专题12 正方形的性质和判定七种考法-【常考压轴题】2024-2025学年八年级数学下册压轴题攻略(北京版)

2025-03-01
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内容正文:

专题12 正方形的性质和判定七种考法 目录 解题知识必备 1 压轴题型讲练 1 类型一、根据正方形的性质求角度 1 类型二、根据正方形的性质求线段长 4 类型三、求正方形重叠部分面积 8 类型四、根据正方形的性质证明 12 类型五、与正方形有关的作图问题(含无刻度作图) 16 类型六、正方形的性质与判定的多结论问题 21 类型七、正方形的性质与判定的综合问题 26 压轴能力测评(16题) 32 解题知识必备 1.正方形的概念、性质 有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形。正方形不仅是特殊的平行四边形,而且是有一组邻边相等的特殊的矩形,也是有一个角是直角的特殊的菱形。它具有矩形和菱形的一切性质。 2.正方形的判定 (1)有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形(概念) (2)有一组邻边相等的矩形是正方形 (3)有一个角是直角的菱形是正方形 压轴题型讲练 类型一、根据正方形的性质求角度 例题:(23-24八年级下·北京·阶段练习)如图,在正方形外侧,作等边三角形,与相交于F,则为 .    【变式训练】 1.(23-24九年级上·四川成都·阶段练习)如图,以正方形的顶点A为圆心,以的长为半径画弧,交对角线于点E,再分别以D,E为圆心,以大于的长为半径画弧,两弧交于图中的点F,连接并延长,与的延长线交于点P,则 . 2.(23-24九年级上·陕西宝鸡·期末)如图,正方形的对角线,交于点O,P为边上一点,且,则的度数为 . 3.(23-24七年级上·河北邯郸·期末)将正方形沿着,翻折,点A,C的对应点分别是点,. (1)如图1,若与重合,则 ; (2)如图2,若与重叠部分的角度,则 . 类型二、根据正方形的性质求线段长 例题:(24-25九年级上·重庆綦江·期末)如图,正方形,,点为边边上的一点,,连接,把绕点顺时针旋转,得到△,连接,则的长为 . 【变式训练】 1.(24-25九年级上·广东深圳·期中)如图,在平面直角坐标系中,正方形的顶点D在y轴上且,,则点C的坐标是 . 2.(24-25九年级上·广东深圳·期中)如图,正方形的对角线交于点是边上一点,连接,过点O作,交于点N.若四边形的面积是,则的长为 . 3.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期中)如图,正方形的边长为,点在线段上,且四边形为菱形,则的长为 . 类型三、求正方形重叠部分面积 例题:(24-25九年级上·北京·阶段练习)如图,点为正方形对角线的中点,将以点为直角顶点的直角绕点旋转(的边始终在正方形外),若正方形边长为2,则在旋转过程中与正方形重叠部分的面积为 . 【变式训练】 1.(2023·山东菏泽·一模)如图,两个边长为4的正方形重叠在一起,点是其中一个正方形的中心,则图中阴影部分的面积为 . 2.(24-25九年级上·四川成都·期中)如图,正方形的对角线相交于点,以点为顶点的正方形的两边,分别交正方形的两边,于点,,记的面积为,的面积为,若正方形的边长,,则的大小为 . 类型四、根据正方形的性质证明 例题:(23-24八年级下·北京西城·期中)点在正方形的边上(不与点,重合),点关于直线的对称点为,作射线交交于点,连接. (1)求证:; (2)过点作交射线于点. ①求的度数; ②用等式表示线段与之间的数量关系,并证明. 【变式训练】 1.(2024八年级下·浙江·专题练习)在正方形中,为对角线,E为上一点,连接. (1)求证:. (2)延长交于F,当时,求的度数. 2.(2024·北京石景山·二模)在正方形中,E是边上的一动点(不与点A,D重合),连接,点C关于直线的对称点为F,连接,. (1)如图1,若是等边三角形,则__________; (2)如图2,延长交的延长线于点M,连接交于点H,连接. ①求的大小; ②用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明. 类型五、与正方形有关的作图问题(含无刻度作图) 例题:(23-24八年级下·江苏南京·期中)已知:如图,正方形中,点、分别是边和上的点,且满足. (1)不用圆规,请只用不带刻度的直尺作图:在边和上分别作出点G和点H,(保留作图痕迹,不写做法作法); (2)判断:四边形的形状是 . 【变式训练】 1.(23-24九年级下·山东淄博·期中)如图,点在正方形的边上. (1)请用尺规作图法,在上分别取点使得且平分正方形的面积.(保留作图痕迹,不写作法) (2)求证: 2.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期中)如图,在正方形中,点E在上,点F在的延长线上,,连接. (1)求证:; (2)如图,当点E为边中点时,请仅用无刻度的直尺作矩形(保留作图痕迹). 类型六、正方形的性质与判定的多结论问题 例题:(24-25九年级上·山西运城·阶段练习)如图,正方形中,点E、F、G分别为边,,的中点,连接,交于点M,连接,,与交于点N,下列结论:①;②四边形是平行四边形;③;④;⑤.其中正确结论的个数是(    ) A.2 B.3 C.4 D.5 【变式训练】 1.(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)如图,是的高,分别以为一边, 向外作正方形和(正方形各边相等,各角相等),连接和,与的延长线交于点,下列结论正确的个数是(  ) ①; ②;③;④是的中线. A.1 B.2 C.3 D.4 2.(24-25九年级上·贵州贵阳·期中)如图,正方形中,为边上任意一点,连接,于点,交于点,小星根据题意得到如下结论: ①; ②; ③与四边形面积相等; ④若点是的中点,则点是的中点. 其中,结论正确的个数是(   ) A.1 B.2 C.3 D.4 类型七、正方形的性质与判定的综合问题 例题:(24-25八年级下·全国·单元测试)如图,已知四边形是正方形,为对角线上一动点,连接,过点作,交射线于点,以为邻边作矩形,连接. (1)求证:四边形是正方形; (2)连接,求证:. 【变式训练】 1.(24-25八年级上·山东烟台·期末)【问题解决】 如图,在矩形中,点分别在边上,,于点. (1)求证:四边形是正方形; (2)延长到点,使得,连接,判断的形状,并说明理由. 【类比探究】 (3)如图,在菱形中,点分别在边上,与相交于点,,,,,求的值. 2.(2025·山东临沂·一模)【问题情境】 如图 1 ,在矩形中,E 是边 上的一点,过点 D 作 ,过点 D 作, 过点 A 作 ,且. 【基础探究】 (1)判断图 1 中四边形的形状,并说明理由; 【深入探究】 (2)如图 2 ,当 E 在 延长线上时,其他条件不变,请写出,, 之间的数量关系, 并证明; 【拓展迁移】 (3)如图 3 ,在(2)的条件下,连接 , ,当 E 在延长线上的位置发生改变时,判 断的大小是否发生变化,请说明理由. 压轴能力测评(16题) 一、单选题 1.(24-25九年级上·贵州毕节·期中)正方形具有而矩形不一定具有的性质是(   ) A.对角线互相垂直 B.对角互补 C.对角线互相平分 D.对角线相等 2.(24-25九年级上·广东梅州·阶段练习)如图,四边形ABCD是平行四边形,下列结论中错误的是(    ) A.当,是矩形 B.当,是矩形 C.当,是菱形 D.当,是正方形 3.(24-25九年级上·山西长治·期中)如图,矩形内有两个相邻的正方形.若两个正方形的面积分别为和,则图中阴影部分的面积为(   ) A. B. C. D. 4.(24-25八年级下·全国·单元测试)(教村母题变式)如图,边长为6的正方形的中心与正方形的顶点E重合,且与边分别相交于点,图中阴影部分的面积记为,两条线段的长度之和记为,将正方形绕点逆时针转动适当角度,则有(   ) A.10 B.15 C.20 D.25 5.(24-25九年级上·陕西西安·期中)如图,在正方形中,边长为2的等边的顶点E、F分别在和上,下列结论:①;②;③;④;⑤.其中正确的个数为(    ) A.5 B.4 C.3 D.2 二、填空题 6.(24-25九年级上·陕西西安·期中)一个正方形,它的对角线长10,那么这个正方形的面积是 . 7.(24-25九年级上·广东佛山·期中)如图,点在正方形内部,且是等边三角形,连接、,则 . 8.(24-25九年级上·山东青岛·期中)如图,在矩形中,的平分线交于点,,.若四边形是正方形,则与应满足的数量关系为 . 9.(21-22九年级上·陕西咸阳·期中)如图所示,正方形的对角线相交于点O,点E是上任意一点,于G,于F,若,则的值为 . 10.(24-25九年级上·山西运城·期中)如图,在正方形中,E为边上一点,连接,过点A作的平分线交于点F,连接,若,,则的长为 . 三、解答题 11.(23-24八年级下·河南郑州·期中)如图,正方形的对角线交于点,点、分别在、上,且,与的延长线交于点,与的延长线交于点,连接.    (1)求证:. (2)若正方形的边长为8,为的中点,求的长. 12.(23-24九年级上·江西抚州·阶段练习)在正方形中,为的中点.用无刻度直尺作图,保留作图痕迹; (1)在图中将绕点逆时针旋转; (2)在图中在正方形内作以为顶点的正方形. 13.(24-25九年级上·四川达州·期中)如图,点E为正方形对角线上一点,连接,.过点E作,交边于点F,以,为邻边作矩形. (1)求证:矩形是正方形; (2)连接,若正方形的边长为9,,求正方形的边长. 14.(24-25九年级上·河南郑州·期中)【特例分析】 (1)如图1,中,,点,分别为,的中点,,相交于点,,分别为,的中点,连接,,,,请判断:四边形的形状为_______; 【问题探究】 (2)在(1)的条件下,若点为上方平面内一点,为一般三角形,(1)中的结论是否变化?请说明理由; 【拓展延伸】 (3)在(2)的条件下, ①当_______时,四边形为矩形 ②在①的条件下,当_______时,四边形为正方形; ③当_______时,四边形为菱形. 15.(23-24八年级下·贵州黔东南·期中)已知正方形,E为对角线AC上一点. 【建立模型】 (1)如图1,连接和的数量关系是______; 【模型应用】 (2)如图2,F是延长线上一点,交于点G.证明; 【模型迁移】 (3)如图3,F是延长线上一点,交于点G,.写出和的数量关系,并说明理由. 16.(24-25九年级上·广西钦州·期中)我校一数学兴趣小组将两个边长不相等的正方形和正方形按照图1方式摆放,点B,C,E在同一条直线上,点G在上.    (1)操作发现:如图2,将正方形绕点C逆时针旋转. ①当时,求,,的度数; ②正方形旋转过程中,你发现与有何数量关系?与有何数量关系?请直接写出你发现的结论,不需要证明. (2)类比探究:如图3,将正方形绕点C顺时针旋转.上面②中你发现的结论是否仍然成立?请说明理由. 学科网(北京)股份有限公司1 学科网(北京)股份有限公司 $$ 专题12 正方形的性质和判定七种考法 目录 解题知识必备 1 压轴题型讲练 1 类型一、根据正方形的性质求角度 1 类型二、根据正方形的性质求线段长 4 类型三、求正方形重叠部分面积 8 类型四、根据正方形的性质证明 12 类型五、与正方形有关的作图问题(含无刻度作图) 16 类型六、正方形的性质与判定的多结论问题 21 类型七、正方形的性质与判定的综合问题 26 压轴能力测评(16题) 32 解题知识必备 1.正方形的概念、性质 有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形。正方形不仅是特殊的平行四边形,而且是有一组邻边相等的特殊的矩形,也是有一个角是直角的特殊的菱形。它具有矩形和菱形的一切性质。 2.正方形的判定 (1)有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形(概念) (2)有一组邻边相等的矩形是正方形 (3)有一个角是直角的菱形是正方形 压轴题型讲练 类型一、根据正方形的性质求角度 例题:(23-24八年级下·北京·阶段练习)如图,在正方形外侧,作等边三角形,与相交于F,则为 .    【答案】 【知识点】等腰三角形的性质和判定、三角形的外角的定义及性质、根据正方形的性质求角度、等边三角形的性质 【分析】由正方形、等边三角形可得,,,,则,,,根据,计算求解即可. 【详解】解:∵正方形,等边三角形, ∴,,,, ∴,, ∴, ∴, 故答案为:. 【点睛】本题考查了正方形的性质,等边三角形的性质,等腰三角形的判定与性质,三角形外角的性质等知识.熟练掌握正方形的性质,等边三角形的性质,等腰三角形的判定与性质,三角形外角的性质是解题的关键. 【变式训练】 1.(23-24九年级上·四川成都·阶段练习)如图,以正方形的顶点A为圆心,以的长为半径画弧,交对角线于点E,再分别以D,E为圆心,以大于的长为半径画弧,两弧交于图中的点F,连接并延长,与的延长线交于点P,则 . 【答案】 【知识点】根据平行线的性质求角的度数、根据正方形的性质求角度、作角平分线(尺规作图) 【分析】本题考查了尺规作图——作角平分线,正方形的性质,根据作图的步骤推知是的角平分线,是解题的关键. 【详解】解:∵四边形是正方形, ∴,, 由作图可知为的平分线, ∴, ∵, ∴, 故答案为:. 2.(23-24九年级上·陕西宝鸡·期末)如图,正方形的对角线,交于点O,P为边上一点,且,则的度数为 . 【答案】/22.5度 【知识点】等边对等角、根据正方形的性质求角度 【分析】本题考查了正方形的性质,根据四边形是正方形,可得,,再根据,即可求出的度数. 【详解】解:四边形是正方形, ,, , , , . 故答案为:. 3.(23-24七年级上·河北邯郸·期末)将正方形沿着,翻折,点A,C的对应点分别是点,. (1)如图1,若与重合,则 ; (2)如图2,若与重叠部分的角度,则 . 【答案】 /度 /度 【知识点】折叠问题、根据正方形的性质求角度 【分析】本题主要考查折叠的性质和正方形性质, (1)由折叠的性质得,,,,则; (2)由折叠的性质得,,,,得,则. 【详解】解:(1)由折叠的性质得,,, ∵四边形为正方形, ∴, ∴; 故答案为:; (2)由折叠的性质得,,, ∵四边形为正方形, ∴, ∴, 则. 故答案为:. 类型二、根据正方形的性质求线段长 例题:(24-25九年级上·重庆綦江·期末)如图,正方形,,点为边边上的一点,,连接,把绕点顺时针旋转,得到△,连接,则的长为 . 【答案】 【知识点】用勾股定理解三角形、根据旋转的性质求解、根据正方形的性质求线段长 【分析】本题考查了正方形的性质,勾股定理,旋转的性质,熟练掌握旋转的性质是解题的关键.根据正方形的性质可得,,由勾股定理求得,再由旋转的性质可得,再根据勾股定理求解即可. 【详解】解:正方形中,, ,, 在直角三角形中,由勾股定理得:, 绕点顺时针旋转,得到, , 在直角三角形中,由勾股定理得:, 故答案为:. 【变式训练】 1.(24-25九年级上·广东深圳·期中)如图,在平面直角坐标系中,正方形的顶点D在y轴上且,,则点C的坐标是 . 【答案】 【知识点】根据正方形的性质求线段长、全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、写出直角坐标系中点的坐标 【分析】本题考查了坐标与图形、全等三角形的判定与性质、正方形的性质等知识点,根据题意,作出辅助线是解题关键. 作轴于点M,轴于点N,只要证明,即可推出,由,,推出,进而得出即可得出点坐标,同理证明,,即可得出C点坐标. 【详解】解:如图, , 作轴于点M,轴于点N, ∵四边形是正方形, ∴, ∴, ∴, ∵, ∴在和中, , ∴, ∴, ∵,, ∴, ∴, ∴点D的坐标为, 同理可证,, ∴点C的坐标为 2.(24-25九年级上·广东深圳·期中)如图,正方形的对角线交于点是边上一点,连接,过点O作,交于点N.若四边形的面积是,则的长为 . 【答案】 【知识点】等腰三角形的性质和判定、根据正方形的性质求线段长、全等三角形综合问题、用勾股定理解三角形 【分析】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,掌握正方形的性质,证明,,将四边形的面积转换为等腰直角的面积是解题的关键.根据正方形的性质及,可证,得到,由此将将四边形的面积转换为等腰直角的面积,可求值,根据勾股定理即可求解. 【详解】解:∵四边形是正方形,对角线交于点, ∴,, ∵, ∴, ∴, 在和中, , ∴, ∴, ∵四边形的面积是,即, ∴, ∴,且, ∴, 在等腰直角中,, ∴, 故答案为: . 3.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期中)如图,正方形的边长为,点在线段上,且四边形为菱形,则的长为 . 【答案】/ 【知识点】用勾股定理解三角形、等腰三角形的性质和判定、根据正方形的性质求线段长、利用菱形的性质求线段长 【分析】本题考查了正方形性质,菱形性质,勾股定理,等腰直角三角形判定和性质,过点作交延长线于,则,由四边形是正方形,得,,,由勾股定理可得,又四边形为菱形,则,,从而证明是等腰直角三角形,设,则,,然后由勾股定理得,即,然后解出方程即可,熟练掌握知识点的应用是解题的关键. 【详解】解:如图,过点作交延长线于,则, ∵四边形是正方形, ∴,,, ∴, ∵四边形为菱形, ∴,, ∴, ∴是等腰直角三角形, 设,则, ∴, ∵在中,, ∴,整理得:, 解得:(舍去),, ∴, 故答案为:. 类型三、求正方形重叠部分面积 例题:(24-25九年级上·北京·阶段练习)如图,点为正方形对角线的中点,将以点为直角顶点的直角绕点旋转(的边始终在正方形外),若正方形边长为2,则在旋转过程中与正方形重叠部分的面积为 . 【答案】1 【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、根据正方形的性质求线段长 【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质、正方形的性质,解题的关键是连接构造全等三角形. 如图,连接,由点是的中点,然后结合正方形的性质得到、、,进而结合得到,从而得证,再由全等三角形的性质得到重叠部分四边形的面积与的面积相等,最后由正方形的边长求得结果. 【详解】解:如图,连接, 点是的中点,四边形是正方形, ,,, , , , , , , , 正方形的边长为2, , , , 重叠部分四边形的面积为1. 故答案为:1. 【变式训练】 1.(2023·山东菏泽·一模)如图,两个边长为4的正方形重叠在一起,点是其中一个正方形的中心,则图中阴影部分的面积为 . 【答案】 【分析】连接、,证明,得到,再由,代值求解即可得到答案. 【详解】解:连接、,如图所示: , , 是正方形,为正方形的中心, ,, 在和中, , , , , 故答案是:4. 【点睛】本题考查全等三角形的判定与性质、正方形的性质,构造全等三角形得到阴影部分的面积等于的面积是解决问题的关键. 2.(24-25九年级上·四川成都·期中)如图,正方形的对角线相交于点,以点为顶点的正方形的两边,分别交正方形的两边,于点,,记的面积为,的面积为,若正方形的边长,,则的大小为 . 【答案】 【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、根据正方形的性质求线段长、根据正方形的性质求面积 【分析】本题考查了正方形的性质,全等三角形的性质与判定;由四边形是正方形,四边形是正方形,可证明,即得,而,可知,故. 【详解】解:四边形是正方形, ,, 四边形是正方形, , , , , , 在和中, , , , , , , 故答案为:. 类型四、根据正方形的性质证明 例题:(23-24八年级下·北京西城·期中)点在正方形的边上(不与点,重合),点关于直线的对称点为,作射线交交于点,连接. (1)求证:; (2)过点作交射线于点. ①求的度数; ②用等式表示线段与之间的数量关系,并证明. 【答案】(1)证明见解析; (2);,理由见解析. 【分析】()由四边形是正方形,得,再利用等角的余角相等证明即可; ()连接,证明,再根据等边对等角和四边形的内角和求出,可得结论; 过点作于点,证明,推出,再证明 ,,可得结论. 【详解】(1)∵四边形是正方形, ∴,即, ∵,关于对称, ∴, ∴, ∴, ∴; (2)连接, ∵,关于对称, ∴, ∵四边形是正方形, ∴,, ∴, ∴,, ∵, ∴, ∴, ∴, ∴; ,理由: 过点作于点,    ∵, ∴, ∵, ∴是等腰直角三角形, ∴, ∵,,, ∴, ∴, ∵,关于对称, ∴, ∴. 【点睛】本题考查了正方形的性质,轴对称变换,等腰直角三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,同角的等角相等等知识,解题的关键是熟练掌握知识点的应用. 【变式训练】 1.(2024八年级下·浙江·专题练习)在正方形中,为对角线,E为上一点,连接. (1)求证:. (2)延长交于F,当时,求的度数. 【答案】(1)见解析 (2) 【分析】本题考查对正方形的性质,全等三角形的性质和判定,等腰三角形的性质,熟练掌握这些性质进行推理是解题的关键. (1)根据正方形的性质得出,根据即可证出结论; (2)由等腰三角形的性质可得,再根据平行线的性质求出,即可求解. 【详解】(1)证明:∵四边形是正方形, ∴, ∵, ∴; (2)解:∵,且, ∴, ∵, ∴, ∵, ∴. 2.(2024·北京石景山·二模)在正方形中,E是边上的一动点(不与点A,D重合),连接,点C关于直线的对称点为F,连接,. (1)如图1,若是等边三角形,则__________; (2)如图2,延长交的延长线于点M,连接交于点H,连接. ①求的大小; ②用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明. 【答案】(1)15 (2)①;②,见解析 【分析】(1)利用正方形性质得到,利用等边三角形性质得到,进而得到,利用对称的性质得到,再利用计算求解,即可解题; (2)①利用正方形性质得到,,利用对称的性质得到,,进而得到,设,分别利用等腰三角形性质得到,,再根据计算求解,即可解题; ②过点作交于点,连接,理由直角三角形性质和正方形性质证明,进而得到,再理由勾股定理求解,即可解题, 【详解】(1)解:四边形是正方形, , 是等边三角形, , , 点C关于直线的对称点为F, , , 故答案为:. (2)解:①四边形是正方形, ,, 点C关于直线的对称点为F, ,, , 设, , , ; ②解:数量关系为:, 理由如下: 过点作交于点,连接, , , ,, , 四边形是正方形, ,, , , , , , , 即. 【点睛】本题主要考查了正方形性质,等边三角形性质,对称的性质,等腰三角形性质,全等三角形的性质和判定,勾股定理,掌握相关性质是解题的关键. 类型五、与正方形有关的作图问题(含无刻度作图) 例题:(23-24八年级下·江苏南京·期中)已知:如图,正方形中,点、分别是边和上的点,且满足. (1)不用圆规,请只用不带刻度的直尺作图:在边和上分别作出点G和点H,(保留作图痕迹,不写做法作法); (2)判断:四边形的形状是 . 【答案】(1)见解析 (2)正方形 【分析】(1)根据正方形是中心对称图形作图即可; (2)证明,推出,得到四边形是菱形,再证明,即可得到四边形是正方形. 【详解】(1)解:如图所示:; ; (2)解:四边形是正方形, ∵正方形中, ∴,, ∴, ∵, ∴, ∴, 同理, ∵, ∴, ∵正方形中,,, ∵, ∴, ∴, ∴, ∴四边形是菱形, ∴, ∵, ∴四边形是正方形. 故答案为:正方形. 【点睛】本题考查了中心对称图形作图,全等三角形的判定和性质,菱形的判定和性质,正方形的判定.掌握正方形是中心对称图形是解题的关键. 【变式训练】 1.(23-24九年级下·山东淄博·期中)如图,点在正方形的边上. (1)请用尺规作图法,在上分别取点使得且平分正方形的面积.(保留作图痕迹,不写作法) (2)求证: 【答案】(1)见解析 (2)见解析 【分析】本题考查了正方形的性质,作线段的垂线,全等三角形的性质与判定. (1)平分正方形的面积,会经过正方形的中心,过点作的垂线即可; (2)过点作于点,过点作,设交于点,证明,即可得证. 【详解】(1)解:如图,即为所作, (2)解:如图所示,过点作于点,过点作,设交于点, ∴四边形是矩形, ∴, ∵四边形是正方形, ∴,, ∴, ∵ ∴ ∵, ∴, ∴即 在中, ∴ ∴ 2.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期中)如图,在正方形中,点E在上,点F在的延长线上,,连接. (1)求证:; (2)如图,当点E为边中点时,请仅用无刻度的直尺作矩形(保留作图痕迹). 【答案】(1)见详解 (2)见详解 【分析】(1)连接,先证明四边形是平行四边形,可得,即有; (2)设、交于点T,连接、,二者交于点P,连接,连接,并延长交于点G,连接,并延长交的延长线于点O,连接,问题得解. 【详解】(1)证明:连接,如图, 在正方形中,有,, ∵,, ∴四边形是平行四边形, ∴, ∴; (2)如图, 矩形即为所求. 证明:根据点E为边中点,,可得,进而可证明,则有,,即点T为、的中点; 根据正方形的性质可得点P为、的中点; 即有:,,结合点P为、的中点,可得点G为、的中点,即可证明四边形是平行四边形,结合,则平行四边形是矩形. 【点睛】本题考查了正方形的性质,平行四边形的性质,矩形的判定与性质,全等三角形的判定与性质等知识,掌握平行四边形的判定与性质,是解答本题的关键. 类型六、正方形的性质与判定的多结论问题 例题:(24-25九年级上·山西运城·阶段练习)如图,正方形中,点E、F、G分别为边,,的中点,连接,交于点M,连接,,与交于点N,下列结论:①;②四边形是平行四边形;③;④;⑤.其中正确结论的个数是(    ) A.2 B.3 C.4 D.5 【答案】C 【知识点】全等三角形综合问题、利用平行四边形性质和判定证明、斜边的中线等于斜边的一半、根据正方形的性质证明 【分析】先由正方形的性质得到,,再由线段中点的定义推出,,据此可证明四边形是平行四边形,即可判断②;证明,得到,进而证明,即,即可判断①;根据直角三角形的性质可得,据此可判断⑤;根据,即可判断③;证明垂直平分,得到,进而证明,得到,据此可判断④. 【详解】解:∵四边形是正方形, ∴, ∵点,,分别为边,,上的中点, ∴,,, ∴,, ∴四边形是平行四边形,故②正确; 在和中, , ∴, ∴, ∵, ∴, ∴,即,故①正确; ∵点G为的中点, ∴,故⑤正确; ∵, ∴,故③错误; ∵四边形是平行四边形, ∴, ∴, ∴垂直平分, ∴, 又∵, ∴, ∴, ∴,故④正确; ∴正确的有①②④⑤,共4个, 故选:C. 【点睛】本题考查正方形的性质,平行四边形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,线段垂直平分线的性质与判定,直角三角形的性质.熟练掌握正方形的性质,证明三角形全等,是解题的关键.本题的综合性较强,是中考常考题型. 【变式训练】 1.(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)如图,是的高,分别以为一边, 向外作正方形和(正方形各边相等,各角相等),连接和,与的延长线交于点,下列结论正确的个数是(  ) ①; ②;③;④是的中线. A.1 B.2 C.3 D.4 【答案】D 【知识点】三角形内角和定理的应用、全等三角形综合问题、根据正方形的性质证明 【分析】根据正方形的性质和“”可证明,然后根据全等三角形的性质即可判断①;设相交于点,相交于点,根据全等三角形对应角相等可得,然后根据三角形的内角和定理可得,即可判断②;过点作的延长线于,过点作于,根据余角的性质即可判断③;利用“”即可证明,可得,同理可证,从而得到,再证明,可得,从而可判断④. 【详解】解:∵四边形和均为正方形, ∴,,, ∴,即, ∴, ∴,故①正确; 设相交于点,相交于点,如图1, ∵, ∴, ∵, ∴, ∴,故②正确; 过点作的延长线于,过点作于,如图2, ∵, ∴, ∵, ∴, ∴,即,故③正确; ∵,, ∴, ∴,同理可得, ∴, ∵在和中, , ∴, ∴, ∴是的中线,故④正确. 综上所述,结论正确的是①②③④,共计4个. 故选:D. 【点睛】本题考查了正方形的性质、三角形的内角和定理以及全等三角形的判定和性质,作辅助线构造出全等三角形,熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题关键. 2.(24-25九年级上·贵州贵阳·期中)如图,正方形中,为边上任意一点,连接,于点,交于点,小星根据题意得到如下结论: ①; ②; ③与四边形面积相等; ④若点是的中点,则点是的中点. 其中,结论正确的个数是(   ) A.1 B.2 C.3 D.4 【答案】C 【知识点】线段中点的有关计算、全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、用勾股定理解三角形、根据正方形的性质证明 【分析】由正方形的性质得,,而,则,即可证明,得,,可判断①正确,②正确,由,得,可判断③正确;设,则,求得,所以,由,求得,则,所以点不是的中点,可判断④错误,于是得到问题的答案. 【详解】解:四边形是正方形, ,, 于点, , , 在和中, , , ,,, 故①②正确; , , 故③正确; 设, 点是的中点, , , , , , , 点不是的中点, 故④错误; 故选:C. 【点睛】本题考查正方形的性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理、中点定义及三角形面积等知识,证明是解题的关键. 类型七、正方形的性质与判定的综合问题 例题:(24-25八年级下·全国·单元测试)如图,已知四边形是正方形,为对角线上一动点,连接,过点作,交射线于点,以为邻边作矩形,连接. (1)求证:四边形是正方形; (2)连接,求证:. 【答案】(1)见解析 (2)见解析 【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、利用勾股定理证明线段平方关系、证明四边形是正方形 【分析】(1)过点作于点,于点,根据正方形的性质有,接着证,得出,最后根据四边形是矩形,问题得证 (2)连接,先证,得出,在中,利用勾股定理即可得证. 【详解】(1)证明:如答图,过点作于点,于点, 则. 是正方形对角线上的点, , , , , , 在和中,, , , 四边形是矩形, 矩形是正方形; (2)证明:如答图,连接, 由题意,知, 由(1)知,四边形是正方形, , , , , , , , . 【点睛】本题考查了正方形的判定和性质,矩形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识,构造辅助线是解题的关键. 【变式训练】 1.(24-25八年级上·山东烟台·期末)【问题解决】 如图,在矩形中,点分别在边上,,于点. (1)求证:四边形是正方形; (2)延长到点,使得,连接,判断的形状,并说明理由. 【类比探究】 (3)如图,在菱形中,点分别在边上,与相交于点,,,,,求的值. 【答案】(1)见解析;(2)是等腰三角形,理由见解析;(3)31 【知识点】全等三角形综合问题、用勾股定理解三角形、利用菱形的性质证明、根据正方形的性质证明 【分析】()证明,得到,即可求证; ()证明可得,进而得,即可求解; ()延长到点,使,连接,作,可证,得到,,进而得是等边三角形,得到,即得,再利用勾股定理求出,进而即可求出的长,进而可得到答案; 本题考查了矩形的性质,余角性质,全等三角形的判定和性质,正方形的判定,等腰三角形的判定,等边三角形的判定和性质,勾股定理,正确作出辅助线是解题的关键. 【详解】(1)证明:∵四边形是矩形, ∴, ∴, ∵, ∴, ∴, ∴, ∵, ∴, ∴, ∴矩形是正方形; (2)解:是等腰三角形. 理由:∵四边形是正方形, ∴,, ∵, ∴, ∴, ∵, ∴, ∴是等腰三角形; (3)解:延长到点,使,连接,作, ∵四边形是菱形, ∴,, ∴, ∵, ∴, ∴,, ∵, ∴, ∵, ∴, ∴是等边三角形, ∴, ∵, ∴, ∴,, ∴, ∵菱形, ∴, ∴. 2.(2025·山东临沂·一模)【问题情境】 如图 1 ,在矩形中,E 是边 上的一点,过点 D 作 ,过点 D 作, 过点 A 作 ,且. 【基础探究】 (1)判断图 1 中四边形的形状,并说明理由; 【深入探究】 (2)如图 2 ,当 E 在 延长线上时,其他条件不变,请写出,, 之间的数量关系, 并证明; 【拓展迁移】 (3)如图 3 ,在(2)的条件下,连接 , ,当 E 在延长线上的位置发生改变时,判 断的大小是否发生变化,请说明理由. 【答案】(1)四边形 是正方形,见解析;(2),见解析;(3),不发生变化,见解析 【知识点】全等三角形综合问题、根据矩形的性质与判定求线段长、根据正方形的性质与判定证明 【分析】(1), ,, 证明 ,,可得,可得矩形是正方形. (2)证明四边形是矩形,结合 , 可得四边形是正方形 ,可得,进一步可得结论; (3)过点B作于点P ,在上截取,连接,证明,可得,,,证明,可得,证明,进一步可得结论. 【详解】解:(1)四边形是正方形 , 理由: ∵四边形是矩形, ∴ , 又∵, ,, ∴ , ∴ , ∴ 即, 又∵, , ∴ , ∴ , ∴矩形是正方形. (2), 理由: , , , ∴四边形是矩形, 由(1)得 , ∴ ,, ∴四边形是正方形 , ∴, ∴; (3),理由如下: 过点B作于点P ,在上截取,连接, ∴,, ∵四边形是正方形,四边形为正方形, ∴,,, 同理可得:, ∴, ∴, 又∵, ∴, 又∵,, ∴, ∴, 又∵, ∴ . 【点睛】本题考查的是全等三角形的判定与性质,矩形的判定与性质,正方形的判定与性质,作出合适的辅助线是解本题的关键. 压轴能力测评(16题) 一、单选题 1.(24-25九年级上·贵州毕节·期中)正方形具有而矩形不一定具有的性质是(   ) A.对角线互相垂直 B.对角互补 C.对角线互相平分 D.对角线相等 【答案】A 【知识点】矩形性质理解、正方形性质理解 【分析】本题主要考查了矩形、正方形的性质,根据正方形和矩形的性质逐项分析可得结论. 【详解】解:A、正方形的对角线相等且互相垂直,矩形的对角线只相等但不垂直,正方形具有而矩形不一定具有的性质是对角线互相垂直,故A选项符合题意; B、正方形和矩形的对角都互补,故B选项不符合题意; C、正方形和矩形的对角线都互相平分,故C选项不符合题意; D、正方形和矩形的对角线都相等,故D选项不符合题意; 故选:A. 2.(24-25九年级上·广东梅州·阶段练习)如图,四边形ABCD是平行四边形,下列结论中错误的是(    ) A.当,是矩形 B.当,是矩形 C.当,是菱形 D.当,是正方形 【答案】D 【知识点】证明四边形是矩形、证明四边形是菱形、正方形的判定定理理解 【分析】本题考查矩形的判定、菱形的判定、正方形的判定,解答本题的关键是明确它们各自的判定方法.根据有一个角是直角的平行四边形是矩形可以判断A;根据对角线相等的平行四边形是矩形可以判断B;根据有一组邻边相等的平行四边形是菱形可以判断C;根据对角线互相垂直的平行四边形是菱形可以判断 【详解】四边形是平行四边形, 当,平行四边形是矩形,故选项A正确,不符合题意; 当,平行四边形是矩形,故选项B正确,不符合题意; 当,平行四边形是菱形,故选项C正确,不符合题意; 当,平行四边形是菱形,但不一定是正方形,故选项D错误,符合题意; 故选: 3.(24-25九年级上·山西长治·期中)如图,矩形内有两个相邻的正方形.若两个正方形的面积分别为和,则图中阴影部分的面积为(   ) A. B. C. D. 【答案】A 【知识点】二次根式的应用、根据正方形的性质求线段长 【分析】本题考查二次根式的应用,正方形的性质等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.判断出两个正方形的边长,可得结论. 【详解】解:两个正方形的面积分别为和, 两个正方形的边长分别为,. 阴影部分的面积 故选∶A. 4.(24-25八年级下·全国·单元测试)(教村母题变式)如图,边长为6的正方形的中心与正方形的顶点E重合,且与边分别相交于点,图中阴影部分的面积记为,两条线段的长度之和记为,将正方形绕点逆时针转动适当角度,则有(   ) A.10 B.15 C.20 D.25 【答案】B 【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、根据正方形的性质求面积、根据正方形的性质证明 【分析】根据正方形的对角线,相交于点E,得到,,,,证明,得到,,继而得到,解答即可. 本题考查了正方形的性质,三角形全等的判定和性质,熟练掌握正方形的性质,三角形全等的判定和性质是解题的关键. 【详解】如答图,连接. 边长为6的正方形的中心与正方形的顶点重合, 即点是正方形的中心, , . 又, , . 在和中, , , ,, . 故选:B. 5.(24-25九年级上·陕西西安·期中)如图,在正方形中,边长为2的等边的顶点E、F分别在和上,下列结论:①;②;③;④;⑤.其中正确的个数为(    ) A.5 B.4 C.3 D.2 【答案】B 【知识点】二次根式的乘法、等边三角形的性质、用勾股定理解三角形、根据正方形的性质证明 【分析】本题考查了正方形的性质、等边三角形的性质、二次根式的计算,熟练掌握正方形和等边三角形的性质是解题的关键.利用正方形和等边三角形的性质证明,得到,得到可判断①;利用得到,利用平角的定义可判断②;连接交于点,则,由,得到垂直平分,利用勾股定理求出和的长,得到正方形的边长为,求出的长可判断③;最后利用三角形的面积公式可判断④和⑤,即可得出结论. 【详解】解:正方形, ,, 等边, ,, , , , ,故①正确; ,, 是等腰直角三角形, ,, ,故②正确; 连接交于点,则, ,, 垂直平分, ,, , , , , 正方形, 是等腰直角三角形, , , ,故③错误; , ,故④正确; ,, ,故⑤正确; 其中正确的有①②④⑤,正确的个数为4. 故选:B. 二、填空题 6.(24-25九年级上·陕西西安·期中)一个正方形,它的对角线长10,那么这个正方形的面积是 . 【答案】50 【知识点】根据正方形的性质求面积 【分析】本题主要考查了正方形的性质,掌握正方形的面积是对角线积的一半成为解题的关键. 根据正方形的面积等于对角线积的一半列式计算即可. 【详解】解:如图: ∵四边形是正方形, ∴, ∴. 故答案为:50. 7.(24-25九年级上·广东佛山·期中)如图,点在正方形内部,且是等边三角形,连接、,则 . 【答案】 【知识点】等边对等角、等边三角形的性质、根据正方形的性质求角度 【分析】本题考查了正方形的性质、等边三角形的性质以及等腰三角形的性质,根据正方形与等边三角形的性质得出,,进而求得,即可求解. 【详解】解:∵点在正方形内部,且是等边三角形,是正方形的对角线, ∴,, ∴, ∴ 故答案为:. 8.(24-25九年级上·山东青岛·期中)如图,在矩形中,的平分线交于点,,.若四边形是正方形,则与应满足的数量关系为 . 【答案】 【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、根据等角对等边证明边相等、根据矩形的性质求线段长、根据正方形的性质证明 【分析】此题主要考查了正方形的性质,矩形的性质,全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的判定,熟练掌握正方形的性质,矩形的性质是解决问题的关键,先证明是等腰直角三角形得,再证明和全等得则,由此可得出与应满足的数量关系. 【详解】解∶∵四边形是矩形, ∴,, ∵四边形是正方形, ∴, ∴ ∵平分, ∴, ∴是等腰直角三角形,, ∴; 在和中, . ∴, ∴, ∴ ∴. 故答案为∶. 9.(21-22九年级上·陕西咸阳·期中)如图所示,正方形的对角线相交于点O,点E是上任意一点,于G,于F,若,则的值为 . 【答案】/10厘米 【知识点】等腰三角形的性质和判定、根据矩形的性质求线段长、根据正方形的性质证明 【分析】本题主要考查了正方形的性质,矩形的判定与性质,等腰直角三角的判定与性质.根据正方形的性质,证明是等腰直角三角形,再证明是矩形,由即可求解. 【详解】解:∵是正方形,是对角线, ∴, ∵, ∴是等腰直角三角形. ∴. ∵, ∴是矩形. ∴. ∴, 故答案为:. 10.(24-25九年级上·山西运城·期中)如图,在正方形中,E为边上一点,连接,过点A作的平分线交于点F,连接,若,,则的长为 . 【答案】 【知识点】全等的性质和HL综合(HL)、角平分线的性质定理、用勾股定理解三角形、根据正方形的性质求线段长 【分析】本题考查了正方形的性质、角平分线的性质,全等三角形的判定和性质及勾股定理,熟练掌它们的性质定理是解题的关键; 过点F作交于点M,连接,根据根据正方形的性质和勾股定理求出,然后利用角平分线的性质证,得,再利用勾股定理得出,在中利用勾股定理即可得出答案. 【详解】解:过点F作交于点M,连接, , ∴ ∵是正方形, ∴, ∵,, ∴, , 平分, ∴, 在和中 , ∴, ∴, ∴, 在和 , ∴, 即, ∴, 在中 . 故答案为:. 三、解答题 11.(23-24八年级下·河南郑州·期中)如图,正方形的对角线交于点,点、分别在、上,且,与的延长线交于点,与的延长线交于点,连接.    (1)求证:. (2)若正方形的边长为8,为的中点,求的长. 【答案】(1)见解析 (2) 【知识点】等腰三角形的性质和判定、用勾股定理解三角形、斜边的中线等于斜边的一半、根据正方形的性质证明 【分析】(1)根据正方形的性质求出,,然后证明即可得; (2)过点O作于点H,连接,由正方形的边长为8且E为的中点可得,,根据勾股定理求出,再利用勾股定理求出即可. 【详解】(1)解:∵四边形是正方形, ∴,, ∴, ∵,, ∴, ∴, ∴; (2)解:如图,过点O作于点H,连接,    ∵正方形的边长为8, ∴, ∵E为的中点, ∴, ∵, ∴, ∴, ∴, ∴. 【点睛】本题主要考查正方形的性质,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,直角三角形斜边中线的性质,解题的关键是熟练掌握正方形的性质. 12.(23-24九年级上·江西抚州·阶段练习)在正方形中,为的中点.用无刻度直尺作图,保留作图痕迹; (1)在图中将绕点逆时针旋转; (2)在图中在正方形内作以为顶点的正方形. 【答案】(1)作图见解析 (2)作图见解析 【知识点】正方形性质理解、画旋转图形 【分析】()连接相交于点,连接并延长交于,可得点为的中点,连接交的延长线于点,连接,易证明,得到,进而可证明,即得,得到,故得为绕点逆时针旋转得到; ()连接交于点,连接与相交于点,连接并延长交于点,连接,得到四边形,由正方形的对称性可得,进而可得,即可证明,得到,进而可得,即可得四边形为正方形; 本题考查了作旋转变换的图形,正方形的性质等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题. 【详解】(1)解:如图所示,即为所求; (2)解:如图所示,四边形即为所求. 13.(24-25九年级上·四川达州·期中)如图,点E为正方形对角线上一点,连接,.过点E作,交边于点F,以,为邻边作矩形. (1)求证:矩形是正方形; (2)连接,若正方形的边长为9,,求正方形的边长. 【答案】(1)证明见解析 (2) 【知识点】全等三角形综合问题、用勾股定理解三角形、根据正方形的性质与判定证明 【分析】(1)过点E作于点M,于点N,先根据正方形的性质证明四边形是矩形,进一步证明,可得,再根据正方形的判定,即可证得答案; (2)连接,先证明,可证明,并求得的长,进一步证明,并求得的长,再利用勾股定理可求得的长,最后在中,根据勾股定理即可求得答案. 【详解】(1)证明:过点E作于点M,于点N, 四边形是正方形, ,, 四边形是矩形, , , ,,, , , , , , , , 四边形是矩形, 矩形是正方形; (2)解:连接, 四边形和都是正方形, ,,,, , , ,, , , ,, , , , ,, , 正方形的边长为. 【点睛】本题考查了正方形的判定与性质,矩形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,构造全等三角形是解题的关键. 14.(24-25九年级上·河南郑州·期中)【特例分析】 (1)如图1,中,,点,分别为,的中点,,相交于点,,分别为,的中点,连接,,,,请判断:四边形的形状为_______; 【问题探究】 (2)在(1)的条件下,若点为上方平面内一点,为一般三角形,(1)中的结论是否变化?请说明理由; 【拓展延伸】 (3)在(2)的条件下, ①当_______时,四边形为矩形 ②在①的条件下,当_______时,四边形为正方形; ③当_______时,四边形为菱形. 【答案】(1)平行四边形,(2)不变,理由见解析,(3)①;②;③ 【知识点】与三角形中位线有关的求解问题、证明四边形是矩形、证明四边形是菱形、证明四边形是正方形 【分析】本题考查平行四边形的性质和判定,矩形的性质和判定,正方形的性质和判定,菱形的性质和判定,三角形中位线定理,熟练掌握四边形的判定和性质是解题的关键; (1)根据三角形中位线定理,平行四边形的判定即可求解; (2)根据三角形中位线定理即可得出结论; (3)根据四边形的判定即可求解; 【详解】(1)解:点,分别为,的中点, , , ,分别为,的中点, ,, ,, 四边形的形状为平行四边形; (2)若点为上方平面内一点,为一般三角形, 根据三角形中位线定理,可得,, 故四边形的形状为平行四边形; 结论不变; (3)①四边形为平行四边形, 对角线相等的平行四边形是矩形; 当时,此时四边形为矩形; ②根据对角线互相垂直的矩形是正方形, 可得当,四边形为正方形; ③根据邻边相等的平行四边形是菱形, 当时,四边形为菱形. 15.(23-24八年级下·贵州黔东南·期中)已知正方形,E为对角线AC上一点. 【建立模型】 (1)如图1,连接和的数量关系是______; 【模型应用】 (2)如图2,F是延长线上一点,交于点G.证明; 【模型迁移】 (3)如图3,F是延长线上一点,交于点G,.写出和的数量关系,并说明理由. 【答案】(1);(2)见详解(3),理由见详解 【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、用勾股定理解三角形、根据正方形的性质证明 【分析】(1)先判断出,,进而判断出,进而得出结论; (2)根据四边形是正方形,以及,得出,因为,进行角的等量代换,即可证明出; (3)先判断出,由(1)知,,由(2)知,,即可判断出结论. 【详解】(1)证明:是正方形的对角线, ,, , , ; 故答案为: (2)解:,理由: 四边形是正方形, , , 由(1)知,, , , , , , , , (3)解:, , 在中,, , 由(1)知,, 由(2)知,, , . 【点睛】本题主要考查了正方形的性质,等腰三角形的判定和性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,正确掌握相关性质内容是解题的关键. 16.(24-25九年级上·广西钦州·期中)我校一数学兴趣小组将两个边长不相等的正方形和正方形按照图1方式摆放,点B,C,E在同一条直线上,点G在上.    (1)操作发现:如图2,将正方形绕点C逆时针旋转. ①当时,求,,的度数; ②正方形旋转过程中,你发现与有何数量关系?与有何数量关系?请直接写出你发现的结论,不需要证明. (2)类比探究:如图3,将正方形绕点C顺时针旋转.上面②中你发现的结论是否仍然成立?请说明理由. 【答案】(1)①;;② (2),,理由见解析 【知识点】正方形性质理解、根据旋转的性质求解 【分析】本题考查了旋转的性质,角度的计算; (1)①根据旋转的性质,角度的计算即可求解; ②根据旋转的性质,角度的计算,即可求解; (2)根据旋转的性质即可求解. 【详解】(1)解:①∵,四边形,是正方形, ∴, ; ②∵,, ∴; (2)解:∵,, ∴, ∵, ∴. 学科网(北京)股份有限公司1 学科网(北京)股份有限公司 $$

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专题12 正方形的性质和判定七种考法-【常考压轴题】2024-2025学年八年级数学下册压轴题攻略(北京版)
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