = $\frac{18}{5}$(cm).
∴S四边形ABCD = S矩形AEFD - S△ABE - S△BCF
= 8×(6 + $\frac{24}{5}$) - $\frac{1}{2}$×8×6 - $\frac{1}{2}$×$\frac{24}{5}$×$\frac{18}{5}$
= 53.76(cm²).
∴零件的截面面积为53.76cm².
1. 解:如图,
∵四边形AEFD为矩形,∠BAD = 53°,
∴EF//AD,∠EFD = 90°,
∴∠EBA = 53°.
∵∠ABC = 90°,
∴∠EBA + ∠FBC = 90°.
∵∠EFD = 90°,
∴∠FBC + ∠BCF = 90°,
∴∠EBA = ∠BCF = 53°.
在Rt△ABE中,AB = 10cm,sin53° = $\frac{AE}{AB}$≈0.80,
∴AE = AB·sin53° = 8(cm).
又cos53° = $\frac{BE}{AB}$≈0.60,
∴BE = AB·cos53° = 6(cm).
同理可得BF = BC·sin53° = $\frac{24}{5}$(cm),
CF = BC·cos53° = $\frac{18}{5}$(cm).
∴S四边形ABCD = S矩形AEFD - S△ABE - S△BCF
= 8×(6 + $\frac{24}{5}$) - $\frac{1}{2}$×8×6 - $\frac{1}{2}$×$\frac{24}{5}$×$\frac{18}{5}$
= 53.76(cm²).
∴零件的截面面积为53.76cm².
2.(2020·安徽)如图1,已知四边形$ABCD$是矩形,点$E$在$BA$的延长线上,$AE = AD$,$EC$与$BD$相交于点$G$,与$AD$相交于点$F$,$AF = AB$.
(1)求证:$BD\perp EC$;
(2)若$AB = 1$,求$AE$的长;
(3)如图2,连接$AG$,求证:$EG - DG = \sqrt{2}AG$.

(1)求证:$BD\perp EC$;
(2)若$AB = 1$,求$AE$的长;
(3)如图2,连接$AG$,求证:$EG - DG = \sqrt{2}AG$.
答案:
2.
(1) 证明:
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BAD = ∠EAD = 90°,AD = BC,AD//BC.
在△EAF和△DAB中,
$\begin{cases}AE = AD \\∠EAF = ∠DAB \\AF = AB\end{cases}$
∴△EAF≌△DAB(SAS),
∴∠E = ∠BDA.
∵∠BDA + ∠ABD = 90°,
∴∠E + ∠ABD = 90°,
∴∠EGB = 90°,
∴BD⊥EC.
(2) 解:设AE = x,则EB = 1 + x,BC = AD = AE = x.
∵AF//BC,∠E = ∠E,
∴△EAF∼△EBC,
∴$\frac{EA}{EB}=\frac{AF}{BC}$.
又AF = AB = 1,
∴$\frac{x}{1 + x}=\frac{1}{x}$,即x² - x - 1 = 0,
解得x = $\frac{1 + \sqrt{5}}{2}$,x = $\frac{1 - \sqrt{5}}{2}$(舍去)
∴AE = $\frac{1 + \sqrt{5}}{2}$.
(3) 证明:在EG上截取EH = DG,连接AH.
在△EAH和△DAG中,
$\begin{cases}AE = AD \\∠HEA = ∠GDA \\EH = DG\end{cases}$
∴△EAH≌△DAG(SAS),
∴∠EAH = ∠DAG,AH = AG.
∵∠EAH + ∠DAH = 90°,
∴∠DAG + ∠DAH = 90°,
∴∠HAG = 90°,
∴△GAH是等腰直角三角形,
∴AH² + AG² = GH²,即2AG² = GH².
∵GH = EG - EH = EG - DG,
∴EG - DG = $\sqrt{2}$AG.
2.
(1) 证明:
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BAD = ∠EAD = 90°,AD = BC,AD//BC.
在△EAF和△DAB中,
$\begin{cases}AE = AD \\∠EAF = ∠DAB \\AF = AB\end{cases}$
∴△EAF≌△DAB(SAS),
∴∠E = ∠BDA.
∵∠BDA + ∠ABD = 90°,
∴∠E + ∠ABD = 90°,
∴∠EGB = 90°,
∴BD⊥EC.
(2) 解:设AE = x,则EB = 1 + x,BC = AD = AE = x.
∵AF//BC,∠E = ∠E,
∴△EAF∼△EBC,
∴$\frac{EA}{EB}=\frac{AF}{BC}$.
又AF = AB = 1,
∴$\frac{x}{1 + x}=\frac{1}{x}$,即x² - x - 1 = 0,
解得x = $\frac{1 + \sqrt{5}}{2}$,x = $\frac{1 - \sqrt{5}}{2}$(舍去)
∴AE = $\frac{1 + \sqrt{5}}{2}$.
(3) 证明:在EG上截取EH = DG,连接AH.
在△EAH和△DAG中,
$\begin{cases}AE = AD \\∠HEA = ∠GDA \\EH = DG\end{cases}$
∴△EAH≌△DAG(SAS),
∴∠EAH = ∠DAG,AH = AG.
∵∠EAH + ∠DAH = 90°,
∴∠DAG + ∠DAH = 90°,
∴∠HAG = 90°,
∴△GAH是等腰直角三角形,
∴AH² + AG² = GH²,即2AG² = GH².
∵GH = EG - EH = EG - DG,
∴EG - DG = $\sqrt{2}$AG.
3.(2017·安徽)如图,在矩形$ABCD$中,$AB = 5$,$AD = 3$.动点$P$满足$S_{\triangle PAB}=\frac{1}{3}S_{矩形ABCD}$,则点$P$到$A$,$B$两点距离之和$PA + PB$的最小值为 ()

A.$\sqrt{29}$
B.$\sqrt{34}$
C.$5\sqrt{2}$
D.$\sqrt{41}$
A.$\sqrt{29}$
B.$\sqrt{34}$
C.$5\sqrt{2}$
D.$\sqrt{41}$
答案:
3. D [解析]设点P到AB的距离为h,由S△PAB = $\frac{1}{3}$S矩形ABCD,
得$\frac{1}{2}$×5h = $\frac{1}{3}$×5×3,解得h = 2.
如图,在AD,BC上分别取AE = BF = 2,连接EF,则动点P在EF上运动,作点B关于EF的对称点B',BB' = 4.
连接AB'交EF于点P,此时PA + PB最小,
根据勾股定理,PA + PB的最小值为AB' = $\sqrt{5² + 4²}$ = $\sqrt{41}$.
3. D [解析]设点P到AB的距离为h,由S△PAB = $\frac{1}{3}$S矩形ABCD,
得$\frac{1}{2}$×5h = $\frac{1}{3}$×5×3,解得h = 2.
如图,在AD,BC上分别取AE = BF = 2,连接EF,则动点P在EF上运动,作点B关于EF的对称点B',BB' = 4.
连接AB'交EF于点P,此时PA + PB最小,
根据勾股定理,PA + PB的最小值为AB' = $\sqrt{5² + 4²}$ = $\sqrt{41}$.
4.(2025·内蒙古)如图,$ABCD$是一个矩形草坪,对角线$AC$,$BD$相交于点$O$,$H$是$BC$边的中点,连接$OH$,且$OH = 20\ m$,$AD = 30\ m$,则该草坪的面积为 ()

A.$2400\ m^2$
B.$1800\ m^2$
C.$1200\ m^2$
D.$600\ m^2$
A.$2400\ m^2$
B.$1800\ m^2$
C.$1200\ m^2$
D.$600\ m^2$
答案:
4. C [解析]由题意知点O是AC的中点.
又
∵H是BC边的中点,
∴OH是△ABC的中位线,
∴AB = 2OH = 40m,
∴S矩形ABCD = AB·AD = 40×30 = 1200(m²).
又
∵H是BC边的中点,
∴OH是△ABC的中位线,
∴AB = 2OH = 40m,
∴S矩形ABCD = AB·AD = 40×30 = 1200(m²).
5.(2025·辽宁)如图,在矩形$ABCD$中,点$E$在边$AD$上,$BE = BC$,连接$CE$,若$AB = 3$,$AE = 4$,则$CE$的长为 ()

A.1
B.5
C.$2\sqrt{2}$
D.$\sqrt{10}$
A.1
B.5
C.$2\sqrt{2}$
D.$\sqrt{10}$
答案:
5. D [解析]
∵四边形ABCD是矩形,
∴CD = AB = 3,AD = BC,∠A = 90°,
∴BC = BE = $\sqrt{AB² + AE²}$ = $\sqrt{3² + 4²}$ = 5,
∴AD = 5,
∴DE = 5 - 4 = 1.
在Rt△CDF中,CE = $\sqrt{DE² + CD²}$ = $\sqrt{1² + 3²}$ = $\sqrt{10}$.
∵四边形ABCD是矩形,
∴CD = AB = 3,AD = BC,∠A = 90°,
∴BC = BE = $\sqrt{AB² + AE²}$ = $\sqrt{3² + 4²}$ = 5,
∴AD = 5,
∴DE = 5 - 4 = 1.
在Rt△CDF中,CE = $\sqrt{DE² + CD²}$ = $\sqrt{1² + 3²}$ = $\sqrt{10}$.
6.(2025·河北)如图,将矩形$ABCD$沿对角线$BD$折叠,点$A$落在$A'$处,$A'D$交$BC$于点$E$.将$\triangle CDE$沿$DE$折叠,点$C$落在$\triangle BDE$内的$C'$处,下列结论一定正确的是 ()

A.$\angle1 = 45^{\circ}-\alpha$
B.$\angle1=\alpha$
C.$\angle2 = 90^{\circ}-\alpha$
D.$\angle2 = 2\alpha$
A.$\angle1 = 45^{\circ}-\alpha$
B.$\angle1=\alpha$
C.$\angle2 = 90^{\circ}-\alpha$
D.$\angle2 = 2\alpha$
答案:
6. D [解析]观察各选项,均为用含α的式子表示∠1或∠2,故审题时围绕∠1,∠2和α进行角的转化.审题后,将获取的信息标记出来,如下图.
由上可知,∠1 + α + ∠1 = 90°,
∴∠1 = $\frac{1}{2}$(90° - α) = 45° - $\frac{1}{2}$α,故选项A错误.
∵四边形的内角和为360°,∠C' = ∠C = 90°,
∴∠C'EC + ∠C'DC = 180°.
又
∵∠2 + ∠C'EC = 180°,
∴∠2 = ∠C'DC = 2α,故选项D正确.
6. D [解析]观察各选项,均为用含α的式子表示∠1或∠2,故审题时围绕∠1,∠2和α进行角的转化.审题后,将获取的信息标记出来,如下图.
由上可知,∠1 + α + ∠1 = 90°,
∴∠1 = $\frac{1}{2}$(90° - α) = 45° - $\frac{1}{2}$α,故选项A错误.
∵四边形的内角和为360°,∠C' = ∠C = 90°,
∴∠C'EC + ∠C'DC = 180°.
又
∵∠2 + ∠C'EC = 180°,
∴∠2 = ∠C'DC = 2α,故选项D正确.
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