Question

【題目】類比等腰三角形的定義，我們定義：有一組鄰邊相等的凸四邊形叫做“等鄰邊四邊形”．

（1）概念理解

如圖1，在四邊形ABCD中，添加一個條件使得四邊形ABCD是“等鄰邊四邊形”．請寫出你添加的一個條件．

（2）問題探究

①小紅猜想：對角線互相平分的“等鄰邊四邊形”是菱形．她的猜想正確嗎？請說明理由．

②如圖2，小紅畫了一個Rt△ABC，其中∠ABC=90°，AB=2，BC=1，并將Rt△ABC沿∠ABC的平分線BB＇方向平移得到△A＇B＇C＇，連結AA＇，BC＇．小紅要是平移后的四邊形ABC＇A＇是“等鄰邊四邊形”，應平移多少距離（即線段BB＇的長）？

（3）應用拓展

如圖3，“等鄰邊四邊形”ABCD中，AB=AD，∠BAD+∠BCD==90°，AC，BD為對角線，AC=AB．試探究BC，CD，BD的數量關系．

Answer 1

【答案】（1）AB=BC或BC=CD或CD=AD或AD=AB（任寫一個即可）；

（2）①正確，理由見解析②2或或或；

（3）BC2+CD2=2BD2，理由見解析

【解析】

試題（1）由“等鄰邊四邊形”的定義易得出結論；

（2）①先利用平行四邊形的判定定理得平行四邊形，再利用“等鄰邊四邊形”定義得鄰邊相等，得出結論；

②由平移的性質易得BB′=AA′，A′B′∥AB，A′B′=AB=2，B′C′=BC=1，A′C′=AC=，再利用“等鄰邊四邊形”定義分類討論，由勾股定理得出結論；

（3）由旋轉的性質可得△ABF≌△ADC，由全等性質得∠ABF=∠ADC，∠BAF=∠DAC，AF=AC，FB=CD，利用相似三角形判定得△ACF∽△ABD，由相似的性質和四邊形內角和得∠CBF=90°，利用勾股定理，等量代換得出結論．

試題解析：（1）AB=BC或BC=CD或CD=AD或AD=AB（任寫一個即可）；

（2）①正確，理由為：

∵四邊形的對角線互相平分，∴這個四邊形是平行四邊形，

∵四邊形是“等鄰邊四邊形”，∴這個四邊形有一組鄰邊相等，

∴這個“等鄰邊四邊形”是菱形；

②∵∠ABC=90°，AB=2，BC=1，

∴AC=，

∵將Rt△ABC平移得到△A′B′C′，

∴BB′=AA′，A′B′∥AB，A′B′=AB=2，B′C′=BC=1，A′C′=AC=，

（I） 如圖1，當AA′=AB時，BB′=AA′=AB=2；

（II） 如圖2，當AA′=A′C′時，BB′=AA′=A′C′=；

（III）當A′C′=BC′=時，

如圖3，延長C′B′交AB于點D，則C′B′⊥AB，

∵BB′平分∠ABC，

∴∠ABB′=∠ABC=45°，

∴∠BB′D=′∠ABB′=45°

∴B′D=B，

設B′D=BD=x，

則C′D=x+1，BB′=x，

∵在Rt△BC′D中，BD2+（C′D）2=（BC′）2

∴x2+（x+1）2=（）2，

解得：x1=1，x2=﹣2（不合題意，舍去），

∴BB′=x=

（Ⅳ）當BC′=AB=2時，如圖4，與（Ⅲ）方法一同理可得：BD2+（C′D）2=（BC′）2，

設B′D=BD=x，

則x2+（x+1）2=22，

解得：x1=，x2=（不合題意，舍去），

∴BB′=x=；

（3）BC，CD，BD的數量關系為：BC2+CD2=2BD2，如圖5，

∵AB=AD，

∴將△ADC繞點A旋轉到△ABF，連接CF，

∴△ABF≌△ADC，

∴∠ABF=∠ADC，∠BAF=∠DAC，AF=AC，FB=CD，

∴∠BAD=∠CAF，=1，

∴△ACF∽△ABD，

∴=，∴CF=BD，

∵∠BAD+∠ADC+∠BCD+∠ABC=360°，

∴∠ABC+∠ADC﹣360°﹣（∠BAD+∠BCD）=360°﹣90°=270°，

∴∠ABC+∠ABF=270°，

∴∠CBF=90°，

∴BC2+FB2=CF2=（BD）2=2BD2，

∴BC2+CD2=2BD2．