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第24讲 矩形
(见学生用书P82)
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例1 如图,矩形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,∠BOC=120°,AB=2.
(1)求矩形对角线的长.
(2)过O作OE⊥AD于点E,连结BE.记∠ABE=α,求tan α的值.
解:(1)∵∠BOC=120°,∴∠AOB=60°.
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BAD=90°,AC=BD,AO=OC,BO=DO,
∴AO=BO,∴△AOB是等边三角形,
∴AB=AO=BO.∵AB=2,∴BO=2,
∴BD=2BO=4,∴矩形对角线的长为4.
(2)由勾股定理得AD===2.
∵OA=OD,OE⊥AD于点E,
∴AE=DE=AD=,∴tan α==.
变式1 (1)如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,DE⊥AC交BC于点E,∠ADB∶∠CDB=2∶3,则∠BDE的度数为( A )
A.18° B.20° C.30° D.45°
变式1(1)题图
变式1(2)题图
(2)如图,在矩形ABCD中,AB=6 cm,对角线AC与BD相交于点O,DE⊥AC,垂足为E,AE=3CE,则BD的长为( C )
A.6 cm B.3 cm
C.12 cm D.3 cm
例2 2022·宜昌如图,在矩形ABCD中,E是边AD上一点,F,G分别是BE,CE的中点,连结AF,DG,FG,若AF=3,DG=4,FG=5,则矩形ABCD的面积为__48__.
【解析】 ∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BAE=∠CDE=90°,AD∥BC.
∵F,G分别是BE,CE的中点,AF=3,DG=4,FG=5,
∴BE=2AF=6,CE=2DG=8,BC=2FG=10,
∴BE2+CE2=BC2,
∴△BCE是直角三角形,∠BEC=90°,
∴S△BCE=BE·CE=×6×8=24.
∵AD∥BC,∴S矩形ABCD=2S△BCE=2×24=48.
变式2 如图,在矩形ABCD中,F是BC的中点,E是AD上一点,且∠ECD=30°,∠BEC=90°,EF=4 cm,则矩形ABCD的面积为( C )
A.16 cm2 B.2 cm2
C.16 cm2 D.32 cm2
变式2题图
例3题图
例3 如图,已知E为矩形纸片ABCD的边DC上一点,将矩形纸片ABCD沿BE折叠,使点C恰好落在边AD上的点F处,若AB=6,AD=10,则DE的长为( B )
A.2 B. C.3 D.
变式3 如图,在矩形ABCD中,点E在边AB上,将矩形ABCD沿直线DE折叠,点A恰好落在边BC上的点F处.若AE=5,BF=3,则CD的长是( C )
A. 7 B. 8 C. 9 D. 10
例4 (1)四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,从以下四个条件:①OA=OC,OB=OD;②AB∥CD,AD=BC;③AB=BC;④AB⊥BC中选两个,能推出四边形ABCD是矩形的是( C )
A.①② B.②③ C.①④ D.①③
(2)2022·聊城要检验一个四边形的桌面是否为矩形,可行的测量方案是( C )
A.测量两条对角线是否相等
B.度量两个角是否为90°
C.测量两条对角线的交点到四个顶点的距离是否相等
D.测量两组对边是否分别相等
【举一反三】 判定四边形是矩形的方法有三个:①先证出该四边形是平行四边形,再证出有一个角是直角,这是用定义证明.②只需证出三个角都是直角.③先证出该四边形是平行四边形,再证出对角线相等.
变式4 (1)关于矩形的判定,以下说法中不正确的是( B )
A.四个角相等的四边形是矩形
B.一个内角是直角且对角线相等的四边形是矩形
C.对角线相等的平行四边形是矩形
D.对角线互相平分且相等的四边形是矩形
(2)如图,在△ABC中,D,E,F分别是AB,BC和AC边的中点,请添加一个条件__AB⊥BC(答案不唯一)__,使四边形BEFD为矩形.(填一个即可)
例5 2022·云南如图,在平行四边形ABCD中,连结BD,E为线段AD的中点,延长BE,与CD的延长线交于点F,连结AF,∠BDF=90°.
(1)求证:四边形ABDF是矩形.
(2)若AD=5,DF=3,求四边形ABCF的面积S.
解:(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BA∥CD,
∴∠BAE=∠FDE.
∵点E是AD的中点,
∴AE=DE,
在△BEA和△FED中,
∴△BEA≌△FED(ASA),
∴EF=EB.
又∵AE=DE,
∴四边形ABDF是平行四边形.
∵∠BDF=90°.
∴四边形ABDF是矩形.
(2)由(1)得四边形ABDF是矩形,
∴∠AFD=90