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如图1,正六边形ABCDEF的边长为a,P是BC边上一动点,过P作PM∥AB交AF于M,作PN∥CD交DE于N.(1)①∠MPN=;②求证:PM+PN=3a;(2)如图2,点O是AD的中点,连接OM、ON,求证:OM=ON;(3)如图3

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如图1,正六边形ABCDEF的边长为a,P是BC边上一动点,过P作PM∥AB交AF于M,作PN∥CD交DE于N.
(1)①∠MPN=______;
②求证:PM+PN=3a;
(2)如图2,点O是AD的中点,连接OM、ON,求证:OM=ON;
(3)如图3,点O是AD的中点,OG平分∠MON,判断四边形OMGN是否为特殊四边形?并说明理由.
▼优质解答
答案和解析
(1)①∵六边形ABCDEF是正六边形,
∴∠A=∠B=∠C=∠D=∠E=∠F=120°
又∴PM∥AB,PN∥CD,
∴∠BPM=60°,∠NPC=60°,
∴∠MPN=180°-∠BPM-∠NPC=180°-60°-60°=60°,
故答案为;60°.
②如图1,作AG⊥MP交MP于点G,BH⊥MP于点H,CL⊥PN于点L,DK⊥PN于点K,
MP+PN=MG+GH+HP+PL+LK+KN
∵正六边形ABCDEF中,PM∥AB,作PN∥CD,
∵∠AMG=∠BPH=∠CPL=∠DNK=60°,
∴GM=
1
2
AM,HP=
1
2
BP,PL=
1
2
PC,NK=
1
2
ND,
∵AM=BP,PC=DN,
∴MG+HP+PL+KN=a,GH=LK=a,
∴MP+PN=MG+GH+HP+PL+LK+KN=3a.

(2)如图2,连接OE,
∵六边形ABCDEF是正六边形,AB∥MP,PN∥DC,
∴AM=BP=EN,
∵∠MAO=∠OEN=60°,OA=OE,
在△ONE和△OMA中,
OA=OE
∠MAO=∠OEN
AM=EN

∴△OMA≌△ONE(SAS)
∴OM=ON.
(3)如图3,连接OE,
由(2)得,△OMA≌△ONE
∴∠MOA=∠EON,
∵EF∥AO,AF∥OE,
∴四边形AOEF是平行四边形,
∴∠AFE=∠AOE=120°,
∴∠MON=120°,
∴∠GON=60°,
∵∠GOE=60°-∠EON,∠DON=60°-∠EON,
∴∠GOE=∠DON,
∵OD=OE,∠ODN=∠OEG,
在△GOE和∠DON中,
∠GOE=∠DON
OE=OD
∠ODN=∠OEG

∴△GOE≌△NOD(ASA),
∴ON=OG,
又∵∠GON=60°,
∴△ONG是等边三角形,
∴ON=NG,
又∵OM=ON,∠MOG=60°,
∴△MOG是等边三角形,
∴MG=GO=MO,
∴MO=ON=NG=MG,
∴四边形MONG是菱形.