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数 学
八年级下册 HS
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第18章 矩形、菱形与正方形
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18.3
正方形
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基础
知识点1 正方形的定义及基本性质
1.【2024浙江杭州模拟】正方形具有而矩形不一定具有的性质是( )
D
A.对角线互相平分 B.对角相等 C.对边平行且相等 D.对角线互相垂直
【解析】正方形和矩形的对角线都互相平分,故A选项不符合题意;正方形和矩形
的对角都相等,故B选项不符合题意;正方形和矩形的对边都平行且相等,故C选
项不符合题意;正方形对角线互相垂直,但矩形的对角线不一定互相垂直,故D选
项符合题意.故选D.
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(第2题图)
2.如图,在正方形的外侧,作等边,, 相交于点
,则 的度数为( )
A
A. B. C. D.
【解析】在正方形中, ,, ,在等边
中, ,, , ,
.又 , ,故选A.
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(第3题图)
3.【2025天津滨海新区期中】如图,延长正方形边 至
点,使,则 ( )
A
A. B. C. D.
【解析】连结,如图. 四边形是正方形, ,
且 .又, ,
,
.故选A.
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(第4题图)
4.【2024河南郑州模拟】如图,正方形的边长为4,点 为对
角线上任意一点,为上一点,且,则 的最小
值为___.
5
【解析】连结,交于点,连结,如图. 四边形 为正
方形,,关于对称, , ,
,的最小值为的长. 正方
形的边长为4,,, ,
, 的最小值为5.故答案为5.
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关键点拨
由正方形的性质得到,关于对称,进而得到 是解题的关键.
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5.如图,正方形的边长为4,若是正方形的中心,直角绕点
旋转,则 与正方形的边围成的四边形的面积是___.
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(第5题图)
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【解析】如图,连结,,设,与正方形 的边的交点分
别为, 为正方形的中心,
,
,
为正方形的中心, , .在
和中, ,
,即 .故答
案为4.
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关键点拨
与正方形的边围成的四边形的面积恒等于正方形面积的 .
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知识点2 正方形的判定
6.已知四边形是平行四边形,再从; ;
;四个条件中,选两个作为补充条件,使得四边形 是
正方形,现有下列四种选法,其中错误的是( )
B
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
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【解析】A选项,由①得有一组邻边相等的平行四边形是菱形,由②得有一个角是
直角的菱形是正方形,所以平行四边形 是正方形,正确,故本选项不符合题
意;B选项,由②得有一个角是直角的平行四边形是矩形,由③得对角线相等的平
行四边形是矩形,不能得出平行四边形 是正方形,错误,故本选项符合题意;
C选项,由①得有一组邻边相等的平行四边形是菱形,由③得对角线相等的菱形是
正方形,所以平行四边形 是正方形,正确,故本选项不符合题意;D选项,
由②得有一个角是直角的平行四边形是矩形,由④得对角线互相垂直的矩形是正
方形,所以平行四边形 是正方形,正确,故本选项不符合题意.故选B.
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(第7题图)
7. 开放性试题 【2025黑龙江佳木斯一模】如图,在四边形
中, ,与互相平分,且相交于点 .要使
得四边形 是正方形,则还需增加一个条件是_______________
_______________.
(答案不唯一)
【解析】与互相平分, 四边形 是平行四边形.
, 四边形是矩形.当 时,四边形
是正方形.故答案为 (答案不唯一).
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(第8题图)
8.【2025河南平顶山期中】如图,菱形的对角线 ,
相交于点,点,同时从点出发在线段上以
的速度反向运动(点,分别到达, 两点时停止运动),
设运动时间为.连结,,,,已知 是边
长为的等边三角形,当___时,四边形 为正方形.
3
【解析】由题意得,. 菱形的对角线 ,
相交于点,,, 四边形是菱形, 当 时,
四边形是正方形.是边长为的等边三角形, ,
,解得, 当时,四边形 是正方形,故答案为3.
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9.【2024山西太原模拟】如图,已知四边形和四边形
均是正方形,点在上,延长到点,使 ,连
结,,, .求证:
(1) ;
【证明】 四边形是正方形, ,
, , .在
和中, ,
.
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(2)四边形 是正方形.
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【解】 四边形和四边形均为正方形,, ,
,, ,
,,, .
同理,可得,, 四边形 是菱形.
,, , 四边形
是正方形.
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提升
(第1题图)
1.【2025重庆万州区期末,中】如图,在平面直角坐标系中,将
直角三角形的直角顶点固定在点 处,转动直角三角形,
若两条直角边分别与轴正半轴交于点,与轴正半轴交于点 ,
则 的值为( )
D
A.8 B.10 C.16 D.20
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【解析】如图,作轴于, 轴于
, 四边形 为矩形,
, ,
, 矩形 为正方形,
关键点拨
作轴于,轴于 ,构造全等三角形,从而得到相等的边是本题解
题关键.
.在和 中,
, ,
.故选D.
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(第2题图)
2.【2025江苏镇江质检,中】如图,在正方形中,点是
上一点,过点作交于点,连结, ,若
,则 的度数是( )
C
A. B. C. D.
【解析】过点作于,于,如图. 四边形 是
正方形, , ,
, 四边形是矩形, ,
, .在
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和中, ,
, , ,
.
在和中, ,
,, ,
.
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(第3题图)
3.[中]如图,在边长为4的正方形中,点,分别是边 ,
上的动点,且,连结,,则 的最小值为
( )
C
A. B. C. D.
【解析】连结,如图(1). 四边形是正方形, ,
.又,, ,
的最小值等于的最小值.作点关于的对称点 ,如图(2),
连结,与的交点即为所求的点,连结.根据对称性可知 ,
,.在 中,
,的最小值为 . 故选C.
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图(1)
图(2)
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思路分析
先通过证明得出,然后将问题转化为求动点 到两个定点
, 距离之和的最小值(将军饮马模型),再利用对称和两点之间线段最短得到结果.
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4.【2025北京海淀区质检,中】如图,点为正方形内一点, ,
将绕点按顺时针方向旋转 得到.延长交于点 ,连结
.下列结论:;②四边形是正方形;③若 ,则
,其中正确的结论是________.(填序号)
①②③
(第4题图)
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【解析】设交于,如图(1). 四边形 是正方形,
, 将绕点 按顺时针方向旋转
得到,, ,
,,故①正确. 将绕点 按顺时针方向旋转
得到, ,, .又
, 四边形是矩形.又, 四边
形是正方形,故②正确.如图(2),过点作于 ,
,, 四边形 是正方形,
, , , .又
,, ,
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将绕点按顺时针方向旋转 得到 ,
四边形是正方形,,, ,故
③正确. 正确的结论是①②③.
图(1)
图(2)
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5.【2024江苏盐城质检,较难】如图,在中, ,
,,,两锐角的平分线交于点,点, 分别
在边,上,且 ,连结,则 的周长为___.
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【解析】如图,过点作于,于,于 ,
则 .在上取一点,使得 ,连
结平分,平分,, 四边形 是正方
形,, .在 和
中,
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,, ,
, .在
和中, ,
, 的周长为
,
,, ,
的周长为4.
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关键点拨
本题需要作辅助线构造出正方形,再通过证明三角形全等求解.
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6.【2024吉林长春期末,难】在中, ,以斜边 为边向上
作正方形,若正方形的对角线交于点 (如图(1)).
图(1)
图(2)
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(1)求证:平分 .
【证明】如图,延长至点,使,连结 .
四边形是正方形, , ,
, ,
,
,
.
又 ,
,
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,
, .
,
, ,
是等腰直角三角形,
,
,即平分 .
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(2)如图(2),过点作交延长线于,过点作,分别交
延长线和延长线于,.求证:四边形 为正方形.
【解】 四边形 是正方形,
, .
, ,
, , ,
.
在与中,
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.
同理可得,, ,
, ,
,即 .
又 ,
四边形 为正方形.
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刷素养
7.核心素养 几何直观 【2025四川成都期末,较难】如图,正方形中,
是对角线,现有一个直角,一边始终经过点,直角顶点在射线 上移动,另一
边交射线于 .
图(1)
图(2)
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(1)如图(1),当点在边上时,猜想并写出与 所满足的数量关系,并
加以证明;
图(1)
【解】.证明:如图(1),过作, ,垂足分
别为,为正方形对角线上的点,平分 ,
,, 四边形 为正方形,
, ,
.
在和中, ,
.
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思路分析 过作,,证明 即可;
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(2)如图(2),当点落在的延长线上时,猜想并写出与 满足的数量关
系,并证明你的猜想.
图(2)
【解】.证明:如图(2),过作,交 的
延长线于点,于点为正方形对角线 的延长
线上的点,所在的直线平分,平分 ,
, ,
四边形为正方形. ,
思路分析 证明思路同(1),只要证明 即可.
,.在和
中,, .
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微专题4 中点四边形
1.判断形状 【2025陕西西安期末,中】如图,点,,, 分别为四边形
四条边的中点,连结,,,,得到四边形,连结 ,
.下列说法:
(第1题图)
①四边形 是平行四边形;
②当四边形为平行四边形时,四边形 是菱形;
③当四边形为矩形时,四边形 是菱形;
④当时,四边形 是矩形;
⑤若四边形是正方形,则四边形 一定是正方
形.其中正确的是( )
A
A.①③④ B.①②⑤ C.①③④⑤ D.②④⑤
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【解析】,分别为,的中点,,同理, ,
,,,, 四边形 是平行四边形,
故①正确.当四边形是矩形时,则,, 四边形 是
菱形,当四边形是平行四边形时,不能证得四边形 是菱形,故②错误,
③正确.当时,,,分别为,,的中点, ,
,, 四边形是矩形,故④正确. ,
,四边形是正方形,, ,
,,不能说明四边形 是正方形,故⑤错误.故选A.
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刷有所得
中点四边形的一般结论:任意四边形的中点四边形都是平行四边形.
若原四边形的对角线相等,则中点四边形是菱形;若原四边形的对角线垂直,则
中点四边形是矩形;若原四边形的对角线既相等又垂直,则中点四边形是正方形.
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(第2题图)
2.面积规律问题 【2025广东广州期中,中】如图,已知菱
形的边长为2, ,进行如下操作:第一次,
顺次连结菱形各边的中点,得到四边形 ;第
二次,顺次连结四边形 各边的中点,得到四边形
;…,如此反复操作下去,则第 次操作后,得到
四边形 的面积是_ ____.
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【解析】连结,,,,易知,,, 交于一点,令该点
为点 四边形为菱形,,, ,
, , 为等边三角形,
,,, ,
. 第一次,顺次连结菱形 各边
的中点,得到四边形,, ,
,,,, 四边形 为平行四边
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形., , ,
, 四边形为矩形, ,
. 第二次,
顺次连结四边形各边的中点,得到四边形 ,
, ,
, 四边形 为菱形,
.故第 次操作
后可得, .
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