阅读以下定义:
顺次连接四边形 \(ABCD\) 各边中点 \(E\)、\(F\)、\(G\)、\(H\),得到四边形 \(EFGH\),称为原四边形的中点四边形。已知:任意四边形的中点四边形都是平行四边形。
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如果中点四边形是菱形,则称原四边形为「菱中四边形」。
图:任意四边形的中点四边形 \(EFGH\) 始终是平行四边形。若 \(EFGH\) 是菱形,则四边形 \(ABCD\) 为「菱中四边形」。
给出以下三个结论:
① 对角线相等的四边形一定是「菱中四边形」。
② 矩形的中点四边形是菱形。
③ 若一个四边形的中点四边形是正方形,则该四边形的对角线相等且互相垂直。
其中正确结论的个数是( )
A. 0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个
如图,等腰三角形 \(ABC\) 中,\(AB = AC = 10\),底边 \(BC = 12\)。点 \(D\) 在边 \(BC\) 上,连接 \(AD\)。已知 \(\triangle ABD\) 的面积恰好是 \(\triangle ACD\) 面积的 \(2\) 倍。
图:\(D\) 将底边分成长度比为 \(2:1\) 的两段,因为等高三角形面积比等于底边比。
(1)\(BD =\) \_\_\_\_\_\_。
(2)线段 \(AD\) 的长度为 \_\_\_\_\_\_。(结果保留根号)
矩形 \(ABCD\) 中,\(AB = 8\),\(BC = 6\)。以 \(A\) 为原点、\(AB\) 方向为 \(x\) 轴正方向、\(AD\) 方向为 \(y\) 轴正方向建立坐标系。\(E\) 是 \(CD\) 的中点,连接 \(AE\) 与对角线 \(BD\) 交于点 \(F\)。
图:矩形顶点按逆时针排列,\(E\) 为 \(CD\) 中点。\(F\) 是 \(AE\) 与 \(BD\) 的交点。
(1)\(AF : FE =\) \_\_\_\_\_\_ : \_\_\_\_\_\_。(填最简整数比)
(2)线段 \(BF\) 的长度为 \_\_\_\_\_\_。(填分数)
答案:D
逐一验证:
① ✓:由三角形中位线定理——中点四边形各边等于原四边形对角线的一半:\(EF = \dfrac{1}{2}AC\),\(FG = \dfrac{1}{2}BD\)。中点四边形是平行四边形(已知),其为菱形的充要条件是邻边相等,即 \(EF = FG\),等价于 \(AC = BD\)。所以对角线相等的四边形 ⇔ 中点四边形是菱形 ⇔「菱中四边形」。①正确。
② ✓:矩形的对角线相等 → 中点四边形四边相等 → 菱形。②正确。
③ ✓:中点四边形是正方形 → 既为菱形又为矩形。为菱形 ⇔ 原四边形对角线相等;为矩形 ⇔ 原四边形对角线互相垂直。故原四边形对角线相等且互相垂直。③正确。
三个结论全部正确,选 D。
结论全对的多结论题少见,恰好考「逐条验证、不凭印象」的习惯。
知识定位:八年级·四边形(三角形中位线定理 + 平行四边形/菱形/矩形/正方形的判定)。
答案:(1)\(8\) (2)\(2\sqrt{17}\)
简析:
(1)\(\triangle ABD\) 与 \(\triangle ACD\) 以 \(A\) 为顶点,底边 \(BD\) 和 \(DC\) 均在 \(BC\) 上,高相同(\(A\) 到 \(BC\) 的距离)。面积比 = 底边比:
\[ \frac{\triangle ABD}{\triangle ACD} = \frac{BD}{DC} = 2 \;\Rightarrow\; BD = 2 \cdot DC \]
又 \(BD + DC = BC = 12\),解得 \(BD = 8\),\(DC = 4\)。
(2)等腰三角形 \(AB = AC = 10\),\(BC = 12\)。取 \(BC\) 中点 \(H\),则 \(AH \perp BC\)(等腰三角形三线合一),\(BH = HC = 6\)。
\[ AH = \sqrt{AB^2 - BH^2} = \sqrt{100 - 36} = \sqrt{64} = 8 \]
\(D\) 在 \(B\) 右侧 \(8\) 处,\(DH = |BD - BH| = |8 - 6| = 2\)。在 \(\mathrm{Rt}\triangle AHD\) 中:
\[ AD = \sqrt{AH^2 + DH^2} = \sqrt{8^2 + 2^2} = \sqrt{64 + 4} = \sqrt{68} = 2\sqrt{17} \]
关键思维:等高三角形面积比 → 底边比,这是第一步转化。求 \(AD\) 用勾股定理——先找等腰三角形的高,再算 \(D\) 到垂足的距离。
知识定位:八年级·等腰三角形性质 + 勾股定理 + 面积比(同高模型)。
答案:(1)\(2:1\) (2)\(\dfrac{20}{3}\)
简析:
依题意建系:\(A(0, 0)\),\(B(8, 0)\),\(D(0, 6)\),\(C(8, 6)\)。\(E\) 为 \(CD\) 中点 \(\Rightarrow\) \(E(4, 6)\)。
直线 \(BD\):过 \(B(8,0)\) 和 \(D(0,6)\)。设参数 \(t \in [0,1]\):
\[ BD: \;(8(1-t),\; 6t) \]
直线 \(AE\):过 \(A(0,0)\) 和 \(E(4,6)\)。设参数 \(s \in [0,1]\):
\[ AE: \;(4s,\; 6s) \]
交点 \(F\) 满足:
\[ \begin{cases} 4s = 8(1-t) = 8 - 8t \\ 6s = 6t \;\Rightarrow\; s = t \end{cases} \;\Rightarrow\; 4t = 8 - 8t \;\Rightarrow\; 12t = 8 \;\Rightarrow\; t = \frac{2}{3} \]
\(F = \left(4 \cdot \dfrac{2}{3},\; 6 \cdot \dfrac{2}{3}\right) = \left(\dfrac{8}{3},\; 4\right)\)。
(1)\(AF : FE = s : (1-s) = \dfrac{2}{3} : \dfrac{1}{3} = 2:1\)。
(2)\(BF = \sqrt{\left(8 - \dfrac{8}{3}\right)^2 + (0 - 4)^2} = \sqrt{\left(\dfrac{16}{3}\right)^2 + 16} = \sqrt{\dfrac{256}{9} + \dfrac{144}{9}} = \sqrt{\dfrac{400}{9}} = \dfrac{20}{3}\)。
关键思维:坐标法把几何线段比问题转化为代数方程——八年级的核心工具。两条线的参数方程联立,交点坐标一求,剩下的就是代数和勾股。
知识定位:八年级·平面直角坐标系 + 一次函数 + 勾股定理(矩形几何综合)。
题型定位:本期对应小题轮换第1类「新定义 + 图形变换」,围绕八年级核心——四边形、三角形、坐标几何——设计三道逻辑链完整的题目。难度 ★★★★☆(中等偏上)。
三题知识—能力映射:
| 题号 | 题型 | 核心知识 | 中等偏上的"坎" |
|---|---|---|---|
| 第1题 | 选择·新定义 | 三角形中位线 + 菱形/矩形判定 | 新定义"菱中四边形"需反向推导充要条件 |
| 第2题 | 填空 | 等腰三角形 + 面积比 + 勾股定理 | 面积比→底边比→垂足距离→勾股(两步转化) |
| 第3题 | 填空 | 坐标法 + 一次函数 + 交点 | 建系→参数方程→联立求交点→线段比+距离 |
趋势契合度:
学生常见错误预判: