内容正文:
矩形、菱形与正方形
两
中心
轴
相等
四
矩形、菱形与正方形
相等
矩形的性
质及判定
互相平分
平行四边形
三
平行四边形
面积计算公式:S=长×宽=两对角线分成的每个小三角形面积的4倍,即S=ab=4S△AOB(a,b分别是两邻边长)
一
矩形、菱形与正方形
矩形的性
质及判定
两
中心
轴
平分
垂直
菱形的性质及判定
四
矩形、菱形与正方形
菱形的性质
垂直
垂直
四
面积计算公式:S=底×高=两条对角线乘积的一半,即S对角线长)
邻边
菱形的性质及判定
矩形、菱形与正方形
四
中心
轴
垂直平分
相等
四
正方形的性质及判定
四条边
矩形、菱形与正方形
正方形
的性质
面积计算公式:S=边长2
边长,n为正方形的对角线长)
平行四边形、矩形、菱形、正方形的关系:
菱形
正方形的性质及判定
矩形、菱形与正方形
典例1
如图,将矩形纸片ABCD沿BE折叠,使点A落在对角线BD上的A'处.若∠DBC=24°,则∠A'EB等于( )
A.66° B.60°
C.57° D.48°
C
【解析】 ∵四边形ABCD是矩形,∴∠A=∠ABC=90°.由折叠的性质,得∠BA'E=∠A=90°,∠A'BE=∠ABE,∴∠A'BE=∠ABE=×(90°-∠DBC)=×(90°-24°)=33°,∴∠A'EB=90°-∠A'BE=90°-33°=57°.
典例2
如图,在正方形ABCD的外侧,作等边三角形ADE,连接BE,CE.
(1)求证:△BAE≌△CDE;
(2)求∠AEB的度数.
【答案】 (1)证明:∵△ADE为等边三角形,∴AD=AE=DE,∠EAD=∠EDA=60°.∵四边形ABCD为正方形,∴AB=AD=CD,∠BAD=∠CDA=90°,∴∠EAB=∠EDC=150°.在△BAE和△CDE中,,∴△BAE≌△CDE(SAS).
(2)解:∵AB=AD,AD=AE,∴AB=AE,∴∠ABE=∠AEB.∵∠EAB=150°,∴∠AEB=×(180°-150°)=15°.
【解析】 (1)利用等边三角形的性质得到AD=AE=DE,∠EAD=∠EDA=60°,利用正方形的性质得到AB=AD=CD,∠BAD=∠CDA=90°,所以∠EAB=∠EDC=150°,然后根据“SAS”判定△BAE≌△CDE.(2)先证明AB=AE,然后根据等腰三角形的性质和三角形内角和计算∠AEB的度数.
典例3
在一次课题学习中,老师让同学们合作编题,某学习小组受赵爽弦图的启发,编写了下面这道题,请你来解一解:如图,将矩形ABCD的四边BA,CB,DC,AD分别延长至E,F,G,H,使得AE=CG,BF=DH,连接EF,FG,GH,HE.
(1)求证:四边形EFGH为平行四边形;
(2)若矩形ABCD是边长为1的正方形,且∠FEB=45°,tan∠AEH=2,求AE的长.
【答案】 (1)证明:在矩形ABCD中,AD=BC,∠BAD=∠BCD=90°.又∵BF=DH,∴AD+DH=BC+BF,即AH=CF.在Rt△AEH中,EH=.在Rt△CFG中,FG=.∵AE=CG,∴EH=FG.同理得,EF=HG,∴四边形EFGH为平行四边形.
(2)解:在正方形ABCD中,AB=AD=1.设AE=x,则BE=x+1.∵在Rt△BEF中,∠BEF=45°,∴BE=BF.∵BF=DH,∴DH=BE=x+1,∴AH=AD+DH=x+2.∵在Rt△AEH中,tan∠AEH=2,∴AH=2AE,∴2+x=2x,∴x=2,即AE=2.
【解析】 (1)由矩形的性质和BF=DH,得出AH=CF.根据勾股定理得出EH=FG,同理得EF=HG,从而证明四边形EFGH为平行四边形.(2)直接设AE为x,表示出BE,AH的长,利用正切列出方程即可求出AE的长.
1.(2024·泸州)已知四边形ABCD是平行四边形,下列条件中,不能判定▱ABCD为矩形的是( )
A.∠A=90° B.∠B=∠C
C.AC=BD D.AC⊥BD
D
2.(2024·通辽)如图,▱ABCD的对角线AC,BD交于点O,以下条件不能证明▱ABCD是菱形的是( )
A.∠BAC=∠BCA
B.∠ABD=∠CBD
C.OA2+OB2=AD2
D.AD2+OA2=OD2
D
第3题图
3.(2024·甘孜州)如图,在菱形ABCD中,AB=2,则菱形ABCD的周长为 .
8
4.(2024·巴中)如图,矩形ABCD的对角线AC与BD交于点O,DE⊥AC于点E,延长DE与BC交于点F.若AB=3,BC=4,则点F到BD的距离为 .
第4题图
5.(2024·德阳)如图,四边形ABCD是矩形,△ADG是正三角形,点F是GD的中点,点P是矩形ABCD内一点,且△PBC是以BC为底的等腰三角形,则△PCD的面积与△FCD的面积的比值是 .
2
6.(2024·陕西)如图,四边形ABCD是矩形,点E和点F在边BC上,且BE=CF,求证:AF=DE.
证明:∵四边形ABCD为矩形,
∴AB=CD,∠B=∠C=90°.
∵BE=CF,∴BE+EF=CF+EF,即BF=CE.
在△ABF和△DCE中,
∴△ABF≌△DCE(SAS),∴AF=DE.
7.(2024·广安)如图,菱形ABCD中,点E,F分别是AB,BC边上的点,BE=BF,求证:∠DEF=∠DFE.
证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD,∠A=∠C.
∵BE=BF,∴AB-BE=BC-BF,∴AE=CF.
在△DAE和△DCF 中,
∴△DAE≌△DCF(SAS),∴DE=DF,
∴∠DEF=∠DFE.
8.(2024·安庆模拟)如图,在矩形ABCD中,∠BAD的平分线交BC于点E,EF⊥AD于点F,DG⊥AE于点G,DG与EF交于点O.
(1)求证:四边形ABEF是正方形;
(2)若AD=AE,AF=1,求DG的长.
(1)证明:∵四边形ABCD为矩形,∴∠BAD=∠B=90°.∵EF⊥AD,∴∠DAB=∠B=∠EFA=90°,∴四边形ABEF为矩形.∵AE是∠BAD的平分线,∴∠DAE=∠BAE=45°,∴△ABE为等腰直角三角形,∴AB=BE,∴矩形ABEF为正方形.
(2)解:∵四边形ABEF为正方形,AF=1,∴BE=AF=1.
∵DG⊥AE,∴∠AGD=∠B=90°.
在△ADG和△AEB中,
∴△ADG≌△AEB(AAS),∴DG=BE=1.
考点1 与矩形有关的证明与计算
1.(2018·安徽)矩形ABCD中,AB=6,BC=8.点P在矩形ABCD的内部,点E在边BC上,满足△PBE∽△DBC.若△APD是等腰三角形,则PE的长为 .
3或
2.(2016·安徽)如图,在矩形纸片ABCD中,AB=6,BC=10.点E在CD上,将△BCE沿BE折叠,点C恰落在边AD上的点F处;点G在AF上,将△ABG沿BG折叠,点A恰好落在线段BF上的点H处.有下列结论:①∠EBG=45°;②△DEF∽△ABG;③S△ABG=S△FGH;④AG+DF=FG.其中正确的是 (把所有正确结论的序号都选上).
①③④
【变式训练】
如图,矩形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,点E,F分别是线段OB,OA上的点.若AE=BF,AB=5,AF=1,BE=3,则BF的长为 .
考点2 与菱形有关的证明与计算
3.(2024·安徽)如图1,▱ABCD的对角线AC与BD交于点O,点M,N分别在边AD,BC上,且AM=CN.点E,F分别是BD与AN,CM的交点.
(1)求证:OE=OF;
(2)连接BM交AC于点H,连接HE,HF.
(ⅰ)如图2,若HE∥AB,求证:HF∥AD;
(ⅱ)如图3,若▱ABCD为菱形,且MD=2AM,∠EHF=60°,求的值.
(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD∥BC,OA=OC,∴AM∥CN.∵AM=CN,∴四边形AMCN是平行四边形,∴AN∥CM,∴∠OAE=∠OCF.
在△AOE与△COF中,
∴△AOE≌△COF(ASA),∴OE=OF.
(2)(ⅰ)证明:∵HE∥AB,∴.∵OB=OD,OE=OF,∴.∵∠HOF=∠AOD,∴△HOF∽△AOD,∴∠OHF=∠OAD,∴HF∥AD.
(ⅱ)解:∵▱ABCD为菱形,∴AC⊥BD.∵OE=OF,∠EHF=60°,∴∠EHO=∠FHO=30°,∴OH=OE.∵AM∥BC,MD=2AM,∴,即HC=3AH,∴OA+OH=3(OA-OH),∴OA=2OH.∵BN∥AD,MD=2AM,AM=CN,∴,即3BE=2ED,∴3(OB-OE)=2(OB+OE),∴OB=5OE,∴,∴的值是.
【变式训练】
如图,在矩形ABCD中,O为对角线BD的中点,∠ABD=60°.动点E在线段OB上,动点F在线段OD上,点E,F同时从点O出发,分别向终点B,D运动,且始终保持OE=OF.点E关于AD,AB的对称点分别为E1,E2;点F关于BC,CD的对称点分别为F1,F2.在整个过程中,四边形E1E2F1F2形状的变化依次是( )
A.菱形→平行四边形→矩形→平行四边形→菱形
B.菱形→正方形→平行四边形→菱形→平行四边形
C.平行四边形→矩形→平行四边形→菱形→平行四边形
D.平行四边形→菱形→正方形→平行四边形→菱形
A
考点3 与正方形有关的证明与计算
4.(2022·安徽)如图,四边形ABCD是正方形,点E在边AD上,△BEF是以E为直角顶点的等腰直角三角形,EF,BF分别交CD于点M,N,过点F作AD的垂线交AD的延长线于点G.连接DF,请完成下列问题:
(1)∠FDG= °;
(2)若DE=1,DF=2,则MN= .
45
第1题图
考点1 矩形的性质与判定
1.(2024·辽宁)如图,在矩形ABCD中,点E在AD上,当△EBC是等边三角形时,∠AEB为( )
A.30° B.45°
C.60° D.120°
C
第2题图
2.(2024·长春)在剪纸活动中,小花同学想用一张矩形纸片剪出一个正五边形,其中正五边形的一条边与矩形的边重合,如图所示,则∠α的大小为( )
A.54° B.60°
C.70° D.72°
D
第3题图
3.(2024·成都)如图,在矩形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,则下列结论一定正确的是( )
A.AB=AD B.AC⊥BD
C.AC=BD D.∠ACB=∠ACD
C
4.(2024·常州)如图,在矩形ABCD中,对角线BD的垂直平分线分别交边AB,CD于点E,F.若AD=8,BE=10,则tan∠ABD= .
第4题图
5.(2024·长春)如图,在四边形ABCD中,∠A=∠B=90°,O是边AB的中点,∠AOD=∠BOC.求证:四边形ABCD是矩形.
证明:∵O是AB的中点,∴OA=OB.
在△AOD和△BOC中,
∴△AOD≌△BOC(ASA),∴DA=CB.∵∠A=∠B=90°,∴DA∥CB,∴四边形ABCD是平行四边形.又∵∠A=90°,∴四边形ABCD是矩形.
考点2 菱形的性质与判定
6.(2024·甘肃)如图1,动点P从菱形ABCD的点A出发,沿边AB→BC匀速运动,运动到点C时停止.设点P的运动路程为x,PO的长为y,y与x的函数图象如图2所示,当点P运动到BC中点时,PO的长为( )
A.2 B.3
C. D.2
C
第7题图
7.(2024·济宁)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E是AB的中点,连接OE.若OE=3,则菱形的边长为( )
A.6 B.8
C.10 D.12
A
8.(2024·广西)如图,两张宽度均为3 cm的纸条交叉叠放在一起,交叉形成的锐角为60°,则重合部分构成的四边形ABCD的周长为 cm.
第8题图
8
9.(2024·扬州)如图1,将两个宽度相等的矩形纸条叠放在一起,得到四边形ABCD.
(1)试判断四边形ABCD的形状,并说明理由;
(2)已知矩形纸条宽度为2 cm,将矩形纸条旋转至如图2位置时,四边形ABCD的面积为8 cm2,求此时直线AD,CD所夹锐角∠1的度数.
解:(1)四边形ABCD是菱形,理由:如图1,作CH⊥AB,垂足为H,CG⊥AD,垂足为G.∵两个纸条为矩形,∴AB∥CD,AD∥BC,∴四边形ABCD是平行四边形.∵S▱ABCD=AB·CH=AD·CG,且CH=CG,∴AB=AD,∴四边形ABCD是菱形.
(2)如图2,作AM⊥CD,垂足为M.∵S菱形ABCD=CD·AM=8 cm2,且AM=2 cm,∴CD=4 cm,∴AD=CD=4 cm.在Rt△ADM中,sin ∠1=,∴∠1=30°.
第10题图
考点3 正方形的性质与判定
10.(2024·临沂)如图,已知AB,BC,CD是正n边形的三条边,在同一平面内,以BC为边在该正n边形的外部作正方形BCMN.若∠ABN=120°,则n的值为( )
A.12 B.10
C.8 D.6
A
第11题图
11.(2024·内蒙古)如图,边长为2的正方形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,E是BC边上一点,F是BD上一点,连接DE,EF.若△DEF与△DEC关于直线DE对称,则△BEF的周长是( )
A.2 B.2+
C.4-2 D.
A
第12题图
12.(2024·黑龙江龙东地区)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,请添加一个条件 ,使得菱形ABCD为正方形.
AC=BD(答案不唯一)
13.(2024·北京)如图,在正方形ABCD中,点E在AB上,AF⊥DE于点F,CG⊥DE于点G.若AD=5,CG=4,则△AEF的面积为 .
第13题图
14.(2024·天津)如图,正方形ABCD的边长为3,对角线AC,BD相交于点O,点E在CA的延长线上,OE=5,连接DE.
(Ⅰ)线段AE的长为 ;
(Ⅱ)若F为DE的中点,则线段AF的长为 .
2
矩形的判
菱形的判
正方形的判
$$