初中数学 · 动态几何实验室

平行四边形存在性

三点 A、B、M 已定,第四顶点 N 在哪里?—— 按「谁当对角线」分类,三种配对三个答案
对角线互相平分 ⟺ 对角顶点坐标之和相等:x对1+x对2 与 y 同理
模型同源真题 2024·安徽合肥 ★★★★☆
如图,A(1, 2)、B(5, 2)、M(3, 5) 是平行四边形的三个顶点。若以 AB 为对角线,则第四个顶点 N 的纵坐标为 ______。
实验台 · 一个 M 拖出三个 N
拖 A、B、M 自由改变位置 —— N₁(AB 为对角线)、N₂(AM 为对角线)、N₃(BM 为对角线)三个第四顶点实时跟随,虚线对角线共享中点
⇄ 拖 动 我

◈ 实时观测

M 坐标—
N₁(AB 对角线)—
N₂(AM 对角线)—
N₃(BM 对角线)—
中点验证—
形状判定—
谁当对角线,谁的两端坐标和相等
N₁ = A + B − M | N₂ = A + M − B | N₃ = B + M − A
平行四边形 ⟺ 对角线互相平分 ⟺ 两条对角线的中点重合 —— 哪条线段当对角线,哪条的两端与另一对顶点坐标和相等
口诀:三点定四边,对角分三种;坐标和相等,中点必重合
实验台 · 什么时候升级成矩形 / 菱形?
拖 A、B 换位置,M 在 x 轴滑动(磁吸特殊位置)—— 四条约束轨迹各管一种特殊四边形,M 落上去立刻判定
⇄ 拖 动 我

◈ 实时观测

M 坐标—
特殊判定—
边-矩形候选—
边-菱形候选—
对角-矩形候选—
对角-菱形候选—
边情形:邻边垂直 / 邻边相等 · 对角情形:对角线相等 / 互相垂直
矩形 = 平行四边形 + 直角 | 菱形 = 平行四边形 + 邻边相等
AB 当边:矩形 ⟺ AM⊥AB(过 A 垂线),菱形 ⟺ |AM|=|AB|(圆);AB 当对角线:矩形 ⟺ ∠AMB=90°(直径圆),菱形 ⟺ |MA|=|MB|(中垂线)
口诀:先定边或对角,再套垂直或相等

中考真题(冲刺)

围绕「对角线分类 · 坐标和相等 · 特殊四边形」· 做完先在实验台拖一拖验证

🏆 通关进度:0 / 6
第 1 关 单选题 坐标和相等 ★☆☆☆☆
2023·四川南充
已知 A(1, 1),B(3, 4),M(5, 2)。若以 A、B、M、N 为顶点的四边形中 AB 为对角线,则顶点 N 的坐标为( )
-3-2-1123456-112345Oxy中点 (2, 2.5)A(1, 1)B(3, 4)M(5, 2)N ?
A.(1, −3)
B.(−1, 3)
C.(3, −1)
D.(0, 2)
答案:B((−1, 3))
AB 为对角线 ⟹ 对角线 AB 与 MN 中点重合:xA+xB = xM+xN ⟹ xN = 1+3−5 = −1;yN = 1+4−2 = 3。
⚠️ 易错:「谁是对角线」决定谁相加 —— AB 当对角线就是 A+B = M+N;记成「对角两端坐标和相等」永不混。
第 2 关 填空题 反求顶点 ★★☆☆☆
2023·四川南充
平行四边形的四个顶点为 A(0, 2),B(4, 0),M,N(5, 3),其中 AB 与 MN 为两条对角线,则点 M 的横坐标为 ______。
-3-2-1123456-2-11234OxyA(0, 2)B(4, 0)N(5, 3)M ?
答案:−1
对角线互相平分:xA+xB = xM+xN ⟹ xM = 0+4−5 = −1(同理 yM = 2+0−3 = −1,M(−1, −1))。
⚠️ 易错:中点公式逆用 —— 「和相等」比「中点坐标相等」更好算,不用先求中点。
第 3 关 填空题 边-菱形存在性 ★★★☆☆
2023·四川南充
A(0, 0),B(3, 4),点 M 在 x 轴上。若以 AB 为边、AM 为边的平行四边形 AMBN 是菱形,则满足条件的点 M 有 ______ 个。
-6-5-4-3-2-1123456-1123456OxyA(0, 0)B(3, 4)(|AB| = 5)M(-5, 0)M(5, 0)
答案:2
菱形 ⟺ 邻边相等 |AM| = |AB| = 5 ⟹ M 在圆 (A, 5) 上:t² = 25 ⟹ t = ±5,两个点 (±5, 0),均不与 AB 共线 ⟹ 2 个。
⚠️ 易错:圆与 x 轴相交得两点,别只写 t = 5;另外同题改「矩形」则 AM⊥AB ⟹ 3t = 0 ⟹ t = 0 与 A 重合退化 —— 0 个!一题两问是经典配置。
第 4 关 填空题 对角-矩形存在性 ★★★☆☆
2023·四川南充
A(0, 1),B(4, 3),点 M 在 x 轴上。若以 AB 为对角线的平行四边形 AMBN 是矩形,则满足条件的点 M 有 ______ 个。
-1123456-11234OxyA(0, 1)B(4, 3)M(1, 0)M(3, 0)以 AB 为直径的圆
答案:2
AB 为对角线的平行四边形是矩形 ⟺ 另一顶点处 ∠AMB = 90° ⟺ M 在以 AB 为直径的圆上:圆心 (2, 2),r² = 5,(t−2)² + 4 = 5 ⟹ t = 1 或 3 ⟹ 2 个。
⚠️ 易错:「对角线相等的平行四边形是矩形」⟺ 两对角线中点重合且等长 ⟺ ∠AMB = 90° —— 直接用直角存在性的「直径圆」结论,这就是模型串联。
第 5 关 解答题 判定定理说理 ★★★★☆
2023·四川南充
请说明:为什么「四边形 AMBN 的对角线 AB 与 MN 互相平分」能判定它是平行四边形,并由此推出 xA+xB = xM+xN。
AMBNPAP = PB 且 MP = PN ⟹ △APM ≌ △BPN(SAS)
说明(判定定理 + 中点公式)
设 AB 与 MN 交于点 P。AP = PB 且 MP = PN ⟹ △APM ≌ △BPN(SAS:对顶角相等)⟹ AM = BN 且 ∠AMP = ∠BNP ⟹ AM ∥ BN。一组对边平行且相等 ⟹ AMBN 是平行四边形。
中点重合:((xA+xB)/2, (yA+yB)/2) = ((xM+xN)/2, (yM+yN)/2) ⟹ xA+xB = xM+xN,y 同理。
⚠️ 易错:坐标条件来自「中点重合」,而中点重合是「互相平分」的代数表达 —— 几何判定与代数公式之间的桥就是中点公式。
第 6 关 探究题 双动点 · 三配对 ★★★★★
2023·四川南充
A(−1, 0),B(2, 3),点 M 在 x 轴上,点 N 在 y 轴上。以 A、B、M、N 为顶点的四边形是平行四边形。
(1)当 AB 为对角线时,点 M 的横坐标为 ______;
(2)满足条件的 (M, N) 共有 ______ 组;
(3)其中点 N(0, 3) 出现在 ______ 组解中。
-4-3-2-11234-4-3-2-11234OxyA(−1, 0)B(2, 3)① M(1, 0)② M(3, 0)③ M(−3, 0)N(0, 3)N(0, −3)
(1)
(2)
(3)
答案:(1)1(2)3(3)2
设 M(t, 0),按对角线分三类:
① AB 为对角线:N = A+B−M = (1−t, 3),N 在 y 轴 ⟹ t = 1 ⟹ M(1, 0)、N(0, 3);
② AM 为对角线:N = A+M−B = (t−3, −3) ⟹ t = 3 ⟹ M(3, 0)、N(0, −3);
③ BM 为对角线:N = B+M−A = (t+3, 3) ⟹ t = −3 ⟹ M(−3, 0)、N(0, 3)。
共 3 组;N(0, 3) 在①③中各出现一次 ⟹ 2 组。
⚠️ 易错:双动点题千万不要只找一种配对 —— 「谁当对角线」三种情形挨个来,每组解都要回代验证 N 的约束(在 y 轴上)。
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