内容正文:
专题1.2 矩形中的几何综合
· 思维方法
正向思维:是一类常规性的、传统的思维形式,指的是大家按照自上而下,由近及远、从左到右、从可知到未知等一般而言的线性方向做出探究问题的思维途径。
逆向思维:是指在剖析、破解数学难题进程中,可以灵活转换思维方向,从常规思维的相反方向出发进行探索的思维方式,比如正向思维无法解决问题时可反其道而行采取逆向思维,直接证明有困难时可采用间接证明。
分类讨论思想:当问题所给的对象不能进行统一研究时,我们就需要对研究对象进行分类,然后对每一类分别进行研究,得出每一类的结论,最后综合各类的结果,得到整个问题的解答。分类讨论的分类并非是随心所欲的,而是要遵循以下基本原则:
1. 不重(互斥性)不漏(完备性);
2. 按同一标准划分(同一性);
3. 逐级分类(逐级性)。
· 知识点总结
一、矩形的性质
1.平行四边形的性质矩形都具有;
2.角:矩形的四个角都是直角;
3.边:邻边垂直;
4.对角线:矩形的对角线相等;
5.矩形是轴对称图形,又是中心对称图形.它有2条对称轴,分别是每组对边中点连线所在的直线;对称中心是两条对角线的交点.
二、矩形的判定方法
1.矩形的定义:有一个角是直角的平行四边形是矩形;
2.有三个角是直角的四边形是矩形;
3.对角线相等的平行四边形是矩形(或“对角线互相平分且相等的四边形是矩形”).
· 典例分析
【典例1】在矩形中,是边上一点.
(1)若,平分,且,求的面积;
(2)若是中点且,于点,求证:;
(3)若,于点,连接并反向延长至点使得.点在直线上方,连接、,,,请探究并请直接写出与的数量关系.
【思路点拨】
(1)利用角平分线的性质,构造≌,同时得到含角的特殊,可求出,进而求出,再求面积.
(2)将分割为、两段,过点作的垂线,垂足恰好是分割点,分别证明.
(3)从,两个条件可发现,联想到可以构造手拉手模型,再通过“”字全等模型找到了与的数量关系,进而找到了与的数量关系.
【解题过程】
解:(1)在矩形中,,.
过作于,如图.
,,,
≌.
.
,,
.即.
,,
,
.
.
.
.
(2)过作于,过作延长线于,如图.
,
,,
.
又,
≌.
,.
,,,
四边形是矩形.
,.
,,,
≌.
.
.
在中,.
.
(3)作关于的对称,连接,,如图.
,
,.
.
,
.
,
.
.
又,,
.
,.
,,,
.
,.
∴.
∴.
,,
.
.
为等边三角形,
,
.
· 学霸必刷
1.(2023·浙江宁波·中考真题)如图,以钝角三角形的最长边为边向外作矩形,连结,设,,的面积分别为,若要求出的值,只需知道( )
A.的面积 B.的面积 C.的面积 D.矩形的面积
2.(22-23九年级上·浙江宁波·期末)如图,矩形在矩形的内部,且,点,在对角线的异侧.连结,,,,若矩形矩形,且两个矩形的周长已知.只需要知道下列哪个值就一定可以求得四边形的面积( )
A.矩形的面积 B.的度数
C.四边形的周长 D.的长度
3.(22-23八年级下·浙江宁波·期末)如图,在矩形中,对角线,交于点,点为边上一点,过分别作,,垂足为点,,过作,垂足为.若知道与的周长和,则一定能求出( )
A.的周长 B.的周长
C.的周长 D.四边形的周长
4.(23-24八年级下·福建龙岩·阶段练习)如图,四边形是矩形,点在边上,平分且,垂足为点,连接并延长交于点,连接交于点,连接交于点,有下列结论:①;②垂直且平分;③;④;⑤.其中正确的结论有( )个.
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(22-23八年级下·广西南宁·阶段练习)如图,四边形是矩形,点F是边的三等分点,,点是边的中点,连接,得到;点是的中点,连接得到;点是的中点,连接,得到;…按照此规律继续进行下去,若矩形的面积等于6,则的面积是 .
6.(22-23九年级上·广东深圳·期中)如图,已知,,,E是边的中点,F为边上一点,,若,,则的值为 .
7.(22-23九年级上·广东梅州·阶段练习)如图,在矩形 中,,, 为 边上一动点,作 ,且 .连接 ,.当 时,的面积为 .
8.(22-23八年级下·江苏泰州·期中)如图,在矩形中,,E为上一点,且,作交边于F,将沿折叠后点C恰好落在边上的G处,则长= .
9.(2024·江苏淮安·一模)如图,在矩形中,点E在上,且,,,点P是线段上的一个动点,将点B沿翻折得点F,当时, .
10.(23-24八年级下·重庆·阶段练习)如图,已知E、F分别是矩形的边、上的点,连接,将矩形沿对折,点的对应点恰好落在边上,的对应点为,恰好经过的中点.若,则折痕的长度为 .
11.(22-23八年级下·山东青岛·期末)如图,在矩形ABCD中,O是对角线的交点,,,过C作于点E,的延长线与的平分线相交于点H,与交于点F,与交于点M.给出下列四个结论:①;②;③;④;⑤.其中正确的结论有 (填写正确的序号).
12.(22-23八年级上·江苏淮安·阶段练习)已知,如图,O为坐标原点,四边形为矩形,,点D是的中点,点P在边上以每秒1个单位长的速度由点C向点B运动.
(1)的面积________;
(2)当t为何值时,?
(3)当为等腰三角形时,写出点P的坐标(请直接写出答案,不必写过程).
13.(22-23八年级下·黑龙江哈尔滨·期中)矩形中,点在对角线上,,连接.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,当时,连接,在不添加任何辅助线的情况下,直接写出四个三角形,使写出的每个三角形的面积都等于矩形面积的.
14.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)已知如图,矩形中,,P为BC上一个动点,,点B关于直线的对称点是点E.
(1)当时,若直线恰好经过点D,求此时的长;
(2)若足够长,当点E到直线的距离不超过3时,求m的取值范围.
15.(22-23八年级上·江苏镇江·期末)如图,在长方形中,,含角的直角三角板放置在长方形内,,顶点分别在上.
(1)求证:;
(2)若是斜边的中点.
①如图2,连接,请写出线段与之间的数量关系,并说明理由;
②如图,连接,若,则的长等于
16.(22-23八年级下·湖南长沙·期中)如图,在矩形中,,,点E为中点,连接,点F为中点,点G为线段上一点,连接.
(1)如图1,若点G为中点,求证:四边形为平行四边形;
(2)如图2,若点G使得,求四边形的面积;
(3)如图3,连接,若点G使得,求的长.
17.(23-24九年级上·四川成都·阶段练习)在矩形中,E是延长线上一点,连接.
(1)如图1,F、G分别为、的中点,连接、、.
①求证:;
②探究并猜想线段和的数量关系为______,并证明你的结论;
(2)如图2,若,过点C作于点H,若,,求线段的长度.
18.(2023·贵州铜仁·三模)阅读材料:如图,在矩形中,点O是的中点,点E是边上动点,将沿翻折得,连接并延长交边于点M,连接.
【发现问题】
(1)如图①,判断的形状是________三角形.
【探究发现】
(2)如图②,当E、F、C三点在一条直线上时,求证:M为边中点
【拓展迁移】
(3)如图③,延长交射线于点N,当,,时,求的长.
19.(22-23八年级下·辽宁朝阳·期末)如图,在矩形中,,,是上一动点,将沿折叠后得到,点在矩形内部,延长交于点;
(1)如图1,当时,求的长;
(2)如图2,当点是的中点时,求线段的长:
(3)如图3、在矩形中,,分别是、上的一点,,将沿翻折得,连接,若是以为腰的等腰三角形,则求此时的值.
20.(22-23八年级下·广东广州·期中)在平面直角坐标系中,点在轴上,点在轴上,已知,.
(1)如图1,点是轴上一点,将沿着折叠,使点落在上的处,求点的坐标;
(2)如图2.四边形是矩形,是边上一点(不与点、重合),将沿直线翻折,使点落在点处,当以,,三点为顶点的三角形是等腰三角形时,求点的坐标;
(3)如图3,在上一点坐标为,连接,点与点关于直线对称,在(2)的条件下,当,,三点共线时,求的长度.
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专题1.2 矩形中的几何综合
· 思维方法
正向思维:是一类常规性的、传统的思维形式,指的是大家按照自上而下,由近及远、从左到右、从可知到未知等一般而言的线性方向做出探究问题的思维途径。
逆向思维:是指在剖析、破解数学难题进程中,可以灵活转换思维方向,从常规思维的相反方向出发进行探索的思维方式,比如正向思维无法解决问题时可反其道而行采取逆向思维,直接证明有困难时可采用间接证明。
分类讨论思想:当问题所给的对象不能进行统一研究时,我们就需要对研究对象进行分类,然后对每一类分别进行研究,得出每一类的结论,最后综合各类的结果,得到整个问题的解答。分类讨论的分类并非是随心所欲的,而是要遵循以下基本原则:
1. 不重(互斥性)不漏(完备性);
2. 按同一标准划分(同一性);
3. 逐级分类(逐级性)。
· 知识点总结
一、矩形的性质
1.平行四边形的性质矩形都具有;
2.角:矩形的四个角都是直角;
3.边:邻边垂直;
4.对角线:矩形的对角线相等;
5.矩形是轴对称图形,又是中心对称图形.它有2条对称轴,分别是每组对边中点连线所在的直线;对称中心是两条对角线的交点.
二、矩形的判定方法
1.矩形的定义:有一个角是直角的平行四边形是矩形;
2.有三个角是直角的四边形是矩形;
3.对角线相等的平行四边形是矩形(或“对角线互相平分且相等的四边形是矩形”).
· 典例分析
【典例1】在矩形中,是边上一点.
(1)若,平分,且,求的面积;
(2)若是中点且,于点,求证:;
(3)若,于点,连接并反向延长至点使得.点在直线上方,连接、,,,请探究并请直接写出与的数量关系.
【思路点拨】
(1)利用角平分线的性质,构造≌,同时得到含角的特殊,可求出,进而求出,再求面积.
(2)将分割为、两段,过点作的垂线,垂足恰好是分割点,分别证明.
(3)从,两个条件可发现,联想到可以构造手拉手模型,再通过“”字全等模型找到了与的数量关系,进而找到了与的数量关系.
【解题过程】
解:(1)在矩形中,,.
过作于,如图.
,,,
≌.
.
,,
.即.
,,
,
.
.
.
.
(2)过作于,过作延长线于,如图.
,
,,
.
又,
≌.
,.
,,,
四边形是矩形.
,.
,,,
≌.
.
.
在中,.
.
(3)作关于的对称,连接,,如图.
,
,.
.
,
.
,
.
.
又,,
.
,.
,,,
.
,.
∴.
∴.
,,
.
.
为等边三角形,
,
.
· 学霸必刷
1.(2023·浙江宁波·中考真题)如图,以钝角三角形的最长边为边向外作矩形,连结,设,,的面积分别为,若要求出的值,只需知道( )
A.的面积 B.的面积 C.的面积 D.矩形的面积
【思路点拨】
过点作,交的延长线于点,的延长线于点,易得:,利用矩形的性质和三角形的面积公式,可得,再根据,得到,即可得出结论.
【解题过程】
解:过点作,交的延长线于点,的延长线于点,
∵矩形,
∴,
∴,
∴四边形为矩形,
∴,
∴,
∴,
又,
∴,
∴只需要知道的面积即可求出的值;
故选C.
2.(22-23九年级上·浙江宁波·期末)如图,矩形在矩形的内部,且,点,在对角线的异侧.连结,,,,若矩形矩形,且两个矩形的周长已知.只需要知道下列哪个值就一定可以求得四边形的面积( )
A.矩形的面积 B.的度数
C.四边形的周长 D.的长度
【思路点拨】
连接,,过点作于点,过点作于点,过点作于点,过点作于点,设小矩形的长和宽分别为和,大矩形的长和宽分别为和,,,然后用分割法求得四边形的面积,进而可以根据条件得到结果.
【解题过程】
解:如图,连接,,过点作于点,过点作于点,过点作于点,过点作于点,
,
四边形、四边形是矩形,
设小矩形的长和宽分别为和,大矩形的长和宽分别为和,,,则,,,,
,,,,
,
矩形和矩形的周长已知,
和为定值,
为定值,
为定值,
,
当已知时,四边形的面积即为定值,
故选:A.
3.(22-23八年级下·浙江宁波·期末)如图,在矩形中,对角线,交于点,点为边上一点,过分别作,,垂足为点,,过作,垂足为.若知道与的周长和,则一定能求出( )
A.的周长 B.的周长
C.的周长 D.四边形的周长
【思路点拨】
连接,过A作,延长交于一点G,根据,,建立面积式子即可得,又因为,即得,四边形是矩形,得,接着证明,得,即可得解.
【解题过程】
解:连接,过A作,延长交于一点G,如图所示:
∵,,
∴,,
∵四边形是矩形,
∴,,
则,
∵,
∴,
即,
∵,,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
即,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∵,
∴,
∵,
∴,
则,
∵,
∴,
∵已知与的周长和,
即已知,
因为的周长,
所以则一定能求出的周长,
故选:B.
4.(23-24八年级下·福建龙岩·阶段练习)如图,四边形是矩形,点在边上,平分且,垂足为点,连接并延长交于点,连接交于点,连接交于点,有下列结论:①;②垂直且平分;③;④;⑤.其中正确的结论有( )个.
A.1 B.2 C.3 D.4
【思路点拨】
由矩形的性质可得,,得出,由等腰三角形的性质得出,故①正确;由得,由线段垂直平分线的性质可得②正确;由,,得不可能是等边三角形,得,故③错误;由等腰三角形的性质可判断④;由全等三角形的性质及长方形的性质可得为等腰直角三角形,求出,再根据平行线的性质可得,可判定⑤正确.
【解题过程】
解:四边形是矩形,
,,
,
,
,
,故①正确;
,,,
,
在的垂直平分线上,
在和中,
,
,
,
点在的垂直平分线上,
垂直且平分,故②正确;
平分,
,
,
,
又,
不可能是等边三角形,
,
错误;故③错误;
,,
,
,
,
,故④错误;
,,
为等腰直角三角形,
,
,
,
又,
,
,
,
,
,
,
故⑤正确.
故选:C.
5.(22-23八年级下·广西南宁·阶段练习)如图,四边形是矩形,点F是边的三等分点,,点是边的中点,连接,得到;点是的中点,连接得到;点是的中点,连接,得到;…按照此规律继续进行下去,若矩形的面积等于6,则的面积是 .
【思路点拨】
根据题意,并结合矩形的性质可得: ,,而,整理可得:,再表示出的面积,观察规律可得:,从而可求解.
【解题过程】
解:∵四边形是矩形,
点是边的中点,
,
∵是的中点,
∴,
∴,
整理得:,
同理可得:,
∴,
∴.
故答案为:.
6.(22-23九年级上·广东深圳·期中)如图,已知,,,E是边的中点,F为边上一点,,若,,则的值为 .
【思路点拨】
先根据已知条件证四边形是矩形,得出,.再延长交于点G,证明,得出,再证明,设,根据勾股定理得出:,列方程求出DF的长度,进而求出.
【解题过程】
解:∵,,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,;
如图,延长交于点G,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,,
∵E是边的中点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,.
∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
设,
根据勾股定理得:,
即,
解得,
∴,
∴,
∴.
故答案为:1.8.
7.(22-23九年级上·广东梅州·阶段练习)如图,在矩形 中,,, 为 边上一动点,作 ,且 .连接 ,.当 时,的面积为 .
【思路点拨】
如图,过D作于H,过E作于M,连接,证明四边形是矩形得到,证明四边形是矩形,的,利用面积法可得的长,根据勾股定理可得的长,证明,得,最后根据三角形面积公式可得结论.
【解题过程】
解:如图,过D作于H,过E作于M,连接,
∵,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
设,
∵,
∴,
∴(负值舍去),
即,
由勾股定理得: ,
过F作,交的延长线于P,交的延长线于Q,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
8.(22-23八年级下·江苏泰州·期中)如图,在矩形中,,E为上一点,且,作交边于F,将沿折叠后点C恰好落在边上的G处,则长= .
【思路点拨】
如图,连接,过作于,证明四边形为矩形,求解,设,,,则,由等面积法可得:,可得,设,可得,同理可得:,可得,,由勾股定理可得:,再建立方程求解即可.
【解题过程】
解:∵矩形,
∴,,
如图,连接,过作于,
则四边形为矩形,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
设,,,则,
由等面积法可得:,
整理得:,则,
∴,即,
∴,
设,
∴,
由对折可得:,,,而,
同理可得:
,
整理得:,
∵,
∴,即,
∴,
由勾股定理可得:,
∴,
解得:,
∴.
故答案为:.
9.(2024·江苏淮安·一模)如图,在矩形中,点E在上,且,,,点P是线段上的一个动点,将点B沿翻折得点F,当时, .
【思路点拨】
本题考查了折叠的性质、全等三角形的性质和判定、勾股定理、等腰三角形的性质等知识,分两种情况:当翻折后,点在下方时,当翻折后,点在上方时,分别作出图形,构造直角三角形利用勾股定理建立方程是解题的关键.
【解题过程】
解:当翻折后,点在下方时,过点作,并延长交于于,
∵,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,,则,
则四边形也是矩形,
∴,,,
∴,
由翻折可知,,,
∴,
∴,则,
设,则,
由勾股定理可得:,即:,解得:,
∴;
当翻折后,点在上方时,过点作,交于于,
∵,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,,则,
则四边形也是矩形,
∴,,,
∴,
由翻折可知,,,
∴,
∴,则,
设,则,
由勾股定理可得:,即:,解得:,
∴(此时点与点重合);
综上,或.
故答案为:7或.
10.(23-24八年级下·重庆·阶段练习)如图,已知E、F分别是矩形的边、上的点,连接,将矩形沿对折,点的对应点恰好落在边上,的对应点为,恰好经过的中点.若,则折痕的长度为 .
【思路点拨】
此题考查了矩形的判定和性质、勾股定理与折叠、全等三角形的判定和性质等知识,设,则求出,,,证明,,则,由翻折的性质得到,则,设,则,,在中,,得到,过点F作于点N,则,,在中,.
【解题过程】
解:设,则
∵,
∴,
由翻折的性质可知,,
∵四边形是矩形,
∴,,
在中,,
∴
解得,
∴
∴,
∵恰好经过的中点,
∴,
由翻折可知,,
∴,
∵,
∴,
又∵,,
∴
∴,
∴
∴
由翻折的性质得到,,
∴,
设,则,,
在中,
∴,
解得,,
过点F作于点N,则,
∴四边形是矩形,
∴
∴
在中,,
故答案为:
11.(22-23八年级下·山东青岛·期末)如图,在矩形ABCD中,O是对角线的交点,,,过C作于点E,的延长线与的平分线相交于点H,与交于点F,与交于点M.给出下列四个结论:①;②;③;④;⑤.其中正确的结论有 (填写正确的序号).
【思路点拨】
先证明是等边三角形,得,再证是等腰三角形,得 ,即可得出,可判定①正确;求得,得出,可判定②正确;利用含的直角三角形的性质得出,,再由,,即可求得 ,可判定③正确;过程点M作于N,分别求出,,即可得出,可判定④错误;过点H作交延长线于Q,延长交于P,先求出,从而求得,即可求得,可判定⑤正确.
【解题过程】
解:∵矩形ABCD,
∴,,
∵,
∴是等边三角形,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
故①正确;
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
故②正确;
∵矩形ABCD,
∴,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
故③正确;
在中,,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
过程点M作于N,如图,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故④错误;
过点H作交延长线于Q,延长交于P,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∵
∴四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
故⑤正确,
∴正确的结论有①②③⑤
故答案为:①②③⑤.
12.(22-23八年级上·江苏淮安·阶段练习)已知,如图,O为坐标原点,四边形为矩形,,点D是的中点,点P在边上以每秒1个单位长的速度由点C向点B运动.
(1)的面积________;
(2)当t为何值时,?
(3)当为等腰三角形时,写出点P的坐标(请直接写出答案,不必写过程).
【思路点拨】
(1)由矩形的性质结合题意可得出,,再利用三角形面积公式计算即可;
(2)由题意得出,从而即可求解;
(3)分类讨论:①当时,②当时,且位于点D左侧时,③当时和④当,且位于点D右侧时,分别根据等腰三角形的定义和勾股定理求解即可.
【解题过程】
(1)解:∵四边形为矩形,,
∴,.
∵点D是的中点,
∴.
∵点P在边上运动,
∴,
∴.
故答案为:10;
(2)解:∵,
∴,
∴当时,;
(3)解:分类讨论:①当时,如图点,过点D作于F,
∴,,
∴,
∴,
∴;
②当时,且位于点D左侧时,如图点,过点作,
∴,
∴;
③当时,如图点,
∵,,
∴,
∴;
④当,且位于点D右侧时,如图点,过点作,
∵,
∴,
∴,
∴.
综上可知,当为等腰三角形时,点P的坐标为或或或.
13.(22-23八年级下·黑龙江哈尔滨·期中)矩形中,点在对角线上,,连接.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,当时,连接,在不添加任何辅助线的情况下,直接写出四个三角形,使写出的每个三角形的面积都等于矩形面积的.
【思路点拨】
(1)由矩形的性质可得,则,通过证明,可得,由可得,即可得到答案;
(2)作交于,则,,
由,,可得,根据高相等的两个三角形的面积之比等于底边之比,可得,由矩形的性质可得:,从而可得,同理可得,,,,,,,即可得到答案.
【解题过程】
(1)证明:四边形是矩形,
,
,
在和中,
,
,
,
,
,
;
(2)解:如图所示,作交于,
则,,
,,
,
,
由矩形的性质可得:,
,
同理可得:
,
,
,
,
,
,
,
综上所述,的面积为矩形面积的.
14.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)已知如图,矩形中,,P为BC上一个动点,,点B关于直线的对称点是点E.
(1)当时,若直线恰好经过点D,求此时的长;
(2)若足够长,当点E到直线的距离不超过3时,求m的取值范围.
【思路点拨】
(1)根据点B关于直线的对称点是点E可证得,,,,进而可证,设,则,,根据勾股定理列出方程解答即可;
(2)分两种情况进行讨论:①当E点位于直线上方且到距离为3时;②当E点位于直线下方且到的距离为3时.
【解题过程】
(1)如图,
∵点B关于直线的对称点是点E,
∴,,,.
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
在中,设,
∴,,
∴,
解得,
即的长为;
(2)当E点位于直线上方且到距离为3时,如图1,过点E作,
∵,
∴四边形是矩形,
∴.
在中,,
∴,
在中,,
∴,
解得,
当E点位于直线下方且到的距离为3时,如图2,过点E作,
在中,,
∴,
在中,,
∴,
解得,
∴当点E到直线的距离不超过3时,m的取值范围为.
15.(22-23八年级上·江苏镇江·期末)如图,在长方形中,,含角的直角三角板放置在长方形内,,顶点分别在上.
(1)求证:;
(2)若是斜边的中点.
①如图2,连接,请写出线段与之间的数量关系,并说明理由;
②如图,连接,若,则的长等于
【思路点拨】
(1)根据矩形的性质得到,根据余角的性质得到,根据全等三角形的判定定理即可得到结论;
(2)①由知,,根据全等三角形的性质得到,根据勾股定理和直角三角形的性质即可得到结论;②过作于,过作于,则,四边形是矩形,根据矩形的性质得到,,根据全等三角形的性质得到,设,根据勾股定理即可得到结论.
【解题过程】
(1)证明∶∵四边形是长方形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴;
(2)解:①;理由:
由(知,,
∴,
∵,,
∴ ,
∵,
∴,
∵是斜边的中点,
∴;
②过作于,过作于,则,四边形是矩形,
∴ ,,
∵是斜边的中点,
∴
∵,
∴,
设,则.
∴ ,
,
.
故答案为:.
16.(22-23八年级下·湖南长沙·期中)如图,在矩形中,,,点E为中点,连接,点F为中点,点G为线段上一点,连接.
(1)如图1,若点G为中点,求证:四边形为平行四边形;
(2)如图2,若点G使得,求四边形的面积;
(3)如图3,连接,若点G使得,求的长.
【思路点拨】
(1)运用三角形的中位线定理和矩形的性质得到,,进而得到四边形为平行四边形;
(2)连接,先证明,得到,再推导得到,然后计算面积即可;
(3)过点作交延长线于点,作于点,作于点,得到,然后利用三角形的面积求出边的长度即可.
【解题过程】
(1)证明:点为中点,点为中点
,
矩形
,
,
点为中点
四边形为平行四边形;
(2)连接
矩形
,
点为中点
设,则
,
,
点为中点
,
,
;
(3)过点作交延长线于点,作于点,作于点
∴
由(2)可知,
.
17.(23-24九年级上·四川成都·阶段练习)在矩形中,E是延长线上一点,连接.
(1)如图1,F、G分别为、的中点,连接、、.
①求证:;
②探究并猜想线段和的数量关系为______,并证明你的结论;
(2)如图2,若,过点C作于点H,若,,求线段的长度.
【思路点拨】
(1)①由G是的中点得到,再证明即可;②取的中点M,连接,,,在中由斜边上的中线等于斜边的一半求出,进而证明,得到,再由是的中位线即可求解;
(2)设,则和,在中求得,再设,则和,在中求得,在中求得,即可求得.
【解题过程】
(1)解:①证明:∵是矩形,
∴,
又∵G是的中点,
∴
在和中
,
∴,
∴;
②取BC的中点M,连接MF,GM,DF,如下图所示,
∵F是直角斜边上的中点,
∴,
∴,
且,,
∴,
又M、G分别是和的中点,
∴,
在和中:
,
∴,
∴,
又∵M、F分别和的中点,
∴是△的中位线,
∴,
故;
(2)设,
∵,,
∴,,
在中,,解得,
则,,
设,则,
由角所对的直角边等于斜边的一半知,,
在中,由得,,解得,(舍去),
∴,
在中,,则,
∴,
∴.
18.(2023·贵州铜仁·三模)阅读材料:如图,在矩形中,点O是的中点,点E是边上动点,将沿翻折得,连接并延长交边于点M,连接.
【发现问题】
(1)如图①,判断的形状是________三角形.
【探究发现】
(2)如图②,当E、F、C三点在一条直线上时,求证:M为边中点
【拓展迁移】
(3)如图③,延长交射线于点N,当,,时,求的长.
【思路点拨】
(1)由沿翻折得,得,,,继而证得,得到,从而得到,继而证得,即可得出结论;
(2)连接,证明,得,然后由矩形的性质与点O是的中点,可得出结论;
(3)由矩形性质和勾股定理,求得,再由翻折性质得,,,设,则,然后由勾股定理,得,解方程即可求解.
【解题过程】
解:(1)∵点O是的中点,
∴,
∵沿翻折得,
∴,,,
∴,
∵
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴为直角三角形.
(2)连接,
∵矩形,
∴,,,,
∴,
∵沿翻折得,
∴,,
∴,
∵点O是的中点,
∴,
∴,
当E、F、C三点在一条直线上时,
∴,
在与中,
,
∴
∴,
∴
∴,
∴,
在与中,
,
∴,
∴,
∵,
∴
∴点M是的中点.
(3)∵矩形,
∴,,
∴,
∵∵点O是的中点,
∴,
由勾股定理,得,
∵沿翻折得,
∴,,,
∴,,
设,则,
由勾股定理,得,
解得:,
即.
19.(22-23八年级下·辽宁朝阳·期末)如图,在矩形中,,,是上一动点,将沿折叠后得到,点在矩形内部,延长交于点;
(1)如图1,当时,求的长;
(2)如图2,当点是的中点时,求线段的长:
(3)如图3、在矩形中,,分别是、上的一点,,将沿翻折得,连接,若是以为腰的等腰三角形,则求此时的值.
【思路点拨】
(1)先确定出,再利用含的直角三角形边的关系与勾股定理求解即可得出结论;
(2)连接,根据点是的中点以及翻折的性质可以求出,然后利用“”证明和全等,根据全等三角形对应边相等即可得证,设,表示出、,然后在中,利用勾股定理列式进行计算即可得解;
(3)设,则,由翻折得:.由等腰三角形性质分情况讨论如下:当时,由勾股定理得:;当时,作,由,平方可证得,则,所以,由三线合一得,即,解方程即可.
【解题过程】
(1)解:四边形是矩形,
,
,
,
由折叠知,,
在中,,,,设,则,由勾股定理可得,
;
(2)解:连接,如图所示:
是的中点,
,
沿折叠后得到,
,
,
在矩形中,,
由对称性可知,
在和中,
,
,
,
沿折叠后得到,
,
设,则,,
在中,,即,
解得,
;
(3)解:设,则,
由翻折得:,根据是以为腰的等腰三角形,
当时,,
四边形是矩形,
,
在中,由勾股定理得:,解得:;
当时,作,如图所示:
,
,
,
沿翻折得,
,
,
在和中,
,
,
,
,
,即,
解得;
综上所述:或.
20.(22-23八年级下·广东广州·期中)在平面直角坐标系中,点在轴上,点在轴上,已知,.
(1)如图1,点是轴上一点,将沿着折叠,使点落在上的处,求点的坐标;
(2)如图2.四边形是矩形,是边上一点(不与点、重合),将沿直线翻折,使点落在点处,当以,,三点为顶点的三角形是等腰三角形时,求点的坐标;
(3)如图3,在上一点坐标为,连接,点与点关于直线对称,在(2)的条件下,当,,三点共线时,求的长度.
【思路点拨】
(1)设,由折叠得,,由,,得,由,可以列方程求解即可;
(2)设,过点E作于点P,则,,以O、E、B三点为顶点的三角形是等腰三角形分两种情况,①是,由折叠得,根据,可列方程即可得到此时点E的坐标;②是,则,根据勾股定理,即可得到此时点E的坐标;
(3)连接、、、、,作于点R,于点Q,此时点E在上,先根据勾股定理求得的长为,再求得四边形的面积为16,求得 ,设,根据勾股定理列方程,求得,则 ,所以 ,设,则,根据列方程求得t的值为,则,即可根据勾股定理求出的长.
【解题过程】
(1)解:如图1,设,
由折叠得,,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴解得,
∴点M的坐标为.
(2)设,过点E作于点P,则,,
∵四边形是矩形,
∴,
如图2,是等腰三角形,且,
由折叠得,
∵,
∴, 解得,
∴,
∴;
如图3,是等腰三角形,且,
∴,
∴,
∴,
综上所述,点E的坐标为或.
(3)如图4,连接、、、、,作于点R,于点Q,此时点E在上,
由折叠得,,
∴,
∵点F与点O关于直线对称,,
∴垂直平分,,
∴,,
∵,
∴,
,
,
∴ ,
∴ ,
设, ∵,
,
∴, 解得,
∴,,
∵,
∴四边形是矩形,
∴ ,
设,则,
∵
∴, 解得,
∴,
∴,
∴的长度为.
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