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数 学
8年级 下册
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【模型构建专题】 正方形中常见的几何图形结构
| 安徽名师编写,更懂安徽考情
【模型构建专题】 正方形中常见的几何图形结构
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【模型构建专题】 正方形中常见的几何图形结构
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类型1 “十字架”结构
正方形中存在端点在正方形的边上且互相垂直的线段,看起来像“十字架”,利用垂直证明三角形全等得出线段或角的关系.
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1.[2023·池州青阳月考](1)如图1,在正方形ABCD中,若CE⊥DF,则线段CE与DF有何数量关系?请说明理由.
(2)如图2,在正方形ABCD中,若GE⊥HF,则线GE与HF有何数量关系?请说明理由.
图1 图2
解:(1)CE=DF.理由略.
(2)GE=HF.理由略.
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2.如图,在正方形ABCD中,点E,F分别在BC,CD边上,AE⊥BF于点G,CH⊥BF于点H,BG=HG.
(1)求证:BH=AG;
(2)若AB=4,求CH的长.
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解:(1)易证△ABG≌△BCH,∴BH=AG.
(2)由(1)知△ABG≌△BCH,
∴CH=BG=HG.
设CH=BG=x,则AG=2x.
在Rt△ABG中,x2+(2x)2=42,
∴x=(负值舍去),即CH=.
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3.如图,在正方形ABCD中,E是BC的中点,连接DE,过点A作AG⊥DE交DE于点F,交CD于点G,连接BF.
(1)求证:△ADG≌△DCE;
(2)求证:AB=FB.
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证明:(1)证明略.
(2)延长DE交AB延长线于点H.
∵E是BC的中点,∴BE=CE.
又∵∠C=∠HBE=90°,∠DEC=∠HEB,
∴△DCE≌△HBE,
∴BH=DC=AB,即B是AH的中点.
又∵∠AFH=90°,∴FB==AB.
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类型2 “a=2b”结构
在正方形中存在直角三角形利用斜边上的中线得
“a=2b”;或在正方形中存在三角形利用其中位线得
“a=2b”.
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4.如图,在正方形ABCD中,点E,F分别在边BC,CD上,BE=CF,连接AE,BF交于点O,M为AB的中点,连接OM.求证:AB=2OM.
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证明:易证△ABE≌△BCF,
∴∠BAE=∠CBF.
∵∠ABO+∠CBF=90°,
∴∠ABO+∠BAO=90°,即∠AOB=90°.
在Rt△ABO中,M是斜边AB的中点,
∴OM=,即AB=2OM.
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5.如图,在正方形ABCD中,O为对角线的交点,AE平分∠BAC交BC于点E,交OB于点F.求证:CE=2OF.
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解:取AE的中点M,连接OM.
易知OA=OC,MA=ME,∠OFM=67.5°,
∴OM=,OM∥CE,
∴∠MOA=∠BCA=45°,
∴∠OMF=∠EAC+∠MOA=67.5°,
∴∠OFM=∠OMF,∴OF=OM=,
∴CE=2OF.
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类型3 “a=”结构
在正方形中构造一个等腰直角三角形,利用勾股定理证明“a=b”.
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6.如图,在正方形ABCD中,AC,BD交于点O,E为OD上一点,且BE=BA,连接AE.
(1)求证:AE平分∠DAC;
(2)求证:DE=.
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证明:(1)∵∠ABE=45°,BE=BA,
∴∠BAE=∠BEA=67.5°.
∵∠BAC=∠DAC=45°,
∴∠DAE=∠OAE=22.5°,
∴AE平分∠DAC.
(2)过点E作EM⊥AD于点M.
∵AE平分∠DAC,EO⊥