内容正文:
1.3正方形的性质与判定(第1课时)课堂练习
一.选择题
1.矩形、菱形和正方形的对角线都具有的性质是( )
A.互相平分 B.互相垂直 C.相等 D.任何一条对角线平分一组对角
2.如图,正方形ABCD中,点E在对角线AC上,连接EB、ED,延长BE交AD于点F,若∠DEB=α,则∠AFE的度数为( )
A. B. C. D.
3.如图,点E在正方形ABCD的边AB上,若EB=1,EC=3,那么正方形ABCD的面积为( )
A. B.6 C.8 D.10
4.如图,已知正方形ABCD的边长为1,连接AC、BD,CE平分∠ACD交BD于点E,则DE长( )
A. B. C. D.
5.如图,已知点E在正方形ABCD内,满足∠AEB=90°,AE=6,BE=8,则阴影部分的面积是( )
A.48 B.60 C.76 D.80
6.科技改变生活,科技的发展提升了我们的生活品质.如图,这是某公司生产的正方形玻璃清理机器人,当机器人到达玻璃窗的边沿清理时,机器人的顶点A,D分别在玻璃框EF,EG上,玻璃窗的顶角∠E=90°,EA=5cm,∠EDA=30°.机器人的型号和相关数据如下,可知此次参与清理的机器人的型号为( )
型号
对角线长
5001
10cm
5030
cm
5075
15cm
6010
cm
A.5001 B.5030 C.5075 D.6010
7.如图,在正方形ABCD中,F为BC的中点,EF⊥BC,垂足为F,连接BE,CE,BE=2BF,连接DE,则∠CDE的度数为( )
A.22° B.20° C.16° D.15°
8.如图,在平面直角坐标系中,正方形ABCD的位置如图所示,∠ABO=60°,若AB=2,则点D的坐标为( )
A. B. C. D.
9.如图,正方形ABCD中,E为BC上一点,过B作BG⊥AE于点G,延长BG至点F,使得AG=GF,连接CF,AF.若∠BAE=α,则∠DCF一定等于( )
A.2α B.60°﹣2α C.α D.45°﹣α
10.如图,点E、F分别在正方形ABCD的边BC、CD上,∠EAF=45°,已知AD=6(正方形的四条边都相等,四个内角都是直角),DF=2,则S△AEF=( )
A.6 B.12 C.15 D.30
11.四边形ABCD和四边形CEFG都是正方形,E在CD上,连结AF交对角线BD于点H,交DE于点I.若AH=a,则这两正方形的面积之和为( )
A.4a2 B.3a2 C.2a2 D.a2
12.如图,在正方形ABCD中,E,F分别在AB,CD边上,四边形A′D′FE与ADFE关于直线EF对称,且点D′在BC边上,A′D′交AB于点G,连接DD′,DG,下列结论:①DD′=EF;②∠A′EG=∠CFD′;③∠AGD+∠CD′D=135°;④AG+CD′=GD′.
其中正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二.填空题
13.如图,点B、C分别在两条直线y=2x和y=kx上,点A、D是x轴上两点,已知四边形ABCD是正方形,则k值为 .
14.如图,在正方形ABCD中,E是CD上一点,分别以DE,CE为边作正方形DEFG和正方形EPQC,若这两个小正方形的面积和为13,△DEP的面积为3,则正方形ABCD的面积为 .
15.如图,正方形ABCD的边长为4,菱形BEDF的边长为3,则菱形BEDF的对角线EF的长为 .
16.如图,正方形ABCD和正方形EBGF的边长分别为7和3,点E,G分别在边AB,BC上,点H在GF,FE两边上运动,连接DH,CH,当△DHC为等腰三角形时,FH= .
17.如图,正方形ABCD中,E、F分别为BC、CD的中点,AF、DE交于点P,连接BP、CP.则下列结论中:①AF⊥DE;②AD=BP;③∠BPE=∠CDE;④,所有正确的结论是(只需填写序号) .
18.如图,正方形的边ABCD的周长为16,M是BC的中点.N是AM上的动点,过点N作EF⊥AM,分别交AB,CD于点E,F.则EM+AF的最小值是 .
三.解答题
19.如图,在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC为正方形,其边长为4.有一动点P,自点O出发,以每秒2个单位长度的速度自O→A→B→C→O运动,问何时S三角形PBC=4,求此时点P的坐标.
20.已知正方形ABCD中,AB=3,且E为CD上的一动点,以AE为边做正方形AGFE,如图1所示,连接BE、GD.
(1)求证:BE=GD.
(2)如图2,延长GD、BE交于点Q,求证:BE⊥GD.
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1.3正方形的性质与判定(第1课时)课堂练习(解析版)
一.选择题
1.矩形、菱形和正方形的对角线都具有的性质是( )
A.互相平分
B.互相垂直
C.相等
D.任何一条对角线平分一组对角
【解答】解:根据平行四边形、矩形、菱形、正方形的对角线相互平分的性质,可知选A.
故选:A.
2.如图,正方形ABCD中,点E在对角线AC上,连接EB、ED,延长BE交AD于点F,若∠DEB=α,则∠AFE的度数为( )
A. B. C. D.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴CD=CB,∠ACD=∠ACB=∠DAC=45°,
在△DCE和△BCE中,
,
∴△DCE≌△BCE(SAS),
∴∠DEC=∠BEC,
∵∠DEB=α,
∴∠BEC=,
∴∠AEF=∠BEC=,
∴∠AFE=180°﹣∠AEF﹣∠DAC=180°﹣﹣45°=135°﹣,
故选:A.
3.如图,点E在正方形ABCD的边AB上,若EB=1,EC=3,那么正方形ABCD的面积为( )
A. B.6 C.8 D.10
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠B=90°,
∴BC2=EC2﹣EB2=32﹣12=8,
∴正方形ABCD的面积=BC2=8.
故选:C.
4.如图,已知正方形ABCD的边长为1,连接AC、BD,CE平分∠ACD交BD于点E,则DE长( )
A. B. C. D.
【解答】解:过点E作EF⊥DC于点F,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AC⊥BD,∠BDC=45°,
∵CE平分∠ACD交BD于点E,
∴EO=EF,
∵正方形ABCD的边长为1,
∴AB=BC=1,
由勾股定理得,
∴,
在△EOC和△EFC中,
,
∴△EOC≌△EFC(AAS),
∴,
∵EF⊥DC,∠BDC=45°,
∴△DEF为等腰直角三角形,
∴,
∴,
故选:C.
5.如图,已知点E在正方形ABCD内,满足∠AEB=90°,AE=6,BE=8,则阴影部分的面积是( )
A.48 B.60 C.76 D.80
【解答】解:∵∠AEB=90°,AE=6,BE=8,
∴AB===10,
∵四边形ABCD是正方形,
∴S正方形ABCD=AB2=102=100,
∵S△AEB=AE•BE=×6×8=24,
∴S阴影=S正方形ABCD﹣S△AEB=100﹣24=76,
∴阴影部分的面积是76,
故选:C.
6.科技改变生活,科技的发展提升了我们的生活品质.如图,这是某公司生产的正方形玻璃清理机器人,当机器人到达玻璃窗的边沿清理时,机器人的顶点A,D分别在玻璃框EF,EG上,玻璃窗的顶角∠E=90°,EA=5cm,∠EDA=30°.机器人的型号和相关数据如下,可知此次参与清理的机器人的型号为( )
型号
对角线长
5001
10cm
5030
cm
5075
15cm
6010
cm
A.5001 B.5030 C.5075 D.6010
【解答】解:如图,连接BD,
在Rt△AED中,EA=5cm,∠EDA=30°,
∴AD=2EA=10cm;
∴四边形ABCD为正方形,
∴AB=AD=10cm,∠BAD=90°,
在Rt△ABD中,由勾股定理得,
机器人的型号和相关数据可知,机器人的型号为5030.
故选:B.
7.如图,在正方形ABCD中,F为BC的中点,EF⊥BC,垂足为F,连接BE,CE,BE=2BF,连接DE,则∠CDE的度数为( )
A.22° B.20° C.16° D.15°
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴DC=BC,∠DCB=90°,
∵F为BC的中点,EF⊥BC,
∴BE=CE,BC=2BF,
∵BE=2BF,
∴BC=BE,
∴BE=CE=BC,
∴△BCE是等边三角形,
∴∠BCE=60°,
∴∠DCE=90°+60°=150°,
∵DC=BC=CE,
∴∠CDE=∠CED=(180°﹣150°)=15°.
故选:D.
8.如图,在平面直角坐标系中,正方形ABCD的位置如图所示,∠ABO=60°,若AB=2,则点D的坐标为( )
A. B. C. D.
【解答】解:如图,过点D作DE⊥y轴于E,
∵∠ABO=60°,∠AOB=90°,AB=2,
∴OB=AB=1,AO=OB=,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=AB,∠DAB=90°=∠DEA=∠AOB,
∴∠DAE+∠BAO=90°=∠BAO+∠ABO,
∴∠DAE=∠ABO,
∴△DAE≌△ABO(AAS),
∴AE=OB=1,DE=OA=,
∴OE=+1,
∴点D(,+1),
故选:C.
9.如图,正方形ABCD中,E为BC上一点,过B作BG⊥AE于点G,延长BG至点F,使得AG=GF,连接CF,AF.若∠BAE=α,则∠DCF一定等于( )
A.2α B.60°﹣2α C.α D.45°﹣α
【解答】解:如图,过点C作CH⊥BF于点H,
∴∠BHC=∠CHF=90°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=∠BCD=90°,AB=BC,
∴∠ABG+∠HBC=90°,
∵BG⊥AE,
∴∠AGB=90°,
∴∠ABG+∠BAG=90°,∠AGB=∠BHC=90°,
∴∠BAG=∠HBC,
在△AGB和△BHC中,
,
∴△AGB≌△BHC(AAS),
∴BG=CH,AG=BH,
∵AG=GF,
∴BH=GF,
即BG+GH=GH+HF,
∴BG=HF,
∴CH=HF,
∴△CHF是等腰直角三角形,
∴∠HCF=45°,
∵∠BCD=90°,
∴∠DCH+∠BCH=90°,
∵∠HBC+∠BCH=90°,
∴∠HBC=∠DCH,
∴∠DCH=∠BAE=α,
∴∠DCF=∠HCF﹣∠DCH=45°﹣α,
故选:D.
10.如图,点E、F分别在正方形ABCD的边BC、CD上,∠EAF=45°,已知AD=6(正方形的四条边都相等,四个内角都是直角),DF=2,则S△AEF=( )
A.6 B.12 C.15 D.30
【解答】解:如图,过点A作AH⊥AE,交CD的延长线于点H,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD=CD=BC=6,∠BAD=∠ADC=90°,
∵AH⊥AE,
∴∠HAE=∠BAD=90°,
∴∠HAD=∠BAE,
在△ADH和△ABE中,
,
∴△ADH≌△ABE(ASA),
∴BE=HD,AH=AE,
∵∠EAF=45°,
∴∠HAF=∠EAF=45°,
在△AFH和△AFE中,
,
∴△AFH≌△AFE(SAS),
∴EF=HF,
∵DF=2,
∴CF=4,
∵EF2=CE2+CF2,
∴(2+BE)2=16+(6﹣BE)2,
∴BE=3,
∴HF=HD+DF=5,
∵△AFH≌△AFE,
∴S△AEF=S△AFH=×HF×AD=×5×6=15,
故选:C.
11.四边形ABCD和四边形CEFG都是正方形,E在CD上,连结AF交对角线BD于点H,交DE于点I.若AH=a,则这两正方形的面积之和为( )
A.4a2 B.3a2 C.2a2 D.a2
【解答】解:延长FE交BD于点N,交AB于点M,
设正方形ABCD的边长为a,正方形CEFG的边长为b,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=DC=a,∠BAD=∠ADC=∠ABC=∠BCD=90°,∠BDC=45°,
∵四边形CEFG是正方形,
∴CE=EF=b,∠CEF=90°,
∴∠CEF=∠DEM=90°,∠MEC=180°﹣∠CEF=90°,
∴四边形ADEM和四边形BCEM都是矩形,
∴AD=EM=a,AM=DE=a﹣b,∠AME=90°,AD∥ME,
∴∠DAF=∠AFN,∠ADN=∠DNF,
在Rt△NDE中,∠BDE=45°,
∴DE=NE=a﹣b,
∴FN=EF+NE=b+a﹣b=a,
∴NF=AD=a,
∴△ADH≌△FNH(ASA),
∴AH=FH=AF,
∴AF=2AH,
在Rt△AMF中,FM=ME+EF=a+b,
∴AF2=AM2+FM2=(a﹣b)2+(a+b)2=2a2+2b2,
∴正方形ABCD的面积+正方形CEFG的面积=a2+b2=AF2=•(2AH)2=2AH2=2a2,
故选:C.
12.如图,在正方形ABCD中,E,F分别在AB,CD边上,四边形A′D′FE与ADFE关于直线EF对称,且点D′在BC边上,A′D′交AB于点G,连接DD′,DG,下列结论:①DD′=EF;②∠A′EG=∠CFD′;③∠AGD+∠CD′D=135°;④AG+CD′=GD′.
其中正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解答】解:在正方形ABCD中,AB=BC=CD=AD,∠A=∠B=∠C=∠ADC=90°,
过点E作EH⊥CD交CD于H,EF交DD′于O,则AEHD为矩形,
∴∠EHF=∠DCD′=90°,EH=AD=CD,
由轴对称可知,EF⊥DD′,则∠2+∠3=∠1+∠3=90°,
∴∠1=∠2,
∴△EHF≌△DCD′(ASA),
∴∠EFD=∠CD′D,EF=DD′,故①正确;
由轴对称可知,∠A=∠A'=90°,∠A′D′F=∠ADF=90°,
则∠A′EG+∠4=90°=∠6+∠7=∠7+∠CFD′=∠5+∠6,
∴∠6=∠CFD′,
又∵∠4=∠5,
∴∠A′EG=∠6=∠CFD′,故②正确;
延长A′E交AD于M,EF与GD交于点N,连接MN,ND′,
由轴对称可知,AE=AE′,∠A=∠A'=90°,∠AEN=∠A′EN,
又∵∠AEM=∠A′EG,
∴△AEM≌△A′EG(SAS),
∴EG=EM,∠AEM=∠A′EG,则∠NEM=∠NEG,
又∵EN=EN,
∴△NEM≌△NEG(SAS),
∴NM=NG,∠ENM=∠ENG,则∠ENM=∠ENG=∠DNF
由轴对称可知,点D与点D′关于EF对称,则∠DNF=∠D′NF,ND=ND′,
∴∠ENM=∠ENG=∠DNF=∠D′NF
又∵∠GND′+∠DNF+∠D′NF=180°,
∴∠GND′+∠ENM+∠ENG=180°,即M,N,D′在同一直线上,
则GD=MD′,
过点D′作D′T⊥AD交AD与T,可知,TD′=AD,∠MTD′=∠A=90°,
∴Rt△AGD≌Rt△TMD′(HL),
∴∠8=∠9,
又∵∠9+∠10=90°,
∴∠8+∠10=90°,
∴GD⊥MD′,则△DND′为等腰直角三角形,
∴∠GDD′=45°,则∠DNF=45°,
∴∠END=135°=∠AGD+∠GEF,
又∵AB∥CD,
∴∠GEF=∠EFD,
由上可知,∠EFD=∠CD′D,
∴∠AGD+∠CD′D=135°,故③正确;
延长BA使得AQ=CD′,
又∵∠DAQ=∠DCD′=90°,AD=CD,
∴△DAQ≌△DCD′(SAS),
∴DQ=DD′,∠ADQ=∠CDD′,
∵∠ADD′+∠CDD′=90°,
∴∠ADD′+∠ADQ=∠QDD′=90°,
由上可知,∠GDD′=45°,
∴∠GDQ=∠GDD′=45°,
又∵DG=DG,
∴△GDQ≌△GDD′(SAS),
∴GQ=GD′,
而GQ=AG+AQ=AG+CD′,
∴AG+CD′=GD′,故④正确;
综上,正确的有①②③④,共4个,
故选:D.
二.填空题
13.如图,点B、C分别在两条直线y=2x和y=kx上,点A、D是x轴上两点,已知四边形ABCD是正方形,则k值为 .
【解答】解:设正方形的边长为a,则B的纵坐标是a,把点B代入直线y=2x的解析式,则设点B的坐标为(,a),
则点C的坐标为(+a,a),
把点C的坐标代入y=kx中得,a=k(+a),解得,k=.
故答案为:.
14.如图,在正方形ABCD中,E是CD上一点,分别以DE,CE为边作正方形DEFG和正方形EPQC,若这两个小正方形的面积和为13,△DEP的面积为3,则正方形ABCD的面积为 25 .
【解答】解:在正方形DEFG中,∠DEF=90°.
在正方形PECQ中,EP=CE.
∵两个小正方形的面积和为13,△DEP的面积为3,
∴DE2+CE2=13,DE•CE=3,
∴DE•CE=6,
∴CD2=(DE+CE)2
=DE2+CE2+2DE•CE
=13+2×6
=13+12
=25,
即正方形ABCD的面积为25.
故答案为:25.
15.如图,正方形ABCD的边长为4,菱形BEDF的边长为3,则菱形BEDF的对角线EF的长为 2 .
【解答】解:如图所示,连接AC,BD,
∵四边形BEDF是菱形,
∴EF⊥BD,且平分BD,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AC⊥BD,且平分BD,
∴AC和EF共线,
∴△ADG是等腰直角三角形,
∴AG=DG,
∵正方形ABCD的边长为4,
∴AD=4,
∵
∴,
∵菱形BEDF的边长为3,
∴DE=3,
∴,
∴EF=2EG=2.
故答案为:2.
16.如图,正方形ABCD和正方形EBGF的边长分别为7和3,点E,G分别在边AB,BC上,点H在GF,FE两边上运动,连接DH,CH,当△DHC为等腰三角形时,FH= ﹣4或2﹣4 .
【解答】解:∵△DHC为等腰三角形,
∴DH=DC或DC=CH,
∴7=或7=,
∴FH=﹣4或2﹣4,
故答案为:﹣4或2﹣4.
17.如图,正方形ABCD中,E、F分别为BC、CD的中点,AF、DE交于点P,连接BP、CP.则下列结论中:①AF⊥DE;②AD=BP;③∠BPE=∠CDE;④,所有正确的结论是(只需填写序号) ①②③④ .
【解答】解:如图1,
∵正方形ABCD,E,F均为中点,
∴AD=DC=BC;,
∵在△ADF和△DCE中,
,
∴△ADF≌△DCE(SAS),
∴∠AFD=∠DEC,
∵∠DEC+∠CDE=90°,
∴∠AFD+∠CDE=90°=∠DPF,
∴AF⊥DE,
∴①正确;
如图2,
取AD的中点G,AP的中点M,连接MG,BM,BG,
则:MG∥DP,,
∴MG⊥AP,
∵AD∥BC,
∴DG∥BE,
∴四边形BGDE为平行四边形,
∴BG∥DP,
∴B,M,G三点共线,
∴BM⊥AP,
∵AM=MP,
∴BG是AP的垂直平分线,
∴△ABP是等腰三角形,
∴BP=AB=AD,
∴②正确;
由②知:BP=AB,
∴∠BAP=∠BPA,
又∵△ADF≌△DCE,
∴∠CDE=∠DAF,
又∵∠BAP+∠DAF=∠APB+∠BPE=90°,
∴∠DAF=∠BPE,
又∠DAF=∠CDE,
∴∠B P E=∠C D E;故③正确;
如图3,延长DE至N,使得EN=PF,连接CN,
∵∠AFD=∠DEC,
∴∠CEN=∠CFP,
又∵E,F分别是BC,DC的中点,
∴CE=CF,
∵在△CEN和△CFP中,
,
∴△CEN≌△CFP(SAS),
∴CN=CP,∠ECN=∠PCF,
∵∠PCF+∠BCP=90°,
∴∠ECN+∠BCP=∠NCP=90°,
∴△NCP是等腰直角三角形,
∴,故④正确;
故答案为:①②③④.
18.如图,正方形的边ABCD的周长为16,M是BC的中点.N是AM上的动点,过点N作EF⊥AM,分别交AB,CD于点E,F.则EM+AF的最小值是 2 .
【解答】解:过F作FG⊥AB于G,则FG=BC=AB,∠ABM=∠FGE=90°,
∵正方形ABCD的周长为16,
∴正方形ABCD的边长为4,
∴AB=BC=4,∠ABC=90°,
∵M是BC的中点,
∴BM=2,
∴AM==2,
∵EF⊥AM,
∴∠BAM+∠AEN=∠AEN+∠GFE=90°,
∴∠BAM=∠GFE,
∴△ABM≌△FGE(ASA),
∴AM=EF,
将EF沿EM方向平移至MH,连接FH,则EF=MH,∠AMH=90°,EM=FH,
当A、F、H三点共线时,EM+AF=FH+AF=AH的值最小,
此时EM+AF=AH===2,
∴EM+AF的最小值为2,
故答案为:2.
三.解答题
19.如图,在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC为正方形,其边长为4.有一动点P,自点O出发,以每秒2个单位长度的速度自O→A→B→C→O运动,问何时S三角形PBC=4,求此时点P的坐标.
【解答】解:∵四边形OABC是正方形,
∴AO=BC=AB=OC=4,∠ABC=∠BCO=90°,
当点P在AB上时,
∵S△PBC=4,
∴×4×PB=4,
∴PB=2,
∴AP=2,
∴t==3s,
∴点P(﹣4,﹣2);
当点P在OC上时,
∵S△PBC=4,
∴×4×PC=4,
∴PC=2,
∴OP=2,
∴t==7s,
∴点P(0,﹣2);
综上所述:当t=3或7时,S△PBC=4,点P的坐标为(﹣4,﹣2)或(0,﹣2).
20.已知正方形ABCD中,AB=3,且E为CD上的一动点,以AE为边做正方形AGFE,如图1所示,连接BE、GD.
(1)求证:BE=GD.
(2)如图2,延长GD、BE交于点Q,求证:BE⊥GD.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD,AEFG均为正方形,
∴AB=AD,AE=AG,∠BAD=∠EAG=90°,
∵∠BAE+∠EAD=90°,∠EAD+∠DAG=90°,
∴∠BAE=∠DAG,
在△BAE和△DAG中,
,
∴△BAE≌△DAG(SAS),
∴BE=DG;
(2)证明:∵△BAE≌△DAG,
∴∠GDA=∠ABE,
∵AB∥CD,
∴∠ABE=∠CEB,
∴∠CEB=∠GDA,
∵∠CEB=∠DEQ,
∴∠DEQ=∠GDA,
又∵∠ADC=90°,∠GDA+∠QDE=90°,
∴∠QDE+∠DEQ=90°,
∴∠Q=90°,
∴BE⊥GD;
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