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菱形和矩形的计算与证明问题专项练习
1. 二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点(﹣1,4),且与直线y=﹣x+1相交于A、B两点(如图),A点在y轴上,过点B作BC⊥x轴,垂足为点C(﹣3,0)。
(1)求二次函数的表达式;
(2)点N是二次函数图象上一点(点N在AB上方),过N作NP⊥x轴,垂足为点P,交AB于点M,求MN的最大值;
(3)在(2)的条件下,点N在何位置时,BM与NC相互垂直平分?并求出所有满足条件的N点的坐标。
2. 在菱形ABCD中,∠ABC=60°,E是对角线AC上任意一点,F是线段BC延长线上一点,且CF=AE,连接BE、EF。
(1)如图1,当E是线段AC的中点时,证明BE=EF。
(2)如图2,当点E不是线段AC的中点,其他条件不变时,请你判断(1)中的结论: .
(填“成立”或“不成立”)
(3)如图3,当点E是线段AC延长线上的任意一点,其他条件不变时,(1)中的结论是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由。
图1 图2 图3
3. 在菱形中,,点是对角线上一点,连接,,将线段绕点逆时针旋转并延长得到射线,交的延长线于点。
(1)依题意补全图形;
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备用图
(2)求证:;
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菱形和矩形的计算与证明问题专项练习
参考答案
1. 解:(1)由题设可知A(0,1),B(﹣3,),
根据题意得:,解得:,
则二次函数的表达式是:y=﹣﹣x+1;
(2)设N(x,﹣x2﹣x+1),则M、P点的坐标分别是(x,﹣x+1),(x,0)。
∴MN=PN﹣PM
=﹣x2﹣x+1﹣(﹣x+1)
=﹣x2﹣x
=﹣(x+)2+,
则当x=﹣时,MN的最大值为;
(3)连接MC、BN、BM与NC互相垂直平分,即四边形BCMN是菱形,
由于BC∥MN,
即MN=BC,且BC=MC,
即﹣x2﹣x=,且(﹣x+1)2+(x+3)2=,
解得:x=1,或x=-3(不合题意,舍去)
故当N(﹣1,4)时,BM和NC互相垂直平分。
2. (1)证明:∵四边形ABCD为菱形,
∴AB=BC,
又∵∠ABC=60°,
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∴△ABC是等边三角形,
∵E是线段AC的中点,
∴∠CBE=∠ABC=30°,AE=CE,
∵AE=CF,
∴CE=CF,
∴∠F=∠CEF,
∵∠F+∠CEF=∠ACB=60°,
∴∠F=30°,
∴∠CBE=∠F,
∴BE=EF;
(2)结论:成立.
过点E作EG∥BC,交AB于点G,
∵四边形ABCD为菱形,
∴AB=BC,
又∵∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴AB=AC,∠ACB=60°,
又∵EG∥BC,
∴∠AGE=∠ABC=60°,
又∵∠BAC=60°,
∴△AGE是等边三角形,
∴AG=AE,
∴BG=CE,
又∵CF=AE,
∴GE=CF,
又∵∠BGE=∠ECF=120°,
∴△BGE≌△ECF(SAS),
∴BE=EF;
(3)结论成立.
证明如下:过点E作EG∥BC交AB延长线于点G,
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∵四边形ABCD为菱形,
∴AB=BC,
又∵∠ABC=60°,∴△ABC是等边三角形,
∴AB=AC,∠ACB=60°,
又∵EG∥BC,
∴∠AGE=∠ABC=60°,
又∵∠BAC=60°,
∴△AGE是等边三角形,
∴AG=AE=GE ,
∴BG=CE,
又∵CF=AE,
∴GE=CF,
又∵∠BGE=∠ECF=60°,
∴△BGE≌△ECF(SAS),
∴BE=EF。
3.(1)补全图形,如图1所示。
图1 图2
(2)方法一:
证明:连接BE,如图2。
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD∥BC。
,
∵∠DCB=60°。
∵AC是菱形ABCD的对角线,
∴。
。
由菱形的对称性可知,
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,
。
。
。
∵∠FBC=50°,
。
。
在与中,
∴≌。
。
方法二:
证明:连接BE,设BG与EC交于点H,如图3。
图3
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD∥BC。
,
。
∵AC是菱形ABCD的对角线,
∴。
。
由菱形的对称性可知,
,。
,
。
在与中,
∴≌。
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