初中数学华东师大版(2024)八年级下册(2024)本章综合与测试单元测试复习练习题
展开 这是一份初中数学华东师大版(2024)八年级下册(2024)本章综合与测试单元测试复习练习题,共8页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1.如图,矩形ABCD纸片,AD=AN=10,点P是边AD上一点,AP=6,矩形纸片沿NP折叠,点A落在G处,NG的延长线交CD于点H,则NH的长为( )
A.8B.245C.10D.343
2.如图,E,F是正方形ABCD的边BC上两个动点,BE=CF.连接AE,BD交于点G,连接CG,DF交于点M.若正方形的边长为2,则线段BM的最小值是( )
A.1B.2−1C.3−1D.5−1
3.如图,在菱形ABCD中,∠BAD=60°,AC与BD交于点O,E为CD延长线上的一点,且CD=DE,连接BE分别交AC,AD于点F,G,连接OG,有下列结论:①OG=12AB;②与△EGD全等的三角形共有5个;③S菱形ABCD=8S△ODG;④由点A,B,D,E构成的四边形是菱形.其中一定正确的是( )
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
4.如图,在矩形纸片ABCD中,点E为CD上一点,△ADE关于AE折叠得到△AFE,点F落于线段BC上;M为AB上一点,△BMF关于MF折叠得到△NMF,点N落于线段AF上,连接NE.设CF=a,CE=b,EF=c,ABCD的面积为S1,EFMN的面积为S2,则下列哪个选项中的代数式数值是固定值( )
A.aS1cS2B.bs1cS2C.as1(b+c)S2D.bs1(a+c)S2
5. 如图,菱形 ABCD 中,∠ABC=120°,点 E 在 CD 边上,点 F 在菱形 ABCD 外部,且满足 EF ∥AD,CE = EF.连结 AF,CF,取 AF 的中点 G,连结 BG,AC.则下列结论:
①△CEF 是等边三角形;
②AG=CG;
③ BG 垂直平分 AC;
④2BG=AD+CE.
其中正确的结论有( ).
A.1 个B.2 个C.3 个D.4 个
6.如图,在正方形ABCD中,AB=3,AE=1,点F是边AD上的动点,点P是线段BD上的动点,若EP+FP=3,则线段EF的长为( )
A.2B.2C.5D.10
7.在菱形ABCD中,∠A=60°,点E、F分别在边AB、BC上,连结DE、DF,则添加下列条件后,不能判定AE=BF的是( )
A.BE=CFB.DE=DFC.∠EDF=60°D.∠DEB=∠DFC
8.如图,正方形ABCD中,E、F分别为BC、CD的中点,AF、DE交于点P,连接BP、CP.则下列结论中:①AF⊥DE;②AD=BP;③∠BPE=∠CDE;④PE+PF=2PC,所有正确的结论是(只需填写序号)____
A.①②B.②③C.①②③D.①②③④
9.如图,已知正方形ABCD的边长为4,点P是对角线BD上一点,PE⊥BC于点E,PF⊥CD于点F,连接AP,EF.给出下列结论:①AP=EF且AP⊥EF;②∠PFE=∠BAP;③△ADP一定是等腰三角形;④四边形PECF的周长为42;⑤EF的最小值为22;⑥ PB2+PD2=2PA2.其中正确结论的个数是( )
A.3B.4C.5D.6
10.如图,以△ABC三边向外分别作等边△ACD、△ABE、△BCF,下列结论
①△BEF≌△BAC
②若∠BAC=130°,则四边形ADFE为平行四边形
③若AB=AC,则四边形AEFD是菱形
④若四边形AEFD是正方形,则∠ABC=15°.
⑤若AB=12,AC=5,BC=13,则四边形AEFD的面积是60
其中正确的有( )个
A.2B.3C.4D.5
二、填空题(每题3分,共18分)
11.如图,在矩形ABCD中, AD>AB,点E是对角线AC上的一点,连接DE, BE,且满足∠AED=2∠DAE.已知AE=3CE,则 BEDE= .
12.如图,正方形ABCD的边长为2,M是BC的中点,N是AM上的动点,过点N作EF⊥AM分别交AB,CD于点E,F,则EM+AF的最小值为 .
13.如图,在正方形ABCD中,点E,F分别在AD,BC上,点B,C关于EF对称,点M在EF上,点N在AE上,且点A,M关于BN对称,BM的延长线交AD于点H,CM交BD于点G,则AHCG .
14.正方形ABCD的边长为8,点E、F分别在边AD、BC上,将四边形ABFE沿EF折叠,使点A落在A'处,点B落在点B'处,A'B'交BC于G.以下结论:①当A'为CD中点时,△A'DE三边之比为3:4:5;②连接AA',则AA'=EF;③当△A'DE三边之比为3:4:5时,A'为CD中点;④当A'在CD上移动时,△A'CG周长不变.其中正确的有 (写出所有正确结论的序号).
15. 如图,在矩形 ABCD 中,AB=1,将 ABC 沿对角线 AD 翻折,得到 △ABC, CE 交 AD 于点 F,再将 △AEF 沿 AF 翻折,得到 △AGF, GF 交 AC 于点 H,若 AC 平分 ∠DAG,则 FH 的长为 .
16.如图,在矩形ABCD中,AD=2AB,∠BAD的平分线交BC于点E,DH⊥AE,垂足为H,连结BH并延长交DC于点F,连结DE交BF于点O下列结论:①AD=AE②∠DEA=∠DEC③H是BF的中点④BC−CF=2CE;其中正确的是 .
三、解答题(共10题,共102分)
17.2014年“壮族三月三”被列入国家级非物质文化遗产名录并成为广西法定公众假日,2025年是广西将“壮族三月三”作为法定假日的第12年,在南宁民歌湖举办主题活动,人们身着绚丽的壮锦服饰载歌载舞.其中壮锦披肩十分夺目,上面由一个个彩色丝线绣成的菱形图案组成.小邕的壮锦披肩,图案为菱形.如图,若菱形ABCD中已知两条对角线相交于点O,其中∠BAD=60°,菱形ABCD的周长为24cm.
(1)求对角线BD的长;
(2)小邕制作菱形ABCD需要多少平方厘米的布料(裁剪缝边除外).
18.如图,在边长为6的正方形AOBC中,M,N两点分别为线段BC,AB上的动点,且AN=2CM,求OM+12ON的最小值,并写出解答过程.
19.如图1,在四边形 ABCD中,AB∥CD,AB=AD,对角线 AC,BD交于点O,AC平分∠BAD,过点 C 作 CE⊥AB,交AB的延长线于点 E,连结OE.
(1)求证:四边形ABCD 是菱形;
(2)若CE=2 3,∠ADC=120°,求四边形ABCD的面积.
20.如图①,已知在△ABC中,∠BAC=45°,AB=AC,AD⊥BC于点 D,将△ABC沿AD剪开,并分别沿AB,AC 翻折,点 E,F 是点 D 的对应点,得到△ABE和△ACF(与△ABC在同一平面内).延长EB,FC 相交于点G,
(1)求证:四边形AEGF 是正方形;
(2)如果(1)中AB≠AC,其他条件不变,如图②,那么四边形 AEGF 是不是正方形?请说明理由;
(3)在(2)中,若 BD=2,DC=3,求 AD的长.
21. 尺规作图问题:
如图1,在等腰三角形ABC中,AB=AC,D,E分别是BC,AB的中点,在AC边上作一点F,使得四边形AEDF为菱形.
甲同学:如图2,以点A为圆心,AE长为半径画弧,交AC于点F,连接DF,则四边形AEDF为菱形.
乙同学:以点D为圆心,DE长为半径画弧,交AC于点F,连接DF,则四边形AEDF为菱形.
甲同学:你的作法有问题.
乙同学:哦…我明白了!
(1)证明:甲同学所作的四边形AEDF为菱形;
(2)请指出乙同学作法中存在的问题.
22.如图正方形ABCD中,点E为对角线AC上一点,连接DE,过点E作EF⊥DE,交射线BC于点F.
(1)求证:EF=ED;
(2)若AB=2,CE=2,BF的长度为 ;
(3)当线段DE与正方形ABCD的某条边的夹角是30°时,直接写出∠EFC的度数.
23.在四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O.在线段AO上任取一点P(端点除外),连接PD、PB.点Q在BA的延长线上且PQ=PD.
(1)如图1,若四边形ABCD是正方形.
①求∠DPQ的度数;
②探究AQ与OP的数量关系并说明理由.
(2)如图2,若四边形ABCD是菱形且∠ABC=60°.探究AQ与CP的数量关系并说明理由.
24.如图1,矩形ABCD中,AB=3,BC=5,动点E,F分别在边BC,CD上,连结AE,EF,以AE,EF为边向上作▱AEFG,连结GE,
(1)如图2,点F与D重合时,
①求▱AEFG的面积.
②当EG最短时,求BE的长.
(2)如图3,当AE⊥EF时,连结GD,若GE=2GD,求BE的长.
25.如图1,在矩形ABCD中,AB=a,BC=3,动点P从B出发,以每秒1个单位的速度沿射线BC方向移动,作△PAB关于直线PA的对称△PAB',设点P的运动时间为t(s).
(1)当a=4时.
①如图2.当点B'落在AC上时,显然△PCB'是直角三角形,求此时t的值;
②当点B'不落在AC上时,请直接写出△PCB'是直角三角形时t的值;
(2)若直线PB'与直线CD相交于点M,且当t3时,∠PAM的大小是否发生变化,若不变,请说明理由.
26.综合与实践课上,同学们以“折纸”为主题开展数学活动.
【动手操作】
如图1,将边长为8cm的正方形ABCD对折,使点D与点B重合,得到折痕AC.打开后,再将正方形ABCD折叠,使得点D落在BC边上的点P处,得到折痕GH,折痕GH与折痕AC交于点Q.打开铺平,连接PQ、QD、PD.
(1)【探究提炼】
如图1,点P是BC上任意一点,线段QD和线段PQ存在什么关系?并说明理由;
(2)如图2,连接PH,当PH恰好垂直于AC时,求线段CQ的长度;
(3)【类比迁移】
如图3,某广场上有一块边长为40m的菱形草坪ABCD,其中∠BCD=60°.现打算在草坪中修建步道AC和MN﹣ND﹣DM,使得点M在BC上,点N在AC上,且MN=ND.
①求∠NMD的度数;
②请问步道MN﹣ND﹣DM所围成的△MND(步道宽度忽略不计)的面积是否存在最小值?若存在,请直接写出最小值;若不存在,说明理由.
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】解:如图,连接PH,过N作NM⊥CD于点M,则四边形ADMN为矩形,
由折叠的性质可知,GN=AN=10 PG=AP=6,
设DH=y,HG=x,则MH=10−y,NH=10+x,
∴在Rt△MNH中,由勾股定理得MN2=NH2−MH2,
即102=10+x2−10−y2,
∴y2−x2=20x+20y−100①,
在Rt△PDF中,由勾股定理得PH2=PD2+DH2=42+y2,
在Rt△PGH中,由勾股定理得PH2=PG2+HG2=62+x2,
∴42+y2=62+x2,整理得y2−x2=20②,
①−②得,20x+20y−100=20,整理得x+y=6,
∴y=6−x,
∴6−x2−x2=20,
解得x=43,
∴NH=43+10=343,
故答案为:D.
【分析】
如图,连接PH,过N作NM⊥CD于点M,根据矩形的判定定理:四个角都是直角的四边形是矩形可知:四边形ADMN为矩形,由折叠的性质可知:GN=AN=10 PG=AP=6,设DH=y,HG=x,根据线段的和差运算可知:MH=10−y,NH=10+x,根据勾股定理:在Rt△MNH中,MN2=NH2−MH2,代入数据得:102=10+x2−10−y2,化简整理得:y2−x2=20x+20y−100①,再根据勾股定理: 在Rt△PDF和Rt△PGH中,PH2=PD2+DH2=PG2+HG2,代入数据得:42+y2=62+x2,化简整理得:y2−x2=20②,①−②得,20x+20y−100=20,则y=6−x,6−x2−x2=20,求x的值,最后根据线段的和差运算可求得NH的值,由此可得出答案.
2.【答案】D
【解析】【解答】解:取CD的中点O,连接OB、OM,如下图
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD=CB=DC,∠EBA=∠FCD=90°,∠ABG=∠CBG=45°,
∴在△ABE和△DCF中,
AB=CD∠EBA=∠FCDBE=CF,
∴△ABE≌△DCF(SAS),
∴∠BAE=∠CDF,
在△ABG和△CBG中,
AB=BC∠ABG=∠CBGBG=BG,
∴△ABG≌△CBG(SAS),
∴∠BAG=∠BCG,
∴∠CDF=∠BCG,
∵∠FCD=∠DCM+∠BCG=90°,
∴∠CDF+∠DCM=90°,
∴∠DMC=180°−90°=90°,
∵点O是CD的中点
∴OM=CO=12CD=1,
在Rt△BOC中,OB=CB2+OC2=22+12=5,
根据三角形的三边关系,OM+BM>OB,
∴当O、M、B三点共线时,BM的长度最小,
∴BM的最小值=OB−OM=5−1.
故答案为:D.
【分析】本题主要考查了直角三角形的性质,勾股定理,正方形的性质,全等三角形的判定与性质等知识,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解题的关键.
根据正方形的性质:四边形相等,四个角都是90°,可知:AB=AD=CB=DC,∠EBA=∠FCD=90°,∠ABG=∠CBG=45°,再根据全等三角形的判定定理:SAS可证明△ABE≌△DCF,由全等三角形的性质:对应角相等得出:∠BAE=∠CDF,再根据全等三角形的判定定理:SAS证明△ABG≌△CBG,由全等三角形的性质得出∠BAG=∠BCG,再由角的和差和等量代换可得:∠CDF+∠DCM=90°即,∠DMC=90°,取CD的中点O,连接OB、OF,由直角三角形的性质:直角三角形斜边的中线=斜边的一半可知:OM=CO=12CD=1,由勾股定理求出OB的长,当O、M、B三点共线时,BM的长度最小,则可求出答案.
3.【答案】C
【解析】【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=DA,AB∥CD,OA=OC,OB=OD,AC⊥BD,
∴∠BAG=∠EDG,△ABO≌△BCO≌△CDO≌△AODSSS,
∵CD=DE,
∴AB=DE,
在△ABG和△DEG中,
∠BAG=∠EDG∠ABG=∠DGEAB=DE,
∴△ABG≌△DEGAAS,
∴AG=DG,
∴OG是△ACD的中位线,
∴OG=12CD=12AB,OG∥AB∥CD,故①正确;
连接AE,
∵AB∥CE,AB=DE,
∴四边形ABDE为平行四边形,
∵∠BCD=∠BAD=60°,
∴△ABD、△CBD是等边三角形,
∴AB=BD=AD,∠ODC=60°,
∴OD=AG,四边形ABDE为菱形,故④正确;
∴AD⊥BE,
在△BGA和△COD中,
AG=DO∠BAG=∠CDOAB=DC,
∴△BGA≌△CODSAS,
∴△ABO≌△BCO≌△AOD≌△COD≌△BGA≌△BGD≌△EGD,故②错误;
∵OG是△ACD的中位线,
∴S△ODG=S△OBG,S△BDG=S△ABG,
∴S△ODG=12S△BDG=14S△ABD=18S菱形ABCD,故③正确;
综上所述,正确的有①③④,
故选:C.
【分析】本题考查菱形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、等边三角形的判定与性质以及三角形中位线定理的综合应用,首先根据菱形的性质得到边和角的关系,证明ΔABG≅ΔDEG得出AG=DG,结合O为AC中点判定OG为ΔACD的中位线,验证结论①;连接AE,利用菱形和等边三角形的性质证明四边形ABDE为菱形,验证结论④;通过全等三角形的判定找出与ΔEGD全等的三角形,判断结论②的真假;利用三角形面积的倍数关系推导菱形ABCD与ΔODG的面积关系,验证结论③。
4.【答案】B
【解析】【解答】解:由折叠可知:
在△ADE沿AE折叠得到△AFE中,AD=AF,DE=EF=c,∠D=∠AFE=90°;
在△BMF沿MF折叠得到△NMF中,BM=MN,BF=NF,∠B=∠MNF=90°.
∵CD=CE+DE,
∴CD=b+c
在Rt△ECF中,根据勾股定理得,a2+b2=c2.
∴矩形ABCD的面积S1=AB×BC=AF×(b+c).
∵△BMF≅△NMF,
∴S△BMF=S△NMF.
A、S1=AF×(b + c),S2是四边形EFMN的面积(与△CEF、△BMF等相关),由于a(CF)、c(EF)与S1、S2的比例关系不固定(a、c随E、F位置变化),因此aS1cS2不是固定值,A错误;
B、由Rt△ECF中a2+b2=c2,结合折叠性质和面积比例关系:四边形EFMN的面积S2与△ CEF的面积存在固定比例(因折叠后图形的相似性与对称性),且S1=AF×(b + c)中AF、b + c与b、c的关系稳定,最终可推得bS1cS2为固定值,B正确;
C、S1=AF×(b + c),代入后形式为a×AF×b+cb+cS2=a×AFS2,由于a(CF)、AF与S2的比例关系不固定,因此不是固定值,C错误;
D、S1=AF×(b + c),a + c是CF + EF,与b、S2的比例关系不固定(因a、c随图形变化),因此不是固定值,D错误.
故答案为:B.
【分析】先分析折叠与几何图形的基本性质, 求出折叠前后对应边、角相等 ;再由勾股定理,得出a2+b2=c2;再根据矩形面积公式为“长 × 宽”,求出矩形ABCD的面积S1=AB×BC=AF×(b+c);最后根据“全等三角形面积相等”,得出△BMF=S△NMF;通过代入等计算出每个选项的正确与否,即可一 一得出答案.
5.【答案】D
【解析】【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴∠D=∠ABC=120°,AB//CD,AB=BC,∠ACD=∠ACB
∵EF//AD,
∴∠DEF=∠D=120°,
∴∠CEF=180°-120°=60°,
∵CE=EF,
∴△CEF是等边三角形
故①符合题意;
∵△CEF是等边三角形,
∴∠ECF=60°,CF=CE
∵AB//CD,
∴∠ABC+∠BCD =180°,
∴∠BCD=60°,
∴∠ACD=12×60°=30°,
∴∠ACF=60°+30°= 90°,
∵G是AF的中点,
∴CG=12AF,
∴AG=CG,
故②符合题意;
∵AB=BC,AG=CG,
∴B和G在线段AC的垂直平分线上,
∴BG垂直平分AC,
故③符合题意;
∴H是AC的中点,
∴GH是△ACF的中位线,
∴CF=2GH,
∵∠BCH=12∠BCD=30°,∠BHC =90°,
∴BC=2BH,
∴BC+CF=2(GH+BH)=2BG
∴2BG=AD+CE,
故④符合题意,
∴其中正确的结论有4个,
故答案为:D.
【分析】由菱形的性质推出∠D=∠ABC=120°,AB//CD,AB=BC,∠ACD=∠ACB,由平行线的性质推出∠DEF=∠D=120°,由邻补角的性质得到求出∠CEF=60°,判定△CEF是等边三角形,得到∠ECF=60°,CF=CE,由平行线的性质求出∠BCD=60°,得到∠ACD=30°,因此∠ACF=90°,由直角三角形斜边中线的性质推出AG=CG,判定B和G在线段AC的垂直平分线上,推出BG垂直平分AC,由三角形中位线定理推出CF=2GH,由含30度角的直角三角形的性质得到BC=2BH,推出2BG=AD+CE.
6.【答案】C
【解析】【解答】解:在BC上截取一点E',使得BE=BE',连接EE'交BD于点G,过点E'作PE⊥BC,交BD于点P,E'P的延长线交AD于点F,连接EF,如图,
则四边形CDFE'和四边形ABE'F均为长方形,E'F=3,
∵四边形ABCD为正方形,
∴∠ABC=90°,AB=BC=3,∠ABD=∠CBD=45°,
∵BE=BE',
∴△BEE'为等腰直角三角形,
又∵∠EBG=∠B'EG,
∴EG=E'G,BG⊥EE',
∴BD垂直平分EE',
∴PE=PE',
∴PE+PF=PE'+PF=E'F=3,
∴AF=BE'=2,
∴EF=AE2+AF2=5,
故答案为:C.
【分析】在BC上截取一点E',使得BE=BE',连接EE'交BD于点G,过点E'作PE⊥BC,交BD于点P,E'P的延长线交AD于点F,连接EF,则四边形CDFE'和四边形ABE'F均为长方形,E'F=3,然后根据正方形的性质证明△BEE'为等腰直角三角形,进而得到BD垂直平分EE',则PE=PE',最后根据线段间数量关系和勾股定理即可求解.
7.【答案】B
【解析】【解答】解:选项 A:因为四边形ABCD是菱形,所以AB = BC ,
已知BE = CF,那么AB - BE = BC - CF,即AE = BF,该选项能判定,不符合题意,A错误;
选项 B:由DE = DF,结合菱形中AD = BD,此时是 “SSA” 的情况,不能判定 △ADE≌△BDF ,也就不能判定AE = BF,该选项符合题意,B正确;
选项 C:因为四边形ABCD是菱形且∠A = 60°,
所以△ABD、△BCD都是等边三角形,AD = BD,∠A = ∠DBC =60°,∠ADB = 60°,
又因为∠EDF = 60°,
所以∠ADE +∠EDB =∠ EDB +∠BDF = 60°,即∠ADE =∠BDF,
在△ADE和△BDF中,∠A=∠DBC=60°AD=BD∠ADE=∠BDF,根据 “ASA” 可判定△ADE≌△BDF,所以AE = BF,该选项能判定,不符合题意,C错误;
选项 D:因为四边形ABCD是菱形且∠A = 60°,所以AD = BD,∠A =∠ DBC =60° ,
已知∠DEB=∠DFC,则∠AED = 180°-∠DEB,∠BFD = 180°-∠DFC,
所以∠AED =∠BFD ,
在△ADE和△BDF中,∠A=∠DBC=60°∠AED=∠BFDAD=BD,根据 “AAS” 可判定△ADE≌△BDF,所以AE=BF,该选项能判定,不符合题意,D错误;
故答案为:B,
【分析】菱形具有平行四边形的所有性质,且菱形四条边相等,本题中结合∠A = 60°得出等边三角形,再通过全等三角形的不同判定方法(ASA、AAS等 ),判断线段是否相等,核心是利用菱形性质构造全等三角形条件来推理.
8.【答案】D
【解析】【解答】解:如图1
图1
∵正方形ABCD,E、F均为中点
∴AD=DC=BC,∠ADC=∠DCB;EC=DF=12DC,
∵在△ADF和△DCE中,
AD=DC∠ADF=∠DCEDF=CE
∴△ADF≅△DCE(SAS)
∴∠AFD=∠DEC
∵∠DEC+∠CDE=90°
∴∠AFD+∠CDE=90°=∠DPF
∴AF⊥DE
∴①正确
如图2
图2
取AD的中点G,AP的中点M,连接MG,BM,BG
则MG∥DP,DG=12AD=12BC=BE
∴MG⊥AP
∵AD∥BC
∴DG∥BE
∴四边形BGDE为平行四边形
∴BG∥DP
∴B、M、G三点共线
∴BM⊥AP
∵AM=MP
∴BG是AP的垂直平分线
∴△ABP是等腰三角形
∴BP=AB=AD
∴②正确
由②知:BP=AB
∴∠BAP=∠BPA
又∵△ADF≅△DCE
∴∠CDE=∠DAF
又∵∠BAP+∠DAF=∠APB+∠BPE=90°
∴∠DAF=∠BPE
又∵∠DAF=∠CDE
∴∠BPE=∠CDE
∴③正确
如图3,延长DE至N,使得EN=PF,连接CN
图3
∵∠AFD=∠DEC
∴∠CEN=∠CFP
又∵E、F分别是BC,DC的中点
∴CE=CF
∵在△CEN和△CFP中
CE=CF∠CEN=∠CFPEN=PF
∴△CEN≅△CFP(SAS)
∴CN=CP,∠ECN=∠PCF
∵∠PCF+∠BCP=90°
∴∠ECN+∠BCP=∠NCP=90°
∴△NCP是等腰直角三角形
∴PN=PE+NE=PE+PF=2PC
∴④正确
故答案为:D.
【分析】根据正方形性质得出AD=DC=BC,∠ADC=∠DCB,EC=DF=12DC,证明△ADF≅△DCE,推出∠AFD=∠DEC,求出∠DPF=90°即可判断①;取AD的中点G,AP的中点M,连接MG,BM,BG,证明BG是AP的垂直平分线,推出△ABP是等腰三角形,即可判断②;由②知BP=AB,得到∠BAP=∠BPA,又根据△ADF≅△DCE,得到∠CDE=∠DAF,根据∠BAP+∠DAF=∠APB+∠BPE=90°得到∠DAF=∠BPE,就可以得到③正确;延长DE至N,使得EN=PF,证△CEN≅△CFP,推出CN=CP,∠ECN=∠PCF,求出△NCP是等腰直角三角形,即可判断④。
9.【答案】B
【解析】【解答】①连接PC,延长FP交AB于点G,
∵PE⊥BC, PF⊥CD,
∴∠PEC=∠PFC=90°,
∵正方形ABCD中,∠BCD=90°,
∴∠EPF=90°,
∴四边形PECF是矩形,
∴PC=EF,
由正方形的对称性知,AP=PC,
∴AP=EF;
∵AB∥CD,
∴PF⊥AB,
∵△APG和△FEP中,PE⊥PG,PF⊥AG,
∴AP⊥EF;
∴正确;
②∵PC=EF,PE=EP,
∴Rt△PCE≌Rt△EFP(HL),
∴∠PFE=∠ECP,
∵∠BAP=∠BCP,
∴∠BAP=∠PFE;
∴正确;
③∵∠ADP=45°,
∴∠DAP+∠DPA=135°,
∵∠DAP<∠DAB=90°,∠DPA>∠DBA=45°,
∴只有当∠DAP=∠DPA=67.5°时,或∠PAD=∠PDA=45°时,△ADP才是等腰三角形,除此之外都不是等腰三角形;
∴不正确;
④∵∠BDC=∠DBC=45°,∠DFP=∠PEB=90°,
∴∠BPE=90-∠PBE=45°,∠DPF=90-∠PDF=45°,
∴BE=PE,DF=PF,
∴PE+EC+PF+CF=(BE+EC)+(DF+CF)=BC+CD=4+4=8;
∴不正确;
⑤连接AC,设AC与BD交点为O,
则AC⊥BD,
∴AP≥AO,
∵AC=2AB=42,
∴AO=12AC=22,
∴AP≥22,
∴EF≥22,
∴EF的最小值为22;
∴正确;
⑥∵AP2=EF2=PE2+PF2,PE=BE,PF=DF,
∴2AP2=2PE2+2PF2=PB2+PD2,
即PB2+PD2=2AP2;
∴正确.
故选:B.
【分析】本题主要对正方形,矩形,全等三角形,轴对称,等腰三角形,勾股定理等知识点进行考查;
① 首先,连接PC并延长FP,交AB于点G。由于已知PE垂直于BC,PF垂直于CD,并且在正方形ABCD中,∠BCD为90°,我们可以得出四边形PECF是矩形,因此PC等于EF。根据正方形的对称性,进一步推导出AP等于PC,即AP=EF。接下来,由于PE垂直于PG,PF垂直于AG,因此我们也可以得出AP垂直于EF。故①是正确的;
② 由于PC=EF,且PE=EP,我们可以得出直角三角形PCE与EFP是全等的(Rt△PCE ≌ Rt△EFP)。因此,∠PFE=∠ECP。又根据已知条件∠BAP=∠BCP,我们可以推导出∠BAP=∠PFE。故②是正确的;
③ 根据∠ADP=45°,可以得出∠DAP+∠DPA=135°。同时,已知∠DAP<∠DAB=90°,并且∠DPA>∠DBA=45°。因此,只有在∠DAP=∠DPA=67.5°或∠PAD=∠PDA=45°的情况下,△ADP才会是等腰三角形。除此之外,△ADP都不是等腰三角形。故③的结论是不正确的;
④ 根据已知条件∠BDC=∠DBC=45°,以及∠DFP=∠PEB=90°,我们可以得出∠BPE=45°和∠DPF=45°。由此,得出BE=PE和DF=PF。因此,PE+EC+PF+CF可以表示为(BE+EC)+(DF+CF),即BC+CD。根据题设,BC=4,CD=4,因此PE+EC+PF+CF=4+4=8。故④的结论是不正确的;
⑤连接AC,设AC与BD交点为O,得到AC⊥BD,AP≥AO,根据题干信息AC=2AB=42,可得AO=12AC=22,所以AP≥22,得到EF≥22,推出EF的最小值为22;⑤正确;
⑥根据AP2=EF2=PE2+PF2,PE=BE,PF=DF,得到2AP2=2PE2+2PF2=PB2+PD2,得到PB2+PD2=2AP2;⑥正确.
10.【答案】C
【解析】【解答】解:①∵△ACD、△ABE、△CBF是等边三角形,
∴BE=AB,BF=CB,∠EBA=∠FBC=60°,AC=AD,
∴∠EBF=∠ABC=60°−∠ABF,
∴△EFB≌△ACBSAS,
故①正确.
∵△EFB≌△ACBSAS,
∴EF=AC,
又∵在等边△ACD中,AC=AD
∴EF=AC=AD,
同理可证△CDF≌△CAB,得DF=AB=AE,
∵AE=DF,AD=EF,
∴四边形ADFE是平行四边形,
即当∠BAC=130°时,四边形ADFE是平行四边形.
故②正确.
由②知AB=AE,AC=AD,四边形AEFD是平行四边形,
∴当AB=AC时,AE=AD,
∴平行四边形ADFE是菱形,
故结论③正确;
∵四边形AEFD是正方形,
∴AE=AD,∠DAE=90°,
∴AB=AE=AC=AD,∠BAC=360°−∠BAE−∠DAE−∠CAD=150°,
∴∠ABC=∠ACB=12(180°−∠BAC)=15°.
故④正确.
过点E作ME⊥DF,交DF的延长线于点M,如图
∴∠M=90°,
∵AB=12,AC=5,BC=13,
∴AC2+AB2=169,CB2=169,FE=AD=AC=5,DF=AE=AB=12,
即AC2+AB2=CB2,
∴△ABC是直角三角形,且∠BAC=90°.
∴∠DAE=360°−∠BAE−∠BAC−∠CAD=150°,
∴∠DFE=∠DAE=150°,
∴∠MFE=180°−∠DFE=30°,
∴ME=12EF=52,
∴S四边形AEFD=ME⋅DF=52×12=30,
故⑤错误,
综上所述,①②③④正确,
故答案为:C.
【分析】根据等边三角形的性质、SAS证三角形全等可对①进行判断;利用等边三角形的性质,全等三角形的判定与性质、平行四边形的判定可对②进行判断;利用菱形的判定可对③进行判断;利用正方形的性质和内角和定理可对④进行判断;过点E作ME⊥DF,交DF的延长线于点M,利用勾股定理逆定理可判断三角形ABD的形状,进一步可计算∠EAD的度数,再依次算出∠DFE、∠MFE的大小,再利用30°直角边等于斜边的一半计算出ME的长度,最后利用平行四边形的面积计算公式计算出S四边形AEFD,可对⑤进行判断.
11.【答案】62
【解析】【解答】解:如图,连接BD交AC于点O,过点E作 EF⟂BD于点F,
设EC=x,则AE=3CE=3x,
∴AC=AE+EC=4x,
∵四边形ABCD是矩形,
∴OA=OD=OB=OC=2x,
∴设∠OAD=∠ODA=α,
∴∠DOE=∠OAD+∠ODA=2α,
∵∠AED=2∠DAE=2α,
∴∠DOE=∠DEO,
∴DE=DO=2x,
∴OE=OC-EC=x,
设OF=y,则DF=OD-OF=2x-y,
∵EF⊥BD,
∴OE2−OF2=EF2=DE2−DF2,
∴x2−y2=2x2−2x−y2,
∴y=14x,即 OF=14x,
∴BF=BO+OF=2x+14x=94x,
在直角三角形EOF中,由勾股定理得: EF2=OE2−OF2=x2−14x2=1516x2,
在直角三角形BEF中,由勾股定理得:BE=BF2+EF2=6x,
∴BEDE=6x2x=62,
故答案为: 62.
【分析】如图,连接BD交AC于点O,过点E作 EF⟂BD于点F,设EC=x,表示出OA=OD=OB=OC=2x,设 ∠OA D=∠ODA=α,得 到 ∠DOE=∠DEO,推出DE=DO=2x,OE=OC-EC=x,设OF=y,利用勾股定理表示出 OF=14x,BE=6x,进而求解即可.
12.【答案】10
【解析】【解答】解:过F作 FG⟂AB于G,则 FG=BC=AB,∠ ABM=∠FGE=90∘,
∵正方形ABCD的边长为2,
∴AB=BC=2,∠ABC=90∘,
∵M是BC的中点,
∴BM=12BC=1,
∴AM=AB2+BM2=5,
∵EF⟂AM,
∴∠BAM=∠GFE,
∴△ABM≅△FGE(SAS),
∴AM=EF,
将EF沿EM方向平移至MH,连接FH,则EF=M. H,∠AMH=90∘,EM=FH,
当A、F、H三点共线时,EM+AF=FH+AF=AH的值最小,
此时. EM+AF=AH=AM2+MH2=5+5=10,
∴EM+AF的最小值为 10,
故答案为: 10.
【分析】根据正方形的性质求得AB与BM,再由勾股定理求得AM; 过F作 FG⟂AB于G,证明 △ABM≅△FGE得AM=EF,再将EF沿EM方向平移至MH, 连接FH, 当A、F、H三点共线时,EM+AF=FH+AF=AH的值最小,由勾股定理求出此时的AH的值便可.
13.【答案】3+36
【解析】【解答】解:设AB=BC=CD=AD=2a,过点G作GT⊥CD于点T,如图,
∵A、M关于BN对称,
∴AB=BM=BC,
∵B、C关于EF对称,
∴BM=MC=BC,
∴△BCM是等边三角形,
∴∠MBC=∠BCM=90°,
∵∠ABC=∠BCD=90°,
∴∠ABH=∠DCG=30°,
∴BH=2AH.
∴AH=233a,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠CDB=45°,
∵GT⊥CD,
∴DT=GT,CG=2TG,CT=3GT,
∵DT+TC =2a,
∴DT=TG=(3-1)a,
∴CG=2(3-1)a,
∴AHCG=233a23−1a=3+36。
故答案为:3+36 .
【分析】本题做出辅助线后,根据对称的性质可以得出△BCM是等边三角形,然后利用勾股定理求出AH=233a;结合正方形对角线互相平分以及勾股定理,可以得出DT=GT,CG=2TG,CT=3GT,继而推出CG=2(3-1)a,最后比较计算即可。
14.【答案】①②④
【解析】【解答】∵A'为CD中点,正方形ABCD的边长为8,
∴AD=8,A'D=12CD=4,∠D=90°,
由翻折可知:AE=A'E,
设AE=A'E=x,则DE=8−x,
∵在Rt△A'DE中,A'D2+DE2=A'E2,
∴42+8−x2=x2,
解得:x=5,
∴AE=5,DE=3,
∴当A'为CD中点时,△A'DE三边之比为3:4:5,
故①正确;
如图,连接AA'交EF于点Q,过点E作EM⊥BC,垂足为M,交AA'于点N,
∴EM//CD,EM=CD=AD,
∴∠AEN=∠D=90°,
由翻折可知:EF垂直平分AA',
∴∠AQE=90°
∴∠EAN+∠ANE=∠QEN+∠ANE=90°
∴∠EAN=∠QEN,
在△AA'D和△EFM中,
∠DAA'=∠FEMAD=EM∠D=∠EMF=90°,
∴△AA'D≌△EFM(ASA)
∴AA'=EF,
故②正确;
当△A'DE三边之比为3:4:5时,假设A'D=3a,DE=4a,A'E=5a,则AE=A'E=5a,
∵AD=AE+DE=8,
∴5a+4a=8,
解得:a=89
∴A'D=3a=83,A'C=CD−A'D=8−83=163,
∴此时点A'不是CD中点,
故③错误;
如图,过点A作AH⊥A'G,垂足为H,连接AA',AG,
由翻折可知:∠EA'G=∠EAB=90°,A'E=AE,
∴∠EAA'=∠EA'A,
∵∠D=90°,
∴∠EAA'+∠DA'A=90°,
又∵∠EA'A+∠AA'G=∠EA'G=90°,
∴∠AA'G=∠DA'A,
∵∠D=∠A'HA=90°,
∴△AA'D≌△AA'H(AAS),
∴AD=AH,A'D=A'H,
∵AD=AB,
∴AH=AB,
在Rt△ABG与Rt△AHG中,
∵AB=AHAG=AG,
∴Rt△ABG≌Rt△AHG(HL),
∴HG=BG,
∴△A'CG的周长为:
A'C+A'G+CG=A'C+A'H+HG+CG=A'C+A'D+BG+CG=CD+BC=8+8=16,
∴当A'在CD上移动时,△A'CG周长不变,
故④正确;
故答案为①②④.
【分析】本题考查正方形的性质、折叠的性质、勾股定理和全等三角形的判定与性质,需逐一分析每个结论的正确性。①当A'为CD中点时,A'D=4,设AE=A'E=x,则DE=8−x,在RtΔA'DE中,由勾股定理得42+(8−x)2=x2,解得x=5,DE=3,三边比为3:4:5,结论正确;②连接AA'交EF于Q,过E作EM⊥BC,可证明ΔAA'D≅ΔEFM(ASA),因此AA'=EF,结论正确;③当ΔA'DE三边比为3:4:5时,设A'D=3a,DE=4a,A'E=5a,则AE+DE=9a=8,a=89,A'D=83≠4,不是CD中点,结论错误;④过A作AH⊥A'G,证明ΔAA'D≅ΔAA'H和RtΔABG≅RtΔAHG,得A'D=A'H、BG=HG,ΔA'CG的周长为A'C+A'G+CG=CD+BC=16,周长不变,结论正确。因此正确结论为①②④。
15.【答案】2−2
【解析】【解答】解:连结EH,
∵四边形ABCD是矩形,AB=1,
∴∠B=∠BAD=∠D=90°,DC=AB=1,
由翻折得AG=AE=AB=1,∠G=∠E=∠B=90°,∠EAC=∠BAC=90°-∠DAC,
∴∠GAF=∠EAF=∠EAC-∠DAC=90°-2∠DAC,
∴∠GAC=∠GAF-∠DAC=90°-3∠DAC,
∵AC平分∠DAG,
∴∠GAC=∠DAC,
∴∠DAC=90°-3∠DAC,
∴∠DAC=22.5°,
∴∠GAF=∠EAF=90°-2×22.5°=45°
∴∠EAG=2∠EAF=90°,
∵∠G=∠A=∠E=90°,AG=AE=1,
∴四边形AEFG是正方形,
∴FE=AE=1,
∵∠DFC=∠EFA=∠EAF =45°,
∴∠DCF=∠DFC=45°,
∴DF=DC=1,
∴CF=DF2+DC2=12+12=2
∴CE=2+1,
∵AE//FH,
∴S△EFH=S△AFH,
∴S△EHC=S△EFH+S△CFH=S△AFH+S△CFH=S△AFC,
∴12CE·FH=12CF·AE,
∴12×(2+1)FH=12×2×1,
∴FH=2−2,
故答案为:2−2.
【分析】连结EH,由矩形的性质得∠B=∠BAD=∠D=90°,DC=AB=1,由翻折得AG=AE=AB=1,∠G=∠E=∠B=90°,∠EAC=∠BAC=90°-∠DAC,则∠GAF=∠EAF=90°-2∠DAC,所以∠GAC=∠DAC=90°-3∠DAC,求得∠DAC=22.5°,则∠GAF=∠EAF=45°,可证明四边形AEFG是正方形,则FE=AE=1,再证明DF=DC=1,求得CF=2,则CE=2+1,可证明S△EFH=S△AFH,进而即可得出答案.
16.【答案】①②③④
【解析】【解答】解:∵在矩形ABCD中,AE平分∠BAD,
∴∠BAE=∠DAE=45°,
∴△ABE是等腰直角三角形,
∴AE=2AB,
∵AD=2AB,
∴AE=AD,故①正确,
在△ABE和△AHD中,
∠BAE=∠DAE∠ABE=∠AHD=90°AE=AD,
∴△ABE≌△AHD(AAS),
∴BE=DH,
∴AB=BE=AH=HD,
∴∠ADE=∠AED=12(180°−45°)=67.5°,
∴∠CED=180°−45°−67.5°=67.5°,
∴∠AED=∠CED,故②正确;
∵∠AHB=12(180°−45°)=67.5°,∠OHE=∠AHB,
∴∠OHE=∠AED,
∴OE=OH,
∵∠DHO=90°−67.5°=22.5°,∠ODH=67.5°−45°=22.5°,
∴∠DHO=∠ODH,
∵∠EBH=90°−67.5°=22.5°,
∴∠EBH=∠OHD,
又∵BE=DH,∠AEB=∠HDF=45°,
在△BEH和△HDF中,
∠EBH=∠OHDBE=DH∠AEB=∠HDF,
∴△BEH≌△HDF(ASA),
∴BH=HF,HE=DF,
∴点H是BF的中点,故③正确;
∵AE=AD=BC,AB=AH=BE=CD,
∴CE=EH,
∴BC−CF=(CD+CE)−(CD−CE)=2CE,所以④正确;
故答案为:①②③④.
【分析】本题考查矩形的性质、全等三角形的判定与性质、角平分线的定义及等腰三角形的性质。①由AE平分∠BAD,矩形中∠BAD=90°,得∠BAE=45°,ΔABE是等腰直角三角形,故AE=2AB,又AD=2AB,因此AD=AE,①正确;②通过AAS证明ΔABE≅ΔAHD,得BE=DH,AB=AH=HD,计算∠ADE=∠AED=180°−45°2=67.5°,∠CED=180°−45°−67.5°=67.5°,故∠DEA=∠DEC,②正确;③通过ASA证明ΔBEH≅ΔHDF,得BH=HF,即H是BF中点,③正确;④由AE=AD=BC,AB=BE=CD,得CE=EH,BC−CF=(CD+CE)−(CD−CE)=2CE,④正确。
17.【答案】(1)解:∵菱形ABCD,菱形ABCD的周长为24cm,
∴AB=AD=6cm,
∵∠BAD=60°,
∴△ABD为等边三角形,
∴BD=6cm.
(2)解:∵BO=DO=3cm,
∴AO=33cm,AC=63cm,
∵AC⊥BD,
∴菱形面积为:12×6×63=183cm2,
答:制作菱形ABCD需要183cm2平方厘米的布料.
【解析】【分析】(1)先利用菱形的性质可得AB=AD=6cm,再证出△ABD为等边三角形,最后利用等边三角形的性质可得BD=6cm;
(2)先求出AO=33cm,AC=63cm,再利用菱形的面积等于对角线乘积的一半列出算式求解即可.
(1)解:∵菱形ABCD,菱形ABCD的周长为24cm,
∴AB=AD=6cm,
∵∠BAD=60°,
∴△ABD为等边三角形,
∴BD=6cm;
(2)解:∵BO=DO=3cm,
∴AO=33cm,AC=63cm,
∵AC⊥BD,
∴菱形面积为:12×6×63=183cm2,
答:制作菱形ABCD需要183cm2平方厘米的布料.
18.【答案】解:如图,建立直角坐标系,分别取OA,AN中点E、F,连接EF,以CM为边构造△CMP≌△AFE连接OP,OC,
∴12ON=EF=MP,则12ON+OM=OM+MP,
当点O、M、P在同一直线上时OM+MP值最小,
∴OM+MP最小值为OP,
∵四边形AOBC为正方形,
∴∠EAF=∠MCP=∠OCB=45°,且AE=CP=3,
∴∠OCP=90°,
在Rt△OBC中,OC=62,
在Rt△OCP中,OP=OC2+CP2=(62)2+32=9,
则OM+12ON的最小值为9.
【解析】【分析】分别取OA,AN中点E、F,连接EF,以CM为边构造△CMP≌△AFE,连接OP,OC,推出当点O、M、P在同一直线上时OM+MP值最小,求出OP即可.
19.【答案】(1)证明:∵AB∥CD,
∴∠ACD=∠BAC.
∵AC平分∠BAD,
∴∠BAC=∠DAC,
∴∠DAC=∠ACD,
∴AD=CD.
又∵AB=AD,∴AB=CD.
又∵AB∥CD,
∴四边形ABCD是平行四边形.
∵AB=AD,∴▱ABCD是菱形
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴∠ABC=∠ADC=120°,AB=BC,
∴∠CBE=60°.
∵CE⊥AB,∴∠BEC=90°,
∴∠BCE=30°,∴BC=2BE.
在Rt△BCE中,由勾股定理,得BC2=BE2+CE2,
即(2BE)2=BE2+(23)2,则BE=2,
∴BC=2BE=4,∴AB=BC=4,
∴四边形ABCD的面积=AB·CE=4×23=83
【解析】【分析】(1)通过角的等量关系证明邻边相等,结合平行四边形的条件判定四边形为菱形;
(2)根据菱形的性质求出相关线段长度,进而计算菱形面积.
20.【答案】(1)证明:∵AB=AC,AD⊥BC,
∴∠ADB=∠ADC=90°,∠DAB=∠DAC=12∠BAC=22.5°.
由折叠的性质,得AE=AD,∠AEB=∠ADB=90°,∠EAB=∠DAB,
∴∠EAD=2∠DAB=45°.
同理AF=AD,∠AFC=90°,∠DAF=45°,
∴AE=AF,∠EAF=∠EAD+∠DAF=90°,
∴四边形AEGF是正方形.
(2)解:四边形AEGF是正方形.
理由:∵AD⊥BC,
∴∠ADB=∠ADC=90°.
由折叠的性质,得∠AEB=∠ADB=90°,∠AFC=∠ADC=90°,AE=AD,AF=AD,∠BAE=∠BAD,∠CAF=∠CAD,
∴∠BAE+∠CAF=∠BAD+∠CAD=∠BAC=45°,AE=AF,
∴∠EAF=∠BAE+∠CAF+∠BAC=90°,
∴四边形AEGF是矩形.
又∵AE=AF,∴四边形AEGF是正方形.
(3)解:∵BD=2,DC=3,∴BC=5.
设AD=x.
由(2)知四边形AEGF是正方形,
∴EG=GF=AE=AD=x,∠G=90°.
由折叠的性质,得BE=BD=2,CF=DC=3,
∴BG=x-2,CG=x-3.
在Rt△BCG中,由勾股定理,得BG2+CG2=BC2,即(x-2)2+(x-3)2=52,
解得x1=6,x2=-1(舍去),
∴AD=x=6.
【解析】【分析】(1)先根据“等腰三角形三线合一”和“折叠性质”,证明四边形是矩形;再证明邻边相等,依据“有一组邻边相等的矩形是正方形”即可得出结论;
(2)折叠性质不依赖AB=AC,仍可证得“矩形+邻边相等”,故仍是正方形;
(3)根据正方形边长相等的性质,结合勾股定理,建立方程,求解即可得出答案.
21.【答案】(1)证明:∵AB=AC,D为BC中点,
∴AD⊥BC,又∵E为AB中点,
∴DE=AE=12AB.
∴DE是△ABC的中位线,
∴DE∥AC.
由作图知:AF=AE
∴DE=AF.
∴四边形AEDF是平行四边形,
∴AF=AE,
∴四边形AEDF是菱形.
(2)解:以D为圆心,DE为半径作弧,与AC可能会有两个交点,故存在问题.
【解析】【分析】(1)根据邻边相等的平行四边形是菱形证明即可;
(2)根据点F不唯一,判断出乙的方法有问题
22.【答案】(1)证明:过点E作EM⊥AD于点M,ME的延长线交BC于点N,EH⊥AB于点H,如图1所示:
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠BAD=∠B=∠BCD=∠CDA=90°,∠BAD=∠DAC=45°,AD∥BC,
∴EN⊥BC,
∴四边形ABNM,四边形CDMN和四边形AMEH都是矩形,
∴∠FNE=∠EMD=90°,MN=AB=AD,AM=BN,
∴∠1+∠2=90°,
∵EF⊥DE,
∴∠1+∠3=90°,
∴∠3=∠2,
∵EM⊥AD,∠DAC=45°,
∴△AME是等腰直角三角形,
∴AM=EM,
∵MN=AD,
∴EM+EN=DM+AM,
∴EN=DM,
在△ENF和△DME中,
∠FNE=∠EMD=90°∠3=∠2EM=DM,
∴△ENF≌△DME(AAS),
∴EF=ED;
(2)2
(3)解:∠EFC的度数是120°或30°
【解析】【解答】(2)解:∵四边形ABCD是正方形,且AB=2,
∴AD=AB=2,
设AM=EM=BN=a,
∴DM=AD﹣AM=2﹣a,
在△DME中,由勾股定理得:EM2+DM2=DE2,
∴a2+(2−a)2=(2)2,
整理得:a2﹣2a+1=0,
解得:a=1,
∴AM=EM=BN=a=1,
∵△ENF≌△DME,
∴FN=EM=1,
∴BF=BN+FN=2,
故答案为:2;
(3)∵点E为对角线AC上一点,
∴线段DE与正方形ABCD的某条边的夹角是30°时,有以下两种情况:
①当DE与AD的夹角是30°时,即∠ADE=30°,如图3①所示:
∴∠EDC=∠CDA﹣∠ADE=60°,
∵EF⊥DE,
∴∠DEF=90°,
在四边形DEFC中,∠EFC+∠BCD+∠EDC+∠DEF=360°,
∴∠EFC+90°+60°+90°=360°,
∴∠EFC=120°;
②当DE与BC的夹角是30°时,即∠CDE=30°,如图3②所示:
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠DCA=∠BCA=45°,
在△CDE中,∠CED=180°﹣(∠CDE+∠DCA)=180°﹣(30°+45°)=105°,
∵EF⊥DE,
∴∠DEF=90°,
∴∠CEF=∠CED﹣∠DEF=105°﹣90°=15°,
∵∠BCA是△CEF的外角,
∴∠BCA=∠CEF+∠EFC,
∴45°=15°+∠EFC,
∴∠EFC=30°,
综上所述:∠EFC的度数是120°或30°;
故答案为:∠EFC的度数是120°或30°.
【分析】(1)过点E作EM⊥AD于点M,ME的延长线交BC于点N,EH⊥AB于点H,如图1所示,根据正方形的性质可证明得到四边形ABNM,四边形CDMN和四边形AMEH都是矩形,再由等角的余角相等可得∠3=∠2,即可得到△AME是等腰直角三角形,结合线段的和差利用AAS证明△ENF≌△DME,再利用全等三角形的性质即可解答;
(2)设AM=EM=BN=a,根据正方形的性质和勾股定理计算得到a=1;再结合全等的性质利用线段的和差运算即可解答;
(3)由题干信息线段DE与正方形ABCD的某条边的夹角是30°,分两种情况:当DE与AD的夹角是30°时,即∠ADE=30°;当DE与BC的夹角是30°时,即∠CDE=30°,分别计算即可解答.
23.【答案】(1)解:①如图:
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=AB,∠DAC=∠BAC=45°,∠DAB=90°,
∴∠DAQ=90°,
∵AP=AP,
∴△DAP≌△BAPSAS,
∴PD=PB,∠ADP=∠ABP,
∵PQ=PD,
∴PQ=PB,
∴∠PQA=∠PBA=∠ADP,
∵∠AMQ=∠DMP,
∴∠DPQ=∠DAQ=90°;
②AQ=2OP,理由如下:
如图2,在OD上取一点N,使DN=PA,连接PN,
∵四边形ABCD是正方形,
∴OD=OA,∠AOD=90°,
∴ON=OP,
∴△PON是等腰直角三角形,
∴PN=2OP,
∵∠DPQ=90°,
∴∠APQ+∠OPD=90°,
∵∠OPD+∠ODP=90°,
∴∠APQ=∠ODP,
∵PD=PQ,
∴△DNP≌△PAQSAS,
∴PN=AQ,
∴AQ=2OP.
(2)解:AQ=CP,理由如下:
如图3,过点D作DE⊥BQ于E,连接DQ,
∴∠AED=∠DEQ=90°,∠AED=∠DEQ=90°,
∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,AD∥BC,
∴∠ABD=30°,AC⊥BD,AD=AB=BC,∠DAE=∠ABC=60°,
∴∠AOB=∠BOC=90°,△ABC是等边三角形,
∴∠BOC=∠AED,∠AOB=∠DEQ,∠ACB=60°,
由(1)同理得:PB=PD=PQ,∠DPQ=∠DAQ=60°,
∴△PDQ是等边三角形,
∴DQ=PD=PB,
∴△ADE≌△BCOAAS,
∴DE=OB,OC=AE,
∴Rt△DEQ≌Rt△BOPHL,
∴EQ=OP,
∴EQ+AE=OP+OC,即AQ=CP.
【解析】【分析】(1)①根据正方形性质可得AD=AB,∠DAC=∠BAC=45°,∠DAB=90°,根据全等三角形判定定理可得△DAP≌△BAPSAS,则PD=PB,∠ADP=∠ABP,根据等边对等角可得∠PQA=∠PBA=∠ADP,再根据角之间的关系即可求出答案.
(2)在OD上取一点N,使DN=PA,连接PN,根据正方形性质可得OD=OA,∠AOD=90°,根据等腰直角三角形判定定理可得△PON是等腰直角三角形,则PN=2OP,根据角之间的关系可得∠APQ=∠ODP,再根据全等三角形判定定理及性质即可求出答案.
(3)过点D作DE⊥BQ于E,连接DQ,根据菱形性质可得∠ABD=30°,AC⊥BD,AD=AB=BC,∠DAE=∠ABC=60°,根据等边三角形判定定理可得△ABC是等边三角形,则∠BOC=∠AED,∠AOB=∠DEQ,∠ACB=60°,由(1)同理得:PB=PD=PQ,∠DPQ=∠DAQ=60°,根据等边三角形判定定理可得△PDQ是等边三角形,则DQ=PD=PB,根据全等三角形判定定理可得△ADE≌△BCOAAS,则DE=OB,OC=AE,再根据全等三角形判定定理可得Rt△DEQ≌Rt△BOPHL,则EQ=OP,再根据角之间的关系即可求出答案.
(1)解:①如图:
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=AB,∠DAC=∠BAC=45°,∠DAB=90°,
∴∠DAQ=90°,
∵AP=AP,
∴△DAP≌△BAPSAS,
∴PD=PB,∠ADP=∠ABP,
∵PQ=PD,
∴PQ=PB,
∴∠PQA=∠PBA=∠ADP,
∵∠AMQ=∠DMP,
∴∠DPQ=∠DAQ=90°;
②AQ=2OP,理由如下:
如图2,在OD上取一点N,使DN=PA,连接PN,
∵四边形ABCD是正方形,
∴OD=OA,∠AOD=90°,
∴ON=OP,
∴△PON是等腰直角三角形,
∴PN=2OP,
∵∠DPQ=90°,
∴∠APQ+∠OPD=90°,
∵∠OPD+∠ODP=90°,
∴∠APQ=∠ODP,
∵PD=PQ,
∴△DNP≌△PAQSAS,
∴PN=AQ,
∴AQ=2OP.
(2)解:AQ=CP,理由如下:
如图3,过点D作DE⊥BQ于E,连接DQ,
∴∠AED=∠DEQ=90°,∠AED=∠DEQ=90°,
∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,AD∥BC,
∴∠ABD=30°,AC⊥BD,AD=AB=BC,∠DAE=∠ABC=60°,
∴∠AOB=∠BOC=90°,△ABC是等边三角形,
∴∠BOC=∠AED,∠AOB=∠DEQ,∠ACB=60°,
由(1)同理得:PB=PD=PQ,∠DPQ=∠DAQ=60°,
∴△PDQ是等边三角形,
∴DQ=PD=PB,
∴△ADE≌△BCOAAS,
∴DE=OB,OC=AE,
∴Rt△DEQ≌Rt△BOPHL,
∴EQ=OP,
∴EQ+AE=OP+OC,即AQ=CP.
24.【答案】(1)解:①∵AB=3,BC=5,
∴矩形ABCD面积15,
∵S▱ABCD=2S△ADE=15,
∴S▱AEFG=2S△ADE=15;
②记AD与EG交点为O,
∵▱AEFG,
∴OA=OD,EG=2OE,
当OE⊥BC时,OE最小,EG即为最小,
此时四边形ABEO为矩形,
∴BE=OA=12AD=52;
(2)解:连结AF交EG于点O,连结OD,记AD与GF交于点H,∵AE⊥EF,
∴∠AEF=90°,
∴▱AEFG为矩形,
∴EG=2OG=2OF,
∵矩形ABCD,
∴∠ADF=90°,
∴OD=OF,
∵GE=2GD,
∴OD=DG=OG,
∴△ODG是等边三角形,
∴∠DOG=60°,
,
设∠OAD=α,则∠DOF=2α,
∴∠GOF=60+2α,
∴∠OFG=∠OGF=60−α,
∴∠AHG=∠OAD+∠OFG=60°,
∴∠HAG=30°,
∴∠BAE=90°−∠EAD=∠HAG=30°,
在Rt△ABE中,AB=3,
设BE=x,则AE=2x,
∴4x2−x2=9,
∴BE=x=3.
【解析】【分析】(1)①根据平行四边形的面积即可解决问题;
②当OE⊥BC时,OE最小,EG即为最小,此时四边形ABEO为矩形,进而可以解决问题;
(2)连结AF交EG于点O,连结OD,设AD与GF交于点H,先由矩形的性质可知OD是直角三角形ADF斜边AF上的中线,则OD等于AF的一半,又由矩形的对角线互相平分且相等可证明△ODG是等边三角形,则∠GOD=60°,此时为便于计算可设∠OAD=α,则由等边对等角结合三角形外角的性质可得∠DOF=2α,即∠GOF=60°+2α,再由三角形的内角和定理可得∠OFG=60°−α,再利用三角形的外角的性质可得∠AHC=60°,则由直角三角形两锐角互余结合同角的余角相等可得∠BAE=30°,再利用直角三角形中30度角的性质结合勾股定理求解即可.
(1)解:①∵AB=3,BC=5,
∴矩形ABCD面积15,
∵S▱ABCD=2S△ADE=15,
∴S▱AEFG=2S△ADE=15;
②记AD与EG交点为O,
∵▱AEFG,
∴OA=OD,EG=2OE,
当OE⊥BC时,OE最小,EG即为最小,
此时四边形ABEO为矩形,
∴BE=OA=12AD=52;
(2)解:连结AF交EG于点O,连结OD,记AD与GF交于点H,
∵AE⊥EF,
∴∠AEF=90°,
∴▱AEFG为矩形,
∴EG=2OG=2OF,
∵矩形ABCD,
∴∠ADF=90°,
∴OD=OF,
∵GE=2GD,
∴OD=DG=OG,
∴△ODG是等边三角形,
∴∠DOG=60°,
,
设∠OAD=α,则∠DOF=2α,
∴∠GOF=60+2α,
∴∠OFG=∠OGF=60−α,
∴∠AHG=∠OAD+∠OFG=60°,
∴∠HAG=30°,
∴∠BAE=90°−∠EAD=∠HAG=30°,
在Rt△ABE中,AB=3,
设BE=x,则AE=2x,
∴4x2−x2=9,
∴BE=x=3.
25.【答案】(1)①如图1中,∵四边形ABCD是矩形,∴∠ABC=90°,∴AC=AB2+BC2=5∵翻折∴AB'=AB=4,PB'=PB=t,∴PC=3−t,CB'=AC−AB'=1∴在Rt△PCB'中,PC2=PB'2+CB'2∴(3−t)2=t2+12∴t=43;②4或16−473或16+473;(2)当t3时,如图,设∠APB=x
∴∠PAB=90°−x,
∴∠DAP=x,
易证△MDA≌△MB'A(HL),
∴∠BAM=∠DAM,
∵翻折,
∴∠PAB=∠PAB'=90°−x,
∴∠DAB'=∠PAB'−∠DAP=90°−2x,
∴∠DAM=12∠DAB'=45°−x,
∴∠MAP=∠DAM+∠PAD=45°.
【解析】【解答】解:(1)①如图1中,∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ABC=90°,
∴AC=AB2+BC2=5
∵翻折
∴AB'=AB=4,PB'=PB=t,
∴PC=3−t,CB'=AC−AB'=1
∴在Rt△PCB'中,PC2=PB'2+CB'2
∴(3−t)2=t2+12
∴t=43;
②如图2-1中,当∠PCB'=90°,B'在CD上时,
∵四边形ABCD是矩形,∴∠D=90°,AB=CD=4,AD=BC=3,
∴DB'=AB'2−AD2=7
∴CB'=CD−DB'=4−7
在Rt△PCB'中,∵B'P2=PC2+B'C2,
∴t2=(4−7)2+(3−t)2,
∴t=16−473.
如图2-2中,当∠PCB'=90°,B'在CD的延长线上时,
在Rt△ADB'中,DB'=AB'2−AD2=7,
∴CB'=4+7
在Rt△PCB'中,则有:(4+7)2+(t−3)2=t2,
解得t=16+473.
如图2-3中,当∠CPB'=90°时,
易证四边形AB'PB为正方形,则t=4.
综上所述,满足条件的t的值为4s或16−473s或16+473s;
(2)当t
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