题目内容

【题目】类比、转化、从特殊到一般等思想方法,在数学学习和研究中经常用到,请看下面的案例.

(1)如图1,已知△ABC,分别以AB、AC为边,在BC同侧作等边三角形ABD和等边三角形ACE,连接CD,BE.
通过证明△ ADC ≌△ ABE ,得到DC=BE;
(2)如图2,四边形ABCD中,点E,F,G,H分别为边AB,BC,CD,DA的中点,顺次连接E、F、G、H,得到四边形EFGH,我们称四边形EFGH为四边形ABCD的中点四边形,连接BD,利用三角形中位线的性质,可得EH∥BD,EH= BD,同理可得FG∥BD,FG= BD,所以EH∥FG,EH=FG,所以四边形EFGH是平行四边形;

拓展应用
①如图3,点P是四边形ABCD内一点,且满足PA=PB,PC=PD,∠APB=∠CPD,点E,F,G,H分别为边AB,BC,CD,DA的中点,猜想四边形EFGH的形状,并证明;
(3)若改变(2)中的条件,使∠APB=∠CPD=90°,其他条件不变,四边形EFGH的形状是

【答案】
(1)解:如图1,

∵△ABD和△ACE都是等边三角形,

∴AD=AB,AC=AE,∠BAD=∠CAE=60°,

∴∠BAD+∠BAC=∠CAE+∠BAC,即∠DAC=∠BAE,

在△ADC和△ABE中

∴△DAC≌△BAE(SAS),

∴DC=BE


(2)证明:四边形EFGH为菱形;理由如下:

连接AC、BD,如图3,

∵∠APB=∠CPD,

∴∠APB+APD=∠CPD+∠APD,即∠BPD=∠APC,

在△PBD和△APC中

∴△PBD≌△APC,

∴BD=AC,

∵HG= AC,HE= BD,

∴HG=HE,

∵四边形HEFG为平行四边形,

∴四边形EFGH为菱形


(3)正方形
【解析】解: (3)AC与BD相交于点M,BD交AP于N,如图3,

∵△PBD≌△APC,

∴∠PBD=∠PAC,

而∠ANM=∠BNP,

∴∠AMN=∠APB=90°,

∴AC⊥BD,

∵EH∥BD,HG∥AC,

∴EH⊥HG,

∴∠EHG=90°,

∵四边形EFGH为菱形,

∴四边形EFGH为正方形.

所以答案是:正方形.

【考点精析】解答此题的关键在于理解菱形的判定方法的相关知识,掌握任意一个四边形,四边相等成菱形;四边形的对角线,垂直互分是菱形.已知平行四边形,邻边相等叫菱形;两对角线若垂直,顺理成章为菱形,以及对正方形的判定方法的理解,了解先判定一个四边形是矩形,再判定出有一组邻边相等;先判定一个四边形是菱形,再判定出有一个角是直角.

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