第五章特殊平行四边形(习题课件) 2025-2026学年数学浙教版八年级下册
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内容正文:
第五章 特殊平行四边形
5.1 矩形(第2课时)
矩形判定:
(1)有 三 个角是直角的四边形是矩形.
(2)对角线相等的 平行四边形 是矩形.
三
平行四边形
1. 下列说法中,错误的是( )
A
A.有一个角是直角的四边形是矩形
B.四个角都相等的四边形是矩形
C.对角线相等的平行四边形是矩形
D.对角线互相平分且相等的四边形是矩形
2. 四边形ABCD的对角线AC,BD,下面给出的三个条件中,选取两个,使四边形ABCD是矩形.①AC,BD互相平分;②AC⊥BD;③AC=BD. 则正确的选法是( B )
A. ①② B. ①③
C. ②③ D. 以上都可以
3. 矩形的三个顶点的坐标分别是(-2,-3),(1,-3),(-2,-4),那么第四个顶点的坐标是( A )
A. (1,-4) B. (-8,-4)
C. (1,-3) D. (3,-4)
B
A
4. 如下图,四边形ABCD中,AC和BD是对角线.依据图中线段所标的长度,下列四边形不一定为矩形的是( D )
A. B. C. D.
D
5. 如图,在矩形ABCD中,BC=20cm,点P和点Q分别从点B和点D出发,按逆时针方向沿矩形ABCD的边运动,点P和点Q的速度分别为3cm/s和2cm/s,则最快 4 s后,四边形ABPQ成为矩形.
第5题图
4
6. 工人师傅做铝合金窗框分下面三个步骤进行:
(1)先截出两对符合规格的铝合金窗料(如图1),使AB=CD,EF=GH.
(2)摆放成如图2的四边形,则这时窗框的形状是 平行四边 形,根据的数学道理是 两组对边分别相等的四边形是平行四边形 .
平行四边
两组对边分别相等的四边形是平行四边形
(3)将直角尺靠紧窗框的一个角(如图3),调整窗框的边框,当直角尺的两条直角边与窗框无缝隙时(如图4),说明窗框合格,这时窗框是 矩 形,根据的数学道理是 有一个角是90°的平行四边形是矩形 .
矩
有一个角是90°的平行四边形是矩形
7. 如图,在矩形ABCD中,O为对角线BD上一点,过点O作EF∥BC交AB,CD于点E,F,作GH∥DC交AD,BC于点G,H,连结EG. 已知GD=EB=4,则△AEG的面积等于 8 .
8. 如图,AB∥CD,EF交AB于点E,交CD于点F,且EF截AB,CD所得的两对同旁内角的平分线分别相交于点G,H. 求证:四边形EGFH是矩形.
8
第8题图
第7题图
【答案】∵AB∥CD,∴∠AEF+∠CFE=180°.∵FG,EG分别平分∠CFE和∠AEF,∴∠GEF= ∠AEF,∠GFE= ∠CFE,∴∠GEF+∠GFE=90°,∴∠G=90°,同理可得∠H=90°.∵FH平分∠EFD,∴∠EFH= ∠EFD,∴∠GFE+∠EFH= ∠CFE+ ∠EFD=90°,
∴四边形EGFH是矩形.
9. 如图,四边形ABCD中,∠BAD=∠C=90°,AB=AD,点A到边CD的距离为5,则四边形ABCD的面积是 25 .
第9题图
25
10. 如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC于点D,AE是∠FAC的平分线,DE∥AB,交AE于点E,求证:四边形ADCE是矩形.
第10题图
【答案】易知2∠FAE=2∠B,∴∠FAE=∠B,∴AE∥BC. 又∵DE∥AB,∴四边形ABDE是平行四边形,∴AE=BD. ∵AB=AC,AD⊥BC,∴BD=DC,∴AE=DC. 又∵AE∥DC,∴四边形ADCE是平行四边形.又∵∠ADC=90°,∴四边形ADCE是矩形.
11. 在▱ABCD中,对角线AC,BD交于点O,AC⊥CD,E是BD上一点,∠AEB=∠BDC。
(1)如图1,求证:AE=CD。
(2)如图2,▱AFCE的顶点F在BD上,若OF=DE。
①求证:四边形AFCE是矩形;
②求 的值。
【答案】 (1)因为四边形ABCD是平行四边形,所以AB∥CD,AB=CD,所以∠ABD=∠BDC。因为∠AEB=∠BDC,所以∠ABD=∠AEB,所以AE=AB,所以AE=CD。
(2)①因为四边形ABCD是平行四边形,所以OB=OD,AO=CO。因为▱AFCE,所以AE=CF,AE∥CF,所以∠AEB=∠CFE。因为∠AEB=∠BDC,所以∠CFE=∠EDC,所以CF=CD。在△COF和△CED中,
所以△COF≌△CED,所以OC=CE,∠ACF=∠DCE。因为AC⊥CD,所以∠ACD=90°,即∠ACE+∠ECD=90°,所以∠ACE+∠ACF=90°,即∠ECF=90°。因为四边形ABCD是平行四边形,所以四边形AFCE是矩形;②因为四边形AFCE是矩形,所以OE=OF,OA=OC,因为OF=DE,OC=CE,则OE=DE=CE。设CE=x,则AC=2x,在Rt△AEC中,AE= x,所以CD= x,在Rt△ACD中,根据勾股定
理得,AD= = x,所以 = = 。
12. 如图,矩形ABCD中,P是AD边上的动点,连结点P与AB边的中点E,将△APE沿PE翻折得到△OPE,延长PO交边BC于点F,作∠PFC的平分线FG,交边AD于点G.
第12题图
(1)若∠AEP=35°,则∠PFG= 55 °.
55
(2)若AB=2,且E,O,G三点共线,则AP= .
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$第五章 特殊平行四边形
5.2 菱形(第1课时)
1. 菱形定义:一组 邻边 相等的平行四边形叫做菱形.
2. 菱形性质:
(1)菱形的四条边 都相等 .
(2)菱形的对角线 互相垂直 ,并且每条对角线平分 一组对角 .
(3)菱形既是 中心 对称图形,又是 轴 对称图形,它至少有 两 条对称轴.
邻边
都相等
互相垂直
一组对角
中心
轴
两
1. 菱形具有而一般平行四边形不具有的性质是( D )
A. 对边相等 B. 对角相等
C. 对角线互相平分 D. 对角线互相垂直
D
2. 如图所示,菱形ABCD的对角线AC,BD的长分别为6cm,8cm,则这个菱形的周长为( )
D
A.5cm B.10cm C.14cm D.20cm
3. 如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,H为AD边中点,菱形ABCD的周长为28,则OH的长等于( A )
A. 3.5 B. 4 C. 7 D. 14
4. 已知菱形的边长与一条对角线的长相等,则菱形最大的内角是( B )
A. 90° B. 120° C. 135° D. 150°
A
B
5. 如图,在平面直角坐标系中,菱形AOBC的顶点B在x轴的正半轴上,点A的坐标为(1, ),则点C的坐标为 (3, ) .
第5题图
(3, )
6. (青岛中考)图1是艺术家埃舍尔的作品,他将数学与绘画完美结合,在平面上创造出立体效果.图2是一个菱形,将图2截去一个边长为原来一半的菱形得到图3,用图3镶嵌得到图4,将图4着色后,再次镶嵌便得到图1,则图4中∠ABC的度数是 60° .
第6题图
60°
7. 如图,在菱形ABCD中,M,N分别为AB,AC的中点.若MN=2,则菱形ABCD的周长为 16 .
第7题图
16
8. 如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,过点D作DH⊥AB于点H,连结OH,OH=2.若菱形ABCD的面积为16,则AB的长为 2 .
第8题图
2
9. (西宁中考)如图,四边形ABCD是菱形,AE⊥BC于点E,AF⊥CD于点F.
第9题图
(1)求证:△ABE≌△ADF.
【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,∴AB=BC=CD=AD(菱形的四条边相等),∠B=∠D(菱形的对角相等).∵AE⊥BC,AF⊥CD,∴∠AEB=∠AFD=90°(垂直的定义).在△ABE和△ADF中,∵
∴△ABE≌△ADF(AAS).
(2)若AE=4,CF=2,求菱形的边长.
【答案】(2)设菱形的边长为x,∴AB=CD=x.∵CF=2,∴DF=x-2.∵△ABE≌△ADF,∴BE=DF=x-2(全等三角形的对应边相等).在Rt△ABE中,∠AEB=90°,∴AE2+BE2=AB2(勾股定理),∴42+(x-2)2=x2,解得x=5,∴菱形的边长是5.
第9题图
10. 如图,菱形 ABCD的边长为2,∠DAB=60°,E为BC边的中点,P为对角线AC上的一个动点,则PB+PE的最小值为 。
11. (铜仁中考)如图,四边形ABCD为菱形,∠ABC=80°,延长BC到点E,在∠DCE内作射线CM,使得∠ECM=30°,过点D作DF⊥CM,垂足为F. 若DF= ,则BD的长为 2 (结果保留根号).
第11题图
2
12. 如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC,BD相交于点O,DH⊥AB于点H,连结OH,求证:∠DHO=∠DCO.
第12题图
【答案】证明:∵四边形ABCD是菱形,∴OD=OB,∠COD=90°.又∵DH⊥AB,∴OH=OB,∴∠OHB=∠OBH. ∵AB∥CD,∴∠OBH=∠ODC,∴∠OHB=∠ODC. 在Rt△COD中,∠ODC+∠OCD=90°,又∵DH⊥AB,∴∠DHO+∠OHB=90°,∴∠DHO=∠DCO.
13. 如图1,某小区的大门是伸缩电动门,安装驱动器的门柱EFGH是宽度为30cm的矩形,伸缩电动门中有20个全等的菱形,每个菱形的边长为30cm,大门的总宽度为10.3m(门框的宽度忽略不计).(参考数据: ≈1.41)
(1)当每个菱形的内角度数为60°(如图2)时,大门打开了多少米?
【答案】(1)连结BD,如图所示,∵四边形ABCD是菱形,∴AB=AD=30cm.∵∠A=60°,∴△ABD是等边三角形,∴BD=AB=AD=30cm,∴30×20+30=630(cm)=6.3(m).∵大门的总宽度为10.3m,∴大门打开的宽度=10.3-6.3=4(m),∴大门打开了4m.
(2)当每个菱形的内角度数张开至90°时,大门未完全关闭,有一辆宽1.8m的轿车需进入小区,计算说明该车能否直接通过.
【答案】(2)该车不能直接通过.理由如下:∵AB=AD=30cm,∠A=90°,在等腰直角三角形ABD中,由勾股定理可得BD= =30 (cm),∴30 ×20+30=(600 +30)cm≈8.76m.∵大门的总宽度为10.3m,∴大门打开的宽度=10.3-8.76=1.54(m).∵1.54m<1.8m,∴该车不能直接通过.
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$第五章 特殊平行四边形
5.3 正方形(第1课时)
1. 正方形定义:有一组 邻边 相等,并且有一个角是 直角 的平行四边形叫做正方形.
2. 正方形判定:
(1)有一组邻边相等的 矩形 是正方形.
(2)有一个角是直角的 菱形 是正方形.
邻边
直角
矩形
菱形
1.下列命题正确的是( )
A
A.两条对角线相等的菱形是正方形
B.对角线与一边的夹角是45°的四边形是正方形
C.两邻角相等,且有一角是直角的四边形是正方形
D.对角线相等且互相垂直的四边形是正方形
2. 如图,要使平行四边形ABCD是正方形,需增加条件.在条件①AB=BC;②AC=BD;③AC⊥BD;④∠ABC=90°中选取两个作为条件,不
B
正确的是( B )
A. ①和② B. ①和③ C. ②和③ D. ③和④
A. BC=AC B. CF⊥BF
C. BD=DF D. AC=BF
第3题图
3. (威海中考)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,BC的垂直平分线EF交BC于点D,交AB于点E,且BE=BF,添加一个条件,仍不能证明四边形BECF为正方形的是( D )
D
4. 如图,在由六个大小相同的小正方形组成的2×3的矩形网格中,去掉两条线段后,还有四个正方形.以下去掉两条线段的方法正确的是( C )
A. 去掉MI,KN B. 去掉MB,MI
C. 去掉AB,MB D. 去掉MI,NE
第4题图
5. 黑板上画有一个图形,学生甲说它是多边形,学生乙说它是平行四边形,学生丙说它是菱形,学生丁说它是矩形.老师说这四名同学的答案都正确,则黑板上画的图形是 正方形 .
C
正方形
6. 如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,D,E,F分别是AB,AC,BC的中点,连结DE,DF,CD. 如果 答案不唯一,如AC=BC ,那么四边形DECF是正方形.(要求:①不再添加辅助线;②只需填一个符合要求的条件)
第6题图
答案不唯一,如AC=BC
7. 在平面直角坐标系中,一个四边形各顶点坐标分别为A(-1,-2),B(4,-2),C(4,3),D(-1,3),则四边形ABCD的形状是 正方形 .
8. 如图,在四边形ABCD中,AB=BC,∠ABC=∠CDA=90°,BE⊥AD,垂足为E. 若四边形ABCD的面积为13,则BE= .
正方
形
(1)画一个面积是16的正方形.
【答案】(1)如图1中,正方形ABCD即为所求作.
(2)画一个面积为10的正方形.
【答案】(2)如图2中,正方形ABCD
即为所求作.
9. 在如图所示的网格纸中,每一个小正方形的边长都为1,以格点为顶点按要求画图:
10.已知:如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD平分∠ACB,DE⊥BC,DF⊥AC,垂足分别为E,F,求证:四边形CFDE是正方形。
【答案】因为∠ACB=90°,DE⊥BC,DF⊥AC,所以∠ACB=∠DEC=∠DFC=90°,所以四边形CFDE是矩形。因为CD平分∠ACB,DE⊥BC,DF⊥AC,所以DE=DF。所以四边形CFDE是正方形。
11. 如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,点E,F同时从点O出发在线段AC上以1cm/s的速度反向运动(点E,F分别到达A,C两点时停止运动),设运动时间为ts.连结DE,DF,BE,BF,已知△ABD是边长为6cm的等边三角形,当t= 3 s时,四边形DEBF为正方形.
第11题图
3
12. 如图,四边形ABCD是矩形,E是BD上的一点,∠BAE=∠BCE,∠AED=∠CED. G是BC,AE延长线的交点,AG与CD相交于点F. 求证:四边形ABCD是正方形.
第12题图
【答案】∵四边形ABCD是矩形,∴∠BAD=∠BCD=90°.∵∠BAE=∠BCE,∴∠BAD-∠BAE=∠BCD-∠BCE,即∠EAD=∠ECD. ∵∠AED=∠CED,ED=ED,∴△AED≌△CED,∴AD=CD,∴矩形ABCD是正方形.
第12题图
13. (玉林中考)如图,四边形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,且OA=OB=OC=OD= AB.
第13题图
(1)求证:四边形ABCD是正方形.
【答案】(1)∵OA=OB,OC=OD,∴四边形ABCD为平行四边形.又∵OA=OB=OC=OD,∴AC=BD,∴四边形ABCD为矩形.又∵在△AOB中,OA=OB,且三边满足OA2+OB2=( AB)2+( AB)2=AB2,∴△AOB为等腰直角三角形,∴∠CAB=45°.∵∠CBA=90°,∴∠ACB=45°,∴AB=BC,
∴四边形ABCD为正方形.
(2)若H是AB上的一点(点H与点A,B不重合),连结DH,将线段DH绕点H顺时针旋转90°,得到线段HE,过点E分别作BC及AB的延长线的垂线,垂足分别是F,G. 设四边形BGEF的面积为S1,以HB,BC为邻边的矩形面积为S2,且S1=S2,当AB=2时,求AH的长.
【答案】(2)由题可得DH=HE,∠DHE=90°,∵∠AHB=180°,∴∠DHA+∠EHG=90°,又∵∠AHD+∠ADH=90°,∴∠ADH=∠EHG. 在△DAH与△HGE中,
∵ ∴△DAH≌△HGE(AAS),∴AH=GE. 设AH=x,则BH=AB-AH=2-x,BG=HG-BH=2-(2-x)=x,可得S1=x2,S2=BH·BC=2(2-x)=4-2x,令S1=S2,可得x2=4-2x,解得x1= -1,x2=- -1(舍去),
即AH= -1.
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$第五章 特殊平行四边形
专题提升六 以特殊平行四边形为背景的计算和证明
特殊平行四边形的计算与证明
原题1 如图,在Rt△AEC中,∠AEC=90°,B是边AE上一点,连结BC,O为AC的中点,过点C作CD∥AB交BO延长线于点D,且AC平分∠BCD,连结AD.
(1)求证:四边形ABCD是菱形.
【答案】(1)证明:∵CD∥AB,∴∠OAB=∠OCD,∠OBA=∠ODC. ∵O为AC的中点,∴OA= OC. 在△OBA和△ODC中,
∵ ∴△OBA≌△ODC(AAS),∴AB=CD,
∴四边形ABCD是平行四边形.∵DC∥AB,∴∠BAC=∠DCA.
∵AC平分∠DCB,∴∠DCA=∠BCA,∴∠BCA=∠BAC,
BA=BC,∴平行四边形ABCD是菱形.
(2)连结OE交BC于点F,∠ACD=27°,求∠CFO的度数.
【答案】(2)∵CD∥AB,∠AEC=90°,∴∠DCE+∠AEC=180°,∴∠DCE=90°,∴∠OCE=90°-∠ACD=90°-27°=63°.由(1)可知,四边形ABCD是菱形,∴∠ACB=∠ACD=27°,∠BCD=2∠ACD=54°,∴∠ECF=90°-∠BCD=90°-54°=36°.∵AEC=90°,OA=OC,∴OE= AC=OC,∴∠OEC=∠OCE=63°,∴∠CFO=∠OEC +∠ECF=63°+36°=99°,即∠CFO的度数为99°.
变式 如图,四边形AECF是菱形,对角线AC,EF交于点O. D,B是对角线EF所在直线上的两点,且DE=BF,连结AD,AB,CD,CB,∠ADO=45°.
(1)求证:四边形ABCD是正方形.
【答案】(1)证明:∵菱形AECF的对角线AC和EF交于点O,∴AC⊥EF,OA=OC,OE=OF. ∵DE=BF,∴BO=DO. 又∵AC⊥BD,∴四边形ABCD是菱形.∵∠ADO=45°,∴∠DAO=∠ADO=45°.∴AO=DO,∴AC=BD,∴四边形ABCD是正方形.
(2)若正方形ABCD的面积为32,BF=1,求点F到线段AE的距离.
【答案】(2)∵正方形ABCD的面积为32,∴ AC·BD=32,∴ ×4BO2=32,∴BO=DO=CO=AO=4,
∴AC=2AO=8.∵BF=1,∴OF=BO-BF=4-1=3.
∵四边形AFCE是菱形,∴EF=2OE=2OF=6,AC⊥EF,∴菱形AFCE的面积= AC·EF= ×8×6=24.
在Rt△AOE中,AE= = =5,
设点F到线段AE的距离为h,
∴菱形AFCE的面积=AE·h=24,即5h=24,
∴h= ,即点F到线段AE的距离为 .
特殊平行四边形的分类讨论
原题2 已知矩形ABCD中,AB=3.E为AD上一个动点,连结CE,将△CDE沿CE折叠,使点D落在点F处,当F为线段AB的三等分点时,AE长为 .
变式 如图,已知正方形ABCD中,AB=BC,∠ABC=90°.E是射线BC上一动点(点E不与点B,C重合),
在AE右侧作EF⊥AE,且AE=EF,
连结AF,FC,求∠FCE的度数.
或
【答案】过点F作FH⊥BC,交于点H,如图1,∵EF⊥AE,∴∠AEB+∠HEF=90°.
∵四边形ABCD是正方形,∴∠B=∠DCB=90°,∴∠AEB+∠BAE=90°,∴∠HEF=∠BAE. 又∵FH⊥BC,∴∠ABE=∠EHF=90°.又∵AE=EF,∴△ABE≌△EHF(AAS),∴BE=FH,AB=EH.
∵AB=BC,∴BC=EH,∴BC-CE=EH-CE,
即BE=CH,∴CH=FH. ∵FH⊥BC,
∴∠FCH=45°,易得∠DCF=45°.当点E在点C左侧时,∠FCE=90°+45°=135°.当点E在点C右侧时,
如图2,∠FCE=45°.综合上述,∠FCE=135°或45°.
图1
图2
特殊平行四边形的最值
原题3 如图,正方形ABCD的边长为4,点E在边BC上,且BE=1,F为对角线BD上一动点,连结CF,EF,则CF+EF的最小值为 .
变式1 在矩形ABCD中,AB=6,BC=8.
(1)将矩形纸片沿BD折叠,使点A落在点F处(如图1),设DF与BC相交于点G,求证:BG=DG.
【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,∴BC∥AD,∴∠CBD=∠ADB,由折叠得∠FDB=∠ADB,∴∠CBD=∠FDB,∴BG=DG.
(2)将矩形沿直线EF折叠,使点B的对应点B'落在CD边上(如图2),点A的对应点为A',连结BB'交EF于点O. 当DB'=2时,求EF,OF的长.
【答案】(2)如图1,连结BE,B'E,∵AB=6,BC=8,DB'=2,∴CD=AB=6,AD=BC=8,∴DE=8-AE,CB'=CD-DB'=6-2=4,∴BB'= = =4 .由折叠得点B'与点B关于直线EF对称,∴EF垂直平分BB',
∴B'E=BE,B'F=BF=8-CF.
易知∠A=∠D=∠C=90°,∴DB'2+DE2=B'E2=BE2=AE2+AB2,CF2+CB'2=B'F2,∴22+(8-AE)2=AE2+62,CF2+42=(8-CF)2,解得AE=2,CF=3,∴DE=8-2=6,BF=8-3=5.∵ BB'·EF=AB·BC- AB·AE- DE·DB'- CB'·CF=S四边形BEB'F,∴ ×4 EF=6×8- ×6×2- ×6×2- ×4×3,解得EF=3 .易得∠BOF=90°,OB=OB'= BB'=2 ,∴OF= = = ,∴EF的长是3 ,OF的长是 .
(3)点M在线段AB上,点N在线段BC上(如图3),若按MN折叠后,点B落在矩形ABCD的AD边上的点H处,求AH的最大值和最小值.
【答案】(3)如图2,当点N与点C重合时,AH的值最小,∵点H与点B关于直线MC对称,∴MC垂直平分BH,∴HC=BC=8,∴DH= = =2 ,∴AH=AD-DH=8-2 ;如图3,当点M与点A重合时,AH的值最大,∵MH=MB,且MH=AH,MB=AB,∴AH=AB=6,∴AH的最大值为6,最小值为8-2 .
变式2 如图1,矩形纸片ABCD中,AB=4,AD=8,P为边AD上一动点,将矩形纸片ABCD沿BP折叠,折叠后BC与AP相交于点E,如图2.
(1)∠CBP为何值时,点E与点A重合?
【答案】(1)当点E与点A重合时,如图1,∵四边形ABC'D'为矩形,∴∠ABC'=90°.由折叠可知,∠CBP=∠C'BP,∵∠CBP+∠C'BP=∠ABC'=90°,∴∠CBP=45°,∴∠CBP为45°时,点E与点A重合.
图1
图1
(2)当AP长为何值时,△BEP的面积最大?并求出面积的最大值.
【答案】(2)如图2,由折叠知,∠CBP=∠C'BP,∵AD'∥BC',∴∠EPB=∠C'BP,∴∠EPB=∠CBP,
即∠EPB=∠EBP,∴BE=EP. ∵S△BEP= PE·AB,
而AB的长度不变,∴当PE最大时,△BEP的面积最大.
又∵PE=BE,∴BE最大时,△BEP的面积最大,而在△ABE中,只要当AE最大时,BE就最大,
∴当AE最大时,AP最大=AD'=8,设PE=BE=x,
则AE=8-x.在Rt△ABE中,AB2+AE2=BE2,
∴42+(8-x)2=x2,
解得x=5,∴PE=5,∴S△BEP= PE·AB= ×5×4=10,∴当AP=8时,△BEP的面积最大值为10.
图2
图2
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$第五章 特殊平行四边形
5.3 正方形(第2课时)
正方形性质:
(1)正方形的 四 个角都是直角,四条边 相等 .
(2)正方形的对角线 相等 ,并且 互相垂直平分 ,每条对角线平分一组 对角 .
(3)正方形既是 中心 对称图形,又是 轴 对称图形,有 4 条对称轴.
四
相等
相等
互相垂直平分
对角
中心
轴
4
1. (自贡中考)如图,边长为3的正方形OBCD两边与坐标轴正半轴重合,点C的坐标是( C )
A. (3,-3) B. (-3,3)
C. (3,3) D. (-3,-3)
C
2. 矩形、菱形、正方形都具有的性质是( B )
A. 对角线相等
B. 对角线互相平分
C. 对角线平分一组对角
D. 对角线互相垂直
B
3. 如图,E为正方形ABCD内一点,AD=ED,∠AED=70°,连结EC,那么∠AEC的度数是( C )
A. 105° B. 130°
C. 135° D. 140°
第3题图
C
4. (嘉兴中考)“方胜”是中国古代妇女的一种发饰,其图案由两个全等的正方形相叠组成,寓意是同心吉祥.如图,将边长为2cm的正方形ABCD沿对角线BD方向平移1cm得到正方形A'B'C'D,形成一个“方胜”图案,则点D,B'之间的距离是( D )
A. 1cm B. 2cm
C. ( -1)cm D. (2 -1)cm
第4题图
D
5. (滨州中考)正方形ABCD的对角线相交于点O(如图1),如果∠BOC绕点O按顺时针方向旋转,其两边分别与边AB,BC相交于点E,F(如图2),连结EF,那么在点E由点B到点A的过程中,线段EF的中点G经过的路线是( A )
第5题图
A
A. 线段 B. 圆弧 C. 折线 D. 波浪线
6.如图,正方形ABCD的边长为3,P为对角线AC上任意一点,PE⊥BC,PQ⊥AB,垂足分别是E,Q,则PE+PQ的值是 3 .
第6题图
3
7. (湖南中考)七巧板是我国民间广为流传的一种益智玩具,某同学用边长为4dm的正方形纸板制作了一副七巧板(如图),由5个等腰直角三角形、1个正方形和1个平行四边形组成.则图中阴影部分的面积为 2 dm2.
第7题图
2
8. 如图,直线a经过正方形ABCD的顶点A,分别过此正方形的顶点B,D作BF⊥直线a于点F,DE⊥直线a于点E. 若DE=8,BF=5,则EF的长是 13 .
第8题图
13
9. 如图,已知正方形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E是AC的延长线上一点,连结EB,过点A作AM⊥BE,垂足为M,交DB的延长线于点F. 求证:OE=OF.
第9题图
【答案】证明:∵四边形ABCD是正方形,∴∠BOE=∠AOF=90°,OB=OA,∴∠E+∠OBE=90°.又∵AM⊥BE,∴∠F+∠MBF=90°.又∵∠MBF=∠OBE,∴∠F=∠E,∴Rt△BOE≌Rt△AOF,
∴OE=OF.
10. E为正方形ABCD的对角线上一点.连结DE,BE,延长BE交AD于点F,DE⊥EG交BC于点G,下列结论:①△BEC≌△DEC;②∠BED=120°时,EF平分∠AED;③EG=ED;④BG=2AE. 其中正确的有 ①②③ (填序号).
第10题图
①
②③
11. 如图,在正方形ABCD中,E是边BC上一点,AG⊥DE于点F,交CD于点G。
(1)求证:AG=DE。
(2)若E是BC的中点,连结BF,求证:AB=FB。
【答案】 (1)证明:因为四边形ABCD是正方形,
所以AD=DC,∠ADC=∠C=90°,所以∠DAG+∠ADF
=∠EDC+∠ADF=90°,所以∠DAG=∠EDC,
在△ADG和△DCE中,因为
所以△ADG≌△DCE(ASA),所以AG=DE。
(2)证明:如图,延长DE交AB的延长线于点H,因为E是BC的中点,所以BE=CE。因为四边形ABCD是正方形,所以AB∥DC,所以∠C=∠HBE=90°,在△DCE和△HBE中,因为
所以△DCE≌△HBE(ASA),所以BH=DC=AB,
即B是AH的中点,又因为∠AFH=90°,
所以BF= AH=AB。
12. 如图1,点C在线段AB上,分别以AC,BC为边在线段AB的同侧作正方形ACDE和正方形BCMN,连结AM,BD。
(1)AM与BD的关系是 。
(2)如果将正方形BCMN绕点C顺时
针旋转锐角α,其他不变(如图2),
(1)中所得的结论是否仍然成立?
请说明理由。
(3)在(2)的条件下,连结AB,DM,若AC=4,BC=2,求 AB2+DM2 的值。
相等且垂直
【答案】(2)成立。理由如下:因为四边形ACDE为正方形,四边形BCMN为正方形,所以AC=CD,MC=BC,∠ACD=∠BCM=90°,所以∠ACD+∠DCM=∠BCM+∠DCM,即∠ACM=∠BCD,在△ACM与△DCB中,因为所以△ACM≌△DCB(SAS),所以AM=BD,∠MAC=∠BDC。记AM与CD交于点H,AM与BD交于点O,所以∠AHC=∠DHM,所以∠DOH=∠ACH=90°,即AM⊥DB,所以AM=BD且AM⊥DB。
(3)如图,因为AM⊥DB,所以∠DOM=∠AOB=∠AOD=∠BOM=90°,由勾股定理得OD2+OM2=DM2,OD2+OA2=AD2,OB2+OM2=MB2,OA2+OB2=AB2,所以AB2+DM2=OA2+OB2+OD2+OM2=AD2+BM2,因为AD= AC=4 ,BM= BC=2 ,所以AB2+DM2=(4 )2+(2 )2=40。
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$第五章 特殊平行四边形
专题提升七 以特殊平行四边形为背景的图形变换和实践操作
动点问题
原题1 如图,矩形ABCD中,BD的垂直平分线分别交AD,BC于点E,F,垂足为O,连结BE,DF.
(1)判断四边形EBFD的形状,并说明理由.
【答案】(1)四边形EBFD为菱形.理由如下:∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,∴∠BDA=∠DBC,∠DEF=∠BFE. ∵EF垂直平分BD,垂足为O,∴OD=OB,EF⊥BD. 在△DOE和△BOF中,
∵
∴△DOE≌△BOF(AAS),
∴OE=OF.
又∵OB=OD,EF⊥BD,
∴四边形EBFD为菱形.
(2)若AB=12cm,BC=18cm,动点P从点D出发沿折线D→F→B运动至点B停止,同时点Q从点E出发沿折线E→A→B→E运动至点E停止.设P,Q的运动路程分别为a,b(单位:cm,ab≠0),当以E,F,P,Q四点为顶点的四边形是平行四边形时,求a与b满足的数量关系式.
【答案】(2)设菱形的边长DF=BF=xcm,则CF=(18-x)cm,在Rt△DCF中,DC=12cm,由勾股定理得122+(18-x)2=x2,解得x=13,∴DF=13cm.∵四边形EBFD是菱形,∴BE=DF=13cm,∴AE= = =5(cm),∴EA+AB+BE=5+12+13=30(cm),如图1,当点Q在BE上,点P在DF上,四边形EQFP是平行四边形,EQ=FP,∵EQ=30-b,PF= 13-a,∴30-b=13-a,∴b-a=17;如图2,当点Q在AE上,点P在BF上,四边形QPFE是平行四边形,QE=FP,∵QE=b,FP=a-13,
∴b=a-13,∴a-b=13;
综上所述,a与b满足的数量
关系式是b-a=17
或a-b=13(ab≠0).
图2
图1
变式 问题情境:
在数学课上,老师让同学们利用长方形纸片ABCD进行折叠研究数学问题:如图1,P是长方形ABCD的边AB上一动点,连结CP,将△BCP沿着CP折叠得到△B'CP.
(1)如图1,当点P与点A重合时,PB'与CD交于点E,求证:B'E=DE.
【答案】(1)∵矩形ABCD,根据题意,得AB=CD=AB',AB∥CD,∠BAC=∠B'AC,∴∠BAC=∠ACE,∴∠B'AC=∠ACE,∴AE=CE,∴B'A-AE=CD-CE,故B'E=DE.
初步探究:
深入探究:
(2)如图2,当P为AB的中点时,延长CB'交AD于点F,连结PF,求证:B'F=AF.
【答案】(2)根据题意,得PA=PB=PB'= AB,∠PAF=∠PBC=∠PB'C=90°,∠PB'F=90°.∵PF=PF,∴△PAF≌△PB'F(HL),∴B'F=AF.
拓展延伸:
(3)在问题(2)中,若∠BCP=30°,DF=4,△PCF的面积为8 ,直接写出长方形ABCD的面积.
【答案】(3)根据题意,得∠BCP=∠B'CP=30°,∠BCD=90°,∴∠FCD=30°.∵DF=4,∴CF=2DF=8,CD= =4 ,∴S△DCF= DC·DF=8 ,根据(2)得S△PAF=S△PB'F,
S△PBC=S△PB'C,∴S△PAF+S△PBC=S△PB'F+S△PB'C=S△PFC=
8 ,∴S矩形ABCD=S△PAF+S△PBC+S△PB'F+S△PB'C+
S△DFC=24 .
折叠问题
原题2 如图,将一张矩形纸片ABCD折叠,折痕为EF,折叠后,EC的对应边EH经过点A,CD的对应边HG交BA的延长线于点P. 若PA=PG,AH=BE,CD=3,则BC的长为 4 .
4
变式 (西宁中考)折叠问题是我们常见的数学问题,它可以利用图形变化的轴对称性质来解决.数学活动课上,同学们以“矩形的折叠”为主题开展了数学活动.
【操作】如图1,在矩形ABCD中,点M在边AD上,将矩形纸片ABCD沿MC所在的直线折叠,使点D落在点D'处,
MD'与BC交于点N.
【猜想】MN=CN.
【验证】请将下列证明过程补充完整:
∵矩形纸片ABCD沿MC所在的直线折叠,
∴∠CMD= ∠CMD' .
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC(矩形的对边平行),
∴∠CMD= ∠MCN ( 两直线平行,内错角相等 ),
∴ ∠CMD' = ∠MCN (等量代换),
∴MN=CN( 等角对等边 ).
∠CMD'
∠MCN
两直线平行,内错角相等
∠CMD'
∠MCN
等角对等边
【应用】如图2,继续将矩形纸片ABCD折叠,使AM恰好落在直线MD'上,点A落在点A'处,点B落在点B'处,折痕为ME.
(1)猜想MN与EC的数量关系,并说明理由.
【答案】【应用】(1)EC=2MN. 理由如下:∵由四边形ABEM折叠得到四边形A'B'EM,∴∠AME=∠A'ME,∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC(矩形的对边平行),
∴∠AME=∠MEN (两直线平行,内错角相等),
∴∠A'ME=∠MEN,
∴MN=EN(等角对等边),∵MN=CN,
∴MN=EN=NC,即EC=2MN.
(2)若CD=2,MD=4,求EC的长.
【答案】(2)∵矩形ABCD沿MC所在直线折叠,∴∠D=∠D'=90°,DC=D'C=2,MD=MD'=4.设MN=NC=x,∴ND'=MD'-MN=4-x.在Rt△ND'C中,∠D'=90°,∴ND'2+D'C2=NC2(勾股定理).
∴(4-x)2+22=x2,解得x= ,∴EC=2MN=5.
原题3 如图1,正方形ABCD的对角线相交于点O,O又是另一个正方形OEFG的一个顶点,若正方形OEFG绕点O旋转,在旋转的过程中:
图1
探究一:两个正方形重叠部分的面积是否会发生变化?并说明理由.
旋转问题
【答案】探究一:重叠部分面积不变,总是等于正方形面积的 .理由如下:∵四边形ABCD和四边形OEFG都是正方形,∴OA=OB,∠OAB=∠OBC=45°,∠AOB=∠EOG=90°,∴∠AOM=∠NOB. 在△OAM与△OBN中,
∵ ∴△OAM≌△OBN(ASA),∴四边形OMBN的面积等于△AOB的面积,即重叠部分面积不变,
总是等于正方形面积的 .
探究二:如图2,若正方形OEFG与正方形ABCD两边分别相交于点M,N,试判断线段AM和BN的数量关系,请说明理由.
图2
【答案】探究二:线段AM和BN之间的关系相等.理由如下:根据探究一可得△OAM≌△OBN,∴AM=BN.
探究三:如图3,若正方形OEFG继续旋转,AM与BN之间的关系是否还成立? 直接写出答案,不用说明理由.
图3
【答案】探究三:AM=BN. ∵四边形ABCD和四边形OEFG都是正方形,∴OA=OB,∠OAB=∠OBC=45°,∴∠OAM=∠OBN=135°,∠AOB=∠EOG=90°,∴∠AOM=∠NOB. 在△OAM与△OBN中,∵
∴△OAM≌△OBN(ASA),∴AM=BN.
变式 定义:平面上一点到图形上所有点的最短距离,叫做这点到图形的距离.如图,P为平面上一点,正方形绕其中心O旋转,它边长为1,PO=1,点P到正方形的距离为d,则d的取值范围是 1- .
1- ≤d≤
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$第五章 特殊平行四边形
5.1 矩形(第1课时)
1. 矩形定义:有一个角是 直角 的 平行四边形 叫做矩形.
2. 矩形性质:
(1)矩形的 四 个角都是直角.
(2)矩形的对角线 相等 .
(3)矩形既是 中心 对称图形,又是 轴 对称图形,它至少有 两 条对称轴.
直角
平行四边形
四
相等
中心
轴
两
1. 已知一矩形的周长是24cm,相邻两边之比是1∶2,那么这个矩形的面积是( B )
A. 24cm2 B. 32cm2 C. 48cm2 D. 128cm2
B
2. (襄阳中考)如图,矩形ABCD的对角线相交于点O,下列结论一定正确的是( C )
A. AC平分∠BAD
B. AB=BCC. AC=BD
D. AC⊥BD
第2题图
C
3. 如图,在矩形ABCD中,∠DBC=29°,将矩形沿直线BD折叠,顶点C落在点E处,则∠ABE的度数是( B )
A. 29° B. 32° C. 22° D. 61°
第3题图
B
4. (十堰中考)如图,将四根木条用钉子钉成一个矩形框架ABCD,然后向左扭动框架,观察所得四边形的变化.下列判断错误的是( C )
A. 四边形ABCD由矩形变为平行四边形
B. 对角线BD的长度减小
C. 四边形ABCD的面积不变
D. 四边形ABCD的周长不变
第4题图
C
第5题图
5.如图,E是矩形ABCD的边DC上一点,AB=AE=4,BC=2,则∠BEC= 75° .
75°
6. (南充中考)如图,矩形ABCD中,AB=8cm,BC=4cm,E是DC的中点,BF= BC,则四边形DBFE的面积为 10 cm2.
第6题图
10
7. 中国古代数学家刘徽给出了证明三角形面积公式的出入相补法.如图,在△ABC中,分别取AB,AC的中点D,E,连结DE,过点A作AF⊥DE,垂足为F,将△ABC分割后拼接成矩形BCHG. 若DE=3,AF=2,则△ABC的面积是 12 .
第7题图
12
8. 如图,矩形ABCD中,E,F分别是AD,AB上的点.若EF=EC,EF⊥EC,DE=2,矩形的周长为16,则AE的长为 3 .
第8题图
3
9. 如图,E,F是矩形ABCD边BC上的两点,AF=DE。
(1)若∠DAF∶∠FAB=5∶7,求∠AFB的度数。
(2)求证:BE=CF。
【答案】(1)37.5 (2)证明:因为四边形ABCD是矩形,
所以∠B=∠C=90°,AB=CD。在Rt△ABF和Rt△DCE中, 所以Rt△ABF≌Rt△DCE(HL),所以BF=EC,所以BE=CF。
10.如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,AE平分∠BAD交BC于点E,∠CAE=15°,连结OE,则下面结论正确的有 ①②⑤ .
第10题图
①△DOC是等边三角形;②△BOE是等腰三角形;③BC=2AB;④∠AOE=105°;⑤S△AOE=S△COE.
①②⑤
11. 如图所示,沿DE折叠长方形ABCD的一边,使点C落在AB边上的点F处,若AD=8,且△AFD的面积为60,求:
第11题图
(1)边AB的长.
【答案】(1)∵四边形ABCD是矩形,∴∠A=∠B=90°,BC=AD=8,CD=AB. ∵△AFD的面积为60,∴ AD·AF=60,解得AF=15,∴DF= = =17,由折叠的性质得CD=DF=17,∴AB=17.
(2)△DEC的面积.
【答案】(2)∵AF=15,AB=17,∴BF=AB-AF=2.设EF=CE=x,则BE=BC-CE=8-x,在Rt△BEF中,EF2=BF2+BE2,即x2=22+(8-x)2,解得x= ,即CE= ,∴△DEC的面积= CD·CE= ×17× = .
第11题图
12. 12.如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=3,点P在边AD上,连结BP,点A关于直线BP的对称点为A1。
(1)若点A1落在BC边上,求AP的长。
(2)若点A1落在线段PC上,求AP的长。
(3)若点A1到直线CD的距离等于A1B的长,求AP的长。
【答案】(1)点A1落在BC边上,如图1。因为点A与点A1关于BP对称,所以∠ABP=∠A1BP。由AD∥BC得,∠A1BP=∠APB,所以∠ABP=∠APB,所以AP=AB=2。.
(2)点A1落在线段PC上,如图2。根据矩形的对边相等可得AD=BC=3,CD=AB=2。设AP=x.则DP=AD-AP=3-x。因为点A与点A1关于BP对称,∠BA1P=∠BAP=90°,则∠BA1C=90°。在Rt△BA1C中,A1C== = 。在Rt△PCD中,由勾股定理得PC2=PD2+CD2,即(PA1+A1C)2=PD2+CD2所以(x+ )2=(3-x)2+22,解得x=3- 。即AP=3- 。
(3)点A1到直线CD的距离等于A1B的长,过点A1作A1H⊥CD,垂足为H,则依题意知,A1H=A1B。过点A1作BC的垂线交AD于点M,交BC于点N,垂足为N。因为AD∥BC,所以MN⊥BC,垂足为N。因为点A与点A1关于BP对称,所以AB=A1B=A1H=2,并设AP=A1P=x。又四边形A1HDM、四边形A1NCH、四边形CDMN均有三个角为直角,故均是矩形。所以MD=A1H=NC=2,DH=MA1,A1N=HC,MN=CD。在Rt△A1BN中,BN=BC-NC=BC-A1H=BC-AB=3-2=1,所以A1N== = ,则A1M=MN-A1N=AB-A1N=2- ,PM=AD-AP-MD=3-x-2=1-x。
在Rt△A1MP中,A1M=2- ,PM=1-x,A1P=x,由勾股
定理得x2=(2- )2+(1-x)2。解得x=4-2 ,即
AP=4-2 。
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$第五章 特殊平行四边形
5.2 菱形(第2课时)
菱形判定:
(1)四条边相等的四边形是 菱形 .
(2)对角线 互相垂直 的平行四边形是菱形.
菱形
互相垂直
1. 要检测一个四边形是不是菱形,下列方案可行的是( B )
A. 任选两个角,测量它们的角度
B. 测量四条边的长度
C. 测量两条对角线的长度
D. 测量两条对角线交点到四个顶点的长度
B
2. 如图,平行四边形ABCD的对角线AC和BD相交于点O,下列说法正确的是( B )
A. 若OB=OD,则平行四边形ABCD是菱形
B. 若AC=BD,则平行四边形ABCD是矩形
C. 若OA=OD,则平行四边形ABCD是菱形
D. 若AC⊥BD,则平行四边形ABCD是矩形
第2题图
B
3. 如图,在菱形ABCD中,E,F,G,H分别是菱形四边的中点,连结EG,FH交于点O,则图中的菱形共有( B )
A. 4个 B. 5个 C. 6个 D. 7个
第3题图
B
4. (设一条线段剪一刀)用折纸、剪切的方法得到一个菱形,最少要剪
( A )
A. 1刀 B. 2刀 C. 3刀 D. 4刀
5.如图,四边形ABCD的对角线互相平分,要使它变为菱形,需要添加的条件是 答案不唯一,如:AB=BC (只需填一个).
第5题图
A
答案不唯一,如:AB= BC
6. 如图,①以点A为圆心,2cm长为半径画弧,分别交∠MAN的两边AM,AN于点B,D;②以点B为圆心,AD长为半径画弧,再以点D为圆心,AB长为半径画弧,两弧交于点C;③分别连结BC,CD,AC. 若∠MAN=60°,则∠ACB的大小是 30 °.
第6题图
30
7. 如图,P是菱形ABCD对角线AC上一点,PE⊥AB,且PE=3,则点P到AD的距离是 3 .
第7题图
3
8. 如图,两张等宽的纸条交叉重叠在一起,重叠的部分为四边形ABCD,若测得点B,D之间的距离为5cm,点A,C之间的距离为4cm,则四边形ABCD的面积是 4 cm2 .
第8题图
10 cm2
9. 如图,在▱ABCD中,E,F分别是AD,BC上的点,且DE=BF,AC⊥EF. 求证:四边形AECF是菱形.
第9题图
【答案】∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD=BC,AD∥BC. ∵DE=BF,∴AE=CF. ∵AE∥CF,∴四边形AECF是平行四边形.∵AC⊥EF,∴四边形AECF是菱形.
10. 如图,在△ABC中,D是BC的中点,点E,F分别在线段AD及其延长线上,且DE=DF. 下列条件可以使四边形BECF成为菱形的是( D )
A. BE⊥CE B. BF∥CE
C. BE=CF D. AB=AC
第10题图
D
11. 如图,在矩形ABCD中,O为AC的中点,EF过点O且EF⊥AC分别交DC于点F,交AB于点E,G是AE的中点,且∠AOG=30°,则下列结论:①DC=3OG;②OG= BC;③四边形AECF为菱形;④S△AOE= S四边形ABCD。其中正确的是 。(填序号)
12. 在Rt△BDE中,∠BDE=90°,C是BE的中点,过点D作AD∥BE,且AD=BC,连结AE交CD于点F。
(1)求证:四边形ABCD是菱形。
(2)若DB=8,菱形ABCD的面积为40,求BE的长。
【答案】(1)证明:因为AD∥BE,且AD=BC,所以四边形ABCD是平行四边形。因为C是BE边的中点,∠BDE=90°,所以BC=CE=DC,所以平行四边形ABCD是菱形。
(2)因为四边形ABCD是菱形,所以AB=AD=CD=BC,在△ABD和△CDB中, 所以△ABD≌△CDB(SSS),所以S△ABD=S△CDB。因为BC=CE,所以S△BCD=S△CDE= S菱形ABCD= S△BDE,
所以 ×8·DE=40,所以DE=10,所以
BE== =2 。
13. 问题提出(1)如图1,△ABC是等腰三角形,点D,E分别在腰AC,AB上,且BE=CD,连结BD,CE. 若BD=4,则CE的长为 4 .
问题探究
4
(2)如图2,在平行四边形ABCD中,AD=AB,∠DAB=60°,E为线段BD延长线上的一点,连结AE,CE,求证:CE=AE.
问题解决
【答案】(2)如图2,连结AC,∵四边形ABCD是平行四边形,
且AD=AB,∴四边形ABCD是菱形,
∴BD是线段AC的垂直平分线.
∵E为线段BD延长线上的一点,
∴CE=AE.
(3)王叔叔家门前有一块四边形空地ABCD,王叔叔计划用该空地开发一个种植基地,如图3,经测量,AB=300m,AD=480m,BC=140m,CD=400m,并测得∠ABD+∠BDC=90°,请依据相关数据帮王叔叔计算该四边形空地ABCD的面积.
【答案】(3)如图3,作∠ABD=∠A'DB,AB=A'D,连结A'C,∵BD=DB,∴△ABD≌△A'DB,∴A'B=AD=480m,S△ABD=S△A'BD. ∵∠ABD+∠BDC=90°,∴∠A'DB+∠BDC=90°.∵AB=300m,CD=400m,∴A'C= =500(m).∵AD=480m,BC=140m,∴AD2+BC2=250000,∴AD2+BC2=A'C2,即A'B2+BC2=A'C2,∴△BCA'是直角三角形,且∠CBA'=90°,
∴S四边形ABCD=S四边形A'BCD=
×300×400+ ×140×480=93600(m2).
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