内容正文:
专题 8.9 特殊平行四边形——正方形(专项练习)
一、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分,每小题均有四个选项,其中只有一项符合题目要求)
1.(25-26九年级上·山东枣庄·月考)正方形具有而菱形不一定具有的性质是( )
A.四条边都相等 B.对角线相等
C.对角线互相垂直 D.对角线互相平分
【答案】B
【分析】本题考查的是正方形及菱形的性质,熟练掌握正方形及菱形的性质是解题关键,选项A、C和D是菱形的必然性质,故排除;选项B是菱形不一定具有的,对角线相等是正方形特有而菱形不一定具有的性质据此得出结论.
解:∵正方形的对角线相等,菱形的对角线不一定相等(只有正方形时相等),
∴正方形具有而菱形不一定具有的性质是对角线相等.
故选:B.
2.(25-26九年级上·河北保定·月考)如图,已知正方形的边长为2,对角线与相交于点,则的长为( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】此题考查了正方形的性质及勾股定理,熟知正方形的对角线互相垂直且平分是解题的关键.
在中用勾股定理计算出对角线的长,再借助“正方形的对角线互相垂直且平分”求出的长.
解:是正方形,
,
在中,,
,
由于正方形的对角线互相垂直且平分,
.
故选:B.
3.(2025·安徽·模拟预测)如图,为正方形中边上一点,为对角线,连接,交于点,若,则的度数为( )
A. B.° C.° D.
【答案】B
【分析】本题考查了正方形的性质;根据正方形的性质可得,,则,进而根据三角形的外角的性质,即可求解.
解:∵为正方形的对角线,
∴,,
∵,
∴,
∴,
故选:B.
4.(25-26九年级上·福建漳州·期中)如图,在中,.再添加一个条件,可以判定四边形是正方形的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了正方形的判定,平行四边形的性质,解答本题的关键是熟练掌握正方形的判定定理.根据正方形的判定定理即可解答.
解:在平行四边形中,,利用对角线互相垂直且相等即可证明四边形是正方形.
A.当时,四边形是菱形,不一定是正方形,选项错误,不符合题意;
B.当时,四边形一定不是正方形,选项错误,不符合题意;
C.当时,平行四边形角线互相垂直且相等,则四边形是正方形,选项正确,符合题意;
D.当时,四边形不一定是正方形,选项错误,不符合题意;
故选:C.
5.(23-24八年级下·江西上饶·月考)如图,在菱形中,于E.若,且,则菱形的周长为( )
A.12 B.8 C.4 D.2
【答案】A
【分析】根据菱形的面积公式和题意可求出菱形的边长,进而可求出菱形的周长.
解:四边形是菱形,
,
,
,
,
,
菱形的周长为,
故选A.
【点睛】本题考查了菱形的性质及其面积和周长,熟练掌握这些知识是解题的关键.
6.(25-26九年级上·安徽宿州·期中)如图,在中,D是斜边的中点,以为边作正方形,若正方形的面积为36,则的长为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】D
【分析】本题主要考查了正方形的性质,直角三角形斜边上的中线性质等知识点.掌握直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半是解题的关键.
先根据正方形的面积求出,然后根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半求出的长即可.
解:∵四边形是正方形,,
∴,
∵,
∴,
∵在中,点D是斜边的中点,
∴.
故选:D.
7.(25-26九年级上·山东济南·期末)如图,点是正方形对角线上的一点,连接、,延长交于点,若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质以及三角形的外角性质等知识;熟练掌握正方形的性质,证明是解题的关键.由正方形的性质得,则,再证,得,然后由三角形的外角性质即可求解.
解:∵四边形是正方形,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
故选:C.
8.(24-25八年级下·四川内江·月考)已知正方形的面积为81,点H是边上的一个动点,沿过点H的直线将正方形折叠,使顶点D恰好落在边上的三等分点E处,则线段的长是( )
A.5.5 B.6.5 C.5或5.5 D.5或6.5
【答案】D
【分析】本题考查正方形的折叠问题,分类讨论,利用勾股定理建立方程是解题的关键.
分类讨论:当时,当时,逐一分析求解即可.
解:根据题意,得
.
∴.
设,由折叠得
.
如图①所示,
当时,.
由勾股定理,得
,
解得;
如图②所示,
当时.由勾股定理,得
,
解得.
综上所述,DH的长为5或6.5.
故选D.
9.(25-26九年级上·四川德阳·月考)如图,在正方形中,动点E、F分别从D、C两点同时出发,以相同的速度在边、上移动,连接和交于点P,由于点E、F的移动,使得点P也随之运动.若,则线段的最小值是( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据已知得,然后证明,得出,然后证明,取中点O,则为定值,根据两点之间线段最短得当P、C、O三点共线时,最小,然后根据勾股定理求解.
解:动点,分别从两点同时出发,以相同的速度在边,上移动,
,
在和中,
,
,
,
,
,
,
取中点,连接,如下图,
则,
根据两点之间线段最短,得、、三点共线时线段的值最小,
在中,根据勾股定理得,
,
.
故选:C.
【点睛】此题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,直角三角形的性质,勾股定理等知识,确定点P到中点的距离是解此题的关键.
10.(25-26九年级上·广东揭阳·期末)如图,正方形的边长为8,对角线,相交于点O,点E,F分别在,的延长线上,且,,G为的中点,连接,交于点H,连接,则的长为( )
A.5 B. C. D.4
【答案】B
【分析】本题考查了正方形的性质,中位线,勾股定理等知识.解题的关键在于明确GH是△OEF的中位线.
如图,连接,作于M,于N,可得,,是的中位线,是的中位线,在中,由勾股定理得求出的值,然后根据求出的值即可.
解:如图,连接,作于M,于N,
∵四边形是正方形,
∴
∴,,
∴C为的中点,.
,,
,
∴,
∴,
∴H是的中点,
∴是的中位线,
∴,
∴,
∴,
故选B.
二、填空题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
11.(2024九年级上·全国·专题练习)如图,四边形是正方形,是延长线上的一点,且,则的度数是 .
【答案】
【分析】本题考查了正方形的性质,等腰三角形的性质及三角形外角的性质,掌握这些知识是关键;由正方形的性质得,由等腰三角形的性质得,再由三角形外角的性质即可求解.
解:∵四边形是正方形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
故答案为:.
12.(24-25九年级上·全国·课后作业)将矩形纸片按如图所示的方式折叠,使点A恰好落上的点F处,折痕为,将纸片沿剪下,则折叠部分是一个正方形,其用到的正方形判定方法是 .
【答案】有一组邻边相等的矩形是正方形
【分析】此题考查正方形的判定,折叠的性质,根据折叠得到,即可判定正方形,熟练掌握正方形的判定定理是解题的关键
解:由折叠得,
∴四边形是矩形,
∵,
∴四边形是正方形,
故答案为:有一组邻边相等的矩形是正方形
13.(2024·江苏南京·二模)如图,在正方形中,E,F分别是的中点.若,则的长是 .
【答案】1
【分析】连接,则,根据三角形中位线定理,得.
连接,因为正方形,,
所以,
因为E,F分别是的中点,
所以.
故答案为:1.
【点睛】本题考查了正方形的性质,三角形中位线定理,熟练掌握正方形的性质和三角形中位线定理是解题的关键.
14.(24-25八年级下·陕西西安·月考)如图,中,,,将沿方向平移,得到,连接.若,则阴影部分的面积为 .
【答案】4
【分析】本题主要考查了平移的性质,求阴影部分的面积,平行四边形的性质和判定,
根据平移的性质得,可知四边形时平行四边形,再根据面积公式得出答案.
解:根据平移的性质得,
∴四边形时平行四边形.
∵,
∴.
∵,
∴阴影部分的面积等于.
故答案为:4.
15.(2023·湖南怀化·中考真题)如图,点是正方形的对角线上的一点,于点,.则点到直线的距离为 .
【答案】
【分析】过点作于,证明四边形四边形是正方形,即可求解.
解:如图所示,过点作于,
∵点是正方形的对角线上的一点,于点
∴四边形是矩形,
∴是等腰直角三角形,
∴
∴四边形是正方形,
∴,
即点到直线的距离为
故答案为:.
【点睛】本题考查了正方形的性质与判定,点到直线的距离,熟练掌握正方形的性质与判定是解题的关键.
16.(25-26九年级上·湖北随州·月考)6月2日6时23分,嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星的支持下,成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区.组合体元件中有个展板的平面图如图所示,在正方形中,,分别是,上的点,,相交于点.是的中点,若,,则的长为 .
【答案】/
【分析】本题考查了正方形的性质,直角三角形斜边上的中线定理,勾股定理,全等三角形的判定及性质,熟练掌握全等三角形的判定是解题的关键.
利用正方形的性质证出,利用全等的性质证出,利用勾股定理求出的长,即可通过直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半即可解答.
解:∵,,四边形是正方形,
∴,,
∴在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
在中,,
∵是的中点,
∴,
故答案为:.
17.(24-25八年级下·江苏淮安·期末)如图,已知正方形的对角线交于O,G是的中点,线段(点在点的左边)在直线上运动,连结,若,则的最小值是 .
【答案】
【分析】取的中点,则与关于对称,过点作,,交于点,连接,则四边形是平行四边形,,根据轴对称的性质可以得出,利用三角形三边关系可以得出,根据两点间的距离最短进一步得出,在中,根据勾股定理即可解此题.
本题主要考查了正方形的性质、勾股定理以及利用平移和对称求最值问题,关键在于通过平移和对称将所求线段和转化为两点之间的距离.
,解:四边形是正方形,,
,
,
是的中点,
,
取的中点,则与关于对称,
,
过点作,,交于点,连接,
四边形是平行四边形,
,,
在中,,
又点是上的动线段,
,
当点在一条直线上时,取最小值,
,
,
在中,,,根据勾股定理,
最小值为,
故答案为:.
18.(25-26九年级上·黑龙江七台河·期中)如图,点,是正方形的两个顶点,以对角线为边作正方形,再以对角线为边作正方形,……依此规律,则点的坐标是 .
【答案】
【分析】本题考查了坐标类规律探索,正方形的性质,勾股定理,先求出,,,,,,,,,…,从而可得(为自然数),再结合即可得解,正确得出规律是解此题的关键.
解:∵点,是正方形的两个顶点,
∴,,
∵以对角线为边作正方形,
∴,
∴,
∵以对角线为边作正方形,
∴,
∴,
同理可得:,,,,,,…,
∴(为自然数),
∵,
∴点的坐标是,即,
故答案为:.
三、解答题(本大题共6小题,共58分)
19.(本小题满分8分)(25-26九年级上·宁夏银川·期中)如图,在中,,点D是的中点,过点A作平行于,且,连接.
(1)求证:四边形是矩形.
(2)当 时,四边形是正方形.
【答案】(1)见解析 (2)45
【分析】本题主要考查了矩形的判定定理,正方形的判定定理,三线合一定理,等腰直角三角形的性质与判定,熟知矩形和正方形的判定定理是解题的关键.
(1)可证明,则可证明四边形是平行四边形,由三线合一定理得到,据此可证明结论;
(2)当时,可证明是等腰直角三角形,得到,则可证明矩形是正方形.
(1)证明:∵点D是的中点,
∴,
又∵,
∴,
∵,,
∴四边形是平行四边形,
∵,D是的中点,
∴,
∴,
∴四边形是矩形.
(2)解:当时,四边形是正方形,证明如下:
由(1)可得,且四边形是矩形,
又∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴矩形是正方形.
20.(本小题满分8分)(25-26九年级上·江西宜春·月考)如图,在正方形中,P是上一动点(不与A,B两点重合),对角线,相交于点O,过点P分别作的垂线,分别交于点E与点F.
(1)求证:四边形是矩形.
(2)若正方形的边长是a,求四边形的周长(用含a的式子表示).
【答案】(1)见详解
(2)
【分析】本题考查出正方形的性质,矩形的判定,等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)根据正方形的性质得,因为过点P分别作的垂线,即,根据三个内角是90度的四边形是矩形,即可作答.
(2)先根据四边形的性质得,,,进而得和是等腰直角三角形,,,即可计算四边形的周长.
(1)解:∵四边形是正方形,
∴,
即,
∵过点P分别作的垂线,
∴,
∴四边形是矩形
(2)解:∵四边形是正方形,
,,
∴
正方形的边长是,
∴
∴,
又,,
和是等腰直角三角形,
,,
四边形的周长
.
21.(本小题满分10分)(23-24八年级下·全国·单元测试)如图,在菱形中,对角线、交于点.过作平行线,过作平行线,两平行线交于点.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)若四边形为正方形时,请直接判断四边形的形状.
【答案】(1)证明见解析
(2)四边形是正方形,理由见解析
【分析】(1)先证明四边形是平行四边形,再根据菱形对角线互相垂直得到,即可证明平行四边形是矩形;
(2)同理可证四边形是平行四边形,再根据正方形对角线互相垂直平分且相等得到,平行四边形是正方形.
(1)证明:∵,
∴四边形是平行四边形,
∵四边形是菱形,对角线、交于点
∴,
∴平行四边形是矩形;
(2)解:四边形是正方形,理由如下:
同理可证四边形是平行四边形,
∵四边形是正方形,对角线、交于点,
∴,
∴平行四边形是矩形,
∴矩形是正方形.
【点睛】本题主要考查了平行四边形的性质与判定,矩形的性质与判定,正方形的判定,菱形的性质等等,熟知平行四边形,矩形,菱形,正方形等特殊平行四边形的性质和判定定理是解题的关键.
22.(本小题满分10分)(23-24八年级下·湖北武汉·期中)如图,在中,是边的中点,过点 作直线,交的角平分线于点E,交的外角的角平分线于点,连接.
(1)求证:四边形为矩形.
(2)请添加一个条件,使四边形为正方形,直接写出该条件.
【答案】(1)证明过程见详解
(2),或(答案不唯一)
【分析】(1)根据角平分线可得,可证,根据对角线相互平分的四边形是平行四边形,可得是平行四边形,再根据有一个角是直角的平行四边形是矩形,由此即可求证;
(2)根据正方形的判定方法“有一组邻边相等的矩形是正方形”,“对角线相互垂直的平行四边形是正方形”即可求解.
(1)证明:已知平分,平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵点是边的中点,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴平行四边形是矩形;
(2)解:由(1)可知四边形是矩形,
∴根据“有一组邻边相等的矩形是正方形”,“对角线相互垂直的平行四边形是正方形”得,添加条件为:,或(答案不唯一),
添加条件为:,
∵四边形是矩形,,
∴矩形是正方形;
添加条件:,
∵,
∴,
∵,
∴,即,且四边形是矩形,
∴矩形是正方形;
综上所述,添加条件为::,或(答案不唯一).
【点睛】本题主要考查角平分线的性质,平行线的性质,等腰三角形的判定和性质,矩形的证明,正方形的判定和性质的综合,掌握矩形判定和性质,正方形的判定和性质是解题的关键.
23.(本小题满分10分)(25-26八年级上·辽宁沈阳·期末)如图,正方形中,,点为边上一点,连接,将沿翻折,得到,连接.
(1)求证:;
(2)当为直角三角形时,求线段的长.
(3)在(2)的条件下,直接写出此时的长.
【答案】(1)见解析;(2);(3).
【分析】(1)通过正方形的边相等和翻折的性质,得到再利用等腰三角形等边对等角证角相等.
(2)先判断直角顶点为,作辅助线,通过全等三角形转化线段关系,结合勾股定理计算的长;
(3)作、,用面积法求,结合矩形性质与勾股定理求.
(1)解:四边形是正方形,
,
沿翻折得,
,
,
;
(2)解:过点D作于点G,
∵点在上,点在正方形内,
∴、为锐角,,,
∴当为直角三角形时,,
∵,,
∴,
∵,,
∴,
又∵,,
∴()
∴,
设,则,
在中,由勾股定理即,
解得或(舍去),
∴;
(3)解:过点作,于、,连接,
∵,,,,
,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,
∴,,
设,则,
在中,由勾股定理得即,
解得,
∴.
【点睛】本题主要考查了正方形的性质、翻折的性质、等腰三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理、矩形的判定与性质,熟练掌握翻折变换的性质、结合辅助线转化线段关系是解题的关键.
24.(本小题满分12分)(24-25八年级下·海南·期末)在菱形中,点E是对角线上一点,点F、G在直线上,且,.
(1)如图1,求证:①;②;
(2)如图2,当时,判断、、的数量关系,并说明理由;
(3)如图3,当时,点F在线段上,判断、、的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)①见解析;②见解析
(2),理由见解析
(3),理由见解析
【分析】(1)①由菱形性质得到,由等腰三角形性质得到.从而有.由等量代换得到,从而可证;
②由全等的性质得出,由菱形的性质得出,从而有,最后有等量代换即可得到;
(2)由菱形的性质可求出,从而得到为等边三角形,得到,从而可证结论;
(3)证明四边形是正方形,得到,同(1)可证,得到,进而得到为等腰直角三角形,从而得到结论.
(1)证明∶①如图,
∵四边形是菱形,
∴.
∵,
∴,
∴.
又∵,
∴,即.
∴;
②∵,
∴.
∵四边形是菱形,
∴,
∴,
∴.即.
(2)解:.
理由如下:
∵四边形是菱形,,
∴.
∵,
∴是等边三角形,
∴.
由(1)知:,
∵,
∴.
(3)解:.
理由如下:
如图,
∵四边形是菱形,,
∴四边形是正方形,
∴.
∵,
∴.
∴.
又∵,
∴,即.
∴,
∴.
∵,
∴在中,.
∵.
∴.
∴.
【点睛】本题考查了菱形的性质,正方形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质以及勾股定理等知识,灵活运用相关性质定理和判定定理是解题的关键.
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专题 8.9 特殊平行四边形——正方形(专项练习)
一、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分,每小题均有四个选项,其中只有一项符合题目要求)
1.(25-26九年级上·山东枣庄·月考)正方形具有而菱形不一定具有的性质是( )
A.四条边都相等 B.对角线相等
C.对角线互相垂直 D.对角线互相平分
【答案】B
【分析】本题考查的是正方形及菱形的性质,熟练掌握正方形及菱形的性质是解题关键,选项A、C和D是菱形的必然性质,故排除;选项B是菱形不一定具有的,对角线相等是正方形特有而菱形不一定具有的性质据此得出结论.
解:∵正方形的对角线相等,菱形的对角线不一定相等(只有正方形时相等),
∴正方形具有而菱形不一定具有的性质是对角线相等.
故选:B.
2.(25-26九年级上·河北保定·月考)如图,已知正方形的边长为2,对角线与相交于点,则的长为( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】此题考查了正方形的性质及勾股定理,熟知正方形的对角线互相垂直且平分是解题的关键.
在中用勾股定理计算出对角线的长,再借助“正方形的对角线互相垂直且平分”求出的长.
解:是正方形,
,
在中,,
,
由于正方形的对角线互相垂直且平分,
.
故选:B.
3.(2025·安徽·模拟预测)如图,为正方形中边上一点,为对角线,连接,交于点,若,则的度数为( )
A. B.° C.° D.
【答案】B
【分析】本题考查了正方形的性质;根据正方形的性质可得,,则,进而根据三角形的外角的性质,即可求解.
解:∵为正方形的对角线,
∴,,
∵,
∴,
∴,
故选:B.
4.(25-26九年级上·福建漳州·期中)如图,在中,.再添加一个条件,可以判定四边形是正方形的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了正方形的判定,平行四边形的性质,解答本题的关键是熟练掌握正方形的判定定理.根据正方形的判定定理即可解答.
解:在平行四边形中,,利用对角线互相垂直且相等即可证明四边形是正方形.
A.当时,四边形是菱形,不一定是正方形,选项错误,不符合题意;
B.当时,四边形一定不是正方形,选项错误,不符合题意;
C.当时,平行四边形角线互相垂直且相等,则四边形是正方形,选项正确,符合题意;
D.当时,四边形不一定是正方形,选项错误,不符合题意;
故选:C.
5.(23-24八年级下·江西上饶·月考)如图,在菱形中,于E.若,且,则菱形的周长为( )
A.12 B.8 C.4 D.2
【答案】A
【分析】根据菱形的面积公式和题意可求出菱形的边长,进而可求出菱形的周长.
解:四边形是菱形,
,
,
,
,
,
菱形的周长为,
故选A.
【点睛】本题考查了菱形的性质及其面积和周长,熟练掌握这些知识是解题的关键.
6.(25-26九年级上·安徽宿州·期中)如图,在中,D是斜边的中点,以为边作正方形,若正方形的面积为36,则的长为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】D
【分析】本题主要考查了正方形的性质,直角三角形斜边上的中线性质等知识点.掌握直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半是解题的关键.
先根据正方形的面积求出,然后根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半求出的长即可.
解:∵四边形是正方形,,
∴,
∵,
∴,
∵在中,点D是斜边的中点,
∴.
故选:D.
7.(25-26九年级上·山东济南·期末)如图,点是正方形对角线上的一点,连接、,延长交于点,若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质以及三角形的外角性质等知识;熟练掌握正方形的性质,证明是解题的关键.由正方形的性质得,则,再证,得,然后由三角形的外角性质即可求解.
解:∵四边形是正方形,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
故选:C.
8.(24-25八年级下·四川内江·月考)已知正方形的面积为81,点H是边上的一个动点,沿过点H的直线将正方形折叠,使顶点D恰好落在边上的三等分点E处,则线段的长是( )
A.5.5 B.6.5 C.5或5.5 D.5或6.5
【答案】D
【分析】本题考查正方形的折叠问题,分类讨论,利用勾股定理建立方程是解题的关键.
分类讨论:当时,当时,逐一分析求解即可.
解:根据题意,得
.
∴.
设,由折叠得
.
如图①所示,
当时,.
由勾股定理,得
,
解得;
如图②所示,
当时.由勾股定理,得
,
解得.
综上所述,DH的长为5或6.5.
故选D.
9.(25-26九年级上·四川德阳·月考)如图,在正方形中,动点E、F分别从D、C两点同时出发,以相同的速度在边、上移动,连接和交于点P,由于点E、F的移动,使得点P也随之运动.若,则线段的最小值是( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据已知得,然后证明,得出,然后证明,取中点O,则为定值,根据两点之间线段最短得当P、C、O三点共线时,最小,然后根据勾股定理求解.
解:动点,分别从两点同时出发,以相同的速度在边,上移动,
,
在和中,
,
,
,
,
,
,
取中点,连接,如下图,
则,
根据两点之间线段最短,得、、三点共线时线段的值最小,
在中,根据勾股定理得,
,
.
故选:C.
【点睛】此题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,直角三角形的性质,勾股定理等知识,确定点P到中点的距离是解此题的关键.
10.(25-26九年级上·广东揭阳·期末)如图,正方形的边长为8,对角线,相交于点O,点E,F分别在,的延长线上,且,,G为的中点,连接,交于点H,连接,则的长为( )
A.5 B. C. D.4
【答案】B
【分析】本题考查了正方形的性质,中位线,勾股定理等知识.解题的关键在于明确GH是△OEF的中位线.
如图,连接,作于M,于N,可得,,是的中位线,是的中位线,在中,由勾股定理得求出的值,然后根据求出的值即可.
解:如图,连接,作于M,于N,
∵四边形是正方形,
∴
∴,,
∴C为的中点,.
,,
,
∴,
∴,
∴H是的中点,
∴是的中位线,
∴,
∴,
∴,
故选B.
二、填空题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
11.(2024九年级上·全国·专题练习)如图,四边形是正方形,是延长线上的一点,且,则的度数是 .
【答案】
【分析】本题考查了正方形的性质,等腰三角形的性质及三角形外角的性质,掌握这些知识是关键;由正方形的性质得,由等腰三角形的性质得,再由三角形外角的性质即可求解.
解:∵四边形是正方形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
故答案为:.
12.(24-25九年级上·全国·课后作业)将矩形纸片按如图所示的方式折叠,使点A恰好落上的点F处,折痕为,将纸片沿剪下,则折叠部分是一个正方形,其用到的正方形判定方法是 .
【答案】有一组邻边相等的矩形是正方形
【分析】此题考查正方形的判定,折叠的性质,根据折叠得到,即可判定正方形,熟练掌握正方形的判定定理是解题的关键
解:由折叠得,
∴四边形是矩形,
∵,
∴四边形是正方形,
故答案为:有一组邻边相等的矩形是正方形
13.(2024·江苏南京·二模)如图,在正方形中,E,F分别是的中点.若,则的长是 .
【答案】1
【分析】连接,则,根据三角形中位线定理,得.
连接,因为正方形,,
所以,
因为E,F分别是的中点,
所以.
故答案为:1.
【点睛】本题考查了正方形的性质,三角形中位线定理,熟练掌握正方形的性质和三角形中位线定理是解题的关键.
14.(24-25八年级下·陕西西安·月考)如图,中,,,将沿方向平移,得到,连接.若,则阴影部分的面积为 .
【答案】4
【分析】本题主要考查了平移的性质,求阴影部分的面积,平行四边形的性质和判定,
根据平移的性质得,可知四边形时平行四边形,再根据面积公式得出答案.
解:根据平移的性质得,
∴四边形时平行四边形.
∵,
∴.
∵,
∴阴影部分的面积等于.
故答案为:4.
15.(2023·湖南怀化·中考真题)如图,点是正方形的对角线上的一点,于点,.则点到直线的距离为 .
【答案】
【分析】过点作于,证明四边形四边形是正方形,即可求解.
解:如图所示,过点作于,
∵点是正方形的对角线上的一点,于点
∴四边形是矩形,
∴是等腰直角三角形,
∴
∴四边形是正方形,
∴,
即点到直线的距离为
故答案为:.
【点睛】本题考查了正方形的性质与判定,点到直线的距离,熟练掌握正方形的性质与判定是解题的关键.
16.(25-26九年级上·湖北随州·月考)6月2日6时23分,嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星的支持下,成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区.组合体元件中有个展板的平面图如图所示,在正方形中,,分别是,上的点,,相交于点.是的中点,若,,则的长为 .
【答案】/
【分析】本题考查了正方形的性质,直角三角形斜边上的中线定理,勾股定理,全等三角形的判定及性质,熟练掌握全等三角形的判定是解题的关键.
利用正方形的性质证出,利用全等的性质证出,利用勾股定理求出的长,即可通过直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半即可解答.
解:∵,,四边形是正方形,
∴,,
∴在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
在中,,
∵是的中点,
∴,
故答案为:.
17.(24-25八年级下·江苏淮安·期末)如图,已知正方形的对角线交于O,G是的中点,线段(点在点的左边)在直线上运动,连结,若,则的最小值是 .
【答案】
【分析】取的中点,则与关于对称,过点作,,交于点,连接,则四边形是平行四边形,,根据轴对称的性质可以得出,利用三角形三边关系可以得出,根据两点间的距离最短进一步得出,在中,根据勾股定理即可解此题.
本题主要考查了正方形的性质、勾股定理以及利用平移和对称求最值问题,关键在于通过平移和对称将所求线段和转化为两点之间的距离.
,解:四边形是正方形,,
,
,
是的中点,
,
取的中点,则与关于对称,
,
过点作,,交于点,连接,
四边形是平行四边形,
,,
在中,,
又点是上的动线段,
,
当点在一条直线上时,取最小值,
,
,
在中,,,根据勾股定理,
最小值为,
故答案为:.
18.(25-26九年级上·黑龙江七台河·期中)如图,点,是正方形的两个顶点,以对角线为边作正方形,再以对角线为边作正方形,……依此规律,则点的坐标是 .
【答案】
【分析】本题考查了坐标类规律探索,正方形的性质,勾股定理,先求出,,,,,,,,,…,从而可得(为自然数),再结合即可得解,正确得出规律是解此题的关键.
解:∵点,是正方形的两个顶点,
∴,,
∵以对角线为边作正方形,
∴,
∴,
∵以对角线为边作正方形,
∴,
∴,
同理可得:,,,,,,…,
∴(为自然数),
∵,
∴点的坐标是,即,
故答案为:.
三、解答题(本大题共6小题,共58分)
19.(本小题满分8分)(25-26九年级上·宁夏银川·期中)如图,在中,,点D是的中点,过点A作平行于,且,连接.
(1)求证:四边形是矩形.
(2)当 时,四边形是正方形.
【答案】(1)见解析 (2)45
【分析】本题主要考查了矩形的判定定理,正方形的判定定理,三线合一定理,等腰直角三角形的性质与判定,熟知矩形和正方形的判定定理是解题的关键.
(1)可证明,则可证明四边形是平行四边形,由三线合一定理得到,据此可证明结论;
(2)当时,可证明是等腰直角三角形,得到,则可证明矩形是正方形.
(1)证明:∵点D是的中点,
∴,
又∵,
∴,
∵,,
∴四边形是平行四边形,
∵,D是的中点,
∴,
∴,
∴四边形是矩形.
(2)解:当时,四边形是正方形,证明如下:
由(1)可得,且四边形是矩形,
又∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴矩形是正方形.
20.(本小题满分8分)(25-26九年级上·江西宜春·月考)如图,在正方形中,P是上一动点(不与A,B两点重合),对角线,相交于点O,过点P分别作的垂线,分别交于点E与点F.
(1)求证:四边形是矩形.
(2)若正方形的边长是a,求四边形的周长(用含a的式子表示).
【答案】(1)见详解
(2)
【分析】本题考查出正方形的性质,矩形的判定,等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)根据正方形的性质得,因为过点P分别作的垂线,即,根据三个内角是90度的四边形是矩形,即可作答.
(2)先根据四边形的性质得,,,进而得和是等腰直角三角形,,,即可计算四边形的周长.
(1)解:∵四边形是正方形,
∴,
即,
∵过点P分别作的垂线,
∴,
∴四边形是矩形
(2)解:∵四边形是正方形,
,,
∴
正方形的边长是,
∴
∴,
又,,
和是等腰直角三角形,
,,
四边形的周长
.
21.(本小题满分10分)(23-24八年级下·全国·单元测试)如图,在菱形中,对角线、交于点.过作平行线,过作平行线,两平行线交于点.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)若四边形为正方形时,请直接判断四边形的形状.
【答案】(1)证明见解析
(2)四边形是正方形,理由见解析
【分析】(1)先证明四边形是平行四边形,再根据菱形对角线互相垂直得到,即可证明平行四边形是矩形;
(2)同理可证四边形是平行四边形,再根据正方形对角线互相垂直平分且相等得到,平行四边形是正方形.
(1)证明:∵,
∴四边形是平行四边形,
∵四边形是菱形,对角线、交于点
∴,
∴平行四边形是矩形;
(2)解:四边形是正方形,理由如下:
同理可证四边形是平行四边形,
∵四边形是正方形,对角线、交于点,
∴,
∴平行四边形是矩形,
∴矩形是正方形.
【点睛】本题主要考查了平行四边形的性质与判定,矩形的性质与判定,正方形的判定,菱形的性质等等,熟知平行四边形,矩形,菱形,正方形等特殊平行四边形的性质和判定定理是解题的关键.
22.(本小题满分10分)(23-24八年级下·湖北武汉·期中)如图,在中,是边的中点,过点 作直线,交的角平分线于点E,交的外角的角平分线于点,连接.
(1)求证:四边形为矩形.
(2)请添加一个条件,使四边形为正方形,直接写出该条件.
【答案】(1)证明过程见详解
(2),或(答案不唯一)
【分析】(1)根据角平分线可得,可证,根据对角线相互平分的四边形是平行四边形,可得是平行四边形,再根据有一个角是直角的平行四边形是矩形,由此即可求证;
(2)根据正方形的判定方法“有一组邻边相等的矩形是正方形”,“对角线相互垂直的平行四边形是正方形”即可求解.
(1)证明:已知平分,平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵点是边的中点,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴平行四边形是矩形;
(2)解:由(1)可知四边形是矩形,
∴根据“有一组邻边相等的矩形是正方形”,“对角线相互垂直的平行四边形是正方形”得,添加条件为:,或(答案不唯一),
添加条件为:,
∵四边形是矩形,,
∴矩形是正方形;
添加条件:,
∵,
∴,
∵,
∴,即,且四边形是矩形,
∴矩形是正方形;
综上所述,添加条件为::,或(答案不唯一).
【点睛】本题主要考查角平分线的性质,平行线的性质,等腰三角形的判定和性质,矩形的证明,正方形的判定和性质的综合,掌握矩形判定和性质,正方形的判定和性质是解题的关键.
23.(本小题满分10分)(25-26八年级上·辽宁沈阳·期末)如图,正方形中,,点为边上一点,连接,将沿翻折,得到,连接.
(1)求证:;
(2)当为直角三角形时,求线段的长.
(3)在(2)的条件下,直接写出此时的长.
【答案】(1)见解析;(2);(3).
【分析】(1)通过正方形的边相等和翻折的性质,得到再利用等腰三角形等边对等角证角相等.
(2)先判断直角顶点为,作辅助线,通过全等三角形转化线段关系,结合勾股定理计算的长;
(3)作、,用面积法求,结合矩形性质与勾股定理求.
(1)解:四边形是正方形,
,
沿翻折得,
,
,
;
(2)解:过点D作于点G,
∵点在上,点在正方形内,
∴、为锐角,,,
∴当为直角三角形时,,
∵,,
∴,
∵,,
∴,
又∵,,
∴()
∴,
设,则,
在中,由勾股定理即,
解得或(舍去),
∴;
(3)解:过点作,于、,连接,
∵,,,,
,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,
∴,,
设,则,
在中,由勾股定理得即,
解得,
∴.
【点睛】本题主要考查了正方形的性质、翻折的性质、等腰三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理、矩形的判定与性质,熟练掌握翻折变换的性质、结合辅助线转化线段关系是解题的关键.
24.(本小题满分12分)(24-25八年级下·海南·期末)在菱形中,点E是对角线上一点,点F、G在直线上,且,.
(1)如图1,求证:①;②;
(2)如图2,当时,判断、、的数量关系,并说明理由;
(3)如图3,当时,点F在线段上,判断、、的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)①见解析;②见解析
(2),理由见解析
(3),理由见解析
【分析】(1)①由菱形性质得到,由等腰三角形性质得到.从而有.由等量代换得到,从而可证;
②由全等的性质得出,由菱形的性质得出,从而有,最后有等量代换即可得到;
(2)由菱形的性质可求出,从而得到为等边三角形,得到,从而可证结论;
(3)证明四边形是正方形,得到,同(1)可证,得到,进而得到为等腰直角三角形,从而得到结论.
(1)证明∶①如图,
∵四边形是菱形,
∴.
∵,
∴,
∴.
又∵,
∴,即.
∴;
②∵,
∴.
∵四边形是菱形,
∴,
∴,
∴.即.
(2)解:.
理由如下:
∵四边形是菱形,,
∴.
∵,
∴是等边三角形,
∴.
由(1)知:,
∵,
∴.
(3)解:.
理由如下:
如图,
∵四边形是菱形,,
∴四边形是正方形,
∴.
∵,
∴.
∴.
又∵,
∴,即.
∴,
∴.
∵,
∴在中,.
∵.
∴.
∴.
【点睛】本题考查了菱形的性质,正方形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质以及勾股定理等知识,灵活运用相关性质定理和判定定理是解题的关键.
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