内容正文:
52
专题特训(五) 正方形中的常见模型 ▶ “答案与解析”见P23
类型一 与45°有关的模型
1.
如图,在正方形ABCD 中,AB=1,E、F 分别
是边BC、CD 上的点,连接EF、AE、AF,过
点A 作AH⊥EF 于点H,EF=BE+DF.
有下列结论:①
EA 平分∠BEF;②
FH=
FD;③
∠EAF=45°;④
S△EAF=S△ABE+
S△ADF;⑤
△CEF 的周长为2.其中,正确的
个数是 ( )
(第1题)
A.
2 B.
3 C.
4 D.
5
2.
如图,在正方形ABCD 中,点E 在BC 上,点
F在CD 上,连接AE、AF、EF,∠EAF=45°,
BE=3,CF=4,则正方形ABCD 的边长为
.
(第2题)
3.
如图,在正方形ABCD 中,点E、F 分别在边
BC、CD 上,且∠EAF=45°,AE 与AF 分别
交对角线BD 于点M、N,连接EF.有下列结
论:①
∠BAE+∠DAF=45°;②
∠AEB=
∠AEF=∠ANM;③
BM +DN =MN;
④
BE+DF=EF.其中,正确的是
(填序号).
(第3题)
4.
如图,E 为正方形ABCD 外一点,∠BEC=
45°,连接AE.
(1)
求∠AEB 的度数.
(2)
求证:AE+CE=2BE.
(第4题)
5.
(2023·南通改编)在正方形ABCD 中,点E
在边BC、CD 上运动(不与正方形的顶点重
合).作射线AE,将射线AE 绕点A 按逆时
针方向旋转45°,交射线CD 于点F.
(1)
如图,点E 在边BC 上,BE=DF,则图
中与线段AE 长度相等的线段是 .
(2)
过点E 作EG⊥AF,垂足为G,连接
DG,求∠GDC 的度数.
(第5题)
数学(苏科版)八年级下
53
类型二 “三垂直”模型
6.
如图,在正方形ABCD 中,O 为对角线AC、
BD 的交点,E、F 分别为边BC、CD 上一点,
连接OE、OF、EF,OE⊥OF.若∠AOE=
150°,EF=4,则DF 的长为 .
(第6题)
7.
如图,正方形ABCD 的边长为5,E、F 是正
方形ABCD 内的两点,且 AE=FC=3,
BE=DF=4,求EF 的长.
(第7题)
8.
如图,在边长为2的正方形ABCD 中,P 是
对角线AC 上的一个动点(点P 与点A、C 不
重合),过点P 作PE⊥PB,PE 交DC 于点
E,过点E 作EF⊥AC,垂足为F.
(1)
求证:PB=PE.
(2)
在点P 的运动过程中,PF 的长是否发
生变化? 若不变,请求出PF 的长;若变化,
请说明理由.
(第8题)
类型三 “十字架”模型
答案讲解
9.
如图,在正方形ABCD 中,点E、F、
G 分别在CD、AD、BC 上,且FG⊥
BE,垂足为O.
(1)
求证:BE=FG.
(2)
若O 是BE 的中点,且BC=8,EC=3,
求AF 的长.
(第9题)
第9章 中心对称图形——平行四边形
∴
CF =EF,CD =ED =AD,
∠DCF=∠DEF.
∴
∠DEF=∠DAF.
∴
∠DAF=∠DCF.
∵
∠FAC + ∠FCA = ∠FAC +
∠DAF+∠DCA=90°,
∴
∠AFC =180°- (∠FAC +
∠FCA)=90°.
在Rt△ACF 中,AC2=AF2+CF2=
AF2+EF2.
在Rt△ACD 中,AD2+CD2=AC2.
∴
2CD2=AF2+EF2,即 CD2=
1
2
(AF2+EF2).
(3)
连接DE、CE、AC、CF,CE 与DP
交于点H.
如图③,当点F 在点D、H 之间时,
DF= 22
(a-b).
如图④,当点D 在点F、H 之间时,
DF= 22
(b-a).
如图⑤,当点 H 在点F、D 之间时,
DF= 22
(a+b).
(第12题)
专题特训(五) 正方形中的
常见模型
1.
D [解析]
∵
四边形ABCD 是正
方形,∴
∠BAD=∠B=∠ADC=
90°,AB=AD.如图,把△ABE 绕点
A 按 逆 时 针 方 向 旋 转 90°,得 到
△ADG, 则 △ABE ≌ △ADG,
∠EAG=∠BAD=90°.∴
∠ABE=
∠ADG=90°,AE=AG,BE=DG.
∴
∠FDG = ∠ADF + ∠ADG =
90°+90°=180°.∴
F、D、G 三点共
线.∴
EF=BE+DF=DG+DF=
GF.在△AGF 和△AEF 中,∵
AG=
AE,GF = EF,AF = AF,
∴
△AGF ≌ △AEF.∴
∠GAF =
∠EAF,∠1= ∠2.∵
∠GAF +
∠EAF=∠EAG=90°,∴
∠EAF=
1
2×90°=45°.
故③正确.∵
∠1=
∠2,AD⊥FG,AH⊥EF,∴
AD=
AH.∵
AD=AB,∴
AH=AB.又
∵
AH⊥EF,AB⊥BC,∴
EA 平分
∠BEF.故 ① 正 确.∵
EA 平 分
∠BEF,∴
∠AEB = ∠AEH.
∵
∠AEB+∠BAE=90°,∠AEH+
∠HAE=90°,∴
∠BAE=∠HAE.
又∵
EB⊥AB,EH⊥AH,∴
BE=
HE.∵
BE =DG,∴
HE =DG.
∵
EF=HE+FH,GF=DG+FD,
EF=GF,∴
FH=FD.故②正确.
∵
△AEF ≌ △AGF,∴
S△EAF =
S△GAF. ∵
△ABE ≌ △ADG,
∴
S△ABE = S△ADG.∴
S△GAF =
S△ADG +S△ADF =S△ABE +S△ADF.
∴
S△EAF =S△ABE +S△ADF.故④正
确.△CEF 的 周 长 =EF+EC+
CF=BE+FD+EC+CF=BC+
CD=2AB=2.故⑤正确.综上所述,
正确的个数是5.
(第1题)
2.
6 [解析]
如图,延长CB 至点G,
使BG=DF,连接 AG.∵
四边形
ABCD 是 正 方 形,∴
AB =AD,
∠BAD=∠ABC=∠D=∠C=90°.
∴
∠ABG=90°=∠D.在△ABG 和
△ADF 中,
AB=AD,
∠ABG=∠D,
BG=DF,
∴
△ABG≌△ADF.∴
AG=AF,
∠BAG=∠DAF.∵
∠EAF=45°,
∴
90° - ∠EAF = ∠BAE +
∠DAF = ∠BAE + ∠BAG =
∠EAG=45°.∴
∠EAF=∠EAG.
在 △AEG 和 △AEF 中,
AG=AF,
∠EAG=∠EAF,
AE=AE,
∴
△AEG ≌
△AEF.∴
GE =FE.设 正 方 形
ABCD 的边长为x,则DF=x-4,
EC=x-3,EF=GE=BG+BE=
DF+BE=x-4+3=x-1.在
Rt△EFC 中,EF2=EC2+CF2,即
(x-1)2=(x-3)2+42,解得x=6.
∴
正方形ABCD 的边长为6.
(第2题)
3.
①②④ [解析]
∵
四边形ABCD
是正 方 形,∴
∠BAD=∠ABC=
∠ADC=90°,AB=AD=BC=CD.
如图①,把△ADF 绕点A 按顺时针
32
方向旋转90°得到△ABH.由旋转的
性 质,得 BH =DF,AH =AF,
∠BAH = ∠DAF, ∠ABH =
∠ADF=90°.∴
∠ABC+∠ABH=
180°.∴
H、B、E 三 点 共 线.
∵
∠EAF = 45°,∴
∠DAF +
∠BAE=90°-∠EAF=45°.故①正
确.∴
∠EAH=∠BAH+∠BAE=
∠DAF+∠BAE=45°=∠EAF.在
△AEH 和△AEF 中,∵
AH=AF,
∠EAH = ∠EAF,AE = AE,
∴
△AEH≌△AEF.∴
EH=EF,
∠AEH = ∠AEF.∴
∠AEB =
∠AEF.∴
BE+DF=BE+BH=
EH=EF.故④正确.∵
∠ANM=
∠ADB+∠DAN=45°+∠DAN,
∠AEB=90°-∠BAE=90°-(45°-
∠DAN ) = 45° + ∠DAN,
∴
∠ANM =∠AEB=∠AEF.故
②正确.如图②,将△ADN 绕点A 按
顺时针方向旋转90°得到△ABG,连
接 MG.∴
DN =BG,∠DAN =
∠BAG,AN = AG,∠ADN =
∠ABG=45°.又∵
∠ABD=45°,
∴
∠DBG=90°.∴
△BGM 是直角
三角形.∵
∠DAN+∠BAE=45°,
∴
∠BAG+∠BAE=45°=∠EAF,
即∠NAM =∠GAM.又∵
AM =
AM,∴
△ANM≌△AGM.∴
MN=
GM.∴
MN2=MG2=BG2+BM2=
DN2+BM2.故③不正确.综上所述,正
确的是①②④.
(第3题)
4.
(1)
如图,过点B 作BF⊥BE,交
EC的延长线于点F.
∵
∠BEC=45°,
∴
∠F=45°.
∴
∠F=∠BEC.
∴
BF=BE.
∵
四边形ABCD 是正方形,
∴
AB=BC,∠ABC=90°.
∴
∠ABC - ∠CBE = ∠EBF -
∠CBE,即∠ABE=∠CBF.
在△ABE 和△CBF 中,
BE=BF,
∠ABE=∠CBF,
AB=CB,
∴
△ABE≌△CBF.
∴
∠AEB=∠F=45°.
(2)
∵
△ABE≌△CBF,
∴
AE=CF.
在Rt△BEF 中,
∵
BE2+BF2=EF2,BE=BF,
∴
2BE=EF.
又∵
EF=CF+CE=AE+CE,
∴
AE+CE=2BE.
(第4题)
5.
(1)
AF.
(2)
①
当点E 在边BC上时,如图①,
过点G 作GM⊥AD 于点M,延长
MG,交BC于点N.
∴
∠DMN=∠AMG=90°.
∵
四边形ABCD 为正方形,
∴
AD=CD,∠MDC=∠NCD=90°.
∴
四边形CDMN 是矩形.
∴
∠MNC=90°,MN=CD=AD.
∴
∠GNE=180°-90°=90°.
∵
∠AMG=90°,
∴
∠AMG=∠GNE,∠2+∠3=90°.
∵
EG⊥AF,∠EAF=45°,
∴
∠2+∠1=90°,△AEG 为等腰直
角三角形.
∴
∠3=∠1,AG=GE.
∴
△AMG≌△GNE.
∴
AM=GN.
∵
AM+MD=GN+MG,
∴
MD=MG.
∴
△MDG 为等腰直角三角形.
∴
∠4=45°.
∴
∠GDC=45°.
②
当点E 在边CD 上时,如图②,过
点G 作GN⊥DF,垂足为 N,延长
NG,交BA 的延长线于点M,则易得
四边形ADNM 是矩形.
∴
AM=DN.
同①,可得△AMG≌△GNE.
∴
AM=GN=DN.
∴
△NDG 为等腰直角三角形.
∴
∠1=45°.
∴
∠GDC=180°-45°=135°.
综上 所 述,∠GDC 的 度 数 为 45°
或135°.
(第5题)
6.
2 [解析]
∵
在正方形 ABCD
中,AC、BD 为对角线,∴
∠AOB=
∠BOC =90°,∠OBE = ∠OCF =
∠ODC=45°,OB=OC.∵
∠AOE=
150°,∴
∠BOE=60°.∵
OE⊥OF,
∴
∠EOF=∠BOC=90°.∴
∠COF=
90° - ∠COE = ∠BOE = 60°.
∴
△BOE≌△COF.∴
OE =OF.
∴
△OEF 是 等 腰 直 角 三 角 形.
∵
EF=4,∴
易得OF=22.如图,
过 点 F 作 FG ⊥OD 于 点 G.
∵
∠BOE = 60°,∠EOF = 90°,
∴
∠DOF =30°.∴
易 得 GF =
42
1
2OF = 2. ∵
FG ⊥ OD,
∴
∠DGF=90°.又∵
∠ODC=45°,
∴
△DGF 是等腰直角三角形.∴
易
得DF=2GF=2.
(第6题)
7.
如图,延长 AE 交DF 于点G.
∵
正 方 形 ABCD 的 边 长 为 5,
∴
AB=AD=CD=5,∠BAD=
∠ADC=90°.
∵
AB=5,AE=3,BE=4,
∴
AB2=AE2+BE2.
∴
△ABE 是 直 角 三 角 形,且
∠AEB=90°.
在△ABE 和△CDF 中,
∵
AB=CD,AE=CF,BE=DF,
∴
△ABE≌△CDF.
∴
∠ABE=∠CDF.
∵
∠ADF+∠CDF=90°,∠ABE+
∠BAE=90°,∠BAE+∠DAG=90°,
∴
∠ABE=∠DAG,∠BAE=∠ADG.
在△AGD 和△BEA 中,
∠GDA=∠EAB,
AD=BA,
∠DAG=∠ABE,
∴
△AGD≌△BEA.
∴
AG=BE=4,DG=AE=3,
∠AGD=∠BEA=90°.
∴
EG=AG-AE=4-3=1,GF=
DF-DG=4-3=1,∠EGF=180°-
∠AGD=90°.
∴
EF= EG2+GF2= 12+12=
2.
(第7题)
8.
(1)
如图①,过点P 作PG⊥BC于
点G,PH⊥DC于点H.
∵
四边形 ABCD 是正方形,PG⊥
BC,PH⊥DC,
∴
∠ACB=∠ACD=45°,∠PGB=
∠PGC=∠PHE=∠BCD=90°.
∴
PG=PH,∠GPH=90°.
∵
PE⊥PB,
∴
∠BPE=90°.
∴
∠BPG=90°-∠GPE=∠EPH.
在△PGB 和△PHE 中,
∠PGB=∠PHE,
PG=PH,
∠BPG=∠EPH,
∴
△PGB≌△PHE.
∴
PB=PE.
(2)
PF 的长不变.
如图②,连接BD,交AC于点O.
∵
四边形ABCD 是正方形,
∴
∠BOP=90°.
∵
PE⊥PB,
∴
∠BPE=90°.
∴
∠PBO=90°-∠BPO=∠EPF.
∵
EF⊥PC,
∴
∠PFE=90°.
∴
∠BOP=∠PFE.
在△BOP 和△PFE 中,
∠BOP=∠PFE,
∠PBO=∠EPF,
PB=EP,
∴
△BOP≌△PFE.
∴
BO=PF.
∵
正方形ABCD 的边长为2,
∴
易得OB=2.
∴
PF=OB=2.
∴
在点P 的运动过程中,PF 的长不
变,为2.
(第8题)
9.
(1)
如图,过点A 作AM∥FG 交
BE 于点N,交BC于点M.
∵
四边形ABCD 为正方形,
∴
AD∥BC,AB=BC,∠ABC=
∠C=90°.
∵
FG⊥BE,
∴
∠FOB=90°.
∵
AM∥FG,
∴
∠ANB=∠FOB=90°.
∴
∠ABN+∠BAM=90°.
∵
∠ABC=90°,
∴
∠ABN+∠CBE=90°.
∴
∠BAM=∠CBE.
在△ABM 和△BCE 中,
∠BAM=∠CBE,
AB=BC,
∠ABM=∠C,
∴
△ABM≌△BCE.
∴
AM=BE.
∵
AD∥BC,
∴
AF∥MG.
∵
AM∥FG,
∴
四边形AMGF 为平行四边形.
∴
AM=FG.
∴
BE=FG.
(2)
如图,连接BF、EF.
∵
FG⊥BE,O 是BE 的中点,
∴
BF=EF.
在正 方 形 ABCD 中,AD =AB=
DC=BC=8,∠BAD=∠D=90°.
∵
EC=3,
∴
DE=5.
设AF=x,则DF=8-x.
在 Rt△ABF 中,由 勾 股 定 理,得
BF2 =AB2 +AF2 =82 +x2;在
Rt△DEF 中,由勾股定理,得EF2=
DE2+DF2=52+(8-x)2.
∵
BF=EF,
∴
BF2=EF2,即82+x2=52+(8-
x)2,解得x=2516.
52
∴
AF=2516.
(第9题)
专题特训(六) 特殊
四边形中的折叠问题
1.
C 2.
20°
3.
(1)
∵
将矩形ABCD 沿对角线
AC折叠,
∴
AD=BC=CE,∠D=∠B=
∠E=90°.
在△DAF 和△ECF 中,
∵
∠DFA = ∠EFC,∠D = ∠E,
AD=CE,
∴
△DAF≌△ECF.
(2)
∵
△DAF≌△ECF,
∴
∠DAF=∠ECF=40°.
∵
四边形ABCD 是矩形,
∴
∠DAB=90°.
∴
∠EAB = ∠DAB - ∠DAF =
90°-40°=50°.
由折叠的性质,知∠EAC=∠BAC,
∴
∠BAC=12∠EAB=25°.
4.
D [解析]
∵
四边形ABCD 是矩
形,∴
AB=CD=6cm,AD=BC=
10cm,∠A=∠D=90°.∵
将△BCE
沿BE 折叠,使点C 的对应点C'落在
AD 上,∴
BC=BC'=10cm,CE=
C'E.∴
AC' = C'B2-AB2 =
102-62=8(cm).∴
C'D=2cm.
设DE=x
cm,则C'E=CE=(6-
x)cm.∵
在Rt△C'DE 中,C'E2=
C'D2+DE2,∴
(6-x)2=4+x2.
∴
x=83.∴
DE=83cm.
5.
3
8
[解析]
如图,连接BB'交EF
于点G,过点F 作FH⊥AD 于点H.
∵
正方形ABCD 的边长为1,四边形
ABFE 与四边形EFCD 的面积之比
为3∶5,∴
S四边形ABFE=
3
3+5×1×
1=38.
设CF=x,则易得DH=x,
BF=1-x.∴
S四边形ABFE=
1
2
(AE+
BF)·AB=38
,即1
2
(AE+1-x)×
1=38.∴
AE=x-14.∴
DE=1-
AE=54-x.∴
EH=DE-DH=
5
4-x-x=
5
4-2x.
由翻折的性质,
可得B'F=BF=1-x,BB'⊥EF,
∴
∠1+∠2=∠BGF=90°.∵
易得
∠2+∠3=90°,∴
∠1=∠3.又∵
易
得 FH =BC=1,∠EHF= ∠C,
∴
△EHF ≌ △B'CB.∴
EH =
B'C= 54 -2x.
在 Rt△B'FC 中,
B'F2=CF2+B'C2,∴
(1-x)2=
x2+ 54-2x
2
.整 理,得 4x2 -
3x+ 916=0.∴
2x-34
2
=0.
∴
2x-34=0
,即x=38.∴
FC 的
长为3
8.
(第5题)
6.
∵
四边形ABCD 是矩形,
∴
AB=CD,BC=AD,BC∥AD,
∠A=90°.
∴
∠BCE=∠DEC.
∵
△CDE 沿CE 折叠得到△CFE,且
B、F、E 三点共线,
∴
∠BEC=∠DEC,FE=DE=3.
∴
∠BCE=∠BEC.
∴
BC=BE.
∴
BE=AD.
∴
BE-FE=AD-DE,即BF=
AE.
∵
AE2+AB2=BE2,且AB=CD=
7,BE=BF+3,
∴
BF2+72=(BF+3)2.
∴
BF=203.
7.
(1)
∵
E 为BC的中点,
∴
BE=EC.
由 折 叠 的 性 质,得 B'E =BE,
∠BEA=∠B'EA.
∴
B'E=EC.
∴
∠EB'C=∠B'CE.
∵
∠BEB'=∠BEA+∠B'EA=
∠EB'C+∠B'CE,
∴
∠BEA=∠B'CE.
∴
AE∥B'C.
(2)
如图,连接BB'交AE 于点H.
∵
在矩形ABCD 中,∠ABE=90°,
AB=8,BC=12,E 为BC的中点,
∴
BE=6.
∴
AE= AB2+BE2=10.
∵
将△ABE 沿直线AE 折叠,点B
落在点B'处,
∴
BH=B'H,BB'⊥AE,即BH 是
△ABE 的高.
∵
S△ABE=
1
2AB
·BE=12AE
·
BH,
∴
B'H=BH=AB
·BE
AE =4.8.
∴
BB'=BH+B'H=9.6.
由(1),知AE∥B'C,
∴
BB'⊥B'C.
∴
∠BB'C=90°.
∴
B'C= BC2-BB'2= 122-9.62=
7.2.
(第7题)
62