题目内容

15.已知:l1∥l2∥l3∥l4,点E是l1上的一点,过点E作EH⊥l1,分别与l2、l3、l4交于点F、G、H,EF=GH=1,FG=3,将四边形ABCD放在平行线中,使其四个顶点分别落在直线l1、l2、l3、l4上.
(1)如图1,若四边形ABCD是正方形,且点D与点G重合,则正方形ABCD的面积为17.
(2)如图2,若四边形ABCD是矩形,且点D与点G重合,AD=2CD,求矩形ABCD的面积;
(3)如图3,若四边形ABCD是菱形,且点A与点E重合,BD的延长线刚好经过点H,求菱形ABCD的面积.

分析 (1)利用已知得出△AED≌△DHC(AAS),即可得出正方形的边长;
(2)根据已知条件得到EH⊥l4,根据矩形的性质得到∠ADC=90°.根据余角的性质得到∠CDH=∠EAD.推出△ADE∽△DCH,根据相似三角形的性质得到$\frac{AE}{HD}=\frac{AD}{CD}$,求得AE=2HD=2,根据勾股定理得到AD=2$\sqrt{5}$.得到CD=$\sqrt{5}$,即可得到结论;
(3)根据菱形的性质得到AD=CD,AC⊥BD,BD=2OD,∠ADB=∠CDB.根据全等三角形的性质得到CH=AH=5,∠DHA=∠DHC=45°.根据勾股定理得到AC=5$\sqrt{2}$,解直角三角形得到DH=$\sqrt{2}$,OH=$\frac{5}{2}$$\sqrt{2}$,根据菱形的面积公式即可得到结论.

解答 解:(1)如图1,由题意可得:∠1+∠3=90°,∠1+∠2=90°,
∴∠2=∠3,
在△AED和△DHC中,$\left\{\begin{array}{l}{∠AEF=∠DHC=90°}\\{∠3=∠2}\\{AD=CD}\end{array}\right.$,
∴△AED≌△DHC(AAS),
∴AE=HD=1,
又∵DE=1+3=4,
∴正方形ABCD的边长=$\sqrt{{1}^{2}+{4}^{2}}$=$\sqrt{17}$,
∴正方形ABCD的面积=17,
故答案为:17;

(2)∵l1∥l4,EH⊥l1,
∴EH⊥l4,
∴∠AEG=∠GHC=90°,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ADC=90°.
∴∠ADE+∠CDH=90°,
∵∠ADE+∠EAD=90°
∴∠CDH=∠EAD.
又∵∠AEG=∠GHC,
∴△ADE∽△DCH,
∴$\frac{AE}{HD}=\frac{AD}{CD}$,
∵AD=2CD,
∴AE=2HD=2,
在△ADE中,∠AED=90°,AE=2,ED=4,
∴AD=2$\sqrt{5}$,
∴CD=$\sqrt{5}$,
∴矩形ABCD的面积为2$\sqrt{5}$×$\sqrt{5}$=10;

(3)如图3,连接AC交BD于点O,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=CD,AC⊥BD,BD=2OD,∠ADB=∠CDB,
∴∠ADH=∠CDH,
在△ADH与△CDH中$\left\{\begin{array}{l}{AD=CD}\\{∠ADH=∠CDH}\\{DH=DH}\end{array}\right.$,
∴△ADH≌△CDH,
∴CH=AH=5,∠DHA=∠DHC=45°,
在Rt△ACH中,∠AHC=90°,
∴AC=5$\sqrt{2}$,
∵l1∥l3,EH⊥l1,
∴EH⊥l3,
∴∠DGH=90°,
在Rt△DGH中,GH=1,∠DHG=45°,
∴DH=$\sqrt{2}$,
在Rt△COH中,∠COH=90°,∠OHC=45°,CH=5,
∴OH=$\frac{5}{2}$$\sqrt{2}$,
∴OD=$\frac{3}{2}$$\sqrt{2}$,
∴BD=3$\sqrt{2}$,
∴菱形ABCD的面积=$\frac{1}{2}$×5$\sqrt{2}$×3$\sqrt{2}$=15.

点评 此题主要考查了平行线的性质,勾股定理,全等三角形的判定与性,相似三角形的判定和性质,菱形的面积的计算,熟练应用全等三角形的判定方法是解题关键.

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