内容正文:
数 学
八年级下册 ZJ
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第5章 特殊平行四边形
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5.3
正方形
课时1 正方形的判定
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基础
知识点1 正方形的定义
1.下列条件可以利用定义说明平行四边形 是正方形的是( )
B
A., B.,
C., D.以上均错误
【解析】由正方形的定义可知,有一组邻边相等,并且有一个角是直角的平行四边
形叫作正方形,故选B.
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2.【2025山东临沂期末】如图,在矩形中,, 分别
是边,的中点,,分别是线段, 的中点.当
时,四边形 是( )
D
A.平行四边形 B.矩形 C.菱形 D.正方形
【解析】因为四边形是矩形,所以, ,
.因为是边的中点,所以 .因为
,所以 ,所以
, 所以 .因为
,所以 ,所以.因为, ,
分别是,,的中点,所以, ,
,所以四边形 是平行四边形.
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思路分析
由矩形的性质及已知条件可得,进而可得 ,
,再由三角形的中位线定理可推得四边形 为平行四边形,进而可
推得四边形为正方形.因为, ,所以平行四边形
是正方形,故选D.
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知识点2 正方形的判定
3.【2024浙江金华期末】小明在学习了“特殊平行四边形”这一章后,梳理了如
图所示的特殊平行四边形之间的关系.以下选项分别表示A,B,C,D处填写的内容,
则对应位置填写错误的是( )
A
A.对角线互相平分 B.对角线互相垂直
C.对角线与一边夹角为 D.对角线相等
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【解析】对角线互相平分的平行四边形不一定是矩形,故A错误,符合题意;对角
线互相垂直的平行四边形是菱形,故B正确,不符合题意;如图,矩形 中,
, ,所以 ,所以 ,所以矩
形 是正方形,故C正确,不符合题意;对角线相等的菱形是正方形,故D正确,
不符合题意.故选A.
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4. 开放性试题 【2024浙江舟山质检】如图,在四边形
中,,, ,在不添加任何辅助线的前提下,
若使四边形 是正方形,只需添加的一个条件是_______________
_______________.
(答案不唯一)
【解析】可以添加.理由:因为,,所以四边形 是
平行四边形.因为,所以四边形是矩形.因为 ,所以四边形
是正方形,故答案为 (答案不唯一).
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5.【2024陕西西安模拟】如图,在中, ,平分交
于点,过点作于点,于点,求证:四边形 为正方形.
【证明】因为,,所以 .又因为
,所以四边形是矩形.因为平分, ,
,所以,所以四边形 为正方形.
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6.如图,在菱形中,对角线,相交于点 ,点
,在对角线上,且, .
求证:四边形 是正方形.
【证明】因为四边形是菱形,所以 ,
,.因为,所以,所以四边形 是平行四
边形.
又因为,所以四边形 是菱形.
因为,所以,所以,所以菱形 是正方形.
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思路分析
根据菱形的性质可知,,,可得 ,根据
,可得四边形是菱形,再由可得 ,即可得证.
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7.如图,的对角线,交于点,分别以点, 为
圆心,,长为半径画弧,两弧交于点,连结, .
(1)试判断四边形 的形状,并说明理由.
【解】四边形为平行四边形.理由:因为四边形 为平行四边形,所以
,.因为分别以点,为圆心,, 长为
半径画弧,两弧交于点,所以,,所以四边形 为平行四
边形.
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(2)当的对角线满足什么条件时,四边形 是正方形?请说明理由.
【解】当,时,四边形为正方形.理由:因为 ,
所以 ,所以四边形为矩形.因为, ,
,所以,所以四边形 为正方形.
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提升
(第1题图)
1.[中]如图,在四边形中,,, ,
交于点.关于四边形 的形状,甲、乙、丙三人的说法
如下:甲:若添加“”,则四边形 是菱形;乙:若
添加“ ”,则四边形 是矩形;丙:若添加“
”,则四边形 是正方形.以上说法正
确的是( )
B
A.甲、乙 B.甲、丙 C.乙、丙 D.甲、乙、丙
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【解析】因为,,所以垂直平分 ,所以
.当添加“”时,.因为 ,
所以,所以.又因为, ,所
以,所以,所以 ,所以四边形
是菱形,故甲说法正确.当添加“ ”时,无法证明四边形
是矩形,故乙说法错误.当添加“ ”时,
,所以,由甲的说法可知四边形 是菱形.因
为 ,所以四边形 是正方形,故丙说法正确.故选B.
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(第2题图)
2.【2025广东佛山质检,中】如图,在正方形网格中,顺次连结
四个格点,,,得到四边形 ,再顺次连结四边形
的各边中点得到的四边形的形状是( )
C
A.平行四边形 B.菱形 C.正方形 D.矩形
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【解析】如图,连结,,设,,,的中点分别为,,, ,则
,,,.因为 ,
所以,所以四边形是菱形.因为 ,所以
,所以 ,所以四边形 是正方形,故选C.
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3.【2025湖北武汉期中,较难】如图,在四边形中,,相交于点 ,
, ,,,用含, 的代数式表示
的面积是_ _____.
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【解析】如图,作交延长线于,作于 ,
所以 .因为
,所以四边形 为矩形,
所以 ,所以
.因为, ,所以
,所以,,所以四边形 为正方形,
所以 ,所以
,所以 ,
所以,故答案为 .
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4.【2024江苏扬州期中,较难】如图,在四边形 中,
,,,是边 上一点,且
,则 的长度是_____.
3.4
添加辅助线
过作,交的延长线于,并延长至,使 ,
连结,先证四边形是正方形,再证 ,得
.设,在中利用勾股定理可求出 的长.
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【解析】如图,过作,交的延长线于,并延长
至,使,连结.因为 ,
,所以四边形为正方形,所以 ,
,.因为,所以 .因
为,,,所以 ,所以
,.因为 ,所以
,所以.因为 ,
,,所以,所以.设 ,
则,所以.因为 中,
,所以,解得,所以 .故答案
为3.4.
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5.【2024浙江绍兴期末,较难】如图,平行四边形中,,
, ,点,分别以,为起点,以的速度沿, 边运动,设
点,运动的时间为 .
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(1)求边上的高 的长度.
【解】因为四边形是平行四边形,所以.在 中,因为
, ,所以 ,所以 .根据勾股定理可得
,所以 .
思路分析
先由平行四边形的性质得出.再根据勾股定理即可求出 的长度.
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(2)连结,,当为何值时,四边形 为菱形?
【解】因为点,分别以,为起点,以的速度沿,边运动,点 ,
运动的时间为,所以.又因为 ,所以四边形
为平行四边形,所以当时,四边形为菱形.因为 ,
所以.在中,由勾股定理易得 ,所以
,解得.故当为时,四边形 为菱形.
思路分析
先证明四边形为平行四边形,则当时,四边形 为菱形,再
根据列出方程 ,解方程即可.
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(3)作于,于,当为何值时,四边形 为正方形?
【解】因为于,于,于, ,所以易得四边形
、四边形为矩形,所以,.当 时,四边形
为正方形.因为, ,所以
,所以
.因为,所以 ,解
得或.故当为4.5或1.5时,四边形 为正方形.
思路分析
先证明四边形为矩形,则当时,四边形 为正方形,再根据
列出方程 ,解方程即可.
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刷素养 走向重高
6.核心素养 推理能力 【2024贵州贵阳调研,较难】如图(1), 中,
,的两外角的平分线交于点,过点分别作直线, 的垂
线,, 为垂足.
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(1) ____.
【解】因为 ,所以 ,所以
.因为平分,平分 ,所以
, ,所以
,所以
.故答案为 .
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(2)求证:四边形 是正方形.
【证明】作于 ,如图(1)所示.
因为,,所以,所以四边形 是矩形.
因为,分别平分,,所以,,所以 ,
所以四边形 是正方形.
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(3)如图(2),在中, ,高,,求 的长度.
【解】如图(2)所示,把沿作轴对称变换得 ,把
沿作轴对称变换得,延长,交于点 .同(2)
易得四边形是正方形,所以 .
因为,所以 .
设,则, .
在中,由勾股定理得,解得,即 的长
度为 .
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