内容正文:
第19章 矩形、菱形与正方形
考点一 矩形的性质
典例1 如图,在矩形ABCD中,AC与BD相交于点O.若E是OA的中点,F是OD的中点,求证:BE=CF.
思路导引 由矩形的性质,得出OA=OC=OB=OD,进而得出OE=OF,从而证明△OBE≌△OCF,即可得出BE=CF.
规范解答 ∵ 四边形ABCD是矩形,∴ OA=OC=AC,OB=OD=BD,AC=BD.∴ OA=OC=OB=OD.∵ E是OA的中点,F是OD的中点,∴ OE=OA,OF=OD.∴ OE=OF.又∵ ∠BOE=∠COF,OB=OC,∴ △OBE≌△OCF.∴ BE=CF.
1. 如图,在矩形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,∠BOC=120°,AB=1.求:
(1) 对角线的长.
解:(1) ∵ 四边形ABCD是矩形,∴ AC=BD,OA=OC,OB=OD.∴ OA=OB.又∵ ∠BOC=120°,
∴ ∠AOB=60°.∴ △AOB是等边三角形.∴ OA=AB=1.
∴ BD=AC=2OA=2×1=2,即对角线的长为2.
(第1题)
(2) BC的长.
解:(2) ∵ 四边形ABCD是矩形,∴ ∠ABC=90°.∵ 在Rt△ABC中,AB=1,AC=2,∴ 由勾股定理,得BC===.
(第1题)
(3) 矩形ABCD的面积.
解:(3) S矩形ABCD=AB·BC=1×=.
(第1题)
考点二 矩形的判定
典例2 (2022·巴中)如图,在▱ABCD中,E为边BC的中点,连结AE并延长,交DC的延长线于点F,延长EC至点G,使CG=CE,连结DG、DE、FG.
(1) 求证:△ABE≌△FCE.
(2) 若AD=2AB,求证:四边形DEFG是矩形.
思路导引 (1) 由平行四边形的性质推出AB∥CD,根据平行线的性质推出∠EAB=∠EFC,利用“A.A.S.”即可判定△ABE≌△FCE.(2) 先证明四边形DEFG是平行四边形,再证明DF=EG,即可证明四边形DEFG是矩形.
规范解答 (1) ∵ 四边形ABCD是平行四边形,
∴ AB∥CD.
∴ ∠EAB=∠EFC.
又∵ E为边BC的中点,
∴ EB=EC.
在△ABE和△FCE中,
∴ △ABE≌△FCE.
(2) ∵ △ABE≌△FCE,
∴ AB=FC.
∵ 四边形ABCD是平行四边形,
∴ AD=BC,AB=DC.
∴ DC=FC.
又∵ CG=CE,
∴ 四边形DEFG是平行四边形.
∵ E为边BC的中点,CG=CE,
∴ BC=EG.
又∵ AD=BC=EG=2AB,DF=CD+CF=2CD=2AB,
∴ DF=EG.
∴ 四边形DEFG是矩形.
方法归纳
矩形的判定方法
证明一个四边形是矩形,若题设与这个四边形的对角线有关,通常先证明这个四边形是平行四边形,再证明其对角线相等;若题设与角度有关,通常考虑用矩形的定义或者依据“有三个角是直角的四边形是矩形”来证明.若容易证出有一个直角且为平行四边形,则可根据矩形的定义进行证明;若容易证出有三个直角,亦可证明.
2. 如图,在等腰三角形MNO中,MO=NO,Q是MN的中点,S是QO的中点,过点O作OP∥MN,交NS的延长线于点P,连结MP.求证:四边形OPMQ是矩形.
(第2题)
解:∵ OP∥MN,∴ ∠POS=∠NQS.∵ S是QO的中点,∴ OS=QS.在△OPS和△QNS中,∴ △OPS≌△QNS.∴ OP=QN.∵ Q是MN的中点,∴ MQ=QN.∴ OP=MQ.又∵ OP∥MN,∴ 四边形OPMQ是平行四边形.∵ MO=NO,Q是MN的中点,
∴ OQ⊥MN.∴ ∠OQM=90°.∴ 四边形OPMQ是矩形.
考点三 菱形的性质
典例3 如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,过点A作AH⊥BC于点H.已知BO=4,S菱形ABCD=24,则AH= .
(典例3图)
思路导引 根据“菱形的面积=对角线长的乘积的一半”,可求AC的长,再根据勾股定理求出BC的长,然后由菱形面积的另一种求法即可求出结果.
规范解答 ∵ 四边形ABCD是菱形,∴ OB=OD=4,OA=OC,AC⊥BD.∴ BD=8,∠BOC=90°.∵ =AC·BD=24,∴ AC=6.∴ OC=AC=3.∴ BC==5.∵ =BC·AH=24,∴ AH=.故填.
3. 如图,在菱形ABCD中,AC与BD相交于点O,OE⊥AB,垂足为E.若∠ADC=130°,则∠AOE的度数为( B )
A. 75° B. 65° C. 55° D. 50°
(第3题)
B
考点四 菱形的判定
典例4 (2022·郴州)如图,四边形ABCD是菱形,E、F是对角线AC上的两点,且AE=CF,连结BF、FD、DE、EB.求证:四边形D