湘教版八年级下册2.7 正方形习题
展开一、选择题(本大题共12小题,共36.0分)
四边形具有不稳定性,对于四条边长确定的四边形.当内角度数发生变化时,其形状也会随之改变.如图,改变正方形ABCD的内角,正方形ABCD变为菱形ABC′D′.若∠D′AB=30°,则菱形ABC′D′的面积与正方形ABCD的面积之比是( )
A. 1B. 12C. 22D. 32
已知四边形ABCD是平行四边形,AC,BD相交于点O,下列结论错误的是( )
A. OA=OC,OB=OD
B. 当AB=CD时,四边形ABCD是菱形
C. 当∠ABC=90°时,四边形ABCD是矩形
D. 当AC=BD且AC⊥BD时,四边形ABCD是正方形
正方形具有而矩形不一定具有的性质是( )
A. 四个角都是直角B. 四条边相等
C. 对角线相等D. 对角线互相平分
下列关于四边形的说法,正确的是( )
A. 四个角都是直角的四边形是正方形
B. 对角线互相垂直的四边形是菱形
C. 有两边相等的平行四边形是菱形
D. 两条对角线相等的菱形是正方形
如图①、图②,在给定的一张矩形纸片上作一个正方形,甲、乙两人的作法如下:
甲:以点A为圆心,AD长为半径画弧,交AB于点E,以点D为圆心,AD长为半径画弧,交CD于点F,连接EF,则四边形AEFD即为所求;
乙:作∠DAB的平分线,交CD于点M,同理作∠ADC的平分线,交AB于点N,连接MN,则四边形ADMN即为所求.
对于以上两种作法,可以做出的判定是( )
A. 甲正确,乙错误B. 甲、乙均正确
C. 乙正确,甲错误D. 甲、乙均错误
下列命题中正确的是( )
A. 两条对角线互相平分的四边形是平行四边形
B. 两条对角线相等的四边形是矩形
C. 两条对角线互相垂直的四边形是菱形
D. 两条对角线互相垂直且平分的四边形是正方形
下列说法正确的是( )
A. 四条边相等的四边形为正方形
B. 四个角都相等的四边形为正方形
C. 对角线相等的菱形是正方形
D. 一条对角线平分一组对角的四边形是菱形
如图,在正方形ABCD中,E为DC边上的点,连接BE,将△BCE绕点C顺时针方向旋转90°得到△DCF,连接EF,若∠BEC=60°,则∠EFD的度数为( )
A. 10°
B. 15°
C. 20°
D. 25°
如图,正方形ABCD和正方形CEFG中,点D在CG上,BC=1,CE=3,H是AF的中点,那么CH的长是( )
A. 2.5B. 5C. 322D. 2
下列命题中,真命题是( )
A. 一组对边平行,另一组对边相等的四边形是平行四边形
B. 对角线互相垂直且相等的四边形是菱形
C. 直角三角形中,30°角所对直角边都等于斜边的一半
D. 对角线相等的平行四边形是正方形
如图,边长为6的大正方形中有两个小正方形,若两个小正方形的面积分别为S1,S2,则S1+S2的值为( )
A. 16
B. 17
C. 18
D. 19
如图,将长方形纸片折叠,使A点落BC上的F处,折痕为BE,若沿EF剪下,则折叠部分是一个正方形,其数学原理是( )
A. 邻边相等的矩形是正方形
B. 对角线相等的菱形是正方形
C. 两个全等的直角三角形构成正方形
D. 轴对称图形是正方形
二、填空题(本大题共4小题,共12.0分)
如图,四边形ABCD是正方形,延长AB到点E,使AC = AE,则∠BCE的度数是_______.
如图,正方形ABCD中,AB=12,点E在边BC上,BE=EC,将△DCE沿DE对折至△DFE,延长EF交边AB于点G′,连接DG、BF,给出以下结论:
①△DAG≌△DFG:②BG=2AG;③S△DGF=120;④S△BEF=725,其中所有正确结论有:______.
如图,在正方形ABCD中,E是对角线BD上一点,AE的延长线交CD于点F,连接CE.若∠BAE=56°,则∠CEF=______°.
如图,E,F是正方形ABCD的对角线AC上的两点,AC=8,AE=CF=2,则四边形BEDF的周长是______.
三、解答题(本大题共9小题,共72.0分)
在正方形ABCD中,P是对角线AC上的点,连接BP、DP.
(1)求证:BP=DP;
(2)如果AB=AP,求∠ABP的度数.
如图,在正方形ABCD中,点E在BC边的延长线上,点F在CD边的延长线上,且CE=DF,连接AE和BF相交于点M.
求证:AE=BF.
如图,正方形ABCD,G是BC边上任意一点(不与B、C重合),DE⊥AG于点E,BF//DE,且交AG于点F.
(1)求证:AF−BF=EF;
(2)四边形BFDE是否可能是平行四边形,如果可能请指出此时点G的位置,如不可能请说明理由.
如图,在四边形ABCD中,AB=BC,对角线BD平分∠ABC,P是BD上一点,过点P作PM⊥AD,PN⊥CD,垂足分别为M,N.
(1)求证:∠ADB=∠CDB.
(2)若∠ADC= °时,四边形MPND是正方形,并说明理由.
如图,长方形内有两个相邻的正方形,面积分别为4,2,求阴影部分的面积.
如图,正方形ABCD的对角线交于点O,点E、F分别在AB、BC上(AE
(2)若正方形ABCD的边长为4,E为OM的中点,求MN的长.
如图,已知正方形ABCD中,E是直线BC上一点,连接AE,过点C作CF⊥AE交直线AE于点F,连接BF.
(1)如图1,求证:CF+AF=2BF;
(2)如图2,图3,其他条件不变,线段AF,CF,BF之间又有怎样的数量关系?直接写出你的猜想,不需证明.
如图1,已知正方形ABCD的边CD在正方形DEFG的边DE上,连接AE、GC.
(1)试猜想AE与GC的位置关系和数量关系:______.
(2)将正方形DEFG绕点D按顺时针方向旋转,使点E落在BC边上,如图2,连接AE和GC.你认为(1)中的结论是否还成立?若成立,给出证明;若不成立,请说明理由.
如图,已知四边形ABCD为正方形,AB=42,点E为对角线AC上一动点,连接DE、过点E作EF⊥DE,交BC于点F,以DE、EF为邻边作矩形DEFG,连接CG.
(1)求证:矩形DEFG是正方形;
(2)探究:CE+CG的值是否为定值?若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:根据题意可知菱形ABC′D′的高等于AB的一半,
∴菱形ABC′D′的面积为12AB2,正方形ABCD的面积为AB2.
∴菱形ABC′D′的面积与正方形ABCD的面积之比是12.
故选:B.
根据30°角所对的直角边等于斜边的一半可知菱形ABC′D′的高等于AB的一半,再根据正方形的面积公式和菱形的面积公式即可得解.
本题主要考查了正方形与菱形的面积,熟知30°角所对的直角边等于斜边的一半是解答本题的关键.
2.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了正方形的判定,矩形的判定、平行四边形的性质及菱形的判定方法,牢记判定方法是解答本题的关键.
根据正方形的判定,矩形的判定、菱形的判定方法分别判断后即可确定正确的选项.
【解答】
解:A、根据平行四边形的性质得到OA=OC,OB=OD,该结论正确,此选项不符合题意;
B、当AB=CD时,四边形ABCD还是平行四边形,原来的结论错误,此选项符合题意;
C、根据有一个角是直角的平行四边形是矩形可以判断原来的结论正确,此选项不符合题意;
D、当AC=BD且AC⊥BD时,根据对角线相等可判断四边形ABCD是矩形,根据对角线互相垂直可判断四边形ABCD是菱形,故四边形ABCD是正方形,该结论正确,此选项不符合题意;
故选B.
3.【答案】B
【解析】解:根据正方形和矩形的性质知,它们具有相同的特征有:四个角都是直角、对角线都相等、对角线互相平分,但矩形的长和宽不相等.
故选:B.
根据正方形、矩形的性质,即可解答.
本题考查了正方形和矩形的性质,解决本题的关键是熟记正方形和矩形的性质.
4.【答案】D
【解析】
【分析】
本题主要考查的是平行四边形的性质,菱形的判定和性质,正方形的判定的有关知识,直接利用平行四边形的性质,菱形的判定和性质,正方形的判定定理对给出的各个选项进行逐一分析即可.
【解答】
解:A.四个角都是直角的四边形是矩形,故A错误;
B.对角线互相垂直且平分的四边形是菱形,故B错误;
C.邻边边相等的平行四边形是菱形,故C错误;
D.两条对角线相等的菱形是正方形,故D正确.
故选D.
5.【答案】B
【解析】
【分析】
此题主要考查了复杂作图以及正方形的判定方法,正确利用作图方法得出对应角的关系是解题关键.直接利用基本作图方法得出对应边以及对应角的关系,进而结合正方形的判定方法分析得出答案.
【解答】
解:由甲的作法可得:DF=AD=AE,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AB//DC,∠A=90°,
∵DF= //AE,
∴四边形AEFD是平行四边形,
∵∠A=90°,
∴平行四边形AEFD是矩形,
∵AD=AE,
∴矩形AEFD是正方形,
故甲的作法正确;
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠CDA=∠DAB=90°,
由乙的作法可得:∠ADN=∠MDN=∠DAM=∠NAM=45°,
则AD=AN=DM,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AB//DC,
∴DM= //AN,
∴四边形ANMD是平行四边形,
∵∠DAB=90°,
∴平行四边形ANMD是矩形,
∵AD=AN,
∴矩形ANMD是正方形,
故乙的作法正确.
故选:B.
6.【答案】A
【解析】解:A、两条对角线互相平分的四边形是平行四边形,故本选项正确.
B、两条对角线相等且平分的四边形是矩形;故本选项错误.
C、对角线互相垂直平分的四边形是菱形;故本选项错误.
D、两条对角线互相垂直相等且平分的四边形是正方形.故本选项错误.
故选A.
真命题就是判断事情正确的语句.两条对角线互相平分的四边形是平行四边形;两条对角线相等且平分的四边形是矩形;对角线互相垂直平分的四边形是菱形;两条对角线互相垂直相等且平分的四边形是正方形.
本题考查了真命题的概念以及平行四边形,菱形,矩形,正方形的判定定理,熟记这些判定定理才能正确的判断正误.
7.【答案】C
【解析】因为菱形对角线互相垂直,所以对角线相等的菱形为正方形,因此C答案正确;
四条边都相等的四边形也可能是菱形,所以A答案错误;
四个角都相等的四边形可能是矩形,所以B答案错误;
一条对角线平分一组对角的四边形可能是菱形或者正方形,所以D答案错误.
故选:C.
根据正方形和菱形的判定,菱形对角线互相垂直,正方形对角线相等;既是矩形,又是菱形的四边形为正方形.
本题考查正方形,矩形,菱形的判定方法,判断一个四边形为正方形,菱形,矩形主要根据它的概念.
8.【答案】B
【解析】
【分析】本题考查旋转的性质、正方形的性质及等腰直角三角形的判定和性质.解答本题的关键是熟练掌握旋转的性质:旋转变化前后,对应线段、对应角分别相等,图形的大小、形状都不改变.要注意旋转的三要素:①定点−旋转中心;②旋转方向;③旋转角度.
由旋转前后的对应角相等可知,∠DFC=∠BEC=60°;一个特殊三角形△ECF为等腰直角三角形,可知∠EFC=45°,把这两个角作差即可.
【解答】
解:由题意得EC=FC,∠DCF=90°,∠DFC=∠BEC=60°,
∴∠EFC=45°,
∴∠EFD=15°.
故选B.
9.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半的性质,正方形的性质,勾股定理,熟记各性质并作辅助线构造出直角三角形是解题的关键.
连接AC、CF,根据正方形性质求出AC、CF,∠ACD=∠GCF=45°,再求出∠ACF=90°,然后利用勾股定理求出AF,
再根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半解答即可.
【解答】
解:如图,连接AC、CF,
∵正方形ABCD和正方形CEFG中,BC=1,CE=3,
∴AC=2,CF=32,
∠ACD=∠GCF=45°,
∴∠ACF=90°,
由勾股定理得,AF=AC2+CF2=22+(32)2=25,
∵H是AF的中点,
∴CH=12AF=12×25=5.
故选B.
10.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查了命题与定理的知识,解题的关键是了解平行四边形的判定,菱形的判定,正方形的判定,含30度角的直角三角形的性质,难度不大.
利用平行四边形的判定、菱形的判定、正方形的判定、,含30度角的直角三角形的性质分别判断后即可确定正确的选项.
【解答】
解:A.一组对边平行,另一组对边相等的四边形可能是平行四边形,也可能是等腰梯形,故错误,是假命题;
B.对角线互相垂直的平行四边形是菱形,故错误,是假命题;
C.直角三角形中,30°角所对直角边都等于斜边的一半,正确,是真命题;
D.对角线相等的平行四边形是矩形,故错误,是假命题,
故选C.
11.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了正方形的性质和等腰直角三角形的性质的性质,勾股定理.
由图可得,S1的边长为3,由AC=2BC,BC=CE=2CD,可得AC=2CD,CD=2,EC=22;然后分别算出S1、S2的面积,即可解答.
【解答】
解:如图,
设正方形S2的边长为x,
∵△ABC和△CDE都为等腰直角三角形,
∴AB=BC,DE=DC,∠ABC=∠D=90°,
∴AC2=BC2+AB2=2BC2,
∴AC=2BC,
同理可得:BC=CE=2CD,
∴AC=2BC=2CD,
又AD=AC+CD=6,
∴CD=63=2,
∴EC2=22+22,即EC=22,
∴S2的面积为EC2=22×22=8,
∵∠MAO=∠MOA=45°,
∴AM=MO,
∵MO=MN,
∴AM=MN,
∴M为AN的中点,
∴S1的边长为3,
∴S1的面积为3×3=9,
∴S1+S2=9+8=17.
故选B.
12.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了正方形的判定定理,邻边相等的矩形是正方形,和翻折变换.将长方形纸片折叠,使A点落BC上的F处,可得到BA=BF,折痕为BE,沿EF剪下,故四边形ABFE为矩形,且有一组邻边相等,故四边形ABFE为正方形.
【解答】
解:∵将长方形纸片折叠,A落在BC上的F处,
∴BA=BF,
∵折痕为BE,沿EF剪下,
∴四边形ABFE为矩形,
∵BA=BF,
∴四边形ABFE为正方形.
故用的判定定理是:邻边相等的矩形是正方形.
故选A.
13.【答案】22.5°
【解析】
【分析】
此题主要考查的是正方形、等腰三角形的性质及三角形内角和定理.根据正方形的性质,易知∠CAE=∠ACB=45°;等腰△CAE中,根据三角形内角和定理可求得∠ACE的度数,进而可由∠BCE=∠ACE−∠ACB得出∠BCE的度数.
【解答】
解:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠CAB=∠BCA=45°;
△ACE中,AC=AE,
∴∠ACE=∠AEC=12(180°−∠CAE)=67.5°;
∴∠BCE=∠ACE−∠ACB=22.5°.
故答案为22.5°.
14.【答案】①②④
【解析】解:如图,由折叠可知,DF=DC=DA,∠DFE=∠C=90°,
∴∠DFG=∠A=90°,
在Rt△ADG和Rt△FDG中,
AD=DFDG=DG,
∴Rt△ADG≌Rt△FDG(HL),故①正确;
∵正方形边长是12,
∴BE=EC=EF=6,
设AG=FG=x,则EG=x+6,BG=12−x,
由勾股定理得:EG2=BE2+BG2,
即:(x+6)2=62+(12−x)2,
解得:x=4
∴AG=GF=4,BG=8,BG=2AG,故②正确;
BE=EF=6,△BEF是等腰三角形,易知△GED不是等腰三角形,故③错误;
S△GBE=12×6×8=24,S△BEF=EFEG⋅S△GBE=610×24=725,故④正确.
故答案为①②④.
根据正方形的性质和折叠的性质可得AD=DF,∠A=∠GFD=90°,于是根据“HL”判定Rt△ADG≌Rt△FDG,再由GF+GB=GA+GB=12,EB=EF,△BGE为直角三角形,可通过勾股定理列方程求出AG=4,BG=8,进而求出△BEF的面积,再抓住△BEF是等腰三角形,而△GED显然不是等腰三角形,判断③是错误的,问题得解.
本题考查了相似三角形的判定和性质、图形的翻折变换的性质和正方形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,平行线的判定,三角形的面积计算,有一定的难度.
15.【答案】22
【解析】解:∵正方形ABCD中,∠BAE=56°,
∴∠DAF=34°,∠DFE=56°,
∵AD=CD,∠ADE=∠CDE,DE=DE,
∴△ADE≌△CDE(SAS),
∴∠DCE=∠DAF=34°,
∵∠DFE是△CEF的外角,
∴∠CEF=∠DFE−∠DCE=56°−34°=22°,
故答案为:22.
根据正方形的性质,即可得到∠DAF=34°,∠DFE=56°,依据全等三角形的对应角相等,即可得到∠DCE=∠DAF=34°,再根据三角形外角性质,即可得到∠CEF的度数.
本题主要考查了正方形的性质以及全等三角形的判定与性质,在应用全等三角形的判定时,要注意三角形间的公共边和公共角,必要时添加适当辅助线构造三角形.
16.【答案】85
【解析】解:如图,连接BD交AC于点O,
∵四边形ABCD为正方形,
∴BD⊥AC,OD=OB=OA=OC,
∵AE=CF=2,
∴OA−AE=OC−CF,即OE=OF,
∴四边形BEDF为平行四边形,且BD⊥EF,
∴四边形BEDF为菱形,
∴DE=DF=BE=BF,
∵AC=BD=8,OE=OF=8−42=2,
由勾股定理得:DE=OD2+OE2=42+22=25,
∴四边形BEDF的周长=4DE=4×25=85,
故答案为:85.
连接BD交AC于点O,则可证得OE=OF,OD=OB,可证四边形BEDF为平行四边形,且BD⊥EF,可证得四边形BEDF为菱形;根据勾股定理计算DE的长,可得结论.
本题主要考查正方形的性质、菱形的判定和性质及勾股定理,掌握对角线互相垂直平分的四边形为菱形是解题的关键.
17.【答案】证明:(1)∵四边形ABC是正方形,
∴AD=AB,∠DAP=∠BAP=45°,
在△ABP和△ADP中
AB=AD∠BAP=∠DAPAP=AP,
∴△ABP≌△ADP(SAS),
∴BP=DP,
(2)∵AB=AP,
∴∠ABP=∠APB,
又∵∠BAP=45°,
∴∠ABP=67.5°.
【解析】(1)证明△ABP≌△ADP,可得BP=DP;
(2)证得∠ABP=∠APB,由∠BAP=45°可得出∠ABP=67.5°.
本题考查正方形的性质、全等三角形的判定和性质,解题的关键是熟练运用图形的性质证明问题.
18.【答案】解:在正方形ABCD中,
AB=BC=CD=AD,∠ABE=∠BCF=90°,
∵CE=DF,
∴BE=CF,
在△AEB与△BFC中,
AB=BC∠ABE=∠BCFBE=CF,
∴△AEB≌△BFC(SAS),
∴AE=BF.
【解析】本题主要考查了正方形的性质和全等三角形的判定与性质,根据正方形的性质结合已知条件可证明△AEB≌△BFC(SAS),然后根据全等三角形的性质即可求出答案.
19.【答案】解:(1)证明:∵正方形,
∴AB=AD,∠BAF+∠DAE=90°,
∵DE⊥AG,
∴∠DAE+∠ADE=90°,
∴∠ADE=∠BAF,
又∵BF//DE,
∴∠BFA=90°=∠AED,
∴△ABF≌△DAE(AAS),
∴AF=DE,AE=BF,
∴AF−BF=AF−AE=EF;
(2)不可能,理由是:
如图,若要四边形是平行四边形,
已知DE//BF,则当DE=BF时,四边形BFDE为平行四边形,
∵DE=AF,
∴BF=AF,即此时∠BAF=45°,
而点G不与B和C重合,
∴∠BAF≠45°,矛盾,
∴四边形不能是平行四边形.
【解析】(1)证明△ABF≌△DAE,从而得到AF=DE,AE=BF,可得结果;
(2)若要四边形是平行四边形,则DE=BF,则∠BAF=45°,再证明∠BAF≠45°即可.
本题考查了全等三角形的判定和性质,正方形的性质,平行四边形的性质,解题的关键是找到三角形全等的条件.
20.【答案】解:(1)证明:
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠CBD.
在△ABD和△CBD中,
.
∴∠ADB=∠CDB.
(2)90∘;
理由:∵PM⊥AD,PN⊥CD, ∠ADC=90∘,
∴∠PMD=∠PND=∠ADC=90∘.
∴四边形MPND是矩形.
∵∠ADB=∠CDB,PM⊥AD,PN⊥CD,
∴ PM=PN.
∴四边形MPND是正方形.
【解析】见答案.
21.【答案】解:∵长方形内有两个相邻的正方形面积分别为4和2,∴两个正方形的边长分别是2,2,∴阴影部分的面积=2×2−2=22−2.
【解析】略
22.【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴OA=OB,∠DAO=45°,∠OBA=45°,
∴∠OAM=∠OBN=135°.
∵∠EOF=90°,∠AOB=90°,
∴∠AOM=∠BON,
∴△OAM≌△OBN(ASA),
∴OM=ON.
(2)解:如图,过点O作OH⊥AD于点H.
∵正方形ABCD的边长为4,
∴OH=HA=2.
∵E为OM的中点,
∴HM=4.
则OM=22+42=25,
∴MN=2OM=210.
【解析】本题主要考查正方形的性质,解题的关键是掌握正方形的四条边都相等,正方形的每条对角线平分一组对角及全等三角形的判定与性质.
(1)根据正方形对角线性质和∠EOF=90°,可以得到OA=OB、∠AOM=∠BON,∠OAM=∠OBN,证△OAM≌△OBN即可得;
(2)作OH⊥AD,由正方形的边长为4且E为OM的中点知OH=HA=2,HM=4,再根据勾股定理得OM=22+42=25,由直角三角形性质知MN=2OM.
23.【答案】证明:(1)如图1,延长FC至H,使CH=AF,连接BH,
∵CF⊥AE,
∴∠AFC=∠ABC=90°,
∴∠FAB+∠FCB=180°,
∵∠FCB+∠BCH=180°,
∴∠BCH=∠FAB,
在△ABF和△CBH中,
AB=CB∠FAB=∠HCBAF=CH,
∴△ABF≌△CBH(SAS),
∴∠ABF=∠CBH,BF=BH,
∴∠ABC=∠ABF+∠CBF=∠CBH+∠CBF=90°=∠FBH,
∴△FBH是等腰直角三角形,
∴FH=2FB,
∴FC+AF=2BF;
(2)图2,AF−CF=2BF;
理由如下:如图2,在线段AF上截取AH=CF,连接BH,
∵AF⊥CF,
∴∠AFC=∠ADC=90°,
∴∠DAF+∠DCF=180°,
∴∠DAF+∠BCF=90°,
∵∠DAF+∠BAF=90°,
∴∠BAH=∠BCF,
在△ABH和△CBF中,
AB=BC∠BAH=∠BCFAH=CF,
∴△ABH≌△CBF(SAS),
∴BH=BF,∠ABH=∠CBF,
∴∠ABC=∠ABH+∠CBH=∠CBF+∠CBH=∠FBH=90°,
∴△BFH是等腰直角三角形,
∴FH=2BF,
∴AF−CF=2BF;
图3,CF−AF=2BF;
理由如下:如图3,在线段CF上截取CH=AF,连接BH,
同理可证△BFH是等腰直角三角形,
∴FH=2BF,
∴CF−AF=2BF.
【解析】(1)延长FC至H,使CH=AF,连接BH,由“SAS”可证△ABF≌△CBH,可得∠ABF=∠CBH,BF=BH,可证△BFH是等腰直角三角形,可得结论;
(2)方法同上.
本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,添加恰当辅助线构造全等三角形是解题的关键.
24.【答案】(1)AE⊥GC,AE=GC;
(2)答:成立;
证明:如图2中,延长AE和GC相交于点H.
在正方形ABCD和正方形DEFG中,
AD=DC,DE=DG,∠ADC=∠DCB=∠B=∠BAD=∠EDG=90°,
∴∠1=∠2=90°−∠3;
∴△ADE≌△CDG,
∴∠5=∠4,AE=CG,
又∵∠5+∠6=90°,∠4+∠7=180°−∠DCE=180°−90°=90°,
∴∠6=∠7,
又∵∠6+∠AEB=90°,∠AEB=∠CEH,
∴∠CEH+∠7=90°,
∴∠EHC=90°,
∴AE⊥GC.
【解析】
【分析】
本题主要考查旋转的性质以及全等三角形的判定和性质.需要注意的是:旋转变化前后,对应线段、对应角分别相等,图形的大小、形状都不改变.
(1)观察图形,AE、CG的位置关系可能是垂直,下面着手证明.由于四边形ABCD、DEFG都是正方形,易证得△ADE≌△CDG,则∠1=∠2,AE=CG,由于∠2、∠3互余,所以∠1、∠3互余,由此可得AE⊥GC.
(2)题(1)的结论仍然成立,参照(1)题的解题方法,可证△ADE≌△CDG,得∠5=∠4,AE=CG,由于∠4、∠7互余,而∠5、∠6互余,那么∠6=∠7;由图知∠AEB=∠CEH=90°−∠6,即∠7+∠CEH=90°,由此得证.
【解答】
解:(1)答:AE⊥GC;
证明:如图1中,延长GC交AE于点H.
在正方形ABCD与正方形DEFG中,
AD=DC,∠ADE=∠CDG=90°
DE=DG,
∴△ADE≌△CDG,
∴∠1=∠2,AE=GC,
∵∠2+∠3=90°,
∴∠1+∠3=90°,
∴∠AHG=180°−(∠1+∠3)=180°−90°=90°,
∴AE⊥GC.
故答案为AE⊥GC,AE=GC.
(2)见答案.
25.【答案】解:(1)如图所示,过E作EM⊥BC于M点,过E作EN⊥CD于N点,
∵正方形ABCD,
∴∠BCD=90°,∠ECN=45°,
∴∠EMC=∠ENC=∠BCD=90°,且NE=NC,
∴四边形EMCN为正方形,
∴EM=EN,
∵四边形DEFG是矩形,
∴∠DEN+∠NEF=∠MEF+∠NEF=90°,
∴∠DEN=∠MEF,
又∠DNE=∠FME=90°,
在△DEN和△FEM中,∠DNE=∠FMEEN=EM∠DEN=∠FEM,
∴△DEN≌△FEM(ASA),
∴ED=EF,
∴矩形DEFG为正方形;
(2)CE+CG的值为定值,
理由如下:
∵矩形DEFG为正方形,
∴DE=DG,∠EDC+∠CDG=90°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=DC,∠ADE+∠EDC=90°,
∴∠ADE=∠CDG,
在△ADE和△CDG中,AD=CD∠ADE=∠CDGDE=DG,
∴△ADE≌△CDG(SAS),
∴AE=CG,
∴AC=AE+CE=2AB=2×42=8,
∴CE+CG=8是定值.
【解析】(1)过E作EM⊥BC于M点,过E作EN⊥CD于N点,即可得到EN=EM,然后判断∠DEN=∠FEM,得到△DEN≌△FEM,则有DE=EF,即可得证;
(2)同(1)的方法证出△ADE≌△CDG得到CG=AE,得出CE+CG=CE+AE=AC=8即可.
此题是四边形综合题,主要考查了矩形的性质,正方形的性质与判定,三角形的全等的性质和判定,勾股定理的综合运用,解本题的关键是作出辅助线,构造三角形全等,利用全等三角形的对应边相等得出结论.
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