内容正文:
期末复习压轴题特训-正方形
【知识点巩固】
1.正方形定义:有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形。
2.正方形的性质:
(1)具有平行四边形、矩形、菱形的一切性质;
(2)正方形的四个角都是直角,四条边都相等;
(3)正方形的两条对角线相等,并且互相垂直平分,每一条对角线平分一组对角;
(4)正方形是轴对称图形,有4条对称轴;
(5)正方形的一条对角线把正方形分成两个全等的等腰直角三角形,两条对角线把正方形分成四个全等的小等腰直角三角形;
(6)正方形的一条对角线上的一点到另一条对角线的两端点的距离相等。
3.正方形的判定
判定一个四边形是正方形的主要依据是定义,途径有两种:
一是先证它是矩形,再证有一组邻边相等。即有一组邻边相等的矩形是正方形。
二是先证它是菱形,再证有一个角是直角。即有一个角是直角的菱形是正方形。
4.正方形的面积:设正方形边长为a,对角线长为b ,S=
【典型例题】
例1.如图,正方形ABCD的边长为2,Q为CD边上(异于C,D)的一个动点,AQ交BD于点M.过M作MN⊥AQ交BC于点N,作NP⊥BD于点P,连接NQ,下面结论:①AM=MN;②MP=;③△CNQ的周长为3;④BD+2BP=2BM,其中一定成立的是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.①④
【解答】解:连接AC交BD于O,作ME⊥AB于E,MF⊥BC于F,延长CB到H,使得BH=DQ.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AC⊥BD,AC=AD=2,OA=OC=,∠DBA=∠DBC=45°,
∴ME=MF,
∵∠MEB=∠MFB=∠EBF=90°,
∴四边形EMFB是矩形,
∵ME=MF,
∴四边形EMFB是正方形,
∴∠EMF=∠AMN=90°,
∴∠AME=∠NMF,
∵∠AEM=∠MFN=90°,
∴△AME≌△NMF(ASA),
∴AM=MN,故①正确,
∵∠OAM+∠AMO=90°,∠AMO+∠NMP=90°,
∴∠AMO=∠MNP,
∵∠AOM=∠NPM=90°,
∴△AOM≌△MPN(AAS),
∴PM=OA=,故②正确,
∵DQ=BH,AD=AB,∠ADQ=∠ABH=90°,
∴∠ADQ≌△ABH(SAS),
∴AQ=AH,∠QAD=∠BAH,
∴∠BAH+∠BAQ=∠DAQ+∠BAQ=90°,
∵AM=MN,∠AMN=90°,
∴∠MAN=45°,
∴∠NAQ=∠NAH=45°,
∴△ANQ≌△ANH(SAS),
∴NQ=NH=BN+BH=BN+DQ,
∴△CNQ的周长=CN+CQ+BN+DQ=4,故③错误,
∵BD+2BP=2BO+2BP=2AO+2BP=2PM+2BP,
∴BD+2BP=2BM,故④正确.
故选:C.
例2.如图,在正方形ABCD中,点E,F分别是BC,CD上的点,AE与BF相交于点G,连接AC交BF于点H.若CE=DF,BG=GH,AB=2,则△CFH的面积为( )
A.3﹣4 B.3﹣2 C. D.
【解答】解:如图,过点F作FM⊥CH于点M.
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=∠BCD=∠BAD=90°,AB=BC=2,∠BAC=,∠ACD=.
∴AC=,∠BAC=45°,∠ACD=45°.
又∵CE=DF,
∴BC﹣CE=CD﹣DF.
∴BE=CF.
在△ABE和△BCF中,
∴△ABE≌△BCF(SAS).
∴∠1=∠2.
又∵∠ABE=∠ABG+∠2=90°,
∴∠ABG+∠1=90°.
∴∠AGB=180°﹣(∠ABG+∠1)=90°.
又∵BG=GH,
∴AH=AB=2.
∴CH=AC﹣AH=﹣2.
在△ABG和△AHG中,
∴△ABG≌△AHG(SSS).
∴∠1=∠HAG.
∴∠BAC=∠1+∠HAG=2∠1=45°.
∴∠1=22.5°.
∴∠2=∠1=22.5°.
∴∠BFC=180°﹣∠2﹣∠BCF=180°﹣22.5°﹣90°=67.5°.
∴∠CHF=180°﹣∠HCF﹣∠HFC=180°﹣45°﹣67.5°=67.5°.
∴∠CHF=∠CFH.
∴CH=CF=.
∵MF⊥HC,∠ACD=45°,
∴∠MFC=180°﹣∠FMC﹣∠MCF=45°.
∴FM=MC.
在△FMC中,FC2=MC2+MF2.
∴=2MF2.
∴MF=2﹣.
∴==.
故选:A.
例3.如图1,在正方形ABCD中,点E在边CD上(不与点C,D重合),AE交对角线BD于点G,GF⊥AE交BC于点F.
(1)求证:AG=FG.
(2)若AB=10,BF=4,求BG的长.
(3)如图2,连接AF,EF,若AF=AE,求正方形ABCD与△CEF的面积之比.
【解答】证明:(1)连接GC,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABC=90°,∠ABD=∠CBD=4