内容正文:
中考数学一轮复习学案 18 特殊的平行四边形
注意:梯形有的教材版本可以不用掌握。
■考点一 矩形的判定及性质►
1)矩形的定义:有一个角是直角的平行四边形叫做矩形。
2)矩形的性质:(1)矩形两组对边平行且相等;(2)矩形的四个角都是直角;(3)对角线互相平分且相等;(4)矩形既是中心对称图形,也是轴对称图形.矩形的对称中心是矩形对角线的交点;矩形有两条对称轴,矩形的对称轴是过矩形对边中点的直线;矩形的对称轴过矩形的对称中心。
【推论】在直角三角形中斜边的中线,等于斜边的一半。
3)矩形的判定:(1) 有一个角是直角的平行四边形是矩形;(2)对角线相等的平行四边形是矩形;
(3)有三个角是直角的四边形是矩形。
矩形的判定思路:要证明一个四边形是矩形,首先要判断四边形是否为平行四边形,若是,则需要再证明对角线相等或有一个角是直角;若不易判断,则可通过证明有三个角是直角来直接证明。
4)矩形的折叠问题:(1)对折叠前后的图形进行细致分析,折叠后的图形与原图形全等,对应边、对应角分别相等,找出各相等的边或角;(2)折痕可看作角平分线(对称线段所在的直线与折痕的夹角相等);(3) 折痕可看作垂直平分线(互相重合的两点之间的连线被折痕垂直平分);(4)选择一个直角三角形(不找以折痕为边长的直角三角形),利用未知数表示其它直角三角形三边,通过勾股定理/相似三角形知识求解。
■考点二 菱形的判定及性质►
1)菱形的定义:有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形。
2)菱形的性质:1)具有平行四边形的所有性质;2)四条边都相等;3)两条对角线互相垂直,且每条对角线平分一组对角;4)菱形既是中心对称图形,又是轴对称图形,菱形的对称中心是菱形对角线的交点,菱形的对称轴是菱形对角线所在的直线,菱形的对称轴过菱形的对称中心。
3)菱形的判定:(1)对角线互相垂直的平行四边形是菱形;(2)一组邻边相等的平行四边形是菱形;(3)四条边相等的四边形是菱形。
菱形的判定思路:判定一个四边形是菱形时,可先说明它是平行四边形,再说明它的一组邻边相等或它的对角线互相垂直,也可直接说明它的四条边都相等或它的对角线互相垂直平分。
4)菱形的面积:S=ah=对角线乘积的一半(其中a为边长,h为高);菱形的周长:周长C=4a。
■考点三 正方形的判定及性质►
1)正方形的定义:四条边都相等,四个角都是直角的四边形叫做正方形。
2)正方形的性质:(1)正方形具有平行四边形、矩形、菱形的所有性质;
(2)正方形的四个角都是直角,四条边都相等;(3)正方形对边平行且相等;
(4)正方形的对角线互相垂直平分且相等,每条对角线平分一组对角;
(5)正方形的两条对角线把正方形分成四个全等的等腰直角三角形,正方形对角线与边的夹角为45°;
(6)正方形既是中心对称图形,也是轴对称图形。
3)正方形的判定:(1)平行四边形+一组邻边相等+一个角为直角;(2)矩形+一组邻边相等;
(3)矩形+对角线互相垂直;(4)菱形+一个角是直角;(5)菱形+对角线相等.
正方形的判定思路:判定一个四边形是正方形通常先证明它是矩形,再证明它有一组邻边相等或对角线互相垂直;或者先证明它是菱形,再证明它有一个角是直角或对角线相等;还可以先判定四边形是平行四边形,再证明它有一个角为直角和一组邻边相等。
4)正方形的面积:S正方形=a2=对角线乘积的一半;正方形的周长:C正方形=4a。
5)平行四边形、矩形、菱形、正方形之间的关系:
■考点四 梯形►
1)梯形的定义:一组对边平行而另一组对边不平行的四边形叫梯形。
2)梯形的分类:一般梯形、等腰梯形、直角梯形。
3)等腰梯形性质:(1)等腰梯形的两底平行,两腰相等;(2)等腰梯形的同一底边上的两个角相等;(3)等腰梯形的两条对角线相等;(4)等腰梯形是轴对称图形(底边的中垂线就是它的对称轴)。
4)等腰梯形判定:1)两腰相等的梯形是等腰梯形;2)同一底边上的两个角相等的梯形是等腰梯形;
3)对角线相等的梯形是等腰梯形。
等腰梯形的判定思路:判定一个四边形是等腰梯形,必须先判定四边形是梯形,再证明同一底边上的两个角相等或两腰相等或两条对角线相等。
5)梯形的面积公式:S=×(上底+下底)×高。
6)解决梯形问题的常用方法(如下图所示):
(1)作高:使两腰在两个直角三角形中;(2)平移对角线:使两条对角线在同一个三角形中;
(3)延长两腰:构造具有公共角的两个三角形.(4)等积变形:连接梯形上底一端点和另一腰中点,并延长交下底的延长线于一点,构成三角形.并且这个三角形面积与原来的梯形面积相等;
(5)平移腰:过上底端点作一腰的平行线,构造一个平行四边形和三角形;
(6)过上底中点平移两腰:构造两个平行四边形和一个三角形。
■易错提示►
1.定义说有一个角是直角的平行四边形才是矩形,不要错误地理解为有一个角是直角的四边形是矩形。
2.定义说有一组邻边相等的平行四边形才是菱形,不要错误地理解为有一组邻边相等的四边形是菱形。
3.在利用对角线长求菱形的面积时,要特别注意不要漏掉计算公式中的。
一、单选题
1.如图,在矩形中,对角线、交于点O,若,,则矩形的面积是( )
A. B. C. D.
2.下列图形中, 对称轴最多的是( )
A.平行四边形 B.矩形 C.菱形 D.正方形
3.如图,矩形中,对角线的垂直平分线分别交,于点,若,,则的长为( )
A. B. C. D.
4.如图,是菱形的对角线,点在上,过点作交边于点,如果,那么的度数为( )
A. B. C. D.
5.下列命题是真命题的是( )
A.对角线相等的四边形是平行四边形 B.对角线互相平分且相等的四边形是矩形
C.对角线互相垂直的四边形是菱形 D.对角线互相垂直平分的四边形是正方形
6.如图,已知正方形的边长为,点是对角线上的一点,于点,于点,连接,当::时,则( )
A. B. C. D.
7.如图,菱形的对角线与相交于点,且,则该菱形的周长是( )
A. B. C. D.
8.如图, 在 中, , 分别以 , 为边作正方形 交 于点 . 若 , 则 的长为 ( )
A. B. C. D.
9.如图,在正方形ABCD中,E是对角线AC上的一点,且AE=AB,连结BE,DE,则∠CDE的度数为( )。
A.20° B.22.5° C.25° D.30°
10.如图,在△ABC中,AC的垂直平分线交AC,AB于点D,F,BE⊥DF交DF的延长线于点E,若∠A=30°,BC=2,AF=BF,则四边形BCDE的面积是( )。
A. B. C. D.
11.如图,,矩形在的内部,顶点,分别在射线,上,,,则点到点的最大距离是( )
A. B. C. D.
12.如图,正方形,点在边上,且,,垂足为,且交于点,与交于点,延长至,使,连接,有如下结论:;;;.上述结论中,正确的个数是( )
A.个 B.个 C.个 D.个
二、填空题
13.菱形在平面直角坐标系中的位置如图所示,,,则点的坐标为 .
14.如图,已知E,F是正方形ABCD的对角线AC上的两点,AC=8,AE=CF=2,则四边形 BEDF 的周长是 .
15.已知四边形ABCD是矩形,AB=5,点E是边BC的中点,连接AE和BD相交于点F,若BF=BE,则矩形ABCD的面积为 .
16.如图,将边长为6cm的正方形纸片ABCD折叠,使点D落在AB边中点E处,点C落在点Q处,折痕为FH,则线段AF的长是 cm.
17.如图,在菱形中,,,点E为边上一点,且,在边上存在一点F,边上存在一点G,线段平分菱形的面积,则周长的最小值为 .
18.如图,在平面直角坐标系中,矩形的顶点分别在轴,轴的正半轴上,顶点在反比例函数的图象上.若,则的值为 .
19. 如图,BD是正方形ABCD的一条对角线,E是BD上一点,F是CB延长线上一点,连结CE,EF,AF。若DE=DC,EF=EC,则∠BAF的度数为 。
20.如图,直线l1,l2,l3分别过正方形ABCD的三个顶点A,D,C,且相互平行。若l1,l2的距离为2,l2,l3的距离为4,则正方形的对角线长为 。
三、综合题
21.如图,在中,D是的中点,E是的中点,过点A作交的延长线于点F.
(1)求证:;
(2)连接,若,求证:四边形是矩形.
22.如图,在四边形ABCD中,AC与BD相交于点O,且AO=CO,点E在BD上,满足∠EAO=∠DCO.
(1)求证:四边形AECD是平行四边形;
(2)若AB=BC,CD=5,AC=8,求四边形AECD的面积.
23.如图, 在 中, 是 的中点, 是 的中点, 过点 作 与 的延长线相交于点 , 连结 .
(1) 求证: 四边形 是平行四边形.
(2) 将下列命题填写完整, 并使命题成立 (图中不再添加其他的点和线).
①当 满足条件 时, 四边形 是 形;
② 当 满足条件 时,四边形 是正方形.
24.如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,点E,F,G分别为AO,DO,BC的中点,连结BE,EF,FG。
(1)求证:四边形BEFG为平行四边形;
(2)如图1,若BD=2AB,求证:BE⊥AO;
(3)如图2,当平行四边形ABCD为菱形时,若BD=AB,AB=8,求四边形BEFG的面积。
25.如图1为正方形和正方形,连接.
(1)正方形绕点A旋转,如图2,线段与之间有怎样的关系?请说明理由;
(2)如图3,若四边形与四边形都为矩形,且,猜想与的关系,并说明理由;
(3)在(2)问的情况下,连接(点在上方),若,且,,求的长.
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,∴AO=BO,
∵,
∴是等边三角形,
∵,
∴AO=BO=3,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=2AO=6,BD=2OB=6,
∴,,
∵∠ABC=90°,
∴AB2+BC2=AC2,
∴,
∴矩形的面积.
故选:A.
【分析】先说明是等边三角形,再根据矩形的性质可得AC的长度,根据勾股定理可得BC的长度,最后利用矩形的面积公式即可得出答案.
2.【答案】D
【解析】【解答】解:根据平行四边形的性质可得对称轴最多的是正方形.
故答案为:D.
【分析】平行四边形是中心对称图形,没有对称轴,矩形、菱形只有2条对称轴,正方形有4条对称轴,故对称轴最多的是正方形.
3.【答案】A
【解析】【解答】解:连结BM,
∵BM垂直平分BD,
∴BM=MD,BO=DO,∠BON=∠DOM=90°.
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD//BC,∠A=90°.
∴∠DMO=∠BNO,
∴△BNO≌△DMO(AAS).
∴MD=BN=2.
∴BM=DM=2,AD=AM+MD=3.
又AM=1,
∴AB=
∴BD=
故答案为:A.
【分析】先根据垂直平分线的性质说明BM=MD,再通过证明△BNO≌△DMO,得出MD的长,然后利用勾股定理求出AB,最后利用勾股定理求出BD.
4.【答案】A
【解析】【解答】解:∵四边形是菱形,,
∴,
∵,
∴.
故选:A.
【分析】根据菱形性质可得,再根据直线平行性质即可求出答案.
5.【答案】B
【解析】【解答】解:A、对角线互相平分的四边形是平行四边形;故本选项错误,不符合题意;
B、对角线互相平分且相等的四边形是矩形;故本选项正确,符合题意;
C、对角线互相垂直的平行四边形是菱形;故本选项错误,不符合题意;
D、对角线互相垂直平分且相等的四边形是正方形;故本选项错误,不符合题意;
故答案为:B.
【分析】利用正确的命题是真命题;利用平行四边形的判定定理,可对A作出判断;利用矩形的判定定理可对B作出判断;利用菱形的判定定理可对C作出判断;利用正方形的判定定理,可对D作出判断.
6.【答案】C
【解析】【解答】解:连接AP
∵四边形ABCD是正方形
∴AB=AD=3,∠ADB=45°
∴四边形AEPF是矩形
∴△PFD是等腰直角三角形
∴PF=DF
∵PE:PF=1:2
∴AF:DF=1:2
∴AF=1,DF=2=PF
∵AB=BC,
∴△ABP≌△CBP(SAS)
∴
故答案为:C
【分析】连接AP,根据正方形性质,矩形的判定定理可得四边形AEPF是矩形,则,可得△PFD是等腰直角三角形,再根据等腰直角三角形的性质可得PF=DF,可求出AF,DF的长,再根据勾股定理,全等三角形的判定定理可得△ABP≌△CBP,即可求出答案.
7.【答案】C
8.【答案】A
【解析】【解答】解:∵四边形ABPQ,ACFH为正方形,
∴PB=AB,AC=CF=CB+BF=4,
∠F=∠C=90°,∠PBA=90°,
∴∠FOB+∠FBO=90°,∠ABC+∠FBO=90°,
∴∠FOB=∠ABC,
∴△FOB∽△CBA,
∴,
即,
∴OF=1,
在Rt△FBO中,由勾股定理得,
,
在Rt△ABC中,由勾股定理得,
,
∴,
故答案为:A.
【分析】根据正方形的性质得到△FOB∽△CBA,根据相似三角形的性质得到OF,利用勾股定理分别求出OB,PB进而可求.
9.【答案】B
【解析】【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
故答案为:B.
【分析】根据正方形的性质得到∠DAC=45°,然后根据等边对等角和三角形的内角和定理求出∠ADE,然后根据角的和差解答即可.
10.【答案】A
【解析】【解答】解:∵AF = BF, 即F为AB的中点, 又DE垂直平分AC,即D为AC的中点,
∴DF为三角形ABC的中位线,
又∠ADF =90°,
∴∠C=∠ADF=90°,
又BE⊥DE, DE⊥AC,
∴∠CDE=∠E=90°,
∴四边形BCDE为矩形,
在Rt△ADF中, ∠A =30°, AF=BF=BC=2,
∴
则矩形BCDE的面积,
故答案为: A.
【分析】根据三角形的中位线定理得到DF∥CB,,然后根据平行线得到∠C=90°,根据垂直得到∠CDE=∠E=90°,即可得到四边形BCDE为矩形,在直角三角形ADF中,根据30°角的直角三角形的性质和勾股定理求出AD的长,根据矩形BCED的面积公式计算即可.
11.【答案】B
【解析】【解答】解:如图所示,取的中点,连接、、.
∵,
∴.
在中,.
∵,
∴当、、三点共线时,可以取得最大值,最大值.
故选:B.
【分析】取的中点,连接、、,根据直角三角形斜边上的中线性质可得OE,根据勾股定理可得DE,再根据边之间的关系即可求出答案.
12.【答案】C
【解析】【解答】
解:∵四边形是正方形,
∴,,
∵
∴,
∴,
在与中,
∴,
∴,故正确;
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,故正确;
作于,设,,则,,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵
∴
∴
∵,,
∴
∵,
∴,故正确;
设的面积为,
∵,
∴,,
∴的面积为,的面积为,
∴的面积的面积,
∴,故错误;
综上正确,共个,
故答案为:C
【分析】根据正方形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质结合题意对①②③④逐一判断,进而即可求解。
13.【答案】
14.【答案】8
【解析】【解答】解:如图,连接BD交AC 于点O,
∵四边形ABCD为正方形,
即OE=OF,
∴四边形 BEDF 为平行四边形,且
∴四边形BEDF为菱形,
由勾股定理得
四边形 BEDF 的周长
故答案为:8.
【分析】连接BD交AC 于点O,根据正方形的性质得到四边形BEDF为菱形,然后根据勾股定理求出DE长即可解答.
15.【答案】
【解析】【解答】解:∵四边形ABCD是矩形
∴AD∥BC
∴△ADF∽△EBF
∵E为BC中点
∴
设BE=BF=x,则AD=DF=2x
∴BD=3x
在Rt△ABD中,由勾股定理可得AB2+AD2=BD2
即52+(2x)2=(3x)2
解得:
∴矩形ABCD的面积为
故答案为:
【分析】根据矩形性质可得AD∥BC,再根据相似三角形判定定理可得△ADF∽△EBF,则,设BE=BF=x,则AD=DF=2x,BD=3x,根据勾股定理建立方程,解方程可得x值,再根据矩形面积即可求出答案.
16.【答案】
【解析】【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB =AD=6cm.
∵E为AB的中点,
∴AE=EB=3cm.
由折叠性质得:EF=DF.
设EF=DF=xcm,则AF=(6−x)cm.
在Rt△AEF中,由勾股定理得:AE2+AF2=EF2,
∴32+(6−x)2=x2,
∴x=,
∴AF=6−=(cm),
故答案为:.
【分析】根据正方形性质可得AB =AD=6cm,根据线段中点可得AE,再根据折叠性质可得EF=DF,设EF=DF=xcm,则AF=(6−x)cm,根据勾股定理建立方程,解方程即可求出答案.
17.【答案】
18.【答案】
19.【答案】22.5°
【解析】【解答】解:如图,连接AE,
∵BD为正方形ABCD的对角线,
∴∠BDC =45°,
∵DE=DC =AD,
∴∠DEC =∠DCE 67.5°,
∵∠DCB=90°,
∴∠BCE=90°-∠DCE=90°-67.5°= 22.5°,
∵EF= EC,
∴∠FEC=180°-∠EFC-∠ECF=180°-22.5°-22.5°= 135°,
∵∠BEC =180°-∠DEC =180°-67.5°=112.5°,
∴∠BEF = 135°-112.5°= 22.5°,∵AD = DE, ∠ADE=45°,
∴∠BEF+∠AED=22.5°+67.5°= 90°,
∴∠AEF = 180°-90°= 90°,
在△ADE和△EDC中,
∴△ADE≌△EDC(SAS),
∴AE=EC,
∴AE = EF,
即△AEF为等腰直角三角形,
∴∠AFE=45°,
∵EF= EC,
∴∠BFE=∠BCE=22.5°,
∴∠AFB=∠AFE+∠BFE=45°+22.5°=67.5°,
∵∠ABF=90°,
∴∠BAF =90°-∠AFB=90°-67.5°= 22.5°,
故答案为:
【分析】连接AE, 根据SAS证 得出AE=CE=EF,再证 为等腰直角三角形,得出 即可求出的度数.
20.【答案】2
【解析】【解答】解:如图,作垂足为F, 垂足为E, 连接AC,
∴
又
故答案为:
【分析】先作 再利用AAS得到△AEB≌△BFC,即可得到BE=CF=4,然后根据勾股定理解答即可.
21.【答案】(1)证明:∵,
∴,
∵点E为的中点,
∴,
在和中,
,
∴;
∴,
∵,
∴;
(2)证明:,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴,
∴平行四边形是矩形.
【解析】【分析】(1)先根据平行线的性质即可得到,进而根据题意得到,运用 三角形全等的判定与性质证明即可得到,进而结合题意即可求解;
(2)先根据平行四边形的判定证明四边形是平行四边形,再根据题意结合矩形的判定即可求解。
22.【答案】(1)证明:在△AOE 和△COD中,
∴ .
∴OD=OE.
又∵AO=CO,
∴四边形AECD 是平行四边形.
(2)∵AB=BC,AO=CO,
∴BO为AC的垂直平分线, .
∴平行四边形 AECD是菱形.
∵AC=8,
.
在 Rt△COD 中,CD=5,
,
∴ ,
,
∴四边形 AECD 的面积为24.
【解析】【分析】(1)先证明 ,再求出 OD=OE ,最后证明求解即可;
(2)先求出 BO为AC的垂直平分线, ,再求出OD=3,最后计算求解即可。
23.【答案】(1)证明: 是 的中点,
.
,
.
,
.
是 中点, .
.
又 , 即 ,
四边形 是平行四边形.
(2)矩; 是等腰直角三角形,且
【解析】【解答】解:(2)①当 满足条件 时, 四边形 是矩形;
② 当 满足条件 是等腰直角三角形,且 时,四边形 是正方形.
故答案为:矩;AB=AC,∠BAC=90°
【分析】(1)先利用AAS证明,根据全等三角形的性质可得AF=DC,再根据线段中点的意义,得出BD=DC,这样就有AF=BD,再根据AF//BD,可利用一组对边平行且相等的四边形是平行四边形证得结论成立;
(2)①通过推理,得出结论;②利用结论,找出需要的条件.
24.【答案】(1)证明: ∵ 四边形ABCD 是▱ABCD,
∴,,
∵点E,F,G分别为AO,DO,BC的中点,
∴,,,
∴,,
∴五边形BEFG是平行四边形;
(2)证明:∵▱ABCD,
∴AC,BD互相平分,
∴,
∵,
∴,
∴点E为AO中点,
∴;
(3)解:过点 E 作 于点 H,
菱形
为等边三角形
∴四边形BEFG的面积。
【解析】【分析】(1)根据中位线定理可得EF∥AD,EF=AD,BG=BC,即可得出EF∥BG,EF=BG,即可得证;
(2)先证BO=BA,再根据等腰三角形三线合一证垂直即可;
(3)过点E作EH⊥BC于点H,易得BD的长度,根据边关系可得∠BAO的度数,进而可得△ABC为等边三角形,从而得解.
25.【答案】(1)解:,理由如下:
∵正方形和正方形,
∴,,,
∴,
∴;
(2)解:,理由如下:
∵四边形与四边形都为矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:如图,交于点,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴.
【解析】【分析】(1)由正方形性质得AG=AE,AB=AD,∠GAE=∠BAD=90°,从而利用“SAS”证明△GAD≌△EAB,由全等三角形的对应边相等得到DG=BE;
(2)由矩形得到∠GAE=∠BAD=90°,由角的构成及同角的余角相等得出∠GAD=∠BAE,从而用两边对应成比例且夹角相等的两个三角形相似得△GAD∽△EAB,由相似三角形对应边成比例可求出DG与BE的关系;
(3)GE交AD于点O,先利用勾股定理求出,由二直线平行,内错角相等得到,由等面积法求出AO,然后根据线段和差求出OD,进而再利用那个勾股定理算出OG,DG即可.
(1)解:,理由如下:
∵正方形和正方形,
∴,,,
∴,
∴,
∴;
(2)解:,理由如下:
∵四边形与四边形都为矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:如图,交于点,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴.
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