题目
如图,正方形
ABCD中,对角线
AC、
BD相交于点
O,
E为
CD边的中点,连接
AE并延长交
BC的延长线于点
F,交
BD于点
M,连接
OF交
CD于点
N,连接
MN.
(1)求证:
FN=2ON;
(2)求证:
OCDM=BCDN;
(3)若
AB=4,求
MN的长.
知识点:勾股定理、勾股定理的性质、正方形的性质、全等三角形的判定与性质、平行线分线段成比例章节:未标注
答案与解析
答案
(1)证明:连接
OE,
∵四边形
ABCD是正方形,对角线
AC、
BD相交于点
O,
E为
CD边的中点,
∴AO=CO,DE=CE,AD∥BC,
∴∠DAE=∠CFE,
在
△DAE和
△CFE中,
⎩⎨⎧∠DAE=∠CFE∠AED=∠FECDE=CE,
∴△DAE≌△CFE(AAS),
∴AE=FE,
∴OE∥CF,
OE=21CF,
∴△EON∽△CFN,
∴FNON=CFOE=21,
∴FN=2ON.
(2)证明:由(1)得
△DAE≌△CFE,
∴FC=AD,
∴BC=AD,
∴FB=2AD,
∵AD∥FB,
∴△ADM∽△FBM,
∴FMAM=FBAD=21,
∴FM=2AM,
∴FAFM=2AM+AM2AM=32,
∵FOFN=2ON+ON2ON=32,
∴FAFM=FOFN,
∵∠MFN=∠AFO,
∴△MFN∽△AFO,
∴∠FMN=∠FAO,
∴MN∥AO,
∴MN∥OC,
∴△DMN∽△DOC,
∴DODM=DCDN,
∵DO=BO=21BD,
OC=OA=21AC,且
BD=AC,
∴DO=OC,
∵DC=BC,
∴OCDM=BCDN.
(3)∵AB=BC=4,
∠ABC=90∘,
∴AC=AB2+BC2=42+42=42,
∴AO=21AC=22,
∵△MFN∽△AFO,
∴AOMN=FAFM=32,
∴MN=32AO=32×22=342,
∴MN的长为
342.
解析
(1)证明:连接
OE,
∵四边形
ABCD是正方形,对角线
AC、
BD相交于点
O,
E为
CD边的中点,
∴AO=CO,DE=CE,AD∥BC,
∴∠DAE=∠CFE,
在
△DAE和
△CFE中,
⎩⎨⎧∠DAE=∠CFE∠AED=∠FECDE=CE,
∴△DAE≌△CFE(AAS),
∴AE=FE,
∴OE∥CF,
OE=21CF,
∴△EON∽△CFN,
∴FNON=CFOE=21,
∴FN=2ON.
(2)证明:由(1)得
△DAE≌△CFE,
∴FC=AD,
∴BC=AD,
∴FB=2AD,
∵AD∥FB,
∴△ADM∽△FBM,
∴FMAM=FBAD=21,
∴FM=2AM,
∴FAFM=2AM+AM2AM=32,
∵FOFN=2ON+ON2ON=32,
∴FAFM=FOFN,
∵∠MFN=∠AFO,
∴△MFN∽△AFO,
∴∠FMN=∠FAO,
∴MN∥AO,
∴MN∥OC,
∴△DMN∽△DOC,
∴DODM=DCDN,
∵DO=BO=21BD,
OC=OA=21AC,且
BD=AC,
∴DO=OC,
∵DC=BC,
∴OCDM=BCDN.
(3)∵AB=BC=4,
∠ABC=90∘,
∴AC=AB2+BC2=42+42=42,
∴AO=21AC=22,
∵△MFN∽△AFO,
∴AOMN=FAFM=32,
∴MN=32AO=32×22=342,
∴MN的长为
342.