已知平行四边形ABCD四个顶点到动直线l的距离分别为a、b、c、d,(1)如图①,当直线l在平行四边形ABCD外时,证明:a+c=b+d;(2)当直线l移动至与平行四

发布时间:2020-08-08 03:28:48

已知平行四边形ABCD四个顶点到动直线l的距离分别为a、b、c、d,
(1)如图①,当直线l在平行四边形ABCD外时,证明:a+c=b+d;
(2)当直线l移动至与平行四边形ABCD相交(l与边不平行)时,上述关系还成立吗?若成立,试给予证明,若不成立,试找出a、b、c、d之间的关系,并给予证明.

网友回答

解:(1)如图所示,连AC,BD相交于点O,过点O作OP⊥L于P,

由题意可得,OP为AA1CC1的中位线,∴a+c=2OP,
同理,b+d=2OP,∴a+c=b+d.

(2)当直线l移动至与平行四边形ABCD相交时,上述关系不成立,以下几种情况说明:
①当四个顶点中一个顶点在直线的一侧(不妨设是D)而另外三个顶点在另一侧,则有b=a+c+d.
证明:如图所示,

由(1)可知,a+c=2OP,连DB1,过点O作OP⊥L于P,交DB1于Q,
则OQ为△DBB1的中位线,故OQ==,同理,PQ=,
所以OP=OQ-PQ=,即,b-d=2OP,
所以a+c=b-d
即b=a+c+d.
②当有两个顶点在一侧(不妨设A,D),另外两个顶点在另一侧,则有a+b=c+d.
证明:如图所示,在①中有b-d=2OP,连接AC1,延长OP交AC1于R,

则PR为△AA1C1的中位线,故PR==,同理,OR=,所以OP=OR-PR=,即c-a=2OP,
所以,c-a=b-d,
即a+b=c+d.
③当直线只过某一顶点,(设过顶点A,点D在直线的一侧,B,C在直线的另一侧)则b=d+2c
④当直线与对角线重合时(不妨设是AC)则b=d.

解析分析:(1)作辅助线,利用中位线定理求解,
(2)先假设,通过作图辅助验证,然后一步步得出结论,再由所得出的结论找出a、b、c、d之间的关系,再进一步进行验证,即证明结论正确.题中直线l移动至与平行四边形ABCD相交,存在多种情况,
①当四个顶点中一个顶点在直线的一侧(不妨设是D)而另外三个顶点在另一侧;
②当有两个顶点在一侧(不妨设A,D),另外两个顶点在另一侧;
③当直线只过某一顶点,(设过顶点A,点D在直线的一侧,B,C在直线的另一侧);
④当直线与对角线重合时(不妨设是AC)
然后再对每一种情况进行分析.

点评:熟练掌握勾股定理以及平行四边形的性质,能够运用三角形中位线定理,会通过建立等效平衡找出几个不同量之间的关系.
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