源自課本的四邊形變式題

謝 敏

例1 （2017·無錫）已知，如圖1，平行四邊形ABCD中，E是BC邊的中點(diǎn)，連DE并延長(zhǎng)交AB的延長(zhǎng)線于點(diǎn)F，求證：AB=BF.

圖1

【來源分析】本題與蘇科版《數(shù)學(xué)》八（下）第72頁(yè)第3道習(xí)題的圖形翻折變換后很相近.

【解題思路】本題考查了平行四邊形的性質(zhì)以及全等三角形的判定和性質(zhì)，解題的關(guān)鍵是尋找三角形全等的條件.根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)得到CD=AB，CD∥AB，從而將問題轉(zhuǎn)化為證明BF=CD，BF、CD分別在△FEB和△DEC中，從而通過證明△DEC≌△FEB得到結(jié)論.

【解答過程】證明：∵四邊形ABCD是平行四邊形，A、B、F共線，

∴CD∥AF，CD=AB，∴∠CDE=∠BFE，

又∵E是BC的中點(diǎn)，∴EB=EC.

在△DEC和△FEB中，

∴△DEC≌△FEB（AAS），∴BF=CD，

又∵CD=AB，∴AB=BF.

【方法歸納】平行線與線段中點(diǎn)的條件組合，可以得到“8字”全等三角形基本圖形.

例2 （2017·南京）如圖2，在?ABCD中，點(diǎn)E，F(xiàn)分別在AD、BC上，且AE=CF，EF、BD相交于點(diǎn)O.求證：OE=OF.

圖2

【來源分析】本題源自蘇科版《數(shù)學(xué)》八（下）第72頁(yè)第6道習(xí)題的變式.

【解題思路】本題考查了平行四邊形的性質(zhì)、全等三角形的判定.解題的關(guān)鍵是結(jié)合已知尋找出三角形全等的條件.本題解答時(shí)可以先利用平行四邊形的性質(zhì)得到DE=BF，∠ADB=∠CBD，進(jìn)而可證明△DOE與△BOF全等，即可得到OE=OF.

【解答過程一】證明：∵四邊形ABCD是平行四邊形，

∴AD∥BC，AD=CB，∴∠EDO=∠FBO，

又∵AE=CF，

∴AD-AE=CB-CF，即DE=BF，

在△DOE和△BOF中，

∴△DOE≌△BOF（AAS），

∴OE=OF.

【一題多解】本題也可以運(yùn)用平行四邊形的性質(zhì)與判定，證明出四邊形BEDF是平行四邊形，再運(yùn)用平行四邊形的對(duì)角線互相平分這一性質(zhì)，即可證得OE=OF.

【解答過程二】證明：如圖3，連接BE，DF，

∵四邊形ABCD是平行四邊形，

∴AD∥BC，AD=BC，

又∵AE=CF，∴DE=BF，

盡管國(guó)際經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)復(fù)蘇，但全球性貿(mào)易仍然繼續(xù)震蕩，歐元區(qū)經(jīng)濟(jì)增速放緩，新興市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩加劇，加上西方一些國(guó)家所設(shè)的各種經(jīng)濟(jì)壁壘，國(guó)際林產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，我國(guó)木材制品出口仍較困難。隨著“一帶一路”倡議的推進(jìn)，深圳、成都、鄭州等多個(gè)城市相繼開通中歐班列，由于班列運(yùn)輸時(shí)間比海運(yùn)縮短三分之二，價(jià)格是空運(yùn)的四分之一，因而加速我國(guó)木材加工產(chǎn)品對(duì)“一帶一路”沿線國(guó)家的出口速度，前3季度我國(guó)的刨花板和膠合板出口數(shù)量都實(shí)現(xiàn)了增長(zhǎng)。纖維板的出口數(shù)量下降不少，但出口金額降幅收窄，木家具出口數(shù)量有增長(zhǎng)，但出口金額基本與去年同期持平。

∴四邊形BEDF是平行四邊形，

∴OE=OF.

圖3

例3 （2017·蘭州）如圖4，將一張矩形紙片ABCD沿著對(duì)角線BD向上折疊，頂點(diǎn)C落到點(diǎn)E處，BE交AD于點(diǎn)F.

（1）求證：△BDF是等腰三角形.

（2）如圖5，過點(diǎn)D作DG∥BE，交BC于點(diǎn)G，連接FG交BD于點(diǎn)O.

①判斷四邊形BFDG的形狀，并說明理由；

②若AB=6，AD=8，求FG的長(zhǎng).

圖4

圖5

【解題思路】本題綜合考查了矩形的性質(zhì)、折疊的性質(zhì)、菱形的判定、勾股定理，解題的關(guān)鍵是利用（1）及（2）①的結(jié)論作跳板，解決（2）②.（1）根據(jù)平行線得到內(nèi)錯(cuò)角相等及根據(jù)折疊的性質(zhì)判斷；（2）①根據(jù)兩組對(duì)邊分別平行證平行四邊形，然后利用第一問證得鄰邊相等判斷；②根據(jù)矩形性質(zhì)求BD的長(zhǎng)，根據(jù)BF=DF利用勾股定理列方程求BF，然后利用勾股定理求FO，最后利用菱形性質(zhì)得FG的長(zhǎng).

【解答過程】（1）證明：由折疊得，

△BDC≌△BDE，∴∠DBC=∠DBE.

又∵四邊形ABCD是矩形，

∴AD∥BC，∴∠DBC=∠FDB，

∴∠DBE=∠FDB，∴DF=BF，

∴△BDF是等腰三角形.

（2）①四邊形BFDG是菱形.理由如下：

∵四邊形ABCD是矩形，∴FD∥BG.

∵DG∥BE，

∴四邊形BFDG是平行四邊形.

∵DF=BF，∴?BFDG是菱形.

②解：∵四邊形ABCD是矩形，∴∠A=90°.

∵四邊形BFDG是菱形，

設(shè)DF=BF=x，則AF=AD-DF=8-x，

在Rt△ABF中，AB2+AF2=BF2，

即62+（8-x）2=x2，

【方法歸納】一般在特殊四邊形或者特殊三角形的折疊問題中求線段長(zhǎng)度時(shí)，通常將所給條件轉(zhuǎn)化，最終集中到一個(gè)直角三角形中，利用勾股定理建立方程求解.

例4 （2017·河北）如圖6，A，B兩點(diǎn)被池塘隔開，不能直接測(cè)量其距離，于是，小明在岸邊選一點(diǎn)C，連接CA，CB，分別延長(zhǎng)到點(diǎn)M，N，使AM=AC，BN=BC，測(cè)得MN=200m，則A，B之間的距離為 m.

圖6

【來源分析】本題與蘇科版《數(shù)學(xué)》八（下）第87頁(yè)練習(xí)題第2題的變式類似.

【解題思路】本題考查了三角形的中位線的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是熟練掌握三角形中位線定理.由實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題可知，在△MNC中，點(diǎn)A，B分別是CM，CN的中點(diǎn)，由三角形的中位線定義知，AB是△MNC的中位線，進(jìn)而可求出AB的長(zhǎng).

【解答過程】解：∵AM=AC，BN=BC，

又∵M(jìn)N=200，∴AB=100.

【方法歸納】三角形的中位線定理：三角形的中位線平行于第三邊，并且等于第三邊的一半.在三角形中已知一邊的中點(diǎn)，一般情況下可以尋找另外一邊的中點(diǎn)，構(gòu)成中位線解題.