内容正文:
第五单元 四 边 形
微专题(八) 正方形中的常考题型
第一部分 安徽中考考点探究
类型一 求最值
方法指导:在已知正方形的条件下,求动点运动时,相关线段或线段和差的最大值或最小值,关键是动中求静、变中找不变,利用正方形的对称性将其转化为“垂线段最短”“两点之间线段最短”求解.两点之间线段最短,即三角形的两边之和大于第三边(两边共线时取最值).
典例1 (2024·合肥肥东模拟)如图,在正方形ABCD中,AB=5,E是边BC上一动点(不与点B,C重合),连接AE,作点B关于直线AE的对称点F,连接CF,则线段CF长的最小值为( B )
A. 5 B. 5 -5 C. D.
典例1图
B
典例2 (2023·池州东至一模)如图,在正方形ABCD中,AB=6,P,Q分别为边BC,AB上的动点,且AQ=BP,AP与DQ交于点E,则线段BE长的最小值为 3 -3 .
典例2图
3 -3
典例3 (2024·合肥蜀山一模)如图,在正方形ABCD中,AB=4,点E,F分别在边AB,BC上,点P在对角线AC上,EF∥AC,PE+PF=m,则下列结论中,错误的是( D )
典例3图
D
A. 若BE=2,则m的最小值为4
B. 若m的最小值为4,则BE=2
C. 若BE=0.5,则m的最小值为5
D. 若m的最小值为5,则BE=0.5
类型二 十字模型
模型解读:如图①,E,F分别是正方形ABCD的边CD,AD上的点.若AE⊥BF,则AE=BF. 如图②,E,F,G,H分别是正方形ABCD的边AB,BC,CD,AD上的点.若EG⊥FH,则EG=FH.
典例4 如图,正方形ABCD的边长为4,E为边DC上一点,DE=3,连接AE,过点D作AE的垂线,交AE于点F,交BC于点G,则FG的长为( B )
典例4图
A. B. C. 3 D. 5
B
典例5 (2024·黄山二模改编)如图①,在正方形ABCD中,E,F分别为边AB,BC的中点,连接AF,DE交于点G.
(1) 求证:AF⊥DE;
解:(1) ∵ 四边形ABCD是正方形,∴ AD=AB=BC,∠DAE=∠ABF=90°.∵ E,F分别为边AB,BC的中点,∴ AE=BF.
∴ △DAE≌△ABF. ∴ ∠ADE=∠BAF. ∵ ∠DAG+∠EAG=90°,∴ ∠DAG+∠ADG=90°.∴ ∠AGD=90°.∴ AF⊥DE.
典例5图
(2) 如图②,连接BG,求证:GB平分∠EGF.
典例5图
解:(2) 如图②,过点B作BM⊥AF,垂足为M. ∵ AF⊥DE,
∴ BM∥GE. ∵ AE=BE,∴ 易得AG=GM. ∵ 四边形ABCD是正方形,∴ AB=BC. ∵ E,F分别为边AB,BC的中点,∴ AB=BC=2BF. 设BF=a,则AB=2a.∴ AF= = = a.∵ S△ABF= AB·BF= AF·BM,∴ BM= = = a.
∴ AM= = = a.∴ GM= AM= a=BM. ∴ △BMG为等腰直角三角形.
∴ ∠BGM=45°,∠BGE=90°-45°=45°.
∴ ∠BGM=∠BGE. ∴ GB平分∠EGF.
类型三 对角互补模型
模型解读:如图①,若∠ABC=∠ADC=90°,AD=CD,如图②,过点D 作DE⊥BA于点E,DF⊥BC于点F,则△DEA≌△DFC,AB+BC=2BF= BD.
典例6 如图,在边长为4的正方形ABCD中,点E,F分别在CD,AC上,BF⊥EF,CE=1,则AF的长是( B )
典例6图
A. 2 B. C. D.
B
典例7 如图,在正方形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,E,F分别是边BC,CD上的点,且∠EOF=90°.求证:CE=DF.
典例7图
解:∵ 四边形ABCD为正方形,∴ OC=OD,∠OCE=∠ODF=45°,AC⊥BD.
∴ ∠COD=90°.∴ ∠DOF+∠COF=90°.
∵ ∠EOF=90°,∴ ∠COE+∠COF=90°.
∴ ∠COE=∠DOF.
∴ △COE≌△DOF. ∴ CE=DF.
类型四 半角模型
模型解读:如图,在正方形ABCD中,∠EAF=45°,延长CB到点G,使BG=DF,连接EF,AG,则△AEF≌△AEG,EF=EG=BE+DF.
典例8 如图,在正方形ABCD中,点E,F分别在边BC,CD上,∠EAF=45°,延长CD到点G,使DG=BE,连接EF,AG. 求证:EF=GF.
典例8图
解:∵ 四边形ABCD是正方形,∴ AB=AD,∠B=∠BAD=∠ADC=90°.∵ 点G在CD的延长线上,∴ ∠ADG=180°-∠ADC=90°.∴ ∠B=∠ADG. 在△ABE和△ADG中,∵
∴ △ABE≌△ADG. ∴ ∠BAE=∠DAG,AE=AG. ∵ ∠EAF=45°,∴ ∠BAE+∠DAF=45°.∴ ∠DAG+∠DAF=45°,即∠GAF=45°=∠EAF. 在△EAF和△GAF中,∵ ∴ △EAF≌△GAF. ∴ EF=GF.
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