内容正文:
专题06 四边形
题型概览
题型01 平行四边形的性质与判定
题型02 矩形的性质与判定
题型03 菱形的性质与判定
题型04 正方形的性质与判定
(
题型01
)平行四边形的性质与判定
1.(2025·福建泉州·一模)如图,在中,点E在边上,连接,交对角线于点F.若,则 .
2.(2025·福建泉州·一模)一块截面为四边形的玉片,已测得两组对边分别平行,再测量得下列条件,仍不能判定这块玉片的截面为长方形的是( )
A. B. C. D.
3.(2025·福建·一模)综合与实践
如图,在中,,过点C的直线,D为边上一点,过点D作,交直线于点E,垂足为点F,连接.
(1)求证:四边形是平行四边形;
(2)当D在AB中点时,四边形是什么特殊四边形?说明你的理由;
(3)在(2)的条件下,当_____时,四边形是正方形.
4.(2025·福建·一模)如图,菱形对角线与的交于点,过点作,过点作,与相交于点.
(1)则的长______.
(2)求证四边形是矩形.
5.(2025·福建·一模)如图,在平行四边形中,点分别是的中点,点在对角线上,且.
(1)求证:;
(2)求证:四边形是平行四边形.
6.(2025·福建泉州·一模)如图,在中,.点在的延长线上,连结.
(1)尺规作图:过点A求作的平行线,与、的交点分别为、;
(2)在(1)的条件下,若点是的中点,.试求的长度.
7.(2025·福建·一模)已知,在四边形中,,
(1)如图1,若,求证:四边形是平行四边形;
(2)如图2,若四边形是平行四边形,且,请用无刻度的直尺和圆规,作的外接圆并在外接圆上确定点,使,,且四边形不是平行四边形,并简要说明理由(保留作图痕迹).
8.(2025·福建·一模)如图,四边形是平行四边形,C是边上一点,点B在的延长线上,且.求证:四边形是矩形.
9.(2025·福建·一模)如图,在中,点D是斜边的中点,过点D作于点E,连接,过点E作的平行线,交的延长线于点F.若,则的长为 .
(
题型02
)矩形的性质与判定
10.(2025·福建龙岩·一模)根据以下素材,探索完成任务.
折纸确定矩形一边上的三等分点
素材1
第一步:对折正方形,展开,折痕为;
第二步:将正方形沿对角线折叠,展开;
第三步:将正方形沿折叠,展开,折痕、交于点G;
第四步:过点G折叠正方形,使点D落在边上,折痕为;
则点M即为边的三等分点.
素材2
第一步:对折正方形,展开,折痕为;
第二步:将边沿折叠到的位置;
第三步:将点A沿折叠到点H的位置,折痕交正方形的边于点M;
则点M即为边的三等分点.
问题解决
任务1
证明素材1中方法的正确性.
任务2
证明素材2中方法的正确性.
任务3
已知矩形,通过折纸找出边上的一个三等分点,画出折痕,并简要说明折叠方法.
11.(2025·福建泉州·一模)在一次数学活动课中,小明对“折纸中的数学问题”进行探究.
【活动1】折叠矩形纸片:
第一步:如图1,把矩形纸片对折,使与重合,折痕为,把纸片展平;
第二步:点在上,再次沿折叠纸片,使点落在上的点处.
【活动2】折叠正方形纸片:
第一步:如图2,把正方形纸片对折,使与重合,折痕为,把纸片展平;
第二步:点在上(不与点,重合),再次沿折叠纸片,使点落在下方的点处,延长交于点.
(1)在活动1中,求证:;
(2)在活动2中,若正方形的边长为8,,求的长.
12.(2025·福建龙岩·一模)如图(1),四边形为矩形,,,点在对角线上,点,分别在边和上,,.
(1)求的值;
(2)将四边形绕着点逆时针旋转到图()的位置,为和的交点,
①求的值;
②当,其中旋转角为,且,连接,求的最大面积.
13.(2025·福建三明·一模)活动课上,小明用四根细木条搭成如图所示的一个四边形,现要判断这个四边形是否是矩形,以下测量方案正确的是( )
A.测量是否有三个角是直角 B.测量对角线是否相等
C.测量两组对边是否分别相等 D.测量对角线是否互相垂直
14.(2025·福建泉州·一模)综合与实践:
准备
在复习探究《几何图形变化》的时候,老师让同学们准备了两张全等的直角三角形纸片,并且把它们的一条直角边重合在一起(如图1),已知,,.
实践探究
平移
如图2,小明同学把沿直线平移,当点B与点A重合时,点C与点D重合,点A的对应点为点.
结论1:四边形是矩形;
旋转
如图3,小红同学把绕点A顺时针旋转,当点C的对应点恰好落在边上时,点B的对应点为点,与边交于点E.
结论2:可求出图中任意一条线段的长,如;
对折
如图4,若点M,N分别是,的中点,小军同学将沿着直线对折,点B的对应点为.
结论3:①点C,,N在同一条直线上;
②可求出线段的长.
验证计算
根据以上同学对三种图形变化的探究,请你完成三个结论的证明或计算.结论3中①②可任选一个,②比①多得2分.
(
题型03
)菱形的性质与判定
15.(2025·福建·一模)如图,在菱形中,,,是菱形的高.若是的中点,连接,则的周长是 .
16.(2025·福建龙岩·一模)如图,是半圆的圆心,直径.
(1)分别在半圆上的取点和点,顺次连接各点,构成以,,,为顶点的菱形,请用直尺和圆规求作符合要求的菱形;
(2)求(1)中菱形的面积.
17.(2025·福建三明·一模)如图,在菱形中,点分别在边上,.
(1)求证:;
(2)为中点,交于点,,垂足为.
①求证:;
②用等式表示线段,与之间的数量关系,并给予证明.
18.(2025·福建泉州·一模)依据所标数据,下列四边形不一定为菱形的是( )
A. B.
C. D.
(
题型0
4
)正方形的性质与判定
19.(2025·福建泉州·一模)已知,正方形中,点O是对角线的中点,点E为上一点,连接,将线段绕点A逆时针旋转得到线段,过点F作,交延长线于点N,交延长线于点M.
(1)如图1,当点E与点O重合时,求证:;
(2)如图2,连接,
①用等式表示线段与的数量关系,并证明;
②若,取中点G,连接,补全图形,并求出在旋转过程中的最小值.
20.(2025·福建龙岩·一模)如图1,正方形中,,O是边的中点,点E是正方形内一动点,,连接,过点D在的右侧作,且,连接、.
(1)求证:;
(2)当时,求的长;
(3)如图2,若A、E、O三点共线,求点F到直线的距离;
(4)直接写出线段的最小值.
21.(2025·福建厦门·一模)如图,在边长为10的正方形中,点为的中点,将沿翻折得,点落在四边形内.点为线段上的动点,过点作交于点,则的最小值为 .
22.(2025·福建·一模)如图①,在正方形中,为上一点,连接,将线段绕正方形中心顺时针旋转得到线段,其中点对应点是,点对应点是点,与相交于点.
(1)求证:点在上;
(2)是上一点,连接,.
①如图②,若平分,求证:;
②如图③,若,以下结论:①;②.你认为哪个正确?请证明你认为正确的那个结论.
23.(2025·福建三明·一模)如图,在正方形中,是边上一点,于点,于点.
求证:.
24.(2025·福建龙岩·一模)根据国际标准,系列纸为矩形,其中纸的面积为.将纸沿长边对折、裁开,便成纸;将纸沿长边对折、裁开,便成纸;将纸沿长边对折、裁开,便成纸;将纸沿长边对折、裁开,便成纸……
将纸按如图1所示的方式折叠.
(1)观察图1的折叠过程,可知纸矩形的宽与长的比值为___________;
(2)某兴趣小组在实践活动中尝试用纸板做一个无盖的长方体纸盒,要求如下:把一张纸板分割成个矩形纸板,用其中一个作为底面,其余个作为侧面,恰好能粘接成一个无盖的长方体纸盒,小鑫同学画出了如图2所示的设计示意图,该长方体纸盒底面的面积为.
请你在图3,图4所示的纸板中画出两种与小鑫同学不同的设计示意图,并在图中直接标出长方体纸盒的底面和底面的面积.
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专题06 四边形
题型概览
题型01 平行四边形的性质与判定
题型02 矩形的性质与判定
题型03 菱形的性质与判定
题型04 正方形的性质与判定
(
题型01
)平行四边形的性质与判定
1.(2025·福建泉州·一模)如图,在中,点E在边上,连接,交对角线于点F.若,则 .
【答案】
【分析】本题考查了平行四边形的性质、比例的性质、相似三角形的性质与判定,熟练掌握相似三角形的面积比等于相似比的平方是解题的关键.利用平行四边形的性质得到,,,利用比例的性质得到,证明得到,,进而推出,再利用图形面积之间的比例关系即可求解.
【详解】解:,
,,,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,
.
故答案为:.
2.(2025·福建泉州·一模)一块截面为四边形的玉片,已测得两组对边分别平行,再测量得下列条件,仍不能判定这块玉片的截面为长方形的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了平行四边形的判定,矩形的判定和菱形的判定,由已知可得四边形是平行四边形,进而根据矩形和菱形的判定方法逐项判断即可求解,掌握以上知识点是解题的关键.
【详解】解:∵四边形的两组对边分别平行,
∴四边形是平行四边形,
、当时,平行四边形是矩形,该选项不合题意;
、当时,
∵,
∴,
∴,
∴平行四边形是矩形,该选项不合题意;
、当时,平行四边形是矩形,该选项不合题意;
、当时,平行四边形是菱形,该选项符合题意;
故选:.
3.(2025·福建·一模)综合与实践
如图,在中,,过点C的直线,D为边上一点,过点D作,交直线于点E,垂足为点F,连接.
(1)求证:四边形是平行四边形;
(2)当D在AB中点时,四边形是什么特殊四边形?说明你的理由;
(3)在(2)的条件下,当_____时,四边形是正方形.
【答案】(1)见解析
(2)四边形是菱形;理由见解析
(3)45
【分析】本题考查了平行四边形的判定与性质、菱形的判定与性质、正方形的判定、等腰三角形的判定与性质等知识点,灵活运用相关性质定理成为解题的关键.
(1)由题意得出,结合即可证明四边形是平行四边形;
(2)先证明四边形是平行四边形,结合即可得出四边形是菱形;
(3)当时,求出,结合菱形的性质求出即可解答.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
在中,,过点C的直线,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形.
(2)解:四边形是菱形;理由如下:
∵四边形是平行四边形,
∴,
∵,D在的中点,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴四边形是菱形;
(3)解:当时,四边形是正方形;理由如下:
∵,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是正方形.
答案为:45.
4.(2025·福建·一模)如图,菱形对角线与的交于点,过点作,过点作,与相交于点.
(1)则的长______.
(2)求证四边形是矩形.
【答案】(1)8
(2)证明见解析
【分析】(1)由菱形性质,对角线相互垂直,再由勾股定理求出线段长即可得到答案;
(2)根据平行四边形的判定得证四边形是平行四边形,再由(1)中,结合矩形的判定即可得到答案.
【详解】(1)解:菱形对角线与的交于点,
,
在中,,则由勾股定理可得,
故答案为:;
(2)证明:,,
四边形是平行四边形,
由(1)知,即,
四边形是矩形.
【点睛】本题考查四边形综合,涉及菱形性质、勾股定理、平行四边形的判定定理、矩形的判定定理等知识,熟练掌握平行四边形的判定与性质、特殊平行四边形的判定与性质是解决问题的关键.
5.(2025·福建·一模)如图,在平行四边形中,点分别是的中点,点在对角线上,且.
(1)求证:;
(2)求证:四边形是平行四边形.
【答案】(1)证明过程见详解
(2)证明过程见详解
【分析】(1)根据平行四边形的性质可得,根据中点的性质可得,根据全等三角形的判定方法“边角边”即可求证;
(2)由(1)可知,可得,,运用平角的计算可得,根据平行四边形的判定即可求证.
【详解】(1)证明:∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
∵点分别是的中点,
∴,,
∴,
在中,
,
∴.
(2)证明:由(1)可知,,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形.
【点睛】本题主要考查平行四边形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,掌握以上知识的综合运用是解题的关键.
6.(2025·福建泉州·一模)如图,在中,.点在的延长线上,连结.
(1)尺规作图:过点A求作的平行线,与、的交点分别为、;
(2)在(1)的条件下,若点是的中点,.试求的长度.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查角的尺规作图、平行四边形的性质与判定及相似三角形的性质与判定,熟练掌握角的尺规作图、平行四边形的性质与判定及相似三角形的性质与判定是解题的关键;
(1)以点C为圆心,适当长为半径画弧,交于两点,然后再以点A为圆心,根据角的尺规作图进行作图即可;
(2)由题意易得四边形是平行四边形,则有,然后可得,,进而根据相似三角形的性质可进行求解.
【详解】(1)解:为所求作的线,所作图形如下:
(2)证明:,
四边形是平行四边形,
,
∵,
,
,
点是的中点,
,
,
,
,
,
,
.
7.(2025·福建·一模)已知,在四边形中,,
(1)如图1,若,求证:四边形是平行四边形;
(2)如图2,若四边形是平行四边形,且,请用无刻度的直尺和圆规,作的外接圆并在外接圆上确定点,使,,且四边形不是平行四边形,并简要说明理由(保留作图痕迹).
【答案】(1)见详解
(2)见详解
【分析】本题主要考查了平行四边形的判定与性质和尺规作图、圆周角定理,解题的关键是熟悉基本的尺规作图.
(1)利用内错角相等两直线平行即可得出答案;
(2)利用三角形边的垂直平分线的交点是外接圆的圆心,交点到三角形顶点的长度为半径即可完成圆的操作,利用圆的半径相等和圆周角定理确定点.
【详解】(1)证明:,,
,
,
,
即,
,
∴四边形是平行四边形;
(2)解:如下图,即为的外接圆,点即为所求,满足,,
∵四边形是平行四边形
∴,
,根据同弧所对的圆周角相等可得,
,
∵点是以点为圆心,长为半径的圆与的交点,
又
由题意可知,四边形是平行四边形,
,
过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行,
与不平行,
∴四边形不是平行四边形.
8.(2025·福建·一模)如图,四边形是平行四边形,C是边上一点,点B在的延长线上,且.求证:四边形是矩形.
【答案】见解析
【分析】本题考查平行四边形的性质和判定,矩形的判定,熟练掌握相关定理是解题的关键.
先证得四边形是平行四边形,进一步运用有一个角是直角的平行四边形是矩形进行证明即可.
【详解】证明:∵四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∴四边形是平行四边形;
∵,
∴四边形是矩形.
9.(2025·福建·一模)如图,在中,点D是斜边的中点,过点D作于点E,连接,过点E作的平行线,交的延长线于点F.若,则的长为 .
【答案】4
【分析】本题考查平行四边形的判定与性质、直角三角形斜边中线为斜边一半,掌握以上知识是解题关键.先证明四边形为平行四边形,再根据平行四边形的性质得、结合直角三角形的性质求解即可.
【详解】解:∵,
∴
∴,
又∵,
∴四边形为平行四边形,
∴,
又∵为直角三角形斜边中线,
∴
∴.
故答案为:4.
(
题型02
)矩形的性质与判定
10.(2025·福建龙岩·一模)根据以下素材,探索完成任务.
折纸确定矩形一边上的三等分点
素材1
第一步:对折正方形,展开,折痕为;
第二步:将正方形沿对角线折叠,展开;
第三步:将正方形沿折叠,展开,折痕、交于点G;
第四步:过点G折叠正方形,使点D落在边上,折痕为;
则点M即为边的三等分点.
素材2
第一步:对折正方形,展开,折痕为;
第二步:将边沿折叠到的位置;
第三步:将点A沿折叠到点H的位置,折痕交正方形的边于点M;
则点M即为边的三等分点.
问题解决
任务1
证明素材1中方法的正确性.
任务2
证明素材2中方法的正确性.
任务3
已知矩形,通过折纸找出边上的一个三等分点,画出折痕,并简要说明折叠方法.
【答案】任务1:见解析;任务2:见解析;任务3:见解析
【分析】任务1:由折叠和正方形的性质可证,有,同理,有,结合矩形的性质可得,则,即可证明点M是的三等分点;
任务2:连接,设正方形边长为a,由折叠可得,,由折叠和正方形的性质可证,有,设,则,,在中,利用勾股定理求得,即可判定点M是三等分点
任务2:方法一:参照任务一的方法即可折出矩形的一个三等分点;方法二:首先两次对折矩形形成新的矩形,再结合任务一的方法即可找到三等分点;方法三:参照任务二的方法即可折出矩形的一个三等分点.
【详解】解:任务1:
∵四边形为正方形,
∴,
由折叠可得:,
,
∵,
∴,
,
同理,
,
,
则,
∵四边形是矩形,
∴,
,
,
即点M是的三等分点;
任务2:连接,如图,
设正方形边长为a,由折叠可得,
,
∵四边形为正方形,
∴,
∵,
∴,
,
设,则,,
在中,,
,解得,
,
即点M是三等分点
任务3:
方法一:
第一步:对折矩形,展开,折痕为;
第二步:沿对角线折叠矩形,展开,再沿折叠矩形,
展开,折痕,交于点G,
第四步:过点G折叠矩形,使折痕;
则点H即为的一个三等分点.
方法二:
第一步:两次对折矩形,展开,折痕分别为、;
第二步:沿折叠矩形,展开;再沿折叠矩形,展开,交折痕于点N;
第三步:沿折叠矩形,折痕交于点M,
则点M即为所求作的三等分点.
方法三:
第一步:将边沿折叠到落到边的位置;
第二步:折叠矩形,使点A与点E重合,点B与点F重合,展开,折痕为;
第三步:将点E沿折叠到点N的位置,将点A沿折叠到点P的位置,折痕交边于点M;
则点M即为边的一个三等分点.
.
【点睛】本题主要考查折叠的性质、正方形的性质、相似三角形的判定和性质、矩形的性质、全等三角形的判定和性质和勾股定理,解题的关键是熟练掌握相似三角形性质和找到对应的等分点.
11.(2025·福建泉州·一模)在一次数学活动课中,小明对“折纸中的数学问题”进行探究.
【活动1】折叠矩形纸片:
第一步:如图1,把矩形纸片对折,使与重合,折痕为,把纸片展平;
第二步:点在上,再次沿折叠纸片,使点落在上的点处.
【活动2】折叠正方形纸片:
第一步:如图2,把正方形纸片对折,使与重合,折痕为,把纸片展平;
第二步:点在上(不与点,重合),再次沿折叠纸片,使点落在下方的点处,延长交于点.
(1)在活动1中,求证:;
(2)在活动2中,若正方形的边长为8,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)证法一:连接.根据折叠的性质和垂直平分线的性质,证明是等边三角形,即可得到结论;证法二:利用锐角三角函数,得到,,即可得到结论;
(2)连接.设,证明,从而得出,,再利用勾股定理列方程求解即可.
【详解】(1)证明:证法一:如图,连接.
由图形折叠的特征可得:,,,
∴是线段的垂直平分线,
∴,即是等边三角形,
∴,
∴.
证法二:
由图形折叠的特征可得:,,,
在中,,
∴,
∵,
∴.
(2)解:如图,连接.
设,则.
由图形折叠的特征可得:,,,.
∵,,,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
在中,由勾股定理,得,
即,
解得,即.
【点睛】本题考查了矩形与折叠,等边三角形的判定和性质,解直角三角形的应用,全等三角形的判定和性质,正方形的性质等知识,掌握相关知识点是解题关键.
12.(2025·福建龙岩·一模)如图(1),四边形为矩形,,,点在对角线上,点,分别在边和上,,.
(1)求的值;
(2)将四边形绕着点逆时针旋转到图()的位置,为和的交点,
①求的值;
②当,其中旋转角为,且,连接,求的最大面积.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】本题考查了相似三角形的性质与判定,矩形的性质,直角所对的弦是直径,勾股定理,熟练掌握相似三角形的性质与判定是解题的关键;
(1)根据解析的性质以及,得出,,,根据得出,根据即可求解.
(2)①由(1)得出,进而证明,,根据相似三角形的性质即可求解;
②令和的交点为,和的交点为,由()①,可得:,得出四边形存在共圆,令共圆为,由,则为圆弧上一动点,令弦的中点为,当,,三点共线时,存在最大面积,在中,在中,分别求得,,进而求得,即可得出的最大面积.
【详解】(1)解:∵矩形,
∴
又,则,
∴,,,
∴,即有
∵,
∴
∵,,,
∴
(2)①由(1)得,
∴
依题意可得:,
,,
,即有
,
,
②如图,令和的交点为,
如图由()①,
∴
在四边形中,
四边形存在共圆,令共圆为
由,则为圆弧上一动点,令弦的中点为,当,,三点共线时,存在最大面积,
在中,,,
在中,,,
,
的最大面积为:
13.(2025·福建三明·一模)活动课上,小明用四根细木条搭成如图所示的一个四边形,现要判断这个四边形是否是矩形,以下测量方案正确的是( )
A.测量是否有三个角是直角 B.测量对角线是否相等
C.测量两组对边是否分别相等 D.测量对角线是否互相垂直
【答案】A
【分析】本题考查了矩形的判定:三个角都是直角的四边形是矩形,熟练掌握矩形的判定方法是解题关键.根据矩形的判定逐项判断即可得.
【详解】解:A、测量是否有三个角是直角,能判定四边形是矩形,则此项符合题意;
B、测量对角线是否相等,不能判定四边形是矩形,则此项不符合题意;
C、测量两组对边是否分别相等,能判定四边形是平行四边形,但不能判定四边形是矩形,则此项不符合题意;
D、测量对角线是否互相垂直,不能判定四边形是矩形,则此项不符合题意;
故选:A.
14.(2025·福建泉州·一模)综合与实践:
准备
在复习探究《几何图形变化》的时候,老师让同学们准备了两张全等的直角三角形纸片,并且把它们的一条直角边重合在一起(如图1),已知,,.
实践探究
平移
如图2,小明同学把沿直线平移,当点B与点A重合时,点C与点D重合,点A的对应点为点.
结论1:四边形是矩形;
旋转
如图3,小红同学把绕点A顺时针旋转,当点C的对应点恰好落在边上时,点B的对应点为点,与边交于点E.
结论2:可求出图中任意一条线段的长,如;
对折
如图4,若点M,N分别是,的中点,小军同学将沿着直线对折,点B的对应点为.
结论3:①点C,,N在同一条直线上;
②可求出线段的长.
验证计算
根据以上同学对三种图形变化的探究,请你完成三个结论的证明或计算.结论3中①②可任选一个,②比①多得2分.
【答案】结论1:见解析;结论2:;结论3:①见解析;②
【分析】(1)根据平移的性质得到,,再利用矩形的判定即可证明;
(2)先证明四边形是平行四边形,再根据旋转的性质得到,,,利用直角三角形的性质和等角对等边推出,得出的长度,再利用即可求解;
(3)①连接、,先证明四边形是平行四边形,得出,再由翻折的性质得到,,进而得出,推出,即可得证;②作于点,作于点,利用等面积法求出的长,再利用勾股定理求出的长,再证明,得到,再利用等腰三角形的性质得出的长,即可求出线段的长.
【详解】解:结论1:
由平移的性质得,,,
四边形是平行四边形,
又,
平行四边形是矩形.
结论2:
,
,,
又,
四边形是平行四边形,
,
,
由旋转的性质得,,,,
,
,
,
,
,
,
.
结论3:
①如图,连接、,
由结论2可得,四边形是平行四边形,
,,
点M,N分别是,的中点,,
,,
,
又,
四边形是平行四边形,
,
由翻折的性质得,,,
,,
,
,
直线和直线重合,
点C,,N在同一条直线上;
②如图,作于点,作于点,
,
,
,
由①中的结论得,,即,
又,,
,
,
,,
,
,
.
【点睛】本题主要考查了图形变换(平移、旋转、翻折)的性质、矩形的判定、直角三角形的性质、等腰三角形的性质与判定、勾股定理,熟练掌握图形变换(平移、旋转、翻折)的性质是解题的关键.本题属于几何综合题,需要较强的几何推理和辅助线构造能力,适合有能力解决几何难题的学生.
(
题型03
)菱形的性质与判定
15.(2025·福建·一模)如图,在菱形中,,,是菱形的高.若是的中点,连接,则的周长是 .
【答案】/
【分析】本题考查了菱形的性质、勾股定理、等边三角形的判定与性质等知识,熟练掌握菱形的性质是解题关键.连接,先根据菱形的性质可得,,,再证出和都是等边三角形,则可求出,然后利用勾股定理可得,证出是等边三角形,根据等边三角形的性质可得,由此即可得.
【详解】解:如图,连接,
∵在菱形中,,,
∴,,,
∴和都是等边三角形,
∵是菱形的高,是的中点,
∴,,,
∴,
又∵是菱形的高,,
∴,,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∴的周长是,
故答案为:.
16.(2025·福建龙岩·一模)如图,是半圆的圆心,直径.
(1)分别在半圆上的取点和点,顺次连接各点,构成以,,,为顶点的菱形,请用直尺和圆规求作符合要求的菱形;
(2)求(1)中菱形的面积.
【答案】(1)见解析
(2)菱形的面积的面积为
【分析】本题考查了等边三角形的判定和性质、菱形的判定等相关知识点,熟记相关结论是解题关键.
(1)根据菱形的四条边都相等,以点和点为圆心,长为半径画弧,与半圆交于点、,连接即可完成作图.
(2)连接,则,过点作于点,得出是等边三角形,进而求得的长,即可求出菱形的面积.
【详解】(1)解:①以为圆心,为半径作弧,交半圆于点;
②以为圆心,为半径作弧,交半圆于点;
③连接,,,从而得到菱形
(2)连接,则,过点作于点,
∵,,
∴是等边三角形,
∴,
∴,,
∴;.
17.(2025·福建三明·一模)如图,在菱形中,点分别在边上,.
(1)求证:;
(2)为中点,交于点,,垂足为.
①求证:;
②用等式表示线段,与之间的数量关系,并给予证明.
【答案】(1)证明见解析
(2)①证明见解析;②,证明见解析
【分析】(1)先根据菱形的性质可得,,再证出是等边三角形,根据等边三角形的性质可得,然后证出,根据全等三角形的性质即可得证;
(2)①连接,先证出是等边三角形,根据等边三角形的性质可得,再证出,根据相似三角形的性质可得,然后根据相似三角形的判定即可得证;
②延长,交于点,先证出,再证出,根据相似三角形的性质可得,从而可得,然后在中,解直角三角形可得,最后根据和等量代换即可得.
【详解】(1)证明:∵四边形是菱形,
∴,,
∵,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴.
(2)证明:①如图,连接,
由(1)已证:,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∵为中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴.
②,证明如下:
如图,延长,交于点,
∵四边形是菱形,,
∴,
∵,
∴,
由上已证:,
∵,
∴,
∴,即,
由上已证:,
∴,
∴,
又∵,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∵,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了菱形的性质、三角形全等的判定与性质、等边三角形的判定与性质、含30度角的直角三角形的性质、相似三角形的判定与性质、解直角三角形等知识,综合性强,较难的是题(2)②,通过作辅助线,构造直角三角形和相似三角形是解题关键.
18.(2025·福建泉州·一模)依据所标数据,下列四边形不一定为菱形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查菱形的判定,熟练掌握菱形的判定定理是解题的关键;因此此题可根据菱形的判定定理进行排除选项即可.
【详解】解:A、根据“四条边相等的四边形是菱形”可知该四边形是菱形,故不符合题意;
B、由图可知:,所以根据“对角线互相平分且垂直的四边形是菱形”可知该四边形是菱形,故不符合题意;
C、由图可知只有三条边相等的四边形不一定是菱形,故符合题意;
D、因为,所以根据“同旁内角互补,两直线平行”可知该四边形是平行四边形,再根据“邻边相等的平行四边形是菱形”可知该四边形是菱形,故不符合题意;
故选C.
(
题型0
4
)正方形的性质与判定
19.(2025·福建泉州·一模)已知,正方形中,点O是对角线的中点,点E为上一点,连接,将线段绕点A逆时针旋转得到线段,过点F作,交延长线于点N,交延长线于点M.
(1)如图1,当点E与点O重合时,求证:;
(2)如图2,连接,
①用等式表示线段与的数量关系,并证明;
②若,取中点G,连接,补全图形,并求出在旋转过程中的最小值.
【答案】(1)详见解析
(2)①,证明见解析
②补全图形见解析,旋转过程中的最小值为
【分析】(1)证明得出,又,等量代换即可求解;
(2)①证明,根据相似三角形的性质,即可求解;
②根据题意补全图形,进而根据直角三角形中斜边上的中线等于斜边的一半得出,当M,D重合时,最小,进而根据等腰直角三角形的性质,即可求解.
【详解】(1)证明:∵四边形是正方形,
∴,
∵将线段绕点A逆时针旋转得到线段,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴;
(2)解:①如图所示,连接,
∵为等腰直角三角形,,
∴,
∵点O为中点,
∴,
∴是等腰三角形,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
②如图所示,取中点G,连接,
∵,则,
又,
∴当取得最小值时最小,
∴当E与点B重合时,F在上,此时N点与A点重合,
∴,
又,
∴,
∴旋转过程中的最小值为.
【点睛】本题是四边形综合题,考查了旋转的性质,正方形的性质,相似三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,三角形三边关系,熟练掌握以上知识是解题的关键.
20.(2025·福建龙岩·一模)如图1,正方形中,,O是边的中点,点E是正方形内一动点,,连接,过点D在的右侧作,且,连接、.
(1)求证:;
(2)当时,求的长;
(3)如图2,若A、E、O三点共线,求点F到直线的距离;
(4)直接写出线段的最小值.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
(4)
【分析】(1)由正方形的性质可得,,再证明,即可得证;
(2)连接,由题意可得,由勾股定理可得,,最后由全等三角形的性质即可得解;
(3)过点作交的延长线于点,由(2)知,结合全等三角形的性质可得,证明,由相似三角形的性质求解即可;
(4)连接,将线段绕点逆时针旋转得,连接,则由题意可知点在以点为圆心、长为半径的圆上运动,连接,证明得出,再由,即可得解.
【详解】(1)证明:∵四边形是正方形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴;
(2)解:连接,如图所示:
∵,是边的中点,
∴,
在中,则,
在中,,则,
由(1)中可知;
(3)解:过点作交的延长线于点,如图所示:
由(2)知,
∵,
∴,
∵,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
解得,
∴点F到直线的距离为;
(4)解:连接,将线段绕点逆时针旋转得,连接,则由题意可知点在以点为圆心、长为半径的圆上运动,连接,如图所示:
∵,
∴,
∵,,
∴;
∴,
∵,,点在以点为圆心、长为半径的圆上运动,
∴,
∴,
∴线段的最小值为.
【点睛】本题考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理等知识点,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
21.(2025·福建厦门·一模)如图,在边长为10的正方形中,点为的中点,将沿翻折得,点落在四边形内.点为线段上的动点,过点作交于点,则的最小值为 .
【答案】8
【分析】本题主要考查轴对称在的性质、勾股定理、相似三角形的判定和性质等知识点.如图:过点M作于F,推出的最小值为的长,证明四边形为菱形,然后利用相似三角形的判定和性质求得的长即可.
【详解】解:作点P关于的对称点,
由折叠的性质知是的平分线,
∴点在上,
过点M作于F,交于点G,
∵,
∴的最小值为的长,
连接,
由折叠的性质知为线段的垂直平分线,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵为线段的垂直平分线,
∴,
∴,
∴,
∴四边形为平行四边形,
∵,
∴四边形为菱形,
∴,,
∴,
∵,即,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∴的最小值为.
故答案为:.
22.(2025·福建·一模)如图①,在正方形中,为上一点,连接,将线段绕正方形中心顺时针旋转得到线段,其中点对应点是,点对应点是点,与相交于点.
(1)求证:点在上;
(2)是上一点,连接,.
①如图②,若平分,求证:;
②如图③,若,以下结论:①;②.你认为哪个正确?请证明你认为正确的那个结论.
【答案】(1)证明见解析
(2)①证明见解析;②正确,证明见解析
【分析】(1)先根据旋转的性质和正方形的性质可得,,,再证出,根据全等三角形的性质可得,则,由此即可得证;
(2)①连接,交于点,先证出,,根据相似三角形的性质可得,从而可得,再证出,根据相似三角形的性质可得,由此即可得证;
②先证出是锐角三角形,再设,,过点作于点,过点作于点,解直角三角形分别求出的值,由此即可得.
【详解】(1)证明:∵四边形是正方形,
∴,,
∴,
由旋转的性质得:,,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,,
又∵为上一点,将线段绕正方形中心顺时针旋转得到线段,点对应点是,
∴点一定在右侧,
∴点在上.
(2)证明:①如图,连接,交于点,
∵四边形是正方形,
∴,,
∴,
由旋转的性质得:,
∴,,
∴,
∵平分,
∴,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴.
②正确,证明如下:
∵,
∴,,
∵在中,,,
∴,
∴,
由上已证:,
∴,
∴,
设,,则,
∴,
∵,
∴,
在正方形中,,
∴,
∴,
,
如图,过点作于点,过点作于点,
∴,,
,,
∴,,
∴,
,
∵在中,,,
∴,
又∵,,
∴.
【点睛】本题考查了正方形的性质、三角形全等的判定与性质、旋转的性质、相似三角形的判定与性质、解直角三角形等知识,熟练掌握相似三角形的判定和解直角三角形的方法是解题关键.
23.(2025·福建三明·一模)如图,在正方形中,是边上一点,于点,于点.
求证:.
【答案】见解析
【分析】本题主要考查了正方形的性质,三角形全等的判定和性质,余角的性质,熟练掌握三角形全等的判定和性质,是解题的关键.根据证明,得出即可.
【详解】证明:∵四边形为正方形,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
24.(2025·福建龙岩·一模)根据国际标准,系列纸为矩形,其中纸的面积为.将纸沿长边对折、裁开,便成纸;将纸沿长边对折、裁开,便成纸;将纸沿长边对折、裁开,便成纸;将纸沿长边对折、裁开,便成纸……
将纸按如图1所示的方式折叠.
(1)观察图1的折叠过程,可知纸矩形的宽与长的比值为___________;
(2)某兴趣小组在实践活动中尝试用纸板做一个无盖的长方体纸盒,要求如下:把一张纸板分割成个矩形纸板,用其中一个作为底面,其余个作为侧面,恰好能粘接成一个无盖的长方体纸盒,小鑫同学画出了如图2所示的设计示意图,该长方体纸盒底面的面积为.
请你在图3,图4所示的纸板中画出两种与小鑫同学不同的设计示意图,并在图中直接标出长方体纸盒的底面和底面的面积.
【答案】(1)
(2)作图见解析,不唯一
【分析】本题考查长方体的认识,二次根式的运算,正方形的判定与性质,矩形的性质,熟练掌握长方体的侧面和底面的关系是解题的关键.
(1)设纸的长为,宽为,第一次翻折:由图可知,,得出,第一次翻折中,则,即可求解;
(2)纸宽为,先利用图2的底面积得出,分别利用长方体的特征得到如图3和图4,再将底面积分别用含的代数式表示出来,再将代入即可求解.
【详解】(1)解:设纸的长为,宽为,
第一次翻折:由图可知,,
∴四边形是正方形,
∴,
第一次翻折:,
∴,
∴,
故答案为:;
(2)解:∵纸的宽与长的比值为,
∴如图,设,,
由题可知,
∴底面积为,
得,
作法不唯一,如图3,按此方法分割,其中,,可以接成无盖的长方体,
此时,,
∴,
∴底面积为,
此时如图:
如图4,按此方法分割,其中,,可以接成无盖的长方体,
此时,,
∴,
∴底面积为,
此时如图:
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