最全《平行四边形、矩形菱形、正方形》计算类典型题汇总
一、平行四边形中,边(周长)的计算
例1:在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,AC=10,BD=8,则AD的取值范围是_________.
解析:利用平行四边形的性质,对角线互相平分,得AO=5,DO=4.借助三角形三边关系,AO-DO<AD<AO+DO,则1<AD<9
变式:
1.已知平行四边形ABCD的周长是12,AC,BD交于点O,△ABO的周长比△BOC的周长大1,求AB,BC的长.
解析:对照上图,我们知道AO=CO,BO为公共边,则△ABO的周长与△BOC的周长之差就是AB与BC之差,设AB=x,BC=x-1,根据周长=12,可得2(x+x-1)=12,x=3.5,AB=3.5,BC=2.5
例2:如图,平行四边形ABCD的周长为16,AC,BD相交于点O,OE⊥AC于O,则△BCE的周长为_________.
解析:由OE⊥BD,BO=DO,可知OE垂直平分BD,则BE=DE,C△BCE=BC+CE+BE= BC+CE+DE=BC+CD=8
变式:如图,EF过平行四边形ABCD对角线的交点O,分别交AD于E,交BC于点F,若OE=5,四边形CDEF的周长为25,则平行四边形ABCD的周长为________.
解析:首先,可证△AEO≌△CFO,则OE=OF.
(事实上,经过平行四边形对称中心的线段,既平分平行四边形的周长,也平分面积.)
EF=2OE=10,AE=CF,C四边形CDEF=CD+DE+CF+EF=CD+DE+AE+EF=CD+DA+EF=25
CD+DA=15,C平行四边形ABCD=30
例3:在平行四边形ABCD中,AD=11,∠A、∠D的角平分线分别交BC于E、F,EF=3,则AB=__________.
解析:
本题是典型的易错题,极易漏解,我们应该想到,AE,DF必然相交,且夹角为90°,但交点可以在平行四边形内,也可在形外.故而要分类讨论.
同时,这里面隐藏着一个常见的基本模型,平行+角平分,构造等腰,△ABE和△FCD是等腰三角形,且腰相同,AB=BE=DC=CF.
如图,当AE,DF交于形内,BE+CF-EF=11,2BE-3=11,BE=7,AB=7
如图,当AE,DF交于形外,BE+CF+EF=11,2BE+3=11,BE=4,AB=4
综上,AB=7或4
变式:
1.平行四边形ABCD的周长为32, ∠ABC的角平分线交边AD所在直线于点E,且AE:ED=3:2,则AB=______.
解析:看到"所在直线" 这样的字眼,第一时间应该想到两解了吧.
如图,AD<AB,则E在AD延长线上,AE=AB,
∵AE:ED=3:2,
∴AE:AD=3:1,AB:AD=3:1,
设AD=x,AB=3x,3x+x=16,
x=4,AB=3x=12.
如图,AD>AB,则E在AD上,AE=AB,
∵AE:ED=3:2,
∴AE:AD=3:5,AB:AD=3:5,
设AB=3x,AD=5x,3x+5x=16,
x=2,AB=3x=6.
综上,AB=6或12.
二、平行四边形面积类问题
例1:平行四边形ABCD中, DE⊥AB,DF⊥BC,若DE=2,DF=3,四边形ABCD的周长是30,求其面积.
解析:本题其实早在小学阶段,可能就有同学做过,知道平行四边形周长,则知道了邻边之和为其一半,有了2条高,自然想到面积,用等积法解决.
如图,设AB=x,BC=15-x,
2x=3(15-x),x=9,S=2x=18
例2:如图,M、N是平行四边形ABCD的边AB、AD的中点, 连接MN、MC,若阴影四边形的面积为10,则图中空白部分的面积是____________.
解析:面对一般四边形的面积问题,我们通常转化为熟悉的平行四边形求面积,或者将四边形分割成2个小三角形,分别求面积,再求和.
本题显然不能转化,尝试分割,若连接NC,则△NMC的面积不好求,所以连接MD.
例3:
解析:初次拿到这样的题目,很难下手,没有具体的底边和高长,我们求不出各图形的面积,但既然平行四边形对边平行,我们不妨过点P再作一次平行.
如图,过点P作EF∥AD,则EF∥BC,四边形AEFD,四边形EBCF均为平行四边形.
本题重要结论:S1+S3=S2+S4
三、矩形正方形线段和的计算、菱形中面积,最值类问题
例1:在矩形ABCD中,AB=3, BC=4,对角线AC,BD交于点O,点P是BC边上的一点,PE⊥BO,PF⊥CO,求PE+PF=_________.
解析:拿到题目,有些同学立刻反应,说是"将军饮马"问题,但这里是求值,是定值,而将军饮马属于求最值问题.PE,PF分别是高,则想到面积,这才应该是第一反应.
如图,连接OP
变式:
1.如图,正方形ABCD的对角线AC,BD交于点O,对角线长为10,P是BC边上的一点, PE⊥BO,PF⊥CO,求PE+PF=_________.
解析:
本题同样也能用上题思路,
PE+PF=BO=5,
也能证明四边形EPFO是矩形,
PF=EO,∠EBP=∠EPB=45°,
则BE=PE,
PE+PF=BE+EO=BO=5
例2:已知菱形ABCD的周长为20,面积为20,求对角线AC,BD的长.
解析:由周长为20,我们可以知道,边长是5,由面积是20,我们可以知道对角线乘积的一半是20,因此,不妨设AC=2x,BD=2y,x>y,
例3:如图,菱形ABCD的两条对角线分别长6和8,点P是AC上的一个动点,点M、N分别是边AB、BC的中点,则PM+PN的最小值是________.
解析:这才是标准的将军饮马问题,作点M关于AC的对称点M',则PM+PN=P M'+PN≥M'N(当M',P,N三点共线时可取等号),则最小值即为M'N=5
变式:
1.如图,菱形ABCD的两条对角线分别长6和8,点P、N是AC,BC上的一个动点,点M是边AB的中点,则PM+PN的最小值是________.
解析:变成了一定(点M)一动问题(点N),方法与之前一致,确定AD边上的点M',则当M'N⊥BC时,M'N最短,过点M'作M'Q⊥BC,利用面积法,S菱形ABCD=24,BC=5,M'Q=4.8,PM+PN的最小值是4.8
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