内容正文:
第五单元 四边形
第23课时 正方形与四边形的综合问题
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高频考向探究
1
知识梳理
一、正方形的性质和判定
名称 正方形
图形 ___________________________________________________________________________________________
概念 有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形
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2
性质 边 对边平行,四条边都相等
角 四个角都是①______
对角线 对角线②____________________,每一条对角线平分一
组对角
对称性 既是中心对称图形,也是轴对称图形
判定 ③__________________________________的矩形是正方
形
④________________________________的菱形是正方形
面积
直角
相等且互相垂直平分
一组邻边相等(或对角线互相垂直)
有一个角是直角(或对角线相等)
续表
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3
二、平行四边形、矩形、菱形、正方形之间的关系
两
两
互相平分
三
一
相等
相等
相等
互相垂直
一
相等
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4
对点自测
图23-1
1. (八下P62习题 ) 如图23-1,四边形是正方形,是
上的任意一点, 于点,,且交于点 .
求证: .
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5
证明: 四边形 是正方形,
, ,
.
, ,
, .
, ,
,
, .
, .
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6
图23-2
2. (八下P67复习题 ) 如图23-2,矩形的对角线,
相交于点 ,且,.求证:四边形 是菱形.
证明:, ,
四边形 是平行四边形.
四边形 是矩形, ,
四边形 是菱形.
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7
考向一
正方形的性质与判定
图23-3
例1 一题多变 如图23-3,在正方形中,
为边上一点,与交于点,连接 .若
,则____ .
40
[解析] 四边形 是正方形,
.
由对称性得 .
, ,
, .
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8
变式1 如图23-4,在正方形中,点在对角线上, 于
点,于点,连接.若,,则
______.
图23-4
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9
[解析] 连接 四边形是正方形, 由对称性得 .
, ,
.
, ,
,四边形 是矩形,
.
, .
,, .
, .
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10
图23-5
变式2 如图23-5,正方形 的边长是2,对角线,相交于点,
点,分别在边, 上,且,连接 .
(1)___,___,___ ;
(填“ ”“”或“ ”)
(2),, 之间的数量关系
是_________________;
(3)___, ____;
(4)的最小值为_ _, 的最大值为__;
(5) 的取值范围为_____________.
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11
图23-5
(1)___,___,___ ;(填“ ”“”或“ ”)
[解析] 利用正方形的性质可证 得结论.
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12
(2),, 之间的数量关系是_________________;
[解析] 在中,由勾股定理得 ,
然后利用等量代换即可得结论.
(3)___, ____;
1
[解析] .
由(1)知 ,
为等腰直角三角形,
.
图23-5
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13
(4)的最小值为_ _, 的最大值为__;
[解析] .当时,最小,为1,
的最小值为 .
, 当取得最小值时,有
最大值,为 .
(5) 的取值范围为_____________.
[解析] ,,
.
图23-5
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14
图23-6
例2 [2022邵阳] 如图23-6,在菱形 中,
对角线,相交于点,点,在对角线
上,且, .
求证:四边形 是正方形.
证明: 四边形 是菱形,
,, .
, . 四边形 是菱形.
,,即 .
四边形 是正方形.
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15
通性通法
发现矩形,证菱形特征
发现菱形,证矩形特征
正方形的判定
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16
考向二
中点四边形
例3 如图23-7,在任意四边形ABCD中,
图23-7
,,,分别是,,,的
中点.连接 ,,,,, .有以下结论:
①当 时,四边形 为正方形;
②当时,四边形 为菱形;
③当时,四边形 为矩形;
④四边形 一定为平行四边形.
其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
C
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17
[解析] ,,,分别是,,,的中点, ,
,,,, ,
, 四边 一定为平行四边形,故④正确;
当 时,四边形 不一定为正方形,故①错误;
当时,,
四边形 为菱形,故②正确;
当时, ,
四边形 为矩形,故③正确.
故正确的结论有3个.故选C.
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18
通性通法
中点四边形的形状由原四边形对角线关系决定:
图形 四边形与四边形 的对应关系
_________________________________________
,,, 分别是各
边的中点 任意四边形 平行四边形
对角线相等: 菱形
对角线垂直: 矩形
对角线垂直且相等:
且 正方形
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19
考向精练
1. [2023呼伦贝尔、兴安盟T9改编] 如图23-8,在菱形 中,
, ,顺次连接菱形各边中点,,, ,则
四边形的形状是______,四边形 的周长为_________.
矩形
图23-8
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20
[解析] 连接,交于点 ,如图.
四边形是菱形, .
,,,分别为,,, 边的中点,
,,,
, , ,
四边形 是平行四边形.
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21
,,
四边形 是矩形.
, .
,是等边三角形, .
, ,
, .
, ,
四边形的周长为 .
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2. [2024山西] 在四边形中,,,,分别是边, ,
,的中点,,交于点.若四边形 的对角线相等,则线
段与 一定满足的关系为( )
A
A.互相垂直平分 B.互相平分且相等
C.互相垂直且相等 D.互相垂直平分且相等
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23
考向三
四边形的综合问题
例4 [2023菏泽]
(1)如图23-9,在矩形中,点,
分别在边, 上,,垂足为.
求证: .
图23-9
【问题解决】
(2)如图23-10,在正方形中,点,
分别在边, 上,,延长到点,
使,连接 .求证: .
图23-10
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24
【类比迁移】
(3)如图23-11,在菱形中,点,分别在边, 上,
,, ,求 的长.
图23-11
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25
图23-9
(1)如图23-9,在矩形中,点,分别在边,上,,
垂足为 .求证: .
证明: 四边形 是矩形,
.
.
, .
.
.
.
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26
【问题解决】
(2)如图23-10,在正方形中,点,分别在边, 上,
,延长到点,使,连接 .
求证: .
图23-10
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27
证明: 四边形 是正方形,
,, .
.
, .
点在 的延长线上,
.
又, .
.
, .
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28
【类比迁移】
(3)如图23-11,在菱形中,点,分别在边, 上,
,, ,求 的长.
图23-11
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29
解: 如图,延长至点,使,连接 .
四边形是菱形,, .
.
, .
, 是等边三角形.
.
,
,即 的长为3.
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30
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