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2022年中考数学真题分类汇编:18四边形解析版
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这是一份2022年中考数学真题分类汇编:18四边形解析版,共14页。试卷主要包含了单选题,填空题,解答题,综合题等内容,欢迎下载使用。
2022年中考数学真题分类汇编:18 四边形
一、单选题
1.如图,点A(0,3)、B(1,0),将线段AB平移得到线段DC,若∠ABC=90°,BC=2AB,则点D的坐标是( )
A.(7,2) B.(7,5) C.(5,6) D.(6,5)
【答案】D
【知识点】矩形的性质;相似三角形的判定与性质;图形的平移;用坐标表示平移
【解析】【解答】如图过点C作x轴垂线,垂足为点E,
∵∠ABC=90°
∴∠ABO+∠CBE=90°
∵∠CBE+BCE=90°
∴∠ABO=∠BCE
在ΔABO和ΔBCE中,
∠ABO=∠BCE∠AOB=∠BEC=90° ,
∴ΔABO∽ΔBCE,
∴ABBC=AOBE=OBEC=12 ,
则BE=2AO=6 ,EC=2OB=2
∵点C是由点B向右平移6个单位,向上平移2个单位得到,
∴点D同样是由点A向右平移6个单位,向上平移2个单位得到,
∵点A坐标为(0,3),
∴点D坐标为(6,5),选项D符合题意,
故答案为:D
【分析】过点C作x轴垂线,垂足为点E,利用余角的性质可证得∠ABO=∠BCE,利用有两组对应角分别相等的两三角形相似,可证得△ABO∽△BCE,利用相似三角形的性质可求出BE,EC的长利用点的坐标平移规律可知点D同样是由点A向右平移6个单位,向上平移2个单位得到即可得到点D的坐标.
2.如图,菱形ABCD中,点E是边CD的中点,EF垂直AB交AB的延长线于点F,若BF:CE=1:2,EF=7,则菱形ABCD的边长是( )
A.3 B.4 C.5 D.457
【答案】B
【知识点】勾股定理;菱形的性质;矩形的判定与性质
【解析】【解答】过C作CM⊥AB延长线于M,
∵BF:CE=1:2
∴设BF=x,CE=2x
∵点E是边CD的中点
∴CD=2CE=4x
∵菱形ABCD
∴CD=BC=4x,CE∥AB
∵EF⊥AB,CM⊥AB
∴四边形EFMC是矩形
∴CM=EF=7,MF=CE=2x
∴BM=3x
在Rt△BCM中,BM2+CM2=BC2
∴(3x)2+(7)2=(4x)2,解得x=1或x=−1(舍去)
∴CD=4x=4
故答案为:B.
【分析】过C作CM⊥AB延长线于M,利用BF与CE的比值,设BF=x,则CE=2x,利用线段中点的定义可表示出CD的长,利用菱形的性质可得到BC的长,同时可证得四边形EFMC是矩形,利用矩形的性质可得到CM的长,可表示出MF,BM的长,利用勾股定理建立关于x的方程,解方程求出x的值,可得到CD的长.
3.如图,在边长为2的等边三角形ABC的外侧作正方形ABED,过点D作DF⊥BC,垂足为F,则DF的长为( )
A.23+2 B.5−33 C.3−3 D.3+1
【答案】D
【知识点】等边三角形的性质;含30°角的直角三角形;勾股定理;正方形的性质
【解析】【解答】解:如图,过点A分别作AG⊥BC于点G,AH⊥DF于点H,
∵DF⊥BC,
∴∠GFH=∠AHF=∠AGF=90°,
∴四边形AGFH是矩形,
∴FH=AG,
∵△ABC为等边三角形,
∴∠BAC=60°,BC=AB=2,
∴∠BAG=30°,BG=1,
∴AG=AB2−BG2=3,
∴FH=3,
在正方形ABED中,AD=AB=2,∠BAD=90°,
∴∠DAH=∠BAG=30°,
∴DH=12AD=1,
∴DF=DH+FH=3+1.
故答案为:D
【分析】过点A分别作AG⊥BC于点G,AH⊥DF于点H,利用垂直的定义和矩形的性质可证得∠GFH=∠AHF=∠AGF,FH=AG,利用等边三角形的性质可证得∠BAC=60°,同时可求出AB的长;利用勾股定理求出AG的长,可得到FH的长;然后利用30°角所对的直角边等于斜边的一半,可求出DH的长,根据DF=DH+FH,代入计算求出DF的长.
4.一块直角三角板按如图所示方式放置在一张长方形纸条上,若∠1=28°,则∠2的度数为( )
A.28° B.56° C.36° D.62°
【答案】D
【知识点】平行公理及推论;平行线的性质;矩形的性质
【解析】【解答】解:如图所示标注字母,
∵四边形EGHF为矩形,
∴EF∥GH,
过点C作CA∥EF,
∴CA∥EF∥GH,
∴∠2=∠MCA,∠1=CAN,
∵∠1=28°,∠MCN=90°,
∴∠2=∠MCA=90°-∠1=62°,
故答案为:D.
【分析】利用矩形的性质可证得EF∥GH;过点C作CA∥EF,过点C作CA∥EF,利用同平行于一条直线的两直线平行,可证得CA∥EF∥GH;再利用平行线的性质可推出∠2=∠MCA=90°-∠1,代入计算求出∠2的度数.
5.如图,定直线MN∥PQ,点B、C分别为MN、PQ上的动点,且BC=12,BC在两直线间运动过程中始终有∠BCQ=60°.点A是MN上方一定点,点D是PQ下方一定点,且AE∥BC∥DF,AE=4,DF=8,AD=243,当线段BC在平移过程中,AB+CD的最小值为( )
A.2413 B.2415 C.1213 D.1215
【答案】C
【知识点】勾股定理;平行四边形的判定与性质;相似三角形的判定与性质;锐角三角函数的定义
【解析】【解答】解:如图所示,过点F作FH∥CD交BC于H,连接EH,
∵BC∥DF,FH∥CD,
∴四边形CDFH是平行四边形,
∴CH=DF=8,CD=FH,
∴BH=4,
∴BH=AE=4,
又∵AE∥BC,
∴四边形ABHE是平行四边形,
∴AB=HE,
∵EH+FH≥EF,
∴当E、F、H三点共线时,EH+HF有最小值EF即AB+CD有最小值EF,
延长AE交PQ于G,过点E作ET⊥PQ于T,过点A作AL⊥PQ于L,过点D作DK⊥PQ于K,
∵MN∥PQ,BC∥AE,
∴四边形BEGC是平行四边形,∠EGT=∠BCQ=60°,
∴EG=BC=12,
∴GT=GE⋅cos∠EGT=6,ET=GE⋅sin∠EGT=63,
同理可求得GL=8,AL=83,KF=4,DK=43,
∴TL=2,
∵AL⊥PQ,DK⊥PQ,
∴AL∥DK,
∴△ALO∽△DKO,
∴ALDK=AODO=2,
∴AO=23AD=163,DO=13AD=83,
∴OL=AO2−AL2=24,OK=DO2−DK2=12,
∴TF=TL+OL+OK+KF=42,
∴EF=ET2+TF2=1213.
故答案为:C.
【分析】过点F作FH∥CD交BC于H,连接EH,易得四边形CDFH、ABHE是平行四边形,根据平行四边形的性质得CH=DF=8,CD=FH,AB=HE,故当E、F、H三点共线时,EH+HF有最小值EF即AB+CD有最小值EF,延长AE交PQ于G,过点E作ET⊥PQ于T,过点A作AL⊥PQ于L,过点D作DK⊥PQ于K,则四边形BEGC是平行四边形,∠EGT=∠BCQ=60°,EG=BC=12,根据三角函数的概念可得GT、ET,同理可得GL、AL、FK、DK,易证△ALO∽△DKO,根据相似三角形的性质可得AO、DO,利用勾股定理可得OL、OK,由TF=TL+OL+OK+KF可得TF,然后利用勾股定理进行计算.
6.如图,正方形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,点F是CD上一点,OE⊥OF交BC于点E,连接AE,BF交于点P,连接OP.则下列结论:①AE⊥BF;②∠OPA=45°;③AP−BP=2OP;④若BE:CE=2:3,则tan∠CAE=47;⑤四边形OECF的面积是正方形ABCD面积的14.其中正确的结论是( )
A.①②④⑤ B.①②③⑤ C.①②③④ D.①③④⑤
【答案】B
【知识点】正方形的性质;相似三角形的判定与性质;四边形的综合
【解析】【解答】①∵四边形ABCD是正方形,O是对角线AC、BD的交点,
∴OC=OD,OC⊥OD,∠ODF=∠OCE=45°
∵OE⊥OF
∴∠DOF+∠FOC=∠FOC+∠EOC=90°
∴∠DOF=∠EOC
在△DOF与△COE中
∠ODF=∠OCEOC=OD∠DOF=∠EOC
∴△DOF≌△COE(ASA)
∴EC=FD
∵在△EAC与△FBD中EC=FD∠ECA=∠FDB=45°AC=BD
∴△EAC≌△FBD(SAS)
∴∠EAC=∠FBD
又∵∠BQP=∠AQO
∴∠BPQ=∠AOQ=90°
∴AE⊥BF
所以①符合题意;
②∵∠AOB=∠APB=90°
∴点P、O在以AB为直径的圆上
∴AO是该圆的弦
∴∠OPA=∠OBA=45°
所以②符合题意;
③∵tan∠BAE=BEAB=BPAP
∴ABBE=APBP
∴AB−BEBE=AP−BPBP
∴AP−BPBP=CEBE
∴AP−BP=CE⋅BPBE
∵∠EAC=∠OAP,∠OPA=∠ACE=45°
∴△AOP∽△AEC
∴OPCE=AOAE
∴CE=OP⋅AEAO
∴AP−BP=OP⋅AE⋅BPAO⋅BE
∵12AE⋅BP=12AB⋅BE=S△ABE
∴AE⋅BP=AB⋅BE
∴AP−BP=OP⋅AB⋅BEAO⋅BE=ABAOOP=2OP
所以③符合题意;
④作EG⊥AC于点G,则EG∥BO,
∴EGOB=CEBC=CGOC
设正方形边长为5a,则BC=5a,OB=OC=522a,
若BE:CE=2:3,则BECE=23,
∴BE+CECE=2+33
∴CEBC=35
∴EG=CEBC⋅OB=35×522a=322a
∵EG⊥AC,∠ACB=45°,
∴∠GEC=45°
∴CG=EG=322a
∴tan∠CAE=EGAG=EGAC−CG=322a52a−322a=37
所以④不符合题意;
⑤∵△DOF≌△COE(ASA),S四边形OECF=S△COE+S△COF
∴S四边形OECF= S△DOF+S△COF= S△COD
∵S△COD=14S正方形ABCD
∴S四边形OECF=14S正方形ABCD
所以⑤符合题意;
综上,①②③⑤符合题意,④不符合题意,
故答案为: B
【分析】利用全等三角形的判定和性质、正方形的性质和相似三角形的判定和性质逐项判断即可。
7.如图,在矩形ABCD中,P是边AD上的一个动点,连接BP,CP,过点B作射线,交线段CP的延长线于点E,交边AD于点M,且使得∠ABE=∠CBP,如果AB=2,BC=5,AP=x,PM=y,其中2b,根据小正方形面积与每个直角三角形面积均为1,得出a-b2=12ab,然后解方程得出ab=2,再根据正切的定义求解即可.
13.在▱ABCD中(如图),连接AC,已知∠BAC=40°,∠ACB=80°,则∠BCD=( )
A.80° B.100° C.120° D.140°
【答案】C
【知识点】平行线的性质;三角形内角和定理;平行四边形的性质
【解析】【解答】解:∵∠B=180°-∠BAC-∠ACB
=180°-40°-80°
=60°,
∵▱ABCD,
∴AB∥CD,
∴∠BCD=180°-∠B=180°-60°=120°.
故答案为:C.
【分析】根据三角形内角和定理求出∠B的度数,由平行四边形的性质得出AB∥CD,然后由平行线的性质求∠BCD的度数即可.
14.七巧板是一种古老的中国传统智力玩具,如图,在正方形纸板ABCD中,BD为对角线,E,F分别为BC,CD的中点,AP⊥EF分别交BD,EF于O,P两点,M,N分别为BO,DC的中点,连接AP,NF,沿图中实线剪开即可得到一副七巧板,则在剪开之前,关于该图形,下列说法:①图中的三角形都是等腰直角三角形;②四边形MPEB是菱形;③四边形PFDM的面积占正方形ABCD面积的14.正确的有( )
A.只有① B.①② C.①③ D.②③
【答案】C
【知识点】四边形的综合
【解析】【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABO=∠ADB=∠CBD=∠BDC=45°,∠BAD=∠BCD=90°,
∴△ABD、△BCD是等腰直角三角形,
∵AP⊥EF,
∴∠APF=∠APE=90°,
∵E,F分别为BC,CD的中点,
∴EF是△BCD的中位线,CE=12BC,CF=12CD,
∴ CE=CF,
∵∠C=90°,
∴△CEF是等腰直角三角形,
∴EF∥BD,EF=12BD,
∴∠APE=∠AOB=90°,∠APF=∠AOD=90°,
∴△ABO、△ADO是等腰直角三角形,
∴AO=BO,AO=DO,
∴BO=DO,
∵M,N分别为BO,DO的中点,
∴OM=BM=12BO,ON=ND=12DO,
∴OM=BM=ON=ND,
∵∠BAO=∠DAO=45°,
∴由正方形是轴对称图形,则A、P、C三点共线,PE=PF=12EF=ON=BM=OM,
连接PC,如图,
∴NF是△CDO的中位线,
∴NF∥AC,NF=12OC=12OD=ON=ND,
∴∠ONF=180°-∠COD=90°,
∴∠NOP=∠OPF=∠ONF=90°,
∴四边形FNOP是矩形,
∴四边形FNOP是正方形,
∴NF=ON=ND,
∴△DNF是等腰直角三角形,
∴图中的三角形都是等腰直角三角形;
故①正确,
∵PE∥BM,PE=BM,
∴四边形MPEB是平行四边形,
∵BE=12BC,BM=12OB,
在Rt△OBC中,BC>OB,
∴BE≠BM,
∴四边形MPEB不是菱形;
故②错误,
∵PC=PO=PF=OM,∠MOP=∠CPF=90°,
∴△MOP≌△CPF(SAS),
∴S四边形PFDM=S四边形PFDO+S△MOP
=S四边形PFDO+S△CPF
=S△COD
=14S正方形ABCD,
故③正确,
故答案为:C
【分析】利用正方形的性质可知∠ABO=∠ADB=∠CBD=∠BDC=45°,∠BAD=∠BCD=90°,可推出△ABD和△BCD是等腰直角三角形;再证明EF是△BCD的中位线,同时可证得CE=CF,可得到△CEF是等腰直角三角形,再利用AP⊥EF,AD∥EF,去证明△ABO,△ADO,△DNF,△MOP都是等腰直角三角形,可对①作出判断;利用有一组对边平行且相等的四边形是平行四边形,可证得四边形MPEB是平行四边形,由BC>BO,不能证明BE=BM,由此可知不能证明四边形MPEB是菱形,可对②作出判断;利用SAS证明△MOP≌△CPF,利用全等三角形的面积相等,去证明 四边形PFDM的面积占正方形ABCD面积的14 ,可对③作出判断;综上所述可得到正确结论的序号.
15.在下列条件中,能够判定▱ABCD为矩形的是( )
A.AB=AC B.AC⊥BD C.AB=AD D.AC=BD
【答案】D
【知识点】菱形的判定;矩形的判定
【解析】【解答】解:当AB=AC时,不能说明平行四边形ABCD是矩形,所以A不符合题意;
当AC⊥BD时,根据对角线互相垂直的平行四边形是菱形,能说明平行四边形ABCD是菱形,不能说明平行四边形ABCD是矩形,所以B不符合题意;
当AB=AD时,根据一组邻边相等的平行四边形是菱形,能说明平行四边形ABCD是菱形,不能说明平行四边形ABCD是矩形,所以C不符合题意;
当AC=BD时,根据对角线相等的平行四边形是矩形,能说明平行四边形ABCD是矩形,所以D符合题意.
故答案为:D.
【分析】对角线相等的平行四边形是矩形,有一个内角是直角的平行四边形是矩形;根据对角线互相垂直的平行四边形是菱形,根据一组邻边相等的平行四边形是菱形,据此一一判断得出答案.
二、填空题
16.如图,在正方形ABCD中, AB=42 ,对角线 AC,BD 相交于点O.点E是对角线AC上一点,连接BE,过点E作 EF⊥BE ,分别交 CD,BD 于点F、G,连接BF,交AC于点H,将 △EFH 沿EF翻折,点H的对应点 H′ 恰好落在BD上,得到 △EFH′ 若点F为CD的中点,则 △EGH′ 的周长是 .
【答案】5+5
【知识点】平行线的性质;三角形全等及其性质;正方形的性质;翻折变换(折叠问题);相似三角形的判定与性质
【解析】【解答】解:过点E作PQ∥AD交AB于点P,交DC于点Q,
∵AD∥PQ,
∴AP=DQ, ∠BPQ=∠CQE ,
∴BP=CQ,
∵∠ACD=45° ,
∴BP=CQ=EQ,
∵EF⊥BE,
∴∠PEB+∠FEQ=90°
∵∠PBE+∠PEB=90°
∴∠PBE=∠FEQ ,
在 △BPE 与 △EQF 中
∠BPQ=∠FQEPB=EQ∠PBE=∠FEQ
∴△BPE ≌ △EQF ,
∴BE=EF,
又∵BC=AB=42 ,F为中点,
∴CF=22 ,
∴BF=BC2+CF2=210 ,
∴BE=EF=2102=25 ,
又∵BO=422=4 ,
∴EO=BE2−BO2=2 ,
∴AE=AO-EO=4-2=2,
∵AB // FC,
∴△ABH∽△CFH ,
∴ABCF=AHCH ,
∴4222=AHCH=21 ,
∵AC=2AB=8 ,
∴AH=23×8=163 ,
CH=13×8=83 ,
∴EH=AH-AE= 163−2=103 ,
∵∠BEO+∠FEO=90° ,
∠BEO+∠EBO=90° ,
∴∠FEO=∠EBO ,
又∵∠EOB=∠EOG=90° ,
∴△EOB∽△GOE
∴EGBE=OGOE=OEOB ,
EG25=OG2=24=12 ,
∴EG= 5 ,OG=1,
过点F作FM⊥AC 于点M,
∴FM=MC== FC2=2 ,
∴MH=CH-MC= 83−2=23 ,
作FN⊥OD于点N,
FN=DF2=2, ,
在Rt △FH′N 与Rt △FMH 中
FH′=FHFN=FM
∴Rt △FH′N ≌Rt △FHM
∴H′N=MH=23 ,
∴ON=2,NG=1,
∴GH′=23+1=53 ,
∴C△EGH′=EH′+EG+GH′=EH+EG+GH=103+5+53=5+5
故答案为:5+5.
【分析】过点E作PQ∥AD交AB于点P,交DC于点Q,易得AP=DQ,∠BPQ=∠CQE,则BP=CQ,根据正方形的性质可得∠ACD=45°,则BP=CQ=EQ,由同角的余角相等可得∠PBE=∠FEQ,证明△BPE≌△EQF,得到BE=EF,根据中点的概念可得CF,利用勾股定理可得BF,然后求出BE、EF、EO、AE,证明△ABH∽△CFH,根据相似三角形的性质可得AH、CH,然后求出EH,由同角的余角相等可得∠FEO=∠EBO,证明△EOB∽△GOE,根据相似三角形的性质可得EG、OG,过点F作FM⊥AC于点M,作FN⊥OD于点N,易得FM、MH′、FN的值,证明△FH′N ≌△FHM,得到H′N=MH,进而求出GH′,据此不难求出△EGH′的周长.
17.如图,正方形ABCD中,点E、F分别在边BC、CD上,AE=AF,∠EAF=30°,则∠AEB= °;若△AEF的面积等于1,则AB的值是 .
【答案】60;3
【知识点】三角形的面积;直角三角形全等的判定(HL);正方形的性质;解直角三角形
【解析】【解答】∵正方形ABCD
∴∠B=∠D=∠BAD=90°,AB=AD=DC=CB
∵AE=AF
∴Rt△ABE≅Rt△ADF(HL)
∴∠BAE=∠DAF,BE=DF
∵∠EAF=30°,∠BAE+∠DAF+∠EAF=90°
∴∠BAE=∠DAF=∠EAF=30°
∴∠AEB=60°
设BE=x
∴AB=3x,DF=BE=x,CE=CF=(3−1)x
∴S△AEF=S正方形△ABCD−S△ABE−S△ADF−S△CEF
=AB2−12AB⋅BE×2−12CE⋅CF
=(3x)2−3x⋅x−12(3−1)x⋅(3−1)x
=x2
∵△AEF的面积等于1
∴x2=1,解得x=1,x=−1(舍去)
∴AB=3x=3
故答案为:60;3.
【分析】利用正方形的性质可证得AB=AD,∠B=∠D=90°,利用HL证明△ABE≌△ADF,利用全等三角形的性质可证得∠BAE=∠DAF,BE=DF;结合已知条件可求出∠AEB的度数,设BE=x,利用解直角三角形表示AB,DF,CE的长;根据S△AEF=S正方形△ABCD−S△ABE−S△ADF−S△CEF,可表示出△AEF的面积,由此可得到关于x的方程,解方程求出x的值,可得到AB的长.
18.如图,矩形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,DE//AC,CE//BD.若AC=10,则四边形OCED的周长是 .
【答案】20
【知识点】菱形的判定与性质;矩形的性质
【解析】【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=BD=10,OA=OC,OB=OD,
∴OC=OD=12BD=5,
∵DE//AC,CE//BD.,
∴四边形CODE是平行四边形,
∵OC=OD =5,
∴四边形CODE是菱形,
∴四边形CODE的周长为:4OC=4×5=20.
故答案为20.
【分析】利用矩形的性质可证明AC=BD=10,OA=OC,OB=OD,同时可求出OC,OD的长;再根据有两组对边分别平行的四边形是平行四边形,可证得四边形CODE是平行四边形,利用有一组邻边相等的四边形是菱形,可证得四边形CODE是菱形,然后求出四边形CODE的周长.
19.如图,折叠边长为4cm的正方形纸片ABCD,折痕是DM,点C落在点E处,分别延长ME、DE交AB于点F、G,若点M是BC边的中点,则FG= cm.
【答案】53
【知识点】勾股定理;正方形的性质;翻折变换(折叠问题);相似三角形的判定与性质
【解析】【解答】解:连接DF,如图,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=CD=DA=4,∠A=∠B=∠C=∠CDA=90°.
∵点M为BC的中点,
∴BM=CM=12BC=12×4=2
由折叠得,ME=CM=2,DE=DC=4,∠DEM=∠C=90°,
∴∠DEF=90°,∠FEG=90°,
设FE=x,则有DF2=DE2+EF2
∴DF2=42+x2
又在RtΔFMB中,FM=2+x,BM=2,
∵FM2=FB2+BM2
∴FB=FM2−BM2=(2+x)2−22
∴AF=AB−FB=4−(2+x)2−22
在RtΔDAF中,DA2+AF2=DF2,
∴42+(4−(2+x)2−22)=42+x2,
解得,x1=43,x2=−8(舍去)
∴FE=43,
∴FM=FE+ME=43+2=103
∴FB=(2+43)2−22=83
∵∠DEM=90°
∴∠FEG=90°
∴∠FEG=∠B,
又∠GFE=∠MFB.
∴△FEG∼ΔFBM
∴FGFM=FEFB,即FG103=4383
∴FG=53,
故答案为:53
【分析】连接DF,利用正方形的性质,可证得∠A=∠B=∠C=∠CDA=90°,利用线段中点的定义可求出BM,CM的长;利用折叠的性质可得到ME,DE的长,同时可证得∠DEM=90°,设FE=x,利用勾股定理建立关于x的方程,可表示出DF2,从而可表示出FB的长,再表示出AF的长;在Rt△DAF中,利用勾股定理可得到关于x的方程,解方程求出符合题意的x的值,可得到FE,FM,FB的长;然后证明△FEG∽△FBM,利用相似三角形的对应边成比例,可求出FG的长.
20.如图,在四边形ABCD中,AC⊥BD,垂足为O,AB∥CD,要使四边形ABCD为菱形,应添加的条件是 .(只需写出一个条件即可)
【答案】AB=CD或AD∥BC或OA=OC或OB=OD等(只需写出一个条件即可)
【知识点】菱形的判定
【解析】【解答】解:可以添加的条件是:AB=CD,理由如下:
∵AB∥CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AC⊥BD,
∴四边形ABCD是菱形;
也可以添加条件是:AD∥BC,利用如下:
∵AB∥CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AC⊥BD,
∴四边形ABCD是菱形;
也可以添加的条件是OA=OC,利用如下:
∵AB∥CD,
∴∠OAB=∠OCD,∠OBA=∠ODC,
∴ΔOAB≌ΔOCD(AAS),
∴AB=CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AC⊥BD,
∴四边形ABCD是菱形;
也可以添加的条件是OB=OD,利用如下:
∵AB∥CD,
∴∠OAB=∠OCD,∠OBA=∠ODC,
∴ΔOAB≌ΔOCD(AAS),
∴AB=CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AC⊥BD,
∴四边形ABCD是菱形.
故答案为:AB=CD或AD∥BC或OA=OC或OB=OD等.(只需写出一个条件即可)
【分析】根据菱形的判定方法求解即可。
三、解答题
21.如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点E,F在对角线BD上,且BE=DF,OE=OA.
求证:四边形AECF是正方形.
【答案】证明:∵ 四边形ABCD是菱形
∴ OA=OC,OB=OD且AC⊥BD,
又∵ BE=DF
∴ OB-BE=OD-DF
即OE=OF
∵OE=OA
∴OA=OC=OE=OF,
∴AC=EF
又∵AC⊥EF
∴ 四边形DEBF是正方形.
【知识点】菱形的性质;正方形的判定
【解析】【分析】根据菱形的性质可得OA=OC,OB=OD,AC⊥BD,由已知条件知BE=DF,结合线段的和差关系可得OE=OF ,结合OE=OA可得OA=OC=OE=OF,即AC=EF,然后根据正方形的判定定理进行证明.
22.小惠自编一题:“如图,在四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,AC⊥BD,OB=OD.求证:四边形ABCD是菱形”,并将自己的证明过程与同学小洁交流.
小惠:
证明:∵AC⊥BD,OB=OD,
∴AC垂直平分BD.
∴AB=AD,CB=CD,
∴四边形ABCD是菱形.
小洁:
这个题目还缺少条件,需要补充一个条件才能证明.
若赞同小惠的证法,请在第一个方框内打“√”;若赞成小洁的说法,请你补充一个条件,并证明.
【答案】解:赞成小洁的说法,补充的条件为AB=CB(或AD=DC),证明如下:
∵ AC⊥BD,OB= OD,
∴AC垂直平分BD,
∴AB= AD,CB=CD,
∵AB=CB,
∴AB= AD=CB=CD,
∴四边形ABCD为菱形.
【知识点】菱形的判定
【解析】【分析】因为小慧的证明方法中只是证明出四边形ABCD相对的邻边各自相等,无法证出四边形是菱形;因而赞成小洁的说法,补充条件为AB=CB(或AD=DC),在小惠的证明过程基础上,只需要证明出AB= AD=CB=CD,即四边相等,即可得出四边形ABCD为菱形.
四、综合题
23.如图,在 ▱ABCD 中,BD是它的一条对角线,
(1)求证: △ABD≌△CDB ;
(2)尺规作图:作BD的垂直平分线EF,分别交AD,BC于点E,F(不写作法,保留作图痕迹);
(3)连接BE,若 ∠DBE=25° ,求 ∠AEB 的度数.
【答案】(1)证明: ∵ 四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AD=BC ,
∵BD=BD ,
∴△ABD≌△CDB(SSS)
(2)解:如图,EF即为所求;
(3)解: ∵ BD的垂直平分线为EF,
∴BE=DE ,
∴∠DBE=∠BDE ,
∵∠DBE=25° ,
∴∠DBE=∠BDE=25° ,
∴∠AEB=∠BDE+∠DBE=50°
【知识点】线段垂直平分线的性质;等腰三角形的性质;平行四边形的性质;三角形全等的判定(SSS);作图-线段垂直平分线
【解析】【分析】(1)根据平行四边形的性质可得AB=CD,AD=BC,然后根据全等三角形的判定定理SSS进行证明;
(2)分别以点D、B为圆心,大于BD一半的长度为半径画弧,两弧在BD的两侧分别相交,过两交点作直线交AD于点E,交BC于点F,该线就是线段BD的垂直平分线;
(3)根据垂直平分线的性质可得BE=DE,由等腰三角形的性质可得∠DBE=∠BDE=25°,由外角的性质可得∠AEB=∠BDE+∠DBE,据此计算.
24.如图,在▱ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,AB=AD.
(1)求证:AC⊥BD;
(2)若点E,F分别为AD,AO的中点,连接EF,EF=32,AO=2,求BD的长及四边形ABCD的周长.
【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边,AB=AD,
∴四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD
(2)解:∵点E,F分别为AD,AO的中点,
∴EF是△AOD的中位线,
∴EF=12OD,
∵EF=32,
∴OD=3,
∵四边形ABCD是菱形,
∴BD=2OD=6,
∵AC⊥BD,
在Rt△AOD中,AO=2,OD=3,
∴AD=AO2+OD2=22+32=13,
∴菱形形ABCD的周长为413.
【知识点】勾股定理;菱形的判定与性质;三角形的中位线定理
【解析】【分析】(1)由一组邻边相等的平行四边形是菱形可得四边形ABCD为菱形,然后根据菱形的对角线互相垂直可得结论;
(2)易得EF为△AOD的中位线,则EF=12OD,结合EF的值可得OD的值,根据菱形的性质可得BD,利用勾股定理求出AD,据此不难求出菱形ABCD的周长.
25.如图,点E,F分别在▱ABCD的边AB,BC上,AE=CF,连接DE,DF.请从以下三个条件:①∠1=∠2;②DE=DF;③∠3=∠4中,选择一个合适的作为已知条件,使▱ABCD为菱形.
(1)你添加的条件是 (填序号);
(2)添加了条件后,请证明▱ABCD为菱形.
【答案】(1)①
(2)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠A=∠C,
在△ADE和△CDF中,
∠1=∠2∠A=∠CAE=CF,
∴△ADE≌△CDF(AAS),
∴AD=CD,
∴▱ABCD为菱形.
【知识点】平行四边形的性质;菱形的判定;三角形全等的判定(AAS)
【解析】【解答】解:(1)添加的条件是∠1=∠2.
故答案为:①;
【分析】(1)根据菱形的判定定理进行解答;
(2)根据平行四边形的性质可得∠A=∠C,利用AAS证明△ADE≌△CDF,得到AD=CD,然后根据一组邻边相等的平行四边形是菱形进行证明.
26.如图1,矩形ABCD中,AB=6,AD=8,点P在边BC上,且不与点B、C重合,直线AP与DC的延长线交于点E.
(1)当点P是BC的中点时,求证:△ABP≌△ECP;
(2)将△APB沿直线AP折叠得到△APB′,点B′落在矩形ABCD的内部,延长PB′交直线AD于点F.
①证明FA=FP,并求出在(1)条件下AF的值;
②连接B′C,求△PCB′周长的最小值;
③如图2,BB′交AE于点H,点G是AE的中点,当∠EAB′=2∠AEB′时,请判断AB与HG的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)证明:如图9-1,在矩形ABCD中,AB∥DC,
即AB∥DE,
∴∠1=∠E,∠B=∠2.
∵点P是BC的中点,
∴BP=CP.
∴△ABP≌△ECP(AAS)
(2)解:①证明:如图9-2,在矩形ABCD中,AD∥BC,
∴∠3=∠FAP.
由折叠可知∠3=∠4,
∴∠FAP=∠4.
∴FA=FP.
在矩形ABCD中,BC=AD=8,
∵点P是BC的中点,
∴BP=12BC=12×8=4.
由折叠可知AB′=AB=6,PB′=PB=4,∠B=∠AB′P=∠AB′F=90°.
设FA=x,则FP=x.
∴FB′=x−4.
在Rt△AB′F中,由勾股定理得AF2=B′A2+B′F2,
∴x2=62+(x−4)2,
∴x=132,
即AF=132.
②解:如图9-3,由折叠可知AB′=AB=6,B′P=BP.
∴C△PCB′=CP+PB′+CB′=CB+CB′=8+CB′.
由两点之间线段最短可知,
当点B′恰好位于对角线AC上时,CB′+AB′最小.
连接AC,在Rt△ADC中,∠D=90°,
∴AC=AD2+DC2=82+62=10,
∴CB′最小值=AC−AB′=10−6=4,
∴C△PCB′最小值=8+CB′=8+4=12.
③解:AB与HG的数量关系是AB=2HG.
理由是:如图9-4,由折叠可知∠1=∠6,AB′=AB,BB′⊥AE.
过点B′作B′M∥DE,交AE于点M,
∵AB∥DE,
∴AB∥DE∥B′M,
∴∠1=∠6=∠5=∠AED.
∴AB′=B′M=AB,
∴点H是AM中点.
∵∠EAB′=2∠AEB′,即∠6=2∠8,
∴∠5=2∠8.
∵∠5=∠7+∠8,
∴∠7=∠8.
∴B′M=EM.
∴B′M=EM=AB′=AB.
∵点G为AE中点,点H是AM中点,
∴AG=12AE,AH=12AM.
∴HG=AG−AH=12(AE−AM)=12EM.
∴HG=12AB.
∴AB=2HG.
【知识点】等腰三角形的判定;勾股定理;矩形的性质;翻折变换(折叠问题);三角形全等的判定(AAS)
【解析】【分析】(1)根据矩形的性质可得AB∥DC,由平行线的性质可得∠1=∠E,∠B=∠2,根据中点的概念可得BP=CP,然后根据全等三角形的判定定理AAS进行证明;
(2)①根据矩形以及平行线的性质可得∠3=∠FAP,由折叠可知∠3=∠4,则可推出FA=FP,根据矩形以及中点的概念可得BC=AD=8,BP=12BC=4,由折叠得AB′=AB=6,PB′=PB=4,∠B=∠AB′P=∠AB′F=90°,设FA=x,则FP=x,FB′=x-4,利用勾股定理可得x;
②由折叠可知AB′=AB=6,PB′=PB,则C△PCB′=8+CB′,由两点之间线段最短可知:当点B′恰好位于对角线AC上时,CB′+AB′最小,利用勾股定理可得AC,根据CB′最小值=AC-AB′可得CB′的最小值,据此解答;
③由折叠可知∠1=∠6,AB′=AB,BB′⊥AE,过点B′作B′M∥DE,交AE于点M,根据平行线的性质可得∠1=∠6=∠5=∠AED,则AB′=B′M=AB,结合已知条件可得∠5=2∠8,由外角的性质可得∠5=∠7+∠8,则∠7=∠8,推出B′M=EM,结合中点的概念可得HG=AG-AH=12EM,据此解答.
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