内容正文:
第二节 矩 形
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【知识拓展】矩形中的特殊三角形与面积问题
图形
结论 一对全等的直角三角形;S1=S2 两对全等的等腰三角形;
S1=S2=S3=S4 △AOB和△DOC是一对全等的等边三角形
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1.如图,在四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O.
(1)若四边形ABCD为平行四边形, (请添加一个条件),则四边形ABCD是矩形;
【判定依据】 .
(2)若四边形ABCD为一般四边形, (请添加一个条件),则四边形ABCD是矩形;
【判定依据】 .
AC=BD(答案不唯一)
对角线相等的平行四边形是矩形
∠DAB=∠ABC=∠BCD=90°
有三个角是直角的四边形是矩形
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2.如图,在矩形ABCD中,对角线AC和BD相交于点O.
(1)若AB=2,AC=4,则BC= ,∠AOB= ;
(2)若AC=4,则OC= ,BD= ;
(3)若∠AOB=60°,AB=2,则AC= ;
(4)若AC=6,AB=3,P是边AD上的动点,PG⊥AC于点G,PH⊥BD于
点H,则PG+PH= .
2
60°
2
4
4
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重难点:矩形性质的相关证明与计算
如图①,已知四边形ABCD是矩形,点E在BA的延长线上,AE=AD,EC与BD相交于点G,与AD相交于点F,AF=AB.
(1)求证:BD⊥EC;
【思路点拨】证明△AEF≌△ADB(SAS),则∠AEF=∠ADB,∠GEB+
∠GBE=∠ADB+∠ABD=90°,即可求解.
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证明:∵四边形ABCD是矩形,点E在BA的延长线上,
∴∠EAF=∠DAB=90°,
又∵AE=AD,AF=AB,
∴△AEF≌△ADB(SAS),
∴∠AEF=∠ADB,
∴∠GEB+∠GBE=∠ADB+∠ABD=90°,
即∠EGB=90°,∴BD⊥EC.
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(2)若AE=2,求AB的长;
【思路点拨】证明△AEF∽△DCF,则=,设AB=a(a>0),则有22-2a=a2,即可求解.
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解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AE∥CD,∴△AEF∽△DCF,
∴=,即AE•DF=AF•DC,
设AF=AB=a(a>0),则有2×(2-a)=a2,
解得a=-1+或-1-(舍去),
∴AB=-1+.
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(3)求证:+=;
证明:由(1)知,在Rt△BCE中,BG⊥EC,
∴BE•BC=CE•BG,
∴=,∴=.
在Rt△BCE中,CE2=BE2+BC2,
∴=+.
∵BC=AD=AE,∴+=.
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(4)如图②,连接AG,请探究线段EG,AG,DG之间的数量关系,并说明理由.
【思路点拨】在线段EG上取点P,使得EP=DG,则△AEP≌△ADG(SAS),△PAG为等腰直角三角形,故EG-DG=EG-EP=PG=AG.
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解:EG-DG=AG.
理由:在EG上取点P,使得EP=DG,
在△AEP与△ADG中, AE=AD,
∠AEP=∠ADG,
EP=DG,
∴△AEP≌△ADG(SAS),∴AP=AG,∠EAP=∠DAG,
∴∠PAG=∠PAD+∠DAG=∠PAD+∠EAP
=∠DAE=90°,
∴△PAG为等腰直角三角形,
∴EG-DG=EG-EP=PG=AG.
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方法归纳:第(4)小题关键是根据图形特征,作辅助线构造手拉手全等模型探求几何线段之间的关系.(注:方法探究详见P94微专题(八)中“模型4 ‘手拉手’全等模型”)
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命题点1:矩形的性质(近6年考查3次)
1.(2023•贺州第16题3分)如图,在矩形ABCD中,点E,F分别为BC,DA的中点,以CD为斜边作Rt△GCD,GD=GC,连接GE,GF.若BC=2GC,则∠EGF= .
45°
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2.(2023•贵港第17题3分)如图,在矩形ABCD中,BD是对角线,AE⊥BD,垂足为E,连接CE,若tan∠ADB=,则tan∠DEC= .
【解析】过点C作CF⊥BD于点F,易证△ABE≌△CDF,∴AE=CF,BE=FD,设AB=a,则AD=2a,∴BD=a,由等面积法得AE=CF=a,∴BE=FD=a,∴EF=BD-2BE=a,∴tan∠DEC==.
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3.(2017•南宁第22题8分)如图,矩形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,点E,F在BD上,BE=DF.
(1)求证:AE=CF;
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证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴OA=OC,OB=OD,AC=BD,∠ABC=90°,
∵BE=DF,∴OE=OF,
在△AOE和△COF中,
OA=OC,
∠AOE=∠COF,
OE=OF,
∴△AOE≌△COF(SAS),
∴AE=CF.
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(2)若AB=6,∠COD=60°,求矩形ABCD的面积.
解:∵OA=OC,OB=OD,AC=BD,∴OA=OB,
∵∠AOB=∠COD=60°,
∴△AOB是等边三角形,∴OA=AB=6,
∴AC=2OA=12,
在Rt△ABC中,BC==6,
∴S矩形ABCD=AB•BC=6×6=36.
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命题点2:矩形的判定(近6年考查2次)
4.(2023•北部湾经济区Ⅱ卷第23题8分)如图,在△ABC中,D,E分别是边AB,AC的中点,连接ED并延长至点F,使DF=DE.连接AF, BF,BE.
(1)求证:△ADE≌△BDF;
(2)若∠ABE=∠CBE,求证:四边形AFBE为矩形.
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证明:(1)∵D是AB中点,
∴AD=BD,
在△ADE和△BDF中,
AD=BD,
∠ADE=∠BDF,
DE=DF,
∴△ADE≌△BDF(SAS).
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(2)∵△ADE≌△BDF,
∴AD=BD,DE=DF,
∴四边形AFBE是平行四边形,
在△ADE与△BDF中,D,E分别是AB,AC的中点,
∴DE∥BC,∴∠DEB=∠CBE,
∵∠ABE=∠CBE,
∴∠DBE=∠DEB,
∴DB=DE,∴EF=AB.
∴四边形AFBE是矩形.
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