特训04 特殊平行四边形 压轴题(八大题型,上海精选新编题)-2024-2025学年八年级数学下学期期中期末挑战满分冲刺卷(沪教版,上海专用)
2025-03-20
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2份
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57页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 初中数学沪教版(上海)(2012)八年级第二学期 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 本章复习与测试 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 四边形 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.05 MB |
| 发布时间 | 2025-03-20 |
| 更新时间 | 2025-03-20 |
| 作者 | 爱啥自由不如学小书 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-03-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51133924.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
特训04 特殊平行四边形 压轴题(八大题型,上海精选新编题)
目录:
题型1:传统解答证明题
题型2:在三角形中构造特殊平行四边形
题型3:分类讨论—给出条件求长度
题型4:分类讨论—给出等腰三角形求长度
题型5:列函数解析式
题型6:动点问题
题型7:旋转问题
题型8:翻折问题
题型1:传统解答证明题
1.(2025八年级下·上海·名校新编)如图1,在平行四边形中,的平分线交直线于点E,交直线于点F.
(1)当时,G是的中点,联结(如图2),请直接写出的度数______.
(2)当时,,且,分别联结、(如图3),求的度数.
2.(2025八年级下·上海·统考新编)如图,在正方形ABCD中,点E是边BC延长线上一点,联结DE,过点B作BF⊥DE,垂足为点F,BF与边CD相交于点G.
(1)求证:CG=CE;
(2)联结CF,求证:∠BFC=45°;
(3)如果正方形ABCD的边长为2,点G是边DC的中点,求EF的长.
3.(23-24八年级下·上海松江·期末)已知四边形是菱形,,,的两边分别与射线、射线交于点E、F,点E与点C、点B不重合,.
(1)当点E在线段上时,
①如图1,求证:;
②连接交于点H,当时,求的长.
(2)当时,求的长.(直接写出答案)
题型2:在三角形中构造特殊平行四边形
4.(23-24八年级上·上海松江·期末)在中,,点是边上一点,过作垂直,垂足为点.
(1)如图1,点是的中点,,如果,求的长;
(2)已知,
①如图2,连接,求证:平分;
②如图3,延长至点,连接交线段于点,当,且点是中点时,求的值.
5.(23-24八年级下·上海·阶段练习)已知在中,,,斜边的中点为P点,动点D、E分别在边、上,且.
(1)求证:;
(2)设,,求y关于x的函数关系式及自变量x的取值范围;
(3)若为等腰三角形,请直接写出的长.
题型3:分类讨论—给出条件求长度
6.(2025八年级下·上海·统考新编)如图,已知在正方形中,,点是边上一点(不与点、重合),连接交于点,延长交的外角角平分线于点,连接.
(1)当时,求的面积;
(2)求证:;
(3)连接,当时,求的长.
7.(2025八年级下·上海·统考新编)正方形中,边长为,点在对角线上,连接,过点作,交直线于点.
(1)如图,当点在边上时,求证:;
(2)当点在的延长线上时,设,面积为,求关于的解析式,并写出定义域;
(3)若,求BM的长.
题型4:分类讨论—给出等腰三角形求长度
8.(2025八年级下·上海·统考新编)如图,已知在正方形中,,点为线段上一点(点不与、重合),
,过点作.交射线于点,以、为邻边作矩形.
(1)求证:;
(2)连接、,设,的面积为.求关于的函数关系式并写出定义域;
(3)设、相交于点如果是等腰三角形,求线段的长.
9.(2025八年级下·上海·名校新编)四边形ABCD为菱形,点P为对角线BD上的一个动点.
(1)如图1,连接AP并延长交BC的延长线于点E,连接PC,求证:∠AEB=∠PCD;
(2)如图1,若PA=PD且PC⊥BE时,求此时∠ABC的度数;
(3)若∠ABC=90°且AB=6,如备用图,连接AP并延长交射线BC于点E,连接PC,若△PCE是等腰三角形,求线段BP的长.
题型5:列函数解析式
10.(2025八年级下·上海·名校新编)如图1,在菱形ABCD中,AB=4,AC=4,点M是AC上一点,点N在射线CB上,且MB=MN,联结DN,设AM=x.
(1)当点M、N(N在边BC上)运动时,∠MND的大小是否会变化?若不变请求出度数,若变化请说明理由.
(2)若∠BMN=30°,求AM的值.
(3)当N在线段BC上时,设DN=y,求y关于x的函数关系式及其定义域.
题型6:动点问题
11.(2025八年级下·上海·名校新编)已知,矩形中,,,的垂直平分线分别交、于点、,垂足为.
(1)如图1,连接、.求证四边形为菱形,并求的长;
(2)如图2,动点、分别从、两点同时出发,沿和各边匀速运动一周.即点自停止,点自停止.在运动过程中,
①已知点的速度为每秒,点的速度为每秒,运动时间为秒,当、、、四点为顶点的四边形是平行四边形时,求的值;
②若点、的运动路程分别为、(单位:,),已知、、、四点为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出与满足的数量关系式.
12.(2025八年级下·上海·统考新编)如图,在菱形中,对角线与相交于点,,,点E从点A 出发,沿以每秒2个单位长度的速度向终点B运动,当点E与点A不重合时,过点E作于点F,作交于点G,过点G作射线垂线段,垂足为点H,得到矩形,设点E的运动时间为t秒.
(1)求点H与点D重合时t的值;
(2)设矩形与菱形重叠部分图形的面积为S,求S与t之间的函数关系式;
(3)设矩形的对角线与相交于点,
①当时,t的值为 ;
②当时,求出t的值.
题型7:旋转问题
13.(2025八年级下·上海·名校新编)已知在边长为的正方形中,点为射线上的一个动点(点不与点、重合),联结,将线段绕着点按顺时针方向旋转得线段,联结.
(1)如图1,当点在线段上时,求证:;
(2)如图1,当点在线段上时,设,,求关于的函数解析式,并写出函数定义域;
(3)在点运动过程中,若点、、恰好在一条直线上,求的长.
题型8:翻折问题
14.(2025八年级下·上海·专题练习)如图,在长方形ABCD中,AB=3,AD=,点 P为对角线 BD上异于B、D的一个动点,连接 AP,将△ABP沿AP所在直线翻折,使得点B落在E处;
(1)当∠DPA=45°时,求点E到直线 AB 的距离;
(2)连接AE,交线段BD于点F,当△EFP 为直角三角形时,求线段 BP的长度;
(3)当∠DPE=30°时,请直接写出△ABP的面积.
15.(2025八年级下·上海·统考新编)如图1,在矩形纸片ABCD中,AB=3cm,AD=5cm,折叠纸片使B点落在边AD上的E处,折痕为PQ,过点E作EFAB交PQ于F,连接BF.
(1)求证:四边形BFEP为菱形;
(2)当点E在AD边上移动时,折痕的端点P、Q也随之移动;
①当点Q与点C重合时(如图2),求菱形BFEP的边长;
②若限定P、Q分别在边BA、BC上移动,求出点E在边AD上移动的最大距离.
16.(2025八年级下·上海·统考新编)已知在平行四边形中,,将沿直线翻折,点落在点尽处,与相交于点,联结.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,如果,,,求的面积;
(3)如果,,当是直角三角形时,求的长.
(
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特训04 特殊平行四边形压轴题(八大题型,上海精选新编题)
目录:
题型1:传统解答证明题
题型2:在三角形中构造特殊平行四边形
题型3:分类讨论—给出条件求长度
题型4:分类讨论—给出等腰三角形求长度
题型5:列函数解析式
题型6:动点问题
题型7:旋转问题
题型8:翻折问题
题型1:传统解答证明题
1.(2025八年级下·上海·名校新编)如图1,在平行四边形中,的平分线交直线于点E,交直线于点F.
(1)当时,G是的中点,联结(如图2),请直接写出的度数______.
(2)当时,,且,分别联结、(如图3),求的度数.
【答案】(1)45°
(2)60°
【分析】(1)联结CG,BG,证△DCG≌△BEG(SAS),得到BG=DG,∠CDG=∠EBG,再证△BGD是直角三角形,即得△BGD是等腰直角三角形,即可由等腰直角三角形的性质求解;
(2)延长AB、FG相交于H,联结DH,先证四边形ADFH是平行四边形,再证平行四边形ADFH是菱形,得∠HDF=∠ADF=60°,△DGF≌△DBH(SAS),得∠GDF=∠BDH,即可得∠BDG=∠HDF,可求解.
【解析】(1)解:∵平行四边形,,
∴四边形为矩形,
∴∠ABC=∠BAD=∠BCD=90°,AB=CD,
∴∠ECF=90°,
联结CG,BG,如图2,
∵G是EF的中点,
∴CG=EG=GF,
∵AE平分∠BAD,
∴∠BAE=45°,
∴∠BAE=∠BEA=45°,
∴BE=AB,
∴BE=CD,
∴∠FEC=∠BEA=45°,
∴∠BEG=135°,
∴∠EFC=∠FEC=45°,
∴∠GCF=∠EFC=45°,
∴∠DCG=135°,
∴∠DCG=∠BEF,
在△DCG和△BEG中,
,
∴△DCG≌△BEG(SAS),
∴BG=DG,∠CDG=∠EBG,
∵∠CDG+∠GDB+∠CBD=90°,
∴∠EBG+∠GDB+∠CBD=90°,
∴∠BGD=90°,
∴△BGD是等腰直角三角形,
∴∠BDG=45°;
故答案为:45°;
(2)解:延长AB、FG相交于H,联结DH,如图,
∵FGCE,
∴ADHF,
∵AHDF,
∴四边形ADFH是平行四边形,
∵∠ABC=120°,
∴∠DAB=60°,∠ADC=∠ABC=120°,
∵AF平分∠DAB,
∴∠BAF=∠DAF=30°,
∵AHDF,
∴∠DFA=∠BAF=∠DAF=30°,
∴DA=DF,∠AEB=∠FEC=30°,
∴平行四边形ADFH是菱形,CE=CF,
∴∠HDF=∠ADF=60°,
∵FG=CE,CE=CF,CF=BH,
∴FG=HB,
在△DGF和△DBH中,
,
∴△DGF≌△DBH(SAS),
∴∠GDF=∠BDH,
∴∠BDG=∠HDF=60°.
【点睛】本题考查平行四边形的性质和判定,矩形的判定与性质,菱形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,直角三角形的性质,等腰三角形的判定与性质,本题属四边形综合题目,熟练掌握平行四边形的性质,矩形的判定与性质,菱形的判定与性质是解题的关键.
2.(2025八年级下·上海·统考新编)如图,在正方形ABCD中,点E是边BC延长线上一点,联结DE,过点B作BF⊥DE,垂足为点F,BF与边CD相交于点G.
(1)求证:CG=CE;
(2)联结CF,求证:∠BFC=45°;
(3)如果正方形ABCD的边长为2,点G是边DC的中点,求EF的长.
【答案】(1)见解析;
(2)见解析;
(3)
【分析】(1)把CG和CE分别放在Rt△BCG和Rt△DCE中,说明它们全等即可得证;
(2)联结CF,过点C作MC⊥CF交BG于M,说明△MCF为等腰三角形即可得证;
(3)过点C作CN⊥BF于N,构造△CNG≌△DFG,即可求出DF=NC,再利用线段和差即可求出EF的长.
【解析】(1)解:∵四边形ABCD为正方形,
∴BC=CD,∠BCG=∠DCE,
∵BF⊥DE,
∴∠E+∠CBG=∠E+∠EDC,
∴∠CBG=∠EDC,
在Rt△BCG与Rt△DCE中,
∴Rt△BCG≌Rt△DCE(ASA),
∴CG=CE.
(2)作CM⊥CF交BF于点M,
∵△BCG≌△DCE,
∴∠E=∠BGC,
∵∠MCG+∠FCG=∠ECF+∠FCG=90°,
∴∠MCG=∠FCE,
在△MCG和△FCE中,
∴△MCG≌△FCE(ASA),
∴MG=FE,MC=FC,
∴△MCF为等腰直角三角形,
∴∠BFC=45°.
(3)作CN⊥BF于点N,
∴△CNF为等腰直角三角形,CN=NF,
∵G为CD中点,正方形ABCD的边长为2,
∴CG=DG=CE=1,
∴BG=DE==,
∴BC•CG=BG•CN,
∴CN===,
在△CNG和△DFG中,
∴△CNG≌△DFG(AAS),
∴DF=CN=,
∴EF=DE﹣DF=﹣=.
【点睛】本题主要考查了正方形的性质、全等三角形的判定和性质、勾股定理等知识,构造特殊三角形和三角形全等是解题的关键.
3.(23-24八年级下·上海松江·期末)已知四边形是菱形,,,的两边分别与射线、射线交于点E、F,点E与点C、点B不重合,.
(1)当点E在线段上时,
①如图1,求证:;
②连接交于点H,当时,求的长.
(2)当时,求的长.(直接写出答案)
【答案】(1)①见解析,②
(2)或
【分析】(1)①连接,利用菱形的性质,证明为等边三角形,得到,进而证明,利用全等三角形性质即可证明;
②连接交于点,利用菱形的性质和等边三角形性质得到,利用勾股定理得到,证明,利用等腰三角形性质得到,最后根据求解,即可解题;
(2)根据与射线交于点E,分以下两种情况讨论,①当在线段上时,作于点,作于点,②当在延长线上时,作于点,以上两种情况分别结合勾股定理和直角三角形性质,以及角平分线性质求解,即可解题.
【解析】(1)①证明:连接,
四边形是菱形,,
,
为等边三角形,
,
,
,即,
,
.
②解:连接交于点,
四边形是菱形,
于点,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
(2)解:①当在线段上时,
作于点,作于点,
,
,
,
平分,
,
,,
,
,
,,
,
,
设,则,
,
解得,
;
②当在延长线上时,作于点,
,,
,
,
,,
由①同理可知,,,
,
.
【点睛】本题考查了菱形的性质,等边三角形性质和判定,全等三角形性质和判定,等腰三角形性质和判定,勾股定理,直角三角形性质,角平分线性质,解题的关键在于熟练掌握相关性质定理并灵活运用.
题型2:在三角形中构造特殊平行四边形
4.(23-24八年级上·上海松江·期末)在中,,点是边上一点,过作垂直,垂足为点.
(1)如图1,点是的中点,,如果,求的长;
(2)已知,
①如图2,连接,求证:平分;
②如图3,延长至点,连接交线段于点,当,且点是中点时,求的值.
【答案】(1)
(2)①见解析 ②
【分析】(1)根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得到,然后证明即可解题;
(2)①过点作于点,过点作,交的延长线于点,利用直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质和正方形的判定与性质解答即可;
②过点作于点,过点作,交的延长线于点,利用①的结论,全等三角形的判定与性质,平行线的性质解答即可得出结论.
【解析】(1)解:连,
∵是中点,,
∴
∵,
∴
∴;
(2)①证明:过点作于点,过点作,交的延长线于点,如图,
,,,
四边形为矩形,
,
,
,
.
在和中,
,
,
,
矩形为正方形,
,
平分;
②解:过点作于点,过点作,交的延长线于点,如图,
由(2)知:四边形为正方形,
,.
.
,,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,
,
,
.
在和中,
,
,
,.
.
在和中,
,
,
,
,
.
【点睛】本题主要考查了直角三角形的性质,垂直的定义,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,恰当的添加辅助线构造全等三角形是解题的关键.
5.(23-24八年级下·上海·阶段练习)已知在中,,,斜边的中点为P点,动点D、E分别在边、上,且.
(1)求证:;
(2)设,,求y关于x的函数关系式及自变量x的取值范围;
(3)若为等腰三角形,请直接写出的长.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)2或或4
【分析】(1)过点P作,,可得四边形是矩形,得到,结合,可得,根据三角形中位线性质可得, ,得到,可得,得到;
(2)根据中点性质可得,结合,得到,可证矩形是正方形,得到,根据勾股定理得到,根据,得到;
(3)连接,根据等腰直角三角形性质可得,,得到,结合,证得,可知是等腰三角形,当时,点D与点A重合,可得;,成立;当时,,可得,点D与点F重合,得到.
【解析】(1)如图1,过点P作,,
则,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵P是中点,
∴,
∵,
∴,
∴,
同理,
∵,
∴,
∴,
∴;
(2)如图1,∵F是中点,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴矩形是正方形,
∴,
∵,,
∴,
即;
(3)如图2,连接,
∵,,
∴,
∵P是中点,
∴,,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴当是等腰三角形时,也是等腰三角形,
当时,,
∴点D与点A重合,
∴;
当时,成立;
当时,,
∴,点D与点F重合,
∴.
综上,的长为 :2或或4.
【点睛】本题主要考查了等腰直角三角形综合.熟练掌握等腰直角三角形性质和判定,三角形中位线判定和性质,全等三角形判定和性质,等腰三角形性质,勾股定理解直角三角形,分类讨论,是解决问题的关键.
题型3:分类讨论—给出条件求长度
6.(2025八年级下·上海·统考新编)如图,已知在正方形中,,点是边上一点(不与点、重合),连接交于点,延长交的外角角平分线于点,连接.
(1)当时,求的面积;
(2)求证:;
(3)连接,当时,求的长.
【答案】(1)4
(2)见解析
(3)或
【分析】(1)如图1,作于点,延长,延长线交于点,得四边形是矩形,然后证明是等腰直角三角形,得,进而可以解决问题;
(2)如图2,延长,交于点,证明是等腰直角三角形,,作交于M,则四边形是平行四边形,证明,进而可得结论;
(3)如图3,证明四边形是平行四边形,可得,,,根据正方形的性质,结合(2)利用勾股定理可得,设,则,得,,再利用勾股定理列出方程求出的值,进而可以解决问题.
【解析】(1)解:四边形是正方形,
,,
如图1,作于点,延长,延长线交于点,
,
四边形是矩形,
,
是的外角的平分线,
,
是等腰直角三角形,
,
,
,
的面积;
(2)证明:如图2,延长,交于点,
是的外角的平分线,
,
是等腰直角三角形,
,
,
,
作交于M,
则四边形是平行四边形,,
∴,
∴,
;
(3)解:如图3,由(2)知:,
,
四边形是平行四边形,
,,,
,
,,
,
,
,
,,,
,
,
,
设,则,
,,
在中,根据勾股定理得:,
,
整理得,
,,
或.
的长为或.
【点睛】本题是四边形综合题,考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,平行四边形的判定与性质,等腰直角三角形的判定与性质,正确添加辅助线、熟练掌握特殊四边形的判定与性质是解决问题的关键.
7.(2025八年级下·上海·统考新编)正方形中,边长为,点在对角线上,连接,过点作,交直线于点.
(1)如图,当点在边上时,求证:;
(2)当点在的延长线上时,设,面积为,求关于的解析式,并写出定义域;
(3)若,求BM的长.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)或
【分析】(1)过点作于点,于点,通过正方形性质可得,通过证明,可得出最后结论;
(2)过点作于点,交于点,可证得四边形为矩形,通过矩形性质可得,在中,,由勾股定理可得,可得出,进一步证明,所以,,可求出;
(3)当点在边上时,连接,交于,过作于,由正方形性质得到,由等腰三角形的性质可求得,由三角形面积关系得到,可证明,所以,当点在的延长线上时,同理可得.
【解析】(1)过点作于点,于点,
,
四边形是正方形,
,,
,
,
,
,
,
,
,
;
(2)过点作于点,交于点.
,
在正方形中,,,
四边形为矩形,
,,,
,
,
,
,
在中,,,
,
,
,
又,,
,
,
,
,
,
,
;
(3)当点在边上时,连接,交于,过作于,
在正方形中,,,
,
在中,,则,
,,且,
,
,
,
,
,
又,
,
,
,
当点在的延长线上时,同理可得.
【点睛】本题考查了正方形的性质,矩形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,等腰三角形判定与性质,勾股定理,三角形面积等知识,正确作出辅助线,分情况讨论是解答本题的关键.
题型4:分类讨论—给出等腰三角形求长度
8.(2025八年级下·上海·统考新编)如图,已知在正方形中,,点为线段上一点(点不与、重合),
,过点作.交射线于点,以、为邻边作矩形.
(1)求证:;
(2)连接、,设,的面积为.求关于的函数关系式并写出定义域;
(3)设、相交于点如果是等腰三角形,求线段的长.
【答案】(1)见解析;(2);(3)或
【分析】(1)过点E作EM⊥BC于M,过点E作EN⊥CD于N,得到EN=EM,通过证明△DEM≌△FEM,即可得到答案;
(2)通过“SAS”可证△ADE≌△CDG,可得AE=CG,证明∠ACG=90°即可解决问题.
(3)分两种情形:如图1中,当ED=EH时,如图2中,当HD=HE时,分别求解即可.
【解析】解:(1)如图,过点E作EM⊥BC于M,过点E作EN⊥CD于N,
∴∠MEN=90°,
∵点E是正方形ABCD对角线上的点,
∴EM=EN,
∵∠DEF=90°,
∴∠DEN=∠MEF,
在△DEN和△FEM中,
,
∴△DEN≌△FEM(ASA),
∴EF=DE.
(2)∵四边形DEFG是矩形,EF=DE,
∴矩形DEFG是正方形;
∵四边形ABCD是正方形,
∴DE=DG,AD=DC,
∵∠CDG+∠CDE=∠ADE+∠CDE=90°,
∴∠CDG=∠ADE,
∴△ADE≌△CDG(SAS),
∴AE=CG,∠DAE=∠DCG=45°,
∵∠ACD=45°,
∴∠ACG=∠ACD+∠DCG=90°,
∵AD=DC=2,∠ADC=90°,
∴AC=,
∴y=EC•CG=•x•(﹣x)=﹣x2+x(0<x<);
(3)如图1中,当ED=EH时,
∵ED=EH,
∴∠EDH=∠EHD,
∵∠EHD=∠HEC+∠ECH=45°+∠CEH,∠CED=∠CEH+∠DEG=∠CEH+45°,
∴∠CDE=∠CEH+45°,
∴∠CDE=∠CED,
∴CD=CE=2,
∴AE=AC﹣EC=.
如图2中,当HD=HE时,点C与F重合,此时AE=EC=,
综上所述, AE的值为或2.
【点睛】本题考查了四边形的综合问题,主要考查了正方形的性质,矩形的性质,矩形的判定,三角形的全等的性质和判定,勾股定理,正确添加辅助线是解题的关键.
9.(2025八年级下·上海·名校新编)四边形ABCD为菱形,点P为对角线BD上的一个动点.
(1)如图1,连接AP并延长交BC的延长线于点E,连接PC,求证:∠AEB=∠PCD;
(2)如图1,若PA=PD且PC⊥BE时,求此时∠ABC的度数;
(3)若∠ABC=90°且AB=6,如备用图,连接AP并延长交射线BC于点E,连接PC,若△PCE是等腰三角形,求线段BP的长.
【答案】(1)见解析
(2)∠ABC=60°;
(3)线段BP的长为3-3或9-3.
【分析】(1)由四边形ABCD是菱形得AD=CD,∠ADP=∠CDP,AD∥BC,证明△PAD≌△PCD,得∠PAD=∠PCD,因为∠PAD=∠AEB,所以∠AEB=∠PCD;
(2)先证明△ABP≌△CBP,得∠PAB=∠PCB=90°,再推导出∠E=∠PBE=∠PBA,则3∠E=90°,得∠E=30°,所以∠ABC=90°-∠E=60°;
(3)分两种情况,一是点E在边BC上,PE=CE,可推导出∠AEB=∠PCB+∠CPE=2∠PCB=2∠PAB,得∠PAB=30°,先求得BE=2,作PF⊥BC于点F,则∠PFE=∠PFB=90°=∠ABC,得PF∥AB,∠FPB=∠FBP=45°,∠FPE=∠PAB=30°,可求得EF=3-,则BP=BF=3-3;二是点E在边BC的延长线上,PC=EC,则∠CPE=∠E,先推导出∠E=30°,再求得BE=6,作PF⊥BC于点F,则∠PFE=∠PFB=90°,∠FPB=∠FBP=45°,PE=2PF,BF=PF,可求得BF=PF=9-3,则BP=BF=9-3.
【解析】(1)证明:如图1,∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=CD,∠ADP=∠CDP,AD∥BC,
∴∠PAD=∠AEB,
∵PD=PD,
∴△PAD≌△PCD(SAS),
∴∠PAD=∠PCD,
∴∠AEB=∠PCD;
(2)解:如图2,∵AB=CB,∠PBA=∠PBC,PB=PB,
∴△ABP≌△CBP(SAS),
∵PC⊥BE,
∴∠PAB=∠PCB=90°,
∵PA=PD,
∴∠PAD=∠PDA,
∵∠PAD=∠E,∠PDA=∠PBE,
∴∠E=∠PBE,
∴∠E=∠PBE=∠PBA,
∵∠E+∠PBE+∠PBA=90°,
∴3∠E=90°,
∴∠E=30°,
∴∠ABC=90°-∠E=60°;
(3)解:∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=90°,AB=6,
∴四边形ABCD是正方形,AD=AB=BC=DC=6,
∴∠BAD=∠BCD=90°,
∴∠CBD=∠CDB=45°,
∴BD= ,
如图3,点E在边BC上,PE=CE,
∵△ABP≌△CBP,
∴∠PCB=∠PAB,
∵∠PCB=∠CPE,
∴∠AEB=∠PCB+∠CPE=2∠PCB=2∠PAB,
∵∠AEB+∠PAB=90°,
∴2∠PAB+∠PAB=90°,
∴∠PAB=30°,
∴AE=2BE,
∵AB2+BE2=AE2,
∴62+BE2=(2BE)2,
∴BE=2,
作PF⊥BC于点F,则∠PFE=∠PFB=90°=∠ABC,
∴PF∥AB,∠FPB=∠FBP=45°,
∴∠FPE=∠PAB=30°,
∴PE=2EF,
∴BF=PF=EF,
∴EF+EF=2,
∴EF=3-,
∴BF=PF=(3-)=3-3,
∴BP=BF=(3-3)=3-3;
如图4,点E在边BC的延长线上,PC=EC,则∠CPE=∠E,
∵△ABP≌△CBP,
∴∠PAB=∠PCB=∠CPE+∠E=2∠E,
∵∠PAB+∠E=90°,
∴2∠E+∠E=90°,
∴∠E=30°,
∴AE=2AB=12,
∵AB2+BE2=AE2,
∴62+BE2=122,
∴BE=6,
作PF⊥BC于点F,则∠PFE=∠PFB=90°,
∴∠FPB=∠FBP=45°,PE=2PF,
∴BF=PF,
∴EF==PF=BF,
∴BF+BF=6,
∴BF=PF=9-3,
∴BP==BF=(9-3)=9-3,
综上所述,线段BP的长为3-3或9-3.
【点睛】此题考查菱形的性质、全等三角形的判定与性质、正方形的判定与性质、等腰三角形的性质、直角三角形中30°角所对的直角边等于斜边的一半、勾股定理、二次根式的混合运算等知识,此题难度较大.
题型5:列函数解析式
10.(2025八年级下·上海·名校新编)如图1,在菱形ABCD中,AB=4,AC=4,点M是AC上一点,点N在射线CB上,且MB=MN,联结DN,设AM=x.
(1)当点M、N(N在边BC上)运动时,∠MND的大小是否会变化?若不变请求出度数,若变化请说明理由.
(2)若∠BMN=30°,求AM的值.
(3)当N在线段BC上时,设DN=y,求y关于x的函数关系式及其定义域.
【答案】(1)不变,∠MND=30°;
(2)AM的长为2-2或4-4;
(3)
【分析】(1)联结DM,设∠MBO=α,可表示出∠DMN,∠CDM,∠CMD,∠CMB,∠CMN,进而计算求得∠DMN=120°,从而求得结果;
(2)分点N在边BC上和点N在CB延长线上时两种情况讨论,进而求得结果;
(3)作ME⊥AB于E,MF⊥DN,在△ABM中表示出MB,进而表示出MN,进一步表示出DN,从而求得结果.
【解析】(1)解:如图1,
联结DM,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OA=OC=AC=2,BD=2OD=2OB,AD=AB,
∴DM=BM,OD=OB==2,
∴BD=4,
∴AD=AB=BD,
∴∠BCD=∠BAD=60°,∠CBD=60°,
∴∠ACD=∠BCD=30°,
设∠MBO=α,
∵MN=MB,
∴∠MBN=∠MNB=∠DBC+∠MBO=60°+α,
在△CBM中,
∠CMB=180°-∠ACB-∠CBM=180°-30°-(60°+α)=90°-α,
∴∠CMD=∠CMB=90°-α,
在△MND中,
∠BMN=180°-∠MBN-∠MNB=180°-2(60°+α)=60°-2α,
∴∠CMN=∠CMB-∠BMN=90°-α-(60°-2α)=30°+α,
∴∠DMN=∠CMN+∠CMD=(30°+α)+(90°-α)=120°,
∵BM=DM=MN,
∴∠MND=∠MDN==30°;
(2)解:当点N在边BC上时,
在△MBN和△CBM中,
∠BMN=∠ACB=30°,
∠CBM=∠MBN,
∴∠CMB=∠MBN,
∵MB=MN,
∴∠MBN=∠MNB,
∴∠CBM=∠MBN,
∴CM=CB=4,
∴AM=AC-CM=4-4;
当点N在CB延长线上时,
过点M作MG⊥BN于点G,
∵MB=MN,
∴∠NMG=∠BMG=×30°=15°,
∴∠GMC=180°-90°-30°=60°,
∴∠BMO=45°,
∴△OBM是等腰直角三角形,
∴OB=OM=2,
∴AM=AO-OM=2-2;
综上,AM的长为2-2或4-4;
(3)解:如图2,
作ME⊥AB于E,MF⊥DN,
∵∠CAB=30°,
∴EM=AM=x,
∴AE=,
∴BE=AB-AE=4-x,
在Rt△BEM中,
BM=,
在Rt△MNF中,
同理可得:NF=MN=,
∴DN=2NF,
∴.
【点睛】本题考查了菱形性质,直角三角形性质,等腰三角形判定和性质等知识,解决问题的关键是设角,通过计算寻找角的数量关系.
题型6:动点问题
11.(2025八年级下·上海·名校新编)已知,矩形中,,,的垂直平分线分别交、于点、,垂足为.
(1)如图1,连接、.求证四边形为菱形,并求的长;
(2)如图2,动点、分别从、两点同时出发,沿和各边匀速运动一周.即点自停止,点自停止.在运动过程中,
①已知点的速度为每秒,点的速度为每秒,运动时间为秒,当、、、四点为顶点的四边形是平行四边形时,求的值;
②若点、的运动路程分别为、(单位:,),已知、、、四点为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出与满足的数量关系式.
【答案】(1)证明见解析,AF=10cm
(2)①;②b=24-a
【分析】(1)先证明四边形AFCE为平行四边形,再根据对角线互相垂直平分的平行四边形是菱形作出判定;根据勾股定理即可求得AF的长;
(2)①分情况讨论可知,当P点在BF上、Q点在ED上时,才能构成平行四边形,根据平行四边形的性质列出方程求解即可.
②由题意得,以A、、、四点为顶点的四边形是平行四边形时,点、在互相平行的对应边上,分三种情况,根据平行四边形对边相等建立等式即可求解.
【解析】(1)证明:∵四边形是矩形,
∴//.
∴.
∵垂直平分,垂足为,
∴,
在和中,
,
∴≌,
∴.
∴四边形为平行四边形.
又∵,
∴四边形为菱形;
设菱形的边长,则,
在中,,
即,
解得x=10,
∴AF=10cm;
(2)解:由(1)得,则.
①显然当点在上时,点在上,
此时A、、、四点不可能构成平行四边形;
同理点在上时,点在或上,也不能构成平行四边形.
因此只有当点在上、点在上时,才能构成平行四边形,
∴以A、、、四点为顶点的四边形是平行四边形时,,
∵点的速度为每秒5cm,点的速度为每秒4cm,运动时间为秒,
∴,
,
∴,
解得,
∴以A、、、四点为顶点的四边形是平行四边形时,秒.
②由题意得,以A、、、四点为顶点的四边形是平行四边形时,点、在互相平行的对应边上.分三种情况∶
i:如图1,当点在上、点在上时,,
∴,即,
∴b=24-a;
ii:如图2,当点在上、点在上时,,
∴,
∴,即,
∴,
∴b=24-a;
iii:如图3,当点在上、点在上时,,
∴,即,
∴b=24-a;
综上所述,a与b满足的函数关系式是b=24-a.
【点睛】本题考查了平行四边形的判定及性质,全等三角形的判定与性质,菱形的判定,矩形的性质,勾股定理等,解题的关键在于综合应用上述知识,利用分类讨论的思想进行求解.
12.(2025八年级下·上海·统考新编)如图,在菱形中,对角线与相交于点,,,点E从点A 出发,沿以每秒2个单位长度的速度向终点B运动,当点E与点A不重合时,过点E作于点F,作交于点G,过点G作射线垂线段,垂足为点H,得到矩形,设点E的运动时间为t秒.
(1)求点H与点D重合时t的值;
(2)设矩形与菱形重叠部分图形的面积为S,求S与t之间的函数关系式;
(3)设矩形的对角线与相交于点,
①当时,t的值为 ;
②当时,求出t的值.
【答案】(1)
(2)
(3)①4;②3
【分析】由四边形是菱形,,可得,,,,,
(1)点与点重合时,,有,即得;
(2)①当在边上,即时,,
②当在边延长线上,即时,设交于,求出,即可得到答案;
(3)①当时,证明是的中位线,得是中点,从而可得与重合,此时,与重合,可得到;
②当时,延长交于,证明是的中位线,从而可得,而在中,,,故,即得.
【解析】(1)解:四边形是菱形,,
,
,
,
,
,
,
四边形是矩形,
,
在中,,,
,
当点与点重合时,,
,
;
(2)解:①当在边上,即时,如图:
矩形与菱形重叠部分图形的面积即是矩形的面积,
,
②当在边延长线上,即时,设交于,如图:
在中,,,
,,
,
矩形与菱形重叠部分图形的面积,
综上所述,矩形与菱形重叠部分图形的面积,
(3)解:①当时,如图:
四边形是矩形,
是的中点,
,
是的中位线,
是中点,
,
又是中点,,
与重合,此时,与重合,
;
故答案为:4;
②当时,延长交于,如图:
,
,
是的中点,
是的中位线,
是的中点,
,
,
,
在中,,,
,,
在中,,
,,
,
.
【点睛】本题考查菱形性质及应用、矩形的性质应用,涉及勾股定理、中位线定理等的应用,解题的关键是方程的思想的应用,用表达出相关线段的长度,再列方程解决问题.
题型7:旋转问题
13.(2025八年级下·上海·名校新编)已知在边长为的正方形中,点为射线上的一个动点(点不与点、重合),联结,将线段绕着点按顺时针方向旋转得线段,联结.
(1)如图1,当点在线段上时,求证:;
(2)如图1,当点在线段上时,设,,求关于的函数解析式,并写出函数定义域;
(3)在点运动过程中,若点、、恰好在一条直线上,求的长.
【答案】(1)答案见解析
(2),
(3)或
【分析】(1)根据正方形的性质,得到BC=CD,,,根据全等三角形的判定得到△EBC≌△FCD,从而得出结论;
(2)根据勾股定理,可得,再根据△EBC≌△FCD和正方形的性质,即可得出结论;
(3)分两种情况讨论:①当点E在线段DB上,②当点E在线段DB延长线上;根据正方形的性质,得到∠CEF=45°,根据三角形的内角和,得到的度数,再跟你讲三角形外角定理和等腰三角形的判定,即可得出结论.
【解析】(1)解:∵四边形ABCD是正方形,
∴BC=CD,∠ABC=∠BCD=90°,BD平分∠ABC,
∴,
由题意得EC=FC,∠ECF=90°,
∴,
即,
∴△EBC≌△FCD,
∴;
(2)∵∠BCD=90°,BC=CD=6,
∴,
∵△EBC≌△FCD,DF =y,
∴BE=DF= y,
∵DE=x,
∴,
函数定义域为;
(3)联结AE,联结AC交BD于点O,
∵四边形ABCD是正方形,∴BD垂直平分AC,
∴AE=EC,∴∠AEB=∠CEB,
∵EC=FC,∠ECF=90° ,∴△ECF是等腰直角三角形,
∴∠CEF=45°,
①当点E在线段DB上时,
∵点A、E、F在一条直线上,
∴,
又∵,
∴∠BAE=180°-∠AEB-∠ABE=67.5°=∠AEB,
∴AB=BE=6,∴,
②当点E在线段DB延长线上时,
∵点A、E、F在一条直线上,
∴,
又∵,
∴∠EAB=∠ABD-∠AED=22.5°=∠AEB,
∴AB=BE=6,
∴,
综上所述,的长为或.
【点睛】本题考查了动点问题,包含了勾股定理、全等三角形的判定与性质、三角形内角和定理、正方形的性质、三角形的外角定理和等腰三角形的判定等,能够正确画图并综合运用所学相关知识是解题的关键.
题型8:翻折问题
14.(2025八年级下·上海·专题练习)如图,在长方形ABCD中,AB=3,AD=,点 P为对角线 BD上异于B、D的一个动点,连接 AP,将△ABP沿AP所在直线翻折,使得点B落在E处;
(1)当∠DPA=45°时,求点E到直线 AB 的距离;
(2)连接AE,交线段BD于点F,当△EFP 为直角三角形时,求线段 BP的长度;
(3)当∠DPE=30°时,请直接写出△ABP的面积.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】(1)作EH⊥AB于H,由矩形的性质和勾股定理可求出,即得出AD=BD,从而可判定∠ABD=30.再根据∠APD=∠ABD+∠PAB,即得出∠PAB=∠PAE=15,从而得出∠EAH=30,再由翻折的性质得出AE=AB=3,从而可求出EH=AE=;
(2)分类讨论:当∠EPF=90时,易得出 ∠EFP=∠AFD=∠ADB=60,作PM⊥AB于M,在AM上截取一点N,使得AN=PN,即得出∠ADF=60,∠EAB=30,从而得出∠PAB=∠PAE=15.由等边对等角可求出∠NAP=∠NPA=15,即可求出∠PNM =30.设PM=m,则PN=PB=AN= 2m,MN=BM=,由AB=AN+BN,即得出关于m的等式,解出m的值,即得出答案;当∠EFP=90时,即得出∠DAF=30,∠EAB=60,证明 PA=PB,PA=PD,即得出PB=PD=;
(3)作PM⊥AB于M,当∠DPE=30°时,点F与点D重合,即∠PAE=∠PAB=45,设AM=PM=n,则BM=n,由AM+BM=AB,即得出关于n的等式,解出n,再根据三角形面积公式计算即可.
【解析】(1)如图1,作EH⊥AB于H,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠DAB=90,
∴,
∴AD=BD,
∴∠ABD=30,
∵∠APD=45=∠ABD+∠PAB,
∴∠PAB=∠PAE=15,
∴∠EAH=30,
由翻折可知AE=AB=3,
∴EH=AE=;
(2)分类讨论:当∠EPF=90时,
∵∠E=∠ABD=30,
∴∠EFP=∠AFD=∠ADB=60,
如图2-1,作PM⊥AB于M,在AM上截取一点N,使得AN=PN.
∴∠ADF=60,∠EAB=30,
∴∠PAB=∠PAE=15.
∵AN=PN,
∴∠NAP=∠NPA=15,∠PNM =30.
设PM=m,则PN=PB=AN= 2m,MN=BM=,
∴2m+=3,
解得:m=,
∴PB=;
如图2-2,当∠EFP=90时,
∴∠DAF=30,∠EAB=60,
∴∠PAB=∠PAE =30,
∴∠PAB=∠PBA=30,∠PAD=∠PDA=60,
∴PA=PB,PA=PD,
∴PB=PD=;
综上述,满足条件的PB的值为或;
(3)如图3,作PM⊥AB于M,
当∠DPE=30°时,易知点F与点D重合,此时,∠PAE=∠PAB=45,
设AM=PM=n,则BM=n,
∴n+n=3,
解得:n=,
∴=.
【点睛】本题考查矩形与折叠,勾股定理,含30度角的直角三角形的性质,等腰三角形的性质.正确的作出图形和辅助线是解题关键.
15.(2025八年级下·上海·统考新编)如图1,在矩形纸片ABCD中,AB=3cm,AD=5cm,折叠纸片使B点落在边AD上的E处,折痕为PQ,过点E作EFAB交PQ于F,连接BF.
(1)求证:四边形BFEP为菱形;
(2)当点E在AD边上移动时,折痕的端点P、Q也随之移动;
①当点Q与点C重合时(如图2),求菱形BFEP的边长;
②若限定P、Q分别在边BA、BC上移动,求出点E在边AD上移动的最大距离.
【答案】(1)见解析;(2)①;②
【分析】(1)由折叠的性质得出PB=PE,BF=EF,∠BPF=∠EPF,由平行线的性质得出∠BPF=∠EFP,证出∠EPF=∠EFP,得出EP=EF,因此BP=BF=EF=EP,即可得出结论;
(2)①由矩形的性质得出BC=AD=5cm,CD=AB=3cm,∠A=∠D=90°,由对称的性质得出CE=BC=5cm,在RtCDE中,由勾股定理求出DE=4cm,得出AE=AD﹣DE=1cm;在RtAPE中,由勾股定理得出方程,解方程得出EP=cm即可;
②当点Q与点C重合时,点E离点A最近,由①知,此时AE=1cm;当点P与点A重合时,点E离点A最远,此时四边形ABQE为正方形,AE=AB=3cm,即可得出答案.
【解析】(1)证明:∵折叠纸片使B点落在边AD上的E处,折痕为PQ,
∴点B与点E关于PQ对称,
∴PB=PE,BF=EF,∠BPF=∠EPF,
又∵EFAB,
∴∠BPF=∠EFP,
∴∠EPF=∠EFP,
∴EP=EF,
∴BP=BF=EF=EP,
∴四边形BFEP为菱形;
(2)解:①∵四边形ABCD是矩形,
∴BC=AD=5cm,CD=AB=3cm,∠A=∠D=90°,
∵点B与点E关于PQ对称,
∴CE=BC=5cm,
在RtCDE中,DE==4cm,
∴AE=AD﹣DE=5cm﹣4cm=1cm;
在RtAPE中,AE=1,AP=3﹣PB=3﹣PE,
∴EP2=12+(3﹣EP)2,
解得:EP=cm,
∴菱形BFEP的边长为cm;
②当点Q与点C重合时,如图2:
点E离点A最近,由①知,此时AE=1cm;
当点P与点A重合时,如图3所示:
点E离点A最远,此时四边形ABQE为正方形,AE=AB=3cm,
∴点E在边AD上移动的最大距离为2cm.
【点睛】本题是四边形综合题目,考查了矩形的性质、折叠的性质、菱形的判定、平行线的性质、等腰三角形的判定、勾股定理、正方形的性质等知识;本题综合性强,有一定难度.
16.(2025八年级下·上海·统考新编)已知在平行四边形中,,将沿直线翻折,点落在点尽处,与相交于点,联结.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,如果,,,求的面积;
(3)如果,,当是直角三角形时,求的长.
【答案】(1)见解析;(2);(3)4或6
【分析】(1)由折叠的性质得,,由平行四边形的性质得,.则,,得,证出,则,由等腰三角形的性质得,证出,即可得出结论;
(2)证四边形是矩形,则,,,设,则,在中,由勾股定理得出方程,求出,由三角形面积公式即可得出答案;
(3)分两种情况:或,需要画出图形分类讨论,根据含角的直角三角形的性质,即可得到的长.
【解析】解:(1)证明:由折叠的性质得:△,
,,
四边形是平行四边形,
,.
,,
,
,
,
,
,
,
;
(2)平行四边形中,,
四边形是矩形,
,,,
由(1)得:,
设,则,
在中,由勾股定理得:,
解得:,
,
的面积;
(3)分两种情况:
①如图3,当时,延长交于,
,,
,
,,
,
,,
,
,
是的中点,
在中,,
;
②如图4,当时
,,
,
由折叠的性质得:,
,
在和中,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
又,
,,在同一直线上,
,
中,,,
,;
综上所述,当是直角三角形时,的长为4或6.
【点睛】本题是四边形综合题目,考查了翻折变换的性质、平行四边形的性质、平行线的判定与性质、矩形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、等腰三角形的判定与性质、勾股定理、直角三角形的性质等知识;本题综合性强,熟练掌握翻折变换的性质和平行四边形的性质是解题的关键.
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