内容正文:
专题17 正方形与45度角基本图
【例题讲解】
如图1,在正方形中,E是上一点,F是延长线上一点,且.
(1)求证:;
(2)在图1中,若G在上,且,则成立吗?为什么?
(3)运用(1)(2)解答中所积累的经验和知识,完成下题:
①如图2,在直角梯形中,,,,E是上一点,且,,求的长.
②如图3,在中,,,,,则的面积为____(直接写出结果,不需要写出计算过程)
解:(1)证明:在正方形ABCD中 CB=CD,∠B=∠CDA=90°,
∴∠CDF=∠B=90°.在△BCE和△DCF中,,∴△BCE≌△DCF(SAS).
∴CE=CF.
(2)解:GE=BE+GD成立.理由如下:∵∠BCD=90°,∠GCE=45°,
∴∠BCE+∠GCD=45°.∵△BCE≌△DCF(已证),
∴∠BCE=∠DCF.∴∠GCF=∠GCD+∠DCF=∠GCD+∠BCE=45°.
∴∠ECG=∠FCG=45°.在△ECG和△FCG中,,
∴△ECG≌△FCG(SAS).∴GE=FG.∵FG=GD+DF,∴GE=BE+GD.
(3)①如图2,过点C作CG⊥AD交AD的延长线于点G,
由(2)和题设知:DE=DG+BE,
设DG=x,则AD=12-x,DE=x+4,
在Rt△ADE中,由勾股定理,得:
AD2+AE2=DE2∴(12-4)2+(12-x)2=(x+4)2
解得x=6.∴DE=6+4=10;
②将△ABD沿着AB边折叠,使D与E重合,△ACD沿着AC边折叠,使D与G重合,
可得∠BAD=∠EAB,∠DAC=∠GAC,∴∠EAG=∠E=∠G=90°,AE=AG=AD,
BD=EB=2,DC=CG=3,∴四边形AEFG为正方形,设正方形的边长为x,
可得BF=x-2,CF=x-3,在Rt△BCF中,根据勾股定理得:BF2+CF2=BC2,
即(x-2)2+(x-3)2=(2+3)2,解得:x=6或x=-1(舍去),∴AD=6,
则S△ABC=BC•AD=15.
【综合演练】
1.如图,在四边形纸片 ABCD 中,∠B=∠D=90°,点 E,F 分别在边 BC,CD 上,将 AB,AD 分别沿 AE,AF 折叠,点 B,D 恰好都和点 G 重合,∠EAF=45°.
(1)求证:四边形 ABCD 是正方形;
(2)若 EC=FC=1,求 AB 的长度.
【答案】(1)见解析;(2).
【分析】(1)由题意得,∠BAE=∠EAG,∠DAF=∠FAG,于是得到∠BAD=2∠EAF=90°,推出四边形ABCD是矩形,根据正方形的判定定理即可得到结论;
(2)根据EC=FC=1,得到BE=DF,根据勾股定理得到EF的长,即可求解.
【详解】(1)由折叠性质知:∠BAE=∠EAG,∠DAF=∠FAG,
∵∠EAF=45°,
∴∠BAD=2∠EAF=245°=90°,
又∵∠B=∠D=90°,
∴四边形ABCD是矩形,
由折叠性质知:AB=AG,AD=AG,
∴AB=AD,
∴四边形ABCD是正方形;
(2)∵EC=FC=1,
∴BE=DF,EF=,
∵EF=EG+GF=BE+DF,
∴BE=DF=EF=,
∴AB=BC=BE+EC=.
【点睛】本题考查了翻折变换的性质,勾股定理的应用,正方形的判定和性质,解答本题的关键是熟练掌握翻折变换的性质:翻折前后对应边、对应角相等.
2.如图所示,正方形中,点,分别为,上一点,点为上一点,,关于直线对称.连结并延长交的延长线于,求证:.
【答案】见解析
【分析】连结,由对称的性质可知,进而可证,即可得,由∠AON=90°,可得.
【详解】证明:连结,
、关于对称,
垂直平分,
,
,
,.
在Rt和Rt中
,
,又,
,
.
【点睛】本题是四边形综合题,主要考查了轴对称的性质,等腰直角三角形的判定,勾股定理,三角形的面积等知识,综合性较强,有一定难度.准确作出辅助线是解题的关键.有关角的问题,往往利用全等,构造等腰直角三角形,使问题迅速获解.
3.已知正方形ABCD,∠EAF=45°,将∠EAF绕顶点A旋转,角的两边始终与直线CD交于点E,与直线BC交于点F,连接EF.
(1)如图①,当BF=DE时,求证:△ABF≌△ADE;
(2)若∠EAF旋转到如图②的位置时,求证:∠AFB=∠AFE;
(3)若BC=4,当边AE经过线段BC的中点时,在AF的右侧作以AF为腰的等腰直角三角形AFP,直接写出点P到直线AB的距离.
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)或4
【分析】(1)利用定理判定即可;
(2)延长到,使,连接,易证,则,;再证明即可得出结论;
(3)分两种情形:①,②;①过点作于点,过点作,交延长线于点,利用三角形的面积公式和勾股定理列出方程组求得线段;利用,可得,则点到直线的距离为,结论可得