内容正文:
数 学
第一部分 教材梳理
第五章 四边形(课程标准理念,单元整合设计)
第21讲 矩形、菱形、正方形的性质
矩形、菱形、正方形的性质
矩形、菱形、正方形的性质
A
矩形、菱形、正方形的性质
命题点1 菱形的性质
菱形的四条边都相等,对角线垂直且互相平分,常把菱形问题转化为直角三角形或等腰三角形问题.菱形面积有多种求法:一是用对角线乘积的一半求解,二是用底乘高求解,三是用四个全等的直角三角形的面积和求解.
【例1】(2023·嘉兴、舟山中考)如图所示,在菱形ABCD中,AE⊥BC于点E,AF⊥CD于点F,连接EF.
(1)求证:AE=AF.
【思路分析】(1)欲证明AE=AF,只需要证得△ABE≌△ADF即可.
【自主解答】
解:(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,∴AB=AD,∠B=∠D.又∵AE⊥BC于点E,AF⊥CD于点F,∴∠AEB=∠AFD=90°.在△ABE与△ADF中,∴△ABE≌△ADF(AAS),∴AE=AF.
(2)若∠B=60°,求∠AEF的度数.
【思路分析】(2)根据菱形的邻角互补和全等三角形的性质推出△AEF是等边三角形,则可求出答案.
【自主解答】
(2)∵四边形ABCD是菱形,∴∠B+∠BAD=180°.
∵∠B=60°,∴∠BAD=120°.又∵∠AEB=90°,∠B=60°,
∴∠BAE=30°.
由(1)知△ABE≌△ADF,∴∠BAE=∠DAF=30°.
∴∠EAF=120°-30°-30°=60°.∴△AEF是等边三角形.∴∠AEF=60°.
【变式训练1】(2023·河北中考)如图所示,直线l1∥l2,菱形ABCD和等边△EFG在l1,l2之间,点A,F分别在l1,l2上,点B,D,E,G在同一直线上.若∠α=50°,∠ADE=146°,则∠β=( C )
A.42° B.43° C.44° D.45°
C
命题点2 矩形的性质
矩形的对角线相等且互相平分,可借助对角线的关系得到等腰三角形和全等三角形,矩形的四个角都是直角,可灵活使用勾股定理和三角函数求线段的长.
【例2】(2023·温州中考)如图所示,已知矩形ABCD,点E在CB延长线上,点F在BC延长线上,过点F作FH⊥EF交ED的延长线于点H,连接AF交EH于点G,GE=GH.
(1)求证:BE=CF.
【思路分析】(1)根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得到GE=GF,再根据等边对等角得出∠E=∠GFE,根据矩形的性质得出AB=DC,∠ABC=∠DCB=90°,于是可证△ABF和△DCE全等,得到BF=CE,从而问题得证.
【自主解答】
解:(1)证明:∵FH⊥EF,∴∠HFE=90°.∵GE=GH,∴FG=EH=GE=GH,∴∠E=∠GFE.∵四边形ABCD是矩形,∴AB=DC,∠ABC=∠DCB=90°,∴△ABF≌△DCE(AAS),∴BF=CE,∴BF-BC=CE-BC,即BE=CF.
(2)当=,AD=4时,求EF的长.
【思路分析】(2)先证△ECD∽△EFH,得出比例式,再结合已知即可求出EF的长.
【自主解答】
(2)∵四边形ABCD是矩形,∴DC⊥BC,即DC⊥EF,
AB=CD,BC=AD=4.∵FH⊥EF,∴CD∥FH,∴△ECD∽△EFH,∴=,∴=.∵=,∴=.设BE=CF=x,
∴EC=x+4,EF=2x+4,∴=,解得x=1,∴EF=6.
【变式训练2】(2023·河南中考)在矩形ABCD中,M为对角线BD的中点,点N在边AD上,且AN=AB=1.当以点D,M,N为顶点的三角形是直角三角形时,AD的长为 2或1+ .
2或1+
命题点3 正方形的性质
正方形具有平行四边形、矩形、菱形的全部性质,正方形被两条对角线分成8个等腰直角三角形,常用等腰三角形或直角三角形的性质及勾股定理解决问题.
【例3】(2023·天津中考)如图所示,在边长为3的正方形ABCD的外侧,作等腰三角形ADE,EA=ED=.
(1)△ADE的面积为 3 .
(2)若F为BE的中点,连接AF并延长,与CD相交于点G,
则AG的长为 .
3
【思路分析】(1)过点E作EM⊥AD于点M,根据等腰三角形的性质得到AM=DM=AD=,根据勾股定理得到EM==2,根据三角形的面积公式即可得到△ADE的面积为AD·EM=×3×2=3.(2)延长EM分别交AG于点N,BC于点P,根据正方形的性质得到EP⊥BC,推出四边形ABPM是矩形,得到PM=AB=3,AB∥EP,根据全等三角形的性质得到EN=AB=3,根据三角形的中位线性质得出GD=2MN=2,根据勾股定理即可得到结论.
【自主解答】
【变式训练3】
(2023·重庆中考)如图所示,