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如图1,矩形MNPQ中,点E,F,G,H分别在NP,PQ,QM,MN上,若∠1=...

如图1,矩形MNPQ中,点E,F,G,H分别在NP,PQ,QM,MN上,若∠1=∠2=∠3=∠4,则称四边形EFGH为矩形MNPQ的反射四边形.图2,图3,图4中,四边形ABCD为矩形,且AB=4,BC=8.
理解与作图:
(1)在图2,图3中,点E,F分别在BC,CD边上,试利用正方形网格在图上作出矩形ABCD的反射四边形EFGH.
计算与猜想:
(2)求图2,图3中反射四边形EFGH的周长,并猜想矩形ABCD的反射四边形的周长是否为定值?
启发与证明:
(3)如图4,为了证明上述猜想,小华同学尝试延长GF交BC的延长线于M,试利用小华同学给我们的启发证明(2)中的猜想.
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(1)根据网格结构,作出相等的角即可得到反射四边形; (2)图2中,利用勾股定理求出EF=FG=GH=HE的长度,然后即可得到周长,图3中利用勾股定理求出EF=GH,FG=HE的长度,然后求出周长,从而得到四边形EFGH的周长是定值; (3)证法一:延长GH交CB的延长线于点N,再利用“角边角”证明Rt△FCE和Rt△FCM全等,根据全等三角形对应边相等可得EF=MF,EC=MC,同理求出NH=EH,NB=EB,从而得到MN=2BC,再证明GM=GN,过点G作GK⊥BC于K,根据等腰三角形三线合一的性质求出MK=MN=8,再利用勾股定理求出GM的长度,然后即可求出四边形EFGH的周长; 证法二:利用“角边角”证明Rt△FCE和Rt△FCM全等,根据全等三角形对应边相等可得EF=MF,EC=MC,再根据角的关系推出∠M=∠HEB,根据同位角相等,两直线平行可得HE∥GF,同理可证GH∥EF,所以四边形EFGH是平行四边形,过点G作GK⊥BC于K,根据边的关系推出MK=BC,再利用勾股定理列式求出GM的长度,然后即可求出四边形EFGH的周长. 【解析】 (1)作图如下:(2分) (2)在图2中,EF=FG=GH=HE===2, ∴四边形EFGH的周长为4×2=8,(3分) 在图3中,EF=GH==,FG=HE===3, ∴四边形EFGH的周长为2×+2×3=2+6=8.(4分) 猜想:矩形ABCD的反射四边形的周长为定值.(5分) (3)证法一:延长GH交CB的延长线于点N. ∵∠1=∠2,∠1=∠5, ∴∠2=∠5. 而FC=FC, ∴Rt△FCE≌Rt△FCM. ∴EF=MF,EC=MC,(6分) 同理:NH=EH,NB=EB. ∴MN=2BC=16.(7分) ∵∠M=90°-∠5=90°-∠1,∠N=90°-∠3, ∴∠M=∠N.∴GM=GN.(8分) 过点G作GK⊥BC于K,则KM=MN=8,(9分) ∴GM===4, ∴四边形EFGH的周长为2GM=8,(10分) 证法二:∵∠1=∠2,∠1=∠5, ∴∠2=∠5. 而FC=FC, ∴Rt△FCE≌Rt△FCM. ∴EF=MF,EC=MC.(6分) ∵∠M=90°-∠5=90°-∠1,∠HEB=90°-∠4, 而∠1=∠4, ∴∠M=∠HEB. ∴HE∥GF. 同理:GH∥EF. ∴四边形EFGH是平行四边形.(7分) ∴FG=HE, 而∠1=∠4, ∴Rt△FDG≌Rt△HBE. ∴DG=BE.(8分) 过点G作GK⊥BC于K,则KM=KC+CM=GD+CM=BE+EC=8.(9分) ∴GM===4, ∴四边形EFGH的周长为2GM=8.(10分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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