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如图1,正六边形ABCDEF的边长为a,P是BC边上一动点,过P作PM∥AB交AF于M,作PN∥CD交DE于N.
(1)① 求∠MPN的度数;
② 求证:PM+PN=3a;
(2)如图2,点O是AD的中点,连接OM、ON,求证:OM=ON;
(3)如图3,点O是AD的中点,OG平分∠MON,判断四边形OMGN是否为特殊四边形?并说明理由。
分析:
(1)① 运用∠MPN=180°﹣∠BPM﹣∠NPC求解,② 作AG⊥MP交MP于点G,BH⊥MP于点H,CL⊥PN于点L,DK⊥PN于点K,利用MP+PN=MG+GH+HP+PL+LK+KN求解;
(2)连接OE,由△OMA≌△ONE证明;
(3)连接OE,由△OMA≌△ONE,再证出△GOE≌△NOD,由△ONG是等边三角形和△MOG是等边三角形,求出四边形MONG是菱形。
解:(1)① ∵ 四边形ABCDEF是正六边形,
∴ ∠A=∠B=∠C=∠D=∠E=∠F=120°,
又∵ PM⊥AB,PN⊥CD,
∴ ∠BPM=60°,∠NPC=60°,
∴ ∠MPN=180°﹣∠BPM﹣∠NPC=180°﹣60°﹣60°=60°,
故答案为:60°.
② 如图1,作AG⊥MP交MP于点G,BH⊥MP于点H,CL⊥PN于点L,DK⊥PN于点K,则有:
MP+PN=MG+GH+HP+PL+LK+KN,
∵ 正六边形ABCDEF中,PM∥AB,PN∥CD,
∴ ∠AMG=∠BPH=∠CPL=∠DNK=60°,
∴ GM=AM,HL=BP,PL=PM,NK=ND,
∴ AM=BP,PC=DN,
∴ MG+HP+PL+KN=a,GH=LK=a,
∴ MP+PN=MG+GH+HP+PL+LK+KN=3a.
(2)如图2,连接OE,
∵ 四边形ABCDEF是正六边形,AB∥MP,PN∥DC,
∴ AM=BP=EN,
又∵ ∠MAO=∠NOE=60°,OA=OE,
在△ONE和△OMA中,
∵ △OMA≌△ONE(SAS)
∴ OM=ON.
(3)如图3,连接OE,
由(2)得,△OMA≌△ONE,
∴ ∠MOA=∠EON,
∵ EF∥AO,AF∥OE,
∴ 四边形AOEF是平行四边形,
∵ ∠AFE=∠AOE=120°,
∴ ∠MON=120°,
∴ ∠GON=60°,
∴ ∠GON=60°﹣∠EON,∠DON=60°﹣∠EON,
∴ ∠GOE=∠DON,
∵ OD=OE,∠ODN=∠OEG,
在△GOE和△DON中,
∵ △GOE≌△NOD(ASA),
∴ ON=OG,
又∵∠GON=60°,
∴ △ONG是等边三角形,
∴ ON=NG,
又∵ OM=ON,∠MOG=60°,
∴ △MOG是等边三角形,
∴ MG=GO=MO,
∴ MO=ON=NG=MG,
∴ 四边形MONG是菱形。
考点分析:
本题主要考查了四边形的综合题,解题的关键是恰当的作出辅助线,根据三角形全等找出相等的线段。
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