内容正文:
18.2.1:矩形
【考点梳理】
· 考点一:矩形性质的理解
· 考点二:矩形的性质求角度
· 考点三:矩形的性质求线段
· 考点四:矩形的性质求面积和坐标
· 考点五:矩形的折叠问题
· 考点六:添加一个条件成为矩形问题
· 考点七:矩形的判定证明问题
· 考点八:直角三角形斜边上的中线问题
· 考点九:矩形的性质和判定综合性问题
【知识梳理】
知识点一:矩形的定义
有一个角是直角的平行四边形叫做矩形,也就是长方形.如图,在□ABCD中,如果∠A=90°,那么□ABCD就是矩形。
知识点二:矩形的性质
性质
数学语言
图形
角
矩形的四个角都是直角
四边形是矩形,
对角线
矩形的对角线相等
四边形是矩形,
对称性
矩形是轴对称图形,它有两条对称轴
技巧归纳:
(1)矩形首先是一个平行四边形,因此它具有平行四边形的所有性质,上述两条性质是它所具有的特殊性质。
(2)矩形的性质是证明线段相等或倍分、角相等以及线段平行、垂直的重要依据。
(3)由于矩形的角都是直角,故常把其相关问题转化为直角三角形的问题来解决。
(4)矩形的两条对角线将矩形分割成4个等腰三角形,所以也常用等腰三角形的性质解决问题。
知识点三:直角三角形的一条重要性质
直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半。
几何语言:如图,在Rt△ABC中,BD是斜边AC上的中线, ∴BD=1/2 AC
知识点四:矩形的判定方法
1: 有一个角是直角的平行四边形是矩形 (用定义判定)
几何语言: 如图,∵∠BAD=90°,四边形ABCD为平行四边形, ∴□ABCD是矩形。
2:对角线相等的平行四边形是矩形。
几何语言:如图,∵AC=BD,四边形ABCD为平行四边形, ∴□ABCD是矩形。
3: 有三个角是直角的四边形是矩形
几何语言: 如图,∠BAD=∠ABC=∠DCB=90°,四边形ABCD是矩形。
【题型归纳】
题型一:矩形性质的理解
1.(23-24八年级下·河北张家口·期中)如图,在矩形中,对角线,交于点,以下说法中错误的是( )
A. B.
C.若,则是等边三角形 D.
2.(24-25九年级上·四川成都·期末)如图,在矩形中,对角线与相交于点,则下列结论一定正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24八年级下·甘肃定西·期末)如图,矩形的对角线相交于点,下列结论一定正确的是( )
A. B. C. D.
题型二:矩形的性质求角度
4.(24-25九年级上·山西太原·阶段练习)如图,在矩形中,对角线,相交于点O,过点A作的垂线,垂足为E.已知,那么的度数为( )
A.度 B.度 C.度 D.度
5.(23-24八年级下·山西临汾·期末)如图,在矩形中,对角线与相交于点O,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
6.(23-24八年级下·浙江温州·期末)如图,矩形的对角线,相交于点O,于点E,,则的度数为( )
A. B. C. D.
题型三:矩形的性质求线段
7.(24-25九年级上·山西运城·期中)如图,在矩形中,,对角线与相交于点O,,垂足为E.若,则的长为( )
A.3 B.4 C. D.6
8.(23-24八年级下·广东广州·期末)如图,在矩形中,点在上,,,作于点G,交于F,则的长是( )
A. B. C.3 D.2
9.(23-24八年级下·内蒙古呼伦贝尔·期末)如图,矩形面积为40,点在边上,,,垂足分别为.若,则( ).
A.4 B.2.5 C.5 D.10
题型四:矩形的性质求面积和坐标
10.(23-24九年级上·全国·单元测试)如图,点是矩形的对角线上一点,过点作,分别交,于,,连接,.若,,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
11.(2021·湖南株洲·一模)如图,在平面直角坐标系中,将矩形AOCD沿直线AE折叠,折叠后顶点D恰好落在边OC上的点F处.若点D的坐标为,则点E的坐标为( )
A. B. C. D.
12.(23-24九年级上·四川达州·期中)如图,在中,的垂直平分线分别交于点D,F,交的延长线于点E,已知,,则四边形的面积为( )
A. B. C. D.
题型五:矩形的折叠问题
13.(24-25八年级上·湖南长沙·期末)如图所示,折叠矩形的一边,使点D落在边上点F处,若,则的长为( )
A.2 B.3 C. D.5
14.(24-25九年级上·广东揭阳·期中)如图,在矩形中,,,为边上一点,将沿折叠,点落在点处,、分别交于点、,已知.则的长为( )
A. B. C. D.5
15.(23-24八年级下·湖北襄阳·期末)如图,在矩形 中,,,对角线 相交于点,过 作 于点,将沿 折叠,点恰好落在线段的点处, 则的长为 ( )
A. B. C. D.
题型六:添加一个条件成为矩形问题
16.(24-25九年级上·陕西汉中·期末)如图,下列条件中,能够判定为矩形的是( )
A. B. C. D.
17.(24-25九年级上·陕西西安·期中)如图,要使平行四边形成为矩形,需要添加的条件是( )
A. B. C. D.
18.(23-24八年级下·山东聊城·期末)如图,四边形为平行四边形,延长到E,使,连接,,,添加一个条件,不能使四边形成为矩形的是( )
A. B. C. D.
题型七:矩形的判定证明问题
19.(23-24八年级下·天津西青·期中)如图,在中,,是中线,是的外角的平分线,,垂足为.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)与之间的关系是什么?请说明理由.
20.(24-25九年级上·陕西西安·期中)如图,在中,,是的中点,是的中点,,交的延长线于点,连接.求证:四边形是矩形.
21.(24-25九年级上·陕西咸阳·期末)如图,在中,点O为线段的中点,延长交的延长线于点E,连接,.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)连接.若,求的长.
题型八:直角三角形斜边上的中线问题
22.(24-25八年级下·全国·期末)如图,的周长是,对角线与交于点,,的周长比的周长多是的中点,则的长度为( )
A. B. C. D.
23.(24-25八年级上·浙江金华·期中)如图,已知平分,,,,于点D,于点E.如果点M是的中点,那么的长是( )
A.1 B. C. D.
24.(23-24八年级下·湖南娄底)如图,已知中,,,垂足为点,是边上的中线.
(1)若,求的度数.
(2)若,,求的长.
题型九:矩形的性质和判定综合性问题
25.(24-25九年级上·陕西渭南·期中)如图,点E是对角线上的点(不与A,C重合),连接,过点E作交于点F.连接交于点G,,.
(1)求证:是矩形;
(2)若点E为的中点,求的度数.
26.(23-24八年级下·全国·期末)如图,在四边形中,,
(1)求证:四边形为矩形;
(2)E 是 边的中点,F 为边上一点,延长、交于点 G.
①若F为的中点, ,求的长;
②若 求的长.
27.(23-24八年级下·江苏苏州)在矩形纸片中,,.
(1)将矩形纸片沿折叠,使点落在点处如图①.设与相交于点,求的长;
(2)将矩形折叠,使点落在点处,折痕为,如图②,若点恰好在边上,连接,求的长度;
(3)将矩形纸片折叠,使点与重合如图③,求折痕的长.
【高分达标】
一、单选题
1.(24-25九年级上·海南海口·期末)如图,在中,,点D是的中点,,则的长是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
2.(23-24八年级下·天津南开·期中)如图,在矩形中,对角线、相交于点,于点,,则的大小是( )
A. B. C. D.
3.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,要使平行四边形成为矩形,可以添加的条件是( )
A. B. C. D.
4.(2024·安徽安庆·二模)如图,在长方形中,,在上存在一点E,沿直线把折叠,使点D恰好落在边上,设此点为F,若的面积为24,则的长度为( )
A.3.5 B. C.2 D.3
5.(24-25八年级上·山东青岛·期末)如图,在矩形中,,,E为上一点,把沿折叠,使点C落在边上的F处,则的长为( )
A.2 B.7 C.18 D.
6.(24-25八年级上·贵州遵义·阶段练习)如图,在中,,,,P为边上一动点,于E,于F,求的最小值为( )
A.5 B.4.8 C.2.4 D.4
7.(2024八年级下·全国·专题练习)如图,矩形的对角线和相交于点,平分交于点,如果,那么的度数为( )
A. B. C. D.
8.(24-25九年级上·山东济宁·期中)如图,矩形的顶点为坐标原点,,对角线在第一象限的角平分线上.若矩形从图示位置开始绕点以每秒的速度顺时针旋转,则当第2024秒时,矩形的对角线交点的坐标为( )
A. B. C. D.
9.(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)如图,在矩形中,点M在边上,先将矩形纸片沿所在的直线折叠,使点D落在点处,与交于点N.之后再将矩形纸片折叠,使恰好落在直线上,点A落在点处,点B落在点处,折痕为.若,,则的长为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
10.(24-25九年级上·山西·期中)如图,在四边形中,点E,F,G,H分别为边,,和的中点,顺次连接,,和得到四边形.若,,,则四边形的面积等于( )
A.36 B.32 C.24 D.20
二、填空题
1.(24-25八年级下·江苏南京)如图,在矩形纸片中,,将矩形纸片折叠,使点与点重合,则折痕的长为 .
2.(24-25八年级下·河南·阶段练习)如图,矩形的对角线相交于点O,过点O的直线交,于点E,F,若,,则图中阴影部分的面积为 .
3.(24-25八年级下·山东聊城·期中)如图所示,在中,,点D是的中点,点E是的中点,连接,若,则 .
4.(24-25九年级下·广东广州)如图,直角三角形中,,,长为4,射线,点为射线上一点,过点作于点,连接,点为中点,则的最小值为 .
5.(24-25八年级上·湖南衡阳·期末)如图,矩形中,,点在射线上一个动点,把沿直线折叠,当点的对应点刚好落在线段的垂直平分线上时,的长是 .
三、解答题
1.(24-25八年级下·湖南长沙)如图,在中,,两点分别在边,上,连接,,,,且.
(1)求证:四边形为矩形;
(2)若平分,且,,求的长.
2.(24-25九年级上·广东清远·期末)如图,在中,是的中点,,.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)若,求的长.
3.(2025八年级下·全国·专题练习)如图1,在矩形中,,,点,分别在,上,将矩形沿直线折叠.使点落在边上的处,点落在处,连接,若.
(1)求的长;
(2)证明;
(3)如图2,为中点,连接.求的长.
4.(2025八年级下·全国·专题练习)如图,长方形中,为上一点,将沿翻折至与相交于点,且与相交于点.
(1)求证:;
(2)求的长.
5.(23-24八年级下·广东广州)如图,四边形是矩形(),的平分线交于点,交的延长线于点.
(1)求证:;
(2)是的中点,连接,用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明.
6.(23-24八年级下·全国·单元测试)已知矩形的一条边,是边上的一点,将矩形沿折痕折叠,使得顶点落在边上的点处,(如图1).
(1)求的长;
(2) 擦去折痕,连接,设是线段上的一个动点(点与点,不重合).是延长线上的一个动点,并且满足,过点作,垂足为,连接交于点(如图2).
①若M是的中点,求的长;
②试问当点M、N在移动过程中,线段的长度是否发生变化?若变化,说明理由;若不变,求出线段的长度.
2
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18.2.1:矩形
【考点梳理】
· 考点一:矩形性质的理解
· 考点二:矩形的性质求角度
· 考点三:矩形的性质求线段
· 考点四:矩形的性质求面积和坐标
· 考点五:矩形的折叠问题
· 考点六:添加一个条件成为矩形问题
· 考点七:矩形的判定证明问题
· 考点八:直角三角形斜边上的中线问题
· 考点九:矩形的性质和判定综合性问题
【知识梳理】
知识点一:矩形的定义
有一个角是直角的平行四边形叫做矩形,也就是长方形.如图,在□ABCD中,如果∠A=90°,那么□ABCD就是矩形。
知识点二:矩形的性质
性质
数学语言
图形
角
矩形的四个角都是直角
四边形是矩形,
对角线
矩形的对角线相等
四边形是矩形,
对称性
矩形是轴对称图形,它有两条对称轴
技巧归纳:
(1)矩形首先是一个平行四边形,因此它具有平行四边形的所有性质,上述两条性质是它所具有的特殊性质。
(2)矩形的性质是证明线段相等或倍分、角相等以及线段平行、垂直的重要依据。
(3)由于矩形的角都是直角,故常把其相关问题转化为直角三角形的问题来解决。
(4)矩形的两条对角线将矩形分割成4个等腰三角形,所以也常用等腰三角形的性质解决问题。
知识点三:直角三角形的一条重要性质
直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半。
几何语言:如图,在Rt△ABC中,BD是斜边AC上的中线, ∴BD=1/2 AC
知识点四:矩形的判定方法
1: 有一个角是直角的平行四边形是矩形 (用定义判定)
几何语言: 如图,∵∠BAD=90°,四边形ABCD为平行四边形, ∴□ABCD是矩形。
2:对角线相等的平行四边形是矩形。
几何语言:如图,∵AC=BD,四边形ABCD为平行四边形, ∴□ABCD是矩形。
3: 有三个角是直角的四边形是矩形
几何语言: 如图,∠BAD=∠ABC=∠DCB=90°,四边形ABCD是矩形。
【题型归纳】
题型一:矩形性质的理解
1.(23-24八年级下·河北张家口·期中)如图,在矩形中,对角线,交于点,以下说法中错误的是( )
A. B.
C.若,则是等边三角形 D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了矩形的性质,等边三角形的判定,矩形的四个角都是直角,对边平行且相等,对角线互相平分且相等,根据矩形的性质和等边三角形的判定,进行逐一判断即可.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴,故A、B说法正确,不符合题意,
∵,
∴,
∵,
∴是等边三角形,故C正确,不符合题意;
根据现有条件无法证明,故D说法错误,符合题意.
故选:D.
2.(24-25九年级上·四川成都·期末)如图,在矩形中,对角线与相交于点,则下列结论一定正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查矩形的性质,根据矩形的对角线相等且平分,对边平行且相等,逐一进行判断即可.
【详解】解:A、当矩形为正方形时,,故原结论不一定正确,不符合题意;
B、当矩形为正方形时,,故原结论不一定正确,不符合题意;
C、矩形的对角线相等且平分,故,原结论一定正确,符合题意;
D、当矩形为正方形时,,故原结论不一定正确,不符合题意;
故选C.
3.(23-24八年级下·甘肃定西·期末)如图,矩形的对角线相交于点,下列结论一定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了矩形的性质,根据矩形的对角线相等,可得,解题的关键是掌握矩形的性质.
【详解】∵四边形是矩形,
∴,
故选:.
题型二:矩形的性质求角度
4.(24-25九年级上·山西太原·阶段练习)如图,在矩形中,对角线,相交于点O,过点A作的垂线,垂足为E.已知,那么的度数为( )
A.度 B.度 C.度 D.度
【答案】D
【分析】本题考查了矩形的性质,熟练掌握矩形的性质是解题的关键,首先根据矩形的性质得到,,由此可得,然后根据,可以求出,,据此进而得到的度数,最后进一步求出答案即可.
【详解】解:∵四边形为矩形,
∴,,
∴,
∵,
∴,,
在中,,
∴,
∴,
故选:D.
5.(23-24八年级下·山西临汾·期末)如图,在矩形中,对角线与相交于点O,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由四边形是矩形,得出,从而得到是等边三角形,进而得到,根据得到,进而得到,之后利用三角形外角定理得到即可得到答案.
【详解】解:四边形是矩形,
,
,
为等边三角形,
,
,
,
,
为等腰三角形,
,
.
故选:C.
6.(23-24八年级下·浙江温州·期末)如图,矩形的对角线,相交于点O,于点E,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了矩形的性质,垂直的性质,等腰三角形的性质,三角形外角的性质,熟练掌握矩形的性质是解题的关键.根据矩形的性质可得,由等边对等角可得,利用三角形外角性质可得,结合,即可求出.
【详解】解: 四边形是矩形,
,
,
,
,
,
.
故选:A.
题型三:矩形的性质求线段
7.(24-25九年级上·山西运城·期中)如图,在矩形中,,对角线与相交于点O,,垂足为E.若,则的长为( )
A.3 B.4 C. D.6
【答案】C
【分析】本题考查了矩形的性质,线段垂直平分线的性质、等边三角形的判定与性质以及勾股定理,由矩形的性质可得,,,由线段垂直平分线的性质可得,可证是等边三角形得到,由勾股定理可求解.
【详解】解:四边形是矩形,
,,,
,
∵
,
∵,
,
,
即是等边三角形,
,则,
在中,,
∴,
故选:C.
8.(23-24八年级下·广东广州·期末)如图,在矩形中,点在上,,,作于点G,交于F,则的长是( )
A. B. C.3 D.2
【答案】B
【分析】根据题意,,,可得,这样得,设,则,利用勾股定理计算即可.
本题考查了矩形的性质,勾股定理,线段的垂直平分线的判定和性质,熟练掌握勾股定理,线段的垂直平分线的判定和性质是解题的关键.
【详解】解:∵矩形 ,,,
∴,,,
∴,
∴,
∵,,
∴直线是线段的垂直平分线,
∴,
设,则,
则,
解得,
故选:B.
9.(23-24八年级下·内蒙古呼伦贝尔·期末)如图,矩形面积为40,点在边上,,,垂足分别为.若,则( ).
A.4 B.2.5 C.5 D.10
【答案】A
【分析】本题考查了矩形的性质、三角形面积公式,令与相交于点,连接,由矩形的性质得出,,结合,计算即可得出答案,熟练掌握矩形的性质是解此题的关键.
【详解】解:如图,令与相交于点,连接,
,
∵四边形是矩形,
∴,
∵矩形面积为40,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
故选:A.
题型四:矩形的性质求面积和坐标
10.(23-24九年级上·全国·单元测试)如图,点是矩形的对角线上一点,过点作,分别交,于,,连接,.若,,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查矩形的性质、三角形的面积等知识,由矩形的性质可证明,即可求解.
【详解】解:作于,交于.
则有四边形,四边形,四边形,四边形都是矩形,
,,,,,
,
,
故选:C.
11.(2021·湖南株洲·一模)如图,在平面直角坐标系中,将矩形AOCD沿直线AE折叠,折叠后顶点D恰好落在边OC上的点F处.若点D的坐标为,则点E的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据折叠的性质得到AF=AD,所以在直角△AOF中,利用勾股定理求得OF=6,然后设EC=x,则EF=DE=8-x,CF=10-6=4,根据勾股定理列方程求出EC可得点E的坐标.
【详解】解:∵四边形AOCD为矩形,D的坐标为(10,8),
∴AD=OC=10,DC=AO=8,
∵矩形沿AE折叠,使D落在BC上的点F处,
∴AD=AF=10,DE=EF,
在Rt△AOF中,OF= =6,
∴FC=10−6=4,
设EC=x,则DE=EF=8−x,
在Rt△CEF中,EF2=EC2+FC2,
即(8−x)2=x2+42,
解得x=3,即EC的长为3,
∴点E的坐标为(10,3).
故选择A.
【点睛】本题考查矩形的性质,折叠性质,勾股定理,掌握矩形的性质,折叠性质,勾股定理,利用勾股定理构造方程是解题关键.
12.(23-24九年级上·四川达州·期中)如图,在中,的垂直平分线分别交于点D,F,交的延长线于点E,已知,,则四边形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,易证,可得四边形为矩形,即可证明,可求得的长,根据是中位线可以求得的长度,即可求得矩形的面积,即可解题.
【详解】解:∵
∴F是的中点,
∵D是中点,
∴是中位线,
∴,
∵是的垂直平分线,
∴
∴,
∴四边形为矩形,
∵在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴
∴,
∴矩形面积.
故选:A.
题型五:矩形的折叠问题
13.(24-25八年级上·湖南长沙·期末)如图所示,折叠矩形的一边,使点D落在边上点F处,若,则的长为( )
A.2 B.3 C. D.5
【答案】B
【分析】本题考查矩形的性质、折叠性质、勾股定理,熟练掌握折叠性质和勾股定理求解是解答的关键.
设,由折叠性质得到,,然后利用勾股定理求解即可.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴,,,
∵折叠,
∴,,
在中, ,
∴,
设
在中,,
∴,解得,
故选:A.
14.(24-25九年级上·广东揭阳·期中)如图,在矩形中,,,为边上一点,将沿折叠,点落在点处,、分别交于点、,已知.则的长为( )
A. B. C. D.5
【答案】C
【分析】本题考查了翻折变换,矩形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理等知识,根据证明可得,设,利用勾股定理求根据方程求出x即可解决问题;
【详解】在和中,
,
∴;
∴,
∴,
设,
则,
在中,,
∴,
解得,
∴;
故选:C
15.(23-24八年级下·湖北襄阳·期末)如图,在矩形 中,,,对角线 相交于点,过 作 于点,将沿 折叠,点恰好落在线段的点处, 则的长为 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了矩形的性质,勾股定理,三角形的面积,折叠的性质,由矩形的性质及勾股定理可得,进而由三角形的性质可得,再由勾股定理得,即可由折叠的性质得,最后由线段的和差关系即可求解,掌握矩形的性质是解题的关键.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
即,
∴,
∴,
由折叠可得,,
∴,
故选:.
题型六:添加一个条件成为矩形问题
16.(24-25九年级上·陕西汉中·期末)如图,下列条件中,能够判定为矩形的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了矩形的判定、平行四边形的性质等知识;由矩形的判定定理分别对各个选项进行判断即可.
【详解】解:在中,添加,由对角线相等的平行四边形是矩形,故能判定是矩形,
在中,添加或或,都不能判定是矩形,
故选:D.
17.(24-25九年级上·陕西西安·期中)如图,要使平行四边形成为矩形,需要添加的条件是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】此题重点考查矩形的判定定理、菱形的定义和菱形的判定定理等知识,由平行四边形的性质得,则,而,所以,推导出,则四边形是菱形,可判断A不符合题意;由四边形是平行四边形,且,可推导出四边形是矩形,可判断B符合题意;由四边形是平行四边形,且,可证明四边形是菱形,可判断C不符合题意;由四边形是平行四边形,且,可判断四边形是菱形,可判断D不符合题意,于是得到问题的答案.
【详解】解:四边形是平行四边形,
,
,
,
,
,
四边形是菱形,但不一定是矩形,
故A不符合题意;
四边形是平行四边形,且,
四边形是矩形,
故B符合题意;
四边形是平行四边形,且,
四边形是菱形,但不一定是矩形,
故C不符合题意;
四边形是平行四边形,且,
四边形是菱形,但不一定是矩形,
故D不符合题意,
故选:B.
18.(23-24八年级下·山东聊城·期末)如图,四边形为平行四边形,延长到E,使,连接,,,添加一个条件,不能使四边形成为矩形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了平行四边形的性质与判定,矩形的判定等,熟练掌握相关的判定定理与性质定理是解题的关键.
先证明四边形为平行四边形,再根据矩形的判定进行解答.
【详解】∵四边形为平行四边形,
∴,,
又∵,
∴,且,
∴四边形为平行四边形,
A.∵,,
∴,
∴为矩形,故本选项不符合题意;
B.∵对角线互相垂直的平行四边形为菱形,不一定为矩形,故本选项符合题意;
C.∵,
∴,
∴为矩形,故本选项不符合题意;
D.∵,
∴,
∴为矩形,故本选项不符合题意,
故选:B.
题型七:矩形的判定证明问题
19.(23-24八年级下·天津西青·期中)如图,在中,,是中线,是的外角的平分线,,垂足为.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)与之间的关系是什么?请说明理由.
【答案】(1)见解析;
(2),,理由见解析.
【分析】本题考查了矩形的判定与性质,等腰三角形的性质,中位线的性质与判定,熟练掌握以上知识点是解题的关键;
(1)根据等腰三角形三线合一得到,,结合是的外角的平分线,可得出,又由即可得到,然后根据矩形的判断即可得证;
(2)利用矩形的性质可求,根据三角形中线可得,得出是的中位线,即可得出结论.
【详解】(1)证明:中,,是中线,
,,
,
为的外角的平分线,
,
,
即,
,
,
四边形是矩形;
(2)解:,,理由如下:
由(1)知,四边形为矩形,
,
中,是中线,
,
是的中位线,
,.
20.(24-25九年级上·陕西西安·期中)如图,在中,,是的中点,是的中点,,交的延长线于点,连接.求证:四边形是矩形.
【答案】见解析
【分析】本题考查了矩形的判定,全等三角形的性质与判定,三线合一定理,先证明,得到,再证明四边形是平行四边形,再由矩形的判定方法即可证明四边形是矩形,掌握其性质定理是解题的关键.
【详解】证明:∵,
∴,,
∵是的中点,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形.
∵,是的中点,
∴,
∴四边形是矩形.
21.(24-25九年级上·陕西咸阳·期末)如图,在中,点O为线段的中点,延长交的延长线于点E,连接,.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)连接.若,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】()证,得,再证四边形是平行四边形,然后证,即可得出结论;
()过点作于点,由矩形的性质得,,再由等腰三角形的性质得,则为的中位线,得,然后由平行四边形的性质得,进而由勾股定理即可得出结论.
【详解】(1)证明:∵为的中点,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴,
∴平行四边形是矩形;
(2)解:如图,过点作于点,
∵四边形是矩形,
∴,,,,
∴,
∵,
∴,
∴为的中位线,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
在中,由勾股定理得:,
即的长为.
【点睛】本题考查了平行四边形的判定和性质,矩形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,三角形中位线定理以及勾股定理,熟练掌握相关判定定理和性质定理是解题的关键.
题型八:直角三角形斜边上的中线问题
22.(24-25八年级下·全国·期末)如图,的周长是,对角线与交于点,,的周长比的周长多是的中点,则的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】此题考查了平行四边形的性质,勾股定理,直角三角形斜边中线的性质,解题的关键是掌握以上知识点.首先根据题意得到,,然后求出,,然后根据勾股定理求出,然后根据直角三角形斜边中线性质求解即可.
【详解】∵的周长是
∴
∵的周长比的周长多
∴
∴
∴,
∴
∵
∴
∴
∵是的中点
∴.
故选:C.
23.(24-25八年级上·浙江金华·期中)如图,已知平分,,,,于点D,于点E.如果点M是的中点,那么的长是( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【分析】由平分,,,,易得是等腰三角形,,由含30度角的直角三角形的性质,即可求得的长,进而求得的长,然后由直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,即可求得的长.
【详解】解:∵平分,,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,点M是的中点,
∴,
故选:C.
【点睛】本题主要考查了角平分线的有关计算,两直线平行内错角相等,等角对等边,三角形外角的性质,直角三角形的两个锐角互余,含30度角的直角三角形的性质,勾股定理,直角三角形斜边中线等于斜边的一半等知识点,熟练掌握相关知识点并能加以综合运用是解题的关键.此题难度适中,注意数形结合思想的应用.
24.(23-24八年级下·湖南娄底·阶段练习)如图,已知中,,,垂足为点,是边上的中线.
(1)若,求的度数.
(2)若,,求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】()根据垂直定义可得,从而利用直角三角形的两个锐角互余可得,然后利用直角三角形斜边上的中线性质可得,从而可得,最后利用角的和差关系进行计算即可解答;
()在中,利用勾股定理求出的长,再利用面积法求出的长,最后在中,利用勾股定理进行计算即可解答;
本题考查了勾股定理,等腰三角形的性质,直角三角形斜边上的中线,熟练掌握勾股定理,以及直角三角形斜边上的中线性质是解题的关键.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∵,是边上的中线,
∴,
∴,
∴,
∴的度数为;
(2)解:在中,,,
∴,
∵的面积,
∴,
∴,
解得,
∵,
∴,
∴的长为.
题型九:矩形的性质和判定综合性问题
25.(24-25九年级上·陕西渭南·期中)如图,点E是对角线上的点(不与A,C重合),连接,过点E作交于点F.连接交于点G,,.
(1)求证:是矩形;
(2)若点E为的中点,求的度数.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)先由平行四边形的性质得到,则,由等边对等角得到,则可证明,进而可证明平行四边形是矩形;
(2)由矩形的性质得到,则可证明是等边三角形,得到,则.
【详解】(1)证明:∵四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴平行四边形是矩形;
(2)解:∵四边形是矩形,点E为的中点,
∴,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查了矩形的性质与判定,等边三角形的性质与判定,等腰三角形的性质与判定,平行四边形的性质等等,熟知矩形的性质与判定定理是解题的关键:
26.(23-24八年级下·全国·期末)如图,在四边形中,,
(1)求证:四边形为矩形;
(2)E 是 边的中点,F 为边上一点,延长、交于点 G.
①若F为的中点, ,求的长;
②若 求的长.
【答案】(1)见解析
(2)①6;②12
【分析】(1)先利用已知条件得出四边形为平行四边形,再得出,即可得出四边形为矩形.
(2)①由矩形的性质得出,,再由线段中点的定义得出,进而证明,由全等三角形的性质可得出,,最后再得出,根据等角对等边即可得出答案.
②由①知可得出,设,根据勾股定理得代入数值求出x的值,进而可求出.
【详解】(1)证明:∵,,
∴四边形为平行四边形,
∴
又∵,
∴.
∴四边形为矩形.
(2)①∵四边形为矩形,
∴,,
∴,,
∵E是边的中点,
∴.
在和中,
∴
∴,
∵,F为的中点,
∴,.
∴.
∴,
∵,
∴,.
∵,
∴.
∴,
∴.
②由①知,
∴,
∴,
设,
根据勾股定理得:
即
【点睛】本题主要考查了矩形的判定以及性质,全等三角形的判定以及性质,等角对等边,勾股定理等知识,掌握这些判定定理以及性质是解题的关键.
27.(23-24八年级下·江苏苏州·阶段练习)在矩形纸片中,,.
(1)将矩形纸片沿折叠,使点落在点处如图①.设与相交于点,求的长;
(2)将矩形折叠,使点落在点处,折痕为,如图②,若点恰好在边上,连接,求的长度;
(3)将矩形纸片折叠,使点与重合如图③,求折痕的长.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查了翻折变换的性质,矩形的性质,勾股定理的应用,菱形的判定与性质,熟记翻折的性质并利用勾股定理列出方程是解题的关键.
(1)根据折叠的性质可得,再根据两直线平行,内错角相等可得,然后求出,根据等角对等边可得,设,表示出,在中,利用勾股定理列出方程求解即可;
(2)由折叠得,,再由勾股定理得,可得,最后由勾股定理求解即可;
(3)根据折叠的性质可得,设,表示出,然后在中,利用勾股定理列出方程求出,再连接、,根据翻折的性质可得,,根据两直线平行,内错角相等求出,然后求出,根据等角对等边可得,从而求出四边形是菱形,再利用勾股定理列式求出,然后根据菱形的面积列出方程求解即可.
【详解】(1)
解:由折叠得,,
矩形的对边,
,
,
,
设,则,
在中,,
即,
解得,
;
(2)
解:由折叠得,,
在中,,
,
,
在中,,
;
(3)
解:由折叠得,,设,
则,
在中,,
即,
解得,
,
连接、,
由翻折的性质可得,,,
矩形的边,
,
,
,
,
四边形是菱形,
在中,,
,
即,
解得.
【高分达标】
一、单选题
1.(24-25九年级上·海南海口·期末)如图,在中,,点D是的中点,,则的长是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】本题主要考查了直角三角形的性质,直角三角形中,斜边上的中线等于斜边的一半,据此可得答案.
【详解】解:∵在中,,点D是的中点,
∴,
故选:B.
2.(23-24八年级下·天津南开·期中)如图,在矩形中,对角线、相交于点,于点,,则的大小是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查矩形的知识,解题的关键是掌握矩形的性质,根据题意,则,点是对角线的交点,则,根据等边对等角,则,,再根据,等边三角形的三线合一,即可.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴是等边三角形,
∵,
∴,
故选:C.
3.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,要使平行四边形成为矩形,可以添加的条件是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查矩形的判定,熟练掌握矩形的判定是解题的关键,根据矩形的判定方法逐一判断即可得到答案.
【详解】解:A、根据平行四边形中邻边相等,可证得四边形为菱形,故此项错误;
B、根据平行四边形中对角线垂直,可证得四边形为菱形,故此项错误;
C、根据平行四边形中一个角等于,可证得四边形为距形,故此项正确;
D、平行四边形对角线平分一组对角,得,不能证明四边形为距形,故此项错误;
故选:C.
4.(2024·安徽安庆·二模)如图,在长方形中,,在上存在一点E,沿直线把折叠,使点D恰好落在边上,设此点为F,若的面积为24,则的长度为( )
A.3.5 B. C.2 D.3
【答案】B
【分析】本题考查了矩形的性质、折叠的性质、勾股定理,由矩形的性质可得,,,求出,再由勾股定理结合折叠的性质可得,,设,则,再由勾股定理计算即可得解.
【详解】解:∵在长方形中,,
∴,,,
∵的面积为24,
∴,
∴,
∴,
由折叠的性质可得,,
∴,
设,则,
由勾股定理可得:,即,
解得:,
∴,
故选:B.
5.(24-25八年级上·山东青岛·期末)如图,在矩形中,,,E为上一点,把沿折叠,使点C落在边上的F处,则的长为( )
A.2 B.7 C.18 D.
【答案】D
【分析】此题重点考查矩形的性质、翻折变换的性质、勾股定理等知识,求得,并且根据勾股定理正确地列出方程是解题的关键.
由矩形的性质得,,,由折叠得,,则,所以,由勾股定理得,求得,即可解答.
【详解】解:四边形是矩形,,,
,,,
把沿折叠,点C落在边上的F处,
,,
,,
,
,
,
解得:,
故选:D.
6.(24-25八年级上·贵州遵义·阶段练习)如图,在中,,,,P为边上一动点,于E,于F,求的最小值为( )
A.5 B.4.8 C.2.4 D.4
【答案】B
【分析】本题考查勾股定理逆定理,垂线段最短,矩形的判定和性质,解题的关键在于熟练掌握相关知识.连接,利用勾股定理逆定理推出,证明四边形为矩形,进而得到,结合垂线段最短得到当于点时,最小,即最小,再结合等面积法求解,即可解题.
【详解】解:连接,
在中,,,,
又,即,
,
于E,于F,
,
四边形为矩形,
,
当于点时,最小,即最小,
有,
故选:B.
7.(2024八年级下·全国·专题练习)如图,矩形的对角线和相交于点,平分交于点,如果,那么的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据矩形性质得出:,,,,根据等腰三角形的判定得出,证明为等边三角形,得出,根据等腰三角形的性质得出即可.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴,,,,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴为等边三角形,
∴,
∴,
∵,
∴,
故选:C.
【点睛】本题主要考查了矩形的性质,等腰直角三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,三角形内角和定理,解题的关键是熟练掌握相关的判定和性质.
8.(24-25九年级上·山东济宁·期中)如图,矩形的顶点为坐标原点,,对角线在第一象限的角平分线上.若矩形从图示位置开始绕点以每秒的速度顺时针旋转,则当第2024秒时,矩形的对角线交点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查旋转变换,矩形的性质等知识,解题的关键是明确题意,发现点G的变化特点,利用数形结合的思想解答.每秒旋转,8秒一个循环,,第2024秒时,矩形的对角线交点G与原位置的点G的坐标相同,由此可得到点G的坐标.
【详解】解:∵四边形是矩形,,
∴,,,
∴,
∵每秒旋转,,
∴8秒一个循环,
∵,
∴点G与原位置的点G的坐标相同,
∴原位置的点G在第一象限的角平分线上,设,
∴,
解得:,
∴点G的坐标为.
故选:A.
9.(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)如图,在矩形中,点M在边上,先将矩形纸片沿所在的直线折叠,使点D落在点处,与交于点N.之后再将矩形纸片折叠,使恰好落在直线上,点A落在点处,点B落在点处,折痕为.若,,则的长为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】C
【分析】本题考查矩形与折叠,勾股定理,等腰三角形的判定和性质,根据平行线的性质和折叠的性质得出,根据等腰三角形的判定得出;根据折叠和平行线的性质得出,根据等腰三角形的判定得出,证明,设,在中,利用勾股定理求出的值,最后求出结果即可.
【详解】解:∵矩形纸片沿所在的直线折叠,
∴,,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∴,
∴;
由四边形折叠得到四边形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
即;
设,则:,
在中,由勾股定理,得:,
∴,
∵,
∴,
故选:C.
10.(24-25九年级上·山西·期中)如图,在四边形中,点E,F,G,H分别为边,,和的中点,顺次连接,,和得到四边形.若,,,则四边形的面积等于( )
A.36 B.32 C.24 D.20
【答案】C
【分析】此题考查了矩形的性质和判定,三角形中位线的性质和判定,解题的关键是掌握以上知识点.
首先证明出是的中位线,得到,,同理得到,,然后证明出四边形是矩形,然后根据矩形的性质求解即可.
【详解】解:∵点E,F,分别为边,的中点,
∴是的中位线
∴,
同理可得,是的中位线
∴,
∵
∴
∵点G,H分别为边和的中点,
∴是的中位线
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形
又∵
∴四边形是矩形
∴四边形的面积等于.
故选:C.
二、填空题
1.(24-25八年级下·江苏南京·阶段练习)如图,在矩形纸片中,,将矩形纸片折叠,使点与点重合,则折痕的长为 .
【答案】
【分析】本题考查了矩形的判定和性质及折叠的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理的运用,掌握矩形的性质,全等三角形的判定和性质得出是解题的关键.
根据矩形的性质和折叠的性质,,,设,则,运用勾股定理得到,则,再证,得到,,如图所示,过点作于点,在中运用勾股定理得到,即可求解.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴,,
∵折叠,
∴,,,
设,则,
在中,,
∴,
解得,,
∴,则,
∵,
∴,即,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
如图所示,过点作于点,
∴四边形是矩形,
∴,,
∴,
在中,,
故答案为: .
2.(24-25八年级下·河南·阶段练习)如图,矩形的对角线相交于点O,过点O的直线交,于点E,F,若,,则图中阴影部分的面积为 .
【答案】6
【分析】本题主要考查了矩形的性质,全等三角形的性质和判定,
根据矩形的性质可知,可得,进而得出,再根据阴影部分的面积可得答案.
【详解】∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴阴影部分的面积.
故答案为:6.
3.(24-25八年级下·山东聊城·期中)如图所示,在中,,点D是的中点,点E是的中点,连接,若,则 .
【答案】
【分析】本题考查了三角形中位线定理,直角三角形的性质,勾股定理,由直角三角形的性质得出,由三角形中位线定理得出,由勾股定理求出,则可求出答案.熟练掌握三角形中位线定理是解题的关键.
【详解】解:点D是的中点,点E是的中点,
,
,点D是的中点,
,
根据勾股定理,
.
故答案为:3.
4.(24-25九年级下·广东广州·阶段练习)如图,直角三角形中,,,长为4,射线,点为射线上一点,过点作于点,连接,点为中点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了平行四边形的判定与性质,直角三角形的性质,勾股定理,延长交于点N,连接,易得四边形是平行四边形,进而得到三点共线,再利用直角三角形的性质得到,当时,有最小值,即有最小值,求出,即可求出,利用勾股定理即可求出,即可解答.
【详解】解:延长交于点N,连接,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∵点为中点,
∴三点共线,
∵,
∴,
当时,有最小值,即有最小值,
∵中,,,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值为
故答案为:.
5.(24-25八年级上·湖南衡阳·期末)如图,矩形中,,点在射线上一个动点,把沿直线折叠,当点的对应点刚好落在线段的垂直平分线上时,的长是 .
【答案】或
【分析】分两种情况讨论,由折叠的性质可得,由勾股定理可求得,再由勾股定理可求得的长.
【详解】解:如图,若点在线段上时,过点作,
∵四边形是矩形,
∴
∵,
四边形是矩形,
∵把沿直线折叠,当点的对应点刚好落在线段的垂直平分线上
;
如图,点在线段的延长线上,过点作,
同理可求得,,
综上所述,的长为或,
故答案为:或
【点睛】本题考查翻折变、矩形的性质、勾股定理、线段垂直平分线的性质等知识,利用分类讨论思想解决问题是解题关键.
三、解答题
1.(24-25八年级下·湖南长沙·阶段练习)如图,在中,,两点分别在边,上,连接,,,,且.
(1)求证:四边形为矩形;
(2)若平分,且,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了矩形的性质与判定、平行四边形的性质、勾股定理,熟练掌握相关知识点是解题的关键.
(1)利用平行四边形的性质得到,,,由得到,进而得到,再通过证明得到,最后利用矩形的判定即可证明;
(2)根据角平分线的定义得到,再利用平行线的性质得到,则有,由(1)中的结论可得,,设,在和利用勾股定理建立方程,解方程求出的值即可解答.
【详解】(1)证明:,
,,,
,
,
又,
,
在和中,
,
,
,
,
,
四边形为矩形.
(2)解:,
,,,
平分,
,
,
,
,
,
由(1)中的结论得,,,四边形为矩形,
,,
设,则,
在中,,
在中,,
,
解得:,
的长为.
2.(24-25九年级上·广东清远·期末)如图,在中,是的中点,,.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)若,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查了矩形的判定以及性质,三腰三角形三线合一的性质,勾股定理等知识,掌握这些性质是解题的关键.
(1)由等腰三角形三线合一的性质得出,有平行线的性质得出,结合已知条件可得出,即可证明四边形是矩形.
(2)由(1)可知四边形是矩形.由矩形的性质得出,,,由勾股定理求出,最后根据等面积法可得出,即可求出.
【详解】(1)证明:∵,是的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴四边形是矩形;
(2)解: 由(1)可知四边形是矩形.
∴,
∵,是的中点,
∴,
在中,,
∵
∴
3.(2025八年级下·全国·专题练习)如图1,在矩形中,,,点,分别在,上,将矩形沿直线折叠.使点落在边上的处,点落在处,连接,若.
(1)求的长;
(2)证明;
(3)如图2,为中点,连接.求的长.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【分析】(1)根据矩形性质与折叠性质可得,,设,则,根据勾股定理即可求解;
(2)根据折叠性质,平行线性质可得结论;
(3)过点B作于点H,由折叠性质以及矩形性质可得,证明,得到,,利用勾股定理即可求解.
【详解】(1)解:四边形为矩形,
,
由折叠可知,,
设,则,
在中,
,
即,
解得:,
则;
(2)证明:由折叠可知,
在矩形中,,
,
;
(3)如图,过点B作于点H,
由矩形折叠可知,,
,
,
四边形是矩形,
,
,
,
在与中,
,
,
,
,
,
.
【点睛】本题考查了矩形与折叠,全等三角形的判定与性质,平行线的性质,勾股定理等知识,熟练掌握相关性质定理是解题关键.
4.(2025八年级下·全国·专题练习)如图,长方形中,为上一点,将沿翻折至与相交于点,且与相交于点.
(1)求证:;
(2)求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查勾股定理与折叠问题,全等三角形的判定与性质,在直角三角形中,两直角边的平方和等于斜边的平方.
(1)由折叠的性质得出,从而得到,然后可证明,根据全等三角形的性质即可证明;
(2)由,得出,从而得到,设,则,求出,根据勾股定理得出方程,解方程即可.
【详解】(1)证明:四边形是长方形,
.
由翻折的性质可知.
在和中,
,
,
.
(2)解:,
.
,
.
设,
则,
.
在中,根据勾股定理,得,
,
解得:,
.
5.(23-24八年级下·广东广州·阶段练习)如图,四边形是矩形(),的平分线交于点,交的延长线于点.
(1)求证:;
(2)是的中点,连接,用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)见解析
(2),见解析
【分析】本题考查矩形的性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质,掌握这些知识点是解题的关键.
(1)根据矩形的性质得出,再证明,等量代换即可得出答案;
(2)依题意补全图形,线段之间的数量关系是:.连接,先证明,再证明,进而得出,根据,即可得出结论.
【详解】(1)证明:四边形是矩形,
,
,
平分,
,
,
,
,
;
(2)解:线段,,之间的数量关系是:.
证明:连接,,.
在中,是的中点,
,
,,
,
,,
∵,
,
,,
,
,
,
.
6.(23-24八年级下·全国·单元测试)已知矩形的一条边,是边上的一点,将矩形沿折痕折叠,使得顶点落在边上的点处,(如图1).
(1)求的长;
(2) 擦去折痕,连接,设是线段上的一个动点(点与点,不重合).是延长线上的一个动点,并且满足,过点作,垂足为,连接交于点(如图2).
①若M是的中点,求的长;
②试问当点M、N在移动过程中,线段的长度是否发生变化?若变化,说明理由;若不变,求出线段的长度.
【答案】(1)
(2)①;②当点、在移动过程中,线段的长度是不发生变化,长度为
【分析】(1)设,根据折叠可得,,利用勾股定理,在中,,即,即可解答;
(2)①过点A作于点G,延长,取,连接,
根据勾股定理求出的长,由,所以,在中,证明,得出,,证明四边形为平行四边形,得出,说明H是的中点,根据中位线的性质得到即可;
②作,交于点Q,求出,,得出,根据,得出,根据,证出,得出,再求出,最后代入即可得出线段的长度不变.
【详解】(1)解:设,则,,
在中,,
即,
解得:,
即.
(2)解:①如图2,过点A作于点G,延长,取,连接,
由(1)中的结论可得:,,,
∴,
∵,
∴,
在中,,
∵M是的中点,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∴四边形为平行四边形,
∴,
∴,
∴H是的中点,
∴.
②当点M、N在移动过程中,线段的长度是不发生变化;
作,交于点Q,如图3,
∵,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
∵,,
∴.
∵,
∴,在和中,,
∴.
∴,
∴.
∴当点M、N在移动过程中,线段的长度是不发生变化,长度为.
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