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专题03 平行四边形-2021-2022学年八年级数学下学期期末复习常考点知识巩固+例题练习+期末模拟测试卷(人教版)
展开平行四边形常考点知识巩固与题型练习
考点一:平行四边形
【知识点巩固】
平行四边形的定义:
如图,两组对边分别 平行 的四边形是平行四边形。
平行四边形的性质:
边的性质:平行四边形的对边 平行且相等 。即 , 。
角的性质:对角 相等 ,邻角 互补 。
对角线的性质:对角线 相互平分 。即: , 。
面积计算:等于 底×高 。即: 。
对称性: 中心对称图形 。
过平行四边形对角线交点的直线与平行四边形的一组对边相交,两交点到对角线交点的距离 相等 。
平行线间的距离:
定义:从一条平行线上任意一点作另一条平行线的 垂线 , 垂线段 的长度叫做怕平行线间的距离。
性质:平行线间的距离 处处想等 。
【例题:利用平行四边形性质求值】
1.如图,在▱ABCD中,∠ABC的平分线交AD于E,∠BEA=30°,则∠A的大小为( )
A.150° B.130° C.120° D.100°
【分析】由平行四边形的性质得出∠AEB=∠CBE,由角平分线的定义和邻补角关系得出∠ABE=∠CBE=∠AEB=25°,再由三角形内角和定理即可得出∠A的度数.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠AEB=∠CBE,
∵∠ABC的平分线交AD于E,
∴∠ABE=∠CBE=∠AEB=30°,
∴∠A=180°﹣∠ABE﹣∠AEB=120°.
故选:C.
2.平行四边形ABCD的周长为32cm,AB:BC=3:5,则AB、BC的长分别为( )
A.20cm,12cm B.10cm,6cm C.6cm,10cm D.12cm,20cm
【分析】根据平行四边形的性质,可得AB=CD,BC=AD,然后设AB=3xcm,BC=5xcm,可得到2(3x+5x)=32,即可求解.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,BC=AD,
∵AB:BC=3:5,
∴可设AB=3xcm,BC=5xcm,
∵平行四边形ABCD的周长为32cm,
∴2(AB+BC)=32,即2(3x+5x)=32,
解得:x=2,
∴AB=6cm,BC=10cm.
故选:C.
3.在▱ABCD中,AC=24,BD=38,AB=m,则m的取值范围是( )
A.24<m<39 B.14<m<62 C.7<m<31 D.7<m<12
【分析】根据平行四边形两条对角线互相平分可得AO==12,BO=BD=19,再根据三角形三边关系定理可得答案.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AO==12,BO=BD=19,
∵BO﹣AO<AB<AO+BO,
∴7<m<31,
故选:C.
4.如图,在▱ABCD中,E是AD边的中点,BE平分∠ABC.若AB=2,则▱ABCD的周长是( )
A.11 B.12 C.13 D.14
【分析】因为ABCD为平行四边形,故AD∥BC,∠AEB=∠EBC,又BE平分∠ABC,∠ABE=∠AEB,故△ABE为等腰三角形,AE=AB=2,可知AD=4,继而可求出▱ABCD的周长.
【解答】解:∵ABCD为平行四边形,
∴AD∥BC,∠AEB=∠EBC,
又BE平分∠ABC,∠ABE=∠AEB,
故△ABE为等腰三角形,
∴AE=AB=2,可知AD=4,
∴▱ABCD的周长=2(AB+AD)=12.
故选:B.
【例题:利用平行四边形的性质求点的坐标】
5.如图,在平行四边形OABC中,对角线相交于点E,OA边在x轴上,点O为坐标原点,已知点A(4,0),E(3,1),则点C的坐标为( )
A.(1,1) B.(1,2) C.(2,1) D.(2,2)
【分析】分别过E,C两点作EF⊥x轴,CG⊥x轴,垂足分别为F,G,由平行四边形的性质可得CG=2EF,AG=2AF,结合A,E两点坐标可求解CG,OG的长,进而求解C点坐标.
【解答】解:分别过E,C两点作EF⊥x轴,CG⊥x轴,垂足分别为F,G,
∴EF∥CG,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AE=CE,
∴AG=2AF,CG=2EF,
∵A(4,0),E(3,1),
∴OA=4,OF=3,EF=1,
∴AF=OA﹣OF=4﹣3=1,CG=2,
∴AG=2,
∴OG=OA﹣OG=4﹣2=2,
∴C(2,2).故选:D.
6.如图,已知▱ABCD三个顶点坐标是A(﹣1,0)、B(﹣2,﹣3)、C(2,﹣1),那么第四个顶点D的坐标是( )
A.(3,1) B.(3,2) C.(3,3) D.(3,4)
【分析】过B作BE⊥x轴于E,过D作DM⊥x轴于M,过C作CF⊥BE于F,DM和CF交于N,求出△DCN≌△BAE,根据全等三角形的性质得出BE=DN,AE=CN,根据A、B、C的作求出OM和DM即可.
【解答】解:
过B作BE⊥x轴于E,过D作DM⊥x轴于M,过C作CF⊥BE于F,DM和CF交于N,
则四边形EFNM是矩形,
所以EF=MN,EM=FN,FN∥EM,
∴∠EAB=∠AQC,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=DC,AB∥DC,
∴∠AQC=∠DCN,
∴∠DCN=∠EAB,
在△DCN和△BAE中
,
∴△DCN≌△BAE(AAS),
∴BE=DN,AE=CN,
∵A(﹣1,0)、B(﹣2,﹣3)、C(2,﹣1),
∴CN=AE=2﹣1=1,DN=BE=3,
∴DM=3﹣1=2,OM=2+1=3,
∴D的坐标为(3,2),
故选:B.
【例题:平行线间的距离】
7.已知直线l1,l2,l3互相平行,直线l1与l2的距离是2cm,直线l2与l3的距离是5cm,那么直线l1与l3的距离是( )
A.3cm或7cm B.3cm C.5cm D.7cm
【分析】分类画出图形即可得到答案.
【解答】解:当l2在l1、l3之间时,如图:
∵直线l1与l2的距离是2cm,直线l2与l3的距离是5cm,
∴直线l1与l3的距离是5+2=7(cm),
当l1、l3在l2同侧时,如图:
∵直线l1与l2的距离是2cm,直线l2与l3的距离是5cm,
∴直线l1与l3的距离是5﹣2=3(cm),
故选:A.
8.如图,直线AB∥CD,GH平分∠CGF,GI平分∠DGF,且HG=15cm,GI=20cm,HI=25cm,则直线AB与直线CD之间的距离是 cm.
【分析】根据角平分线得出∠HGI=90°,利用直角三角形的面积公式解答即可.
【解答】解:设直线AB与直线CD之间的距离是h,
∵GH平分∠CGF,GI平分∠DGF,∠CGF+∠FGD=180°,
∴∠HGF+∠FGI=90°,
∴∠HGI=90°,
∵HG=15cm,GI=20cm,HI=25cm,
∴,
∴h=,
即直线AB与直线CD之间的距离是12,
故答案为:12.
【知识点巩固】
三角形的中位线:
定义:三角形任意两边的 中点 的连线段,叫做三角形的中位线。即若E是AB的中点,F是AC的中点,则线段EF是△ABC的中位线。
性质:三角形的中位线 平行且等于第三边的一半 。即 。
【例题:三角形中位线性质的应用】
9.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=2∠B,AB=8,D、E分别是AB与AC的中点,则DE的长为( )
A.5 B.4 C.2 D.2
【分析】根据直角三角形的性质求出AC,根据勾股定理求出BC,根据三角形中位线定理计算,得到答案.
【解答】解:∵∠C=90°,
∴∠A+∠B=90°,
∵∠A=2∠B,
∴∠B=30°,
∴AC=AB=×8=4,
由勾股定理得:BC===4;
∵D、E分别是AB与AC的中点,
∴DE是△ABC的中位线,
∴DE=BC=2,
故选:C.
10.如图,在△ABC中,AB=6,AC=4,AD,AE分别是角平分线和中线,过点C作CF⊥AD于点F,连接EF,则线段EF的长为( )
A.1 B.2 C.4 D.
【分析】延长CF交AB于G,根据等腰三角形的判定和性质得到 AG=AC=4,FG=CF,进而求出BG,根据三角形中位线定理计算即可.
【解答】解:延长CF交AB于G,
∵AD为△ABC的角平分线,CG⊥AD,
∴△ACG是等腰三角形,
∴AG=AC=4,FG=CF,
∴BG=AB﹣AG=6﹣4=2,
∵AE为△ABC的中线,
∴EF是△BCG的中位线,
∴EF=BG=1,
故选:A.
11.如图,在△ABC中,AB=CB=6,BD⊥AC于点D,F在BC上且BF=2,连接AF,E为AF的中点,连接DE,则DE的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】根据等腰三角形的性质得到AD=DC,根据三角形中位线定理解答即可.
【解答】解:∵CB=6,BF=2,
∴FC=6﹣2=4,
∵BA=BC,BD⊥AC,
∴AD=DC,
∵AE=EF,
∴DE是△AFC的中位线,
∴DE=FC=×4=2,
故选:B.
12.如图,△ABC的周长为a,以它的各边的中点为顶点作△A1B1C1,再以△AB1C1各边的中点为顶点作△A2B2C2,…如此下去,则△AnBn∁n的周长为( )
A.a B.a C.a D.a
【分析】根据三角形中位线定理得到△A1B1C1的周长=a,△A2B2C2的周长=a=a,总结规律,根据规律解答即可.
【解答】解:∵点A1、B1、C1分别为BC、AC、AB的中点,
∴B1C1=BC,A1C1=AC,A1B1=AB,
∴△A1B1C1的周长=a,
同理,△A2B2C2的周长=a=a,
……
则△AnBn∁n的周长=a,
故选:A.
13.如图,△ABC中,点D,E在边BC上,∠ABC的平分线垂直AE,垂足为点N,∠ACB的平分线垂直AD,垂足为点M,连接MN.若BC=7,MN=,则△ABC的周长为( )
A.17 B.18 C.19 D.20
【分析】利用ASA定理证明△BNA≌△BNE,根据全等三角形的性质得到BE=BA,AN=NE,同理得到CD=CA,AM=MD,根据三角形中位线定理求出DE,根据三角形的周长公式计算,得到答案.
【解答】解:在△BNA和△BNE中,
,
∴△BNA≌△BNE(ASA),
∴BE=BA,AN=NE,
同理,CD=CA,AM=MD,
∵AM=MD,AN=NE,MN=,
∴DE=2MN=3,
∵BE+CD﹣BC=DE,
∴AB+AC=BC+DE=10,
∴△ABC的周长=AB+AC+BC=10+7=17,
故选:A.
【知识点巩固】
平行四边形的判定:
用边判定(常考):①一组对边 平行且相等 的四边形是平行四边形。
②两组对边分别 平行 的四边形是平行四边形。
③两组对边分别 相等 的四边形是平行四边形。
用角判定:两组对角分别 相等 的四边形是平行四边形。
对角线判定(常考):对角线 相互平分 的四边形是平行四边形。
【例题:对判定条件的熟悉】
14.下列四个条件中,不能判断四边形是平行四边形的条件是( )
A.两组对边分别平行
B.对角线互相平分
C.两组对角分别相等
D.一组对边平行,另一组对边相等
【分析】根据平行四边形的判定定理逐个判断即可.
【解答】解:A、有两组对边分别平行的四边形是平行四边形,故本选项错误;
B、对角线互相平分的四边形是平行四边形,故本选项错误;
C、有两组对角分别相等的四边形是平行四边形,故本选项错误;
D、有一组对边平行,另一组对边相等的四边形可能是等腰梯形,不一定是平行四边形,故本选项正确,
故选:D.
15.如图,四边形ABCD的对角线AC和BD相交于点O,下列不能判定四边形ABCD为平行四边形的条件是( )
A.OA=OC,AB∥DC B.∠ABC=∠ADC,AD∥BC
C.∠ABD=∠ADB,∠BAO=∠DCO D.AB=DC,AD=BC
【分析】利用选项中的条件依次证明,即可求解.
【解答】解:∵AB∥CD,
∴∠BAC=∠ACD,
在△ABO和△CDO中,
,
∴△ABO≌△CDO(ASA),
∴OB=OD,
又∵OA=OC,
∴四边形ABCD为平行四边形,故选项A不合题意;
∵∠ABC=∠ADC,AD∥BC,
∴∠ABC+∠BAD=180°,∠ADC+∠BCD=180°,
∴∠BAD=∠BCD,
又∵∠ABC=∠ADC,
∴四边形ABCD为平行四边形,故选项B不合题意;
∵AB=DC,AD=BC,
∴四边形ABCD为平行四边形,故选项D不合题意;
故选:C.
16.如图,在四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,不能判定四边形ABCD是平行四边形的是( )
A.AB∥CD,AD∥BC B.AB=CD.AD=BC
C.AD∥BC,∠ABC=∠ADC D.AB=CD,∠ABC=∠ADC
【分析】根据平行四边形的判定方法分别对各个选项进行判断即可.
【解答】解:A、∵AB∥CD,AD∥BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,故选项A不符合题意;
B、∵AB=CD.AD=BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,故选项B不符合题意;
C、∵AD∥BC,
∴∠ABC+∠BAD=180°,
∵∠ABC=∠ADC,
∴∠ADC+∠BAD=180°,
∴AB∥CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,故选项C不符合题意;
D、由AB=CD,∠ABC=∠ADC,不能判定四边形ABCD是平行四边形,故选项D符合题意;
故选:D.
17.在四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,在下列条件中,①AB∥CD,AD∥BC,②AB=CD,AD=BC;③AB∥CD,AD=BC,④OA=OC,OB=OD,⑤AB∥CD,∠BAD=∠BCD,能够判定四边形ABCD是平行四边形的个数有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【分析】根据平行四边形的判定定理分别进行分析即可.
【解答】解:①AB∥CD,AD∥BC,两组对边分别平行的四边形是平行四边形可判定四边形ABCD为平行四边形;
②AB=CD,AD=BC,两组对边分别相等的四边形是平行四边形可判定四边形ABCD为平行四边形;
③AB∥CD,AD=BC,不能判定四边形ABCD为平行四边形;
④OA=OC,OB=OD,对角线互相平分的四边形是平行四边形可判定四边形ABCD为平行四边形;
⑤∵AB∥CD,
∴∠BAD+∠ADC=180°,
∵∠BAD=∠BCD,
∴∠ADC+∠BCD=180°,
∴AD∥BC,两组对边分别平行的四边形是平行四边形可判定四边形ABCD为平行四边形;
故选:C.
【例题:利用平行四边形的判定求平行四边形顶点坐标】
18.在平面直角坐标系中,已知点A(0,0)、B(2,2)、C(3,0),若以点A、B、C、D为顶点的四边形是平行四边形,则点D的坐标不可能为( )
A.(﹣1,2) B.(5,2) C.(1,﹣2) D.(2,﹣2)
【分析】分三种情况:①BC为对角线时,②AB为对角线时,③AC为对角线时;由平行四边形的性质容易得出点D的坐标.
【解答】解:分三种情况:①BC为对角线时,点D的坐标为(5,2)
②AB为对角线时,点D的坐标为(﹣1,2),
③AC为对角线时,点D的坐标为(1,﹣2),
综上所述,点D的坐标可能是(5,2)或(﹣1,2)或(1,﹣2).
故选:D.
19.在直角坐标系中,有A(﹣1,1),B(3,1),C(2,4)三点,另有一点D与点A、B、C构成平行四边形的顶点,则点D的坐标不可能是( )
A.(1,2) B.(﹣2,4) C.(0,﹣2) D.(6,4)
【分析】根据平行四边形的性质,分别从AC,BC,AB为对角线,去分析求解即可求得答案.
【解答】如图:∵四边形ABCD是平行四边形,
①若以BC为对角线,则CD=AB=4,
∴点D1的坐标为(6,4);
②若以AC为对角线,则CD=AB=4,
∴点D2的坐标为(﹣2,4);
③若以AB为对角线,则AD∥BC,BD∥AC,且AC=BD,AD=BC,
∴点D3的坐标为(0,﹣2),
综上所述,符合条件的点D的坐标有:(6,4),(﹣2,4),(0,﹣2).
故选:A.
20.在平面直角坐标系xOy中,已知A(1,﹣1),B(4,2),C(0,3),下列坐标不能与A、B、C构成平行四边形的是( )
A.(﹣3,0) B.(5,﹣2) C.(3,6) D.(﹣3,﹣2)
【分析】根据平行四边形的判定分别求出第四个顶点的坐标即可.
【解答】解:若A、B、C、D四点可以构成平行四边形,分以下三种情况分别求出D点的坐标:
①如图1,
当AC∥DB,AD∥CB时,D点的坐标为(5,﹣2);
②如图2,
当AB∥CD,AC∥BD时,D点的坐标为(3,6);
③如图3,
当AB∥DC,AD∥BC时,D点的坐标为(﹣3,0).
故选:D.
【例题:平行四边形的性质与判定综合】
21.如图,△ABC中,D是AB边上任意一点,F是AC中点,过点C作CE∥AB交DF的延长线于点E,连接AE,CD.
(1)求证:四边形ADCE是平行四边形;
(2)若∠B=30°,∠CAB=45°,,求AB的长.
【分析】(1)根据平行线的性质得到∠CAD=∠ACE,∠ADE=∠CED.根据全等三角形的性质得到AD=CE,于是得到四边形ADCE是平行四边形;
(2)过点C作CG⊥AB于点G.根据等腰三角形的性质得到∠DCB=∠B=30°.解直角三角形即可得到结论.
【解答】(1)证明:∵AB∥CE,
∴∠CAD=∠ACE,∠ADE=∠CED.
∵F是AC中点,
∴AF=CF.
在△AFD与△CFE中,
.
∴△AFD≌△CFE(AAS),
∴DF=EF,
∴四边形ADCE是平行四边形;
(2)解:过点C作CG⊥AB于点G.
在△ACG中,∠AGC=90°,AC=,∠CAG=45°,
∴由勾股定理得CG=AG=1.
在△BCG中,∠BGC=90°,∠B=30°,CG=1,
∴BC=2,
∴BG==,
∴AB=AG+BG=.
22.如图,在△ABC中,AB=3,AC=4,BC=5,△ABD,△ACE,△BCF都是等边三角形.
(1)证明:四边形AEFD是平行四边形;
(2)求∠DFE的度数.
【分析】(1)由△ABD,△ACE,△BCF都是等边三角形,得DB=AB=AD,BF=BC=FC,EC=AC=AE,∠ABD=∠CBF=∠ACE=BCF=60°,则∠DBF=∠ABC=60°﹣∠ABF,∠ECF=∠ACB=60°﹣∠ACF,进而可证明△DBF≌△ABC,△EFC≌△ABC,得DF=AC=AE,EF=AB=AD,即可证明四边形AEFD是平行四边形;
(2)先根据勾股定理的逆定理求得∠BAC=90°,再有∠BAD=∠CAE=60°,即可求得∠DFE=∠DAE=150°.
【解答】(1)证明:∵如图,∵△ABD,△ACE,△BCF都是等边三角形,
∴DB=AB=AD,BF=BC=FC,EC=AC=AE,∠ABD=∠CBF=∠ACE=BCF=60°,
∴∠DBF=∠ABC=60°﹣∠ABF,∠ECF=∠ACB=60°﹣∠ACF,
在△DBF和△ABC中,
,
∴△DBF≌△ABC(SAS),
∴DF=AC,
∴DF=AE,
在△EFC和△ABC中,
,
∴△EFC≌△ABC(SAS),
∴EF=AB,
∴EF=AD,
∴四边形AEFD是平行四边形.
(2)解:如图,∵AB=3,AC=4,BC=5,
∴AB2+AC2=32+42=25,BC2=52=25,
∴AB2+AC2=BC2,
∴△ABC是直角三角形,且∠BAC=90°,
∵∠BAD=∠CAE=60°,
∴∠DAE=360°﹣∠BAD﹣∠CAE﹣∠BAC=150°,
∵四边形AEFD是平行四边形,
∴∠DFE=∠DAE=150°,
∴∠DFE的度数是150°.
23.如图,平行四边形ABCD的对角线AC,BD相交于O点,DE⊥AC于E点,BF⊥AC于F.
(1)求证:四边形DEBF为平行四边形;
(2)若AB=20,AD=13,AC=21,求△DOE的面积.
【分析】(1)根据平行四边形的性质和全等三角形的判定和性质解答即可;
(2)根据勾股定理和三角形面积公式解答即可.
【解答】证明:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,AD∥BC,
∴∠DAE=∠BCF,
∵DE⊥AC于E点,BF⊥AC于F,
∴∠DEA=∠BFC=90°,
在△DEA与△BFC中,
,
∴△DEA≌△BFC(AAS),
∴DE=BF,
∵∠DEA=∠BFC=90°,
∴∠DEO=∠BFO=90°,
∴DE∥BF,
∴四边形DEBF是平行四边形;
(2)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=DC=20,AO=OC=10.5,
∵DE⊥AC,
在Rt△ADE中,AD2﹣AE2=DE2,
在Rt△DEC中,DC2﹣EC2=DE2,
即132﹣AE2=202﹣(21﹣AE)2,
解得:AE=5,∴OE=OA﹣AE=10.5﹣5=5.5,DE=12,
∴△DOE的面积=.
24.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,对角线AC、BD交于点O,且AO=OC,过点O作EF⊥BD,交AD于点E,交BC于点F.
(1)求证:四边形ABCD为平行四边形;
(2)连接BE,若∠BAD=100°,∠DBF=2∠ABE,求∠ABE的度数.
【分析】(1)证△AOD≌△COB(ASA),得AD=CB,再由AD∥BC,即可得出结论;
(2)先根据线段垂直平分线的性质得BE=DE,则∠EBD=∠EDB,再证∠EBD=∠EDB=∠DBF=2x,然后由三角形内角和定理得出方程,解方程即可.
【解答】(1)证明:∵AD∥BC,
∴∠OAD=∠OCB,
在△AOD和△COB中,
,
∴△AOD≌△COB(ASA),
∴AD=CB,
又∵AD∥BC,
∴四边形ABCD为平行四边形;
(2)解:设∠ABE=x,则∠DBF=2x,
由(1)得:四边形ABCD为平行四边形,
∴OB=OD,
∵EF⊥BD,
∴BE=DE,
∴∠EBD=∠EDB,
∵AD∥BC,
∴∠EDB=∠DBF,
∴∠EBD=∠EDB=∠DBF=2x,
∵∠BAD+∠ABE+∠EBD+∠EDB=180°,
∴100°+x+2x+2x=180°,
解得:x=16°,即∠ABE=16°.
考点二:矩形
【知识点巩固】
矩形的定义:
有一个角是 直角 的平行四边形是矩形。
矩形的性质:
①有平行四边形的一切性质。
②边:邻边相互 垂直 。
③角:四个角都是 直角 。
④对角线:对角线 相等 。
⑤对称性:既是 轴对称 图形,也是 中心对称 图形。
直角三角形斜边上的中线:
直角三角形斜边上的中线等于 斜边的一半 。
【例题:利用矩形的性质求值】
25.如图,O是矩形ABCD的对角线BD的中点,E是AB边的中点.若AB=8,OE=3,则线段OC的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【分析】根据矩形的性质和三角形中位线定理得出AD=2OE,进而利用勾股定理得出BD,再根据直角三角形的性质解答即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=∠BCD=90°,DO=OB,
∵E是AB边的中点,
∴OE是△ADB的中位线,
∴AD=2OE=6,
∵AB=8,
∴BD=,
∴OC=BD=5,
故选:C.
26.如图,在矩形ABCD中,点E是BC的中点,连接AE,点F是AE的中点,连接DF,若AB=9,AD=,则四边形CDFE的面积是( )
A. B. C. D.54
【分析】根据矩形的性质可得AD=BC=6,AD∥BC,然后由中点的定义及全等三角形的判定可得△ABE≌△DFA,最后根据面积的和差关系可得答案.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC=6,AD∥BC,
∵点E是BC的中点,
∴AF=EF=3,
∴AF=BE,AD=AE,
∵AD∥BC,
∴∠DAF=∠BEA,
∴△ABE≌△DFA(SAS),
∴四边形CDFE的面积=S矩形ABCD﹣2S△ABE=9×6﹣2××9×3=27,
故选:C.
27.如图,在矩形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,AE垂直平分BO,若AE=2,则OD=( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【分析】由矩形的性质和线段垂直平分线的性质证出OA=AB=OB,由勾股定理求出OD即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴OB=OD,OA=OC,AC=BD,
∴OA=OB,
∵AE垂直平分OB,
∴AB=AO,
∴OA=AB=OB,
∵AE=2,
∴OE=2,
∴OD=OB=2OE=4;
故选:C.
28.如图,在矩形ABCD中,AB=2,BC=4,对角线AC,BD相交于点O,OE⊥AC交BC于点E,EF⊥BD于点F,则OE+EF的值为( )
A. B.2 C. D.2
【分析】依据矩形的性质即可得到△BOC的面积为2,再根据S△BOC=S△BOE+S△COE,即可得到OE+EF的值.
【解答】解:∵AB=2,BC=4,
∴矩形ABCD的面积为8,AC===2,
∴BO=CO=AC=,
∵对角线AC,BD交于点O,
∴△BOC的面积为2,
∵EO⊥AO,EF⊥DO,
∴S△BOC=S△BOE+S△COE,
2=CO×EO+BO×EF,
∴2=××EO+×EF,
∴(EO+EF)=4,
∴EO+EF=,
故选:A.
29.如图所示,四边形ABCD是矩形,过点D作对角线BD的垂线,交BC的延长线于点E,取BE的中点F,连接DF,DF=5,设AB=x,AD=y,则x2+(y﹣5)2的值为( )
A.10 B.25 C.50 D.75
【分析】由矩形的性质可得AB=CD=x,AD=BC=y,由直角三角形的性质可得DF=BF=EF=5,由勾股定理可求解.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD=x,AD=BC=y,
∵BD⊥DE,点F是BE的中点,
∴DF=BF=EF=5,
∴CF=5﹣y,
∴DF2=DC2+CF2=x2+(y﹣5)2=25,
故选:B.
【例题:利用直角三角形斜边的中线性质求值】
30.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=10cm,若以点C为圆心,CB的长为半径的圆恰好经过AB的中点D,则AC的长等于( )
A.5 B.6 C.5 D.5
【分析】连接CD,根据直角三角形斜边上的中线性质得出CD=5,由圆的半径相等得出BC=CD=5,再利用勾股定理列式进行计算即可得解.
【解答】解:连接CD,
∵∠C=90°,点D为AB的中点,
∴CD=AB=5,
∴BC=CD=5,
在Rt△ABC中,AC=.
故选:D.
31.如图,点E是△ABC内一点,∠AEB=90°,D是边AB的中点,延长线段DE交边BC于点F,点F是边BC的中点.若AB=6,EF=1,则线段AC的长为( )
A.7 B. C.8 D.9
【分析】根据直角三角形的性质求出DE,由EF=1,得到DF,再根据三角形中位线定理即可求出线段AC的长.
【解答】解:∵∠AEB=90°,D是边AB的中点,AB=6,
∴DE=AB=3,
∵EF=1,
∴DF=DE+EF=3+1=4.
∵D是边AB的中点,点F是边BC的中点,
∴DF是△ABC的中位线,
∴AC=2DF=8.
故选:C.
32.如图,在△ABC中,AB=AC=16,BC=8,BE是高,且点D,F分别是边AB,BC的中点,则△DEF的周长等于 .
【分析】由三角形中位线定理和直角三角形斜边上的中线性质求出DF、EF、DE的长,即可得出答案.
【解答】解:∵点D、F分别是边AB、BC的中点,AB=AC=16,BE是高,
∴DF是△ABC的中位线,AF⊥BC,BE⊥AC,
∴DF=AC=8,EF=BC=4,DE=AB=8,
∴△DEF的周长=DF+EF+DE=8+4+8=20.
故答案为:20.
【知识点巩固】
矩形的判定:
①三个(四个)角都是 直角 的四边形是矩形。
②一个角是 直角 的平行四边形是矩形。
③对角线 相等 的平行四边形是矩形。
【例题:矩形判定条件的熟悉】
33.四边形ABCD的对角线AC、BD互相平分,要使它成为矩形,可添加条件( )
A.AB=CD B.AC=BD C.AB∥CD D.AC⊥BD
【分析】由平行四边形的判定方法得出四边形ABCD是平行四边形,再由矩形的判定方法即可得出结论.
【解答】解:需要添加的条件是AC=BD,理由如下:
∵四边形ABCD的对角线AC、BD互相平分,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AC=BD,
∴平行四边形ABCD是矩形(对角线相等的平行四边形是矩形);
故选:B.
34.在数学活动课上,老师和同学们判断一个四边形门框是否为矩形,下面是一个学习小组拟定的方案,其中正确的是( )
A.测量对角线是否相互平分
B.测量其中三个角是否都为直角
C.测量对角线是否相等
D.测量两组对边是否分别相等
【分析】根据矩形的判定定理有:(1)有一个角是直角的平行四边形是矩形;
(2)有三个角是直角的四边形是矩形;
(3)对角线互相平分且相等的四边形是矩形.
【解答】解:A、对角线是否相互平分,能判定平行四边形;
B、其中四边形中三个角都为直角,能判定矩形;
C、对角线相等的四边形不一定是矩形,不能判定形状;
D、两组对边是否分别相等,能判定平行四边形.
故选:B.
【例题:矩形的判定与性质综合】
35.如图,在平行四边形ABCD中,AE⊥BC于点E,延长BC至点F,使CF=BE,连接AF,DE,DF.
(1)求证:四边形AEFD为矩形;
(2)若AB=3,DE=4,BF=5,求DF的长.
【分析】(1)先证四边形AEFD为平行四边形,再证∠AEF=90°,即可得出结论;
(2)由矩形的性质得DF=AE,AF=DE=4,再由勾股定理的逆定理得△BAF为直角三角形,∠BAF=90°,然后由面积法求出AE的长,即可得出答案.
【解答】(1)证明:∵BE=CF,
∴BE+CE=CF+CE,
即BC=EF,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,AD=BC,
∴AD=BC=EF,
又∵AD∥EF,
∴四边形AEFD为平行四边形,
∵AE⊥BC,
∴∠AEF=90°,
∴平行四边形AEFD为矩形;
(2)解:由(1)知,四边形AEFD为矩形,
∴DF=AE,AF=DE=4,
∵AB=3,DE=4,BF=5,
∴AB2+AF2=BF2,
∴△BAF为直角三角形,∠BAF=90°,
∴,
∴AB×AF=BF×AE,
即3×4=5AE,
∴,
∴.
36.如图,菱形ABCD的对角线AC与BD交于点O,分别过点C、点D作BD、AC的平行线交于点E,连接EO交CD于点F.
(1)求证:四边形DECO是矩形;
(2)若AD=3,求OE的长.
【分析】(1)先证四边形DECO是平行四边形,再由菱形的性质得AC⊥BD,得∠DOC=90°,即可得出结论;
(2)由菱形的性质得CD=AD=3,再由矩形的性质得OE=CD=3即可.
【解答】(1)证明:∵CE∥BD,DE∥AC,
∴四边形DECO是平行四边形,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,
∴∠DOC=90°,
∴平行四边形DECO是矩形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴CD=AD=3,
由(1)得:四边形DECO是矩形,
∴OE=CD=3.
37.如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,过点A作AE⊥BC于点E,延长BC到点F,使CF=BE,连接DF.
(1)求证:四边形AEFD是矩形;
(2)连接OE,若AD=5,EC=2,求OE的长度.
【分析】(1)根据菱形的性质得到AD∥BC且AD=BC,等量代换得到BC=EF,推出四边形AEFD是平行四边形,根据矩形的判定定理即可得到结论;
(2)由菱形的性质得AD=AB=BC=10,由勾股定理求出AE=4,AC=2,再由直角三角形斜边上的中线性质即可得出答案
【解答】证明:(1)∵四边形ABCD是菱形,
∴AD∥BC且AD=BC,
∵BE=CF,
∴BC=EF,
∴AD=EF,
∵AD∥EF,
∴四边形AEFD是平行四边形,
∵AE⊥BC,
∴∠AEF=90°,
∴四边形AEFD是矩形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,AD=5,
∴AD=AB=BC=5,
∵EC=2,
∴BE=5﹣2=3,
在Rt△ABE中,AE=,
在Rt△AEC中,AC=,
∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC,
∴OE=AC=.
38.如图,点E是平行四边形ABCD对角线AC上一点,点F在BE延长线上,且EF=BE,EF与CD交于点G.
(1)求证:DF∥AC;
(2)连接DE、CF,若2AB=BF,若G恰好是CD的中点,求证:四边形CFDE是矩形;
(3)在(2)的条件下,若四边形CFDE是正方形,且BC=80,求AB的长.
【分析】(1)连接BD,交AC于点O,证出OE是△BDF的中位线,得OE∥DF即可;
(2)先证△DFG≌△CEG(AAS),得FG=EG,则四边形CFDE是平行四边形,再证CD=EF,即可得出结论;
(3)设AB=2a,则BF=4a,BE=EF=CD=2a,证△DEG是等腰直角三角形,得DE=DG=a,再证△ABE是等腰直角三角形,得AE=AB=2a,然后在Rt△ADE中,由勾股定理得出方程,解得a=8,即可求解.
【解答】(1)证明:连接BD,交AC于点O,如图所示:
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BO=DO,
∵BE=EF,
∴OE是△BDF的中位线,
∴OE∥DF,
即DF∥AC;
(2)证明:如图所示:
由(1)得:DF∥AC,
∴∠DFG=∠CEG,∠GDF=∠GCE,
∵G是CD的中点,
∴DG=CG,
在△DFG和△CEG中,
,
∴△DFG≌△CEG(AAS),
∴FG=EG,
∴四边形CFDE是平行四边形,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,
∵2AB=BF,
∴2CD=BF,
又∵EF=BE,
∴CD=EF,
∴平行四边形CFDE是矩形;
(3)解:设AB=2a,则BF=4a,BE=EF=CD=2a,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC=80,AB∥CD,
∵四边形CFDE是正方形,
∴∠DEC=90°,CD⊥EF,DG=EG=CD=a,
∴∠AED=90°,△DEG是等腰直角三角形,
∴DE=DG=a,
∵AB∥CD,CD⊥EF,
∴AB⊥BF,
∴△ABE是等腰直角三角形,
∴AE=AB=2a,
在Rt△ADE中,由勾股定理得:AD2=DE2+AE2,
即802=(a)2+(2)2,
解得:a=8,
∴AB=2a=16.
考点三:菱形
【知识点巩固】
菱形的定义:
有一组邻边 相等 的平行四边形是矩形。
菱形的性质:
①有平行四边形的一切性质。
②边:四条边都 相等 。
③对角线:对角线 相互垂直 ,且 平分 每一组对角。
④面积计算:利用对角线求面积:等于 对角线乘积的一半 。
⑤对称性:既是 轴对称 图形,也是 中心对称 图形。
【例题:利用菱形的性质求值】
39.如图,在平面直角坐标系中,菱形ABCD的顶点A在y轴上,顶点B,C的坐标分别为(﹣6,0),(4,0),则点D的坐标是( )
A.(6,8) B.(10,8) C.(10,6) D.(4,6)
【分析】在Rt△ABO中,求出OA即可解决问题.
【解答】解:∵B(﹣6,0),C(4,0),
∴BC=10,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=10,
在Rt△ABO中,OA===8,
∴A(0,8),
∵AD∥BC,
∴D(10,8),
故选:B.
40.如图,在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,且AC=6,DB=8,AE⊥BC于点E,则AE=( )
A.6 B.8 C. D.
【分析】根据菱形的性质和勾股定理得出BC,进而利用面积公式解答即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴BD⊥AC,OC=OA,OB=OD,
∵AC=6,DB=8,
∴OC=3,OB=4,
∴BC=,
∵AC=6,DB=8,
∴菱形ABCD的面积=,
∵BC=5,
∴AE==,
故选:C.
41.如图,菱形ABCD的对角线AC和BD相交于点O,AC=8,BD=12,E是OB的中点,P是CD的中点,连接PE,则线段PE的长为( )
A. B. C. D.
【分析】取OD的中点H,连接HP,由菱形的性质可得AC⊥BD,AO=CO=4,OB=OD=6,由三角形中位线定理可得HP=OC=2,HP∥AC,可得EH=6,∠DOC=90°,由勾股定理可求PE的长.
【解答】解:如图,取OD的中点H,连接HP,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,AO=CO=4,OB=OD=6,
∵点H是OD中点,点E是OB的中点,点P是CD的中点,
∴OH=3,OE=3,HP=OC=2,HP∥AC,
∴EH=6,∠DOC=90°,
∴EP===2,
故选:A.
42.如图,在菱形ABCD中,∠DAB=45°,DE⊥BC于点E,交对角线AC于点P,过点P作PF⊥CD于点F.若△PDF的周长为8.则菱形ABCD的面积为( )
A.16 B.16 C.32 D.32
【分析】证△CDE是等腰直角三角形,得∠CDE=45°,CD=DE,再证△DPF是等腰直角三角形,得PF=DF,PD=PF,设PF=DF=x,则PD=x,求出x=8﹣4,则DE=x+x=4,BC=CD=DE=8,即可求解.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴BC=CD,∠BCD=∠BAD,∠ACB=∠ACD,AD∥BC,
∴∠BAD+∠B=180°,
∵∠DAB=45°,
∴∠BCD=∠BAD=45°,
∵DE⊥BC,
∴△CDE是等腰直角三角形,
∴∠CDE=45°,CD=DE,
∵PF⊥CD,
∴△DPF是等腰直角三角形,
∴PF=DF,PD=PF,
设PF=DF=x,则PD=x,
∵△PDF的周长为8,
∴x+x+x=8,
解得:x=8﹣4,
∵∠ACB=∠ACD,DE⊥BC,PF⊥CD,
∴PE=PF=x,
∴DE=x+x=(1+)×(8﹣4)=4,
∴BC=CD=DE=8,
∴菱形ABCD的面积=BC×DE=8×4=32,
故选:D.
【知识点巩固】
菱形的判定:
①四条边都 相等 的四边形是菱形。
②一组邻边 相等 的平行四边形是菱形。
③对角线 相互垂直 的平行四边形是菱形。
【例题:菱形判定条件的熟悉】
43.下列说法中,正确的是( )
A.两邻边相等的四边形是菱形
B.一条对角线平分一组内角的平行四边形是菱形
C.对角线垂直且一组邻边相等的四边形是菱形
D.对角线垂直的四边形是菱形
【分析】由菱形的判定和平行四边形的性质分别对各个选项进行判断即可.
【解答】解:A、∵两邻边相等的平行四边形是菱形,
∴选项A不符合题意;
B、∵一条对角线平分一组内角的平行四边形是菱形,
∴选项B符合题意;
C、∵对角线互相平分且一组邻边相等的四边形是菱形,
∴选项C不符合题意;
D、∵对角线垂直的平行四边形是菱形,
∴选项D不符合题意;
故选:B.
44.如图,已知四边形ABCD是平行四边形,对角线AC与BD相交于点O.添加下列条件仍不能判定平行四边形ABCD是菱形的是( )
A.AB=BC B.AC⊥BD C.∠ABD=∠CBD D.∠BAC=∠DCA
【分析】由菱形的判定方法分别对各个选项进行判断即可.
【解答】解:A、∵四边形ABCD是平行四边形,AB=BC,
∴平行四边形ABCD是菱形,故选项A不符合题意;
B、∵四边形ABCD是平行四边形,AC⊥BD,
∴平行四边形ABCD是菱形,故选项B不符合题意;
C、∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠ABD=∠CDB,
又∵∠ABD=∠CBD,
∴∠CDB=∠CBD,
∴BC=DC,
∴平行四边形ABCD是菱形,故选项C不符合题意;
D、由∠BAC=∠DCA,不能判定平行四边形ABCD是菱形,故选项D符合题意;
故选:D.
【例题:菱形的判定与性质综合】
45.如图,△ABC中,D、E分别是AC、AB的中点,DE=CE,过点B作BF∥CE,交DE的延长线于点F.
(1)求证:四边形BCEF是菱形.
(2)若BC=6,∠BCE=60°,求菱形BCEF的面积.
【分析】(1)由题意易得,EF与BC平行且相等,故四边形BCFE是平行四边形.又邻边EF=BE,则四边形BCFE是菱形;
(2)根据等边三角形的判定和性质以及菱形的性质解答即可.
【解答】(1)证明:∵D、E分别是AC、AB的中点,
∴DE∥BC,DE=BC,
∴EF∥BC,
∵BF∥CE,
∴四边形BCEF是平行四边形,
∵,
∴BC=CE,
∴四边形BCEF是菱形;
(2)
由(1)知BC=CE,
∵∠BCE=60°,
∴△BCE是等边三角形,
∴BE=CE=BC,
∵BC=6,
∴BE=CE=6,
过点E作EG⊥BC于点G,
∴,
在Rt△BGE中,
∵BG=3,BE=6,∠BGE=90°,
∴,
∴S菱形BCEF=BC•EG=.
46.如图,在▱ABCD中,∠BAD的平分线交BC于点E,∠ABC的平分线交AD于点F,AE与BF相交于点O,连接EF.
(1)求证:四边形ABEF是菱形;
(2)若AE=2,BF=2,CE=1,求▱ABCD的面积.
【分析】(1)先证明四边形ABEF是平行四边形,再证明邻边相等即可得出答案.
(2)作FG⊥BC于点G,根据S菱形ABEF=•AE•BF=BE•FG,先求出FG,再根据S平行四边形ABCD=BC•FG,即可得出答案.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠DAE=∠AEB,
∵∠BAD的平分线交BC于点E,
∴∠DAE=∠BEA,
∴∠BAE=∠BEA,
∴AB=BE,同理可得AB=AF,
∴AF=BE,
∴四边形ABEF是平行四边形,
∵AB=AF.
∴四边形ABEF是菱形.
(2)解:作FG⊥BC于G,
∵四边形ABEF是菱形,若AE=2,BF=2,
∴AE⊥BF,OE=AE=1,OB=BF=,
∴BE==2,
∵S菱形ABEF=•AE•BF=BE•FG,
∴GF=,
∴S平行四边形ABCD=BC•FG=(BE+EC)•GF=(2+1)×=3.
47.如图,四边形ABCD是菱形,点H为对角线AC的中点,点E在AB的延长线上,CE⊥AB,垂足为E,点F在AD的延长线上,CF⊥AD,垂足为F,∠ECA=60°.
(1)求证:四边形CEHF是菱形;
(2)已知四边形CEHF的周长为16cm,求菱形ABCD的面积.
【分析】(1)证CE=CF=EH=FH,即可得出结论;
(2)连接BD,求出AC、BD的长,即可解决问题.
【解答】(1)证明:∵CE⊥AB,CF⊥AD,
∴∠AEC=∠AFC=90°,
∵∠ECA=60°,
∴∠CAE=30°,
∴CE=AC,
∵点H为对角线AC的中点,
∴EH=FH=AC,
∴CE=EH=FH,
∵四边形ABCD是菱形,
∴∠BAC=∠DAC,
又∵CE⊥AB,CF⊥AD,
∴CE=CF,
∴CE=CF=EH=FH,
∴四边形CEHF是菱形;
(2)解:连接BD,
∵四边形CEHF是菱形,周长为16cm,
∴CE=4cm,
∴AC=2CE=8(cm),
∵四边形ABCD是菱形,点H为对角线AC的中点,
∴AH=AC=4(cm),BH=DH,AC⊥BD,
∴∠AHB=90°,
∵∠CAE=30°,BH=AH=(cm),
∴BD=2BH=(cm),
∴菱形ABCD的面积=AC×BD=×8×=(cm2).
48.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,对角线BD的垂直平分线与边AD、BC分别相交于点M、N.
(1)求证:四边形BNDM是菱形;
(2)若∠C=90°,BC=16,CD=8,求菱形BNDM的周长.
【分析】(1)证△MOD≌△NOB(AAS),得出OM=ON,再由OB=OD,则四边形BNDM是平行四边形,进而得出结论;
(2)由菱形的性质得出BM=BN=DM=DN,设BN=DN=x,则CN=BC﹣BN=16﹣x,再在Rt△CDN中,由勾股定理得出方程,求出BN=10,即可求解.
【解答】(1)证明:∵AD∥BC,
∴∠DMO=∠BNO,
∵MN是对角线BD的垂直平分线,
∴OB=OD,MN⊥BD,
在△MOD和△NOB中,
,
∴△MOD≌△NOB(AAS),
∴OM=ON,
∵OB=OD,
∴四边形BNDM是平行四边形,
∵MN⊥BD,
∴平行四边形BNDM是菱形;
(2)解:∵四边形BNDM是菱形,
∴BM=BN=DM=DN,
设BN=DN=x,则CN=BC﹣BN=16﹣x,
在Rt△CDN中,由勾股定理得:CD2+CN2=DN2,
即82+(16﹣x)2=x2,
解得:x=10,
即BN=10,
∴菱形BNDM的周长=4BN=40.
考点四:正方形
【知识点巩固】
正方形的定义:
四条边 相等 且四个角也 相等 的四边形是正方形。。
正方形的性质:
①有平行四边形的一切性质。
②有矩形的一切性质。
③有菱形的一切性质。
【例题:对正方形性质的熟悉】
49.正方形具有而菱形不一定有的性质是( )
A.对角线互相垂直 B.对角线相等
C.对边相等 D.邻边相等
【分析】根据正方形和菱形的性质即可解决问题.
【解答】解:正方形具有而菱形不一定有的性质是:对角线相等.
故选:B.
50.下列说法中,是正方形具有而矩形不具有的性质是( )
A.两组对边分别平行 B.对角线互相垂直
C.四个角都为直角 D.对角线互相平分
【分析】根据正方形、矩形的性质即可判断.
【解答】解:因为正方形的对角相等,对角线相等、垂直、且互相平分,矩形的对角相等,对角线相等,互相平分,
所以正方形具有而矩形不具有的性质是对角线互相垂直.
故选:B.
【例题:利用正方形性质求值】
51.如图,正方形ABCD中,点F为AB上一点,CF与BD交于点E,连接AE,若∠BCF=20°,则∠AEF的度数( )
A.35° B.40° C.45° D.50°
【分析】根据SAS证△ABE≌△CBE,得出∠BAE=∠BCE=20°,根据∠BFC=180°﹣∠ABC﹣∠BCF=70°,得∠AEF=∠BFC﹣∠BAE即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=90°,BC=BA,∠ABE=∠CBE=45°,
在△ABE和△CBE中,
,
∴△ABE≌△CBE(SAS).
∴∠BAE=∠BCE=20°,
∵∠ABC=90°,∠BCF=20°,
∴∠BFC=180°﹣∠ABC﹣∠BCF,
=180°﹣90°﹣20°
=70°,
∵∠BFC=∠BAE+∠AEF,
∴∠AEF=∠BFC﹣∠BAE=70°﹣20°=50°,
故选:D.
52.在平面直角坐标系中,正方形ABCD的位置如图所示,点A的坐标为(0,2),点B的坐标为(﹣3,0),则点C到y轴的距离是( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【分析】过点C作CE⊥x轴于点E,则点C到y轴的距离为OE,通过证明△CBE≌△BAO得到BE=OA,利用点A,B的坐标可求OA,OB的长,则结论可求.
【解答】解:过点C作CE⊥x轴于点E,如图,
则点C到y轴的距离为OE.
∵点A的坐标为(0,2),点B的坐标为(﹣3,0),
∴OA=2,OB=3.
∵CE⊥x轴,
∴∠CEB=90°.
∴∠ECB+∠EBC=90°.
∵四边形ABCD是正方形,
∴BC=AB,∠CBA=90°.
∴∠EBC+∠ABO=90°.
∴∠ECB=∠ABO.
在△CBE和△BAO中,
,
∴△CBE≌△BAO(AAS).
∴EB=OA=2.
∴OE=OB+BE=3+2=5.
∴点C到y轴的距离是5.
故选:B.
53.如图,在边长为4的正方形ABCD中,点E、点F分别是BC、AB上的点,连接DE、DF、EF,满足∠DEF=∠DEC.若AF=1,则EF的长为( )
A.2.4 B.3.4 C. D.
【分析】在EF上截取EG=EC,连接DG,证明△DCE≌△DGE,Rt△DAF≌Rt△DGF,可得AF=GF=1,在Rt△BEF中,根据勾股定理可以求出EG,进而可以解决问题.
【解答】解:如图,在EF上截取EG=EC,连接DG,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=∠C=90°,AB=BC=4,
在△DCE和△DGE中,
,
∴△DCE≌△DGE(SAS),
∴∠DGE=∠C=90°,DG=DC,
∵∠A=∠C=90°,AB=BC=4,
∴∠DGF=∠A=90°,DG=DA,
在Rt△DAF和Rt△DGF中,
,
∴Rt△DAF≌Rt△DGF(HL),
∴AF=GF=1,
∵EG=EC,
∴BE=BC﹣EC=4﹣EG,EF=EG+FG=EG+1,BF=AB﹣AF=4﹣1=3,
在Rt△BEF中,根据勾股定理,得
BE2+BF2=EF2,
∴(4﹣EG)2+32=(EG+1)2,
解得EG=2.4,
∴EF=EG+FG=2.4+1=3.4.
∴EF的长为3.4.
故选:B.
54.如图,正方形ABCO和正方形DEFO的顶点A,O,E在同一直线l上,且EF=,AB=3,给出下列结论:①∠COD=45°;②AE=5;③CF=BD=;④△COF的面积是.其中正确的结论为( )
A.①②④ B.①④ C.②③ D.①③④
【分析】①根据正方形的性质和平角的定义可求∠COD;
②根据正方形的性质可求OE,再根据线段的和差关系可求AE的长;
③作DH⊥AB于H,作FG⊥CO交CO的延长线于G,根据含45°的直角三角形的性质可求FG,根据勾股定理可求CF,BD,即可求解;
④根据三角形面积公式即可求解.
【解答】解:①∵∠AOC=90°,∠DOE=45°,
∴∠COD=180°﹣∠AOC﹣∠DOE=45°,故①正确;
②∵EF=,
∴OE=2,
∵AO=AB=3,
∴AE=AO+OE=2+3=5,故②正确;
③作DH⊥AB于H,作FG⊥CO交CO的延长线于G,
则FG=1,
CF===,
BH=3﹣1=2,
DH=3+1=4,
BD===2,故③错误;
④△COF的面积S△COF=×3×1=,故④正确;
∴其中正确的结论为①②④,
故选:A.
【知识点巩固】
正方形的判定:
①四条边都 相等 且四个角都是 直角 的四边形是正方形。
②一组邻边 相等 且有一个角是 直角 的平行四边形是正方形。
③一组邻边 相等 且对角线 相等 的平行四边形是正方形。
④对角线 相互垂直 且有一个角是 直角 的平行四边形是正方形。
⑤对角线 相互垂直 且对角线 相等 的平行四边形是正方形。
【例题:正方形判定条件的熟悉】
55.如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,下列条件:①AC⊥BD,②AB=BC,③∠ACB=45°,④OA=OB.上述条件能使矩形ABCD是正方形的是( )
A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.①③④
【分析】根据矩形的性质及正方形的判定来添加合适的条件.
【解答】解:要使矩形成为正方形,可根据正方形的判定定理解答:(1)有一组邻边相等的矩形是正方形,(2)对角线互相垂直的矩形是正方形.
∴添加AC⊥BD或AB=BC或∠ACB=45°,能使矩形ABCD成为正方形.
故选:B.
56.四边形ABCD的对角线AC和BD相交于点O,设有下列条件:①AC=BD;②AC⊥BD;③AC与BD互相平分;④矩形ABCD;⑤菱形ABCD;⑥正方形ABCD,则下列推理成立的是( )
A.①④⇒⑥ B.②④⇒⑥ C.①②⇒⑥ D.①③⇒⑤
【分析】由对角线互相平分的四边形为平行四边形,再由邻边相等,得出是菱形,和一个角为直角得出是正方形,根据已知对各个选项进行分析从而得到最后的答案.
【解答】解:A、对角线相等的矩形不能得到正方形,故错误;
B、对角线垂直的矩形是正方形,正确;
C、对角线相等且垂直的四边形不一定是正方形,故错误;
D、对角线相等且平分的四边形是矩形,但不但能得到菱形,故错误.
故选:B.
【例题:正方形的判定与性质综合】
57.如图,在Rt△ABC中,两锐角的平分线AD,BE相交于O,OF⊥AC于F,OG⊥BC于G.
(1)求证:四边形OGCF是正方形.
(2)若∠BAC=60°,AC=4,求正方形OGCF的边长.
【分析】(1)根据有三个角是直角的四边形是矩形,可得四边形OGCF是矩形,根据角平分线的性质,可得OH与OF,OH与OG的关系,根据邻边相等的矩形是正方形,可得答案;
(2)由含30°角的直角三角形的性质和勾股定理求出AB和BC,根据全等三角形判定的HL定理证得Rt△AOH≌Rt△AOF得到AH=AF,设正方形OGCF的边长为x,则AH=AF=4﹣x,BH=BG=4﹣x,根据AB=AH+BH=8,解方程即可求出x.
【解答】(1)证明:过O作OH⊥AB于H点,
∵OF⊥AC于点F,OG⊥BC于点G,
∴∠OGC=∠OFC=90°.
∵∠C=90°,
∴四边形OGCF是矩形.
∵AD,BE分别是∠BAC,∠ABC的角平分线,OF⊥AC,OG⊥BC,
∴OG=OH=OF,
又四边形OGCF是矩形,
∴四边形OGCF是正方形;
(2)解:在Rt△ABC中,
∵∠BAC=60°,
∴∠ABC=90°﹣∠BAC=90°﹣60°=30°,
∴AC=AB,
∵AC=4,
∴AB=2AC=2×4=8,
∵AC2+BC2=AB2,
∴BC==4,
在Rt△AOH和Rt△AOF中,
,
∴Rt△AOH≌Rt△AOF(HL),
∴AH=AF,
设正方形OGCF的边长为x,
则AH=AF=4﹣x,BH=BG=4﹣x,
∴4﹣x+4﹣x=8,
∴x=2﹣2,
即正方形OGCF的边长为2﹣2.
58.如图,已知正方形ABCD的边长为3,菱形EFGH的三个顶点E、G、H分别在正方形的边AB、CD、DA上,AH=1,连接CF.
(1)当DG=1时,求证:菱形EFGH为正方形;
(2)设DG=x,请用含x的代数式表示△FCG的面积.
【分析】(1)先求出EH=HG,再判断出△AHE≌△DGH,得出∠AHE=∠DGH,进而判断出∠GHE=90°,即可得出结论;
(2)先判断出∠HEA=∠FGM,进而判断出△AHE≌△MFG.得出FM=HA=1,即可得出结论.
【解答】证明:(1)∵四边形EFGH为菱形,
∴EH=HG,
在Rt△AHE和Rt△DGH中,
,
∴Rt△AHE≌Rt△DGH(HL),
∴∠AHE=∠DGH,
又∵∠DGH+∠DHG=90°,
∴∠AHE+∠DHG=90°,
则∠GHE=90°.
所以菱形EFGH为正方形;
(2)如图,过点F作FM⊥DC交DC所在直线于M,连接GE.
∵AB∥CD,
∴∠AEG=∠MGE,
∵HE∥GF,
∴∠HEG=∠FGE.
∴∠HEA=∠FGM,
在△AHE和△MFG中,
,
∴△AHE≌△MFG(AAS).
∴FM=HA=1.
即无论菱形EFGH如何变化,点F到直线CD的距离始终为定值1,
∴S△FCG=GC•FM=(3﹣x)×1=﹣x+(0≤x≤).
59.如图,已知四边形ABCD为正方形,AB=4,点E为对角线AC上一动点,连接DE、过点E作EF⊥DE.交BC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.
【分析】(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;
(2)同(1)的方法证出△ADE≌△CDG得到CG=AE,得出CE+CG=CE+AE=AC=8即可.
【解答】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,
∵四边形DEFG是矩形,
∴EM=EN,∠DEN+∠NEF=∠MEF+∠NEF=90°,
∴∠DEN=∠MEF,
又∠DNE=∠FME=90°,
在△DEN和△FEM中,,
∴△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,,
∴△ADE≌△CDG(SAS),
∴AE=CG,
∴AC=AE+CE=AB=×4=8,
∴CE+CG=8是定值.
60.如图,在矩形ABCD中,∠BAD的平分线交BC于点E,EF⊥AD于点F,DG⊥AE于点G,DG与EF交于点O.
(1)求证:四边形ABEF是正方形;
(2)若AD=AE,求证:AB=AG;
(3)在(2)的条件下,已知AB=1,求OD的长.
【分析】(1)根据角平分线的性质证得EF=EB,根据正方形的判定即可证得结论;
(2)根据三角形全等的判定证得△AGD≌△ABE,由全等三角形的性质即可得到结论;
(3)首先证得△DFO≌△EGO得到FO=GO,FD=EG,根据勾股定理证得DO=OF=OG,根据线段的和差求解即可.
【解答】(1)证明:∵矩形ABCD,
∴∠BAF=∠ABE=90°,
∵EF⊥AD,
∴四边形ABEF是矩形,
∵AE平分∠BAD,
∴EF=EB,
∴四边形ABEF是正方形;
(2)∵AE平分∠BAD,
∴∠DAG=∠BAE,
在△AGD和△ABE中,,
∴△AGD≌△ABE(AAS),
∴AB=AG;
(3)∵四边形ABEF是正方形,
∴AB=AF=1,
∵△AGD≌△ABE,
∴DG=AB=AF=AG=1,
∵AD=AE,
∴AD﹣AF=AE﹣AG,
即DF=EG,
在△DFO和△EGO中,,
∴△DFO≌△EGO(AAS),
∴FO=GO,FD=EG
∵∠DAE=∠AEF=45°,∠AFE=∠AGD=90°,
∴DF=FO=OG=EG,
∴DO=OF=OG,
∴DG=DO+OG=OG+OG=1,
∴OG==﹣1,
∴OD=(﹣1)=2﹣.
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