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浙教版2022-2023学年数学八年级下册第4章 平行四边形(解析版)
4.5三角形的中位线
【知识重点】
1.三角形的中位线:连结三角形两边中点的线段叫做三角形的中位线.
2.三角形中位线定理:三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半.
3.三角形的三条中位线将原三角形分割成四个全等的三角形,三条中位线组成的新三角形是原三角形周长的一半,面积是原三角形的四分之一.
4.顺次连接任意四边形的四边中点所得的四边形是平行四边形.
【经典例题】
【例1】下面是证明三角形中位线定理的两种添加辅助线的方法,选择其中一种,完成证明.
已知:如图,中,D、E分别是的中点. 求证:∥,且.
方法一 证明:如图,延长至点F,使,连接. 方法二 证明:如图,过点C作∥交的延长线于F.
【答案】证明∶方法一:如图,延长至点F,使,连接.
∵点E为AC的中点,
∴AE=CE,
∵∠AED=∠CEF,DE=EF,
∴△ADE≌△CFE,
∴CF=AD,∠A=∠ECF,
∴AB∥CF,即BD∥CF,
∵点D为AB的中点,
∴BD=AD=CF,
∴四边形BCFD为平行四边形,
∴DF=BC,DF∥BC,
∵,
∴∥,且.
方法二:过点C作∥交的延长线于F.
∴∠A=∠ECF,
∵点E为AC的中点,
∴AE=CE,
∵∠AED=∠CEF,
∴△ADE≌△CFE,
∴CF=AD,DE=EF,
∵点D为AB的中点,
∴BD=AD=CF,
∵CF∥BD,
∴四边形BCFD为平行四边形,
∴DF=BC,DF∥BC,
∵,
∴∥,且.
【分析】利用平行四边形的判定方法和性质求解即可。
【例2】如图,在中,已知,,平分,于点,为中点.求的长.
【答案】解:如图,延长交于点.
∵平分,
∴.
∵,
∴.
∴.
∴,.
∴是的中点.
∵,,
∴.
∵为的中点,
∴为的中位线.
∴.
【分析】做辅助线,根据等腰三角形三线合一的性质可得 是的中点 ,通过线段的加减可得FC,再根据中位线定理即可解得DE。
【例3如图,△ABC是锐角三角形,分别以AB,AC为边向外侧作等腰△ABM和等腰△CAN,AM=AB AC=AN,∠MAB=∠CAN.D,E,F分别是MB,BC,CN的中点,连结DE,EF.求证:DE=EF。
【答案】证明:如图,连结BN,CM.
AM=AB,AC=AN, ∠MAB=∠CAN,
∠MAB+∠CAB=∠CAN+∠CAB,
即∠MAC=∠BAN.△MAC≌△BAN(SAS).
MC=BN.又D,E,F分别为MB,BC,CN的中点,
DE=MC,EF=BN,
DE=EF.
【分析】连结BN,CM,利用等腰三角形的性质及等边对等角可推出∠MAC=∠BAN,利用SAS可证得△MAC≌△BAN,利用全等三角形的性质可证得MC=BN;再利用三角形的中位线定理及等量代换可证得结论.
【基础训练】
1.如图,为了测量池塘边、两地之间的距离,在线段的同侧取一点,连结并延长至点,连结并延长至点,使得、分别是、的中点,若,则线段的长度是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】∵A、B分别是CD、CE的中点,
∴AB是△CDE的中位线,
故答案为:C.
2.如图,在四边形ABCD中,,点E、F分别是AC、AD的中点,且,若,,则CD的长为( )
A. B. C. D.8
【答案】A
【解析】∵,,,
∴.
∵点E是AC的中点,
∴,
∵,
∴.
∵点E、F分别是AC、AD的中点,
∴.
∴.
故答案为:A.
3.如图,是的中线,,分别是,的中点,连接EF.若,则的长为( )
A. B.2 C. D.4
【答案】B
【解析】∵是的中线,,
∴,
∵点E,F分别是,的中点,
∴,
故答案为:B.
4.如图,,分别是的边,的中点,点是线段上的一点,且,若,,则( )
A.8 B.10 C.12 D.14
【答案】B
【解析】在Rt△AFB中,,D是AB的中点,AB=6,
则,
,
∵D,E分别是△ABC的边AB,AC的中点,
∴DE是△ABC的中位线,
,
故答案为:B.
5.三角形的三条中位线的长分别是3,4,5,则这个三角形的周长是 .
【答案】24
【解析】∵三角形的三条中位线的长分别是3,4,5,
∴三角形的三条边的长分别是6,8,10,
∴这个三角形的周长=6+8+10=24.
故答案为:24.
6.如图,的对角线AC、BD相交于点O,P是AB边上的中点,且,则BC的长为 ;
【答案】4
【解析】∵,
∴OA=OC,
∴O是AC的中点,
∵P是AB边上的中点,
∴OP是△ABC的中位线,
∴BC=2OP=2×2=4,
故答案为:4.
7.已知一个三角形各边的比为2︰3︰4,连接各边中点所得的三角形的周长为18cm,那么原三角形最短的边的长为 cm.
【答案】8
【解析】根据三角形的中位线定理可得原三角形的周长为36cm,
又因三角形各边的比为2︰3︰4,
所以三角形最短的边的长为36× =8cm.
8.如图,在中,D,E,F分别是AB,BC,CA的中点,,,求四边形DECF的周长.
【答案】解:∵D,E,F分别是AB,BC,CA的中点,,,
∴,,
∴四边形DECF的周长.
9.如图,CD是△ABC的中线,E为CD上一点,连接AE并延长至点F,使 ,连接BF,CF,若CF∥AB.求证:四边形DBFC是平行四边形.
【答案】证明:∵CD为△ABC的中线,
∴ .
∵ ,
∴DE为△ABF的中位线,
∴ ,即:
又∵AB∥CF,即: ,
∴四边形DBFC是平行四边形
10.如图,已知等边的边长为4,点D、E分别是、的中点,过点D作,交的延长线于点F,求的长.
【答案】解: 等边的边长为4,
点D、E分别是、的中点,
【培优训练】
11.如图,在中,,平分交于点D,点F在上,且,连接,E为的中点,连接,则的长为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解析】∵,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴是的中位线,
∴,
故答案为:B.
12.如图,在 中, 分别是 的中点, 分别是 的中点,且 ,则的长度是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】 分别是 的中点
同理:
故答案为:C.
13.如图,在中,,线段绕点B旋转到,连接,E为的中点,连接,设的最大值为m,最小值为n,则( )
A.3.6 B.4.8 C.5 D.6
【答案】D
【解析】由旋转的性质可得出.
如图,取的中点F,连接.
∵,
∴,
∴是等边三角形.
∵E、F分别是的中点,
∴.
如图,当在上方时,
此时,如果C、E、F三点共线,则有最大值,最大值为,即;
如图,当在下方时,
此时,如果C、E、F三点共线时,有最小值,最小值为,即,
∴.
故答案为:D.
14.如图,在中,,是的中点,延长至点,使,连接,为中点,连接若,,则的长为( )
A.5 B.4 C.6 D.8
【答案】A
【解析】在中,
,,,
.
为中线,
.
∵F为DE中点,BE=BC,即点B是EC的中点,
∴BF是△CDE的中位线,
则.
故答案为:A.
15.如图,在正方形中,.E、F分别为边的中点,连接,点N、M分别为的中点,连接,则的长度为 .
【答案】3
【解析】连接AM,延长AM交CD于G,连接FG,
∵四边形是正方形,
∴,,,
∴,
∵M为DE的中点,
∴,
在中,
∴,
∴,,
∴,
∵点N为AF的中点,
∴,
∵F为BC的中点,
∴,
∴,
∴.
故答案为:3.
16.如图,点A,B的坐标分别为为坐标平面内一点,,M为线段的中点,连接,当取最大值时,点M的坐标为 .
【答案】
【解析】如图,∵点C为坐标平面内一点,,
∴C在⊙B上,且半径为,
在x轴上取OD=OA=6,连接CD,
∵AM=CM,OD=OA,
∴OM是△ACD的中位线,
∴OM=CD,
∴即当OM最大时,CD最大,而D,B,C三点共线时,即当C在DB的延长线上时,OM最大,
∵OB=OD=6,∠BOD=90°,
∴BD=,
∴CD=,且C(2,8),
∴OM=CD,即OM的最大值为,
∵M是AC的中点,则M(4,4).
故答案为:(4,4).
17.如图,已知△ABC(AB > AC)中,∠BAC = 60°,AC = 4,D为BC边上的中点,过点D的直线DF将△ABC的周长平分且交AB于点F,则DF的长为 .
【答案】
【解析】如图:
延长延长BA至E,使AE=AC=4,取BE的中点F,连接DF,连接CE,过点A作AG⊥CE于点G,
∵D为BC边上的中点,∴BD=CD,
∵EF=BF,∴BD+BF=CD+AE+FA=CD+EF,
∴直线DF将△ABC的周长平分,
∵AE=AC=4,∠BAC=60°,
∴∠ACE=∠E=30°,
∴AG=AE=2,
∴EG=,
∵AE=AC,AG⊥CE,
∴GE=CE,
∵D为BC的中点,F为BE的中点,
∴FD为△BCE的中位线,
∴DF=CE=EG=.
故答案为:.
18.如图,在 中, 是对角线, ,点 是 的中点, 平分 , 于点 ,连接 已知 , ,则 的长为 .
【答案】
【解析】如图,延长AB 、 CF交于点H ,
四边形ABCD是平行四边形,
,
,
,
平分 ,
,
在 和 中,
,
≌ ,
, ,
,
点E是BC的中点, ,
,
故答案为: .
19.四边形 是平行四边形,对角线 交于点 ,点 是 边上一点, 连接 ,求证: .
【答案】证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴O为BD中点,
∵∠ADB=90°,AE=DE,
∴∠DAE=∠ADE,
∴∠DAE+∠ABD=90°,∠ADE+∠BDE=90°,
∴∠ABD=∠BDE,
∴DE=BE,
∴AE=BE,即E为AB中点,
∴DE为三角形ABD的中位线,
∴OE= AD.
20.如图,△ABC的周长为19,点D,E在边BC上,∠ABC的平分线垂直于AE,垂足为N,∠ACB的平分线垂直于AD,垂足为M,若BC=7,求MN的长度.
【答案】解:∵BN平分∠ABC,BN⊥AE,
∴∠NBA=∠NBE,∠BNA=∠BNE,
在△BNA和△BNE中,
,
∴△BNA≌△BNE,
∴BA=BE,
∴△BAE是等腰三角形,
同理△CAD是等腰三角形,
∴点N是AE中点,点M是AD中点(三线合一),
∴MN是△ADE的中位线,
∴MN= DE,
∵BE+CD=AB+AC=19﹣BC=19﹣7=12,
∴DE=BE+CD﹣BC=5,
∴MN= DE= .
21.如图,在中,,相交于点,,,,,,连接,与相交于点,连接.
(1)求的长;
(2)求证:;
(3)求的长.
【答案】(1)解:∵四边形是平行四边形,
∴,,
又∵,
∴,即,
在中,
根据勾股定理可得:,
即,
∴.
(2)证明:∵,,
∴四边形是平行四边形,
又∵,
∴平行四边形是矩形,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴.
(3)解:如图所示,过点P作交于点F,
∵四边形是矩形,
∴,,,
∴,
又∵,
∴,
又∵,
∴是的中位线,且,
在,根据勾股定理可得:
,即,
∴.
22.如图1,点是线段上一点,分别以、为直角边,在同侧作等腰直角三角形和,点、分别是斜边、的中点,点是线段的中点,连接、.
(1)观察猜想,图1中,线段与的数量关系是 ,位置关系是 ;
(2)探究证明:将图1中的绕着点顺时针旋转,如图2,点、、依然分别是、、的中点,请判断(1)中结论是否成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
(3)若将图1中和都换成等边三角形,将图1中的绕着点顺时针旋转,如图3,点、、P依然分别是、、的中点,请判断(1)中结论是否成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
【答案】(1)PM=PN;PM⊥PN
(2)解:(1)中结论仍然成立,理由如下:
如图所示,连接AE,BD两者交于点O,设BC与AE交于H,MP与AE交于G
∵△ACB和△DCE都是等腰直角三角形,
∴AC=BC,CE=CD,∠ACB=∠ECD=90°,
∴∠ACE=∠ACB+∠BCE=∠BCE+∠ECD=∠BCD,
∴△ACE≌△BCD(SAS),
∴AE=BD,∠EAC=∠DBC,
∵∠BHO=∠AHC,
∴∠BOH=∠ACH=90°,
∴∠HOD=90°,
同理得,PM∥BD,,PN∥AE,
∴PM=PN,∠OGP+∠GOD=180°,∠OGP+∠MPN=180°,
∴∠MPN=∠GOD=90°,
∴PM⊥PN;
(3)解:(1)中结论不成立,PM=PN,∠MPN=120°,
如图所示,连接AE,BD两者交于点O,设BC与AE交于H,MP与AE交于G
∵△ACB和△DCE都是等边三角形,
∴AC=BC,CE=CD,∠ACB=∠ECD=60°,
∴∠ACE=∠ACB+∠BCE=∠BCE+∠ECD=∠BCD,
∴△ACE≌△BCD(SAS),
∴AE=BD,∠EAC=∠DBC,
∵∠BHO=∠AHC,
∴∠BOH=∠ACH=60°,
∴∠HOD=120°
同理得,PM∥BD,,PN∥AE,
∴PM=PN,∠OGP+∠GOD=180°,∠OGP+∠MPN=180°,
∴∠MPN=∠GOD=120°.
【解析】(1)∵△ACB和△DCE都是等腰直角三角形,
∴AC=BC,CE=CD,∠ACE=∠ECD=90°,
∴△ACE≌△BCD(SAS),∠AEC+∠EAC=90°
∴AE=BD,∠AEC=∠BDC,
∴∠BDC+∠EAC=90°,
∵点M、N分别是斜边AB、DE的中点,点P是线段AD的中点,
∴PM,PN分别是三角形ABD和三角形ADE的中位线,
∴,PM∥BD,,PN∥AE,
∴PM=PN,∠NPD=∠EAD,∠MPA=∠BDA,
∴∠NPD+∠MPA=90°,
∴∠MPN=90°,
∴PM⊥PN.
【直击中考】
23.(2022·丽水)如图,在△ABC中,D,E,F分别是BC,AC,AB的中点.若AB=6,BC=8,则四边形BDEF的周长是( )
A.28 B.14 C.10 D.7
【答案】B
【解析】∵D、E分别是AC和BC的中点,
∴DE是△ABC的中位线,
∴DE=AB=BF=3,
同理EF=BC=BD=4,
∴四边形BDEF的周长 =BF+DE+EF+BD=3+3+4+4=14.
故答案为:B.
24.(2020·宁波)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD为中线,延长CB至点E,使BE=BC,连结DE,F为DE中点,连结BF.若AC=8,BC=6,则BF的长为( )
A.2 B.2.5 C.3 D.4
【答案】B
【解析】∵∠ACB=90°,
∴AB= ,
∵CD为中线,
∴CD=AB=5,
∵BE=BC,F为DE中点,
∴BF为△CDF的中位线,
∴BF=CD=2.5,
故答案为:B.
25.(2022·宁波)如图,在Rt△ABC中,D为斜边AC的中点,E为BD上一点,F为CE中点.若AE=AD,DF=2,则BD的长为( )
A. B.3 C. D.4
【答案】D
【解析】∵△ABC是直角三角形, D为斜边AC的中点,
∴AD=BD=CD,
∵AE=AD,
∴AE=BD,
∵D为AC的中点,F为EC的中点,
∴DF为△ACE的中位线,
∴AE=2DF=4,
∴BD=AE=4.
故答案为:D.
26.(2022·安顺)如图,在中,,,是边的中点,是边上一点,若平分的周长,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】延长CF至F,使CF=CA,
∵∠BCA=120°,
∴∠ACF=60°,
∴△CFA是等边三角形,
∴AF=AC=2,
∵D是AB的中点,E是BC的一点, 平分的周长,
∴AC+CE+AD=BE+BD,AD=BD,
∴AC+CE=BE,
∵AC=CF,
∴CF+CE=BE,
即EF=EB,
∴ED是△ABF的中位线,
∴ED=FA=.
故答案为:C.
27.(2017·宁波)如图,四边形ABCD是边长为6的正方形,点E在边AB上,BE=4,过点E作EF∥BC,分别交BD、CD于G、F两点.若M、N分别是DG、CE的中点,则MN的长为 ( )
A.3 B. C. D.4
【答案】C
【解析】取DF、CF中点K、H,连接MK、NH、CM,作MO⊥NH(如下图).
∵四边形ABCD是边长为6的正方形,BE=4.
∴AE=DF=2,CF=BE=4.
∴△DGF∽△BGE
∴==.
∴GF=2,EF=4.
又∵M、N、K、H、都是中点,
∴MK=GF=1,NH=EF=3.KF=DF=1,FH=CF=2,
∴MK=OH=1.KH=MO=3
∴NO=2.
在Rt△MON中,
∴MN= = = .
故答案为C.
28.(2022·西藏)如图,如果要测量池塘两端A,B的距离,可以在池塘外取一点C,连接AC,BC,点D,E分别是AC,BC的中点,测得DE的长为25米,则AB的长为 米.
【答案】50
【解析】∵D,E分别是AC,BC的中点,
∴DE是△ABC的中位线.
∴AB=2DE=2×25=50(米).
故答案为:50.
29.(2022·台州)如图,在 △ABC中, ∠ACB=90° , D,E,F分别为AB,BC,CA的中点.若EF的长为10,则CD的长为 .
【答案】10
【解析】∵在Rt△ABC中,点D为AB的中点,
∴CD=AB,
∵点E,F是CB,AC的中点,
∴EF是△ABC的中位线,
∴EF=AB,
∴CD=EF=10.
故答案为:10.
30.(2022·镇江)如图,在和中,,、、分别为、、的中点,若,则 .
【答案】1
【解析】∵Rt△ABC中,点E是AB的中点,DE=1,
∴AB=2DE=2,
∵点F、G分别是AC、BC中点,
∴
故答案为:1.
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浙教版2022-2023学年数学八年级下册第4章 平行四边形
4.5三角形的中位线
【知识重点】
1.三角形的中位线:连结三角形两边中点的线段叫做三角形的中位线.
2.三角形中位线定理:三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半.
3.三角形的三条中位线将原三角形分割成四个全等的三角形,三条中位线组成的新三角形是原三角形周长的一半,面积是原三角形的四分之一.
4.顺次连接任意四边形的四边中点所得的四边形是平行四边形.
【经典例题】
【例1】下面是证明三角形中位线定理的两种添加辅助线的方法,选择其中一种,完成证明.
已知:如图,中,D、E分别是的中点. 求证:∥,且.
方法一 证明:如图,延长至点F,使,连接. 方法二 证明:如图,过点C作∥交的延长线于F.
【例2】如图,在中,已知,,平分,于点,为中点.求的长.
【例3】如图,△ABC是锐角三角形,分别以AB,AC为边向外侧作等腰△ABM和等腰△CAN,AM=AB AC=AN,∠MAB=∠CAN.D,E,F分别是MB,BC,CN的中点,连结DE,EF.求证:DE=EF。
【基础训练】
1.如图,为了测量池塘边、两地之间的距离,在线段的同侧取一点,连结并延长至点,连结并延长至点,使得、分别是、的中点,若,则线段的长度是( )
A. B. C. D.
2.如图,在四边形ABCD中,,点E、F分别是AC、AD的中点,且,若,,则CD的长为( )
A. B. C. D.8
3.如图,是的中线,,分别是,的中点,连接EF.若,则的长为( )
A. B.2 C. D.4
4.如图,,分别是的边,的中点,点是线段上的一点,且,若,,则( )
A.8 B.10 C.12 D.14
5.三角形的三条中位线的长分别是3,4,5,则这个三角形的周长是 .
6.如图,的对角线AC、BD相交于点O,P是AB边上的中点,且,则BC的长为 ;
7.已知一个三角形各边的比为2︰3︰4,连接各边中点所得的三角形的周长为18cm,那么原三角形最短的边的长为 cm.
8.如图,在中,D,E,F分别是AB,BC,CA的中点,,,求四边形DECF的周长.
9.如图,CD是△ABC的中线,E为CD上一点,连接AE并延长至点F,使 ,连接BF,CF,若CF∥AB.求证:四边形DBFC是平行四边形.
10.如图,已知等边的边长为4,点D、E分别是、的中点,过点D作,交的延长线于点F,求的长.
【培优训练】
11.如图,在中,,平分交于点D,点F在上,且,连接,E为的中点,连接,则的长为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
12.如图,在 中, 分别是 的中点, 分别是 的中点,且 ,则的长度是( )
A. B. C. D.
13.如图,在中,,线段绕点B旋转到,连接,E为的中点,连接,设的最大值为m,最小值为n,则( )
A.3.6 B.4.8 C.5 D.6
14.如图,在中,,是的中点,延长至点,使,连接,为中点,连接若,,则的长为( )
A.5 B.4 C.6 D.8
15.如图,在正方形中,.E、F分别为边的中点,连接,点N、M分别为的中点,连接,则的长度为 .
16.如图,点A,B的坐标分别为为坐标平面内一点,,M为线段的中点,连接,当取最大值时,点M的坐标为 .
17.如图,已知△ABC(AB > AC)中,∠BAC = 60°,AC = 4,D为BC边上的中点,过点D的直线DF将△ABC的周长平分且交AB于点F,则DF的长为 .
18.如图,在 中, 是对角线, ,点 是 的中点, 平分 , 于点 ,连接 已知 , ,则 的长为 .
19.四边形 是平行四边形,对角线 交于点 ,点 是 边上一点, 连接 ,求证: .
20.如图,△ABC的周长为19,点D,E在边BC上,∠ABC的平分线垂直于AE,垂足为N,∠ACB的平分线垂直于AD,垂足为M,若BC=7,求MN的长度.
21.如图,在中,,相交于点,,,,,,连接,与相交于点,连接.
(1)求的长;
(2)求证:;
(3)求的长.
22.如图1,点是线段上一点,分别以、为直角边,在同侧作等腰直角三角形和,点、分别是斜边、的中点,点是线段的中点,连接、.
(1)观察猜想,图1中,线段与的数量关系是 ,位置关系是 ;
(2)探究证明:将图1中的绕着点顺时针旋转,如图2,点、、依然分别是、、的中点,请判断(1)中结论是否成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
(3)若将图1中和都换成等边三角形,将图1中的绕着点顺时针旋转,如图3,点、、P依然分别是、、的中点,请判断(1)中结论是否成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
【直击中考】
23.如图,在△ABC中,D,E,F分别是BC,AC,AB的中点.若AB=6,BC=8,则四边形BDEF的周长是( )
A.28 B.14 C.10 D.7
24.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD为中线,延长CB至点E,使BE=BC,连结DE,F为DE中点,连结BF.若AC=8,BC=6,则BF的长为( )
A.2 B.2.5 C.3 D.4
25.如图,在Rt△ABC中,D为斜边AC的中点,E为BD上一点,F为CE中点.若AE=AD,DF=2,则BD的长为( )
A. B.3 C. D.4
26.如图,在中,,,是边的中点,是边上一点,若平分的周长,则的长为( )
A. B. C. D.
27.如图,四边形ABCD是边长为6的正方形,点E在边AB上,BE=4,过点E作EF∥BC,分别交BD、CD于G、F两点.若M、N分别是DG、CE的中点,则MN的长为 ( )
A.3 B. C. D.4
28.如图,如果要测量池塘两端A,B的距离,可以在池塘外取一点C,连接AC,BC,点D,E分别是AC,BC的中点,测得DE的长为25米,则AB的长为 米.
29.如图,在 △ABC中, ∠ACB=90° , D,E,F分别为AB,BC,CA的中点.若EF的长为10,则CD的长为 .
30.如图,在和中,,、、分别为、、的中点,若,则 .
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