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苏科版(2024)八年级下册9.4 矩形、菱形、正方形课后作业题
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这是一份苏科版(2024)八年级下册9.4 矩形、菱形、正方形课后作业题,文件包含苏科版数学八下培优专项提升训练专题916四边形与动点问题原卷版doc、苏科版数学八下培优专项提升训练专题916四边形与动点问题解析版doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共81页, 欢迎下载使用。
注意事项:
本试卷试题解答30道,共分成三个层组:基础过关题(第1-10题)、能力提升题(第11-20题)、培优压轴题(第21-30题),每个题组各10题,可以灵活选用.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.
一、解答题
1.(2022春·江苏连云港·八年级校考阶段练习)如图,在矩形ABCD中,AB=4cm,BC=8cm,点P从点D出发向点A运动,运动到点A即停止;同时点Q从点B出发向点C运动,运动到点C即停止.点P、Q的速度都是1cm/s,连接PQ,AQ,CP,设点P、Q运动的时间为t(s).
(1)当t为何值时,四边形ABQP是矩形?
(2)当t为何值时,四边形AQCP是菱形?
(3)分别求出(2)中菱形AQCP的周长和面积.
【答案】(1)4s
(2)3s
(3)菱形AQCP的周长是20cm,面积是20cm2
【分析】(1)当四边形ABQP是矩形时,BQ=AP,据此求得t的值;
(2)当四边形AQCP是菱形时,AQ=AC,列方程求得运动的时间t;
(3)菱形的四条边相等,则菱形的周长等于边长乘以4,面积等于底乘以高,即可求解.
(1)
解:设点P、Q运动的时间为t(s),则BQ=t,DP=t,
∵四边形ABCD是矩形,AB=4,BC=8,
∴CD=AB=4,AD=BC=8,
∴AP=8-t,
当四边形ABQP是矩形时,BQ=AP,
∴t=8-t,
解得:t=4,
答:当t=4s时,四边形ABQP是矩形;
(2)
解:∵AB=4,BQ=t,∠B=90°,
∴,
当四边形AQCP是菱形时,AP=AQ,
∴,
解得:t=3,
答:当t=3s时,四边形AQCP是菱形;
(3)
由(2)可知:当t=3时,BQ=3,
∴CQ=BC-BQ=5,
∴菱形AQCP的周长为4CQ=4×5=20(cm),
菱形AQCP的面积为CQ·AB=5×4=20(cm2)
答:菱形AQCP的周长是20cm,面积是20cm2.
【点睛】本题考查了菱形、矩形的判定与性质,利用结合方程的思想解题是解题的关键.
2.(2022春·江苏无锡·八年级校考阶段练习)已知,如图,O为坐标原点,四边形OABC为矩形,A(20,0),C(0,8),点D是OA的中点,动点P在线段BC上以每秒2个单位长的速度由点C向B 运动.设动点P的运动时间为t秒.
(1)当t为何值时,四边形PODB是平行四边形?
(2)在直线CB上是否存在一点Q,使得O、D、Q、P四点为顶点的四边形是菱形?若存在,求t的值,并求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)在线段PB上有一点M,且PM=10,当P运动 秒时,四边形OAMP的周长最小, 并在图②画出点M的位置.
【答案】(1)当t的值为5时,四边形PODB是平行四边形;
(2)存在,当t=3时,Q(16,8),t=8时,Q(6,8),t=2时,Q(﹣6,8);
(3)2.5
【分析】(1)由四边形OABC为矩形,A(20,0),C(0,8),可知BC=OA=20,AB=OC=8,由点D是OA的中点,可得,由运动可知,PC=2t,则BP=BC-PC=20-2t,由于四边形PODB是平行四边形,则PB=OD=10,解得t=5,故当t的值为5时,四边形PODB是平行四边形;
(2)分三种情况讨论①当Q点在P点右边时,当Q在P左侧,且在BC上时,当Q在P的左侧,且在BC的延长线上时,分别计算即可;
(3)由(1)知,OD=10,由于PM=10,则OD=PM,由于BCOA,则四边形OPMD是平行四边形,则OP=DM,根据四边形OAMP的周长为OA+AM+PM+OP=20+AM+10+DM=30+AM+DM,可知AM+DM最小时,四边形OAMP的周长最小,则作点A关于BC的对称点E,连接DE交BC于点M,则AB=EB,由BCOA,可知,进而可知PC=BC-BM-PM=20-10-5=5,求解即可.
(1)
解:∵四边形OABC为矩形,A(20,0),C(0,8),
∴BC=OA=20,AB=OC=8,
∵点D是OA的中点,
∴,
由运动知,PC=2t,
∴BP=BC-PC=20-2t,
∵四边形PODB是平行四边形,
∴PB=OD=10,
解得t=5,
∴当t的值为5时,四边形PODB是平行四边形;
(2)
解:分为三种情况:
当Q点在P点右边时,如下图,
∵四边形ODQP是菱形,
∴OD=OP=PQ=10,
∴在Rt△OPC中,由勾股定理可得:,
∴2t=6,
解得t=3,
∴Q(16,8);
当Q在P左侧,且在BC上时,如图所示,
同理①得PC=16,
即2t=6,
解得t=8,
∴Q(6,8);
当Q在P的左侧,且在BC的延长线上时,如图,
同理①求出QC=6,
PC=10-6=4,
即2t=4,
解得:t=2,
∴Q(﹣6,8),
综上所述,t=3时,Q(16,8),t=8时,Q(6,8),t=2时,Q(﹣6,8);
(3)
如下图所示:
由(1)知,OD=10,
∵PM=10,
∴OD=PM,
∵BCOA,
∴四边形OPMD是平行四边形,
∴OP=DM,
∵四边形OAMP的周长为OA+AM+PM+OP=20+AM+10+DM=30+AM+DM,
∴AM+DM最小时,四边形OAMP的周长最小,
∴作点A关于BC的对称点E,连接DE交BC于点M,
∴AB=EB,
∵BCOA,
∴,
∴PC=BC-BM-PM=20-10-5=5,
即2t=5,
解得:t=2.5,
故答案为2.5.
【点睛】本题考查平行四边形的动点问题,菱形的判判定,勾股定理,能够分析出实际的运动情况是解决本题的关键.
3.(2022春·江苏苏州·八年级苏州市立达中学校校考期中)如图,中,,动点P、Q、M、N分别从点A、B、C、D同时出发,沿平行四边形的边,分别向点B、C、D、A匀速运动,运动时间记为t,当其中一个点到达终点时,其余各点均停止运动,连接PQ,QM,MN,NP.已知,,动点P、M的速度均是,动点Q、N的速度均是,
(1)_______,_______(用含t的代数式表示)
(2)在点P、Q、M、N的整个运动过程中,四边形PQMN一定会是一种特殊的四边形吗?如果是,指出并证明你的结论,如果不是,说明理由.
(3)在点P、Q、M、N的运动过程中,四边形PQMN能成为菱形吗?如果能,求出t的值,如果不能,说明理由.
【答案】(1)2t,(4.5-t)
(2)四边形PQMN是平行四边形,理由见解析
(3)四边形PQMN能成为菱形,t=
【分析】(1)根据速度×时间求解即可;
(2)根据题意和平行四边形的性质可得AP=CM,BP=DM,BQ=DN,CQ=AN,∠A=∠C,∠B=∠D,证明△APN≌△CMQ和△PBQ≌△MDN得到PN=MQ,PQ=MN,利用平行四边形的判定即可得出结论;
(3)过P作PE⊥AD于E,PF⊥CB,交CB延长线于F,根据平行线的性质和含30°的直角三角形的性质可求得 cm, cm,再根据菱形的判定知PQ=PN,进而求解t值即可解答.
(1)解:由题意,AP=CM=2t cm,BQ=DN=tcm,则CQ=BC-BQ=(4.5-t) cm,故答案为:2t,(4.5-t);
(2)解:四边形PQMN是平行四边形,理由为:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB=CD,AD=BC, BC∥AD,∠A=∠C,∠B=∠D,∴AB-AP=CD-CM,BC-BQ=AD-DN,∴BP=DM,CQ=AN,∴△APN≌△CMQ,△PBQ≌△MDN,∴PN=MQ,PQ=MN,∴四边形PQMN是平行四边形;
(3)解:四边形PQMN能成为菱形.过P作PE⊥AD于E,PF⊥CB,交CB延长线于F,则∠AEP=∠BFP=90°,∵BC∥AD,∴∠A+∠ABC=180°,又∠ABC=2∠A,∴∠A+2∠A=180°,∴∠A=60°,∠ABC=120°,∴∠APE=∠BPF=30°,则AE=AP=tcm,BF=BP=(6-2t)=(3-t)cm,∴ cm, cm,QF=BF+BQ=3-t+t=3 cm,EN=AD-AE-DN=(4.5-2t)cm,∴ cm, cm,∵四边形PQMN是平行四边形,∴当PQ=PN时,四边形PQMN是菱形,∴=,解得:t=或t=(舍去),∵当其中一个点到达终点时,其余各点均停止运动,且6÷2=3s,4.5÷1=4.5s,∴0≤t≤3,又<3,∴t=,故当t=时,四边形PQMN是菱形.
【点睛】本题考查特殊四边形的动点问题,涉及平行四边形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、菱形的判定、含30°的直角三角形的性质等知识,熟练掌握相关知识的联系与运用,根据动点的运动的速度和时间表示线段的长度是解答的关键.
4.(2022春·江苏扬州·八年级校联考期中)如图,在平面直角坐标系中,四边形AOCB的点O在坐标原点上,点A在y轴上,AB∥OC,点B的坐标为(15,8),点C的坐标为(21,0),动点M从点A沿AB方向以每秒1个长度单位的速度运动,动点N从C点沿CO的方向以每秒2个长度单位的速度运动.点M、N同时出发,一点到达终点时,另一点也停止运动,设运动时间为t秒.
(1)当t=2时,点M的坐标为 ,点N的坐标为 ;
(2)当t为何值时,四边形AONM是矩形?
【答案】(1)(2,8),(17,0)
(2)7秒
【分析】(1)根据已知点的坐标和移动的速度求得AM和ON的长,然后即可求得点M和点N的坐标;
(2)利用矩形的对边相等得到AM=ON,从而得到有关t的方程,求得t值即可
(1)解:∵点B的坐标为(15,8),点C的坐标为(21,0),动点M从点A沿AB方向以每秒1个长度单位的速度运动,动点N从C点沿CO的方向以每秒2个长度单位的速度运动,
当t=2时,
AM=2,CN=4,
∴ON=21﹣4=17,
∴点M的坐标为:(2,8),点N的坐标为:(17,0);
故答案为:(2,8),(17,0);
(2)
当四边形AONM是矩形时,AM=ON,
所以t=21﹣2t,
解得:t=7.
故t=7秒时四边形AONM是矩形.
【点睛】本题主要考查了矩形的性质,一元一次方程的应用等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题.
5.(2022春·江苏徐州·八年级校考阶段练习)如图,在长方形ABCD中,AB=6cm,BC=12cm,点P从A点出发沿A-B-C-D移动,且点P的速度是2cm/s,设运动的时间为t秒,若点P与点A、点D连线所围成的三角形PAD的面积表示为S1.
(1)当t=2秒时,求S1 =______cm2;
(2)当S1=12cm2时,则t=______秒;
(3)如图2,若在点P运动的同时,点Q也从C点同时出发,沿C-B运动,速度为1cm/s,若点Q与点C、点D连线所围成的三角形QCD的面积表示为S2,当|S1-S2|=18时,求t的值.
【答案】(1)24;(2)1或11;(3)t的值为2或6或10.8秒.
【分析】(1)直接运用直角三角形面积等于两条直角边乘积的一半计算即可;
(2)分①当点P在AB边上时,②当点P在CD边上时,讨论即可;
(3)分①当点P在AB边上时,②当点P在BC边上时,③当点P在CD边上时,讨论S1与S2的大小即可求解 .
【详解】解:(1)∵点P从A点出发沿A-B-C-D移动,且点P的速度是2cm/s,t=2,
∴cm,
∵ cm,
∴S1 = cm2;
(2)当S1=12cm2时,有两种情况 ,
①当点P在AB边上时,如下图:
则S1=,解得: ,
∴t=,
②当点P在CD边上时,如下图:
则S1=,解得:
∴,
∴点P运动的路程为 ,
∴,
故:则t=1或11秒;
(3)①当点P在AB边上时,如下图:
S1 =,S2 =,显然S1>S2,
当|S1-S2|=18时,则9t=18,t1=2;
②当点P在BC边上时,如下图:
S1 =,S2 =,显然S1>S2,
当|S1-S2|=18时,则36-3t=18,t2=6;
③当点P在CD边上时,如下图:
S1 = ,S2 =,
此时无法判断S1与S2的大小,
当S1-S2=18时,则144-12t-3t=18,t3=8.4(舍去)
当S2-S1=18时,则3t-(144-12t)=18,t4=10.8
答:t的值为2或6或10.8秒.
【点睛】本题是三角形综合题,考查矩形的性质,三角形面积,绝对值的性质等知识,解题关键是运用分类讨论的思想.
6.(2021秋·江苏常州·八年级常州实验初中校考阶段练习)如图,在矩形ABCD中,∠B=∠C=90°,AB=DC=20cm,BC=15cm,点E为AB的中点.如果点P在线段BC上以5cm/秒的速度由点B向点C运动,同时,点Q在线段CD上由点C向点D运动.
(1)若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,经过1秒后,△BPE与△CQP是否全等,请说明理由.
(2)若点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,且P、Q两点仍然同时出发,当点Q的运动速度为多少时,△BPE与△CQP全等?
【答案】(1)全等,理由见解析;(2)厘米/秒
【分析】(1)速度相等,运动的时间相等,所以距离相等,根据全等三角形的判定定理可证明.
(2)因为运动时间一样,运动速度不相等,所以BP≠CQ,只有BP=CP时才全等,根据此可求解.
【详解】解:(1)全等;
∵t=1秒,
∴BP=CQ=5×1=5厘米,
∵矩形ABCD中,AB=DC=20cm,BC=15cm,点E为AB的中点.
∴PC=BE=10厘米,
又∵∠B=∠C,
∴△BPE≌△CQP
(2)∵点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,
∴BP≠CQ,
又∵△BPE≌△CPQ,∠B=∠C,则BP=PC,QC=BE=10,
而BP=5t,CP=15﹣5t,
∴5t=15﹣5t
∴点P,点Q运动的时间秒,
∴( 厘米/秒).
点Q的运动速度为厘米/秒时,△BPE与△CQP全等.
【点睛】本题考查矩形的动点问题,解题关键是利用速度和运动时间表示线段长,关键全等三角形的条件列方程.
7.(2021春·江苏无锡·八年级统考期中)已知,如图,在矩形ABCD中,AB=1,BC=2,点P是直线BC上一个动点,连接AP,作DQ⊥AP于点Q.
(1)AP•DQ= ;
(2)以AP、AD为邻边作平行四边形APMD,当平行四边形APMD是菱形时,求PQ的长;
(3)连接DP,以AP、DP为邻边作平行四边形APDN,当对角线PN取得最小值时,求DQ的长.
【答案】(1)2;(2)2﹣;(3)
【分析】(1)利用面积法求解即可.
(2)利用(1)中结论求出DQ,再利用勾股定理求出AQ,可得结论.
(3)根据四边形APDN是平行四边形,推出AM=DM,PM=MN,可得PN=2PM,根据垂线段最短可知,当PM⊥AD时,PN的值最小.
【详解】解:(1)如图1中,连接DP.
∵ S△APD=S矩形ABCD=×1×2=1,DQ⊥AP,
∴ •AP•DQ=1,
∴AP•DQ=2.
故答案为:2.
(2)如图2中,
∵四边形APMD是菱形,
∴AP=AD=BC=2,
∵AP•DQ=2,
∴DQ=1,
在Rt△ADQ中,AQ=,
∴PQ=AP-AQ=2﹣.
(3)如图3中,设PN交AD于M.
∵四边形APDN是平行四边形,
∴AM=DM,PM=MN,
∴PN=2PM,
根据垂线段最短可知,当PM⊥AD时,PN的值最小,
此时PB=PC=1,
∴PA=,
∵DQ•AP=2,
∴DQ==.
【点睛】本题属于四边形综合题,考查了矩形的性质,平行四边形的判定和性质,勾股定理,垂线段最短等知识,解题的关键是学会用面积法解决问题和利用垂线段最短解决问题.
8.(2021春·江苏苏州·八年级常熟市第一中学校考阶段练习)在四边形中,,,,,点从出发以的速度向运动,点从点出发,以的速度向点运动,当其中一点到达终点,而另一点也随之停止,设运动时间为.
(1)取何值时,四边形为矩形?
(2)是上一点,且,取何值时,以、、、为顶点的四边形是平行四边形?
【答案】(1)t=4(2)t=4或
【分析】(1)当DE=CF时,四边形EFCD为矩形,列出方程即可解决问题;
(2)分两种情形列出方程即可解决问题;
【详解】解:(1)当DE=CF时,四边形EFCD为矩形,
则有6−t=10−2t,解得t=4,
答:t=4s时,四边形EFCD为矩形.
(2)①当点F在线段BM上,AE=FM时,以A、M、E、F为顶点的四边形是平行四边形,
则有t=4−2t,解得t=,
②当F在线段CM上,AE=FM时,以A、M、E、F为顶点的四边形是平行四边形,
则有t=2t−4,解得t=4,
综上所述,t=4或s时,以A、M、E、F为顶点的四边形是平行四边形.
【点睛】本题考查矩形判定和性质、平行四边形的判定和性质等知识,解题的关键是学会构建方程解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题.
9.(2021春·江苏连云港·八年级统考期中)如图所示,ADBC,∠BAD=90°,以B为圆心,BC长为半径画弧,与射线AD相交于点E,连接BE,过C作CF⊥BE于点F.
(1)线段BF与图中哪条线段相等?写出来并加以证明:
(2)若AB=8,BC=10,P从E沿直线ED方向运动,Q从C出发沿直线CB方向运动,两点同时出发且速度均为每秒1个单位.
①求出当t为何值时,四边形EPCQ是矩形;
②求出当t为何值时,四边形EPCQ是菱形.
【答案】(1)BF=EA(2)①t=4②t=10
【分析】(1)通过证明△BCF≌△EBA可判断BF=EA;
(2)EP=t,CQ=t,先求出AE=6,再判断四边形EPCQ为平行四边形,①当CP⊥AD可判断平行四边形EPCQ为矩形,从而得到6+t=10;②作CH⊥AD于H,如图,当CD=CQ=ED=t可判断平行四边形EPCQ为菱形,则利用勾股定理得到82+(t−4)2=t2,然后分别解关于t的方程即可.
【详解】解:(1)BF=AE.
理由如下:
∵AD∥BC,
∴∠CBF=∠AEB,
在△BCF和△EBA,
,
∴△BCF≌△EBA,
∴BF=EA;
(2)EP=t,CQ=t,
在Rt△ABE中,AB=8,BC=10,
∴BE=10,
AE=,
∵EP=CQ,EP∥CQ,
∴四边形EPCQ为平行四边形,
①当CP⊥AD时,∠CPE=90°,则平行四边形EPCQ为矩形,
此时AP=BC=10,即6+t=10,解得t=4,
即当t=4时,四边形EPCQ是矩形;
②作CH⊥AD于H,如图,
当CP=CQ=EP=t时,平行四边形EPCQ为菱形,
而HP=t+6−10=t−4,
在Rt△HPC中,82+(t−4)2=t2,解得t=10,
即当t=10,四边形EPCQ是菱形.
【点睛】本题考查了基本作图:熟练掌握基本作图(作一条线段等于已知线段;作一个角等于已知角;作已知线段的垂直平分线;作已知角的角平分线;过一点作已知直线的垂线).也考查了矩形和菱形的判定.
10.(2021春·江苏镇江·八年级统考阶段练习)如图,O为坐标原点,四边形为矩形,,,点D是线段的中点,点P在线段上以每秒1个单位长的速度由点C向点B运动.
(1)当t为何值时,四边形是平行四边形?
(2)在直线上是否存在一点Q,使得点O、点D、点P、点Q构成菱形,若存在,求t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)5;(2)存在,3s或8s或2s
【分析】(1)根据平行四边形的性质就可以知道PB=5,可以求出PC=5,从而可以求出t的值.
(2)要使ODQP为菱形,可以得出PO=5,分三种情形讨论即可.
【详解】解:(1)∵四边形PODB是平行四边形,
∴PB=OD=5,
∴PC=5,
∴t=5;
(2)∵点O、点D、点P、点Q构成菱形,
当P,Q在线段CB上时,若点Q在点P左侧,
∴OD=OQ=PQ=5,
∴CQ==3,
∴CP=8,此时t=8;
同理,若点Q在点P右侧,
CQ=8,CP=3,此时t=3;
当Q点在P的左边且在BC的延长线上时,
同理:CQ=3,
∴CP=2,
此时t=2,
综上所述,t=3s或8s或2s时,满足条件.
【点睛】本题考查了矩形的性质,坐标与图形的性质,平行四边形的判定及性质,菱形的判定及性质,勾股定理的运用.
11.(2020·江苏苏州·八年级统考期中)如图1,四边形是菱形,,过点作的垂线,垂足为,交对角线于,连接,且.
(1)求的长;
(2)如图2,动点从点出发,沿折线方向以2个单位秒的速度向终点匀速运动,设的面积为,点的运动时间为秒,求与之间的函数关系式;
(3)在(2)的条件下,当点在边上运动时,是否存在这样的的值,使与互为余角?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)S与t的关系式为:;(3)当时,能使∠MPB与∠BCD互为余角
【分析】(1)过点M作ME⊥AD于点E,则有AH=AE,MH=ME,进而可得DH=4,设MH=ME=x,则MD=4-x,然后利用勾股定理可求解;
(2)由题意易得AC平分∠BAD,CD=CB=AB=AD=5,则有MD=BM,∠CDM=∠CBM=90°,由(1)可得:,进而可分①当点P在AB之间时,,②当点P在BC之间时,,然后根据面积计算公式可进行求解;
(3)由题意易得∠ADM+∠BAD=90°,∠BCD=∠BAD,∠DAM=∠BAM,易证∠ADM=∠ABM,进而可得△PMB是等腰三角形,然后根据等腰三角形的性质及线段的等量关系可求解.
【详解】解:(1)过点M作ME⊥AD于点E,如图所示:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC平分∠BAD,
∵DH⊥AB,AD=5,AH=3,
∴,MH=ME,
∵AM=AM,
∴Rt△AMH≌Rt△AME(HL),
∴AH=AE=3,
∴ED=2,
设MH=ME=x,则MD=4-x,
∴在Rt△MED中,,
即,解得:,
∴;
(2)∵四边形ABCD是菱形,
∴AC平分∠BAD,CD=CB=AB=AD=5,
∴∠DCM=∠BCM,
∵CM=CM,
∴△CDM≌△CBM(SAS),
∴MD=BM,∠CDM=∠CBM=90°,
由(1)可得:,
由题可得点P的运动路程为,
①当点P在AB之间时,,如图所示:
∴,
∴,
②当点P在BC之间时,,如图所示:
∴,
;
综上:S与t的关系式为:;
(3)存在,理由如下:
如图,
∵四边形ABCD是菱形,DH⊥AB,
∴∠ADM+∠BAD=90°,∠BCD=∠BAD,∠DAM=∠BAM,
∴∠ADM+∠BCD=90°,
∵∠MPB+∠BCD=90°,
∴∠MPB=∠ADM,
∵AM=AM,AB=AD,
∴△ADM≌△ABM(SAS),
∴∠ADM=∠ABM,
∴∠MPB=∠ABM,
∴MP=MB,
∴△PMB是等腰三角形,
∴BP=2BH=2PH,
∵AH=3,AB=AD=5,
∴BH=2,
∴PB=2BH=4,
∴AP=1,
∴,
∴当时,能使∠MPB与∠BCD互为余角.
【点睛】本题主要考查菱形的性质,熟练掌握菱形的性质是解题的关键.
12.(2021秋·江苏扬州·八年级校考阶段练习)如图1,在长方形中,,点P从点B出发,以的速度沿向点C运动(点P运动到点C处时停止运动),设点P的运动时间为.
(1)_____________.(用含t的式子表示)
(2)当t为何值时,?
(3)如图2,当点P从点B开始运动,同时,点Q从点C出发,以的速度沿向点D运动(点Q运动到点D处时停止运动,两点中有一点停止运动后另一点也停止运动),是否存在这样的值使得与全等?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3)存在,或,理由见解析.
【分析】(1)由路程=速度时间,解得,再由即可解题;
(2)由全等三角形对应边相等的性质得,即,据此解题;
(3)分两种情况讨论,当时或当时,与全等,再根据全等三角形对应边相等的性质,分别计算求出的值即可解得的值.
【详解】解:(1)由题意得,,
,
故答案为:;
(2)若
则
即
当时,;
(3)存在,理由如下:
当时,
;
当时,
综上所述,当或时,与全等.
【点睛】本题考查四边形综合题、全等三角形的判定与性质等知识,是重要考点,难度一般,掌握相关知识是解题关键.
13.(2020秋·江苏扬州·八年级校考阶段练习)如图,长方形ABCD,AB=9,AD=4.E为CD边上一点,CE=6.
(1)求AE的长.
(2)点P从点B出发,以每秒1个单位的速度沿着边BA向终点A运动,连接PE.
设点P运动的时间为t秒,①则当t为何值时,△PAE为等腰三角形?
②当t为何值时,△PAE为直角三角形,直接写出答案.
【答案】(1)AE=5;(2)①t值为3或4或;②当t为6或秒时,△PAE为直角三角形;
【分析】(1)由长方体ABCD中,CD=9,CE=6,可以求出DE的长,又由AD=4,在△ADE中,利用勾股定理即可求得AE的长;
(2)①根据若△PAE为等腰三角形,分三种情况讨论:当EP=EA时,当AP=AE时,当PE=PA时;②需要分情况讨论:AE为斜边和AP为斜边两种情况下的直角三角形,从而分别去计算t的值;
【详解】(1)在长方形ABCD中,∠D=90°,CD=AB=9,
在Rt△ADE中,DE=9-6=3,AD=4,∴AE=5,
(2)①若△PAE为等腰三角形,则有三种可能.
当EP=EA时,AP=6,∴t=BP=3,
当AP=AE时,则9-t=5,∴t=4,
当PE=PA时,则,∴t=,
综上所述,符合要求的t值为3或4或.
②若∠EPA=90°,t=6,
若∠PEA=90°时,由(1)可知AE=5,
如图所示,做PF⊥CD交CD于点F,
∴,
∴,
可得:,
解得t=,
综上所述,符合要求的t值为或6.
【点睛】本题考查了矩形的性质,等腰三角形的性质,结合勾股定理,直角三角形的性质等知识点,要注意分类讨论,以防遗漏.
14.(2020秋·江苏扬州·八年级校考期中)在小学,我们已经初步了解到,长方形的对边平行且相等,每个角都是90°.如图,长方形中,,,为边上一动点,从点出发,以1cm/s向终点运动,同时动点从点出发,以向终点运动,运动的时间为.
(1)当时,
①线段的长为______;
②当平分时,求的值;
(2)若,且是以为腰的等腰三角形,求的值.
【答案】(1)①,②;(2)3或
【分析】(1)先得出BP=3a,DE=t=3,进而CP=BC−BP=9−3a,
①在Rt△CDE中,根据勾股定理得到CE的长度,
②先判断出∠CPE=∠CEP,得出CP=CE,进而建立方程即可得出结论;
(2)先得出DE=t,BP=t,CP=9−t,再分两种情况①CE=CP,②CE=PE,建立方程即可得出结论;
【详解】解:(1)四边形是长方形,
,,,
当时,由运动知,,,
①在中,根据勾股定理得,,
故填:5;
②,
,
平分,
,
,
,
,
;
(2)当时,由运动知,,,
,
在中,,
是以为腰的等腰三角形,
①,
,
②,
,
,,
即:的值为3或.
【点睛】此题是四边形综合题,主要考查了长方形的性质,勾股定理,等腰三角形的性质,解(1)的关键是判断出CE=CP,解(2)的关键是分两种情况讨论.
15.(2020秋·江苏镇江·八年级统考期中)如图,在长方形ABCD中,AD=3cm,AB=7cm,E为边AB上任一点(不与A、B重合),从点B出发,以1cm/s向终点A运动,同时动点F从点D出发,以x cm/s向终点C运动,运动的时间为t s.(注:长方形的对边平行且相等,每个角都是90°)
(1)若t=4,则CE= ;
(2)若x=2,当 t为何值时点E在CF的垂直平分线上;
(3)连接BF,直接写出点C与点E关于BF对称时x与t的值.
【答案】(1)CE=5cm;(2)t=;(3)t=3,x=
【分析】(1)根据勾股定理计算即可;
(2)过点E作EH⊥CD垂足为点H,得到四边形BEHC是长方形,在根据条件计算即可;
(3)点C与点E关于BF对称时,即,,即四边形BCFE为正方形,即可得到结果;
【详解】解:(1)t=4时,,
∴,
∴CE=5cm;
(2)过点E作EH⊥CD垂足为点H,
∵ 点E在CF的垂直平分线上,
∴ CH=FH=CF,
由题意知:四边形BEHC是长方形,
∴CH=BE=t,DF=2t,
∴CF=7-2t
∴t=(7-2t),
则t=;
(3)点C与点E关于BF对称时,即,,即四边形BCFE为正方形,
∴,,
∴t=3,x=.
【点睛】本题主要考查了四边形综合题,结合勾股定理进行计算是解题的关键.
16.(2020春·江苏·八年级校考阶段练习)如图,在▱ABCD中,AB=13,BC=50,BC边上的高为12.点P从点B出发,沿B﹣A﹣D﹣A运动,沿B﹣A运动时的速度为每秒13个单位长度,沿A﹣D﹣A运动时的速度为每秒8个单位长度.点Q从点B出发沿BC方向运动,速度为每秒5个单位长度.P、Q两点同时出发,当点Q到达点C时,P、Q两点同时停止运动.设点P的运动时间为t(秒).连结PQ.
(1)当t=5时,AP=________.
(2)当点P沿A﹣D﹣A运动时,求AP的长(用含t的代数式表示).
(3)连结AQ,在点P沿B﹣A﹣D运动过程中,当点P与点B、点A不重合时,记△APQ的面积为S.求S与t之间的函数关系式.
(4)设点C、D关于直线PQ的对称点分别为C′、D′,直接写出C′D′∥BC时t的值.
【答案】(1)32;(2)AP的长为8t﹣8或108﹣8t;(3)S=;(4)t=7,t=,t=.
【分析】(1)根据题意即可得到结论;
(2)分情况讨论,当点P沿A﹣D运动时,当点P沿D﹣A运动时分别可以表示出AP的值;
(3)分类讨论,当0<t<1时,当1<t<时,根据三角形的面积公式分别求出S与t的函数关系式;
(4)分情况讨论当P在A﹣D之间或D﹣A之间时,如图③,根据轴对称的性质可以知道四边形QCOC′为菱形,根据其性质建立方程求出其解,当P在D﹣A之间如图⑥,根据菱形的性质建立方程求出其解即可.
【详解】解:(1)由题意得AP=8×(5-1)=32,
故答案为:32;
(2)当点P沿A﹣D运动时,AP=8(t﹣1)=8t﹣8,
当点P沿D﹣A运动时,AP=50×2﹣8(t﹣1)=108﹣8t;
综上所述,AP的长为8t﹣8或108﹣8t;
(3)当点P与点A重合时,BP=AB,t=1.
当点P与点D重合时,AP=AD,8t﹣8=50,t=.
当0<t≤1时,如图①.
过点Q作QE⊥AB于点E.
S△ABQ=AB•QE=BQ×12,
∴QE===.
∴S=﹣30t2+30t.
当1<t≤时,如图②.
S=AP×12=×(8t﹣8)×12,
∴S=48t﹣48;
综上所述,S与t之间的函数关系式为S=;
(4)如图③,当P在A﹣D之间或D﹣A之间时,C′D′在BC上方且C′D′∥BC时,
∴∠C′OQ=∠OQC.
∵△C′OQ≌△COQ,
∴∠C′OQ=∠COQ,
∴∠CQO=∠COQ,
∴QC=OC,
∴50﹣5t=50﹣8(t﹣1)+13,或50﹣5t=8(t﹣1)﹣50+13,
解得:t=7或t=.
当P在A﹣D之间或D﹣A之间,C′D′在BC下方且C′D′∥BC时,如图④.
同理由菱形的性质可以得出:OD=PD,
∴50﹣5t+13=8(t﹣1)﹣50,
解得:t=.
∴当t=7,t=,t=时,点C、D关于直线PQ的对称点分别为C′、D′,且C′D′∥BC.
【点睛】本题主要考查了四边形综合,准确计算是解题的关键.
17.(2022春·江苏无锡·八年级宜兴市树人中学校考阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(﹣6,0),点B在y轴正半轴上,∠ABO=30°,动点D从点A出发沿着射线AB方向以每秒3个单位的速度运动,过点D作DE⊥y轴,交y轴于点E,同时,动点F从定点C (1,0)出发沿x轴正方向以每秒1个单位的速度运动,连结DO,EF,设运动时间为t秒.
(1)当点D运动到线段AB的中点时.
①t的值为 ;
②判断四边形DOFE是否是平行四边形,请说明理由.
(2)点D在运动过程中,若以点D,O,F,E为顶点的四边形是矩形,求出满足条件的t的值.
【答案】(1)①2s,②是平行四边形,见解析;(2)14秒
【分析】(1)①由直角三角形的性质得出AB=2OA=12,由题意得出BD=AD=AB=6,列方程即可得出答案;
②求出OF=OC+CF=3,由三角形中位线定理DE=BD=3,得出DE=OF,即可得出四边形DOFE是平行四边形;
(2)要使以点D,O,F,E为顶点的四边形是矩形,则点D在射线AB上,求出BD=3t﹣12,由直角三角形的性质得出DE=BD=t﹣6,OF=1+t,得出方程,解方程即可.
【详解】解:(1)如图1,
①∵点A的坐标为(﹣6,0),
∴OA=6,
Rt△ABO中,∠ABO=30°,
∴AB=2AO=12,
由题意得:AD=3t,
当点D运动到线段AB的中点时,3t=6,
∴t=2,
故答案为:2s;
②四边形DOFE是平行四边形,理由是:
∵DE⊥y轴,AO⊥y轴,
∴DE∥AO,
∵AD=BD,
∴BE=OE,
∴DE=AO=3,
∵动点F从定点C (1,0)出发沿x轴正方向以每秒1个单位的速度运动,且t=2,
∴OF=1+2=3=DE,
∴四边形DOFE是平行四边形;
(2)要使以点D,O,F,E为顶点的四边形是矩形,则点D在射线AB上,如图2所示:
∵AD=3t,AB=12,
∴BD=3t﹣12,
在Rt△BDE中,∠DBE=30°,
∴DE=BD=(3t﹣12)=t﹣6,OF=1+t,
则t﹣6=1+t,
解得:t=14,
即以点D,O,F,E为顶点的四边形是矩形时,t的值为14秒.
【点睛】本题是四边形综合题目,考查了平行四边形的判定与性质、坐标与图形性质、矩形的性质、含30°角的直角三角形的性质等知识;本题难度适中,熟练掌握平行四边形的性质和直角三角形的性质是解题的关键.
18.(2020春·江苏连云港·八年级统考期中)在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点E为BC延长线上一点,且BD=BE,连接DE,Q为DE的中点,有一动点P从B点出发,沿BC以每秒1个单位的速度向E点运动,运动时间为t秒.
(1)如图1,连接DP、PQ,则S△DPQ= (用含t的式子表示);
(2)如图2,M、N分别为AD、AB的中点,当t为何值时,四边形MNPQ为平行四边形?请说明理由;
(3)如图3,连接CQ,AQ,试判断AQ、CQ的位置关系并加以证明.
【答案】(1) ;(2)当t=时,四边形MNQP为平行四边形, 证明见解析;(3)AQ⊥CQ,证明见解析.
【分析】(1)由勾股定理可求BD=5,由三角形的面积公式和S△DPQ=(S△BED﹣S△BDP)可求解;
(2)当t=时,可得BP==BE,由中位线定理可得MN∥BD,MN=BD=5,PQ∥BD,PQ=BD=5,可得MN∥PQ,MN=PQ,可得结论.
(3)连接BQ,由等腰三角形的性质可得∠AQD+∠BQA=90°,由直角三角形的性质可得DQ=CQ,∠DCQ=∠CDQ,由“SAS”可证△ADQ≌△BCQ,可得∠AQD=∠BQC,即可得结论.
【详解】解:(1)∵四边形ABCD是矩形,AB=3,BC=4,
∴BC=4,CD=3,
∴BD==5,
∴BD=BE=5,
∵Q为DE的中点,
∴S△DPQ=S△DPE,
∴S△DPQ=(S△BED﹣S△BDP)==.
故答案为:.
(2)当t=时,四边形MNQP为平行四边形,
理由如下:∵M、N分别为AB、AD的中点,
∴MN∥BD,MN=BD=,
∵t=时,
∴BP==BE,且点Q是DE的中点,
∴PQ∥BD,PQ=BD=,
∴MN∥PQ,MN=PQ,
∴四边形MNQP是平行四边形.
(3)AQ⊥CQ.
理由如下:如图,连接BQ,
∵BD=BE,点Q是DE中点,
∴BQ⊥DE,
∴∠AQD+∠BQA=90°,
∵在Rt△DCE中,点Q是DE中点,
∴DQ=CQ,
∴∠DCQ=∠CDQ,且∠ADC=∠BCD=90°,
∴∠ADQ=∠BCQ,且BC=AD,DQ=CQ,
∴△ADQ≌△BCQ(SAS),
∴∠AQD=∠BQC,且∠AQD+∠BQA=90°,
∴∠BQC+∠BQA=90°,
∴∠AQC=90°,
∴AQ⊥CQ.
【点睛】本题考查平行四边形中的动点问题,关键在于熟练掌握矩形的性质,全等三角形的性质和判定.
19.(2019春·江苏连云港·八年级阶段练习)如图,在矩形中,,,点从点出发向点运动,运动到点停止,同时,点从点出发向点运动,运动到点即停止,点、的速度都是.连接、、.设点、运动的时间为.
(1)当为何值时,四边形是矩形;
(2)当为何值时,四边形是菱形;
(3)分别求出(2)中菱形的周长和面积.
【答案】(1)t=8s;(2)t=6s;(3)40cm,80cm2
【分析】(1)根据题中已知,当四边形是矩形时,AP=BQ,据此列出t的方程,解之即可;
(2)易证四边形AQCP是平行四边形,当AQ=CQ时,四边形AQCP是菱形,在Rt△ABQ中利用勾股定理列t的方程,解之即可;
(3)由(2)求得CQ,根据菱形的周长和面积公式即可求解.
【详解】解:(1)在矩形中,,
,
由已知可得,,
在矩形中,,
当时,四边形为矩形
,得
故当时,四边形为矩形
(2),
四边形为平行四边形
当时,四边形为菱形
即时,四边形为菱形,解得
故当时,四边形为菱形
(3)当时,
则周长为;面积为
【点睛】本题考查了矩形的判定与性质、菱形的判定与性质,解答的关键是认真审题,找到点运动过程中满足结论的等价条件,进而推理、计算.
20.(2020春·江苏徐州·八年级统考期中)如图,平面直角坐标系xOy中,点O为坐标原点,四边形OABC为矩形,
A(10,0),C(0,4),点D是OA的中点,点P在边BC上以每秒1个单位长的速度由点C向点B运动.
(1)直接写出坐标:D( , );
(2)当四边形PODB是平行四边形时,求t的值;
(3)在平面直角坐标系内是否存在点Q,使得以O、P、D、Q为顶点四边形为菱形,若存在,请直接写出Q点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)5,0;(2)t=5;(3)满足条件的点Q的坐标为:(8,4)、(﹣3,4)、(3,4)、(2.5,﹣4).
【分析】(1)根据中点的定义求出OD的长即可解决问题;
(2)利用平行四边形的性质求出PC=5即可解决问题;
(3)分四种情形:当P1O=OD=5或P2O=P2D或P3D=OD=5或P4D=OD=5时,分别求解即可.
【详解】解:(1)∵A(10,0),OD=DA,
∴OA=10,OD=DA=5,
∴D(5,0).
故答案为5,0.
(2)∵四边形 PODB 是平行四边形,
∴PB=OD=5,
∴PC=5,
∴t=5.
(3)当P1O=OD=5时,由勾股定理可以求得P1C=3,可得Q1(8,4)
当P2O=P2D时,作P2E⊥OA,
∴OE=ED=2.5,可得Q2(2.5,﹣4),
当P3D=OD=5时,作DF⊥BC,由勾股定理,得P3F=3,
∴P3C=2,可得Q3(﹣3,4),
当P4D=OD=5时,作P4G⊥OA,由勾股定理,得DG=3,
∴OG=8,可得Q4(3,4),
综上所述,满足条件的点Q的坐标为:(8,4)、(﹣3,4)、(3,4)、(2.5,﹣4).
【点睛】本题属于四边形综合题,考查了矩形的性质,坐标与图形的性质,等腰三角形的性质,平行四边形的判定及性质,菱形的判定及性质,勾股定理的运用.解决本题的关键是熟练掌握平行四边形和菱形的判定方法.
21.(2022春·江苏镇江·八年级丹阳市第八中学校考阶段练习)如图所示,菱形的顶点在轴上,点在点的左侧,点在轴的正半轴上.点的坐标为.动点从点出发,以每秒1个单位长度的速度,按照的顺序在菱形的边上匀速运动一周,设运动时间为秒.
(1)①点的坐标 .②求菱形的面积.
(2)当时,问线段上是否存在点,使得最小,如果存在,求出 最小值;如果不存在,请说明理由.
(3)若点到的距离是1,则点运动的时间等于 .
【答案】(1)①(2,0) ② (2)存在; (3)
【分析】(1)①过点作,根据点C的坐标求出BF的长度,便可求出C的坐标.
②根据已知,得到,菱形的面积为便可计算出
(2)作点关于的对称点为点,则有
便可找到最小值了.
(3)分四种情况进行讨论即可.
【详解】解:①
②过点作垂足为
点的坐标为
在菱形中,
如图所示:当时,
在菱形中,点关于的对称点为点
连结交于点.连接.
由易得
在中
最小值为
(3)分四种情况讨论:
第一种,如图2所示
第二种如图3所示
第三种情况如图4所示
同理可以得到
第四种情况如图5所示
同理可以得到AP=2
综上所述,满足条件的为:
【点睛】本题属于几何坐标系与几何图形的综合,结合动点进行考查,难度一般。做题时,认真分析,细心应对.
22.(2020春·江苏扬州·八年级校考期中)如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,若E,F是AC上两动点,分别从A,C两点以相同的速度向C、A运动,其速度为1cm/s.
(1)当E与F不重合时,四边形DEBF是平行四边形吗?说明理由;
(2)若BD=8cm,AC=12cm,当运动时间t为何值时,以D、E、B、F为顶点的四边形是矩形?
【答案】(1)四边形DEBF是平行四边形,见解析;(2)t=2或10,以D、E、B、F为顶点的四边形是矩形.
【分析】(1)判断四边形DEBF是否为平行四边形,需证明其对角线是否互相平分;已知了四边形ABCD是平行四边形,故OB=OD;而E、F速度相同,方向相反,故OE=OF;由此可证得BD、EF互相平分,即四边形DEBF是平行四边形;
(2)若以D、E、B、F为顶点的四边形是矩形,则必有BD=EF,可据此求出时间t的值.注意分点E在线段OA上和在线段OC上分类讨论.
【详解】解:(1)∵点E、F的速度均为1cm/s
∴AE=FC
∵四边形ABCD是平行四边形
∴AO=OC,DO=BO
∴EO=FO
∴四边形DEBF是平行四边形
(2)∵四边形DEBF是平行四边形,
∴当BD=EF时,四边形DEBF是矩形;
∵BD=8cm,
∴EF=8cm;
∴OE=OF=4cm;
∵AC=12cm;
∴OA=OC=6cm;
当E(或F)在线段OA(或OC)上时,AE=2cm
当E(或F)在线段OC(或OA)上时,AE=10cm;
由于动点的速度都是1cm/s,
所以t=2(s)或t=10(s);
故当运动时间t=2s或10s时,以D、E、B、F为顶点的四边形是矩形.
【点睛】本题主要考查了平行四边形的性质和判定,矩形的性质和判定,熟练掌握平行四边形、矩形的判定和性质,是解答此题的关键.
23.(2021春·江苏苏州·八年级常熟市第一中学校考阶段练习)如图,点O为矩形ABCD的对称中心,AB=10cm,BC=12cm.点E,F,G分别从A,B,C三点同时出发,沿矩形的边按逆时针方向匀速运动,点E的运动速度为1cm/s,点F的运动速度为3cm/s,点G的运动速度为xcm/s.当点F到达点C(即点F与点C重合)时,三个点随之停止运动.在运动过程中,△EBF关于直线EF的对称图形是△EB'F,设点E,F,G运动的时间为t(单位:s).
(1)当t= s时,四边形EBFB'为正方形;
(2)当x为何值时,以点E,B,F为顶点的三角形与以点F,C,G为顶点的三角形可能全等?
(3)是否存在实数t,使得点B'与点O重合?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)2.5;(2)3或4;(3)不存在,理由见解析
【分析】(1)利用正方形的性质,得到BE=BF,列一元一次方程求解即可;
(2)分两种情况讨论,①△EBF≌△FCG,②△EBF≌△GCF,分别根据对应边相等列等式计算即可;
(3)本问为存在型问题.假设存在,则可以分别求出在同一条件下的t值,但它们互相矛盾,所以不存在.
【详解】解:(1)若四边形EBFB′为正方形,则BE=BF,BE=10-t,BF=3t,
即:10-t=3t,
解得t=2.5;
(2)分两种情况讨论:
①△EBF≌△FCG,
则EB=FC,BF=CG,
∴,
解得:,
②当△EBF≌△GCF时,
则EB=GC,BF=FC,
∴,
解得:,
综上,当x=3或4时,以点E,B,F为顶点的三角形与以点F,C,G为顶点的三角形可能全等;
(3)假设存在实数t,使得点B′与点O重合.
如图,过点O作OM⊥BC于点M, ON⊥AB于点N,
则在Rt△OFM中,,,
∴,
即,
解得:
在Rt△OEN中,,,,
∴,
即,
解得:,
∵,
∴假设不成立,
即不存在实数t,使得点B'与点O重合.
【点睛】本题为运动型综合题,考查了矩形性质、轴对称、全等三角形的判定性质、勾股定理、解方程等知识点.注意分类讨论,避免漏解,利用假设法,然后通过推导出互相矛盾的结论,从而判定不存在是解此题的关键.
24.(2020秋·江苏淮安·八年级统考期末)如图,在平面直角坐标系中,长方形的顶点的坐标分别为,,是的中点,动点从点出发,以每秒个单位长度的速度,沿着运动,设点运动的时间为秒().
(1)点的坐标是______;
(2)当点在上运动时,点的坐标是______(用表示);
(3)求的面积与之间的函数表达式,并写出对应自变量的取值范围.
【答案】(1)(3,4);(2)(6,t-6)(3)
【分析】(1)根据长方形的性质和A、B的坐标,即可求出OA=BC=6,OC=AB=4,再根据中点的定义即可求出点D的坐标;
(2)画出图形,易知:点P的横坐标为6,然后根据路程=速度×时间,即可求出点P的运动路程,从而求出AP的长,即可得出点P的坐标;
(3)分别求出点P到达A、B、D三点所需时间,然后根据点P运动到OA、AB、BD分类讨论,并写出t对应的取值范围,然后画出图形,利用面积公式即可求出各种情况下与之间的函数表达式.
【详解】解:(1)∵长方形的顶点的坐标分别为,,
∴OA=BC=6,OC=AB=4,BA⊥x轴,BC⊥y轴
∵是的中点,
∴CD=BD=BC=3
∴点D的坐标为(3,4)
故答案为:(3,4);
(2)当点在上运动时,如下图所示
易知:点P的横坐标为6,
∵动点从点出发,以每秒个单位长度的速度,时间为t
∴点P运动的路程OA+AP=t
∴AP=t-6
∴点P的坐标为(6,t-6)
故答案为:(6,t-6);
(3)根据点P的速度可知:点P到达A点所需时间为OA÷1=6s
点P到达B点所需时间为(OA+AB)÷1=10s
点P到达D点所需时间为(OA+AB+BD)÷1=13s
①当点P在OA上运动时,此时,过点D作DE⊥x轴于E
∴DE=4
∵动点从点出发,以每秒个单位长度的速度,
∴OP=t
∴;
②当点P在AB上运动时,此时,
由(2)知AP=t-6
∴BP=AB-AP=10-t
∴
=
=
=;
③当点P在BD上运动时,此时,
∵动点从点出发,以每秒个单位长度的速度,时间为t
∴点P运动的路程OA+AB+BP=t
∴BP=t-OA-AB=t-10
∴DP=BD-BP=13-t
=
=
综上所述:
【点睛】此题考查的是平面直角坐标系与长方形中的动点问题,掌握行程问题公式:路程=速度×时间、数形结合的数学思想和分类讨论的数学思想是解决此题的关键.
25.(2019秋·江苏常州·八年级校联考期中)综合探究题
在之前的学习中,我们已经初步了解到,长方形的对边平行且相等,每个角都是.如图,长方形中,,,为边上一动点,从点出发,以向终点运动,同时动点从点出发,以向终点运动,运动的时间为.
(1)当时,①则线段的长=______;
②当平分时,求的值;
(2)若,且是以为腰的等腰三角形,求的值;
(3)连接,直接写出点与点关于对称时与的值.
【答案】(1)①5cm ② (2)3或 (3),t=4
【分析】(1)①先得出,,,在中,根据勾股定理得,; ②当EP平分时,根据角平分线的性质可得:点P到EC的距离等于点P到AD距离,求出BC上的高等于4,根据面积可以求出a的值;
(2)先得出,,,再分两种情况①,②,建立方程即可得出结论;
(3)先判断出,,进而求出,再构造出直角三角形,得出,进而建立方程即可得出结论.
【详解】解:(1)① 四边形是长方形,
当时,由运动知,,
,
在中,根据勾股定理得,;
②当EP平分时,根据角平分线的性质可得:
点P到EC的距离等于点P到AD距离,
即:,
,则
.
故.
(2)当时,由运动知,,
,
在中,,
是以CE为腰的等腰三角形,
①,
,
.
②,
,
即:t的值为3或;
(3)如图,
由运动知,,
点C与点E关于对称,
,
过点P作于F,
四边形是长方形,
,
在中,
根据勾股定理得,,
,
.
【点睛】本题主要考查四边形中动点问题,熟练掌握特殊四边形的性质是解题的关键.
26.(2019春·江苏南通·八年级校联考阶段练习)如图,平行四边形中,,,,点与点是平行四边形边上的动点,点以每秒个单位长度的速度,从点运动到点,点以每秒个单位长度的速度从点→点→点运动.当其中一个点到达终点时,另一个随之停止运动.点与点同时出发,设运动时间为,的面积为.
(1)求关于的函数关系式;
(2)为何值时,将以它的一边为轴翻折,翻折前后的两个三角形所组成的四边形为菱形.
【答案】(1)①当时,;②当时,;(2)时,不是等腰三角形,所以不存在符合条件的菱形. 当时,为等腰三角形.
【分析】(1)当0<t≤2时,如图1,过点B作BE⊥CD,交DC的延长线于点E,根据三角形面积公式求得S关于t的函数关系式,当2<t≤4时,如图2,CP=t,BQ=2t-4,过点P作PF⊥BC,交BC的延长线于F点,由三角形面积公式求得S关于t的函数关系式,
(2)要使翻折前后的两个三角形所组成的四边形为菱形,则△CPQ为等腰三角形,则要CQ=CP,看看t是否存在.
【详解】(1)①当时,如图1,过点作,交的延长线于点,
∴∠BED=90°,即∠BCE+∠CBE=90°,
∵四边形是平行四边形,∴AD∥BC,
,
,由勾股定理得:,
∵,
∴;
②当时,由题意得:CP=t,,,
如图2,过点P作PF⊥BC,交BC的延长线于点F,
∴∠F=90°,
∵四边形是平行四边形,∴AB∥DC,
∴,∵,
,
,由勾股定理得:,
∴,
即.
∴S= .
(2)当时,不是等腰三角形,所以不存在符合条件的菱形.
当时,令,即,解得
当时,为等腰三角形,
即为的一边所在直线为轴翻折,翻折前后的两个三角形组成的四边形为菱形.
【点睛】本题考查了四边形的综合题,解本题多次运用解直角三角形的知识,用含t的式子表示出有关线段的长度是解本题的关键.
27.(2019春·江苏南京·八年级校联考期末)如图,已知四边形ABCD为正方形,点E为线段AC上一点,连接DE,过点E作EF⊥DE,交射线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)当点E从A点运动到C点时;
①求证:∠DCG的大小始终不变;
②若正方形ABCD的边长为2,则点G运动的路径长为 .
【答案】(1)详见解析;(2)①详见解析;②
【分析】(1)要证明矩形DEFG为正方形,只需要证明它有一组临边(DE和EF)相等即可,而要证明两条线段相等,需证明它们所在的三角形全等,如下图本小题的关键是证明△EMF≌△END,∠MEF=∠NED可用等角的余角证明,EM=EN可用角平分线上的点到角两边距离相等,∠EMF和∠END为一组直角相等,所以可以用ASA证明它们全等;
(2)此类题,前面的问题是给后面做铺垫,第一问已经证明四边形DEFG为正方形,结合第一问我们很容易发现并证明△ADE≌△CDG,从而得到∠DCG=∠CAD=45°;
(3)当当E点在A处时,点G在C处;当E点在C处时,点G在AD的延长线上,并且AD=DG,以CD为边作正方形,我们会发现G点的运动轨迹刚好是正方形的对角线,它的长度等于.
【详解】证明:(1)
作EM⊥BC,EN⊥CD,
∵四边形ABCD为正方形
∴∠DCB=90°,∠ACB=∠ACD=45°
又∵EM⊥BC,EN⊥CD,
∴EM=EN(角平分线上的点到角两边距离相等),
∠MEN=90°,
∴∠MEF+∠NEF=90°,
∵四边形DEFG为矩形,
∴∠DEF=90°,
∴∠NED+∠NEF=90°,
∴∠MEF=∠NED,
在△EMF和△END中
∵
∴△EMF≌△END,
∴DE=DF,
∴矩形DEFG为正方形;
(2)①证明:∵正方形ABCD、DEFG
∴AD=CD,ED=GD
∵∠ADE+∠DEC=90°,∠CDG+∠EDC=90°
∴∠ADE=∠CDG
在△ADE和△CDG中,
∵AD=CD,∠ADE=∠CDG,ED=GD
∴△ADE≌△CDG
∴∠DCG=∠EAD=45°
∴∠DCG的大小始终保持不变
②
以CD为边作正方形DCPQ,连接QC
∴∠DCQ=45°,
又∵∠DCG=45°
∴C、G、Q在同一条直线上,
当E点在A处时,点G在C处;当E点在C处时,点G在Q处,
∴G点的运动轨迹为QC,
∵正方形ABCD的边长为2
所以QC= ,
即点G运动的路径长为
【点睛】(1)本题考查正方形的判定定理,有一组临边相等的矩形为正方形,所以此题的关键是证明DE=DF,我们可通过化辅助线,证明△ADE≌△CDG;
(2)①本题考查的是全等三角形的判定定理和性质定理,结合第一问通过观察图象,我们会发现△ADE≌△CDG,所以∠DCG=∠EAD=45°;
②做这道题时,我们先构造模型,观察一下G点的起始位置和终点位置,结合①,我们会发现其实G点的运动轨迹刚好是正方形DCPQ的对角线,所以点G运动的路径长为.
28.(2019春·江苏泰州·八年级校考期末)如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AC=60cm,∠A=60°,点D从点C出发沿CA方向以4cm/秒的速度向点A匀速运动,同时点E从点A出发沿AB方向以2cm/秒的速度向点B匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点D、E运动的时间是t秒(0<t≤15).过点D作DF⊥BC于点F,连接DE,EF.
(1)求证:AE=DF;
(2)四边形AEFD能够成为菱形吗?如果能,求出t的值,如果不能,说明理由;
(3)在运动过程中,四边形BEDF能否为正方形?若能,求出t的值;若不能,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2)当t=10时,四边形AEFD是菱形;(3)四边形BEDF不能为正方形,理由见解析.
【分析】(1)由已知条件可得RT△CDF中∠C=30°,即可知DF= CD=AE=2t;
(2)由(1)知DF∥AE且DF=AE,即四边形ADFE是平行四边形,若构成菱形,则邻边相等即AD=AE,可得关于t的方程,求解即可知;
(3)四边形BEDF不为正方形,若该四边形是正方形即∠EDF=90°,即DE∥AB,此时AD=2AE=4t,根据AD+CD=AC求得t的值,继而可得DF≠BF,可得答案.
【详解】(1)∵Rt△ABC中,∠B=90°,∠A=60°,
∴∠C=90°−∠A=30°.
又∵在Rt△CDF中,∠C=30°,CD=4t
∴DF=CD=2t,
∴DF=AE;
(2)∵DF∥AB,DF=AE,
∴四边形AEFD是平行四边形,
当AD=AE时,四边形AEFD是菱形,
即60−4t=2t,解得:t=10,
即当t=10时,四边形AEFD是菱形;
(3)四边形BEDF不能为正方形,理由如下:
当∠EDF=90°时,DE∥BC.
∴∠ADE=∠C=30°
∴AD=2AE
∵CD=4t,
∴DF=2t=AE,
∴AD=4t,
∴4t+4t=60,
∴t= 时,∠EDF=90°
但BF≠DF,
∴四边形BEDF不可能为正方形.
【点睛】此题考查四边形综合题,解题关键在于得到DF= CD=AE=2t
29.(2019春·江苏苏州·八年级校联考期中)如图,将一三角板放在边长为4cm的正方形ABCD上,并使它的直角顶点P在对角线AC上滑动,直角的一边始终经过点B,另一边与射线DC相交于Q.设点P从A向C运动的速度为2cm/s,运动时间为x秒.
探究:
(1)当点Q在边CD上时,线段PQ与PB之间有怎样的数量关系?试证明你的猜想:
(2)当点Q在边CD上且x=1s时,四边形PBCQ的面积是 ;
(3)当点P在线段AC上滑动时,△PCQ是否可能成为等腰三角形?如果可能,指出所有能使△PCQ成为等腰三角形的点Q的位置,并求出相应的x值;如果不可能,试说明理由.
【答案】(1) PQ=PB,理由解析;(2) ;(3)能, x=0s或2s,理由见解析
【分析】(1)过P点作MN∥BC分别交AB、DC于点M、N,由正方形的性质可得AD∥BC,AB∥CD,∠BAC=ACB=45°,可证四边形ADNM,四边形BMNC都是矩形,可得BM=NC,AM=DN,MN=AD=BC,由“ASA”可证Rt△MBP≌Rt△NPQ,可得PQ=PB;
(2)由四边形PBCQ的面积=S四边形BMNC﹣2S△BPM,分别表示出△PBM与四边形BMNC的面积就可求解.
(3)△PCQ可能成为等腰三角形.①当点P与点A重合时,点Q与点D重合,PQ=QC,
②当点Q在DC的延长线上,且CP=CQ时,通过证明AB=AP,可求x值.
【详解】解:探究:(1)PQ=PB,
理由如下:如图,过P点作MN∥BC分别交AB、DC于点M、N,
∵四边形ABCD是正方形
∴AB=AD=CD=BC,AD∥BC,AB∥CD,∠BAC=ACB=45°
∵MN∥BC
∴MN∥AD∥BC,且AB∥CD,∠DAB=∠ABC=90°
∴四边形ADNM,四边形BMNC都是矩形,
∴BM=NC,AM=DN,MN=AD=BC
∵∠BAC=45°,∠AMN=90°
∴AM=PM,
又∵AB=MN,
∴MB=PN,
∵∠BPQ=90°,
∴∠BPM+∠NPQ=90°;
又∵∠MBP+∠BPM=90°,
∴∠MBP=∠NPQ,
在Rt△MBP和Rt△NPQ中,
∴Rt△MBP≌Rt△NPQ(ASA),
∴PB=PQ.
(2)∵x=1s,
∴AP=2cm
∴AM=MP=cm
∴MB=AB﹣AB=(4﹣)cm
∴四边形PBCQ的面积=S四边形BMNC﹣2S△BPM=4(4﹣)﹣2××(4﹣)×=18﹣8(cm2)
故答案为(18﹣8)cm2
(3)△PCQ可能成为等腰三角形.
①当点P与点A重合时,点Q与点D重合,
∴PQ=QC,此时,x=0
②如图,当点Q在DC的延长线上,且CP=CQ时,
∵CP=CQ,∠ACD=45°
∴∠PQN=∠CPQ=22.5°
∴∠QPN=∠APB=67.5°,
∵∠ABP=180°﹣∠BAP﹣∠APB=67.5°=∠APB
∴AP=AB=4cm
∴x==2s
综上所述:x=0s或2s
【点睛】本题是四边形综合题,考查了正方形的性质,矩形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,利用分类讨论思想解决问题是本题的关键.
30.(2018·江苏无锡·八年级校联考期末)如图,在菱形ABCD中,AB=4cm,∠BAD=60°.动点E、F分别从点B、D同时出发,以1cm/s的速度向点A、C运动,连接AF、CE,取AF、CE的中点G、H,连接GE、FH.设运动的时间为ts(0<t<4).
(1)求证:AF∥CE;
(2)当t为何值时,四边形EHFG为菱形;
(3)试探究:是否存在某个时刻t,使四边形EHFG为矩形,若存在,求出t的值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2)t=1,(3)不存在某个时刻t,使四边形EHFG为矩形.
【分析】(1)根据菱形的性质得到∠B=∠D,AD=BC,AB∥DC,推出△ADF≌△CBE,根据全等三角形的性质得到∠DFA=∠BEC,根据平行线的判定定理即可得到结论;
(2)过D作DM⊥AB于M,连接GH,EF,推出四边形AECF是平行四边形,根据菱形的判定定理即可得到四边形EGFH是菱形,证得四边形DMEF是矩形,于是得到ME=DF=t列方程即可得到结论;
(3)不存在,假设存在某个时刻t,使四边形EHFG为矩形,根据矩形的性质列方程即可得到结果.
【详解】(1)证明:∵动点E、F同时运动且速度相等,
∴DF=BE,
∵四边形ABCD是菱形,
∴∠B=∠D,AD=BC,AB∥DC,
在△ADF与△CBE中,
∴△ADF≌△CBE,
∴∠DFA=∠BEC,
∵AB∥DC,
∴∠DFA=∠FAB,
∴∠FAB=∠BEC,
∴AF∥CE;
(2)过D作DM⊥AB于M,连接GH,EF,
∴DF=BE=t,
∵AF∥CE,AB∥CD,
∴四边形AECF是平行四边形,
∵G、H是AF、CE的中点,
∴GH∥AB,
∵四边形EGFH是菱形,
∴GH⊥EF,
∴EF⊥AB,∠FEM=90°,
∵DM⊥AB,
∴DM∥EF,
∴四边形DMEF是矩形,
∴ME=DF=t,
∵AD=4,∠DAB=60°,DM⊥AB,
∴
∴BE=4﹣2﹣t=t,
∴t=1;
(3)不存在,假设存在某个时刻t,使四边形EHFG为矩形,
∵四边形EHFG为矩形,
∴EF=GH,
∴EF2=GH2,
即解得t=0,0<t<4,
∴与原题设矛盾,
∴不存在某个时刻t,使四边形EHFG为矩形.
【点睛】属于四边形的综合题,考查全等三角形的判定与性质,菱形的性质,矩形的判定等,掌握菱形的性质,矩形的判定是解题的关键.
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