内容正文:
八年级下苏科版 第05讲
矩形2个知识点+7类题型
课程标准
学习目标
1.矩形的性质
2.矩形的判定
掌握矩形的性质和判定,并能够综合运用。
知识点1:矩形的性质
①矩形是特殊的平行四边形,所以矩形具有平行四边形的所有性质,即对边平行且相等,对角线互相平分;对角相等;
②矩形特有的性质:四个角都是直角;对角线相等;
③矩形是中心对称图形,对称中心是对角线的交点;
④矩形是轴对称图形,有2条对称轴。
在矩形ABCD中,
∠ABC=∠BCD=∠CDA=∠BAD=90°
AB CD, AD BC
OA=OD=OB=OC
【即学及练】
1.(2024秋•高新区期末)如图,矩形ABCD的对角线AC和BD交于点O,则下列结论一定正确的是( )
A.∠BAC=∠DAC B.AC⊥BD C.BA=BO D.
2.(2024秋•中原区期末)如图,在矩形ABCD中,两条对角线AC与BD相交于点O,AD=8,OA=5,则AB的长为( )
A.6 B.7 C.8 D.11
3.(2024春•梁溪区期中)如图,延长矩形ABCD的边BC至点E,使CE=BD,连接AE,若∠ABD=60°,则∠E=( )
A.45° B.30° C.20° D.15°
4.(2024秋•灵武市期末)如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,CE⊥BD,且∠BCE:∠DCE=2:1,则∠ACE为( )
A.20° B.25° C.30° D.35°
5.(2024春•姑苏区校级期中)如图矩形ABCD的对角线AC和BD相交于点O,过点O的直线分别交AD和BC于点E,F,AB=5,BC=8,则图中阴影部分的面积为 .
6.(2024秋•绥德县期中) 如图,在矩形ABCD中,AC,BD相交于点O,AE平分∠BAD交BC于点E,连接OE,若∠CAE=15°,OA=6,求CE的长.
知识点2:矩形的判定
①有3个角都是直角的四边形是矩形;
②有一个角是直角的平行四边形是矩形;
③对角线相等的平行四边形是矩形。
【即学及练】
7.(2024秋•浑南区期末)如图,要使平行四边形ABCD成为矩形,可以添加的条件是( )
A.AB=BC B.AC⊥BD C.∠1+∠2=90° D.∠1=∠2
8.(2024秋•白银期末)在数学活动课上,小明准备用绳子和三角尺检查一个书架是否为矩形.如图,已知书架是平行四边形,对角线AC,BD相交于点O,下列验证方法错误的是( )
A.AD⊥DC B.OA=OB C.AC=BD D.OA=AB
9.(2024春•贵港期末)如图,A,B为5×5的正方形网格中的两个格点,称四个顶点都是格点的矩形为格点矩形,在此图中以A,B为顶点的格点矩形共可以画出( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
10.(2024秋•榆中县期中)如图,点E是平行四边形ABCD中边BC的中点,连接AE并延长,交DC的延长线于点F.连接AC、BF,若∠AEC=2∠ABC,求证:四边形ABFC为矩形.
【类型一:矩形的性质】
1.(2024春•姑苏区校级期中)如图,在矩形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,AE垂直且平分线段BO,垂足为点E,BD=12cm,则AB的长为 cm.
2.(2024春•苏州期中)如图,在矩形ABCD中,点E是CD的中点,点F在BD上,BF=3DF,若AB=4,BC=3,则EF的长为( )
A.1 B. C. D.
3.(2024秋•城阳区期末)如图,P是矩形ABCD的对角线BD上一点,AB=3,BC=5,PE⊥BC于点E,PF⊥CD于点F,连接AP,EF,则AP+EF的最小值为( )
A. B.4 C. D.8
4.(2024春•新吴区期中)如图,点P是矩形ABCD的对角线BD上一点,过点P作EF∥BC,分别交AB,CD于点E,F,连接PA,PC.若BE=2,PF=6,则图中阴影部分的面积为 .
5.(2024春•锡山区期中)已知:如图,▱ABCD的对角线AC、BD相交于点O,E、F是AC上的两点,且AE=CF.
(1)求证:四边形DEBF是平行四边形.
(2)若四边形DEBF是矩形,∠AED=130°,求∠AOD的度数.
6.(2024春•建邺区期中)四边形ABCD是矩形,E是BC延长线上一点,连接AC,DE,BE=AC.
(1)如图①,若∠ACB=40°,求∠E的度数;
(2)如图②,若F是DE的中点,连接AF,CF,求证AF⊥FC.
【类型二:矩形的判定】
7.(2024秋•高碑店市期中)如图,四边形ABCD的对角线AC,BD交于点O.根据图中所标示的数据,再添加下列一个条件,其中能使四边形ABCD为矩形的条件有①OB=5;②OD=5;③∠ADC=90°.( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
8.(2024秋•尤溪县期中)如图,诚诚用橡胶皮和布料自制了一块四边形鼠标垫,为了检验这块鼠标垫是不是标准的矩形,他想出了以下几种方案,其中合理的是( )
A.测量一组对边是否平行且相等
B.测量两组对边是否分别相等
C.测量其中的三个角是否都为直角
D.测量对角线是否相等
9.(2024秋•胶州市校级月考)如图,在▱ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,点E,F在对角线BD上,且BE=DF,连接AE,AF,CE,CF.
(1)求证:△AOE≌△COF.
(2)当OA=OE时,求证四边形AECF是矩形.
10.(2024春•江阴市期中)如图,在▱ABCD中,O为线段AD的中点,延长BO交CD的延长线于点E,连接AE,BD,∠BDC=90°.
(1)求证:四边形ABDE是矩形;
(2)连接OC,若AB=2,,求OC的长.
【类型三:矩形的翻折问题】
11.(2024春•工业园区校级期中)如图,矩形ABCO如图放置在平面直角坐标系中,其中AB=6,∠AOB=30°,若将其沿着OB对折后,A′为点A的对应点,则A′的坐标为( )
A. B.
C.(﹣3,9) D.
12.(2024春•姑苏区校级期中)如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=3,P为AD上一点,将△ABP沿BP翻折至△EBP,PE与CD相交于点O,且OE=OD,则AP的长为 .
13.(2024春•姑苏区校级期中)在矩形纸片ABCD中,AB=6,BC=8.将矩形纸片折叠,使B与D重合.
(1)求证△DGH是等腰三角形;
(2)求折痕GH的长.
14.(2024春•苏州期中)如图1,将一张矩形纸片ABCD沿直线MN折叠,使点C落在点A处,点D落在点E处,直线MN交BC于点M,交AD于点N.
(1)若∠BAM=32°,则∠ANM= °;
(2)如图2,连接CN.求证:四边形AMCN为菱形;
(3)若△AMN的面积与△ABM的面积比为3:1,BM=1,求MN的长.
【类型四:矩形的旋转问题】
15.(2024春•南京期中)如图,将矩形ABCD绕点A顺时针旋转到矩形AB'C'D'的位置,旋转角为α(0°<α<90°),若∠1=114°,则α= °.
16.(2024春•江阴市期中)如图1,在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,将矩形ABCD绕点A按逆时针方向旋转得到矩形AEFG,连接DF、DG.
(1)如图2,点E落在对角线BD上,AD与EF相交于点H,
①连接AF,求证:四边形ABDF是平行四边形;
②求线段AH的长度;
(2)在矩形AEFG绕点A旋转一周的过程中,△DFG面积的最大值为 .
【类型五:矩形的动点问题】
17.(2024春•句容市期中)如图1,在矩形ABCD中,动点P从点B出发,沿BC、CD、DA运动至点A停止,设点P运动的路程为x,△ABP的面积为y,如果y关于x的函数图象如图2所示,则矩形ABCD的周长是( )
A.18 B.20 C.22 D.26
18.(2024春•霞山区期末)如图,在平行四边形ABCD中,对角线BD=10cm,AC=16cm,AC,BD相交于点O,若E,F是AC上两动点,分别从A,C两点以相同的速度向C、A运动,其速度为0.5cm/s.
(1)证明:当E在AO上运动,F在CO上运动,且E与F不重合时,四边形DEBF是平行四边形:
(2)点E,F在AC上运动过程中,以D、E、B、F为顶点的四边形是否可能为矩形?如能,求出此时的运动时间t的值;如不能,请说明理由.
19.(2024春•新吴区期中)如图①,在矩形ABCD中,AB=3,AD=5,点E在边BC上且BE=2,动点P从点E出发,沿折线EB﹣BA﹣AD以每秒1个单位长度的速度运动,作∠PEQ=90°,EQ交边AD或DC于点Q,连接PQ,当Q与点C重合时点P停止运动,设点P的运动时间为t秒(t>0).
(1)当点P与点B重合时,线段PQ的长为 ;
(2)当点Q与点D重合时,求AP的长;
(3)如图②,当点P在AD上运动时,证明△PEQ始终是等腰直角三角形;
(4)作点E关于直线PQ的对称点F,连接PF、QF,当四边形EPFQ和矩形ABCD的重叠部分图形为轴对称四边形时,直接写出t的取值范围.
【类型六:与矩形有关的作图题】
20.(2024春•玄武区期中)如图,四边形ABCD是平行四边形,E为AB上一点.
(1)如图①,只用无刻度直尺在CD上作出点F,使得四边形AECF为平行四边形;
(2)如图②,用直尺和圆规作出矩形EFGH,使得点F、G、H分别在BC、CD、DA上.(保留作图痕迹,写出必要的文字说明)
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21.(2024春•惠山区期中)如图,Rt△ABC中,∠ABC=90°.
(1)尺规作图:作矩形ABCD;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若AB=4,BC=8,点E为边AD上一点,若BE的中垂线分别交边AD、边BC于点M、N,则MN的长的取值范围为 .(如需画草图,请使用试题卷中的图2)
22.(2024春•亭湖区校级期中)规定:每个顶点都在格点的四边形叫做格点四边形.在10×6的正方形网格中画出符合要求的格点四边形(设每个小正方形的边长为1).
(1)在图甲中画出一个以AB为边的平行四边形,且它的面积为8.
(2)在图乙中画出一个以AB为对角线的矩形,且它的面积为6.
有
【类型七:矩形综合题】
23.(2024春•玄武区期中)如图,取一张矩形的纸进行折叠,具体操作过程如下:
(1)【探究发现】:
操作一:先把矩形ABCD对折,折痕为EF;
操作二:在AD上选一点P,沿BP折叠,使点A落在矩形内部点M处,连接PM,BM.
根据以上操作,当点M在EF上时,写出图1中∠ABP= °;
(2)【类比应用】:小明将矩形纸片换成边长为4cm的正方形纸片,继续探究,过程如下:将正方形纸片ABCD按照(1)中的方式操作,并延长PM交CD于点Q,连接BQ.
①如图2,当点M在EF上时,∠MBQ= °,CQ= ;
②改变点P在AD上的位置(点P不与点A,D重合),如图3,判断∠MBQ与∠CBQ的数量关系,并说明理由.
(3)【拓展延伸】:在(2)的探究中,当QF=1cm,请直接写出AP的长.
1. (2024春•江阴市期中)如图,四边形ABCD是矩形,点E在线段AD的延长线上,连接BE交CD于点F,∠BEC=2∠AEB,点G是BF的中点,若DE=1,BF=8,则AB的长为 .
2.(2024春•锡山区期中)如图,在矩形ABCD中,对角线AC的垂直平分线分别交AB、CD于点E,F,连接AF,CE,如果∠BCE=36°,则∠CFE= °.
3.(2024春•玄武区期中)如图.在Rt△ABC中,∠BAC=90°,且AB=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.4.8 B.5 C.3.6 D.5.4
4.(2024春•鼓楼区期中)如图,矩形ABCD的边AB,BC=3,E为AB上一点,且AE=1,F为AD边上的一个动点,连接EF,若以EF为边向右侧作等腰直角三角形EFG,EF=EG,连接CG,则CG的最小值为 .
5.(2024春•玄武区期中)如图,在矩形ABCD中,AD=5,PD=2,点E为CD边上的一个动点,连接PE,以PE为边向下方作等边△PEG,连接AG,则AG的最小值是 .
6.(2024春•江阴市期中)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知矩形ABCO,B(4,3),点D为x轴上的一个动点,以AD为边在AD右侧作等边△ADE,连接OE,则OE的最小值为( )
A.1 B.1.5 C.2 D.2.4
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7.(2024春•邗江区期中)如图,在矩形ABCO中,点O为坐标原点,点B的坐标为(8,6),点A,C在坐标轴上,直线y=2x﹣6与AB交于点D,与y轴交于点E.有一动点M在BC边上,点N是坐标平面内的点,若△AMN是以点N为直角顶点的等腰直角三角形,则整个运动过程中点N纵坐标n的取值范围为 .
8.(2024春•仪征市期中)如图,平面直角坐标系中,直线yx+8分别交x轴,y轴于A,B两点,点C为OB的中点,点D在第二象限,且四边形AOCD为矩形.动点P为CD上一点,PH⊥OA,垂足为H,点Q是点B关于点A的对称点,当BP+PH+HQ值最小时,点P的坐标为 .
24.(2024春•苏州期中)如图,在矩形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,延长AB到E,使BE=AB,连接CE,过点A作AF⊥CE于点F,若AB=3,BD=5,则AF的长为 .
9.(2024春•苏州期中)如图,将矩形ABCD对折后的折痕为MN,已知AB=4,点E在边BC上,连接DE,将△DEC沿DE折叠,点C恰好落在点M上,则CE的值是 .
10.(2024春•江阴市期中)如图,在平面直角坐标系中,点A(﹣4,0),点B(﹣4,3),将矩形OABC绕点O顺时针旋转α度得到矩形OA'B'C'(0≤α≤90),线段OA'与线段BC交于点P,线段B'C'与直线BC交于点Q.下列说法:
①当点B'落在y轴上时,B'坐标为(0,5);
②当点A'落在BC上时,PQ;
③△BA'B'的面积最大值为,
④当BPBQ时,7:24.
其中正确的个数有( )
A.1 B.2 C.3 D.4
11.(2024春•苏州期中)如图,在矩形ABCD中,AB=8,BC=6,点E是边AB上一点且BE=2,点P是线段AE上一动点(不与端点A重合,可以与端点E重合),将△APD沿PD折叠,得到点A的对称点为点F,连接BF.
(1)若点P在边AB中点时,则BF的长为 ;
(2)若△BPF为直角三角形时,求BF的长;
(3)将△APD绕点D逆时针旋转90°得到△DMN,点A的对应点为点M,点P的对应点为点N,连接FN.若△DFN为等腰三角形时,求BF的长.
12.(2024春•梁溪区期中)折纸不仅是一项有趣的活动,也是一项益智的数学活动.今天,就让我们带着数学的眼光来玩一玩折纸,看看折叠矩形的对角线之后能得到哪些数学结论.
实践操作,解决问题
如图1,将矩形纸片ABCD沿对角线AC翻折,使点D′落在矩形ABCD所在平面内,边BC和AD′相交于点E,连接BD′.发现:结论①AE=EC;结论②BD′∥AC.
(1)若图1中的矩形变为平行四边形时(AB≠BC),如图2所示,结论①和结论②是否成立,若成立,请挑选其中的一个结论加以证明;若不成立,请说明理由;
(2)东京沿对角线折叠一张矩形纸片,发现所得图形是轴对称图形(如图3所示).沿对称轴EF再次折叠后,得到的仍是轴对称图形,则京京折叠的矩形纸片的长宽之比为 ;
(3)新题探究:如图4所示,平行四边形ABCD中,∠ABC=60°,AB=2(AB≠BC).将△ADC沿对角线AC翻折.使点D′落在ABCD所在平面内,连接BD′,当△BCD′恰好为直角三角形时,BC的长度为 .
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八年级下苏科版 第05讲
矩形2个知识点+7类题型
课程标准
学习目标
1.矩形的性质
2.矩形的判定
掌握矩形的性质和判定,并能够综合运用。
知识点1:矩形的性质
①矩形是特殊的平行四边形,所以矩形具有平行四边形的所有性质,即对边平行且相等,对角线互相平分;对角相等;
②矩形特有的性质:四个角都是直角;对角线相等;
③矩形是中心对称图形,对称中心是对角线的交点;
④矩形是轴对称图形,有2条对称轴。
在矩形ABCD中,
∠ABC=∠BCD=∠CDA=∠BAD=90°
AB CD, AD BC
OA=OD=OB=OC
【即学及练】
1.(2024秋•高新区期末)如图,矩形ABCD的对角线AC和BD交于点O,则下列结论一定正确的是( )
A.∠BAC=∠DAC B.AC⊥BD C.BA=BO D.
【分析】由矩形的性质分析每个选项,从而可得答案.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴BO=DO=AO=COACBD,∠ADC=90°,AD=BC,AD∥BC,
∴AC⊥BD,∠BAC=∠DAC不一定成立,AB=AO一定不成立,BOAC,一定成立,
故选:D.
2.(2024秋•中原区期末)如图,在矩形ABCD中,两条对角线AC与BD相交于点O,AD=8,OA=5,则AB的长为( )
A.6 B.7 C.8 D.11
【分析】由矩形的性质得出AC=2OA=BD=10,∠BAD=90°,由勾股定理求出AB即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=2OA=10=BD,∠BAD=90°,
∵AD=8,
∴AB6,
故选:A.
3.(2024春•梁溪区期中)如图,延长矩形ABCD的边BC至点E,使CE=BD,连接AE,若∠ABD=60°,则∠E=( )
A.45° B.30° C.20° D.15°
【分析】连接AC,AC,BD相交于点O,根据矩形的性质得出∠ABC=90°,AC=BD,OB=OC,则∠OBC=∠OCB=30°,通过证明CE=CA,得出∠E=∠CAE,即可解答.
【解答】解:连接AC,AC,BD相交于点O,如图所示:
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ABC=90°,AC=BD,OB=OC,
∵∠ABD=60°,
∴∠OBC=30°,
∴∠OBC=∠OCB=30°,
∵CE=BD
∴CE=CA,
∴∠E=∠CAE,
∵∠ACB=∠CAE+∠E=30°,
∴2∠E=30°,
∴∠E=15°,
故选:D.
4.(2024秋•灵武市期末)如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,CE⊥BD,且∠BCE:∠DCE=2:1,则∠ACE为( )
A.20° B.25° C.30° D.35°
【分析】则∠BCD=90°,OD=OC,根据∠BCE:∠DCE=2:1,求出∠DCE=30°,根据题意,则∠DEC=90°,求出∠EDC,得到△ODC是等边三角形,即可求出∠ACE.
【解答】解:∵在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,∠BCE:∠DCE=2:1,
∴∠BCD=90°,AC=BD,OD=OC,∠BCE=2∠DCE,
∴∠BCE+∠DCE=2∠DCE+∠DCE=90°,
∴∠DCE=30°,
∵CE⊥BD,
∴∠DEC=90°,
∴∠EDC=60°,
∴△ODC是等边三角形,
∴∠DCO=60°,∠DCE=∠OCE,
∵∠ACE+∠DCE=60°,
∴∠ACE=30°.
故选:C.
5.(2024春•姑苏区校级期中)如图矩形ABCD的对角线AC和BD相交于点O,过点O的直线分别交AD和BC于点E,F,AB=5,BC=8,则图中阴影部分的面积为 20 .
【分析】首先结合矩形的性质证明△AOE≌△COF,得△AOE、△COF的面积相等,从而将阴影部分的面积转化为△BCD的面积.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴OA=OC,∠AEO=∠CFO,
在△AOE和△COF中,
,
∴△AOE≌△COF(AAS),
∴S△AOE=S△COF,
∴S阴影=S△AOE+S△BOF+S△COD=S△COF+S△BOF+S△COD=S△BCD;
∵S△BCDBC•CD=20,
故S阴影=20.
故答案为:20.
6.(2024秋•绥德县期中) 如图,在矩形ABCD中,AC,BD相交于点O,AE平分∠BAD交BC于点E,连接OE,若∠CAE=15°,OA=6,求CE的长.
【分析】根据矩形的性质得出∠BAE=∠EAD=45°,AD∥BC,OA=OB=6,证出∠AEB=∠EAD=45°,得出BE=BA.证出△OAB为等边三角形,得出BO=BA=6,则可得出答案.
【解答】解:在矩形ABCD中,AE平分∠BAD,
∴∠BAE=∠EAD=45°,AD∥BC,OA=OB=6,
∴∠AEB=∠EAD=45°,
∴BE=BA.
∵∠CAE=15°,∠BAE=45°,
∴∠BAC=60°,
又∵OA=OB,
∴△OAB为等边三角形,
∴BO=BA=6,
∴BC,
∴BO=BE=6.
∴CE=BC﹣BE=66.
知识点2:矩形的判定
①有3个角都是直角的四边形是矩形;
②有一个角是直角的平行四边形是矩形;
③对角线相等的平行四边形是矩形。
【即学及练】
7.(2024秋•浑南区期末)如图,要使平行四边形ABCD成为矩形,可以添加的条件是( )
A.AB=BC B.AC⊥BD C.∠1+∠2=90° D.∠1=∠2
【分析】根据有一个角是直角的平行四边形是矩形解答即可.
【解答】解:A、添加AB=BC,平行四边形ABCD是菱形,不是矩形,不符合题意;
B、添加AC⊥BD,平行四边形ABCD是菱形,不是矩形,不符合题意;
C、添加∠1+∠2=90°,平行四边形ABCD是矩形,符合题意;
D、添加∠1=∠2,平行四边形ABCD是菱形,不是矩形,不符合题意;
故选:C.
8.(2024秋•白银期末)在数学活动课上,小明准备用绳子和三角尺检查一个书架是否为矩形.如图,已知书架是平行四边形,对角线AC,BD相交于点O,下列验证方法错误的是( )
A.AD⊥DC B.OA=OB C.AC=BD D.OA=AB
【分析】根据矩形的判定方法分别对各个选项进行判断即可.
【解答】解:A、∵四边形ABCD是平行四边形,AD⊥DC,
∴平行四边形ABCD是矩形,故选项A不符合题意;
B、∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OA=OCAC,OB=ODBD,
∵OA=OB,
∴AC=BD,
∴平行四边形ABCD是矩形,故选项B不符合题意;
C、∵AC=BD,
∴平行四边形ABCD是矩形,故选项C不符合题意;
D、由OA=AB不能判定平行四边形ABCD是矩形,故选项D符合题意.
故选:D.
9.(2024春•贵港期末)如图,A,B为5×5的正方形网格中的两个格点,称四个顶点都是格点的矩形为格点矩形,在此图中以A,B为顶点的格点矩形共可以画出( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】画出以A,B为顶点的格点矩形,即可求解.
【解答】解:如图所示:
以AB为对角线的格点矩形有3个,
以AB为边的格点矩形有1个,
∴以A,B为顶点的格点矩形共可以画出4个,
故选:D.
10.(2024秋•榆中县期中)如图,点E是平行四边形ABCD中边BC的中点,连接AE并延长,交DC的延长线于点F.连接AC、BF,若∠AEC=2∠ABC,求证:四边形ABFC为矩形.
【分析】由AB∥DF,得∠BAE=∠CFE,∠ABE=∠FCE,由BE=CE得△AEB≌△FEC(AAS),得出AE=FE,即证明四边形ABFC是平行四边形.由∠AEC=2∠ABE结合三角形外角性质,得出∠ABE=∠BAE,从而得出AE=BE,进而得AF=BC,即证明平行四边形ABFC是矩形.
【解答】证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥DF,
∴∠BAE=∠CFE,∠ABE=∠FCE.
又∵BE=CE
∴△AEB≌△FEC(AAS),
∴AE=FE,
∴四边形ABFC是平行四边形.
∵∠AEC=2∠ABE,∠AEC=∠ABE+∠BAE,
∴∠ABE=∠BAE,
∴AE=BE,
∴AF=BC,
∴平行四边形ABFC是矩形.
【类型一:矩形的性质】
1.(2024春•姑苏区校级期中)如图,在矩形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,AE垂直且平分线段BO,垂足为点E,BD=12cm,则AB的长为 6 cm.
【分析】根据相等垂直平分线的性质得到AB=AO,再由矩形的性质得到AO=6cm,则AB=AO=6cm.
【解答】解:∵AE垂直且平分线段BO,
∴AB=AO,
∵四边形ABCD是矩形,对角线AC与BD相交于点O,BD=12cm,
∴,
∴AB=AO=6cm,
故答案为:6.
2.(2024春•苏州期中)如图,在矩形ABCD中,点E是CD的中点,点F在BD上,BF=3DF,若AB=4,BC=3,则EF的长为( )
A.1 B. C. D.
【分析】根据矩形的性质得到∠C=90°,CD=AB=4,BC=3,根据勾股定理得到BD5,得到DFBD,过F作FH⊥CD于H,根据相似三角形的性质即可得到结论.
【解答】解:在矩形ABCD中,∵∠C=90°,CD=AB=4,BC=3,
∴BD5,
∵BF=3DF,
∴DFBD,
过F作FH⊥CD于H,
∴FH∥BC,
∴△DFH∽△DBC,
∴,
∴,
∴FH,DH=1,
∵点E是CD的中点,
∴DE,
∴EH=DH=1,
∴EF=DF,
故选:B.
3.(2024秋•城阳区期末)如图,P是矩形ABCD的对角线BD上一点,AB=3,BC=5,PE⊥BC于点E,PF⊥CD于点F,连接AP,EF,则AP+EF的最小值为( )
A. B.4 C. D.8
【分析】连接CP,根据矩形的性质得到EF=CP,AP+EF的最小值即为AP+CP的最小值,当A,P,C三点共线时,AP+CP的值最小,且为AC的长度,根据勾股定理得到AC,于是得到结论.
【解答】解:连接CP,
∵四边形ABCD是矩形,
∴EF=CP,
∴AP+EF的最小值即为AP+CP的最小值,
当A,P,C三点共线时,AP+CP的值最小,且为AC的长度,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AC,
∴AP+EF的最小值为,
故选:C.
4.(2024春•新吴区期中)如图,点P是矩形ABCD的对角线BD上一点,过点P作EF∥BC,分别交AB,CD于点E,F,连接PA,PC.若BE=2,PF=6,则图中阴影部分的面积为 12 .
【分析】由矩形的性质可证明S△PEA=S△PFC,即可求解.
【解答】解:作PM⊥AD于M,交BC于N.如图2:
则四边形AEPM,四边形DFPM,四边形CFPN,四边形BEPN都是矩形,
∴CF=BE=2,
∴S△AEP=S△AMP,S△CFP=S△CNP,
∴S△AEP=S△CFPPF×CF6×2=6,
∴图中阴影部分的面积S阴=6+6=12.
故答案为:12.
5.(2024春•锡山区期中)已知:如图,▱ABCD的对角线AC、BD相交于点O,E、F是AC上的两点,且AE=CF.
(1)求证:四边形DEBF是平行四边形.
(2)若四边形DEBF是矩形,∠AED=130°,求∠AOD的度数.
【分析】(1)根据矩形的性质得到OA=OC,OB=OD,得到OE=OF,根据平行四边形的判定定理得到结论;
(2)根据矩形的性质得到OE=OD,求得∠ODE=∠OED,根据三角形的内角和定理即可得到结论.
【解答】(1)证明:在▱ABCD中,OA=OC,OB=OD,
∵AE=CF,
∴OA﹣AE=OC﹣CF,
即OE=OF,
∴四边形DEBF是平行四边形;
(2)解:∵四边形DEBF是矩形,
∴OE=OD,
∴∠ODE=∠OED,
∵∠AED+∠OED=180°,
∴∠OED=180°﹣∠AED=50°,
∴∠AOD=180°﹣∠ODE﹣∠OED=80°.
6.(2024春•建邺区期中)四边形ABCD是矩形,E是BC延长线上一点,连接AC,DE,BE=AC.
(1)如图①,若∠ACB=40°,求∠E的度数;
(2)如图②,若F是DE的中点,连接AF,CF,求证AF⊥FC.
【分析】(1)连接BD,与AC交于点O,根据矩形的性质解答即可;
(2)延长CF交AD延长线于点G,根据AAS证明△DFG≌△EFC,进而利用全等三角形的性质解答即可.
【解答】(1)解:如图①,连接BD,与AC交于点O,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=BD,OBBD,OCAC,
∴OB=OC,
∴∠DBC=∠ACB=40°,
∵BE=AC,
∴BD=BE,
∴∠BDE=∠E,
∴∠E70°;
(2)证明:如图②,延长CF交AD延长线于点G,
∵AG∥BE,
∴∠GDF=∠E,∠G=∠ECF,
∵F是DE的中点,
∴DF=EF,
∴△DFG≌△EFC(AAS),
∴DG=EC,GF=CF.
∴BC+CE=AD+DG,即AG=BE,
∵BE=AC,
∴AG=AC,
又∵GF=CF,
∴AF⊥FC.
【类型二:矩形的判定】
7.(2024秋•高碑店市期中)如图,四边形ABCD的对角线AC,BD交于点O.根据图中所标示的数据,再添加下列一个条件,其中能使四边形ABCD为矩形的条件有①OB=5;②OD=5;③∠ADC=90°.( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【分析】添加OD=5或∠ADC=90°,根据对角线互相平分且相等的四边形是矩形即可判断.
【解答】解:∵∠ABC=90°,AO=CO=5,
∴,AC=10,
①添加OD=5,
则BO=DO,BD=10,
∴四边形ABCD为平行四边形,
又AC=BD=10,
∴平行四边形ABCD为矩形;
②添加∠ADC=90°,
则,
∴BO=DO,BD=10,
∴四边形ABCD为平行四边形,
又AC=BD=10,
∴平行四边形ABCD为矩形;
添加OB=5,无法得到对角线互相平分,无法推出平行四边形ABCD为矩形;
故选:C.
8.(2024秋•尤溪县期中)如图,诚诚用橡胶皮和布料自制了一块四边形鼠标垫,为了检验这块鼠标垫是不是标准的矩形,他想出了以下几种方案,其中合理的是( )
A.测量一组对边是否平行且相等
B.测量两组对边是否分别相等
C.测量其中的三个角是否都为直角
D.测量对角线是否相等
【分析】根据矩形的判定方法,逐一进行判断即可.
【解答】解:A、测量一组对边是否平行且相等,只能判断出这块鼠标垫是不是标准的平行四边形,故A选项不符合题意;
B、测量两组对边是否分别相等,只能判断出这块鼠标垫是不是标准的平行四边形,故B选项不符合题意;
C、测量其中的三个角是否都为直角,可以检验这块鼠标垫是不是标准的矩形,故C选项符合题意;
D、测量对角线是否相等,不能检验这块鼠标垫是不是标准的矩形,故D选项不符合题意;
故选:C.
9.(2024秋•胶州市校级月考)如图,在▱ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,点E,F在对角线BD上,且BE=DF,连接AE,AF,CE,CF.
(1)求证:△AOE≌△COF.
(2)当OA=OE时,求证四边形AECF是矩形.
【分析】(1)由平行四边形的性质得到OA=OC,OB=OD,再结合BE=DF得到OE=OF,据此利用SAS即可证明结论;
(2)根据(1)所求可得OA=OC,OE=OF可证四边形AECF为平行四边形,再结合OA=OE可得OA=OE=OC=OF,即AC=EF即可证明结论.
【解答】(1)证明:∵▱ABCD,
∴OA=OC,OB=OD,
∵BE=DF,
∴OB﹣BE=OD﹣DE,即OE=OF,
在△AOE和△COF中,
,
∴△AOE≌△COF(SAS).
(2)解:由(1)可得△AOE≌△COF.
∴OA=OC,OE=OF,
∴四边形AECF为平行四边形,
∵OA=OE,
∴OA=OE=OC=OF,
∴AC=EF,
∴四边形AECF是矩形.
10.(2024春•江阴市期中)如图,在▱ABCD中,O为线段AD的中点,延长BO交CD的延长线于点E,连接AE,BD,∠BDC=90°.
(1)求证:四边形ABDE是矩形;
(2)连接OC,若AB=2,,求OC的长.
【分析】(1)证△AOB≌△DOE(ASA),得AB=DE,再证四边形ABDE是平行四边形,然后证∠BDE=90°,即可得出结论;
(2)过点O作OF⊥DE于点F,由矩形的性质得DE=AB=2,OD=OE,再由等腰三角形的性质得DF=EFDE=1,则OF为△BDE的中位线,得,然后由平行四边形的性质得CD=AB=2,进而由勾股定理即可得出结论.
【解答】(1)证明:∵O为AD的中点,
∴AO=DO,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠BAO=∠EDO,
又∵∠AOB=∠DOE,
∴△AOB≌△DOE(ASA),
∴AB=DE,
∴四边形ABDE是平行四边形,
∵∠BDC=90°,
∴∠BDE=90°,
∴平行四边形ABDE是矩形;
(2)解:如图,过点O作OF⊥DE于点F,
∵四边形ABDE是矩形,
∴DE=AB=2,ODAD,OB=OEBE,AD=BE,
∴OD=OE,
∵OF⊥DE,
∴DF=EFDE=1,
∴OF为△BDE的中位线,
∴,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴CD=AB=2,
∴CF=CD+DF=3,
在Rt△OCF中,由勾股定理得:OC,
即OC的长为.
【类型三:矩形的翻折问题】
11.(2024春•工业园区校级期中)如图,矩形ABCO如图放置在平面直角坐标系中,其中AB=6,∠AOB=30°,若将其沿着OB对折后,A′为点A的对应点,则A′的坐标为( )
A. B.
C.(﹣3,9) D.
【分析】作AD⊥x轴,根据含 30°角直角三形的性质,及勾 股定理,求出AO,根据折叠的性质,求出AO,∠AOD,在Rt△ADO中,求出DO,AD,根据 第二象限内点的特征,即可求解,
【解答】解:过点A作AD⊥x轴,交x轴于点D,
在Rt△BAO 中,AB=6,∠AOB=30°,
∴BO=2AB=2×6=12,,
由折叠的性质可得:,
∠A'OB=∠AOB=30°,
即:∠AOD=2∠AOB=2×30°=60°,
在Rt△ADO 中,,,
∵点A在第二象限,,
故选:D.
12.(2024春•姑苏区校级期中)如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=3,P为AD上一点,将△ABP沿BP翻折至△EBP,PE与CD相交于点O,且OE=OD,则AP的长为 2.4 .
【分析】由折叠的性质得出EP=AP,∠E=∠A=90°,BE=AB=4,由ASA证明△ODP≌△OEG,得出OP=OG,PD=GE,设AP=EP=x,则PD=GE=3﹣x,DG=x,求出CG、BG,根据勾股定理得出方程,解方程即可.
【解答】解:如图所示:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠D=∠A=∠C=90°,AD=BC=3,CD=AB=4,
根据题意得:△ABP≌△EBP,
∴EP=AP,∠E=∠A=90°,BE=AB=4,
在△ODP和△OEG中,
,
∴△ODP≌△OEG(ASA),
∴OP=OG,PD=GE,
∴DG=EP,
设AP=EP=x,则PD=GE=3﹣x,DG=x,
∴CG=4﹣x,BG=4﹣(3﹣x)=1+x,
根据勾股定理得:BC2+CG2=BG2,
即32+(4﹣x)2=(x+1)2,
解得:x=2.4,
∴AP=2.4;
故答案为:2.4.
13.(2024春•姑苏区校级期中)在矩形纸片ABCD中,AB=6,BC=8.将矩形纸片折叠,使B与D重合.
(1)求证△DGH是等腰三角形;
(2)求折痕GH的长.
【分析】(1)根据轴对称的性质得到∠GHB=∠GHD,再由矩形的性质得到∠DGH=∠GHB,从而可推出∠DGH=∠GHD,进而可求解;
(2)过点G作GE⊥BC于点E,根据轴对称的性质得到DH=BH,由勾股定理即可求得GH的值.
【解答】(1)证明:如图,矩形纸片折叠后,设A与F重合,过点G作GE⊥BC于点E,
由折叠的性质得:DH=BH,FD=BA,FG=AG,∠GHB=∠GHD,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=∠B=90°,AB=CD,AD=BC,AD∥BC,
∴∠DGH=∠GHB,
∴∠DGH=∠GHD,
∴GD=HD,
∴△DGH是等腰三角形.
(2)解:∵GD=HD,
∴GD=DH=BH,
∵AB=6,BC=8,
∴DF=CD=6,AD=8,
设BH=x,则HC=8﹣x,由勾股定理得:x2=(8﹣x)2+62,
解得:,
∴,
∴,
∴,
在Rt△GEH中,由勾股定理得:,
∴.
14.(2024春•苏州期中)如图1,将一张矩形纸片ABCD沿直线MN折叠,使点C落在点A处,点D落在点E处,直线MN交BC于点M,交AD于点N.
(1)若∠BAM=32°,则∠ANM= 61 °;
(2)如图2,连接CN.求证:四边形AMCN为菱形;
(3)若△AMN的面积与△ABM的面积比为3:1,BM=1,求MN的长.
【分析】(1)由矩形的性质及折叠的性质求出∠AMN=∠NMC=61°,则可得出答案;
(2)先证明△CDN≌△AEN(SAS),得出AN=CN,证出AM=CM=AN=CN,则四边形AMCN是菱形;
(3)作MF⊥AN于点F,求出AN,由勾股定理可得出答案.
【解答】(1)解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=90°,AD∥BC,
∵∠BAM=32°,
∴∠AMB=90°﹣∠BAM=58°,
∵折叠,
∴∠AMN=∠NMC61°,
∵AD∥BC,
∴∠ANM=∠CMN=61°,
故答案为:61;
(2)证明:∵折叠,
∴CM=AM,AE=CD,∠AMN=∠CMN,∠E=∠D=90°,
∴△CDN≌△AEN(SAS),
∴AN=CN,
∵ABCD是矩形,
∴AD∥BC,
∴∠AMN=∠ANM,
∴∠ANM=∠AMN,
∴AM=AN,
∴AM=CM=AN=CN,
∴四边形AMCN为菱形;
(3)解:作MF⊥AN于点F,
∵AD∥BC,
∴△AMN和△ABM是等高的两个三角形
∴S△AMN:S△ABM=3:1=AN:BM,
∵BM=1,
∴AN=3,
∵AM=AN,
∴AM=3,
∵MF⊥AN,∠B=∠DAB=90°,
∴ABMF是矩形,
∴BM=AF=1,
∴根据勾股定理FM2,NF=2,
在Rt△MNF中,MN2.
【类型四:矩形的旋转问题】
15.(2024春•南京期中)如图,将矩形ABCD绕点A顺时针旋转到矩形AB'C'D'的位置,旋转角为α(0°<α<90°),若∠1=114°,则α= 24 °.
【分析】先利用旋转的性质得到∠ADC=∠D=90°,∠DAD′=α,再利用四边形内角和计算出∠BAD=66°,然后利用互余计算出∠DAD′,从而得到α的值.
【解答】解:∵矩形ABCD绕点A顺时针旋转到矩形AB′C′D′的位置,
∴∠ADC=∠D'=90°,∠DAD′=α,
∵∠ABC=90°,
∴∠BAD'=180°﹣∠2,
又∵∠2=∠1=114°,
∴∠BAD'=180°﹣114°=66°,
∴∠DAD′=∠BAD﹣∠BAD'=90°﹣66°=24°,
即α=24°.
故答案为:24.
16.(2024春•江阴市期中)如图1,在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,将矩形ABCD绕点A按逆时针方向旋转得到矩形AEFG,连接DF、DG.
(1)如图2,点E落在对角线BD上,AD与EF相交于点H,
①连接AF,求证:四边形ABDF是平行四边形;
②求线段AH的长度;
(2)在矩形AEFG绕点A旋转一周的过程中,△DFG面积的最大值为 12 .
【分析】(1)①证明△ABD≌△EAF(SAS),得出∠2=∠EAF,BD=AF,由平行四边形的判定可得出结论;
②证明△AEH≌△FDH(SAS),得出HE=HD=x,由勾股定理可得出答案;
(2)由旋转的性质画出图形,由三角形面积可求出答案.
【解答】(1)①证明:如图,
∵四边形形ABCD是矩形,
∴AD=BC,∠BAD=∠ABC=90°,
∵旋转,
∴AE=AB,EF=BC=AD,∠1=∠ABC=∠BAD=90°,
在△ABD和△EAF中,
,
∴△ABD≌△EAF(SAS),
∴∠2=∠EAF,BD=AF,
∵AB=AE,
∴∠3=∠2=∠EAF,
∴AF∥BD,
又∵AF=BD,
∴四边形ABDF是平行四边形;
②解:设HD=x,则AH=4﹣x,
∵四边形ABDF是平行四边形,
∴AB∥DF,AB=DF,
∴∠ADF=∠BAD=90°,
又∵∠1=90°,
∴∠ADF=∠1,
∵AE=AB,AB=DF,
∴AE=DF,
在△AEH和△FDH中,
,
∴△AEH≌△FDH(SAS),
∴HE=HD=x,
∵∠1=90°,
∴EA2+EH2=AH2,
又∵AH=4﹣x,EA=AB=3,EH=x,
∴32+x2=(4﹣x)2,
∴x,
∴AH=4﹣x.
(2)解:∵将矩形ABCD绕点A按逆时针方向旋转得到矩形AEFG,
∴旋转过程中,GF是定值,
当D,A,G三点共时,三角形DFG的面积最大,如图,
此时DG=8,
∴S△DFG12,
故答案为:12.
【类型五:矩形的动点问题】
17.(2024春•句容市期中)如图1,在矩形ABCD中,动点P从点B出发,沿BC、CD、DA运动至点A停止,设点P运动的路程为x,△ABP的面积为y,如果y关于x的函数图象如图2所示,则矩形ABCD的周长是( )
A.18 B.20 C.22 D.26
【分析】根据函数的图象、结合图形求出AB、BC的值,即可得出矩形ABCD的周长.
【解答】解:∵动点P从点B出发,沿BC、CD、DA运动至点A停止,而当点P运动到点C,D之间时,△ABP的面积不变,
函数图象上横轴表示点P运动的路程,x=4时,y开始不变,说明BC=4,x=9时,接着变化,说明CD=9﹣4=5,
∴AB=5,BC=4,
∴矩形ABCD的周长=2(AB+BC)=18.
故选:A.
18.(2024春•霞山区期末)如图,在平行四边形ABCD中,对角线BD=10cm,AC=16cm,AC,BD相交于点O,若E,F是AC上两动点,分别从A,C两点以相同的速度向C、A运动,其速度为0.5cm/s.
(1)证明:当E在AO上运动,F在CO上运动,且E与F不重合时,四边形DEBF是平行四边形:
(2)点E,F在AC上运动过程中,以D、E、B、F为顶点的四边形是否可能为矩形?如能,求出此时的运动时间t的值;如不能,请说明理由.
【分析】(1)根据已知的AE=CF,推出OE=OF,根据平行四边形的性质得出OD=OB,根据平行四边形的判定推出即可;
(2)根据矩形的性质得出EF=BD=10,得出方程16﹣0.5t﹣0.5t=10,求出即可;当E和F交换位置时得出方程0.5t﹣10+0.5t=16,求出即可.
【解答】解:(1)∵E,F是AC上两动点,分别从A,C两点以相同的速度向C、A运动,
∴AE=CF,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OD=OB,OA=OC,
∴OA﹣AE=OC﹣CF,
∴OE=OF,
∴四边形DEBF是平行四边形;
(2)点E,F在AC上运动过程中,以D、E、B、F为顶点的四边形能为矩形.理由如下:
分为两种情况:
①∵四边形DEBF是矩形,
∴BD=EF=10cm,
即AE=CF=0.5t cm,
则16﹣0.5t﹣0.5t=10,
解得:t=6;
②当E到F位置上,F到E位置上时,AE=CF=0.5t cm,
则0.5t﹣10+0.5t=16,
解得:t=26,
即当运动时间t=6s或28s时,以D、E、B、F为顶点的四边形是矩形.
19.(2024春•新吴区期中)如图①,在矩形ABCD中,AB=3,AD=5,点E在边BC上且BE=2,动点P从点E出发,沿折线EB﹣BA﹣AD以每秒1个单位长度的速度运动,作∠PEQ=90°,EQ交边AD或DC于点Q,连接PQ,当Q与点C重合时点P停止运动,设点P的运动时间为t秒(t>0).
(1)当点P与点B重合时,线段PQ的长为 ;
(2)当点Q与点D重合时,求AP的长;
(3)如图②,当点P在AD上运动时,证明△PEQ始终是等腰直角三角形;
(4)作点E关于直线PQ的对称点F,连接PF、QF,当四边形EPFQ和矩形ABCD的重叠部分图形为轴对称四边形时,直接写出t的取值范围.
【分析】(1)证明四边形ABEQ是矩形,进而在Rt△QBE中,勾股定理即可求解;
(2)设AP=x,则BP=3﹣x,在Rt△APQ中,AP2+AQ2=PQ2,在Rt△PBE中,PB2+BE2=PE2,在Rt△ECQ中,EC2+CQ2=EQ2,再根据PE2+EQ2=PQ2,进而作答即可;
(3)过点P作PH⊥BC于点H,证明△PHE≌△ECQ得出PE=QE,即可得出结论;
(4)分三种情况讨论,①当点P在BE上时,②当P点在AB上时,当F,A重合时符合题意,③当点P在AD 上,当F,D重合时,此时Q与点C重合,则PFQE是正方形,即可求解.
【解答】解:(1)如图所示,连接BQ,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BAQ=∠ABE=90°,∠PEQ=90°,
∴四边形ABEQ是矩形,
当点P和点B重合时,
QE=AB=3,BE=2,
在Rt△QBE中,
BQ,
故答案为:;
(2)如图,
设AP=x,则BP=3﹣x,
在Rt△APQ中,AP2+AQ2=PQ2,
∴PQ2=52+x2,
在Rt△PBE中,PB2+BE2=PE2,
∴PE2=(3﹣x)2+22,
在Rt△ECQ中,EC2+CQ2=EQ2,
∴PQ2=32+32,
∵∠PEQ=90°,
∴PE2+EQ2=PQ2,
∴22+(3﹣x)2+32+32=52+x2,
故x=1,
即AP长为1;
(3)证明:如图2,过点P作PH⊥BC于点H,
则PH=3,
同理可得∠EPH=∠QEC,
∵EC=BC﹣BE=3,
∴PH=EC,
又∠PHE=∠C=90°,
∴△PHE≌△ECQ(ASA),
∴PE=HE,
∴△PQE是等腰直角三角形;
(4)①如图所示,当点P在BE上时,
∵QE=QF=3,AQ=BE=2,
在Rt△AQF中,
AF,
则BF=3,
∵PE=t,
∴BP=2﹣t,PF=PE=t,
在Rt△PBF中,PF2=PB2+FB2,
∴t2=(3)2+(2﹣t)2,
解得:t,
t时,点F在矩形内部,
∴0<t,符合题意,
②当P点在AB上时,当F,A重合时符合题意,此时如图,
则PB=t﹣BE=t﹣2,PE=AP=AB﹣PB=3﹣(t﹣2)=5﹣t,
在Rt△PBE中,PE2=PB2+BE2,
∴(5﹣t)2=(t﹣2)2+22,
解得t,
③当点P在AD上,当F,D重合时,此时点Q与点C重合,
则PFQE是正方形,此时t=2+3+2=7,
∴0<t或t或t=7.
【类型六:与矩形有关的作图题】
20.(2024春•玄武区期中)如图,四边形ABCD是平行四边形,E为AB上一点.
(1)如图①,只用无刻度直尺在CD上作出点F,使得四边形AECF为平行四边形;
(2)如图②,用直尺和圆规作出矩形EFGH,使得点F、G、H分别在BC、CD、DA上.(保留作图痕迹,写出必要的文字说明)
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【分析】(1)连接AC,BD交于点O,连接OE,延长EO交CD于点F,点F即为所求作.
(2)连接AC,BD交于点O,连接OE,延长EO交CD于点G,以O为圆心OG为半径作弧交BC于点F,延长FO交AD于点H,连接EF,FG,GH,EH,四边形EFGH即为所求.
【解答】解:(1)如图1,点F,四边形AECF即为所求作.
(2)如图2,四边形EFGH即为所求作.
理由:由△AOE≌△COF,可得OE=OF,
由△AOH≌△COF.可得OH=OF,
∴四边形EFGH是平行四边形,
∵OG=OF,
∴FH=EG,
∴四边形EFGH是矩形.
21.(2024春•惠山区期中)如图,Rt△ABC中,∠ABC=90°.
(1)尺规作图:作矩形ABCD;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若AB=4,BC=8,点E为边AD上一点,若BE的中垂线分别交边AD、边BC于点M、N,则MN的长的取值范围为 2MN≤4 .(如需画草图,请使用试题卷中的图2)
【分析】(1)分别以A,C为圆心,BC,AB为半径作弧,两弧交于点D,连接AD,CD即可;
(2)判断出如图2中,当点M与A重合时,MN的长最大,如图2中,当点E以D重合时,MN的长最小,分别求出最大值,最小值可得结论.
【解答】解:(1)如图1中,四边形ABCD即为所求;
(2)如图2中,当点M与A重合时,MN的长最大,最大值AB=4;
如图2中,当点E以D重合时,连接BM,设BD,AC交于点O,MN的长最小,设BM=DM=x,则有x2=42+(8﹣x)2,
解得x=5,
∵∠BAD=90°,AB=4,AD=8,
∴BD4,
∴OB=OD=2,
∴OM=ON,
∴MN=2,
∴2MN≤4.
故答案为:2MN≤4.
22.(2024春•亭湖区校级期中)规定:每个顶点都在格点的四边形叫做格点四边形.在10×6的正方形网格中画出符合要求的格点四边形(设每个小正方形的边长为1).
(1)在图甲中画出一个以AB为边的平行四边形,且它的面积为8.
(2)在图乙中画出一个以AB为对角线的矩形,且它的面积为6.
有
【分析】(1)利用平行四边形的性质画出符合题意的图形;
(2)利用矩形的性质画出符合题意得图形即可.
【解答】解:(1)如图甲所示,平行四边形ABCD即为所求(答案不唯一).
(2)如图乙所示,矩形AEBF即为所求(答案不唯一).
【类型七:矩形综合题】
23.(2024春•玄武区期中)如图,取一张矩形的纸进行折叠,具体操作过程如下:
(1)【探究发现】:
操作一:先把矩形ABCD对折,折痕为EF;
操作二:在AD上选一点P,沿BP折叠,使点A落在矩形内部点M处,连接PM,BM.
根据以上操作,当点M在EF上时,写出图1中∠ABP= 30 °;
(2)【类比应用】:小明将矩形纸片换成边长为4cm的正方形纸片,继续探究,过程如下:将正方形纸片ABCD按照(1)中的方式操作,并延长PM交CD于点Q,连接BQ.
①如图2,当点M在EF上时,∠MBQ= 15 °,CQ= ;
②改变点P在AD上的位置(点P不与点A,D重合),如图3,判断∠MBQ与∠CBQ的数量关系,并说明理由.
(3)【拓展延伸】:在(2)的探究中,当QF=1cm,请直接写出AP的长.
【分析】(1)根据折叠的性质,得,取BM的中点O,连接EO,根据直角三角形斜边中线等于斜边的一半得到EO=BO=BE,可证△BEO为等边三角形,进而可结果;
(2)①根据折叠的性质,可证Rt△BQM≌Rt△BQC(HL)即可求解;
②证明Rt△BQM≌Rt△BQC(HL),即可;
(3)由(2)可得QM=QC,分两种情况:当点Q 在点F的下方时,当点Q在点F的上方时,设AP=PM=x,分别表示出 PD,DQ,PQ,由勾股定理即可求解
【解答】解:(1)∵,
∴,
∴∠BEM=90°,
如图1,取BM的中点O,连接EO,
∴,
∴△BEO为等边三角形,
∴∠BME=30°,
∴∠ABM=60°,
∴∠ABP=∠PBM=30°,
故答案为:30;
(2)①四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠A=∠ABC=∠C=90°,
由折叠性质得:AB=BM,∠PMB=∠BMQ=∠A=90°,
∴BM=BC,
∵BM=BC,BQ=BQ,
∴Rt△BQM≌Rt△BQC(HL),
∴MBQ=∠CBQ,QM=QC,
同法(1)可得:∠MBC=30°,
∴∠MBQ=∠CBQ=15°,
∴∠ABM=90°﹣30°=60°,
∴∠APM=180°﹣60°=120°,
∴∠QPD=180°﹣120°=60°,
在Rt△ABP中,BP=2AP,
根据勾股定理:BP2﹣AP2=AB2,
即3AP2=16,
解得:,
∴,
在Rt△PDQ中,PQ=2PD,
根据勾股定理:DQ2=PQ2﹣PD2,即DQ2=3PD2,
∴,
∴,
故答案为:15,;
②∠MBQ=∠CBQ,理由如下:
∵BM=BC,BQ=BQ,
∴Rt△BQM≌Rt△BQC(HL),
∴∠MBQ=∠CBQ;
(3)当点Q在点F的下方时,如图3.1,
∵FQ=lcm,DF=FC=2cm,AB=4cm,
∴QC=CD﹣DF﹣FQ=4﹣2﹣1=l(cm),DQ=DF+FQ=2+1=3(cm),
由(2)可知,QM=QC,
设AP=PM=x,PD=4﹣x,
∴PD2+DQ2=PQ2,
即(4﹣x)2+32=(x+1)2,
解得:,
∴;
当点Q在点F的上方时,如图3.2,
∵FQ=lcm,DF=FC=2cm,AB=4cm,
∴QC=3cm,DQ=lcm,
由(2)可知,QM=QC,
设AP=PM=x,PD=4﹣x,
∴PD2+DQ2=PQ2,
即(4﹣x)2+12=(x+3)2,
解得:,
∴.
综上所述,或.
1.(2024春•江阴市期中)如图,四边形ABCD是矩形,点E在线段AD的延长线上,连接BE交CD于点F,∠BEC=2∠AEB,点G是BF的中点,若DE=1,BF=8,则AB的长为 .
【分析】根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可得BG=FG=GCBF=4,然后根据等边对等角的性质可得∠GBC=∠GCB,再结合两直线平行,内错角相等可得∠GBC=∠AEB,再根据三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和可得∠CGE=2∠AEB,从而得到∠BEC=∠CGE,再利用等角对等边的性质得到CE=CG,然后利用勾股定理列式计算即可得解.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BCF=90°,
∵点G是BF的中点,
∴BG=FG=GCBF=4,
∴∠GBC=∠GCB,
∵AD∥BC,
∴∠GBC=∠AEB,
∴∠CGE=∠GBC+∠GCB=2∠GBC=2∠AEB,
∵∠BEC=2∠AEB,
∴∠BEC=∠CGE,
∴CE=CG=4,
在Rt△CDE中,DE=1,
∴CD.
∴AB=CD.
故答案为:.
2.(2024春•锡山区期中)如图,在矩形ABCD中,对角线AC的垂直平分线分别交AB、CD于点E,F,连接AF,CE,如果∠BCE=36°,则∠CFE= 63 °.
【分析】首先证明四边形AECF是菱形,利用菱形的对角线平分一组对角即可解决问题.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠DCB=90°,CD∥AB,OC=OA,
∴∠FCO=∠EAO,
∵∠COF=∠AOE,
∴△FCO≌△EAO,
∴CF=AE,
∴四边形AECF是平行四边形,
∵EF垂直平分线段AC,
∴FA=FC,
∴四边形AECF是菱形,
∵∠BCE=36°,
∴∠FCE=54°,
∵CF=CE,
∴∠CFE=∠CEF(180°﹣54°)=63°,
故答案为:63.
3.(2024春•玄武区期中)如图.在Rt△ABC中,∠BAC=90°,且AB=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.4.8 B.5 C.3.6 D.5.4
【分析】由勾股定理求出BC的长,再证明四边形DMAN是矩形,可得MN=AD,根据垂线段最短和三角形面积即可解决问题.
【解答】解:∵∠BAC=90°,且AB=6,AC=8,
∴,
∵DM⊥AB,DN⊥AC,
∴∠DMA=∠DNA=∠BAC=90°,
∴四边形DMAN是矩形,
∴MN=AD,
∴当AD⊥BC时,AD的值最小,
此时,,
∴,
∴MN的最小值为4.8,
故选:A.
4.(2024春•鼓楼区期中)如图,矩形ABCD的边AB,BC=3,E为AB上一点,且AE=1,F为AD边上的一个动点,连接EF,若以EF为边向右侧作等腰直角三角形EFG,EF=EG,连接CG,则CG的最小值为 2.5 .
【分析】过点G作GH⊥AB于H,过点G作MN∥AB,由“AAS”可证△GEH≌△FEA,可得GH=AE=1,可得点G在平行AB且到AB距离为1的直线MN上运动,则当F与D重合时,CG有最小值,即可求解.
【解答】解:如图,过点G作GH⊥AB于H,过点G作MN∥AB,
∵四边形ABCD是矩形,AB,BC=3,
∴∠B=90°,CD,AD=3,
∵AE=1,
∴BE,
∵∠GHE=∠A=∠GEF=90°,
∴∠GEH+∠EGH=90°,∠GEH+∠FEA=90°,
∴∠EGH=∠FEA,
又∵GE=EF,
∴△GEH≌△FEA(AAS),
∴GH=AE=1,
∴点G在平行AB且到AB距离为1的直线MN上运动,
∴当F与D重合时,CG有最小值,此时AF=EH=3,
∴CG的最小值2.5,
故答案为:2.5.
5.(2024春•玄武区期中)如图,在矩形ABCD中,AD=5,PD=2,点E为CD边上的一个动点,连接PE,以PE为边向下方作等边△PEG,连接AG,则AG的最小值是 .
【分析】以PD为边向下作等边△PDT,连接GT,延长GT交AD的延长线于R.证明△PDE≌△PTG(SAS),推出∠PDE=∠PTG=90°,推出点G在射线RT上运动,推出当AG⊥RG时,AG的值最小.
【解答】解:如图中,以PD为边向下作等边△PDT,连接GT,延长GT交AD的延长线于R.
∵∠DPT=∠EPG=60°,
∴∠DPE=∠TPG,
∵PD=PT,PE=PG,
∴△PDE≌△PTG(SAS),
∴∠PDE=∠PTG=90°,
∴∠PTR=90°,
∵∠PTD=60°,
∴∠DTR=∠R=30°,
∴DT=DR=DP=2,
∴∠PTR=90°,
∴PT⊥TR,
∴点G在射线RT上运动,
∴当AG⊥RG时,AG的值最小,最小值AR,
故答案为:.
6.(2024春•江阴市期中)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知矩形ABCO,B(4,3),点D为x轴上的一个动点,以AD为边在AD右侧作等边△ADE,连接OE,则OE的最小值为( )
A.1 B.1.5 C.2 D.2.4
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【分析】以OA为边在OA右侧作等边三角形AGO,连接EG并延长交y轴于点M,过点O作OH⊥GM于点H,利用全等三角形的性质证明∠AOD=∠AGE=90°,所以∠AGM=90°,推出点E在过定点G且与AG垂直的直线上运动,即点E在直线MG上运动,求出OH的长即可解决问题.
【解答】解:如图,以OA为边在OA右侧作等边三角形AGO,
∴∠OAG=60°,
连接EG并延长交y轴于点M,过点O作OH⊥GM于点H,
在矩形ABCO中,
∵B(4,3),
∴OA=BC=3,AB=OC=4,
∴OA=OG=AG=3,
∵△ADE是等边三角形,
∴AD=AE,∠DAE=60°,
∴∠OAG=∠DAE=60°,
∵∠OAD=∠OAG﹣∠DAG,∠GAE=∠DAE﹣∠DAG,
∴∠OAD=∠GAE,
在△ADO和△AEG中,
,
∴△ADO≌△AEG(SAS),
∴∠AOD=∠AGE=90°,
∴∠AGM=90°,
∴点E在过定点G且与AG垂直的直线上运动,即点E在直线MG上运动,
∵△OAG是等边三角形,
∴∠AGO=60°,
∴∠OGH=30°,
∵OH⊥GM,
∴OHOG,
当点E与H不重合时,OE>OH,
当点E与H重合时,OE=OH,
综上所述:OE≥OH,
∴OE的最小值为,
故选:B.
7.(2024春•邗江区期中)如图,在矩形ABCO中,点O为坐标原点,点B的坐标为(8,6),点A,C在坐标轴上,直线y=2x﹣6与AB交于点D,与y轴交于点E.有一动点M在BC边上,点N是坐标平面内的点,若△AMN是以点N为直角顶点的等腰直角三角形,则整个运动过程中点N纵坐标n的取值范围为 7≤n≤10或﹣1≤n≤2 .
【分析】根据等腰直角三角形的性质解答即可.
【解答】解:当点M在B点时,如图,
AN1=BN1,∠AN1B=90°,∠N1AB=∠N1BA=45°,
∵AB=8,N1T⊥AB,
∴AT=N1T=AB=4,
∴N1的纵坐标为6+4=10,
同理,N2的纵坐标为6﹣4=2,
当M在C点时,如图,
AN3=CN3,∠AN3C=90°,∠N3AC=∠N3CA=45°,
过点N3作N3S⊥AO于点S,延长SN3交CB于点M,
则Rt△N3SA≌Rt△CMN3,
则N3S=CM,SA=MN3,
设点N3纵坐标为6+y,则BM=SA=MN3=y,
那么N3S=8﹣y=CM=6+y,
解得:y=1,
则点N3纵坐标为6+y=7,
同理可得,N4纵坐标为6﹣y=﹣1,
当点N为直角顶点时,t的取值范围为7≤n≤10或﹣1≤n≤2.
8.(2024春•仪征市期中)如图,平面直角坐标系中,直线yx+8分别交x轴,y轴于A,B两点,点C为OB的中点,点D在第二象限,且四边形AOCD为矩形.动点P为CD上一点,PH⊥OA,垂足为H,点Q是点B关于点A的对称点,当BP+PH+HQ值最小时,点P的坐标为 (﹣4,4) .
【分析】由点Q是点B关于点A的对称点,先求出点Q的坐标,然后连接PB,CH,可得四边形PHCB是平行四边形,进而可得:PB=CH,进而可将BP+PH+HQ转化为CH+HQ+4,然后根据两点之间线段最短可知:当点C,H,Q在同一直线上时,CH+HQ的值最小,然后求出直线CQ的关系式,进而可求出直线CQ与x轴的交点H的坐标,从而即可求出点P的坐标.
【解答】解:BP+PH+HQ有最小值,
理由是:∵直线yx+8分别交x轴,y轴于A,B两点,点C为OB的中点,
∴OB=8,OA=6,OC=4,
连接PB,CH,HQ,则四边形PHCB是平行四边形,如图,
∵四边形PHCB是平行四边形,
∴PB=CH,
∴BP+PH+HQ=CH+HQ+4,
∵BP+PH+HQ有最小值,即CH+HQ+4有最小值,
∴只需CH+HQ最小即可,
∵两点之间线段最短,
∴当点C,H,Q在同一直线上时,CH+HQ的值最小,
过点Q作QM⊥y轴,垂足为M,
∵点Q是点B关于点A的对称点,
∴OA是△BQM的中位线,
∴QM=2OA=12,OM=OB=8,
∴Q(﹣12,﹣8),
设直线CQ的关系式为:y=kx+b,
将C(0,4)和Q(﹣12,﹣8)分别代入上式得:
,
解得:,
∴直线CQ的关系式为:y=x+4,
令y=0得:x=﹣4,
∴H(﹣4,0),
∵PH∥y轴,
∴P(﹣4,4),
故答案为:(﹣4,4).
24.(2024春•苏州期中)如图,在矩形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,延长AB到E,使BE=AB,连接CE,过点A作AF⊥CE于点F,若AB=3,BD=5,则AF的长为 .
【分析】证明四边形CDBE是平行四边形,得CE=BD=5,设CF=x,则EF=5﹣x,根据勾股定理列出方程求出x的值,进而可得AF的值.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=BD=5,AB=CD=3,AB∥CD,
∵BE=AB=3,
∴BE=CD,
∴四边形CDBE是平行四边形,
∴CE=BD=5,
设CF=x,则EF=5﹣x,
∵AE=AB+BE=6,
∴AF2=AC2﹣CF2=AE2﹣EF2,
∴52﹣x2=62﹣(5﹣x)2,
∴x,
∴AF2=52﹣x2=52﹣()2,
∴AF.
故答案为:.
9.(2024春•苏州期中)如图,将矩形ABCD对折后的折痕为MN,已知AB=4,点E在边BC上,连接DE,将△DEC沿DE折叠,点C恰好落在点M上,则CE的值是 .
【分析】由矩形的性质得DC=AB=4,∠A=∠B=∠C=90°,由折叠得AM=BMAB=2,DM=DC=4,ME=CE,∠DME=∠C=90°,可证明∠BEM=∠AMD,则cos∠BEM=cos∠AMD,所以BEMECE,由勾股定理得22+(CE)2=CE2,求得CE,于是得到问题的答案.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,AB=4,
∴DC=AB=4,∠A=∠B=∠C=90°,
∵将矩形ABCD对折后的折痕为MN,
∴AM=BMAB=2,
∵将△DEC沿DE折叠,点C恰好落在点M上,
∴DM=DC=4,ME=CE,∠DME=∠C=90°,
∴∠BEM=∠AMD=90°﹣∠BME,
∴cos∠BEM=cos∠AMD,
∴BEMECE,
∵BM2+BE2=ME2,
∴22+(CE)2=CE2,
解得CE或CE(不符合题意,舍去),
故答案为:.
10.(2024春•江阴市期中)如图,在平面直角坐标系中,点A(﹣4,0),点B(﹣4,3),将矩形OABC绕点O顺时针旋转α度得到矩形OA'B'C'(0≤α≤90),线段OA'与线段BC交于点P,线段B'C'与直线BC交于点Q.下列说法:
①当点B'落在y轴上时,B'坐标为(0,5);
②当点A'落在BC上时,PQ;
③△BA'B'的面积最大值为,
④当BPBQ时,7:24.
其中正确的个数有( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】如图1所示,当B'在y轴上时,连接OB,由勾股定理得,由旋转的性质可得OB'=OB=5,即可判断①正确;如图2所示,当点A'落在BC上时,此时 A'、P重合,由旋转的性质可得OA'=OA=4,A'B'=AB=3,证明△A'B'Q≌△OCA'(ASA),得到A'Q=OA'=4,即PQ=4,可判断②错误;如图3所示,当A'在BB'上方时,过点B作BE垂直于直线A'B'于E,在旋转过程中,BE一直在增大(直线A'B'逐渐远离点B),则当点A'落在y轴上时,BE有最大值,最大值为1,则此时S△BA'B'有最大值,最大值为3×1;如图4所示,当A'在B'B下方时,过点B作BE垂直于直线A'B于E,在旋转过程中,BE一直在减小(直线A'B'逐渐靠近点B),可推出S△BA'B'的最大值小于,据此可判断③正确;作QH⊥OA',可知QH=OC'=OC,然后根据面积相等得PQ=OP,可设BP=x,并表示BQ,OP,PC,最后根据勾股定理得PC2+OC2=OP2,据此建立方程,解方程求出OP,A′P,则,可判断④错误.
【解答】解:∵四边形ABCO是矩形,点A(﹣4,0),点B(﹣4,3),
∴OA=4,AB=3,∠OAB=90°,
如图1所示,当B'在y轴上时,连接OB,
在Rt△ABO中,由勾股定理得 ,
由旋转的性质可得OB'=OB=5,
∴B'(0,5),故①正确;
如图2所示,当点A落在BC上时,此时A'、P重合,
由旋转的性质可得OA'=OA=4,A'B'=AB=3,
∵∠OA'B'=∠A'CO=∠B′=90°,
∴∠B'A'Q+∠CA'O=90°=∠CA'O+∠COA',
∴∠B'A'Q=∠COA',
又∵OC=A'B'=3,
∴△A'B'Q≌△OCA'(ASA),
∴A'Q=OA'=4,即PQ=4,故②错误;
如图3所示,当A'在BB'上方时,过点B作BE垂直于直线A'B'于E,
在旋转过程中,BE一直在增大(直线A'B'逐渐远离点B),则当点A'落在y轴上时,BE有最大值,最大值为1,
∴此时S△BA'B'有最大值,最大值为3×1;
如图4所示,当A'在BB'下方时,过点B作BE垂直于直线A'B'于E,
在旋转过程中,BE一直在减小(直线A'B'逐渐靠近点B),则当点A'落在OB上时,BE有最大值,最大值为1,
∴此时S△BA'B'有最大值,最大值为3×1,
而线段OA'与线段BC有交点,则当点A'落在BC上时,此时S△BA'B'有最大值,即此时S△BA'B'的最大值小于;
综上所述,S△BA'B'最大值为,故③正确;
过点Q作QH⊥OA′于点H,连接OQ,如图5所示,则QH=OC'=OC,
∵,,
∴PQ=OP,
设BP=x,则BQ=2x,
∴OP=PQ=BQ﹣BP=x,PC=4﹣x,
在Rt△PCO中,由勾股定理得PC2+OC2=OP2,
即(4﹣x)2+32=x2,
解得,
∴,
∴A'P,
∴,故④错误;
∴正确的有2个,
故选:B.
11.(2024春•苏州期中)如图,在矩形ABCD中,AB=8,BC=6,点E是边AB上一点且BE=2,点P是线段AE上一动点(不与端点A重合,可以与端点E重合),将△APD沿PD折叠,得到点A的对称点为点F,连接BF.
(1)若点P在边AB中点时,则BF的长为 ;
(2)若△BPF为直角三角形时,求BF的长;
(3)将△APD绕点D逆时针旋转90°得到△DMN,点A的对应点为点M,点P的对应点为点N,连接FN.若△DFN为等腰三角形时,求BF的长.
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【分析】(1)连接AF交DP于点M,求出DP的长,由勾股定理可求出答案;
(2)分三种情况,由直角三角形的性质及勾股定理可得出答案;
(3)分三种情况,由等腰三角形的性质及勾股定理可得出答案.
【解答】解:(1)连接AF交DP于点M,
∵将△APD沿PD折叠,得到点A的对称点为点F,
∴DP垂直平分AF,
∵P是AB的中点,
∴PM是△ABF的中位线,
∴BF=2PM,
∵AD=6,APAB=4,
∴DP2,
∵,
∴AM,
∴PM,
∴BF.
故答案为:;
(2)若△BPF为直角三角形.
①当∠PBF=90°时,不存在.
②当∠PFB=90°时(如图4),
∵将△APD 沿PD折叠,得到点A的对称点为点F.
∴∠DFP=∠B=90°,
∴∠DFP+∠PFB=180°,
∴点D,F,B共线.即点F在矩形对角线DB上.
∵AD=6,AB=8,∠A=90°,
∴BD10.
∵DF=DA=6,
∴BF=10﹣6=4.
此时AP=PF=3.
③当∠BPF=90°时(如图 5),
∵∠A=90°,∠DFP=90°,
∴四边形ADFP是矩形.
∴点F在DC边上,
∵BE=2,EF=6,∠BEF=90°,
∴,
∴BF的长为4或;
(3)若△DFN为等腰三角形.
①当DF=DN时,不存在.
②当 FD=FN时(如图6),
设∠ADP=x,
∵将△APD 沿PD折叠,得到点A的对称点为点F.
∴∠ADP=∠PDF=x,
∵将△APD 绕点D逆时针旋转90°得到△DMN.
∴∠PDN=90°,
∴∠FDN=∠FND=∠DPA=90°﹣x,
∴∠FND=∠MND=90°﹣x,
即∠FND与∠MND重合.
∴点F与点M重合,
∴.
③当ND=NF时(如图7),
过点N作NH⊥DF垂足为H.
∵∠ADP=∠PDF=∠MDN,
∴∠ADP=∠DNH,
∵∠A=∠DHN=90°,DN=DP,
∴△NDH≌△DPA(AAS),
∴,
由(2)可知,当AP=3 时,BF=4.
∴BF的长为4或.
12.(2024春•梁溪区期中)折纸不仅是一项有趣的活动,也是一项益智的数学活动.今天,就让我们带着数学的眼光来玩一玩折纸,看看折叠矩形的对角线之后能得到哪些数学结论.
实践操作,解决问题
如图1,将矩形纸片ABCD沿对角线AC翻折,使点D′落在矩形ABCD所在平面内,边BC和AD′相交于点E,连接BD′.发现:结论①AE=EC;结论②BD′∥AC.
(1)若图1中的矩形变为平行四边形时(AB≠BC),如图2所示,结论①和结论②是否成立,若成立,请挑选其中的一个结论加以证明;若不成立,请说明理由;
(2)东京沿对角线折叠一张矩形纸片,发现所得图形是轴对称图形(如图3所示).沿对称轴EF再次折叠后,得到的仍是轴对称图形,则京京折叠的矩形纸片的长宽之比为 1:1或 ;
(3)新题探究:如图4所示,平行四边形ABCD中,∠ABC=60°,AB=2(AB≠BC).将△ADC沿对角线AC翻折.使点D′落在ABCD所在平面内,连接BD′,当△BCD′恰好为直角三角形时,BC的长度为 1或4或或 .
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【分析】(1)证明∠DAC=∠EAC,AD=AD′,∠DAC=∠D′AC,可得∠EAC=∠ECA,可得AE=EC,证明AD′=BC,可得BE=ED′,再进一步利用等腰三角形的性质与平行线的判定可得结论;
(2)分两种情况讨论,当点D′与B点不重合时,得出∠ACB=30°,继而根据含30度角的直角三角形的性质,勾股定理即可求解,当点D′与B点重合时,根据正方形的性质即可求解;
(3)分三种情况讨论,分别画出图形,结合(1)中的结论,根据含30度角的直角三角形的性质,以及勾股定理即可求解.
【解答】解:(1)AE=EC,BD′∥AC,理由如下,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,AD∥BC,
∴∠DAC=∠EAC,
∵折叠,
∴AD=AD′,∠DAC=∠D′AC,
∴∠EAC=∠ECA,
∴AE=EC,
∵折叠,
∴AD=AD′,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,
∴AD′=BC,
∵EC=EA,
∴AD′﹣AE=BC﹣CE,即BE=ED′,
∴,
又∵,∠AEC=∠BED′,
∴∠EAC=∠ED′B,
∴BD′∥AC;
(2)当点D′与B点不重合时,如图,
依题意,EF=ED′=BE,AE=EC,∠EFC=∠AFE=90°,
设∠ACB=α,则∠EAF=∠ACB=∠BAE,
∵∠ACB+∠BAC=90°,
∴α+2α=90°,
解得:α=30°,
∴,
在Rt△ABC中,,
∴矩形纸片的长宽之比为,
当点D′与B点重合时,如图,
此时ABCD是正方形,
∴矩形纸片的长宽之比为1:1,
综上矩形纸片的长宽之比1:1或;
(3)当∠CBD′=90°时,如图,设CD′与AB交于点E,
由(1)可得BD′∥AC,
∴∠ACB=180°﹣∠CBD′=90°,
在Rt△ABC中,∵∠ABC=60°,AB=2,
∴∠BAC=30°,
∴;
如图,当∠CD′B=90°时,由(1)可得BD′∥AC,
∴∠ACD′=180°﹣∠BD′C=90°,
∵折叠,
∴∠ACD=∠ACD′=90°,
∴D,C,D′三点共线,
∵四边形ABCD是平行四边形,∠ABC=60°,AB=2,
∴∠D=60°,CD=AB=2,
∴∠DAC=30°,
在Rt△ACD中,A D=2 C D=4,
∴BC=AD=4;
如图,当∠BCD′=90°时,
∵∠ABC=60°,
∴∠BEC=30°,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,AD∥BC,
∴∠DCA=∠EAC,
∵折叠,
∴AD=AD′,∠DCA=∠ECA,
∴∠EAC=∠ECA,
∴AE=EC,
设BC=m,
∴BE=2m,,
∴,
∴,
∴;
如图,当∠BCD′=90°时,同理可得∠CDE=∠D=∠ABC=60°,∠CED=30°=∠AEB,CD=CD′=2=AB,
∴D′E=4,,
同理可得:AE=CE,AD′=AD=BC,
∴BE=D′E=4,
∴;
综上所述:BC的长度为1或4或或.
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