内容正文:
专题18 特殊的四边形
考点01 矩形的性质
1.(2025·山东淄博·中考真题)已知矩形,,,是边的中点,是边上的动点,线段分别与,相交于点,.若,则的长为 .
【答案】
【分析】本题考查矩形的性质,勾股定理,解直角三角形,平行四边形的判定和性质;过点A作交于点G,过点A作交的延长线于点K,过点G作于点H,即可得到为平行四边形,进而得到,然后根据正切的定义得到,,利用勾股定理求出,然后根据求出的长解答即可.
【详解】解:过点A作交于点G,过点A作交的延长线于点K,过点G作于点H,
则,,
∵是矩形,
∴,,,,
∴为平行四边形,
∴,
∵点P是的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
∴,,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
2.(2025·山东东营·中考真题)如图1,在矩形中,,是边上的一个动点,,交于点,设,,图2是点从点运动到点的过程中,关于的函数图象,则的长为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】A
【分析】本题考查了动点问题的函数图象问题、矩形的性质、相似三角形的性质与判定,利用相似三角形的性质求出关于的函数关系式是解题的关键.首先推导出,设,利用相似三角形的性质求出关于的函数关系式为,再结合函数图象求出的值即可得出结论.
【详解】解:矩形,
,
,
,,
.
,
.
.
,
,
设,则,
整理得,
由图象可知,关于的函数图象经过,
代入得,,
,
.
故选:A.
3.(2025·山东烟台·中考真题)如图,是矩形的对角线,请按以下要求解决问题:
(1)利用尺规作,使与关于直线成轴对称(不写作法,保留作图痕迹);
(2)在(1)的条件下,若交于点,,,求的长.
【答案】(1)作图见解析
(2)
【分析】(1)以为圆心,为半径画弧,以为圆心,为半径画弧,两弧交于点,连接,即可;
(2)如图,证明,,,,可得,证明,设,则,可得,再解方程即可.
【详解】(1)解:如图,即为所求作的三角形;
由作图可得:,,,
∴,
∴即为所求作的三角形;
(2)解:如图,∵矩形,
∴,,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
设,则,
∴,
解得:;
∴.
【点睛】本题考查的是作轴对称图形,全等三角形的判定与性质,矩形的性质,勾股定理的应用,熟练的作图是解本题的关键.
4.(2024·山东济南·中考真题)如图,在矩形纸片中,,为边的中点,点在边上,连接,将沿翻折,点的对应点为,连接.若,则 .
【答案】/
【分析】如图:连接,延长交的延长线于H,根据折叠的性质及矩形的性质,证明,进而得到为直角三角形,设,则,证明为等腰三角形,求出,进而完成解答.
【详解】解:如图:连接,延长交的延长线于H,
∵矩形中,为边的中点,,
∴,,
∵将沿翻折,点的对应点为,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,即,
∴为直角三角形,
设,则,
∴,
∴,
∴为等腰三角形,
∴,
∴,
∴.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了矩形的性质、全等三角形的性质与判定、等腰三角形的性质与判定、勾股定理、折叠的性质等知识点,灵活运用相关性质定理是解题的关键.
5.(2024·山东东营·中考真题)如图,四边形是矩形,直线分别交,,于点E,F,O,下列条件中,不能证明的是( )
A.为矩形两条对角线的交点 B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了矩形的性质、平行线的性质、全等三角形的判定,熟练掌握矩形的性质和全等三角形的判定是解题的关键.
由矩形的性质得出 ,再由平行线的性质得出,,然后由全等三角形的判定逐一判定即可.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴ ,
∴,,
A、∵O为矩形两条对角线的交点,
∴,
在和中,
,
∴,
故此选项不符合题意;
B、在和中,
,
∴,
故此选项不符合题意;
C、∵,
∴,
即,
在和中,
,
∴,
故此选项不符合题意;
D、∵,
∴,
两三角形中缺少对应边相等,所以不能判定,
故此选项符合题意;
故选:D.
6.(2024·山东潍坊·中考真题)如图,在矩形中,,点分别在边上.将沿折叠,点的对应点恰好落在对角线上;将沿折叠,点的对应点恰好也落在对角线上.连接.
求证:
(1);
(2)四边形为平行四边形.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析.
【分析】()由矩形的性质可得,,,即得,由折叠的性质可得,,,,即得,,进而得,即可由证明;
()由()得,,即可得到,,进而即可求证;
本题考查了矩形的性质,折叠的性质,全等三角形的判定和性质,平行线的判定和性质,掌握矩形和折叠的性质是解题的关键.
【详解】(1)证明:∵四边形是矩形,
∴,,,
∴,
由折叠可得,,,,,
∴,,
∴,
在和中,
,
∴;
(2)证明:由()知,,
∴,,
∴四边形为平行四边形.
考点02 矩形的判定
1.(2025·山东青岛·中考真题)如图,在中,为的中点,为延长线上一点,连接,,过点作交的延长线于点,连接.
(1)求证:;
(2)已知____(从以下两个条件中选择一个作为已知,填写序号),请判断四边形的形状,并证明你的结论.
条件①:;
条件②:.
(注:如果选择条件①条件②分别进行解答,按第一个解答计分)
【答案】(1)证明见解析
(2)条件①,四边形为矩形;条件②,四边形为菱形,证明见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,平行四边形的判定与性质,菱形和矩形的判定,熟练掌握各四边形的判定与性质是解题的关键.
(1)根据平行得到,,再由,即可由证明全等;
(2)先证明四边形为平行四边形,再根据选择的条件结合菱形和矩形判定证明即可.
【详解】(1)证明:∵,
∴,,
∵为的中点,
∴,
∴
(2)解:选择条件①,四边形为矩形,理由如下:
∵
∴,
∵,
∴四边形为平行四边形,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴四边形为矩形;
选择条件②,四边形为菱形,理由如下:
∵
∴,
∵,
∴四边形为平行四边形,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∴四边形为菱形.
2.(2025·山东威海·中考真题)(1)如图①,将平行四边形纸片的四个角向内折叠,恰好拼成一个无缝隙、无重叠的四边形.判断四边形的形状,并说明理由;
(2)如图②,已知能按照图①的方式对折成一个无缝隙、无重叠的四边形,其中,点M在上,点N在上,点P在上,点Q在上.请用直尺和圆规确定点M的位置.(不写作法,保留作图痕迹)
【答案】(1)四边形是矩形,理由见解析;(2)见解析.
【分析】本题考查作图-复杂作图,平行四边形的性质,翻折变换,圆周角定理,解题的关键是掌握平行四边形的性质.
(1)四边形是矩形,根据四个角是直角的四边形是矩形证明即可;
(2)分别作的中垂线,得到点,连接,作的中垂线,得到的中点,以为圆心,的长为半径画圆,与的交点即为点;
【详解】解:(1)四边形是矩形,理由如下:
由折叠的性质可知,,,
,
,
,即,
同理可得:,
∴四边形是矩形;
(2)由(1)可知:,
故分别为的中点,点在以为直径的圆上,
同理:点分别为的中点,点在以为直径的圆上,
如图,即为所求.
3.(2023·山东青岛·中考真题)如图,在中,的平分线交于点E,的平分线交于点F,点G,H分别是和的中点.
(1)求证:;
(2)连接.若,请判断四边形的形状,并证明你的结论.
【答案】(1)见解析
(2)矩形,证明见解析
【分析】(1)由平行四边形的性质得出,,,,证出,,由证明,即可得出结论;
(2)由全等三角形的性质得出,,证出,由已知得出,,即可证出四边形是平行四边形.
【详解】(1)解:证明:∵四边形是平行四边形,
∴,,,,
∴,,
∵和的平分线、分别交、于点E、F,
∴,,
∴,
在和中,
,
∴.
(2)证明:∵,
∴,,
∴,
∴,
∵点G、H分别为、的中点,
∴,,
∴四边形是平行四边形
∵,G为的中点,
∴,
∴四边形是矩形.
【点睛】本题考查了平行四边形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、平行线的判定与性质;熟练掌握平行四边形的性质与判定,证明三角形全等是解决问题的关键.
考点03 矩形的性质及判定的综合
1.(2025·山东潍坊·中考真题)如图,在四边形中,,点在边上运动(不含),过点作,垂足为点.设的长度为的面积为,则下列结论正确的是( )
A.边的长为6
B.在上时,
C.在上时,
D.随的增大而增大
【答案】AC
【分析】本题考查矩形的判定和性质,解直角三角形,动点的函数表达式,作,易得四边形为矩形,得到,进而得到,在中,求出的长,分点在和点在上两种情况,进行讨论,求出函数关系式,进行判断即可.
【详解】解:作于点,
∵,
∴,
∴四边形为矩形,
∴,
∴,
在中,,故A正确;
当点在上时,
∵,,,
∴,,
∴;故B错误;
当点在上时,如图,
则:,
∴;故C正确;
当时,随着的增大而减小,故D错误;
故选AC.
2.(2025·山东威海·中考真题)小明同学计划测量小河对面一幢大楼的高度.测量方案如图所示:先从自家的阳台点C处测得大楼顶部点B的仰角的度数,大楼底部点A的俯角的度数.然后在点C正下方点D处,测得大楼顶部点B的仰角的度数.若,,,,求大楼的高度.(精确到).参考数据:,,;,,)
【答案】大楼的高度约为.
【分析】本题考查了解直角三角形的应用-仰角俯角问题,等腰直角三角形的性质,矩形的性质等知识,过作于,过作于,则四边形是矩形,根据矩形的性质得到,根据等腰直角三角形的性质得到,设,解直角三角形即可得到结论,正确地添加辅助线是解题的关键.
【详解】解:如图,过作于,过作于,则四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
设,
在中,,
∴,
在中, ,
∴,
∴,
∴,
∴,
答:大楼的高度约为.
3.(2024·山东青岛·中考真题)如图,在四边形中,对角线与相交于点O,,于点E,于点F,且.
(1)求证:四边形是平行四边形;
(2)若,当等于多少度时,四边形是矩形?请说明理由,并直接写出此时的值.
【答案】(1)证明见解析
(2)当时,四边形是矩形,理由见解析,此时
【分析】(1)先证明得到,再由垂线的定义得到,据此证明,得到,由此即可证明四边形是平行四边形;
(2)当时,四边形是矩形,利用三角形内角和定理得到,则可证明是等边三角形,得到,进而可证明,则四边形是矩形,在中,.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
又∵,
∴四边形是平行四边形;
(2)解:当时,四边形是矩形,理由如下:
∵,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴是等边三角形,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是矩形,
即当时,四边形是矩形,
∴,
∴在中,.
【点睛】本题主要考查了矩形的性质与判定,平行四边形的判定,解直角三角形,全等三角形的性质与判定,等边三角形的性质与判定等等,熟知平行四边形和矩形的判定定理是解题的关键.
4.(2024·山东济南·中考真题)某校数学兴趣小组的同学在学习了图形的相似后,对三角形的相似进行了深入研究.
(一)拓展探究
如图1,在中,,垂足为.
(1)兴趣小组的同学得出.理由如下:
①______
②______
请完成填空:①______;②______;
(2)如图2,为线段上一点,连接并延长至点,连接,当时,请判断的形状,并说明理由.
(二)学以致用
(3)如图3,是直角三角形,,平面内一点,满足,连接并延长至点,且,当线段的长度取得最小值时,求线段的长.
【答案】(1)①;②;(2)是直角三角形,证明见解析;(3)
【分析】(1)根据余角的性质和三角形相似的性质进行解答即可;
(2)证明,得出,证明,得出,即可得出答案;
(3)证明,得出,求出,以点为圆心,2为半径作,则都在上,延长到,使,交于,连接,证明,得出,说明点在过点且与垂直的直线上运动,过点作,垂足为,连接,根据垂线段最短,得出当点E在点处时,最小,根据勾股定理求出结果即可.
【详解】解:(1),
,
,
,
,
,
,
,
,
;
(2)是直角三角形;理由如下:
,
,
,
由(1)得,
,
,
,
,
,
是直角三角形.
(3),
,
,
,
如图,以点为圆心,2为半径作,则都在上,延长到,使,交于,连接,
则,
∵为的直径,
∴,
,
∴,
,
,
,
点在过点且与垂直的直线上运动,
过点作,垂足为,连接,
∵垂线段最短,
∴当点E在点处时,最小,
即的最小值为的长,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
在中根据勾股定理得:,
即当线段的长度取得最小值时,线段的长为.
【点睛】本题主要考查了三角形相似的判定和性质,圆周角定理,矩形的判定和性质,勾股定理,垂线段最短,解题的关键是作出辅助线,熟练掌握三角形相似的判定方法.
考点04 菱形的性质
1.(2025·山东潍坊·中考真题)如图,已知菱形的顶点在方格纸的格点上,其中,,的坐标分别为,,.该菱形经过中心对称得到它右侧的菱形(顶点均在格点上).
(1)画出平面直角坐标系,并写出对称中心的坐标和点的对应点的坐标;
(2)将菱形平移,使点的对应点为点,画出平移后的菱形.
【答案】(1)见解析,,;
(2)见解析.
【分析】本题考查了坐标与图形,建立平面直角坐标系,作图——平移变换,中心对称,掌握知识点的应用是解题的关键.
()根据,,的坐标分别为,,建立平面直角坐标系即可,找出对应点即可求对称中心的坐标和点的对应点的坐标;
()根据平移的性质即可求解.
【详解】(1)解:如图,建立平面直角坐标系,
∴对称中心的坐标是,点的对应点的坐标是;
(2)解:画出平移后的菱形,如图所示.
2.(2025·山东烟台·中考真题)如图,在菱形中,,对角线.点M从点A出发,沿方向以的速度向点C运动,同时,点N从点C出发,沿方向以的速度向点D运动,当一点到达终点时,另一点随之停止运动,连接,交于点P.在此过程中,点P的运动路径长为 .
【答案】
【分析】如图,连接交于.求解,,,,设运动时间为,则,,证明,可得,作等边三角形,以为圆心,为半径作圆,取点,连接,,证明在上,且在弧上,再利用弧长公式计算即可.
【详解】解:如图,∵在菱形中,,对角线,连接交于.
∴,,,,
∵设运动时间为,则,,
∴,即,
∴,
∴,
∴,
∴,
作等边三角形,以为圆心,为半径作圆,取点,连接,,
∴,,,
∴,
∴在上,且在弧上,
∴在此过程中,点P的运动路径长为;
故答案为:
【点睛】本题考查的是菱形的性质,圆周角定理的应用,圆的确定,三角函数的应用,弧长的计算,证明在上,且在弧上是解本题的关键.
3.(2025·山东烟台·中考真题)如图,菱形的顶点在轴正半轴上,,反比例函数的图象过点和菱形的对称中心,则的值为( )
A.4 B. C.2 D.
【答案】D
【分析】本题考查的是菱形的性质,勾股定理的应用,反比例函数的性质,先证明,,设,可得,,求解,过作于,再进一步求解即可.
【详解】解:∵菱形的顶点在轴正半轴上,,
∴,,
∴,
设,
∴,
∴,
解得:,
过作于,
∴,
∴,
∴,
∴;
故选:D
4.(2024·山东滨州·中考真题)如图,四边形内接于,若四边形是菱形,则 .
【答案】
【分析】本题考查的是圆内接四边形的性质,菱形的性质,掌握圆内接四边形的对角互补是解题的关键;
根据圆内接四边形的性质得到,根据菱形的性质,圆周角定理列式计算即可求解.
【详解】解:∵四边形内接于,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
解得:,
∴,
故答案为:.
5.(2024·山东日照·中考真题)如图,在菱形中,,点O是对角线的中点,以点O为圆心,长为半径作圆心角为的扇形,点D在扇形内,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】A
【分析】连接,将绕点O顺时针旋转得到.证明,推出,利用即可求解.
【详解】解:如图,连接,将绕点O顺时针旋转得到.
,
,
在菱形中,点O是对角线的中点,,
,,
,
,
,
,
,
,
.
,
,
.
故选:A.
【点睛】本题考查了菱形的性质,三角形全等的判定与性质,解直角三角形,扇形的面积,作出辅助线,构造三角形全等,利用是解题的关键.
6.(2024·山东淄博·中考真题)如图,在边长为10的菱形中,对角线,相交与点,点在延长线上,与相交与点.若,,则菱形的面积为 .
【答案】96
【分析】此题重点考查菱形的性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理等知识.作交于点H,则,求得,再证明,求得,再证明,则,利用勾股定理求得的长,再利用菱形的面积公式求解即可得到问题的答案.
【详解】解:作交于点H,则,
∵四边形是边长为10的菱形,对角线相交于点O,
∴,,,,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵四边形是菱形,且,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
故答案为:96.
考点05 菱形的判定
1.(2025·山东青岛·中考真题)如图,在中,为的中点,为延长线上一点,连接,,过点作交的延长线于点,连接.
(1)求证:;
(2)已知____(从以下两个条件中选择一个作为已知,填写序号),请判断四边形的形状,并证明你的结论.
条件①:;
条件②:.
(注:如果选择条件①条件②分别进行解答,按第一个解答计分)
【答案】(1)证明见解析
(2)条件①,四边形为矩形;条件②,四边形为菱形,证明见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,平行四边形的判定与性质,菱形和矩形的判定,熟练掌握各四边形的判定与性质是解题的关键.
(1)根据平行得到,,再由,即可由证明全等;
(2)先证明四边形为平行四边形,再根据选择的条件结合菱形和矩形判定证明即可.
【详解】(1)证明:∵,
∴,,
∵为的中点,
∴,
∴
(2)解:选择条件①,四边形为矩形,理由如下:
∵
∴,
∵,
∴四边形为平行四边形,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴四边形为矩形;
选择条件②,四边形为菱形,理由如下:
∵
∴,
∵,
∴四边形为平行四边形,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∴四边形为菱形.
2.(2024·山东德州·中考真题)已知,点P为上一点,用尺规作图,过点P作的平行线.下列作图痕迹不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题考查作图-复杂作图.作一个角等于已知角,作一个角的平分线,平分线的判定,菱形的判定和性质,据此判断即可.
【详解】解:A、由作图知,是的平分线,且,
∴,,
∴,
∴,故本选项不符合题意;
B、由作图知,是的平分线,且,
∴,,不能说明与相等,
∴与不平行,故本选项符合题意;
C、由作图知,,
∴四边形是菱形,
∴,故本选项不符合题意;
D、由作图知,,
∴,故本选项不符合题意;
故选:B.
3.(2023·山东日照·中考真题)如图,平行四边形中,点E是对角线上一点,连接,且.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)若,求四边形的面积.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)如图所示,连接与交于O,先由平行四边形对角线互相平分得到,再利用证明得到,进而证明,得到,由此即可证明平行四边形是菱形;
(2)先由菱形的性质得到,再解, 得到,利用勾股定理求出,则,,则.
【详解】(1)证明:如图所示,连接与交于O,
∵四边形是平行四边形,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴平行四边形是菱形;
(2)解:∵四边形是菱形,
∴,
在中,,
∴,
∵,
∴,
∴(负值舍去),
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查了菱形的性质与判定,平行四边形的性质,解直角三角形,全等三角形的性质与判定,勾股定理等等,灵活运用所学知识是解题的关键.
4.(2023·山东·中考真题)已知:射线平分为上一点,交射线于点,交射线于点,连接.
(1)如图1,若,试判断四边形的形状,并说明理由;
(2)如图2,过点作,交于点;过点作,交于点.求证:.
【答案】(1)四边形是菱形,理由见解析
(2)见解析
【分析】(1)过点A作于F,于G,先由角平分线性质得,再证明,得,证明,得,从而得出,再根据平行线性质与角平分线定义证明,得,从而得,即可得出结论;
(2)连接,过点A作于H,作于G,证明,得,证明,得,证明,得,从而得,根据平行线等分线段定理即可得出结论.
【详解】(1)解:四边形是菱形,理由如下:
过点A作于F,于G,如图1,
∵平分,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
∵平分,
∴
∵
∴
∴
∴
∴,
∴四边形是菱形.
(2)证明:连接,过点A作于H,作于G,如图2,
∵平分,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,,
∵, ,
∴,
∴,
∴,
∴,即,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴.
【点睛】本题考查角平分线性质,菱形的判定,全等三解形的判定与性质,垂直定理,平行线等分线段定理,熟练掌握相关性质与判定是解题的关键.
5.(2023·山东·中考真题)如图,是矩形的对角线.
(1)作线段的垂直平分线(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不必写作法和证明);
(2)设的垂直平分线交于点,交于点,连接.
①判断四边形的形状,并说明理由;
②若,求四边形的周长.
【答案】(1)图见详解
(2)①四边形是菱形,理由见详解;②四边形的周长为
【分析】(1)分别以点B、D为圆心,大于为半径画弧,分别交于点M、N,连接,则问题可求解;
(2)①由题意易得,易得,然后可得四边形是平行四边形,进而问题可求证;
②设,则,然后根据勾股定理可建立方程进行求解.
【详解】(1)解:所作线段的垂直平分线如图所示:
(2)解:①四边形是菱形,理由如下:如图,
由作图可知:,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵是的垂直平分线,
∴,
∴四边形是菱形;
②∵四边形是矩形,,
∴,
由①可设,则,
∵,
∴,即,
解得:,
∴四边形的周长为.
【点睛】本题主要考查矩形的性质、菱形的性质与判定、勾股定理及线段垂直平分线的性质,熟练掌握矩形的性质、菱形的性质与判定、勾股定理及线段垂直平分线的性质是解题的关键.
6.(2023·山东枣庄·中考真题)问题情境:如图1,在中,,是边上的中线.如图2,将的两个顶点B,C分别沿折叠后均与点D重合,折痕分别交于点E,G,F,H.
猜想证明:
(1)如图2,试判断四边形的形状,并说明理由.
问题解决;
(2)如图3,将图2中左侧折叠的三角形展开后,重新沿折叠,使得顶点B与点H重合,折痕分别交于点M,N,的对应线段交于点K,求四边形的面积.
【答案】(1)四边形是菱形,理由见解析
(2)30
【分析】(1)利用等腰三角形的性质和折叠的性质,得到,即可得出结论.
(2)先证明四边形为平行四边形,过点作于点,等积法得到的积,推出四边形的面积,即可得解.
【详解】(1)解:四边形是菱形,理由如下:
∵在中,,是边上的中线,
∴,
∵将的两个顶点B,C分别沿折叠后均与点D重合,
∴,
∴,
∴,
∴,
同法可得:,
∴,
∵,
∴,
∴四边形是菱形;
(2)解:∵折叠,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴四边形为平行四边形,
∵,
由(1)知:,,
∴,
过点作于点,
∵,
∴,
∵四边形的面积,,
∴四边形的面积.
【点睛】本题考查等腰三角形的性质,折叠的性质,平行线分线段对应成比例,菱形的判定,平行四边形的判定和性质.熟练掌握相关知识点,并灵活运用,是解题的关键.
考点06 菱形的判定与性质综合
1.(2024·山东德州·中考真题)如图,中,对角线平分.
(1)求证:是菱形;
(2)若,,求菱形的边长.(参考数据:,,)
【答案】(1)见解析
(2)5
【分析】此题考查平行四边形性质和菱形的判定和性质,等腰三角形的判定,解直角三角形.
(1)根据平行四边形性质得出,再结合角平分线的定义及等腰三角形的判定即可得出,,根据邻边相等的平行四边形是菱形进而得出结论;
(2)连接,由菱形性质可知,,,在利用余弦求出长即可.
【详解】(1)证明:∵四边形是平行四边形,
∴.
∴.
∵平分,
∴.
∴.
∴.
∴四边形是菱形.
(2)连接,交于点O,
∵四边形是菱形.,,
∴,,,
∴,
即菱形的边长为5.
2.(2023·山东滨州·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,菱形的一边在轴正半轴上,顶点的坐标为,点是边上的动点,过点作交边于点,作交边于点,连接.设的面积为.
(1)求关于的函数解析式;
(2)当取何值时,的值最大?请求出最大值.
【答案】(1)
(2)当时,的最大值为
【分析】(1)过点作于点,连接,证明是等边三角形,可得,进而证明,得出,根据三角形面积公式即可求解;
(2)根据二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)解:如图所示,过点作于点,连接,
∵顶点的坐标为,
∴,,
∴,
∴
∵四边形是菱形,
∴,,,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴
∴是等边三角形,
∴
∵,
∴,
∴
∵,,则,
∴
∴
∴
∴
∴
(2)解:∵
∵,
∴当时,的值最大,最大值为.
【点睛】本题考查了等边三角形的判定与性质,菱形的性质,坐标与图形,特殊角的三角函数值,二次函数的性质,相似三角形的性质与判定,熟练掌握以上知识是解题的关键.
考点07 正方形的性质
1.(2025·山东淄博·中考真题)如图,是以正方形的顶点为圆心,为半径的弧上的点,连接,,将线段绕点顺时针旋转后得到线段,连接.若,则的最大面积是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查正方形的性质,旋转的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理;过点Q作于点E,过点C作交延长线于点F,连接交弧于点,则可得到,即可得到,根据垂线段最短和三角形三边关系得到,即可得到点P在时,的值最大为长,利用勾股定理和三角形的面积公式计算解答即可.
【详解】解:过点Q作于点E,过点C作交延长线于点F,连接交弧于点,
则,
又∵,
∴,
∴,
由旋转得,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
即当点P在时,的值最大为长,
∵是正方形,
,
∴,
∴的值最大为,
∴的最大面积是,
故选:C.
2.(2025·山东济南·中考真题)如图,正方形纸片中,E是上一点,将纸片沿过点E的直线折叠,使点A落在上的点G处,点B落在点H处,折痕交于点F.若,,则 .
【答案】/
【分析】由折叠性质可知,进而利用同角的余角相等证明,由此即可得出,进而确定.在中,根据勾股定理列方程求解即可.
【详解】解:如图,连接交于点,过点作,垂足为,
则,
∵正方形,
∴,,
∴四边形是矩形,
∴,
由折叠可知,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵
∴,
设正方形边长为,则,
∵,
∴,
在中,,即
解得:或(不合题意舍去)
∴.
故答案为:.
【点睛】本题考查正方形的性质,折叠的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,矩形的判定与性质,掌握折叠的性质,根据垂直模型证明是解题关键.
3.(2025·山东青岛·中考真题)如图,在正方形中,,分别为,的中点.连接并延长交于点,交的延长线于点,为的中点,连接,,.下列结论:①;②;③;④.正确的是 (填写序号).
【答案】①④
【分析】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,解直角三角形.证明,推出,再由直角三角形斜边中线的性质求得,推出,可得到,故①正确;证明,由正切函数的定义可判断②错误;由平行线的性质求得,即可求得,故③错误;证明,推出,再等量代换即可证明故④正确.
【详解】解:∵正方形,
∴,,
∵点为的中点,
∴,
∴,
∴,
∵点为的中点,
∴,
∴,
∴,
∴,故①正确;
∵正方形,
∴,即,
∴,
∵正方形,
∴,,
∵点为的中点,
∴,
∴,
∴,故②错误;
∵,
∴,
设正方形的边长为,
∴,,
∴,故③错误;
∵正方形,
∴,,
∵点,分别为,的中点,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵点为的中点,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,故④正确;
故答案为:①④.
4.(2025·山东东营·中考真题)如图所示,正方形的边长为2,其面积标记为,以为斜边作等腰直角三角形,以该等腰直角三角形的一条直角边为边向外作正方形,其面积标记为,按照此规律继续下去,则的值为 .
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理,等腰直角三角形的性质、正方形的面积以及规律型中数字的变化类,根据面积的变化找出变化规律“”是解题的关键.根据题意求出面积标记为的正方形的边长,得到,同理求出,得到规律,根据规律解答.
【详解】解:如图,
∵是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
即等腰直角三角形的直角边为斜边的倍,
∵正方形的边长为2,
,
∴面积标记为的正方形边长为,
则,
面积标记为的正方形边长为,
则,
面积标记为的正方形的边长为,
则,
……,
,
则的值为:,
故答案为:.
5.(2025·山东威海·中考真题)如图,小明同学将正方形硬纸板沿实线剪开,得到一个立方体的表面展开图.若正方形硬纸板的边长为,则折成立方体的棱长为 .
【答案】/
【分析】本题考查了正方体的展开图、正方形的性质、勾股定理以及一元二次方程的求解等知识;
如图,设,则,根据勾股定理列出方程求解即可.
【详解】解:如图,设,则,
则在直角三角形中,由勾股定理可得:,
即,
解得:或(舍去),
∴正方体的棱长为cm,
故答案为:.
考点08 正方形的判定
1.(2024·山东东营·中考真题)如图,四边形是平行四边形,从①,②,③,这三个条件中任意选取两个,能使是正方形的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了正方形的判定,用概率公式求概率,掌握正方形的判定方法和概率公式是解题的关键.
根据从①,②,③,这三个条件中任意选取两个,共有①②、①③、②③,3种方法,由正方形的判定方法,可得①②、①③共有2种可判定平行四边形是正方形.再根据概率公式求解即可.
【详解】解:从①,②,③,这三个条件中任意选取两个,共有①②、①③、②③,3种方法,由正方形的判定方法,可得①②、①③共有2种可判定平行四边形是正方形.
∴,从①,②,③,这三个条件中任意选取两个,能使是正方形的概率为.
故选:A.
2.(2024·山东·中考真题)一副三角板分别记作和,其中,,,.作于点,于点,如图1.
(1)求证:;
(2)在同一平面内,将图1中的两个三角形按如图2所示的方式放置,点与点重合记为,点与点重合,将图2中的绕按顺时针方向旋转后,延长交直线于点.
①当时,如图3,求证:四边形为正方形;
②当时,写出线段,,的数量关系,并证明;当时,直接写出线段,,的数量关系.
【答案】(1)证明见解析
(2)①证明见解析;②当时,线段,,的数量关系为;当时,线段,,的数量关系为;
【分析】(1)利用等腰直角三角形与含30度角的直角三角形的性质可得结论;
(2)①证明,,可得,证明,可得四边形为矩形,结合,即,
而,可得,从而可得结论;②如图,当时,连接,证明,可得,结合,可得;②如图,当时,连接,同理,结合,可得
【详解】(1)证明:设,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴;
(2)证明:①∵,,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴四边形为矩形,
∵,即,
而,
∴,
∴四边形是正方形;
②如图,当时,连接,
由(1)可得:,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
②如图,当时,连接,
由(1)可得:,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
【点睛】本题考查的是等腰直角三角形的性质,含30度角的直角三角形的性质,直角三角形斜边上的中线的性质,正方形的判定,旋转的性质,全等三角形的判定与性质,锐角三角函数的应用,作出合适的辅助线是解本题的关键.
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专题18 特殊的四边形
考点01 矩形的性质
1.(2025·山东淄博·中考真题)已知矩形,,,是边的中点,是边上的动点,线段分别与,相交于点,.若,则的长为 .
2.(2025·山东东营·中考真题)如图1,在矩形中,,是边上的一个动点,,交于点,设,,图2是点从点运动到点的过程中,关于的函数图象,则的长为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
3.(2025·山东烟台·中考真题)如图,是矩形的对角线,请按以下要求解决问题:
(1)利用尺规作,使与关于直线成轴对称(不写作法,保留作图痕迹);
(2)在(1)的条件下,若交于点,,,求的长.
4.(2024·山东济南·中考真题)如图,在矩形纸片中,,为边的中点,点在边上,连接,将沿翻折,点的对应点为,连接.若,则 .
5.(2024·山东东营·中考真题)如图,四边形是矩形,直线分别交,,于点E,F,O,下列条件中,不能证明的是( )
A.为矩形两条对角线的交点 B.
C. D.
6.(2024·山东潍坊·中考真题)如图,在矩形中,,点分别在边上.将沿折叠,点的对应点恰好落在对角线上;将沿折叠,点的对应点恰好也落在对角线上.连接.
求证:
(1);
(2)四边形为平行四边形.
考点02 矩形的判定
1.(2025·山东青岛·中考真题)如图,在中,为的中点,为延长线上一点,连接,,过点作交的延长线于点,连接.
(1)求证:;
(2)已知____(从以下两个条件中选择一个作为已知,填写序号),请判断四边形的形状,并证明你的结论.
条件①:;
条件②:.
(注:如果选择条件①条件②分别进行解答,按第一个解答计分)
2.(2025·山东威海·中考真题)(1)如图①,将平行四边形纸片的四个角向内折叠,恰好拼成一个无缝隙、无重叠的四边形.判断四边形的形状,并说明理由;
(2)如图②,已知能按照图①的方式对折成一个无缝隙、无重叠的四边形,其中,点M在上,点N在上,点P在上,点Q在上.请用直尺和圆规确定点M的位置.(不写作法,保留作图痕迹)
3.(2023·山东青岛·中考真题)如图,在中,的平分线交于点E,的平分线交于点F,点G,H分别是和的中点.
(1)求证:;
(2)连接.若,请判断四边形的形状,并证明你的结论.
考点03 矩形的性质及判定的综合
1.(2025·山东潍坊·中考真题)如图,在四边形中,,点在边上运动(不含),过点作,垂足为点.设的长度为的面积为,则下列结论正确的是( )
A.边的长为6
B.在上时,
C.在上时,
D.随的增大而增大
2.(2025·山东威海·中考真题)小明同学计划测量小河对面一幢大楼的高度.测量方案如图所示:先从自家的阳台点C处测得大楼顶部点B的仰角的度数,大楼底部点A的俯角的度数.然后在点C正下方点D处,测得大楼顶部点B的仰角的度数.若,,,,求大楼的高度.(精确到).参考数据:,,;,,)
3.(2024·山东青岛·中考真题)如图,在四边形中,对角线与相交于点O,,于点E,于点F,且.
(1)求证:四边形是平行四边形;
(2)若,当等于多少度时,四边形是矩形?请说明理由,并直接写出此时的值.
4.(2024·山东济南·中考真题)某校数学兴趣小组的同学在学习了图形的相似后,对三角形的相似进行了深入研究.
(一)拓展探究
如图1,在中,,垂足为.
(1)兴趣小组的同学得出.理由如下:
①______
②______
请完成填空:①______;②______;
(2)如图2,为线段上一点,连接并延长至点,连接,当时,请判断的形状,并说明理由.
(二)学以致用
(3)如图3,是直角三角形,,平面内一点,满足,连接并延长至点,且,当线段的长度取得最小值时,求线段的长.
考点04 菱形的性质
1.(2025·山东潍坊·中考真题)如图,已知菱形的顶点在方格纸的格点上,其中,,的坐标分别为,,.该菱形经过中心对称得到它右侧的菱形(顶点均在格点上).
(1)画出平面直角坐标系,并写出对称中心的坐标和点的对应点的坐标;
(2)将菱形平移,使点的对应点为点,画出平移后的菱形.
2.(2025·山东烟台·中考真题)如图,在菱形中,,对角线.点M从点A出发,沿方向以的速度向点C运动,同时,点N从点C出发,沿方向以的速度向点D运动,当一点到达终点时,另一点随之停止运动,连接,交于点P.在此过程中,点P的运动路径长为 .
3.(2025·山东烟台·中考真题)如图,菱形的顶点在轴正半轴上,,反比例函数的图象过点和菱形的对称中心,则的值为( )
A.4 B. C.2 D.
4.(2024·山东滨州·中考真题)如图,四边形内接于,若四边形是菱形,则 .
5.(2024·山东日照·中考真题)如图,在菱形中,,点O是对角线的中点,以点O为圆心,长为半径作圆心角为的扇形,点D在扇形内,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.无法确定
6.(2024·山东淄博·中考真题)如图,在边长为10的菱形中,对角线,相交与点,点在延长线上,与相交与点.若,,则菱形的面积为 .
考点05 菱形的判定
1.(2025·山东青岛·中考真题)如图,在中,为的中点,为延长线上一点,连接,,过点作交的延长线于点,连接.
(1)求证:;
(2)已知____(从以下两个条件中选择一个作为已知,填写序号),请判断四边形的形状,并证明你的结论.
条件①:;
条件②:.
(注:如果选择条件①条件②分别进行解答,按第一个解答计分)
2.(2024·山东德州·中考真题)已知,点P为上一点,用尺规作图,过点P作的平行线.下列作图痕迹不正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2023·山东日照·中考真题)如图,平行四边形中,点E是对角线上一点,连接,且.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)若,求四边形的面积.
4.(2023·山东·中考真题)已知:射线平分为上一点,交射线于点,交射线于点,连接.
(1)如图1,若,试判断四边形的形状,并说明理由;
(2)如图2,过点作,交于点;过点作,交于点.求证:.
5.(2023·山东·中考真题)如图,是矩形的对角线.
(1)作线段的垂直平分线(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不必写作法和证明);
(2)设的垂直平分线交于点,交于点,连接.
①判断四边形的形状,并说明理由;
②若,求四边形的周长.
6.(2023·山东枣庄·中考真题)问题情境:如图1,在中,,是边上的中线.如图2,将的两个顶点B,C分别沿折叠后均与点D重合,折痕分别交于点E,G,F,H.
猜想证明:
(1)如图2,试判断四边形的形状,并说明理由.
问题解决;
(2)如图3,将图2中左侧折叠的三角形展开后,重新沿折叠,使得顶点B与点H重合,折痕分别交于点M,N,的对应线段交于点K,求四边形的面积.
考点06 菱形的判定与性质综合
1.(2024·山东德州·中考真题)如图,中,对角线平分.
(1)求证:是菱形;
(2)若,,求菱形的边长.(参考数据:,,)
2.(2023·山东滨州·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,菱形的一边在轴正半轴上,顶点的坐标为,点是边上的动点,过点作交边于点,作交边于点,连接.设的面积为.
(1)求关于的函数解析式;
(2)当取何值时,的值最大?请求出最大值.
考点07 正方形的性质
1.(2025·山东淄博·中考真题)如图,是以正方形的顶点为圆心,为半径的弧上的点,连接,,将线段绕点顺时针旋转后得到线段,连接.若,则的最大面积是( )
A. B. C. D.
2.(2025·山东济南·中考真题)如图,正方形纸片中,E是上一点,将纸片沿过点E的直线折叠,使点A落在上的点G处,点B落在点H处,折痕交于点F.若,,则 .
3.(2025·山东青岛·中考真题)如图,在正方形中,,分别为,的中点.连接并延长交于点,交的延长线于点,为的中点,连接,,.下列结论:①;②;③;④.正确的是 (填写序号).
4.(2025·山东东营·中考真题)如图所示,正方形的边长为2,其面积标记为,以为斜边作等腰直角三角形,以该等腰直角三角形的一条直角边为边向外作正方形,其面积标记为,按照此规律继续下去,则的值为 .
5.(2025·山东威海·中考真题)如图,小明同学将正方形硬纸板沿实线剪开,得到一个立方体的表面展开图.若正方形硬纸板的边长为,则折成立方体的棱长为 .
考点08 正方形的判定
1.(2024·山东东营·中考真题)如图,四边形是平行四边形,从①,②,③,这三个条件中任意选取两个,能使是正方形的概率为( )
A. B. C. D.
2.(2024·山东·中考真题)一副三角板分别记作和,其中,,,.作于点,于点,如图1.
(1)求证:;
(2)在同一平面内,将图1中的两个三角形按如图2所示的方式放置,点与点重合记为,点与点重合,将图2中的绕按顺时针方向旋转后,延长交直线于点.
①当时,如图3,求证:四边形为正方形;
②当时,写出线段,,的数量关系,并证明;当时,直接写出线段,,的数量关系.
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