专题02 矩形的性质与判定综合重难点题型汇编(十二大题型)-2024-2025学年九年级数学上册《重难点题型•高分突破》(北师大版)
2024-07-03
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内容正文:
专题02 矩形的性质与判定综合重难点题型汇编
【题型1 利用矩形的性质求角度】
【题型2 利用矩形的性质求线段长度】
【题型3 利用矩形的性质求面积】
【题型4 求矩形在平面直角坐标系中的坐标】
【题型5 矩形与折叠综合应用】
【题型6 直角三角形斜边上的中线问题】
【题型7 添加条件对矩形的判定】
【题型8 矩形的判定-证明题】
【题型9 矩形的性质与判定综合】
【题型10 求矩形中最大值问题-梯子模型】
【题型11 求矩形中最小值问题】
【题型12 矩形中动点问题-分类讨论】
【题型1 利用矩形的性质求角度】
1.(2023秋•临邑县期末)如图,将长方形和直角三角形的直角顶点重合,若∠AOE=128°,则∠COD的度数为( )
A.28° B.38° C.52° D.62°
2.(2023秋•南关区校级期末)如图,矩形ABCD的对角线AC和BD相交于点O,AE平分∠BAD交BC于点E,如果BO=BE,那么∠BOE的度数为( )
A.55° B.65° C.75° D.67.5°
3.(2023秋•沙坪坝区校级月考)如图,延长矩形ABCD的边CB至点E,使EB=AC,连接DE,若∠BAC=α,则∠E的度数是( )
A. B. C.α﹣45° D.
4.(2023秋•新郑市校级月考)如图,矩形ABCD中,DE⊥AC于E,且∠ADE:∠EDC=3:2,则∠BDE的度数为( )
A.36° B.27° C.18° D.9°
5.(2023秋•罗湖区校级月考)如图,矩形ABCD中,点E是AB的中点,EF⊥ED交BC于点F,连接DF、CE交于点G,若CD=CF,则∠ECF的度数为( )
A.22.5° B.30° C.25.5° D.25°
6.(2023春•乐山期末)如图,以正六边形ABCDEF的AB边向内作一个长方形ABHG,连接BE交GH于点I,则∠BIG=( )
A.108° B.120° C.126° D.135°
7.(2023秋•龙华区期末)如图,BD为长方形ABCD的对角线,BE平分∠ABD,若∠BDC=50°,则∠AEB= °.
【题型2 利用矩形的性质求线段长度】
8.(2024•深圳模拟)如图,在矩形ABCD中,AB=2,对角线AC与BD相交于点O,AE垂直平分OB于点E,则BC的长为( )
A. B. C.4 D.2
9.(2023秋•龙口市期末)如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,过点O作EF⊥AC交AD于点E,交BC于点F.已知AB=4,△AOE的面积为5,则DE的长为( )
A.2 B. C. D.3
10.(2023秋•淮阳区期末)在长方形ABCD中,AB=5,CB=12,连接AC,∠BAC的角平分线交BC于点E,则线段BE的长为( )
A. B. C.3 D.4
11.(2023秋•东河区期末)如图,矩形ABCD的对角线AC,BD交于点O,AB=3,BC=4,过点O作OE⊥AC,交AD于点E,过点E作EF⊥BD,垂足为F,则OE+EF的值为( )
A. B. C. D.
12.(2023秋•陈仓区期中)如图,在矩形ABCD中,O是对角线AC,BD的交点,AE⊥BD于点E,若OE:OD=1:2,OD=2cm,则AE的长为( )
A.1cm B.cm C.cm D.2cm
【题型3 利用矩形的性质求面积】
13.(2023春•裕华区校级期中)如果长方形的三个顶点的坐标分别为(﹣3,2),(3,2),(3,﹣2),则这个长方形的面积为( )
A.32 B.24 C.6 D.8
14.(2023•灞桥区校级四模)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,O,E分别为AC,OD的中点,连接AE,则△AED的面积为( )
A.3 B.6 C.9 D.12
【题型4 求矩形在平面直角坐标系中的坐标】
15.(2023春•东阿县期中)如图,在矩形ABCD中,AB=3,AD=1,AB在x轴上,若以点A为圆心,对角线AC的长为半径作弧,交x轴的正半轴于点M,则点M的坐标为( )
A. B. C. D.
16.(2023•金东区二模)如图,将5个大小相同的长方形置于平面直角坐标系中,若顶点A(2,9),B(6,3),则顶点C的坐标是( )
A.(4,5) B.(3,5) C.(4,7) D.(5,6)
17.长方形ABCD(AB=CD,AD=BC,四个内角均为90°)中,三个顶点的坐标分别是A(﹣1,0),B(5,0),C(5,3),则第四个顶点D的坐标是( )
A.(0,3) B.(3,0) C.(﹣1,3) D.(5,0)
18.(2022秋•渠县期末)在平面直角坐标系中,长方形ABCD如图所示,A(﹣6,2),B(2,2),C(2,﹣3),则点D的坐标为( )
A.(﹣6,3) B.(3,﹣6) C.(﹣6,﹣3) D.(﹣3,﹣6)
【题型5 矩形与折叠综合应用】
19.如图,在矩形中,,将其折叠,使点与点重合,折痕为,则图中阴影部分的面积是 .
20.如图,对折矩形纸片,使与重合,得到折痕;把纸片展平后再次折叠,使点A落在上的点A′处,得到折痕与相交于点N,若直线交直线于点O,,则的长为 .
21.如图,矩形中,,,折叠长方形的一边,使点D落在边的点F处,则的长为 .
22.如图1,在矩形纸片中,,折叠纸片使点B落在上的点E处,折痕为,过点E作交于点.
(1)求证:四边形为菱形;
(2)如图2,若时,则的长是多少?
23.如图,在矩形中,点E是边上一点,连接,将沿着折叠得到,延长恰好经过点D.
(1)求证: .
(2)若,求的周长.
24.如图,将一张长方形纸片沿折叠,使 C,A两点重合,点D落在点G处.已知.
(1)求证:是等腰三角形;
(2)求线段的长.
25.综合与实践
综合与实践课上,老师让同学们以“矩形的折叠”为主题开展数学活动.
(1)操作判断
操作一:对折矩形纸片,使与重合,得到折痕,把纸片展平;
操作二:在上选一点,沿折叠,使点落在矩形内部点处,把纸片展平,连接,.
根据以上操作,当点在上时,写出图1中一个的角:_________.
(2)迁移探究
小华将矩形纸片换成正方形纸片,继续探究,过程如下:
将正方形纸片按照(1)中的方式操作,并延长交于点,连接.
①如图2,当点在上时,_________°,_________°;
②改变点在上的位置(点不与点,重合),如图3,判断与的数量关系,并说明理由.
(3)拓展应用
在(2)的探究中,已知正方形纸片的边长为,当时,直接写出的长.
26.阅读理解:德国著名的天文学家开普勒说过:“几何学里有两件宝,一个是勾股定理,另一个是黄金分割.如果把勾股定理比作黄金矿的话,那么可以把黄金分割比作钻石矿”.
(1)如图,点把线段分成两部分,如果,那么称点为线段的黄金分割点.在图中,若,则__________(保留根号).
(2)宽与长的比是(约为)的矩形叫做黄金矩形,黄金矩形给我们以协调.匀称的美感,世界各国许多著名的建筑为取得最佳的视觉效果,都采用了黄金矩形的设计,下面我们用宽为的矩形纸片折叠黄金矩形.(提示:)
第一步 在矩形纸片一端,利用图的方法折出一个正方形,然后把纸片展平.
第二步 如图,把这个正方形折成两个相等的矩形,再把纸片展平.
第三步 如图,折出内侧矩形的对角线,并把折到图中所示的处.
第四步 展平纸片,按所得的点折出,使,则图④中就出现黄金矩形.
问题解决:
①图中 (保留根号);
②请写出图中所有的黄金矩形:,并证明;
③请结合图,在矩形中添加一条线段,设计一个新的黄金矩形,用字母表示出来,并证明.
【题型6 直角三角形斜边上的中线问题】
27.(2023春•通道县期中)如图,公路AC、BC互相垂直,公路AB的中点M与点C被湖隔开,若测得AB的长为4.8 km,则M、C两点间的距离为( )
A.2.4 km B.3.6 km C.4.2 km D.4.8 km
28.(2023•邓州市一模)如图,矩形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,OC=4,P,Q分别为AO,AD的中点,则PQ的长度为( )
A.1.5 B.3 C.2 D.5
29.如图,在中,点分别是边的中点,点是线段上的一点.连接,,且,,则的长是( )
A. B. C. D.
【题型7 添加条件对矩形的判定】
30.(2023•辽宁一模)四边形ABCD的对角线互相平分,要使它成为矩形;那么需要添加的条件是( )
A.AB=BC B.AC垂直BD C.∠A=∠C D.AC=BD
31.(2023春•南宁期中)如图,要使▱ABCD成为矩形,需要添加的条件是( )
A.∠ABC=90° B.∠ABD=∠CBD C.AC⊥BD D.AB=BC
32.如图,用一根绳子检查一个平行四边形书架的侧边是否和上、下底都垂直,只需要用绳子分别测量书架的两条对角线,的长就可以判断,其数学依据是( )
A.三个角都是直角的四边形是矩形 B.对角线互相平分的四边形是矩形
C.对角线相等的平行四边形是矩形 D.对角线互相垂直平分的四边形是矩形
33.我国古代有“不以规矩,不能成方圆”的说法,人们把“规矩”当作几何名词,“规”是圆,“矩”是方,所以现在初中以后就把长方形改为比较专业的名称“矩形”那么要把变成“矩形”,需要增加的条件是( )
A. B. C. D.
34.如图,四边形为平行四边形,延长到E,使,连接,添加一个条件,不能使四边形成为矩形的是()
A. B. C. D.
35.在四边形中,对角线相交于点O,下列选项中,能判定四边形是矩形的是( )
A. B.,
C., D.
【题型8 矩形的判定-证明题】
36.(2023春•天宁区校级期中)如图,△ABC中,点D是AB上一点,点E是AC的中点,过点C作CF∥AB,交DE延长线于点F.
(1)求证:△ADE≌△CFE;
(2)连接AF,CD.如果点D是AB的中点,那么当AC与BC满足什么条件时,四边形ADCF是矩形,证明你的结论.
37.(2023•钦州一模)如图,在▱ABCD中,点E,F分别是BC,AD边上的点,且BE=DF.
(1)求证:△ABE≌△CDF;
(2)若∠AEC=90°,求证:四边形AECF为矩形.
38.(2023春•南昌县期中)如图,将平行四边形ABCD的边AB延长至点E,使BE=AB,连接DE,EC,DE,交BC于点O.
(1)求证:BD=EC;
(2)连接BD,若∠BOD=2∠A,求证:四边形BECD是矩形.
39.(2023春•青秀区校级期中)如图,已知▱ABCD,延长AB到E,使BE=AB,连接BD,ED,EC,若ED=AD.
(1)求证:BE=CD;
(2)求证:四边形BECD是矩形.
40.(2023春•渝北区月考)如图,在△ABC中,O是AC上的任意一点(不与点A、C重合),过点O平行于BC的直线l分别与∠BCA、△ABC的外角∠DCA的平分线交于点E、F.
(1)OE与OF相等吗?证明你的结论.
(2)试确定点O的位置,使四边形AECF是矩形,并加以证明.
【题型9 矩形的性质与判定综合】
41.(2023春•宁波期中)矩形一定具有的性质是( )
A.邻边相等 B.对角线相等
C.对角线互相垂直 D.对角线平分每一组对角
42.(2023春•徐汇区期中)已知四边形ABCD是平行四边形,下列结论中不正确的( )
A.当AB=BC时,它是菱形
B.当AD⊥CD时,它是菱形
C.当∠ABC=90°时,它是矩形
D.当AC=BD时,它是矩形
43.(2023•东昌府区二模)如图,点O是平行四边形ABCD对角线的交点,AB=BC,分别过点C、D作CE∥BD,DE∥AC,连接OE.
(1)求证:四边形OCED是矩形;
(2)设AC=12,BD=16,求OE的长.
44.(2023春•新市区校级期中)如图,在△ABC中,AB=AC,D是BC的中点,过点A作AE∥BC,且AE=DC,连接CE.
(1)求证:四边形ADCE是矩形:
(2)若AB=5,BC=8,求CE的长.
45.(2023•开封模拟)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD交于点O,BE∥AC,AE∥BD,EO与AB交于点F.
(1)求证:四边形AEBO是矩形;
(2)若CD=3,求EO的长.
46.(2023•大兴区一模)如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD的交于点O,延长CB到E,使得BE=BC.连接AE.过点B作BF∥AC,交AE于点F,连接OF.
(1)求证:四边形AFBO是矩形;
(2)若∠ABC=60°,BF=1,求OF的长.
47.(2023•延庆区一模)如图,在平行四边形ABCD中,连接AC,∠BAC=90°.点M为边AD的中点,连接CM并延长,交BA的延长线于点E,连接DE.
(1)求证:四边形ACDE是矩形;
(2)若BE=10,DE=12,求四边形BCDE的面积.
48.(2023春•长沙期中)如图,四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,其中AD∥BC,AB∥CD,AC=2OB,E为CD上一点,连接AE,OE.
(1)求证:四边形ABCD是矩形;
(2)若AE平分∠BAD,且BD=2AD,求∠DOE的度数.
49.(2023•丰台区一模)如图,在▱ABCD中,∠ACB=90°,过点D作DE⊥BC交BC的延长线于点E,连接AE交CD于点F.
(1)求证:四边形ACED是矩形;
(2)连接BF,若∠ABC=60°,CE=2,求BF的长.
50.(2023春•鄂城区期中)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E是AD的中点,EF⊥AB于F点,OG∥EF交AB于点G.
(1)求证:四边形OEFG是矩形;
(2)若AD=10,EF=4,求OE和BG的长.
【题型10 求矩形中最大值问题-梯子模型】
51.(2023春•裕华区校级期中)如图,矩形ABCD中,AB=8,BC=3,顶点A,B分别在y轴和x轴上,当点A在y轴上移动时,点B也随之在x轴上移动,在移动过程中,OD的最大值为( )
A.8 B.9 C. D.
【题型11 求矩形中最小值问题】
52.(2023•台湾)如图,矩形ABCD中,AB=6,AD=8,且有一点P从B点沿着BD往D点移动,若过P点作AB的垂线交AB于E点,过P点作AD的垂线交AD于F点,则EF的长度最小为多少( )
A. B. C.5 D.7
53.(2023春•河东区期中)如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,且BA=6,AC=8,点D是斜边BC上的一个动点,过点D分别作DM⊥AB于点M,DN⊥AC于点N,连接MN,则线段MN的最小值为( )
A.5 B.3.6 C.2.4 D.4.8
54.(2023•烟台一模)如图,在矩形ABCD中,AB=12,AD=10,点E在AD上,点F在BC上,且AE=CF,连结CE,DF,则CE+DF的最小值为( )
A.26 B.25 C.24 D.22
【题型12 矩形中动点问题-分类讨论】
55.(2023•赵县二模)如图,在四边形ABCD中,∠A=∠B=90°,AD=8cm,BC=6cm,点P从点D出发,以1cm/s的速度向点A运动,点M从点B同时出发,以相同的速度向点C运动,当其中一个动点到达端点时,两个动点同时停止运动.设点P的运动时间为t(单位:s),下列结论正确的是( )
A.当t=3s时,四边形ABMP为矩形
B.当t=4s时,四边形CDPM为平行四边形
C.当CD=PM时,t=3s
D.当CD=PM时,t=3s或5s
56.(2023春•江津区期中)已知直角坐标系中,四边形OABC是长方形,点A,C的坐标分别为A(10,0),C(0,4),点D是OA的中点,点P是BC边上的一个动点,当△POD是腰长为5的等腰三角形时,则点P坐标为( )
A.(2,4)(3,4)
B.(2,4)(8,4)
C.(2,4)(3,4)(8,4)
D.(2,4)(2.5,4)(3,4)(8,4)
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专题02 矩形的性质与判定综合重难点题型汇编
【题型1 利用矩形的性质求角度】
【题型2 利用矩形的性质求线段长度】
【题型3 利用矩形的性质求面积】
【题型4 求矩形在平面直角坐标系中的坐标】
【题型5 矩形与折叠综合应用】
【题型6 直角三角形斜边上的中线问题】
【题型7 添加条件对矩形的判定】
【题型8 矩形的判定-证明题】
【题型9 矩形的性质与判定综合】
【题型10 求矩形中最大值问题-梯子模型】
【题型11 求矩形中最小值问题】
【题型12 矩形中动点问题-分类讨论】
【题型1 利用矩形的性质求角度】
1.(2023秋•临邑县期末)如图,将长方形和直角三角形的直角顶点重合,若∠AOE=128°,则∠COD的度数为( )
A.28° B.38° C.52° D.62°
【答案】C
【解答】解:∵将长方形和直角三角形的直角顶点O重合,
∴∠AOC=∠DOE=90°,
∵∠AOE=128°
∴∠COE=∠AOE﹣∠AOC=128°﹣90°=38°,
∴∠COD=∠DOE﹣∠COE=90°﹣38°=52°,
故选:C.
2.(2023秋•南关区校级期末)如图,矩形ABCD的对角线AC和BD相交于点O,AE平分∠BAD交BC于点E,如果BO=BE,那么∠BOE的度数为( )
A.55° B.65° C.75° D.67.5°
【答案】C
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BAD=∠ABC=90°,AC=BD,AB=CD,
∵AE平分∠BAD,
∴∠BAE=∠DAE=45°,
∴∠BAE=∠BEA=45°,
∴AB=BE,
∴AC=2CD,
∴BD=2AB,
∴BO=BE,
∴∠BOE=∠BEO,
∵OA=OC,OB=OD,∠AOD=∠COB,
∴△AOB≌△COB(SAS),
∴∠OAD=∠OBC=30°,
∴∠OBE=30°,
∴∠BOE=∠BEO==75°,
故选:C.
3.(2023秋•沙坪坝区校级月考)如图,延长矩形ABCD的边CB至点E,使EB=AC,连接DE,若∠BAC=α,则∠E的度数是( )
A. B. C.α﹣45° D.
【答案】B
【解答】解:连接BD交AC于点O,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ABC=90°,OA=OC=AC,OB=OD=BD,AC=BD,
∴OA=OB,
∴∠OBA=∠BAC=α,
∴∠CBD=90°﹣α,
∵BE=AC=BD,
∴∠BDE=∠E,
∴∠CBD=∠BDE+∠E=2∠E,
∴2∠E=90°﹣α,
∴∠E=45°﹣,
故选:B.
4.(2023秋•新郑市校级月考)如图,矩形ABCD中,DE⊥AC于E,且∠ADE:∠EDC=3:2,则∠BDE的度数为( )
A.36° B.27° C.18° D.9°
【答案】C
【解答】解:∵矩形ABCD中,
∴∠ADC=90°,OA=OB=OC=OD,
∵∠ADE:∠EDC=3:2,
∴∠ADE=90°×=54°,
∵DE⊥AC于E,
∴∠DAE=90°﹣54°=36°,
∵OA=OD,
∴∠BDA=∠OAD=36°,
∴∠BDE=∠ADE﹣∠ADO=54°﹣36°=18°.
故选:C.
5.(2023秋•罗湖区校级月考)如图,矩形ABCD中,点E是AB的中点,EF⊥ED交BC于点F,连接DF、CE交于点G,若CD=CF,则∠ECF的度数为( )
A.22.5° B.30° C.25.5° D.25°
【答案】A
【解答】解:延长FE交DA的延长线于点H,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠DAE=∠B=∠DCF=90°,AD=BC,
又∵E为AB的中点,
∴AE=BE,
∴△DAE≌△CBE(SAS),
∴∠ADE=∠ECB,
又∵∠AEH=∠BEF,AE=BE,∠HAE=∠B=90°,
∴△AEH≌△BEF(ASA),
∴HE=EF,
又∵EF⊥ED,
∴HD=DF,
∴∠ADE=∠EDF,
又∵CD=CF,∠DCF=90°,
∴∠FDC=45°,
∴∠ADF=45°,
∴∠ADE=∠ADF=22.5°,
∴∠ECF=22.5°.
故选:A.
6.(2023春•乐山期末)如图,以正六边形ABCDEF的AB边向内作一个长方形ABHG,连接BE交GH于点I,则∠BIG=( )
A.108° B.120° C.126° D.135°
【答案】B
【解答】解:∵六边形ABCDEF正六边形,
∴∠ABC=120°,BE平分∠ABC,
∴∠ABE=60°,
∵四边形ABHG是长方形,
∴AB∥GH,
∴∠BIG=180°﹣60°=120°,
故选:B.
7.(2023秋•龙华区期末)如图,BD为长方形ABCD的对角线,BE平分∠ABD,若∠BDC=50°,则∠AEB= 65 °.
【答案】65.
【解答】解:在矩形ABCD中,∠A=90°,AD∥BC,∠BDC=50°,
则:∠ABD=∠BDC=50°.
∵BE平分∠ABD,
∴∠ABE=∠ABD=25°.
∴∠AEB=90°﹣25°=65°.
故答案为:65.
【题型2 利用矩形的性质求线段长度】
8.(2024•深圳模拟)如图,在矩形ABCD中,AB=2,对角线AC与BD相交于点O,AE垂直平分OB于点E,则BC的长为( )
A. B. C.4 D.2
【答案】B
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AO=BO=CO=DO,
∵AE垂直平分OB,
∴AB=AO,
∴AB=AO=BO,
∴△AOB是等边三角形,
∴∠BAC=60°,
∴BC=AB=2,
故选:B.
9.(2023秋•龙口市期末)如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,过点O作EF⊥AC交AD于点E,交BC于点F.已知AB=4,△AOE的面积为5,则DE的长为( )
A.2 B. C. D.3
【答案】D
【解答】解:如图,连接CE,
由题意可得,OE为对角线AC的垂直平分线,
∴BF=DE,S△AOE=S△DOE=5,
∴S△ACE=2S△COE=10.
∴AE•CD=10,
∵CD=4,
∴EE=5,
在Rt△ABE中,由勾股定理得:DE==3.
故选:D.
10.(2023秋•淮阳区期末)在长方形ABCD中,AB=5,CB=12,连接AC,∠BAC的角平分线交BC于点E,则线段BE的长为( )
A. B. C.3 D.4
【答案】A
【解答】解:作EF⊥AC于点F,则∠AFE=∠CFE=90°,
∵四边形ABCD是矩形,AB=5,CB=12,
∴∠B=90°,
∴EB⊥AB,AC===13,
∵AE平分∠BAC,
∴FE=BE,
在Rt△AFE和Rt△ABE中,
,
∴Rt△AFE≌Rt△ABE(HL),
∴AF=AB=5,
∵FE2+CF2=CE2,且CF=13﹣5=8,CE=12﹣BE,
∴BE2+82=(12﹣BE)2,
∴BE=,
故选:A.
11.(2023秋•东河区期末)如图,矩形ABCD的对角线AC,BD交于点O,AB=3,BC=4,过点O作OE⊥AC,交AD于点E,过点E作EF⊥BD,垂足为F,则OE+EF的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解答】解:∵AB=3,BC=4,
∴矩形ABCD的面积为12,AC=,
∴AO=DO=AC=,
∵对角线AC,BD交于点O,
∴△AOD的面积为3,
∵EO⊥AO,EF⊥DO,
∴S△AOD=S△AOE+S△DOE,即3=AO×EO+DO×EF,
∴3=××EO+×EF,
∴5(EO+EF)=12,
∴EO+EF=,
故选:C.
12.(2023秋•陈仓区期中)如图,在矩形ABCD中,O是对角线AC,BD的交点,AE⊥BD于点E,若OE:OD=1:2,OD=2cm,则AE的长为( )
A.1cm B.cm C.cm D.2cm
【答案】C
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AO=OC=OB=OD=2cm,
∵OE:OD=1:2,
∴OE=1cm,
∴AE===cm,
故选:C
【题型3 利用矩形的性质求面积】
13.(2023春•裕华区校级期中)如果长方形的三个顶点的坐标分别为(﹣3,2),(3,2),(3,﹣2),则这个长方形的面积为( )
A.32 B.24 C.6 D.8
【答案】B
【解答】解:因为长方形的三个顶点的坐标分别为(﹣3,2),(3,2),(3,﹣2),
所以AB=6,BC=4,
所以长方形的面积为6×4=24.
故选:B.
14.(2023•灞桥区校级四模)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,O,E分别为AC,OD的中点,连接AE,则△AED的面积为( )
A.3 B.6 C.9 D.12
【答案】A
【解答】解:∵O,E分别为AC,OD的中点,
∴S△AED=S△AOD=S△ADC=S矩形ABCD,
∵AB=4,AD=6,
∴S矩形ABCD=AB•AD=24,
∴S△AED=×24=3,
故选:A
【题型4 求矩形在平面直角坐标系中的坐标】
15.(2023春•东阿县期中)如图,在矩形ABCD中,AB=3,AD=1,AB在x轴上,若以点A为圆心,对角线AC的长为半径作弧,交x轴的正半轴于点M,则点M的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】解:由题意得:
,
故,
,
∵点B表示的数为2,
∴点M表示的数为,
∴点M的坐标为.
故选:D.
16.(2023•金东区二模)如图,将5个大小相同的长方形置于平面直角坐标系中,若顶点A(2,9),B(6,3),则顶点C的坐标是( )
A.(4,5) B.(3,5) C.(4,7) D.(5,6)
【答案】A
【解答】解:如图,∵A(2,9),B(6,3),
∴D(6,9),
∴AD=6﹣2=4,BD=9﹣3=6,
∴每个长方形的长为6÷3=2,宽为4÷4=1,
∴点C的坐标为:(2+1×2,9﹣2×2),即(4,5),
故选:A.
17.长方形ABCD(AB=CD,AD=BC,四个内角均为90°)中,三个顶点的坐标分别是A(﹣1,0),B(5,0),C(5,3),则第四个顶点D的坐标是( )
A.(0,3) B.(3,0) C.(﹣1,3) D.(5,0)
【答案】C
【解答】解:∵AB=CD,AD=BC,AB∥CD,AD∥BC,
三个顶点的坐标分别是A(﹣1,0),B(5,0),C(5,3),
∴D(﹣1,3),
故选:C.
18.(2022秋•渠县期末)在平面直角坐标系中,长方形ABCD如图所示,A(﹣6,2),B(2,2),C(2,﹣3),则点D的坐标为( )
A.(﹣6,3) B.(3,﹣6) C.(﹣6,﹣3) D.(﹣3,﹣6)
【答案】C
【解答】解:∵四边形ABCD是长方形,
∴AB∥DC,AD∥BC,
∵A(﹣6,2),B(2,2),C(2,﹣3),
∴点D的横坐标与点A的横坐标相同,为﹣6,
点D的纵坐标与点C的纵坐标相同,为﹣3,
∴点D的坐标为(﹣6,﹣3).
故选:C.
【题型5 矩形与折叠综合应用】
19.如图,在矩形中,,将其折叠,使点与点重合,折痕为,则图中阴影部分的面积是 .
【答案】7.5
【分析】本题考查了折叠的性质、矩形的性质、等角对等边以及勾股定理的应用.由将此长方形纸片折叠,使点D与点B重合,折痕为,易得是等腰三角形,即,然后设,由勾股定理得方程,继而求得答案.
【详解】解:∵长方形纸片中,,
∴,
∵将此长方形纸片折叠,使点D与点B重合,折痕为,
∴,
∴,
∴,
设,则,
∵,
∴,
在中,,
∴,
解得:,
∴.
故答案为:7.5.
20.如图,对折矩形纸片,使与重合,得到折痕;把纸片展平后再次折叠,使点A落在上的点A′处,得到折痕与相交于点N,若直线交直线于点O,,则的长为 .
【答案】
【分析】连接,由折叠的性质易得,则,由及折叠性质得;在中,由勾股定理即可求解.
【详解】解:如图,连接,
由折叠的性质得:,,,
,,
,
在矩形中,,
,
;
,
;
在中,,
由勾股定理得:.
故答案为:.
【点睛】本题考查了折叠的性质,矩形的性质,含30度直角三角形的性质,勾股定理等知识;由折叠的性质求得是解题的关键.
21.如图,矩形中,,,折叠长方形的一边,使点D落在边的点F处,则的长为 .
【答案】3
【分析】本题考查了折叠的性质和矩形的性质,由矩形的性质和折叠的性质得出,,求出,在中,根据勾股定理列出方程,解方程即可.其中根据已知设出未知数,用代数法解决几何问题是解答本题的关键.
【详解】解:∵四边形为矩形,
∴,
由翻折的性质可知.
设,则.
在中,由勾股定理可得,
∴,在中,,
∴,解得,
∴.
故答案为:3.
22.如图1,在矩形纸片中,,折叠纸片使点B落在上的点E处,折痕为,过点E作交于点.
(1)求证:四边形为菱形;
(2)如图2,若时,则的长是多少?
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】本题主要考查了矩形的性质,折叠变换的性质,菱形的判定与性质,熟练掌握矩形的性质是解题的关键.
(1)根据折叠的性质得出,有判定定理即可证明结论;
(2)设,根据勾股定理进行计算即可.
【详解】(1)解:由折叠可得,
,
,
,
,
四边形是菱形;
(2)解:如图
,
∴
在中,由勾股定理可得,
,
作
,
设,
,
由折叠可得,
,
在中,由勾股定理可得,
,
解得: ,
,
,
.
23.如图,在矩形中,点E是边上一点,连接,将沿着折叠得到,延长恰好经过点D.
(1)求证: .
(2)若,求的周长.
【答案】(1)见解析
(2)24
【分析】本题主要考查了三角形全等的判定与性质,勾股定理,矩形的性质.
(1)由已知得,,,得,即可得.
(2)由,,先求得,即可得的周长的周长.
【详解】(1)证明:矩形,折叠得到,延长恰好经过点D,
,,,
,
,
,
.
(2)解: ,,
,
,
的周长的周长.
24.如图,将一张长方形纸片沿折叠,使 C,A两点重合,点D落在点G处.已知.
(1)求证:是等腰三角形;
(2)求线段的长.
【答案】(1)见解析
(2)3
【分析】本题考查矩形的性质、折叠的性质和勾股定理,
(1)结合矩形和折叠的性质证明即可;
(2)设,折叠可得,从而得到,再根据勾股定理建立方程,解方程即可得到答案.
【详解】(1)证明:由折叠性质可知,,
由题意可得,
∴.
∴.
∴.
∴是等腰三角形.
(2)解:由折叠可得,设,
则.
∵,
∴在中,有,
即,解得.
∴.
25.综合与实践
综合与实践课上,老师让同学们以“矩形的折叠”为主题开展数学活动.
(1)操作判断
操作一:对折矩形纸片,使与重合,得到折痕,把纸片展平;
操作二:在上选一点,沿折叠,使点落在矩形内部点处,把纸片展平,连接,.
根据以上操作,当点在上时,写出图1中一个的角:_________.
(2)迁移探究
小华将矩形纸片换成正方形纸片,继续探究,过程如下:
将正方形纸片按照(1)中的方式操作,并延长交于点,连接.
①如图2,当点在上时,_________°,_________°;
②改变点在上的位置(点不与点,重合),如图3,判断与的数量关系,并说明理由.
(3)拓展应用
在(2)的探究中,已知正方形纸片的边长为,当时,直接写出的长.
【答案】(1)或或或(任写一个即可)
(2)①15,15;②;理由见解析
(3)或
【分析】(1)由折叠的性质可得,,,,证明是等边三角形,可求,即可求解;
(2)①由“”可证,可得;②由“”可证,可得;
(3)分两种情况讨论:当点Q在点F下方与点Q在点F的上方时,根据,由折叠的性质和勾股定理可求解.
【详解】(1)解:连接,
对折矩形纸片,
,,
∴,
沿折叠,使点落在矩形内部点处,
,,
,即等边三角形,
,
,
故答案为:或或或(任写一个即可);
(2)①由(1)可知,
四边形是正方形,
,,
由折叠可得:,,
,,
又,
,
,
故答案为:15,15;
②,理由如下:
四边形是正方形,
,,
由折叠可得:,,
,,
又,
,
;
(3)由折叠的性质可得,,
,
,
当点在线段上时,,
,,
,
,
,
当点在线段上时,,
,,
,
,
,
综上所述:的长为或.
【点睛】本题是四边形综合题,考查了矩形的性质,正方形的性质,折叠的性质,全等三角形的判定和性质,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.
26.阅读理解:德国著名的天文学家开普勒说过:“几何学里有两件宝,一个是勾股定理,另一个是黄金分割.如果把勾股定理比作黄金矿的话,那么可以把黄金分割比作钻石矿”.
(1)如图,点把线段分成两部分,如果,那么称点为线段的黄金分割点.在图中,若,则__________(保留根号).
(2)宽与长的比是(约为)的矩形叫做黄金矩形,黄金矩形给我们以协调.匀称的美感,世界各国许多著名的建筑为取得最佳的视觉效果,都采用了黄金矩形的设计,下面我们用宽为的矩形纸片折叠黄金矩形.(提示:)
第一步 在矩形纸片一端,利用图的方法折出一个正方形,然后把纸片展平.
第二步 如图,把这个正方形折成两个相等的矩形,再把纸片展平.
第三步 如图,折出内侧矩形的对角线,并把折到图中所示的处.
第四步 展平纸片,按所得的点折出,使,则图④中就出现黄金矩形.
问题解决:
①图中 (保留根号);
②请写出图中所有的黄金矩形:,并证明;
③请结合图,在矩形中添加一条线段,设计一个新的黄金矩形,用字母表示出来,并证明.
【答案】(1);
(2)①;
②图4中的黄金矩形有:矩形、矩形;
③四边形为黄金矩形.
【分析】本题考查四边形综合应用,涉及新定义黄金矩形、菱形的判定、勾股定理、翻折变换等知识,解题的关键是掌握勾股定理二次根式的计算.
(1)根据黄金分割点的定义可求出的长度;
(2)①用勾股定理可算得答案;
②根据菱形的判定可得答案;
③根据黄金矩形的定义,观察图形,数形结合可得答案;
④观察图形,在矩形中添加一条线段,使四边形是正方形,可得四边形为黄金矩形.
【详解】(1)解:根据定义可知,为线段的黄金分割点,则,
,
,
解得,
故答案为:;
(2)①如图3:
根据题意可得,
∴,
故答案为:,
②图4中的黄金矩形有:矩形、矩形,
,,
,
,
,
矩形是黄金矩形,
,,
,
,
矩形是黄金矩形.
③如图,在矩形上添加线段,使四边形为正方形,此时四边形为所要作的黄金矩形.
,,
,
,
四边形为黄金矩形.
【题型6 直角三角形斜边上的中线问题】
27.(2023春•通道县期中)如图,公路AC、BC互相垂直,公路AB的中点M与点C被湖隔开,若测得AB的长为4.8 km,则M、C两点间的距离为( )
A.2.4 km B.3.6 km C.4.2 km D.4.8 km
【答案】A
【解答】解:∵公路AC、BC互相垂直,
∴∠ACB=90°,
∵M为AB的中点,
∴,
∵AB=4.8 km,
∴CM=2.4( km),即M,C两点间的距离为2.4 km,
故选:A.
28.(2023•邓州市一模)如图,矩形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,OC=4,P,Q分别为AO,AD的中点,则PQ的长度为( )
A.1.5 B.3 C.2 D.5
【答案】C
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴OA=OB=OC=OD=4,
∵点P、Q是AO,AD的中点,
∴PQ是△AOD的中位线,
∴.
故选:C
29.如图,在中,点分别是边的中点,点是线段上的一点.连接,,且,,则的长是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了三角形中位线的性质,直角三角形的性质,由三角形中位线性质可得,由直角三角形的性质可得,进而由线段的和差关系即可求解,掌握三角形中位线的性质和直角三角形的性质是解题的关键.
【详解】解:∵点分别是边的中点,
∴为的中位线,
∴,
∵,点为的中点,
∴,
∴,
故选:.
【题型7 添加条件对矩形的判定】
30.(2023•辽宁一模)四边形ABCD的对角线互相平分,要使它成为矩形;那么需要添加的条件是( )
A.AB=BC B.AC垂直BD C.∠A=∠C D.AC=BD
【答案】D
【解答】解:∵四边形ABCD的对角线互相平分,
∴四边形ABCD是平行四边形,
A、∵AB=BC,
∴平行四边形ABCD是菱形,故选项A不符合题意;
B、∵AC⊥BD,
∴平行四边形ABCD是菱形,故选项B不符合题意;
C、∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠A=∠C,
∴不能判定平行四边形ABCD是矩形,故选项C不符合题意;
D、∵AC=BD,
∴平行四边形ABCD是矩形,故选项D符合题意;
故选:D.
31.(2023春•南宁期中)如图,要使▱ABCD成为矩形,需要添加的条件是( )
A.∠ABC=90° B.∠ABD=∠CBD C.AC⊥BD D.AB=BC
【答案】A
【解答】解:A、∠ABC=90°,根据“有一个角是直角的平行四边形是矩形”,得到▱ABCD是矩形,故A符合题意;
B、∠ABD=∠CBD,由AD∥BC得到∠ADB=∠CBD,因此∠ABD=∠ADB,所以AB=AD,▱ABCD是菱形,故B不符合题意;
C、AC⊥BD,由平行线四边形的性质,得到AC垂直平分BD,因此AB=AD,▱ABCD是菱形,故C不符合题意;
D、AB=BC,此时▱ABCD是菱形,故D不符合题意.
故选:A
32.如图,用一根绳子检查一个平行四边形书架的侧边是否和上、下底都垂直,只需要用绳子分别测量书架的两条对角线,的长就可以判断,其数学依据是( )
A.三个角都是直角的四边形是矩形 B.对角线互相平分的四边形是矩形
C.对角线相等的平行四边形是矩形 D.对角线互相垂直平分的四边形是矩形
【答案】C
【分析】本题考查了矩形的判定、平行四边形的性质.根据矩形的判定定理:对角线相等的平行四边形是矩形即可判定.
【详解】解:推理依据是对角线相等的平行四边形是矩形,故C选项符合题意.
故选:C.
33.我国古代有“不以规矩,不能成方圆”的说法,人们把“规矩”当作几何名词,“规”是圆,“矩”是方,所以现在初中以后就把长方形改为比较专业的名称“矩形”那么要把变成“矩形”,需要增加的条件是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了矩形的判定,根据对角线相等的平行四边形是矩形进行判断即可.
【详解】解:∵对角线相等的平行四边形是矩形,
∴当时,变成“矩形”,
故选:A.
34.如图,四边形为平行四边形,延长到E,使,连接,添加一个条件,不能使四边形成为矩形的是()
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了平行四边形的判定与性质、矩形的判定、菱形的判定等知识,熟练掌握矩形的判定和平行四边形的判定与性质是解题的关键.
先证四边形为平行四边形,再由矩形的判定和菱形的判定分别对各个选项进行判断即可.
【详解】解:∵四边形是平行四边形,
,
,
,
,
,
∴四边形是平行四边形,
A、∵时,,
∴,
∴平行四边形是矩形,故选项A不符合题意;
B、∵,
∴时,
∴平行四边形是矩形,故选项B不符合题意;
C、∵,
∴,
∴平行四边形是矩形,故选项C不符合题意;
D、∵,
∴平行四边形是菱形,故选项D符合题意.
故选:D.
35.在四边形中,对角线相交于点O,下列选项中,能判定四边形是矩形的是( )
A. B.,
C., D.
【答案】A
【分析】此题考查了矩形的判定方法.根据矩形的判定定理求解即可.
【详解】解:A、,根据对角线相等且平分的四边形是矩形,能判定四边形是矩形,本选项符合题意;
B、,,能判定四边形是平行四边形,不能判定四边形是矩形,本选项不符合题意;
C、,,不能判定四边形是矩形,本选项不符合题意;
D、,不能判定四边形是矩形,本选项不符合题意;
故选:A.
【题型8 矩形的判定-证明题】
36.(2023春•天宁区校级期中)如图,△ABC中,点D是AB上一点,点E是AC的中点,过点C作CF∥AB,交DE延长线于点F.
(1)求证:△ADE≌△CFE;
(2)连接AF,CD.如果点D是AB的中点,那么当AC与BC满足什么条件时,四边形ADCF是矩形,证明你的结论.
【答案】(1)证明见解答过程;
(2)当AC=BC时,四边形ADCF是矩形,证明见解答过程.
【解答】(1)证明:∵CF∥AB,
∴∠ADF=∠CFD,∠DAC=∠FCA,
∵点E是AC的中点,
∴AE=CE,
在△ADE与△CFE中,
,
∴△ADE≌△CFE(AAS);
(2)解:当AC=BC时,四边形ADCF是两性矩形,证明如下:
由(1)知,AD=CF,
∵AD∥CF,
∴四边形ADCF是平行四边形,
∴AD∥CF,AD=CF,
∵点D是AB的中点,
∴AD=BD,
∴BD∥CF,BD=CF,
∴四边形BDFC是平行四边形,
∴BC=DF,
∵AC=BC,
∴AC=DF,
∴四边形ADCF是矩形.
37.(2023•钦州一模)如图,在▱ABCD中,点E,F分别是BC,AD边上的点,且BE=DF.
(1)求证:△ABE≌△CDF;
(2)若∠AEC=90°,求证:四边形AECF为矩形.
【答案】(1)见解析;
(2)见解析.
【解答】证明:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,∠B=∠D,
在△ABE和△CDF中,
,
∴△ABE≌△CDF(SAS);
(2)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AF∥EC,AD=BC,
∵DF=BE,
∴AD﹣DF=BC﹣BE,
即AF=EC,
∴四边形AECF是平行四边形;
∵∠AEC=90°,
∴四边形AECF是矩形.
38.(2023春•南昌县期中)如图,将平行四边形ABCD的边AB延长至点E,使BE=AB,连接DE,EC,DE,交BC于点O.
(1)求证:BD=EC;
(2)连接BD,若∠BOD=2∠A,求证:四边形BECD是矩形.
【答案】(1)见解答;
(2)见解答.
【解答】证明:(1)在平行四边形ABCD中,AD=BC,AB=CD,AB∥CD,则BE∥CD.
又∵AB=BE,
∴BE=DC,
∴四边形BECD为平行四边形,
∴BD=EC.
在△ABD与△BEC中,
,
∴△ABD≌△BEC(SSS),
∴BD=CE;
(2)由(1)知,四边形BECD为平行四边形,则OD=OE,OC=OB.
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴∠A=∠BCD,即∠A=∠OCD.
又∵∠BOD=2∠A,∠BOD=∠OCD+∠ODC,
∴∠OCD=∠ODC,
∴OC=OD,
∴OC+OB=OD+OE,即BC=ED,
∴平行四边形BECD为矩形.
39.(2023春•青秀区校级期中)如图,已知▱ABCD,延长AB到E,使BE=AB,连接BD,ED,EC,若ED=AD.
(1)求证:BE=CD;
(2)求证:四边形BECD是矩形.
【答案】(1)(2)证明见解析.
【解答】证明:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴DC=AB,
∵BE=AB,
∴BE=CD;
(2)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴DC∥AE,
∵BE=CD,
∴四边形BECD是平行四边形,
∵BE=AB,ED=AD,
∴DB⊥AE,
∴∠DBE=90°,
∴四边形BECD是矩形.
40.(2023春•渝北区月考)如图,在△ABC中,O是AC上的任意一点(不与点A、C重合),过点O平行于BC的直线l分别与∠BCA、△ABC的外角∠DCA的平分线交于点E、F.
(1)OE与OF相等吗?证明你的结论.
(2)试确定点O的位置,使四边形AECF是矩形,并加以证明.
【答案】(1)证明见解析;
(2)O在AC的中点上时,四边形AECF是矩形,见解析.
【解答】解:(1)OE=EF;
理由是:∵直线l∥BC,
∴∠OEC=∠ECB,
∵CE平分∠ACB,
∴∠OCE=∠BCE,
∴∠OEC=∠OCE,
∴OE=OC,
同理OF=OC,
∴OE=OF.
(2)O在AC的中点上时,四边形AECF是矩形,
理由是:∵OA=OC,OE=OF,
∴四边形AECF是平行四边形,
∵OE=OF=OC=OA,
∴AC=EF,
∴平行四边形AECF是矩形.
【题型9 矩形的性质与判定综合】
41.(2023春•宁波期中)矩形一定具有的性质是( )
A.邻边相等 B.对角线相等
C.对角线互相垂直 D.对角线平分每一组对角
【答案】B
【解答】解:矩形对角线相等且互相平分,
故选:B.
42.(2023春•徐汇区期中)已知四边形ABCD是平行四边形,下列结论中不正确的( )
A.当AB=BC时,它是菱形
B.当AD⊥CD时,它是菱形
C.当∠ABC=90°时,它是矩形
D.当AC=BD时,它是矩形
【答案】B
【解答】解:A、∵四边形ABCD是平行四边形,
又∵AB=BC,
∴四边形ABCD是菱形,故本选项不符合题意;
B、∵四边形ABCD是平行四边形,
又∵AC⊥CD,
∴四边形ABCD是矩形,故本选项符合题意;
C、∵四边形ABCD是平行四边形,
又∵∠ABC=90°,
∴四边形ABCD是矩形,故本选项不符合题意;
D、∵四边形ABCD是平行四边形,
又∵AC=BD,
∴四边形ABCD是矩形,故本选项不符合题意;
故选:B.
43.(2023•东昌府区二模)如图,点O是平行四边形ABCD对角线的交点,AB=BC,分别过点C、D作CE∥BD,DE∥AC,连接OE.
(1)求证:四边形OCED是矩形;
(2)设AC=12,BD=16,求OE的长.
【答案】(1)证明见解析;
(2)10.
【解答】(1)证明:∵CE∥BD,DE∥AC,
∴四边形OCED是平行四边形,
∵四边形ABCD是平行四边形,AB=BC,
∴平行四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,
∴∠COD=90°,
∴平行四边形OCED是矩形;
(2)解:∵四边形ABCD是平行四边形,AC=12,BD=16,
∴,,
在Rt△COD中,由勾股定理得:CD===10,
由(1)知,四边形OCED是矩形,
∴OE=CD=10.
44.(2023春•新市区校级期中)如图,在△ABC中,AB=AC,D是BC的中点,过点A作AE∥BC,且AE=DC,连接CE.
(1)求证:四边形ADCE是矩形:
(2)若AB=5,BC=8,求CE的长.
【答案】(1)见解析;(2)3.
【解答】(1)证明:∵AB=AC,D为BC的中点,
∴AD⊥BC,
∵AE∥BC
∴AE∥DC,
∵AE=DC,
∴四边形ADCE是平行四边形,
∵∠ADC=90°,
∴四边形ADCE是矩形.
(2)解:∵AB=AC,D是BC的中点,
∴∠ADB=90°,
∵BC=8,
∴BD=4,
∴AD===3,
∵四边形ADCE是矩形,
∴CE=AD=3,
∴CE的长是3.
45.(2023•开封模拟)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD交于点O,BE∥AC,AE∥BD,EO与AB交于点F.
(1)求证:四边形AEBO是矩形;
(2)若CD=3,求EO的长.
【答案】(1)见解析;
(2)3.
【解答】(1)证明:∵BE∥AC,AE∥BD
∴四边形AEBO是平行四边形.
又∵菱形ABCD对角线交于点O
∴AC⊥BD,即∠AOB=90°.
∴四边形AEBO是矩形;
(2)解:∵四边形AEBO是矩形,
∴EO=AB,
在菱形ABCD中,AB=CD,
∴EO=CD=3.
46.(2023•大兴区一模)如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD的交于点O,延长CB到E,使得BE=BC.连接AE.过点B作BF∥AC,交AE于点F,连接OF.
(1)求证:四边形AFBO是矩形;
(2)若∠ABC=60°,BF=1,求OF的长.
【答案】(1)证明见解析;
(2)2.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AD∥BC,AC⊥BD,AD=BC,
∵BE=BC,
∴AD=BE,
∴四边形ADBE是平行四边形,
∴AE∥BD,
∵BF∥AC,
∴四边形AFBO是平行四边形,
∵AC⊥BD,AE∥BD,
∴AE⊥AC,
∴∠OAF=90°,
∴平行四边形AFBO是矩形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC,OA=OC,
由(1)可知,四边形AFBO是矩形,
∴OF=AB,OA=BF=1,
∴AC=2OA=2,
∵∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴AB=AC=2,
∴OF=AB=2,
即OF的长为2.
47.(2023•延庆区一模)如图,在平行四边形ABCD中,连接AC,∠BAC=90°.点M为边AD的中点,连接CM并延长,交BA的延长线于点E,连接DE.
(1)求证:四边形ACDE是矩形;
(2)若BE=10,DE=12,求四边形BCDE的面积.
【答案】(1)证明见解答;
(2)四边形BCDE的面积是90.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠MAE=∠MDC,
∵点M为边AD的中点,
∴MA=MD,
在△MAE和△MDC中,
,
∴△MAE≌△MDC(ASA),
∴ME=MC,
∴四边形ACDE是平行四边形,
∵∠ACD=∠BAC=90°,
∴四边形ACDE是矩形.
(2)解:∵四边形ABCD是平行四边形,四边形ACDE是矩形,
∴AE=CD,AB=CD,∠AED=90°,
∴DE⊥BE,
∵BE=10,DE=12,
∴AE=AB=CD=BE=×10=5,
∵BE∥CD,
∴S四边形BCDE=×(5+10)×12=90,
∴四边形BCDE的面积是90.
48.(2023春•长沙期中)如图,四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,其中AD∥BC,AB∥CD,AC=2OB,E为CD上一点,连接AE,OE.
(1)求证:四边形ABCD是矩形;
(2)若AE平分∠BAD,且BD=2AD,求∠DOE的度数.
【答案】(1)证明见解析;
(2)75°.
【解答】(1)证明:∵AD∥BC,AB∥CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∴BD=2OB,
∵AC=2OB,
∴AC=BD,
∴平行四边形ABCD是矩形;
(2)解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠DAB=∠ADC=90°,OA=OD,BD=2OD,
∵AE平分∠BAD,
∴∠DAE=45°,
∴△ADE是等腰直角三角形,
∴AD=DE,
∵BD=2AD,
∴OA=OD=AD,
∴△AOD是等边三角形,
∴∠ADO=60°,
∴∠ODE=∠ADC﹣∠ADO=90°﹣60°=30°,
∵AD=DE,AD=OD,
∴DE=OD,
∴∠DOE=∠DEO=(180°﹣∠ODE)=×(180°﹣30°)=75°.
49.(2023•丰台区一模)如图,在▱ABCD中,∠ACB=90°,过点D作DE⊥BC交BC的延长线于点E,连接AE交CD于点F.
(1)求证:四边形ACED是矩形;
(2)连接BF,若∠ABC=60°,CE=2,求BF的长.
【答案】(1)证明见解答;
(2)BF的长是2.
【解答】(1)证明:∵∠ACB=90°,
∴AC⊥BC,
∵DE⊥BC,
∴AC∥DE,
∵四边形ABCD是平行四边形,点E在BC的延长线上,
∴AD∥CE,
∴四边形ACED是平行四边形,
∵∠ACE=90°,
∴四边形ACED是矩形.
(2)解:∵四边形ACED是矩形,四边形ABCD是平行四边形,
∴AE=CD=AB,AF=EF,AD=CE=CB=2,
∵∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴BF⊥AE,AB=AE=BE=2CE=2×2=4,
∴∠AFB=90°,AF=AE=×4=2,
∴BF===2,
∴BF的长是2.
50.(2023春•鄂城区期中)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E是AD的中点,EF⊥AB于F点,OG∥EF交AB于点G.
(1)求证:四边形OEFG是矩形;
(2)若AD=10,EF=4,求OE和BG的长.
【答案】(1)证明见解析;
(2)5,2.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴OB=OD,
∵E是AD的中点,
∴OE是△ABD的中位线,
∴OE∥FG,
∵OG∥EF,
∴四边形OEFG是平行四边形,
∵EF⊥AB,
∴∠EFG=90°,
∴平行四边形OEFG是矩形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=AD=10,AC⊥BD,
∴∠AOD=90°,
∵E是AD的中点,
∴OE=AD=AE=5,
由(1)可知,四边形EFCO是矩形,
∴FG=OE=5,
∵EF⊥AB,
∴∠EFA=90°,
∴AF===3,
∴BG=AB﹣AF﹣FG=10﹣3﹣5=2,
故答案为:2.
【题型10 求矩形中最大值问题-梯子模型】
51.(2023春•裕华区校级期中)如图,矩形ABCD中,AB=8,BC=3,顶点A,B分别在y轴和x轴上,当点A在y轴上移动时,点B也随之在x轴上移动,在移动过程中,OD的最大值为( )
A.8 B.9 C. D.
【答案】B
【解答】解:如图,取AB的中点E,连接OE、DE,
∵OD≤OE+DE,
∴当O、D、E三点共线时,点D到点O的距离最大,
此时,∵AB=8,BC=3,
∴OE=AE=AB=4,
∴DE==5,
∴OD的最大值为:5+4=9;
故选:B.
【题型11 求矩形中最小值问题】
52.(2023•台湾)如图,矩形ABCD中,AB=6,AD=8,且有一点P从B点沿着BD往D点移动,若过P点作AB的垂线交AB于E点,过P点作AD的垂线交AD于F点,则EF的长度最小为多少( )
A. B. C.5 D.7
【答案】B
【解答】解:如图,连接AP、EF,
∵PE⊥AB,PF⊥AD,
∴∠AEP=∠AFP=90°.
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BAD=90°.
∴四边形AEPF为矩形.
∴AP=EF.
∴要求EF的最小值就是要求AP的最小值.
∵点P从B点沿着BD往D点移动,
∴当AP⊥BD时,AP取最小值.
下面求此时AP的值,
在Rt△BAD中,
∵∠BAD=90°,AB=6,AD=8,
∴BD====10.
∵S△ABD==,
∴AP===.
∴EF的长度最小为:.
故本题选B.
53.(2023春•河东区期中)如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,且BA=6,AC=8,点D是斜边BC上的一个动点,过点D分别作DM⊥AB于点M,DN⊥AC于点N,连接MN,则线段MN的最小值为( )
A.5 B.3.6 C.2.4 D.4.8
【答案】D
【解答】解:如图,连接AD.
∵∠BAC=90°,且BA=6,AC=8,
∴.
∵DM⊥AB,DN⊥AC,
∴四边形AMDN为矩形,
∴AD=MN,
∴当AD最小时,MN最小.
当AD⊥BC时,AD最小,此时S△ABC=AB•AC=AD•BC,
∴6×8=10AD,
∴AD=4.8,
∴线段MN的最小值为4.8.
故选:D.
54.(2023•烟台一模)如图,在矩形ABCD中,AB=12,AD=10,点E在AD上,点F在BC上,且AE=CF,连结CE,DF,则CE+DF的最小值为( )
A.26 B.25 C.24 D.22
【答案】A
【解答】解:如图,连接BE,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD,∠BAE=∠DCF=90°,
∵AE=CF,
∴△ABE≌△CDF,
∴BE=DF,
∴CE+DF=CE+BE,
如图,作点B关于A点的对称点B',连接CB',
CB'即为CE+BE的最小值,
∵AB=12,AD=10,
∴BB'=24,BC=10,
∴,
∴CE+DF的最小值为26,故A正确.
故选:A.
【题型12 矩形中动点问题-分类讨论】
55.(2023•赵县二模)如图,在四边形ABCD中,∠A=∠B=90°,AD=8cm,BC=6cm,点P从点D出发,以1cm/s的速度向点A运动,点M从点B同时出发,以相同的速度向点C运动,当其中一个动点到达端点时,两个动点同时停止运动.设点P的运动时间为t(单位:s),下列结论正确的是( )
A.当t=3s时,四边形ABMP为矩形
B.当t=4s时,四边形CDPM为平行四边形
C.当CD=PM时,t=3s
D.当CD=PM时,t=3s或5s
【答案】D
【解答】解:根据题意,可得DP=tcm,BM=tcm,
∵AD=8cm,BC=6cm,
∴AP=(8﹣t)cm,CM=(6﹣t)cm,
当四边形ABMP为矩形时,AP=BM,
即8﹣t=t,
解得t=4,
故A选项不符合题意;
当四边形CDPM为平行四边形,DP=CM,
即t=6﹣t,
解得t=3,
故B选项不符合题意;
当CD=PM时,分两种情况:
①四边形CDPM是平行四边形,
此时CM=PD,
即6﹣t=t,
解得t=3,
②四边形CDPM是等腰梯形,
过点M作MG⊥AD于点G,过点C作CH⊥AD于点H,如图所示:
则∠MGP=∠CHD=90°,
∵PM=CD,GM=HC,
∴△MGP≌△CHD(HL),
∴GP=HD,
∵AG=AP+GP=8﹣t+,
又∵BM=t,
∴8﹣t+=t,
解得t=5,
综上,当CD=PM时,t=3s或5s,
故C选项不符合题意,D选项符合题意,
故选:D.
56.(2023春•江津区期中)已知直角坐标系中,四边形OABC是长方形,点A,C的坐标分别为A(10,0),C(0,4),点D是OA的中点,点P是BC边上的一个动点,当△POD是腰长为5的等腰三角形时,则点P坐标为( )
A.(2,4)(3,4)
B.(2,4)(8,4)
C.(2,4)(3,4)(8,4)
D.(2,4)(2.5,4)(3,4)(8,4)
【答案】C
【解答】解:(1)OD是等腰三角形的底边时,P就是OD的垂直平分线与CB的交点,此时OP=PD≠5;
(2)OD是等腰三角形的一条腰时:若点O是顶角顶点时,P点就是以点O为圆心,以5为半径的弧与CB的交点,
在直角△OPC中,CP===3,
则P的坐标是(3,4);
若D是顶角顶点时,P点就是以点D为圆心,以5为半径的弧与CB的交点,过D作DM⊥BC于点M,
在直角△PDM中,PM===3,
当P在M的左边时,CP=CM﹣PM=5﹣3=2,则P的坐标是(2,4);
当P在M的右侧时,CP=CM+PM=5+3=8,则P的坐标是(8,4).
所以满足条件的点P的坐标为:(3,4)或(2,4)或(8,4).
故选:C.
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