内容正文:
第六章 四边形
第25课 正方形
课程标准(2022年版) (1)理解平行四边形、矩形、菱形、正方形、梯形的概念,以及它们之间的关系
(2)正方形既是矩形,又是菱形;理解矩形、菱形、正方形之间的包含关系
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一、正方形的定义及性质
(1)正方形的定义: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既具有矩形的性质又具有菱形的性质;
②边角:四个角都是直角,四条边都相等;
③对角线:两条对角线相等,并且互相垂直平分,每条对角线平分一组对角;
④对称性:正方形既是中心对称图形,也是轴对称图形,有4条对称轴;
⑤正方形的周长=4AB,面积=AB2=AC2(其中AB为边长,AC为对角线).
1.如图,在正方形ABCD中,AB=8,点E为AD的中点.若对角线AC与BD相交于点O,连接OE,则∠BAC的度数为 45° ,OE= 4 ,BD= 8 ,△OBC的面积为 16 .
45°
4
8
16
二、正方形的判定
(1)有一组邻边相等,并且有一个角是直角的平行四边形是正方形.(定义法)
(2)有一组邻边相等的矩形是正方形.
(3)对角线互相垂直的矩形是正方形.
(4)有一个角是直角的菱形是正方形.
(5)对角线相等的菱形是正方形.
2.下列说法正确的是( D )
A.对角线相等的四边形是矩形
B.对角线互相垂直的四边形是菱形
C.对角线相等的矩形是正方形
D.对角线相等的菱形是正方形
D
三、平行四边形、矩形、菱形与正方形之间的关系
3.如图,在△ABC中,AC=BC,点D,E分别是边AB,AC的中点,延长DE到点F,使DE=EF,得四边形ADCF.当∠ACB= 90 °时,四边形ADCF是正方形.
90
如图,点E,F,G分别是正方形ABCD的边AB,BC,CD的中点,AF与BG,DE分别交于点M,N,连接DM.
(1)求证:四边形EBGD是平行四边形;
(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB∥CD,AB=CD.
∵点E,G分别是AB,CD的中点,
∴BE=DG.
又BE∥DG,
∴四边形EBGD是平行四边形.
(2)求证:AF⊥BG;
(2)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=CD,∠ABC=∠BCD=90°.
∵点F,G分别是BC,CD的中点,
∴BF=CG.
∴△ABF≌△BCG(SAS).∴∠BAF=∠CBG.
∵∠ABC=90°,∴∠BAF+∠AFB=90°.
∴∠CBG+∠AFB=90°.∴∠BMF=90°.∴AF⊥BG.
(3)求证:AD=DM;
(3)证明:由(1),得四边形EBGD是平行四边形.
∴ED∥BG.∴=.
∵点E是AB的中点,∴AE=EB.∴AN=NM.
∵AF⊥BG,ED∥BG,
∴AF⊥DE,即DE垂直平分AM.∴AD=DM.
(4)求△AEN与△AFB的面积的比值.
(4)解:∵AF⊥DE,∴∠ANE=90°.
∴∠ANE=∠ABF.
又∠EAN=∠FAB,∴△AEN∽△AFB.
∴= .
设AE=BF=m,则AB=2m,AF=m.
∴=()2=.
(2023·肇庆一模)如图,在正方形ABCD中,点E是AB边上一点,点F是AD延长线上一点,BE=DF.
(1)求证:CE=CF;
(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴BC=DC,∠B=∠FDC=90°.
在△CBE和△CDF中,
∴△CBE≌△CDF(SAS).
∴CE=CF.
(2)若点G在AD边上,且∠GCE=45°,BE=3,DG=5,求GE的长.
(2)解:由(1),得△CBE≌△CDF.
∴∠BCE=∠DCF.
∴∠BCE+∠ECD=∠DCF+∠ECD,即∠ECF=∠BCD=90°.
∵∠GCE=45°,
∴∠GCF=∠ECF-∠GCE=45°=∠GCE.
在△ECG与△FCG中,
∴△ECG≌△FCG(SAS).
∴GE=GF=DG+DF=DG+BE=5+3=8.
如图,在正方形ABCD中,DE⊥AF于点E,AF⊥BG于点F,BF⊥CH于点G.
(1)求证:四边形EFGH是正方形;
(1)证明:∵DE⊥AF,AF⊥BG,BF⊥CH,
∴∠HEF=∠EFG=∠FGH=90°.
∴四边形EFGH是矩形.
∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BC,∠ABC=90°.
∴∠CBG+∠ABF=90°.
∵∠AFB=∠EFG=90°,∴∠BAF+∠ABF=90°.
∴∠BAF=∠CBG.
∴△AFB≌△BGC(AAS).
∴AF=BG.
同理可证,△AFB≌△D