在平行四边形 $ABCD$ 中,$\angle A=\angle DBC$,过点 $D$ 作 $DE=DF$,且 $\angle EDF=\angle ABD$,连接 $EF,EC$,$N,P$ 分别为 $EC,BC$ 的中点,连接 $NP$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    几何部分
    >
    几何模型
    >
    共顶点模型
  • 题型
    >
    几何部分
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    几何模型
    >
    共顶点模型
  1. 如图1,若点 $E$ 在 $DP$ 上,$EF$ 与 $DC$ 交于点 $M$,试探究线段 $NP$ 与线段 $NM$ 的数量关系及 $\angle ABD$ 与 $\angle MNP$ 满足的等量关系;
    标注
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      几何部分
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      几何模型
      >
      共顶点模型
    答案
    $NP=MN$,$\angle ABD+\angle MNP=180^\circ$
    解析
    解法一因为 $\angle DCB=\angle A=\angle DBC$,
    所以 $ \triangle DBC $ 是等腰三角形,
    而点 $P$ 为 $BC$ 中点,
    所以 $DP\perp BC$,$\angle PDC=\dfrac 12 \angle BDC=\dfrac 12\angle ABD=\dfrac 12\angle EDF$.
    又 $DE=DF$,
    所以 $EM=FM$,$CD\perp EF$,
    所以 $NP=\dfrac 12 CE=NM$.
    所以 $\angle MNP=2\angle NCP+2\angle NCM=2\angle DCB$,
    即 $\angle ABD+\angle MNP=\angle BDC+2\angle DCB=180^\circ$.
    解法二如图,连接 $BE,CF$.由 $\angle DCB=\angle A=\angle DBC$,可得 $DB=DC$.
    而点 $P$ 为 $BC$ 中点,
    所以 $\angle PDC=\dfrac 12 \angle BDC=\dfrac 12\angle ABD=\dfrac 12\angle EDF$.
    又 $DE=DF$,
    所以 $EM=FM$.
    从而 $NP\parallel BE$,$NP=\dfrac 12EB$,$NM\parallel CF$,$NM=\dfrac 12CF$.
    易证 $\triangle DBE\cong \triangle DCF$,
    所以 $BE=CF$,$\angle DBE=\angle DCF$,
    所以 $NP=NM$,且
    $\begin{split}\angle ABD+\angle MNP&=\angle BDC+\angle MNE+\angle PNE\\ &=\angle BDC+\angle FCE+\angle ECB+\angle NPC\\ &=\angle BDC+\angle FCD+\angle DCB+\angle EBC\\ &=\angle BDC+\angle DBC+\angle DCB=180^\circ.\end{split}$
  2. 如图2,若点 $M$ 在线段 $EF$ 上,当点 $M$ 在何位置时,你在第1问中得到的结论仍然成立,写出你确定的点 $M$ 的位置,并证明第1问中的结论.
    标注
    • 题型
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      几何部分
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      几何模型
      >
      共顶点模型
    答案
    点 $M$ 是线段 $EF$ 的中点
    解析
    如图所示,连接 $BE,CF$.由等腰三角形共顶点模型可得 $BE=CF$,$\angle DBE=\angle DCF$.
    取 $EF$ 的中点 $G$,连接 $NG$,
    则 $PN\parallel BE$,$PN=\dfrac 12 BE$,$NG\parallel CF$,$NG=\dfrac 12 CF$.
    所以 $PN=NG$,且
    $\begin{split}\angle ABD+\angle GNP&=\angle BDC+\angle GNE+\angle PNE\\ &=\angle BDC+\angle FCE+\angle ECB+\angle NPC\\ &=\angle BDC+\angle FCD+\angle DCB+\angle EBC\\ &=\angle BDC+\angle DBC+\angle DCB=180^\circ.\end{split}$
    所以当点 $M$ 与点 $G$ 重合,即为线段 $EF$ 的中点时,第1问中得到的结论仍然成立.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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