平行四边形的判定定理(提高)
责编:杜少波
【学习目标】
1.平行四边形的四个判定定理及应用,会应用判定定理判断一个四边形是不是平行四边形.
2.会综合应用平行四边形的性质定理和判定定理解决简单的几何问题.
【要点梳理】
要点一、平行四边形的判定
1.两组对边分别平行的四边形是平行四边形;
2.一组对边平行且相等的四边形是平行四边形;
3.两组对边分别相等的四边形是平行四边形;
4.两组对角分别相等的四边形是平行四边形;
5.对角线互相平分的四边形是平行四边形.
要点诠释:
(1)这些判定方法是学习本章的基础,必须牢固掌握,当几种方法都能判定同一个
行四边形时,应选择较简单的方法.
(2)这些判定方法既可作为判定平行四边形的依据,也可作为“画平行四边形”的依据.
【典型例题】
类型一、平行四边形的判定
1、如图,点A、B、C在正方形网格的格点上(小正方形的边长为单位1).
(1)在图中确定格点D,并画出以A、B、C、D为顶点的平行四边形.
(2)若以C为原点,BC所在直线为x轴,建立直角坐标系,则你确定的点D的坐标是
________________.
【思路点拨】(1)分为三种情况:以AC为对角线时、以AB为对角线时、以BC为对角线时,
画出图形,根据A、B、C的坐标求出即可;
(2)在(1)的基础上,把y轴向左平移了一个单位,根据平移性质求出即可.
【答案与解析】
(1)解:从图中可知A(-3,2),B(-4,0)C(-1,0),
以AB为对角线时,得出平行四边形ACBD
1
,D
1
的坐标
是(-6,2),
以AC为对角线时,得出平行四边形ABCD
2
,D
2
的坐标
是(0,2),
以BC为对角线时,得出平行四边形ABD
3
C,D
3
的坐标
是(-2,-2),
(2)解:以C为原点,BC所在直线为x轴,建立直
角坐标系,D的坐标是(-1,2),(1,2),(-5,2),
故答案为:(-1,2)或(1,2)或(-5,2).
【总结升华】本题考查了平行四边形的性质和坐标与图形性质的应用,主要考查学生能否运
用平行四边形的性质进行计算,注意:一定要进行分类讨论.
举一反三
【变式】(2016呼伦贝尔)如图,分别以△RtABC的直角边AC及斜边AB向外作等边△
ACD及等边△ABE,已知:∠BAC=30°,EF⊥AB,垂足为F,连接DF.
(1)试说明AC=EF;
(2)求证:四边形ADFE是平行四边形.
【答案】
证明:(1)∵△RtABC中,∠BAC=30°,
∴AB=2BC,
又∵△ABE是等边三角形,EF⊥AB,
∴AB=2AF
∴AF=BC,
在△RtAFE和△RtBCA中,
,
∴△RtAFE≌△RtBCA(HL),
∴AC=EF;
(△2)∵ACD是等边三角形,
∴∠DAC=60°,AC=AD,
∴∠DAB=∠DAC+∠BAC=90°
又∵EF⊥AB,
∴EF∥AD,
∵AC=EF,AC=AD,
∴EF=AD,
∴四边形ADFE是平行四边形.
2、类比学习:一动点沿着数轴向右平移3个单位,再向左平移2个单位,相当于向右
平移1个单位.用实数加法表示为3+(-2)=1.
若坐标平面上的点作如下平移:沿x轴方向平移的数量为a(向右为正,向左为负,平移|a|
个单位),沿y轴方向平移的数量为b(向上为正,向下为负,平移|b|个单位),则把有序
数对{a,b}叫做这一平移的“平移量”;“平移量”{a,b}与“平移量”{c,d}的加法运算
法则为{a,b}+{c,d}={a+c,b+d}.
解决问题:
(1)计算:{3,1}+{1,2};{1,2}+{3,1};
(2)①动点P从坐标原点O出发,先按照“平移量”{3,1}平移到A,再按照“平移量”
{1,2}平移到B;若先把动点P按照“平移量”{1,2}平移到C,再按照“平移量”
{3,1}平移,最后的位置还是点B吗?在图1中画出四边形OABC.
②证明四边形OABC是平行四边形.
(3)如图2,一艘船从码头O出发,先航行到湖心岛码头P(2,3),再从码头P航行到码
头Q(5,5),最后回到出发点O.请用“平移量”加法算式表示它的航行过程.
【思路点拨】(1)本题主要是类比学习,所以关键是由给出的例题中找出解题规律,即前项
加前项,后项加后项.
(2)根据题中给出的平移量找出各对应点,描出各点,顺次连接即可.
(3)根据题中的文字叙述列出式子,根据(1)中的规律计算即可.
【答案与解析】
解:(1){3,1}+{1,2}={4,3};
{1,2}+{3,1}={4,3}.
(2)①画图
最后的位置仍是B.
②证明:由①知,A(3,1),B(4,3),C(1,2)
∴OC=AB=12225,
OA=BC=321210,
∴四边形OABC是平行四边形.
(3)从O出发,先向右平移2个单位,再向上平移3个单位,可知平移量为{2,3},
同理得到P到Q的平移量为{3,2},从Q到O的平移量为{-5,-5},故有
{2,3}+{3,2}+{-5,-5}={0,0}.
【总结升华】本题考查了几何变换中的平移变换,解答本题关键是仔细审题,理解题目给出
的信息,对于此类题目同学们不能自己凭空想象着解答,一定要按照题目给出的思路求解,
克服思维定势.
举一反三:
【变式】一动点沿着数轴向右平移5个单位,再向左平移2个单位,相当于向右平移3个单
位.用实数加法表示为5+(-2)=3.
若平面直角坐标系xOy中的点作如下平移:沿x轴方向平移的数量为a(向右为正,向左为
负,平移|a|个单位),沿y轴方向平移的数量为b(向上为正,向下为负,平移|b|个单位),
则把有序数对{a,b}叫做这一平移的“平移量”.规定“平移量”{a,b}与“平移量”{c,
d}的加法运算法则为{a,b}+{c,d}={a+c,b+d}.
(1)计算:{3,1}+{1,2};
(2)若一动点从点A(1,1)出发,先按照“平移量”{2,1}平移到点B,再按照“平移量”
{-1,2}平移到点C;最后按照“平移量”{-2,-1}平移到点D,在图中画出四边形ABCD,
并直接写出点D的坐标;
(3)将(2)中的四边形ABCD以点A为中心,顺时针旋转90°,点B旋转到点E,连结AE、
BE若动点P从点A出发,沿△AEB的三边AE、EB、BA平移一周.请用“平移量”加法算
式表示动点P的平移过程.
【答案】
解:(1){3,1}+{1,2}={4,3};
(2)B点坐标为:(1+2,1+1)=(3,2);C点坐标为:(3-1,2+2)=(2,4);D点坐
标为:(2-2,4-1)=(0,3);
①如图所示:
②D(0,3).
(3)点A至点E,向右平移1个单位,向下平移2个单位;
点E至点B,向右平移1个单位,向上平移3个单位;
点B至点A,向左平移2个单位,向下平移1个单位;
故动点P的平移过程可表示为:{1,-2}+{1,3}+{-2,-1}.
FDO
=
EBO,
OD
=
OB
3、如图,平行四边形ABCD的对角线相交于点O,直线EF经过点O,分别与AB,CD
的延长线交于点E,F.求证:四边形AECF是平行四边形.
【思路点拨】平行四边形的判定方法有多种,选择哪一种解答应先分析题目中给的哪一方面
的条件多些,本题所给的条件为四边形ABCD是平行四边形,可证OF=OE,OA=OC,根据条件
在图形中的位置,可选择利用“对角线相互平分的四边形为平行四边形”来解决.
【答案与解析】
证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OD=OB,OA=OC,
∵AB∥CD,
∴∠DFO=∠BEO,∠FDO=∠EBO,
∴在△FDO和△EBO中,
DFO
=
BEO
∴△FDO≌△EBO(AAS),
∴OF=OE,
∴四边形AECF是平行四边形.
【总结升华】平行四边形的判定方法共有五种,应用时要认真领会它们之间的联系与区别,
同时要根据条件合理、灵活地选择方法.
类型二、平行四边形的性质定理与判定定理的综合运用
4、(2015•河南模拟)如图,△ABC中AB=AC,点D从点B出发沿射线BA移动,同时,
点E从点C出发沿线段AC的延长线移动,已点知D、E移动的速度相同,DE与直线BC相交
于点F.
(1)如图1,当点D在线段AB上时,过点D作AC的平行线交BC于点G,连接CD、GE,判
定四边形CDGE的形状,并证明你的结论;
(2)过点D作直线BC的垂线垂足为M,当点D、E在移动的过程中,线段BM、MF、CF有何
数量关系?请直接写出你的结论.
【思路点拨】(1)由题意得出BD=CE,由平行线的性质得出∠DGB=∠ACB,由等腰三角形的
性质得出∠B=∠ACB,得出∠B=∠DGB,证出BD=GD=CE,即可得出结论;
(2)由(1)得:BD=GD=CE,由等腰三角形的三线合一性质得出BM=GM,由平行线得出GF=CF,
即可得出结论.
【答案与解析】
解:(1)四边形CDGE是平行四边.理由如下:如图1所示:
∵D、E移动的速度相同,
∴BD=CE,
∵DG∥AE,
∴∠DGB=∠ACB,
∵AB=AC,
∴∠B=∠ACB,
∴∠B=∠DGB,
∴BD=GD=CE,
又∵DG∥CE,
∴四边形CDGE是平行四边形;
(2)BM+CF=MF;理由如下:如图2所示:
由(1)得:BD=GD=CE,
∵DM⊥BC,
∴BM=GM,
∵DG∥AE,
∴GF=CF,
∴BM+CF=GM+GF=MF.
【总结升华】本题考查了等腰三角形的判定与性质、平行四边形的判定与性质;熟练掌握等
腰三角形的性质,并能进行推理论证是解决问题的关键.
举一反三
【变式】如图,已知四边形ABCD为平行四边形,AE⊥BD于E,CF⊥BD于F.
(1)求证:BE=DF;
(2)若M、N分别为边AD、BC上的点,且DM=BN,试判断四边
形MENF的形状(不必说明理由).
【答案】
解:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AB∥CD,
∴∠ABD=∠CDB,
∵AE⊥BD于E,CF⊥BD于F,
∴∠AEB=∠CFD=90°,
∴△ABE≌△CDF(AAS),
∴BE=DF;
(2)四边形MENF是平行四边形.
证明:由(1)可知:BE=DF,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠MDB=∠NBD,
∵DM=BN,
∴△DMF≌△BNE,
∴NE=MF,∠MFD=∠NEB,
∴∠MFE=∠NEF,
∴MF∥NE,
∴四边形MENF是平行四边形.
5、如图,已知在YABCD中,E、F是对角线BD上的两点,BE=DF,点G、H分别在BA
和DC的延长线上,且AG=CH,连接GE、EH、HF、FG.
(1)求证:四边形GEHF是平行四边形;
(2)若点G、H分别在线段BA和DC上,其余条件不变,则(1)中的结论是否成立?(不
用说明理由)
ABE
=
CDF,
AEB
=
CFD
【思路点拨】(1)先由平行四边形的性质,得AB=CD,AB∥CD,根据两直线平行内错角相等
得∠GBE=∠HDF.再由SAS可证△GBE≌△HDF,利用全等的性质,证明∠GEF=∠HFE,从而得
GE∥HF,又GE=HF,运用一组对边平行且相等的四边形是平行四边形得证.
(2)仍成立.可仿照(1)的证明方法进行证明.
【答案与解析】
(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AB∥CD,∴∠GBE=∠HDF.
又∵AG=CH,∴BG=DH.
又∵BE=DF,∴△GBE≌△HDF.
∴GE=HF,∠GEB=∠HFD,∴∠GEF=∠HFE,
∴GE∥HF,∴四边形GEHF是平行四边形.
(2)解:仍成立.(证法同上)
【总结升华】本题考查的知识点为:一组对边平行且相等的四边形是平行四边形.
举一反三
【变式】如图,YABCD中,对角线AC,BD相交于O点,AE⊥BD于E,CF⊥BD于F,BG⊥AG
于G,DH⊥AC于H.求证:四边形GEHF是平行四边形.
【答案】
证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BO=DO,AO=CO,AB=CD,AB∥CD,
∴∠ABD=∠CDB,
∵AE⊥BD于E,CF⊥BD于F,
∴∠AEB=∠CFD=90°,
在△ABE和△CDF中,
AB
=
CD
∴△ABE≌△CDF(AAS),
∴BE=DF,
∴BO-BE=DO-DF,
即:EO=FO,
同理:△ABG≌△CDH,
∴AG=CH,
∴AO-AG=CO-CH,
即:GO=OH,
∴四边形GEHF是平行四边形.
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