最全《平行四邊形、矩形菱形、正方形》計算類典型題彙總
一、平行四邊形中,邊(周長)的計算
例1:在平行四邊形ABCD中,對角線AC,BD交于點O,AC=10,BD=8,則AD的取值範圍是_________.
解析:利用平行四邊形的性質,對角線互相平分,得AO=5,DO=4.借助三角形三邊關系,AO-DO<AD<AO+DO,則1<AD<9
變式:
1.已知平行四邊形ABCD的周長是12,AC,BD交于點O,△ABO的周長比△BOC的周長大1,求AB,BC的長.
解析:對照上圖,我們知道AO=CO,BO為公共邊,則△ABO的周長與△BOC的周長之差就是AB與BC之差,設AB=x,BC=x-1,根據周長=12,可得2(x+x-1)=12,x=3.5,AB=3.5,BC=2.5
例2:如圖,平行四邊形ABCD的周長為16,AC,BD相交于點O,OE⊥AC于O,則△BCE的周長為_________.
解析:由OE⊥BD,BO=DO,可知OE垂直平分BD,則BE=DE,C△BCE=BC+CE+BE= BC+CE+DE=BC+CD=8
變式:如圖,EF過平行四邊形ABCD對角線的交點O,分别交AD于E,交BC于點F,若OE=5,四邊形CDEF的周長為25,則平行四邊形ABCD的周長為________.
解析:首先,可證△AEO≌△CFO,則OE=OF.
(事實上,經過平行四邊形對稱中心的線段,既平分平行四邊形的周長,也平分面積.)
EF=2OE=10,AE=CF,C四邊形CDEF=CD+DE+CF+EF=CD+DE+AE+EF=CD+DA+EF=25
CD+DA=15,C平行四邊形ABCD=30
例3:在平行四邊形ABCD中,AD=11,∠A、∠D的角平分線分别交BC于E、F,EF=3,則AB=__________.
解析:
本題是典型的易錯題,極易漏解,我們應該想到,AE,DF必然相交,且夾角為90°,但交點可以在平行四邊形内,也可在形外.故而要分類讨論.
同時,這裡面隐藏着一個常見的基本模型,平行+角平分,構造等腰,△ABE和△FCD是等腰三角形,且腰相同,AB=BE=DC=CF.
如圖,當AE,DF交于形内,BE+CF-EF=11,2BE-3=11,BE=7,AB=7
如圖,當AE,DF交于形外,BE+CF+EF=11,2BE+3=11,BE=4,AB=4
綜上,AB=7或4
變式:
1.平行四邊形ABCD的周長為32, ∠ABC的角平分線交邊AD所在直線于點E,且AE:ED=3:2,則AB=______.
解析:看到"所在直線" 這樣的字眼,第一時間應該想到兩解了吧.
如圖,AD<AB,則E在AD延長線上,AE=AB,
∵AE:ED=3:2,
∴AE:AD=3:1,AB:AD=3:1,
設AD=x,AB=3x,3x+x=16,
x=4,AB=3x=12.
如圖,AD>AB,則E在AD上,AE=AB,
∵AE:ED=3:2,
∴AE:AD=3:5,AB:AD=3:5,
設AB=3x,AD=5x,3x+5x=16,
x=2,AB=3x=6.
綜上,AB=6或12.
二、平行四邊形面積類問題
例1:平行四邊形ABCD中, DE⊥AB,DF⊥BC,若DE=2,DF=3,四邊形ABCD的周長是30,求其面積.
解析:本題其實早在小學階段,可能就有同學做過,知道平行四邊形周長,則知道了鄰邊之和為其一半,有了2條高,自然想到面積,用等積法解決.
如圖,設AB=x,BC=15-x,
2x=3(15-x),x=9,S=2x=18
例2:如圖,M、N是平行四邊形ABCD的邊AB、AD的中點, 連接MN、MC,若陰影四邊形的面積為10,則圖中空白部分的面積是____________.
解析:面對一般四邊形的面積問題,我們通常轉化為熟悉的平行四邊形求面積,或者将四邊形分割成2個小三角形,分别求面積,再求和.
本題顯然不能轉化,嘗試分割,若連接NC,則△NMC的面積不好求,所以連接MD.
例3:
解析:初次拿到這樣的題目,很難下手,沒有具體的底邊和高長,我們求不出各圖形的面積,但既然平行四邊形對邊平行,我們不妨過點P再作一次平行.
如圖,過點P作EF∥AD,則EF∥BC,四邊形AEFD,四邊形EBCF均為平行四邊形.
本題重要結論:S1+S3=S2+S4
三、矩形正方形線段和的計算、菱形中面積,最值類問題
例1:在矩形ABCD中,AB=3, BC=4,對角線AC,BD交于點O,點P是BC邊上的一點,PE⊥BO,PF⊥CO,求PE+PF=_________.
解析:拿到題目,有些同學立刻反應,說是"将軍飲馬"問題,但這裡是求值,是定值,而将軍飲馬屬于求最值問題.PE,PF分别是高,則想到面積,這才應該是第一反應.
如圖,連接OP
變式:
1.如圖,正方形ABCD的對角線AC,BD交于點O,對角線長為10,P是BC邊上的一點, PE⊥BO,PF⊥CO,求PE+PF=_________.
解析:
本題同樣也能用上題思路,
PE+PF=BO=5,
也能證明四邊形EPFO是矩形,
PF=EO,∠EBP=∠EPB=45°,
則BE=PE,
PE+PF=BE+EO=BO=5
例2:已知菱形ABCD的周長為20,面積為20,求對角線AC,BD的長.
解析:由周長為20,我們可以知道,邊長是5,由面積是20,我們可以知道對角線乘積的一半是20,因此,不妨設AC=2x,BD=2y,x>y,
例3:如圖,菱形ABCD的兩條對角線分别長6和8,點P是AC上的一個動點,點M、N分别是邊AB、BC的中點,則PM+PN的最小值是________.
解析:這才是标準的将軍飲馬問題,作點M關于AC的對稱點M',則PM+PN=P M'+PN≥M'N(當M',P,N三點共線時可取等号),則最小值即為M'N=5
變式:
1.如圖,菱形ABCD的兩條對角線分别長6和8,點P、N是AC,BC上的一個動點,點M是邊AB的中點,則PM+PN的最小值是________.
解析:變成了一定(點M)一動問題(點N),方法與之前一緻,确定AD邊上的點M',則當M'N⊥BC時,M'N最短,過點M'作M'Q⊥BC,利用面積法,S菱形ABCD=24,BC=5,M'Q=4.8,PM+PN的最小值是4.8
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