内容正文:
57
2 矩形的性质与判定
1.
矩形的定义:
有一个角是 的 四边形叫
做矩形.
2.
矩形的性质:
(1)
矩形的四个角都是 .
(2)
矩形的对角线 .
3.
直角三角形斜边上的中线的性质:直角三角
形斜边上的中线等于斜边的 .
4.
矩形的判定:
(1)
对角线 的 是矩形.
(2)
有三个角是 角的 是
矩形.
典例1 如图,在矩形ABCD 中,对角线AC,BD
相交于点O,∠AOB=60°,AC=6cm,则AB
的长是 ( )
典例1图
A.
3cm B.
6cm C.
10cm D.
12cm
根据矩形的对角线相等且互相平分可得
OA=OB,由∠AOB=60°,判断出△AOB 是等
边三角形,根据等边三角形的性质求出AB 的
长即可.
解答:
解有所悟:矩形的每条对角线将矩形分成两个全等
的直角三角形,两条对角线将矩形分成四个等腰三
角形.特别地,在对角线所夹锐角为60°的矩形中,
两条对角线将矩形分成四个三角形,其中矩形的宽
所在的三角形是等边三角形;每条对角线将矩形分
成两个含有30°角的直角三角形.因此解决矩形问
题常用到直角三角形和等腰(边)三角形的性质.
典例2(宜昌中考)如图,在矩形ABCD 中,E
是边AD 上一点,F,G 分别是BE,CE 的中点,
连接AF,DG,FG.若AF=3,DG=4,FG=5,
则矩形ABCD 的面积为 .
典例2图
由矩形的性质得出∠BAE=∠CDE=
90°,AD∥BC,由直角三角形斜边上的中线的性
质及三角形中位线定理求出BE,CE,BC 的
长,由勾股定理的逆定理得出△BCE 是直角三
角形,再计算S△BCE=
1
2BE
·CE,从而求出矩
形ABCD 的面积.
解答:
解有所悟:与中点有关的知识有直角三角形斜边上
的中线的性质、三角形中位线定理、等腰三角形三
线合一的性质等,有时会综合几种知识于同一题
中,要注意灵活运用.必要时可添加辅助线,构造相
关性质的基本图形求解.
3预学储备
拍
照
批
改
58
典例3(泰州中考)如图,线段DE 与AF 分别
为△ABC 的中位线与中线.
(1)
求证:AF 与DE 互相平分.
(2)
当线段AF 与BC 满足怎样的数量关系时,
四边形ADFE 为矩形? 请说明理由.
典例3图
(1)
根据线段中点的定义可得 AD=
1
2AB
,根据三角形的中位线定理可得 EF∥
AB,EF=12AB
,从而可得EF=AD,进而可得
四边形ADFE 是平行四边形,然后利用平行四
边形的性质即可解答;(2)
当AF=12BC
时,四
边形ADFE 为矩形,再根据三角形的中位线定
理可得DE=12BC
,从而可得AF=DE,然后
利用(1)的结论即可解答.
解答:
解有所悟:证明矩形的思路有两种.思路一:若已知
四边形是平行四边形,则只要再证明一个角是直角
或再证明两条对角线相等即可.思路二:若没有平
行四边形的条件,则考虑证明三个角是直角,直接
得到矩形或先证明四边形是平行四边形,再按思路
一证明即可.
[基础过关]
1.
下列结论中,矩形具有而菱形不一定具有的
性质是 ( )
A.
对边平行且相等
B.
对角线互相平分
C.
对角线相等
D.
对角线互相垂直
2.
(聊城中考)要检验一个四边形的桌面是否
为矩形,可行的测量方案是 ( )
A.
测量两条对角线是否相等
B.
度量两个角是否是90°
C.
测量两条对角线的交点到四个顶点的距
离是否相等
D.
测量两组对边是否分别相等
3.
(永州中考)如图,在Rt△ABC 中,∠ABC=
90°,∠C=60°,D 为边AC 的中点,BD=2,
则BC 的长为 ( )
A.
3 B.
23
C.
2 D.
4
第3题
第4题
4.
如图,在矩形ABCD 中,对角线AC 与BD
相交于点O,E,F 分别是AB,AO 的中点,
且AC=8,则EF 的长为 ( )
A.
2 B.
4 C.
6 D.
8
5.
(邵阳中考)已知矩形的一边长为6cm,一条
对角线的长为10cm,则该矩形的面积为
cm2.
6.
如图,在四边形ABCD 中,AB∥DC,AD∥
BC,在不添加任何辅助线的前提下,要想使
四边形ABCD 成为一个矩形,只需要添加的
数学(北师版)八年级
59
一个条件是 .
第6题
第7题
7.
(株洲中考)如图,线段BC 为等腰三角形
ABC的底边,矩形ADBE 的对角线AB 与
DE交于点O.若OD=2,则AC= .
8.
(黔东南中考)如图,矩形ABCD 的对角线
AC,BD 相交于点O,DE∥AC,CE∥BD.
若AC=10,则四边形 OCED 的 周 长 是
.
第8题
9.
(新疆生产建设兵团中考)如图,在矩形
ABCD 中,点E 在边BC 上,点F 在BC 的
延长线上,且BE=CF.求证:
(1)
△ABE≌△DCF;
(2)
四边形AEFD 是平行四边形.
第9题
答案讲解
10.
如图,在△ABC 中,AD,BE 分别
为边BC,AC 上的高,垂足为D,
E,M 为AB 的中点,N 为DE 的
中点,求证:MN⊥DE.
第10题
11.
(鄂州中考)如图,在矩形ABCD 中,对角线
AC,BD 相交于点O,且∠CDF=∠BDC,
∠DCF=∠ACD.
(1)
求证:DF=CF;
(2)
若 ∠CDF =60°,DF =6,求 矩 形
ABCD 的面积.
第11题
3预学储备
60
答案讲解
12.
(六盘水中考)如图,在▱ABCD
中,AE 平 分 ∠BAC,CF 平 分
∠ACD.
(1)
求证:△ABE≌△CDF.
(2)
当△ABC 满足什么条件时,四边形
AECF 是矩形? 请说明理由.
第12题
[综合提升]
13.
如图,在面积为S的菱形ABCD 中,O 为对
角线的交点,E 是线段BC 的中点,过点E
作EF⊥BD 于点F,EG⊥AC 于点G,则四
边形EFOG 的面积为 ( )
A.
1
4S B.
1
8S C.
1
12S D.
1
16S
第13题
第14题
答案讲解
14.
(湘西中考)如图,菱形ABCD 的
对角线AC,BD 相交于点O,过点
D 作 DH ⊥AB 于 点 H,连 接
OH,OH =4.若菱形 ABCD 的面积为
323,则CD 的长为 ( )
A.
4 B.
43 C.
8 D.
83
15.
如图,在矩形ABCD 中,AB=2,E 是AC
的中 点,∠AED =120°,则 AD 的 长 为
.
第15题
答案讲解
16.
(云南中考)如图,在▱ABCD 中,
连接BD,E 为线段AD 的中点,
延长BE 与CD 的延长线交于点
F,连接AF,∠BDF=90°.
(1)
求证:四边形ABDF 是矩形;
(2)
若AD=5,DF=3,求四边形ABCF 的
面积.
第16题
数学(北师版)八年级
22
预学训练
1.
C 2.
C 3.
D 4.
A 5.
答案不唯一,如AB=AD
6.
(2,-5) 7.
8 8.
12 9.
90°
10.
∵
四边形ABCD 是菱形,∴
BC=CD,∠ABC=
∠ADC.∵
∠ABC+∠CBE=180°,∠ADC+∠CDF=
180°,∴
∠CBE = ∠CDF.在 △CBE 和 △CDF 中,
CB=CD,
∠CBE=∠CDF,
BE=DF,
∴
△CBE≌△CDF.∴
CE=CF.
11.
如图,连接BD 交AC 于点O.∵
四边形ABCD 是菱
形,∴
AC⊥BD,OA=OC,OB=OD.∵
AE=CF,
∴
OE=OF.∴
四边形DEBF 是平行四边形.∵
EF⊥
BD,∴
四边形DEBF 是菱形.
第11题
12.
(1)
∵
四边形ABCD 是菱形,∴
AB=BC=CD=
AD,∠B=∠D.∵
AE⊥BC,AF⊥CD,∴
∠AEB=
∠AFD = 90°. 在 △ABE 和 △ADF 中,
∠AEB=∠AFD,
∠B=∠D,
AB=AD,
∴
△ABE≌△ADF.(2)
设菱形的边
长为x.∴
AB=CD=x.∵
CF=2,∴
DF=x-2.由
(1),得 △ABE≌ △ADF,∴
BE=DF=x-2.在
Rt△ABE 中,根据勾股定理,得AE2+BE2=AB2,即
42+(x-2)2=x2,解得x=5.∴
菱形的边长是5.
13.
(1)
∵
四边形
ABCD
是平行四边形,∴
∠B=∠D.
∵
AE⊥BC,
AF⊥CD,∴
∠AEB=∠AFD=90°.在
△AEB 和 △AFD 中,
∠B=∠D,
BE=DF,
∠AEB=∠AFD,
∴
△AEB ≌
△AFD.∴
AB=AD.∴
▱ABCD
是菱形.(2)
如图,连
接BD 交AC 于点O.∵
四边形ABCD 是菱形,AC=6,
∴
AC⊥BD,OA=OC=12AC=3
,OB=OD=12BD.
∵
AB=5,OA=3,∴
在Rt△AOB 中,由勾股定理,得
OB= AB2-OA2=4.∴
BD=2OB=8.∴
S▱ABCD=
1
2AC
·BD=12×6×8=24.
第13题
14.
B 解析:∵
D,E 分 别 是 边 AC,AB 的 中 点,
∴
DE=12BC
,DE∥BC.∵
M,N 分别是OB,OC 的中
点,∴
MN=12BC
,MN∥BC.∴
DE=MN,DE∥MN.
∴
四边形DEMN 为平行四边形.∵
BD⊥CE,∴
四边形
DEMN 为 菱 形.∵
OB =8,OC =6,∴
BC =
OB2+OC2=10.∴
DE=MN=EM=DN=5.∴
四
边形DEMN 的周长是20.
15.
3+1 解析:如图,连接DE,BD.∵
四边形ABCD
是菱形,∴
点B,D 关于直线AC 对称.∴
易知DE 的长
即为PE+PB 的最小值.∵
四边形 ABCD 是菱形,
∠DAB=60°,∴
CD=CB,∠BCD=60°.∴
△BCD 为等
边三角形.∵
E 为BC 的中点,∴
DE⊥BC,BE=CE=
1
2BC=
1
2×2=1.∴
在Rt△DCE 中,由勾股定理,得
DE= CD2-CE2= 22-12= 3.∴
△PBE 周长的
最小值=DE+BE=3+1.
第15题
16.
(1)
∵
CF∥AB,∴
∠ADF=∠CFD,∠DAC=
∠FCA.∵
E 是AC 的中点,∴
AE=CE.∴
△ADE≌
△CFE.∴
AD=CF.(2)
当AC⊥BC 时,四边形ADCF
是菱形.由(1),知 AD=CF.∵
AD∥CF,∴
四边形
ADCF 是平行四边形.∵
D 是AB 的中点,E 是AC 的中
点,∴
DE∥BC.∵
AC⊥BC,∴
AC⊥DE,即AC⊥DF.
∴
四边形ADCF 是菱形.
2 矩形的性质与判定
知识梳理
1.
直角 平行 2.
(1)
直角 (2)
相等 3.
一半
23
4.
(1)
相等 平行四边形 (2)
直 四边形
典例演练
典例1 A 解析:∵
四边形ABCD 是矩形,∴
OA=
1
2AC
,OB=12BD
,AC=BD=6cm.∴
OA=OB=
3cm.∵
∠AOB =60°,∴
△AOB 是 等 边 三 角 形.
∴
AB=OA=3cm.
典例2 48 解析:∵
四边形ABCD 是矩形,∴
∠BAE=
∠CDE=90°,AD∥BC.∵
F,G 分别是BE,CE 的中点,
AF=3,DG=4,FG=5,∴
BE=2AF=6,CE=2DG=8,
BC=2FG=10.∴
BE2+CE2=BC2.∴
△BCE 是直角
三角形,且∠BEC=90°.∴
S△BCE=
1
2BE
·CE=12×
6×8=24.∵
AD∥BC,∴
S矩形ABCD =2S△BCE =2×
24=48.
典例3 (1)
∵
线段DE 与AF 分别为△ABC 的中位线
与中线,∴
D 是AB 的中点,E 是AC的中点,F 是BC 的
中点.∴
AD=12AB
,EF 是△ABC 的中位线.∴
EF∥
AB,EF=12AB.∴
EF=AD.∴
四边形ADFE 是平行
四边形.∴
AF 与DE 互相平分.(2)
当AF=12BC
时,
四边形ADFE 为矩形.理由:∵
线段DE 为△ABC 的中
位线,∴
DE=12BC.∵
AF=12BC
,∴
AF=DE.由(1),
得四边形ADFE是平行四边形,∴
四边形ADFE为矩形.
预学训练
1.
C 2.
C 3.
C 4.
A 5.
48 6.
答案不唯一,如
∠A=90° 7.
4 8.
20
9.
(1)
∵
四边形ABCD 是矩形,∴
AB=CD,∠ABC=
∠DCB=90°.∴
∠ABE=∠DCF=90°.在△ABE 和
△DCF 中,
AB=DC,
∠ABE=∠DCF,
BE=CF,
∴
△ABE ≌ △DCF.
(2)
∵
四边形ABCD 是矩形,∴
AD=BC,AD∥BC.
∵
BE=CF,∴
BE+EC=CF+EC.∴
BC=EF=AD.
又∵
AD∥BC,∴
四边形AEFD 是平行四边形.
10.
如 图,连 接 ME,MD.∵
AD ⊥BC,BE⊥AC,
∴
∠AEB=∠ADB=90°.∵
M 为AB 的中点,∴
ME=
1
2AB
,MD=12AB.∴
ME=MD.∵
N 为DE 的中点,
∴
MN⊥DE.
第10题
11.
(1)
∵
四边形ABCD 是矩形,∴
OC=12AC
,OD=
1
2BD
,AC=BD.∴
OC=OD.∴
∠ACD=∠BDC.
∵
∠CDF=∠BDC,∠DCF=∠ACD,∴
∠CDF=
∠DCF.∴
DF=CF.(2)
由(1),可 知 DF=CF.
∵
∠CDF=60°,∴
△CDF 是等边三角形.∴
CD=
DF=6.∵
∠CDF=∠BDC=60°,OC=OD,∴
△OCD
是等边三角形.∴
OC=OD=6.∴
BD=2OD=12.∵
四
边形 ABCD 是 矩 形,∴
∠BCD =90°.∴
BC =
BD2-CD2= 122-62 =6
3.∴
S矩形ABCD =BC·
CD=63×6=363.
12.
(1)
∵
四边形ABCD 是平行四边形,∴
AB=CD,
∠B=∠D,AB∥CD.∴
∠BAC=∠ACD.∵
AE 平分
∠BAC,CF 平 分 ∠ACD,∴
∠BAE = ∠CAE =
1
2∠BAC
,∠DCF=∠ACF=12∠ACD.∴
∠BAE=
∠DCF.在 △ABE 和 △CDF 中,
∠B=∠D,
AB=CD,
∠BAE=∠DCF,
∴
△ABE≌△CDF.(2)
当△ABC 满足AB=AC 时,四
边形AECF 是矩形.理由:由(1),易知∠CAE=∠ACF,
∴
AE∥CF.∵
△ABE≌△CDF,∴
AE=CF.∴
四边形
AECF 是平行四边形.又∵
AB=AC,AE 平分∠BAC,
∴
AE⊥BC.∴
∠AEC=90°.∴
四边形AECF 是矩形.
13.
B
14.
C 解析:∵
DH⊥AB,∴
∠BHD=90°.∵
四边形
ABCD 是菱形,∴
OB=OD,OC=OA=12AC
,AC⊥
BD.∴
OH=OB=OD=12BD.∴
OD=4,BD=8.由题
意,得 1
2AC
·BD=32 3,∴
AC=8 3.∴
OC=
1
2AC=43.∴
CD= OC2+OD2=8.
15.
23
24
16.
(1)
∵
四边形ABCD 是平行四边形,∴
BA∥CD.
∴
∠BAE=∠FDE.∵
E 为线段AD 的中点,∴
AE=
DE.在 △BEA 和 △FED 中,
∠BAE=∠FDE,
AE=DE,
∠BEA=∠FED,
∴
△BEA≌△FED.∴
EB=EF.又∵
AE=DE,∴
四
边形ABDF 是平行四边形.∵
∠BDF=90°,∴
四边形
ABDF 是矩形.(2)
由(1),得四边形ABDF 是矩形,
∴
∠AFD=90°,AB=DF=3,AF=BD.∴
AF=
AD2-DF2= 52-32=4.∴
S矩形ABDF=DF·AF=
3×4=12,BD=AF=4.∵
四边形ABCD 是平行四边形,
∴
CD=AB=3.∴
S△BCD=
1
2BD
·CD=12×4×3=6.
∴
四边形ABCF的面积=S矩形ABDF+S△BCD=12+6=18.
3 正方形的性质与判定
知识梳理
1.
相等 直角 平行四边形 2.
(1)
直角 相等
(2)
相等 垂直平分 3.
(1)
相等 (2)
垂直 (3)
直角
(4)
相等
典例演练
典例1 (1)
∵
四边形ABCD 为正方形,∴
AB=CD,
∠ABE=∠CDF=45°.又∵
BE=DF,∴
△ABE≌
△CDF.(2)
如图,连接AC,交BD 于点O.∵
四边形
ABCD 是正方形,∴
AC⊥BD,AB=BC,AO=CO,
BO=DO.又∵
BE=DF,∴
OE=OF.∴
四边形AECF
是平行四边形.∵
AC⊥EF,∴
四边形AECF 是菱形.
∵
AB=32,∴
AC= AB2+BC2=6=BD.∵
BE=
DF=2,∴
EF=2.∴
四边形AECF 的面积=12AC
·
EF=12×6×2=6.
典例1图
典例2 (1)
90°-α.(2)
AF=DE.∵
四边形ABCD 为
正方形,∴
∠AOD=∠COD=90°,AC=BD,OA=
1
2AC
,OD=12BD.∴
OA=OD.∵
∠DOF=∠COE=
α,∴
∠AOD-∠DOF=∠COD-∠COE,即∠AOF=
∠DOE.∵
△OEF 为等腰直角三角形,∴
OF=OE.在
△AOF 和△DOE 中,
OA=OD,
∠AOF=∠DOE,
OF=OE,
∴
△AOF≌
△DOE.∴
AF=DE.
典例3 (1)
∵
AD 是△ABC 的角平分线,∴
∠EAD=
∠FAD.∵
DE⊥AB,DF⊥AC,∴
∠AED=∠AFD=
90°.在 △AED 和 △AFD 中,
∠EAD=∠FAD,
∠AED=∠AFD,
AD=AD,
∴
△AED≌△AFD.∴
AE=AF.∴
AD⊥EF.(2)
当
△ABC满足∠BAC=90°时,四边形AEDF 是正方形.理
由:∵
∠AED=∠AFD=∠BAC=90°,∴
四边形AEDF
是矩形.由(1),得AD⊥EF,∴
四边形AEDF是正方形.
预学训练
1.
B 2.
C 3.
D 4.
B 5.
B 6.
答案不唯一,如
AB=AD 7.
70° 8.
2 9.
不会
10.
∵
四边形ABCD 是菱形,∴
AC⊥BD,OA=OC,
OB=OD.∵
BE=DF,∴
OE=OF.∴
四边形AECF 是
平行四边形.∵
AC⊥EF,∴
四边形 AECF 是菱形.
∵
OE=OA=OF,∴
OE=OF=OA=OC,即EF=AC.
∴
四边形AECF 是正方形.
11.
(1)
∵
四边形BEDF 为正方形,∴
EB=DF.∵
四
边形ABCD 是平行四边形,∴
AB=DC.∴
AB-EB=
DC-DF.∴
AE=CF.(2)
∵
▱ABCD 的面积为20,
AB=5,四边形BEDF 为正方形,∴
DE⊥AB.∴
5DE=
20,DE=EB.∴
DE=EB=4.∴
AE=AB-EB=5-
4=1.由(1),知AE=CF,∴
CF=1.
12.
(1)
∵
四边形ABCD 是矩形,∴
∠B=∠D=∠C=
90°.∵
AE=AF,∴
∠AFE=∠AEF.∵
∠CEF=45°,
∠C=90°,∴
∠CFE=45°.∴
易得∠AEB=∠AFD.
∴
△ABE≌△ADF.∴
AB=AD.∴
矩形ABCD 是正
方形.(2)
∵
AE=AF=32,BE=1,∠B=90°,∴
由勾
股定理,得AB= AE2-BE2= (32)2-12= 17.
∵
四边形ABCD 是正方形,∴
S正方形ABCD=(17)2=17.
13.
D 14.
6 15.
90°
16.
(1)
∵
四边形ABCD是正方形,四边形EFGH 是菱形,
∴
AD=CD,ED=GD,∠ADB=∠CDB,∠EHB=∠GHB.