内容正文:
第二十一章 《四边形》章节知识点复习题
【题型一 多边形内角和、外角和问题】
1.过某个多边形1个顶点的所有对角线,将这个多边形分成7个三角形,则这个多边形是__________边形,它的内角和是__________.
2.一个多边形的每个内角都相等,且内角和是外角和的5倍,则这个多边形的每个内角为________.
3.完美五边形是指可以无重叠、无间隙铺满整个平面的凸五边形.如图,五边形ABCDE是迄今为止人类发现的第15种完美五边形,其中,则_________ .
4.将三个相同的六边形螺母并排摆放在桌面上,从上面看到的图形如图1所示.正六边形边长为2且各有一个顶点在直线上.两侧螺母不动,把中间螺母抽出并重新摆放后,从上面看到的图形如图2所示,其中,中间正六边形的一边与直线平行,有两边分别经过两侧正六边形的一个顶点.则:
(1)图1中螺母组成的图形的周长(图中深色部分总长度)为___________;
(2)图2中通过题意,我们可得出,则___________.
【题型二 利用平行四边形的性质求解】
1.如图,在平行四边形ABCD中,的平分线交于点,连接,若,,,则的长为______.
2.如图,在中,,平分,则的度数为____________.
3.如图,已知的周长为,的垂直平分线交于点,交于点,连接,则的周长是____________.
4.如图,在中,,,对角线,相交于点,为上一点,连接.若,的周长比四边形的周长大3,则的长为__________.
【题型三 判断能否构成平行四边形与特殊四边形】
1.如图,在四边形中,对角线和相交于点,下列条件不能判定四边形是平行四边形的是( )
A., B.,
C., D.,
2.要使如图所示的成为矩形,需增加的一个条件可以是( )
A. B. C. D.
3.在菱形中,相交于点O.增加下列条件能判定四边形是正方形的是( )
①;②;③;④.
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
4.已知点、、、分别为四边形各边中点,连接、,添加以下条件能使四边形为菱形的是( )
A. B. C. D.
【题型四 平行四边形的性质与判定综合】
1.如图,在∆ABC中,为边上一点,连接为中点,过点C作,交的延长线于点F,连接交于点G.
(1)判断四边形的形状,并说明理由;
(2)若,,.求的长.
2.已知,如图,的对角线,相交于点,过点,分别交,于点,,连接,.
(1)求证:四边形是平行四边形;
(2)若,,则的边上的高为________.
3.如图,在∆ABC中,,点D在边BC所在的直线上,过点D作交AB于点E,交AC于点F.
(1)当点D在边BC上时,如图①,求证:.
(2)当点D在边BC的延长线上时,如图②;当点D在边BC的反向延长线上时,如图③.请分别写出图②、图③中DE,DF,AC之间的数量关系,不需要证明.
(3)若,,求DF的长.
4.【教材呈现】我们在教材中已经学习过对角线互相平分的四边形是平行四边形.我们可以用演绎推理证明这一结论.
已知:如图①,四边形的两条对角线与相交于点,并且,.求证:四边形是平行四边形.
(1)请写出证明过程.
【知识应用】(2)如图②,在中,是的中点,连接并延长交的延长线于点,连接,.求证:四边形是平行四边形.
【拓展提升】(3)在(2)的条件下,若的面积为26,求的面积.
【题型五 三角形的中位线求解】
1.如图,是∆ABC的中位线,平分,交于点.已知,,则的长为_____________.
2.如图,在中,对角线、相交于点,为的中点,.若,则的长为_____________.
3.如图,在∆ABC中,平分,,垂足为E,F是的中点,连接,,,则线段的长为_________.
4.如图,在中,,,,是平面内一点,且,点是中点,点在线段上,且,连接,则线段的最大值为_______.
【题型六 利用矩形的性质求角度或线段长】
1.如图,在矩形中,,相交于点,平分交于点.若,则的度数为_____.
2.如图,在边长为1的正方形网格中,∆ABC的顶点都在格点上,D是的中点,连接,则的长为_________.
3.如图,矩形的对角线相交于点,,,点为上一点,连接,为的中点,若,则的长为___________.
4.在矩形中,点在边上,与的延长线交于点,,若,则_____.
【题型七 矩形的性质与判定综合问题】
1.如图,在∆ABC中,,D为中点,四边形是平行四边形.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)过点E作于点H,若,求的长.
2.如图,在中,对角线、交于点,过点作,交于点,过点作于点,点在边上,连接,且.
(1)求证:四边形为矩形;
(2)若,求的长.
3.如图,在∆ABC中,,是∆ABC的一条角平分线,为∆ABC的外角的平分线,,垂足为E.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)连接,交于点F,连接,若,,求四边形的面积.
4.问题提出
(1)如图,已知是矩形内一点,过点作,分别交于点,则______;(填“”“”或“”)
问题探究
(2)如图,已知是矩形外一点,过点作,分别交的反向延长线于点,则()中的结论还成立吗?请说明理由;
问题解决
(3)如图,在中,,是∆ABC外一点,若,,,求线段的最小值.
【题型八 利用菱形的性质求角度或线段长】
1.如图,边长为5的菱形的对角线、交于点,是的中点,则的长为_____________.
2.如图,在菱形中,点E在对角线上,且,若,则的度数为____ .
3.如图,在菱形纸片中,,点在边上,将菱形纸片沿折叠,点落在边的垂直平分线上的点处,则的大小为________.
4.如图,菱形的对角线,相交于点,,,点是边上的一个动点,过点作于点,于点,连接,则的最小值为______.
【题型九 菱形的性质与判定综合问题】
1.如图,平行四边形,M,N分别是的中点,,连接交于点O.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)过点C作于点E,交于点P.若,求的长.
2.如图,四边形的对角线、交于点O,延长至点E,使得,连接交边于点F,点D、F分别是、的中点,.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)若,,求四边形的面积.
3.如图,在四边形中,是四边形的对角线,过点作的垂线交的延长线于点,点恰好是的中点.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)过点作于点,交于点,连接,若,求和的长.
4.在四边形中,,E为射线上的一点,四边形为平行四边形.
(1)如图1,连接,,若,求证:四边形是矩形;
(2)如图2,连接,,,交于点.若,求的周长的最小值;
(3)如图3,连接,,交于点.若,当是等腰三角形时,直接写出的值.
【题型十 利用正方形的性质求角度或线段长】
1.如图,P是正方形内的一点,连接,,,.若是等边三角形,则的度数是______.
2.在正方形中,对角线,交于点,延长至点,使,连接,点为的中点,连接.若,则的长为_____________.
3.四边形不具有稳定性.如图,改变正方形ABCD的内角,使正方形ABCD变为菱形.如果,那么菱形与正方形ABCD的面积之比是_________.
4.如图,在正方形中,点E,F分别在边上,将正方形沿折叠,使点B落在边上的三等分点M处,点C的对应点为点N,若 ,则线段的长为______.
【题型十一 正方形的性质与判定综合问题】
1.如图,在四边形中,,,,点在边上,点是边的中点,且,于点,延长交的延长线于点,连接.
(1)求证:四边形是正方形;
(2)若,求的长.
2.如图,将矩形绕着点按顺时针方向旋转,得到矩形,点与点对应,点恰好落在边上,于点,其中,.
(1)求证:.
(2)连接,交于点,求的长.
(3)过点作,交于点.求证:四边形是正方形.
3.在中,的平分线交于点E,交的延长线于点F,分别过点E,F作,.
(1)如图1,求证:四边形是菱形;
(2)如图2,当点E是的中点时,连接.若,求的长;
(3)如图3,当是矩形时,连接,交于点O,连接.若,,求的长.
4.综合与探究
问题情境:
在边长为10的正方形中,是对角线上一点,连接.过点作的垂线,交射线于点,过点作的垂线,过点作的垂线,两线交于点.
特别研究:
(1)如图1,当点在对角线的中点处时,四边形的形状为______.
深入探究:
(2)如图2,当点是对角线上任意一点时.
①试说明(1)中的结论是否仍然成立?并说明理由;
②求四边形面积的取值范围.
(3)如图3,当时,点落在的延长线上,请直接写出线段的长.
【题型十二 矩形、菱形、正方形中作图问题】
1.如图,在中,,
(1)用尺规作图完成以下作图:作边的垂直平分线,分别与和交于点和点E.在射线上截取(点不与点重合),连接、、、(保留作图痕迹,不写作法);
(2)求证:作图得到的四边形是菱形;
(3)在以上作图中,若,,求的长.
2.如图,在中,平分交于点,连接.
(1)过点作,垂足为(用没有刻度的直尺和圆规作图,不写作法,保留作图痕迹);
(2)若.
①求证:四边形是矩形;
②若,求的长度.
3.如图,菱形的对角线、相交于点O.
(1)尺规作图:过点D作,且,并使得点E在点D的左侧,连接,;(不用说明作图过程,保留作图痕迹)
(2)在(1)的作图要求下,完成下边两问:
①求证:四边形为矩形;
②若菱形的边长为4,,求的长.
4.“无刻度直尺”是尺规作图的工具之一,它的作用在于连接任意两点、作任意直线、延长任意线段等.结合图形的性质,只利用无刻度直尺也可以解决一些几何作图问题.
(1)如图1,四边形为正方形,点E为边的中点,请仅用无刻度的直尺画出边的中点F(保留作图痕迹,不要求写作法);
(2)如图2,四边形为菱形,点E,F分别是,的中点,请仅用无刻度的直尺作以为边的矩形(保留作图痕迹,不写作法);
(3)如图3,中,,垂足为M,交边于点N.仅用无刻度的直尺在图中作,垂足为H(保留作图痕迹,不要求写作法);
(4)如图4,点E、F分别在平行四边形的边上,.连接,请过点A作的垂线,垂足为G(仅用无刻度直尺作图并保留作图痕迹,不写画法).
【题型十三 矩形、菱形、正方形中动点问题】
1.如图,在四边形中,,∠B=90∘,,,若动点从点出发,以的速度沿线段向点运动;动点从点出发,以的速度沿向点运动,当点到达点时,动点,同时停止运动.已知点,同时出发,运动时间为.
(1)当取何值时,四边形为平行四边形?
(2)当取何值时,四边形为矩形?
2.如图,菱形的边长为,,动点从点出发,沿着线路做匀速运动,动点从点同时出发,沿着线路做匀速运动.
(1)______;
(2)已知动点、运动的速度分别为、.经过12秒后,、分别到达、两点,试判断的形状,并说明理由,同时求出的面积;
(3)设问题(2)中的动点、分别从、同时沿原路返回,动点的速度不变,动点的速度改变为,经过3秒后,、分别到达、两点,若为直角三角形,试求的值.
3.【发现问题】
(1)如图①,在正方形中,,分别是,边上的动点,且.试判断,之间的数量关系.小明把绕点顺时针旋转至,使与重合,发现.请你给出证明过程.
【类比延伸】
(2)如图②,在正方形中,若,分别是边延长线上的动点,且,则(1)中的结论还成立吗?请说明理由.
(3)如图③,如果分别是边延长线上的动点,且,直接写出之间的数量关系.
参考答案
【题型一 多边形内角和、外角和问题】
1. 九
解:设这个多边形的边数为,由题意得,
解得,
所以这个多边形是九边形.
内角和为.
故答案为:九,.
2.
解:设多边形的一个内角的度数是,则每个外角的度数为,
根据题意,得每一个内角的度数是每一个外角度数的5倍,
则,
解得,
则这个多边形的每个内角为.
故答案为:.
3.
解:由条件可知,
∵,
∴;
故答案为:.
4.
解:(1)图1中螺母组成的图形的周长为:;
(2)如图,延长交直线于点,延长交于点,
,
.
,
,
.
图形是正六边形,
,
.
【题型二 利用平行四边形的性质求解】
1.3
解:∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
∵的平分线交于点,
∴,
∴,
∵在∆ADE中,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴.
2.
解:∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
∵,
∴
∵平分,
∴,
∴.
3.6
解:∵的周长为,
∴,
由题意可得:点在的垂直平分线上,
∴,
∴的周长.
4.
解:,,
.
,
.
四边形是平行四边形,
.
的周长比四边形的周长大3,
,
,
,
;
故答案为:.
【题型三 判断能否构成平行四边形与特殊四边形】
1.C
解:A、由两组对边分别平行的四边形是平行四边形,可以判定这个四边形是平行四边形;
B、由两组对边分别相等的四边形是平行四边形,可以判定这个四边形是平行四边形;
C、,可能是等腰梯形,不能判定这个四边形是平行四边形;
D、由对角线互相平分的四边形是平行四边形,可以判定这个四边形是平行四边形.
2.A
解:已知四边形是平行四边形,
∵若,根据“对角线相等的平行四边形是矩形”,可得平行四边形是矩形;
而选项B中、选项C中、选项D中均是平行四边形本身具有的性质,无法通过这些条件判定其为矩形.
故选:A.
3.D
解:在菱形中,,∴条件①无法判断其为正方形;
在菱形中,当时,∴四边形是正方形;∴条件②能判断其为正方形;
在菱形中,,∴条件③无法判断其为正方形;
在菱形中,当时,∴四边形是正方形;∴条件④能判断其为正方形;
故选:D.
4.C
解:∵四边形为菱形,
∴,
∵点、、、分别为四边形各边中点,
∴,
∴,
故选项C正确,选项A,B,D不正确,
故选:C.
【题型四 平行四边形的性质与判定综合】
1.(1)解:四边形是平行四边形,理由如下:
为中点,
,
,
,,
在和中,
,
,
,
,
四边形是平行四边形.
(2)解:四边形是平行四边形,
,
,,
,
在中,,
设,则,
,
解得(负值舍去),
,
.
2.(1)证明:∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
在 和 中,
,
∴,
∴,
又∵,
∴四边形是平行四边形;
(2)解:过点作于点,于点,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴的边上的高为,
故答案为:.
3.(1)证明:∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴ ,
∴,
∵,且,
∴.
(2)解:当在延长线上时:;
当在反向延长线上时:.
(3)解:情况1:在上由(1)知,
代入,得,
解得;
情况2:在延长线上由(2)知,
代入得(无解,舍去);
情况3:在反向延长线上由(2)知,
代入得,
解得:.
综上所述,的长为或.
4.解:(1)证明:在∆AOB和中,
,
,
.
同理可得,
四边形是平行四边形.
(2)证明:四边形是平行四边形,
,
.
是的中点,
.
在和中,
,
,
与互相平分,
四边形是平行四边形.
(3)由(2)知,四边形是平行四边形,
.
四边形是平行四边形,
,
,
和等底同高,
,
.
【题型五 三角形的中位线求解】
1.
解:∵是的中位线,,,
∴,,.
∵平分,
∴.
又∵,
∴.
∴,
∴.
∴.
2.1
解:取的中点,连接.
∵四边形是平行四边形,
∴是的中点.
∵是的中点,
∴是的中位线,
∴,且.
∵,是的中点,
∴,,
∴是的中点.
又∵是的中点,
∴是的中位线,
∴.
3.
解:延长、交于点,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴点为的中点,
又∵是的中点,
∴.
故答案为:.
4.
解:如图,延长到,使,连接,,
∵,,
∴,,
∴,
∵点是中点,
∴是的中位线,
∴,
∵,
∴点、、三点在一条直线上时,有最大值,
∴的最大值为,
∴线段的最大值为.
故答案为:
【题型六 利用矩形的性质求角度或线段长】
1.
∵平分,
∴.
∴.
∴.
∴.
∵四边形为矩形,
∴,.
∴,.
∴.
∴为等边三角形.
∴.
∴.
∴.
故答案为:
2.
解:根据网格特点,,,,
∴,
∴∆ABC是直角三角形,且,
∵D是的中点,且,
∴.
3.
解:四边形是矩形,
,,,,
为的中点,
是的中位线,
,
,,
,
,
为的中点,
,
故答案为:.
4.
解:取的中点G,连接,
∵在矩形中,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
又
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
【题型七 矩形的性质与判定综合问题】
1.(1)证明:∵四边形是平行四边形,
∴,.
∵,D为的中点,
∴,.
∴,,
∴四边形是平行四边形.
又∵
∴平行四边形是矩形.
(2)解:不妨设,那么,
∴,
∵四边形是矩形,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
2.(1)证明:四边形是平行四边形,
,
∵OE∥AB
,
∵OG∥EF
∴四边形是平行四边形,
,
四边形为矩形;
(2)解:,
,
由(1)得:四边形为矩形,
,
,
四边形是平行四边形,
,
如图,过点作于点,
,
在中,,
在中,,
.
3.(1)证明:,是角平分线,
,,
,
为的外角的平分线,
,
,
即,
,
,
四边形是矩形;
(2)解:由(1)知,四边形为矩形,
,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴∆ABC是等边三角形,
∴,
∴,,
∴矩形的面积.
4.解:()四边形是矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴四边形和四边形均为矩形,
∴,,,
∵,,,,
∴,
∴;
故答案为:;
()成立,理由如下:
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴四边形和四边形均为矩形,
∴,,,
∵,,,,
∴,
∴;
()如解图,过点作,过点作,与交于点,连接,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
∵是矩形外一点,
∴同()理,,
∴,
∵,,
∴当三点共线时,线段取得最小值,最小值为.
【题型八 利用菱形的性质求角度或线段长】
1.
解:∵四边形是菱形,且边长,
,,
,
∵是的中点,
.
2.
解:∵四边形是菱形,
∴平分,
∴,
∵,
∴,
∴.
故答案为:.
3.
解:如图,连接,设与交于点,
∵四边形为菱形,
∴,
∵,
∴是等边三角形,,,
∴,
∵垂直平分,
∴平分,
∴,
∴,
由折叠可得,,
∴.
故答案为:.
4.
解:∵四边形是菱形, ,,
∴,,,
∴,
∵于点,于点,
∴,
∴四边形是矩形,
连接,则,
当时,取最小值,此时的值最小,
∵,
∴,
解得,
∴的最小值为,
故答案为:.
【题型九 菱形的性质与判定综合问题】
1.(1)证明:∵四边形是平行四边形,
∴,
∵M,N分别是的中点,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵,M是的中点,
∴,
∴四边形是菱形;
(2)解:由(1)得,四边形是菱形,
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,且四边形是菱形,
∴,
∴为等边三角形,
∴
由(1)可得,M,N分别是的中点,,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∴.
2.(1)证明:∵点D、F分别是、的中点,,
∴,,,
又∵,
∴,
∴,
∴,即,
∴四边形是平行四边形,
∵,,
∴,
∴四边形是菱形.
(2)解:∵四边形是菱形,
∴,,
∵,
∴设,则,
∵,
∴,解得:,
∴,
∵四边形是菱形,
∴.
3.(1)解:,,
四边形是平行四边形,
,
,即是直角三角形,
点是的中点,
,
平行四边形是菱形;
(2)解:连接,交于点,
四边形是菱形,
,,
,
,
又,
四边形是平行四边形,
,
设,,
,则,
,
,
在中,由勾股定理得:
,
,
由此可得,即,
在中,由勾股定理得:,
即,解得,
由,得,
,,,
四边形是菱形,,
垂直平分,
,
设,则,,
在中,由勾股定理得:,
即,解得,
;
综上,的长为,的长为.
4.(1)证明:∵,,
∴四边形是菱形,则,,
∵四边形是平行四边形,
∴,,,
∴,,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴四边形是矩形;
(2)解:过E作交延长线于N,过B作,交延长线于H,在延长线上截取,连接,如图,
则垂直平分,
∴,
由(1)知四边形是菱形,,
∴,,,
∴,
∵的周长,当F、B、M共线时取等号,
∴的周长的最小值为,
∵,,
∴四边形、四边形是矩形,
∴,,,,
∴,,
在中,,
∴的周长的最小值为;
(3)解:∵,
∴垂直平分,
∴,,
∵,设,
∴,,则,
根据题意,当是等腰三角形时,分三种情况:
当点E在线段上且时,,
∴;
当点E在延长线上且时,
∴;
当时,,
在中,由勾股定理得,
∴,
解得,则
∴,
综上,满足条件的的值为或或.
【题型十 利用正方形的性质求角度或线段长】
1.
解:∵四边形是正方形,
∴,
∵是等边三角形,
∴,
∴,,
∴.
故答案为:
2.
解:∵四边形是正方形,
∴,,
∴,
∵点为的中点,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
3.
解:过点作于点,如图所示,
则.
∵四边形是正方形,
∴,.
∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
∵四边形是菱形,
∴,
∴菱形的面积,
∴菱形与正方形的面积之比.
故答案为:.
4.或
解:在正方形中,,
∴,,
∵点B落在边上的三等分点M处,
∴和,
设,则,
由折叠的性质得,
当时,则,
在中,,即,
解得;
当时,则,
在中,,即,
解得;
综上,线段的长为或.
【题型十一 正方形的性质与判定综合问题】
1.(1)证明:∵,,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴四边形是矩形,
∵,
∴四边形是正方形;
(2)解:∵四边形是正方形,
∴,,
∵点是的中点,
∴,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴.
2.(1)证明:∵四边形是矩形,
,,
.
,,
.
由旋转,得.
在和中,
,
,
.
,
.
(2)解:在和中,
,
,
,.
在中,由勾股定理,得.
,
.
在中,由勾股定理,得,
.
(3)证明:∵四边形是矩形,,
∴四边形是矩形.
,
,
∴四边形是正方形.
3.(1)证明:∵,,
∴四边形是平行四边形,
∵四边形是平行四边形,
∴,,
,,
∵平分,
,
,
,
∴平行四边形是菱形.
(2)解:由(1)可知,四边形是菱形,
,
∵点E是的中点,
.
(3)解:如图3,过点O作于点N.
∵四边形是矩形,
∴∠ADC=∠BCD=90∘,,
,
∴菱形为正方形,
,,,
,
是等腰直角三角形,
,
,
,,,
,
,
在中,由勾股定理得:.
4.(1)∵过点作的垂线,交射线于点,过点作的垂线,过点作的垂线
∴四边形是矩形
∵四边形是正方形,点在对角线的中点处
∴
∴四边形是正方形;
(2)①仍然成立,理由如下:
如图所示,过点P作交于点M,交于点N
∵过点作的垂线,交射线于点,过点作的垂线,过点作的垂线
∴四边形是矩形
∴
∴
∵四边形是正方形,
∴,且平分,
∴,
∴
∴,
∴,四边形是矩形,
∴,
∴
∴
∴
∴四边形是正方形;
②∵在边长为10的正方形中
∴
∴
∵四边形是正方形
∴正方形面积
∴当时,最短
∴此时
∴正方形面积的最小值为;
当点P和点A或点C重合时,最长
∴此时
∴正方形面积的最大值为;
∴四边形面积的取值范围为;
(3)∵四边形是正方形,是对角线
∴
∵
∴
∵
∴
∴
∴.
【题型十二 矩形、菱形、正方形中作图问题】
1.(1)解:如图即为所求.
(2)证明:由作图可知,直线为线段的垂直平分线,
∴,,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴四边形是菱形.
(3)解:∵,
∴,
∵直线为线段的垂直平分线,
∴,点为线段的中点,
∴.
∵,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴是中点,
∴是∆ABC的中位线,
∴,
∴.
2.(1)解:如图所示,即为所求;
(2)解:①∵四边形为平行四边形,
∴,,
又∵,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴,
∴平行四边形是矩形;
②∵,
∴,
∴,
∴,
由勾股定理得,
由①得,四边形是矩形,
∴.
3.(1)解:作图如下:
(2)①证明:由作法知:,
∴四边形是平行四边形,
∵四边形是菱形,
∴,
即,
∴四边形是矩形;
②解:∵,
∴是等边三角形,
∴,
∵,四边形是矩形,
∴,,
由勾股定理得:,
∴,
在中,由勾股定理得:.
4.(1)解:如图,点F即为所求,
(2)四边形即为所求,
(3)如图,点即为所求,
(4)如图,点G即为所求,
【题型十三 矩形、菱形、正方形中动点问题】
1.(1)解:如图,,
当时,四边形为平行四边形.
根据题意,,,
,
解得,
当时,四边形为平行四边形.
(2)解:如图,,,
当时,四边形为矩形.
根据题意,,,
,
解得,
当时,四边形为矩形.
2.(1)解:∵菱形的边长为
∴,
,
∴为等边三角形,
∴,
故答案为;
(2)如图1,12秒后点走过的路程为,
则12秒后点到达点,
即点与点重合;
12秒后点走过的路程为,而,
∴点到点的距离为,
此时点到达的中点,即点为的中点
是等边三角形,而为中线,
,
为直角三角形,
在中,
;
(3)为等边三角形,
,
经过3秒后,点运动的路程为、点运动的路程为,
点从点开始运动,
∴,
点为的中点,
∴,
①若,且点在上,如图1,
则,
,
在中,,
,
,
,
;
②若,且点在上,如图2,
则,
,
在中,,
,
,
,
;
③若,即,
,
点在的垂直平分线上,
此时点在点处,
,
,
,
综上所述,的值为2或6或.
3.解:(1)证明:由旋转的性质可得,
.
又,三点共线.
,
,
,
.
又∵AE=AG,AF=AF,
,
.
(2)不成立.
理由:如图,把绕点A顺时针旋转至,使AB与AD重合.
∴∠ABE=∠ADG=90∘,AB=AD,
F,G,D三点共线.
由旋转的性质可知,
,
.
又,
,
;
∴(1)中的结论不成立.
(3).
理由:如图,把绕点A逆时针旋转至,使与重合.
∴∠ABE=∠ADG=90∘,AB=AD,
B,G,E三点共线.
同理可证:,
∴,
.
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