摘要:
**基本信息**
聚焦正方形判定与性质,通过17类易错题型系统梳理判定步骤、性质应用及综合问题,提炼解题技巧,强化逻辑推理与几何直观。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|判定类|2题型|先证基础图形再判定,避免条件遗漏|从平行四边形、矩形、菱形过渡到正方形的判定逻辑|
|性质应用类|3题型|利用边角对角线关系计算角度、线段、面积|性质与计算结合,培养空间观念|
|特殊问题类|2题型|折叠找全等,重叠面积用转化|特殊情境下性质的灵活应用|
|性质与判定综合类|5题型|判定与性质衔接,规范推理步骤|判定与性质的综合运用,提升推理能力|
|综合应用类|5题型|动点分类讨论,旋转用全等,最值用模型|与动点、旋转等结合,培养综合解题能力|
内容正文:
专题08正方形易错必刷题型专项训练
本专题汇总正方形章节考试高频、易失分、易混淆经典题型,梳理对应易错扣分关键点,针对性刷题练习,扫清考试易错盲区
题型01.证明四边形是正方形
题型02.添条件使四边形是正方形
题型03.由正方形的性质求角度
题型04.由正方形的性质求线段长
题型05.由正方形的性质求面积
题型06.正方形折叠问题
题型07.求正方形重叠部分面积
题型08.由正方形性质证明
题型09.由正方形性质与判定求角度
题型10.由正方形性质与判定求线段长
题型11.由正方形性质与判定求面积
题型12.由正方形性质与判定证明
题型13.正方形与动点问题
题型14.正方形与最值问题
题型15.正方形与旋转综合
题型16.正方形与坐标系综合
题型17.正方形与中位线综合
易错必刷题型01.证明四边形是正方形
题型特征:结合平行四边形、矩形、菱形条件,完整推导证明正方形,解答题高频考点
易错点:①证明顺序混乱,未先证基础图形直接判定正方形 ②遗漏邻边相等或直角核心条件
1.下列命题正确的是( )
A.对角线互相垂直平分的四边形是正方形
B.对角线相等的平行四边形是正方形
C.对角线互相平分的矩形是正方形
D.对角线相等的菱形是正方形
【答案】D
【分析】利用正方形的判定方法分别判断后即可确定正确的选项.
【详解】解:A、对角线互相垂直平分的四边形是菱形,故原命题错误,不符合题意;
B、对角线相等的平行四边形是矩形,故原命题错误,不符合题意;
C、对角线互相垂直的矩形是正方形,故原命题错误,不符合题意;
D、对角线相等的菱形是正方形,正确,符合题意,
故选:D.
【点睛】此题考查了正方形的判定定理.解题的关键熟练掌握判定定理.
2.如图,菱形的对角线,相交于点,点,同时从点出发在线段上以0.5cm/s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.连接,,,,已知是边长为4cm的等边三角形,当______s时,四边形为正方形.
【答案】4
【分析】由已知条件可得四边形是菱形,当BD=EF时,即为正方形.
【详解】解:∵菱形的对角线,相交于点,点,同时从点出发在线段上以0.5cm/s的速度反向运动,
∴OD=OB,OE=OF,DB⊥EF,
∴四边形是菱形;
∵是边长为4cm的等边三角形,
∴OD=OB=2;
运动后,OE=OF=,
当OB=OE时,四边形为正方形,即,即.
故答案为:4.
【点睛】本题主要考查菱形与正方形的性质与判定,熟练掌握判定方法是解题的关键.
3.如图,在矩形中,的角平分线交于点,于点,于点,与交于点.
(1)求证:四边形是正方形;
(2)若,求证;.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】()先证明四边形是矩形, 再根据角平分线的性质得出,即可求证;
()证明即可求证.
【详解】(1)证明:∵四边形是矩形,
∴ ,
∵于点,
∴ ,
∴四边形是矩形,
∵平分,,,
∴,
∴四边形是正方形;
(2)证明:∵于点,
∴ ,
∵平分,,
又∵,
∴,
∴.
易错必刷题型02.添条件使四边形是正方形
题型特征:已知平行四边形、矩形、菱形,补充单一条件判定正方形,选择填空题常考
易错点:①添加重复无效条件 ②混淆不同图形对应的判定条件
4.已知四边形中,,如果添加一个条件即可推出该四边形是正方形,那么这个条件可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知可得四边形是矩形,结合正方形的判定即可求解.
【详解】解:∵四边形中,,
∴四边形是矩形,
若添加条件,则四边形是正方形,
若添加条件或或,无法推出四边形是正方形,
∴只有B选项符合题意.
5.如图,已知四边形是菱形,、交于点,请你添加一个条件,使菱形成为正方形.你添加的条件是______.
【答案】(答案不唯一)
【分析】本题主要考查正方形的判定,熟练掌握正方形的判定定理是解题的关键.依据正方形的判定定理进行判断即可.
【详解】解:四边形是菱形,
当有一个内角是直角或对角线相等时,菱形为正方形,
当或时,菱形为正方形,
故答案为:或.
6.如图,在中,点O是边上的一个动点,过点O作直线,设交的平分线于点E,交的外角平分线于点F.
(1)求证:;
(2)当点O运动到________时,四边形是矩形.
(3)进行怎样的变化才能使边上存在点O,使矩形是正方形?为什么?
【答案】(1)见解析
(2)当点O在边上运动到中点时,四边形是矩形
(3),详见解析
【分析】本题考查矩形的判定,正方形的判定,熟练掌握相关判定方法是解题的关键:
(1)根据角平分线+平行线模型容易证明,根据等角对等边可得,同理可得,由此即可得出;
(2)当O为中点时,结合(1)可得四边形为平行四边形,然后根据得出矩形;
(3)当时,可得,邻边相等的矩形是正方形.
【详解】(1)证明:∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
同理可得:,
∴.
(2)解:当点O在边上运动到边中点时,四边形是矩形,理由如下,
∵,,
∴四边形是平行四边形,
∵,,,
∴,
∴,即,
∴四边形是矩形,
故答案为:边中点.
(3)解:当的,且O在中点时,四边形是正方形,理由如下,
由(2)得,四边形是矩形,
∵,,平分,平分,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是正方形.
易错必刷题型03.由正方形的性质求角度
题型特征:利用正方形边角、对角线平分角特性,计算相关角度数值
易错点:①忽略对角线平分内角为45° ②角度推导逻辑不清,计算出错
7.如图所示,在正方形中,是上的一点,且,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:在正方形中,平分,
.
,
.
又,
.
8.如图,点E为正方形外一点,且,连接,交于点F,连接,.若,则的度数为_______.
【答案】/70度
【分析】根据正方形性质和已知得,求出 ,由三角形外角的性质得,通过证明得到.
【详解】解:∵四边形是正方形,
∴,,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
,,,
∴
∴.
9.如图,已知正方形是正方形内一点,若,将绕点B顺时针旋转至处,此时点三点在同一直线上.
(1)求的度数;
(2)求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先根据正方形的性质可得,再根据旋转的性质可得,旋转角为,则,然后根据等腰三角形的性质可得,由此即可得;
(2)先根据旋转的性质可得,,再求出,,最后在中,利用勾股定理求解即可得.
【详解】(1)解:∵四边形是正方形,
∴,
∵绕点顺时针旋转至处,
∴,旋转角为,
∴,
∴,
∵点三点在同一直线上,
∴.
(2)解:由(1)已得:,,,,
∴,,,
∴,,
∴在中,.
【点睛】本题考查了正方形的性质、旋转的性质、全等三角形的性质、等腰三角形的性质、勾股定理、二次根式的应用等知识,熟练掌握旋转的性质是解题关键.
易错必刷题型04.由正方形的性质求线段长
题型特征:依据边长、对角线、线段等量关系,求解线段长度
易错点:①记错边长与对角线数量关系 ②误判图形中等量线段
10.如图,已知正方形的边长为2,对角线与相交于点,则的长为( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】此题考查了正方形的性质及勾股定理,熟知正方形的对角线互相垂直且平分是解题的关键.
在中用勾股定理计算出对角线的长,再借助“正方形的对角线互相垂直且平分”求出的长.
【详解】解:是正方形,
,
在中,,
,
由于正方形的对角线互相垂直且平分,
.
故选:B.
11.如图,E、F为正方形内两点,且,连接,若,,,则的长为______.
【答案】
【分析】先根据正方形的性质得到,,再利用勾股定理分别求出中的长和中的长,即可得,,进而证明,得到,,再结合直角三角形两锐角互余的性质,利用余角性质得,,即可证明,得到、的长度和,进而推出,然后计算出和的长度,最后在中用勾股定理求出的长,从而确定答案.
【详解】解:如图,延长交于点,
∵四边形是正方形,
∴,,
∴,,
在中,由勾股定理:,
在中,由勾股定理:,
∵,,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,,,
∴,
,,
在中,.
12.如图,在正方形中,点E,F分别在,上,交于点O,且.
(1)判断和的关系,并证明;
(2)若为的中点,,求的长.
【答案】(1),,证明见解析
(2)
【分析】(1)根据正方形的性质证明即可;
(2)先由勾股定理求解,再由直角三角形斜边中线的性质求解即可.
【详解】(1)解:,
证明:∵正方形
∴,
∵
∴
∴,
∵
∴
∴;
(2)解:∵
∴
∵四边形是正方形,
∴,
∴
∵,为的中点,
∴.
易错必刷题型05.由正方形的性质求面积
题型特征:运用边长、对角线两种公式,计算正方形整体或局部面积
易错点:①混用面积计算公式 ②分割图形后面积拆分计算失误
13.如图1,将正方形 沿线段剪开,再把得到的四个四边形按如图所示的方式拼接成一个四边形.若图中正方形的边长为,,则图中正方形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了正方形的性质,根据正方形的性质可得,即可得图中正方形的边长为,进而即可求解,掌握正方形的性质是解题的关键.
【详解】解:∵正方形的边长为,,
∴,
∴图中正方形的边长为,
∴图中正方形的面积为,
故选:.
14.如图,正方形和正方形的对称中心都是点,其边长分别是8和6,则图中阴影部分的面积是______.
【答案】7
【分析】本题考查了中心对称,正方形的性质,掌握关于中心对称图形的性质是解题的关键.连接,根据中心对称的定义可知,阴影的面积等于两个正方形面积差的四分之一.
【详解】解:连接,,
∵正方形的边长为8和正方形的边长为6,
∴正方形的面积为64,正方形的面积为36,
∵正方形和正方形的对称中心都是点,
∴.
故答案为:7.
15.如图,已知正方形的边长为16,,点为正方形边上的动点,动点从点出发,沿着运动到点时停止,设点经过的路程为的面积为.
(1)当时,______;
(2)当点在边上运动时,______;
(3)若点是边上一点且,连接,是否存在一点,使得与全等?若存在,求出此时的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)32
(2)128
(3)存在, 的值为10或38
【分析】此题属于四边形的综合题.考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质、三角形面积公式.注意掌握分类讨论思想的应用是解此题的关键.
(1)由,可得,然后由,求得答案;
(2)直接由,求得答案;
(3)分两种情况,当点在边或边上运动时,分别画出图形,由全等三角形的性质列出关于的方程求解即可.
【详解】(1)解: ,,,
;
故答案为:32;
(2)解:点在边上运动,
;
故答案为:128;
(3)解:当点在边或边上运动时,存在一点,使得与全等.
如图4,当点在上时,,
,
,
.
如图5,当点在上时,,
,
.
综上所述,或38时,使得与全等.
易错必刷题型06.正方形折叠问题
题型特征:以正方形为载体沿直线折叠,求解角度、线段、面积相关问题
易错点:①无法找准折叠前后相等边角 ②不会结合勾股定理列式计算
16.如图,已知正方形的边长为2,将正方形沿直线+折叠,则图形中阴影部分的周长为( )
A.8 B.4 C.8 D.6
【答案】C
【分析】由图形翻折变换的性质可知,,,由阴影部分的周长即可得出结论.
【详解】解:如图:
由翻折变换的性质可知,,,
阴影部分的周长.
故选:C.
【点睛】本题考查的是折叠变换的性质,即折叠是一种对称变换,属于轴对称,折叠前后图形的形状和大小不变,位置变化,对应边和对应角相等.
17.如图,已知正方形的边长为4,E是边延长线上一点,是边上一点,将沿翻折,如果点的对应点恰落在边上,连接交折痕于点H,若,则的值为______.
【答案】2
【分析】本题主要考查了正方形与折叠问题,全等三角形的性质与判定,勾股定理,由折叠的性质可得,则可证明,得到,导角证明,则,据此利用勾股定理可求出答案.
【详解】解:∵正方形的边长为4,
∴,,
由折叠的性质可得,,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
在中,由勾股定理得,
故答案为:;
18.如图,在正方形中,点为上一点,连接,把沿折叠得到,延长交于点,连接.
(1)求证;
(2)如图,若正方形边长为,点为的中点,连接,求线段的长;
(3)在()的条件下求出的面积.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【分析】()由正方形得,,由折叠的性质得,,即可得,,进而利用即可求证;
()由正方形的边长为得,进而由折叠得,又由得,设,则,,在中,利用勾股定理求出即可求解;
()求出,再根据即可求解.
【详解】(1)证明:∵四边形是正方形,
∴,,
由折叠可得,,,
∴,,
在和,
,
∴;
(2)解:∵正方形边长为,
∴,
∵点为的中点,
∴,
由折叠可得,,
∵,
∴,
设,则,,
在中,,
∴,
解得,
∴;
(3)解:∵,
∴,,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了正方形的性质,折叠的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,三角形的面积,掌握正方形和折叠的性质是解题的关键.
易错必刷题型07.求正方形重叠部分面积
题型特征:两个正方形交错重叠,求解重叠区域面积大小
易错点:①不会利用全等转化面积 ②误用整体减空白的计算思路
19.如图,三个边长为的正方形按如图所示的方式重叠在一起,点O是其中一个正方形的中心,则重叠部分(阴影)的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查正方形的性质,全等三角形的判定与性质,连接,,由正方形的性质可得,证明可得,进而可求解.
【详解】解:连接,,
由题意知:四边形,四边形都是正方形,
,,,,
,
在和中,
,
,
,
,
.
故选:B.
20.现有①②③三种不同的矩形木板(边长如图(1)所示),取①②③木板各一块,按如图(2)所示的方式摆放(木板②③无重叠,无缝隙),则木板①没有被覆盖的面积为________;在图(2)摆放的基础上再放置一块木板②,如图(3)所示,则此时的木板①没有被覆盖的面积为________.
【答案】
【分析】此题考查正方形的性质,整式的混合运算,掌握基本平面图形的面积计算方法是解决问题的关键.
图(2)木板①没有被覆盖的是长为,宽为的矩形,利用矩形的面积公式直接求解即可;图(3)木板①没有被覆盖的部分可以用长为,宽为的矩形面积减去长为,宽为的矩形,化简后合并同类项即可.
【详解】解:图(2)木板①没有被覆盖的面积为,
图(3)木板①没有被覆盖的面积为,
故答案为:,.
21.实践探究:
(1)如图①,把一个长方形的纸片对折两次,然后剪下一个角,要得到一个正方形.剪口与折痕应成___________度的角.
知识应用:
(2)小明按照以上方法剪出两个边长为1的全等正方形,把正方形绕正方形的中心点转动的过程中,如图②所示摆放,求证.
拓展延伸
(3)小明把2024个边长为1的全等正方形重叠在一起,如图③……分别是正方形的中心,请直接写出正方形重叠阴影部分的面积.
【答案】(1)45;(2)见解析;(3)
【分析】本题考查了正方形的性质与判定,全等三角形的判定和性质.
(1)根据翻折变换的性质及正方形的判定进行分析从而得到最后答案;
(2)由正方形的性质得,,然后证明可证明结论成立;
(3)由(2)可得,进而可求出2024个边长为1的全等正方形重叠在一起阴影部分的面积.
【详解】解:(1)一张长方形纸片对折两次后,剪下一个角,是菱形,而出现的四边形的两条对角线分别是两组对角的平分线,
所以当剪口线与折痕成角,菱形就变成了正方形.
故答案为:45;
(2)证明:在正方形和正方形中,
,,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)由(2)可知,,
∴,
∴,
∵2024个边长为1的全等正方形重叠在一起,
∴正方形重叠阴影部分的面积为:
易错必刷题型08.由正方形性质证明
题型特征:直接运用正方形基础性质,证明线段相等、角度相等
易错点:①性质套用生硬,缺少推理步骤 ②错用菱形、矩形性质替代正方形性质
22.如图,为正方形中边上一点,为对角线,连接,交于点,若,则的度数为( )
A. B.° C.° D.
【答案】B
【分析】本题考查了正方形的性质;根据正方形的性质可得,,则,进而根据三角形的外角的性质,即可求解.
【详解】解:∵为正方形的对角线,
∴,,
∵,
∴,
∴,
故选:B.
23.如图,在正方形中,E,F分别是,边上的点,.设,,则的面积为______________.(结果用含a,b的代数式表示)
【答案】
【分析】延长至点,使,连接,利用正方形的性质和全等三角形的判定与性质证明,从而得出,设,,利用勾股定理和完全平方公式建立关于的方程组,求出的值即可求解.
【详解】解:如图,延长至点,使,连接,
四边形是正方形,
,,
,
在和中
,
,
,
,
,
,
,
在和中
,
,
,
,
,
设,,
,
,,
,
,
,
在中,由勾股定理得
,
,
,
,
,
,
.
24.如图,在正方形中,点G,E 分别在上,,相交于点F.
(1)求证:;
(2)当点E是的中点时,求证:.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)证明,可得,即可求证;
(2)延长,交于点H,证明,可得,再由直角三角形的性质可得,即可求证.
【详解】(1)证明:∵四边形为正方形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
即;
(2)证明:如图,延长,交于点H,
∵四边形为正方形,
∴,
∴
∵点E是的中点,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
易错必刷题型09.由正方形性质与判定求角度
题型特征:先判定正方形,再结合性质推导计算角度
易错点:①判定步骤缺失直接用性质 ②复杂图形中角度关系梳理混乱
25.如图,是正方形对角线上一点,连接,,并延长交于点.若,求的度数.
【答案】65°
【分析】先证明求得,再根据三角形外角的性质求得的度数.
【详解】解:∵四边形是正方形,
∴,,
,
在和中,
,
∴;
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
【点睛】本题考查了正方形的性质,三角形内角和及外角和的性质,三角形全等的判定,熟悉三角形的外角性质是解题的关键.
26.如图,在一正方形中,E为对角线上一点,连接、.
(1)求证:.
(2)延长交于点F,若.求的度数.
【答案】(1)见解析;(2)60°
【分析】(1)由正方形的性质得出CD=CB,∠DCA=∠BCA,根据SAS即可得出结论;
(2)设∠FDE=∠FED=x,表示出∠AEF=∠BEC=∠DEC=135°-2x,利用平角的定义列出方程,求出x值即可得到∠AFE.
【详解】解:(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴CD=CB,∠DCA=∠BCA=45°,
在△BEC和△DEC中,
,
∴△BEC≌△DEC(SAS);
(2)∵FD=FE,
∴设∠FDE=∠FED=x,则∠AFE=2x,
∵四边形ABCD是正方形
∴∠AEF=∠BEC=180°-2x-45°=135°-2x,
∵△BEC≌△DEC,
∴∠BEC=∠DEC=135°-2x,
∴∠AEF+∠DEF+∠DEC=180°,即135°-2x+x+135°-2x=180°,
解得:x=30,
∴∠AFE=60°.
【点睛】本题考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质、三角形外角的性质、三角形的内角和定理、对顶角相等等知识;熟练掌握全等三角形的判定与性质、三角形的内角和定理是解题的关键.
27.如图,已知在菱形中,点为对角线上一点,连结,过点作,与交于点,.
(1)求证:;
(2)求证:.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)通过证明和全等得到、,结合推出,进而证得;
(2)利用菱形性质、全等三角形判定与性质,结合等腰三角形三线合一、矩形及正方形的判定,推导得出.
【详解】(1)解:∵四边形是菱形,是对角线,
∴,.
在和中,
,
∴(),
∴,
又∵,
∴,
∴;
(2)解:∵四边形是菱形,是对角线,
∴,.
在和中,
,
∴(),
∴.
又∵,
∴,
∴是等腰三角形.
过点作于,交于,
∴(等腰三角形三线合一).
∵四边形是菱形,,,
∴,
∴,
∵,,
∴
∵是菱形对角线,
∴,
又∵,,
∴(),
∴,
∴.
又∵,
∴.
∵四边形是菱形,
∴菱形是正方形,
∴.
【点睛】本题主要考查了菱形的性质、全等三角形的判定与性质、等腰三角形的性质、正方形的判定,熟练掌握菱形的性质及全等三角形的判定方法是解题的关键.
易错必刷题型10.由正方形性质与判定求线段长
题型特征:先判定正方形,再求解各类线段长度
易错点:①判定依据不充分 ②线段之间等量关系判断错误
28.如图,点E是正方形对角线上一点,过E作交于F,连接,若,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】过点E作于点H,证明四边形是正方形,可得,在中,由勾股定理可得,进而可求得正方形的边长,再根据勾股定理可求解.
【详解】解:过点E作EH⊥BC于点H,
∵四边形ABCD是正方形,
∴,,,
∵,
∴,
∴四边形是矩形,
∵,,
∴,
∴四边形是正方形,
∴,
∴,
,
,
∴,
,
,
∴,
故选:D.
【点睛】本题考查了正方形的判定及性质,勾股定理的应用,熟练掌握正方形的判定及性质,正确作出辅助线利用勾股定理是解题的关键.
29.如图,是等腰直角三角形,,是的中点,连接并延长至,使得,连接和.以点为圆心,的长为半径画弧交于点;分别以点、为圆心,大于的长为半径画弧,两弧交于点;作射线交于点,连接若,_________.
【答案】2
【分析】根据平行四边形的性质得到四边形是平行四边形,根据矩形的判定定理得到四边形是矩形,根据正方形的判定定理得到四边形是正方形,求得,得到,求得,根据全等三角形的性质得到,根据等腰直角三角形的性质即可得到结论.
【详解】解:∵O是的中点,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴四边形是矩形,
∵,
∴四边形是正方形,
∴,
∴,
∵,
∴,
由作图知,平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
故答案为:2.
【点睛】本题考查了作图基本作图,全等三角形的判定和性质,正方形的判定和性质,角平分线的定义,等腰直角三角形的判定和性质,熟练掌握正方形的性质,全等三角形的判定和性质是解题的关键.
30.如图,中,外角的平分线交于点A,过点A分别作直线的垂线,B,D为垂足.
(1)求的度数;
(2)①求证:四边形是正方形;
②若,求的值.
【答案】(1)
(2)①见解析;②128
【分析】(1)先推导出,然后根据角平分线的定义得到,结合三角形内角和定理,即可解答;
(2)①过点A作于G,推导出,得到四边形为矩形,然后根据角平分线性质定理推导出,即可证得结论;
②由①得四边形为正方形,推导出,得到,同理可得,再根据勾股定理,得到,化简得,然后展开式子,即可解答.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴,
∵平分平分,
∴, ,
∴,
∴;
(2)①证明:过点A作于G,
则,
∵,
∴,
∴四边形为矩形,
∵外角平分线交于点A,
∴,
∴,
∴四边形为正方形
②解:如图
由①得四边形为正方形
∴,
∵,,
∴,
∴,
同理可得,
∴,,
∵,
∴,
化简,得,
∴.
易错必刷题型11.由正方形性质与判定求面积
题型特征:判定图形为正方形后,计算整体或局部面积
易错点:①判定失误导致公式用错 ②不规则面积拆分方法错误
31.如图,将边长为2cm的菱形沿边所在的直线翻折得到四边形.若,则四边形的面积为______.
【答案】4
【分析】直接利用翻折变换的性质再结合等边三角形的判定方法得出的长,再证明出四边形是正方形,进而求出答案.
【详解】解:∵将边长为2cm的菱形沿边所在的直线翻折得到四边形,
∴,,,
,
∴是等边三角形,
∴,
同理可得:,
∵四边形,是菱形,
∴,
∴,
∴四边形是菱形,
∵,,
∴,
∴四边形是正方形,
∴四边形的面积为.
故答案为:4.
【点睛】本题考查菱形的性质,翻折变换的性质等知识,准确判断四边形是正方形是解题关键.
32.如图,点为正方形的对角线的中点,在中,两直角边,分别交,于点,.若正方形的边长为,则重叠部分四边形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】过点作于点于点,证明,得到计算即可.
【详解】解:过点作于点于点,
∵四边形是正方形,
∴平分,
∴,
∴四边形是正方形,
,
,
,
,
,
,
.
33.如图,在正方形中,点分别在边上,是等边三角形,连接交于点.
(1)求证:.
(2)①______;
②求证:.
(3)求证:.
【答案】(1)详见解析
(2)①15°;②详见解析
(3)详见解析
【分析】(1)由正方形的性质和等边三角形的性质可证明,从而得出;
(2)①;②首先证明,由,可以得出垂直平分;
(3)设,表示出与,利用三角形的面积公式分别表示出和再通过比较大小就可以得出结.
【详解】(1)证明:四边形是正方形,
,
是等边三角形,
,
在和中,
,
.
(2)①;
故答案为:;
②证明:
,即,
垂直平分,
即.
(3)设,由勾股定理得,
,
,
,
.
【点睛】本题考查了正方形的性质的运用,全等三角形的判定及性质的运用,勾股定理的运用,等边三角形的性质的运用,三角形的面积公式的运用,解答本题时运用勾股定理的性质解题时关键.
易错必刷题型12.由正方形性质与判定证明
题型特征:综合判定与性质,完成几何证明类题型
易错点:①判定与性质衔接逻辑断裂 ②全等证明条件搜集不全
34.如图,正方形中,点是边的中点,,交于点,、交于点,则下列结论:①;②;③;④.其中正确的是( )
A.①③ B.①②③④ C.①②③ D.①③
【答案】B
【分析】根据正方形的性质,可证,,,,由此即可求解.
【详解】解:正方形中,点是边的中点,
∴,,,
∴,
∴,故结论①正确;
∵,,为公共边,
∴,
∴,
∵,
∴,故结论②正确;
∵与是等底等高的两个三角形,
∴与的面积相等,,即,
∵,,
∴,故结论③正确;
由结论①,②可知,,
∵,
∴,
∴.故结论④正确.
综上所述,正确的有①②③④.
故选:.
【点睛】本题主要考查正方形的性质,三角形全等的判断和性质,等底等高的两个三角形面积相等知识的综合,掌握正方形的性质,三角形全等的判断和性质是解题的关键.
35.如图,四边形为正方形,点E为对角线上一点,连接,过点E作 交边于点 F,以为邻边作矩形,连接.若,则_____.
【答案】
【分析】本题考查了正方形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,掌握以上知识,证明是解题的关键.
根据正方形,矩形,等腰直角三角形的性质得到,,如图所示,过点作于点,于点,可证矩形是正方形,矩形是正方形,从而得到,由此即可求解.
【详解】解:∵四边形是正方形,是正方形的对角线,
∴,,,
∴,
∵,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∴,
如图所示,过点作于点,于点,
∴,
∴四边形是矩形,则,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴矩形是正方形,
∴,
∴,
∴,
∴矩形是正方形,
∴,
在中,
,
∴,
∴,
故答案为: .
36.如图,在正方形中,,E为对角线上一动点,连接,过点作交于点,以,为邻边作矩形,连接.
(1)求证:矩形是正方形;
(2)探究之间的数量关系,直接作答无需证明.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)过点E作于点,于点,先根据角平分线的性质得到,然后证明四边形是矩形,得到,从而得到,然后证明得到,即可证明矩形是正方形;
(2)证明得,进而推出,由此利用勾股定理求解即可.
【详解】(1)证明:如图所示,过点E作于点,于点,
∴,
∵四边形是正方形,
,
∵,,
.
∵,
∴四边形是矩形.
.
∵
.
.
.
.
∴矩形是正方形;
(2)解:.
证明:∵四边形是正方形,四边形是正方形,
,,.
.
,
∴,
在中,由勾股定理得,
∴.
易错必刷题型13.正方形与动点问题
题型特征:正方形边上存在运动点,探究线段、角度、图形变化
易错点:①未分类讨论动点位置 ②忽略运动范围限制条件
37.如图,正方形的边长为1,是对角线上一动点,于点,于点,连接,给出四种情况:①若为的中点,则四边形是正方形;②点在运动过程中,始终满足;③点在运动过程中,的值为定值1;④点在运动过程中,线段的最小值为.其中正确的有___.
【答案】①②③④
【分析】①先证得四边形是矩形,再证得是正方形;
②由,可知,由,可知,从而有;
③由,,即可得,
④,当时,最小,即最小,由的面积可得的最小值为.
【详解】解:①∵正方形的边长为1,是对角线上一动点,
∴,,,
∵于点,于点,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,,
∴,,
∵为的中点,
∴,
∴,
∴四边形是正方形,故①正确;
②如下图,四边形是矩形,连接,,
在与中,
,
∴,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,,
在与中,
,
∴,
∴,
∴,故②正确;
③∵,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,故③正确;
④∵,
∴最小时,最小,
∴当时,最小,
在中,,
∵,
∴,
∴,故④正确.
38.如图,,是正方形的边的三等分点,是对角线上的动点,当取得最小值时,的值是( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先根据正方形的性质设,并用勾股定理求出的值,再根据,是正方形的边的三等分点,求出的值,然后在上取一点,且,连接、,连接,且与交于点,当三点共线,有最小值,即有最小值,即与重合,再过点分别作交于点,交于点,接着运用等面积法求出的值,结合勾股定理求出的值,最后求出的值,进行比较即可.
【详解】∵正方形,为对角线,
∴,,,
∴与关于对称,
设
∵在中,,,
∴根据勾股定理,,
∵,是正方形的边的三等分点,
∴,,
在上取一点,且,连接、、,连接,且与交于点,
∵,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴当三点共线,有最小值,即有最小值,即与重合,
如图,过点分别作交于点,交于点,
∵,,,
∴,
∵,
又∵
,
∴,即,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵在中,,,
∴根据勾股定理,,
∴,
∴.
39.在一次数学活动课上,老师提出这样一个问题:如图①,正方形中,E是上一动点,过点E作,交正方形的外角的平分线于点F.求证:,小明的证明思路如下:
如图,在上截取,连接.
则易得,,________,
∴,∴.
(1)补全小明的证明思路,横线处应填________;
(2)如图②,过点F作,交的延长线于点G,以为斜边向右作等腰直角三角形,点H在射线上,求证:;
(3)在(2)的条件下,若,,求线段的长.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【分析】(1)利用等角的余角相等可得结论;
(2)在上截取,连接.则,证明可得;
(3)证明是等腰直角三角形得,再根据全等三角形的性质得到,进而可得,利用勾股定理求得,利用等腰直角三角形得到,进而可求解.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
故横线处应填;
(2)证明:在上截取,连接,
则,
∴,
∵正方形,平分正方形的外角,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵是等腰直角三角形,
∴,
∴,即,
∴,
∴;
(3)解:∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,,
∴.
∵,
∴,
∵正方形,,
∴,
∴,
由(1)可知,
∴,
∴,
∵是等腰直角三角形,
∴,
∴.
易错必刷题型14.正方形与最值问题
题型特征:依托正方形结构,求解线段最短、长度最值类题型
易错点:①不会运用将军饮马模型 ②找不准最值对应临界位置
40.如图,已知正方形的边长为8,P是对角线上一点,于点E,于点F,连接,,则的最小值为____.
【答案】
【分析】连接,由正方形可得,,再可得四边形是矩形,则的最小值即为的最小值,当时,最短,利用等面积法求出即可.
【详解】解:如图,连接,
∵正方形的边长为8,
∴,,
∵,,
∴四边形是矩形,
∴,
∴的最小值即为的最小值,
∵P是对角线上一点,
∴当时,最短,此时,
∴,
∴的最小值为.
41.如图,正方形的边长为,点在边上,且,点是对角线上一动点,则线段的最小值为( )
A.12 B.16 C.20 D.24
【答案】C
【分析】连接、,根据对称性可得,当、、在一条直线上时,最小,进而勾股定理求得,即可求解.
【详解】解:如图,连接、.
四边形是正方形,
、关于对称,
,
,
当、、在一条直线上时,最小.
在中,,
.
42.【问题原型】
如图1,在正方形中,.求证:.
【问题应用】
如图,在正方形中,,、分别是边、上的点,且.
(1)如图2,连接、交于点,为的中点,连接,.当为的中点时,四边形的面积为 ;
(2)如图3,连接、,当点在边上运动时,的最小值为 .
【答案】[问题原型]见解析;[问题应用](1);(2)
【分析】此题重点考查正方形的性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理、将军饮马问题,此题综合性强,正确地作出所需要的辅助线是解题的关键.
[问题原型]证明即可;
[问题应用](1)先证,得,求证,由,,求得,则可得,即可由得解;
(2)连接,可证明,得,则,延长到点,使,连接、,则,则,当、、共线时最小,求解即可.
【详解】解:[问题原型]证明:如图,设与交于点,
四边形是正方形,
,,
,
,
,
在和中,
,
,
.
[问题应用](1)解:四边形是正方形,,
,,
,为的中点,
,
,
在和中,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
解得:,
为的中点,
,
,
故答案为:.
(2)解:如图,连接,
,,,
在和中,
,
,
,
,
延长到点,使,则,垂直平分,
连接、,则,
,,
,
,
的最小值是,
故答案为:.
易错必刷题型15.正方形与旋转综合
题型特征:正方形绕顶点旋转,结合全等求解边角与面积
易错点:①分不清旋转对应边角 ②不会利用90°旋转特殊性质
43.如图,为正方形的对角线,将绕点C旋转,与的延长线交于点E,连接,则______.
【答案】
【分析】先由正方形性质得到,再由旋转可得,结合等边对等角得到,最后根据求解.
【详解】解:∵为正方形的对角线,
∴,
由旋转可得,
∴,
∴.
44.如图,四边形是边长为2的正方形,动点E在边上,连接,将绕点E顺时针旋转至,连接,则的最小值是( )
A.4 B. C.5 D.
【答案】B
【分析】过点作的垂线交延长线于点,并在延长线上取点,使得,连接,连接,证明,进而证明是等腰直角三角形,得到,再证明,推出,当点在线段上时,有最小值,最小值为的长,利用勾股定理求出即可得到结果.
【详解】解:过点作的垂线交延长线于点,并在延长线上取点,使得,连接,连接,
∵四边形是边长为2的正方形,
∴,,
由旋转性质得,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
当点在线段上时,有最小值,最小值为的长,
在中,,,
∴,
∴的最小值为.
45.如图(),点,分别在正方形的边,上,,连接.试猜想之间的数量关系.
【思路梳理】数学课上小明和小红同学都对这个问题进行了探究,并向同学们阐述了自己的证明思路
小明同学:如图()把绕点逆时针旋转至.可使与重合,由,得,即点,,共线,从而证明出,故得出了之间的数量关系;小红同学:如图()延长,并在的延长线上截取,从而证明出,故得出了之间的数量关系;
(1)请你选择一名同学的解题思路,得出之间的数量关系;
【类比引申】
(2)如图(),在四边形中,,,,点,分别在边,上,且,试猜想之间的数量关系,并给出证明.
【联想拓展】
(3)如图(),在中,,,点均在边上,且,试猜想满足的等量关系,并写出推理过程.
【答案】(1)见解析;
(2),见解析;
(3),见解析.
【分析】()小明同学:把绕点逆时针旋转至,然后证明,则有,从而得出;小红同学:延长,并在的延长线上截取,证明,所以,然后证明,则有,从而得出;
()把绕点逆时针旋转至,所以,,,,然后证明,所以,从而得出;
()把绕点逆时针旋转至,所以,,,,然后证明,所以,再通过勾股定理得,则.
【详解】(1)解:小明同学:如图()把绕点逆时针旋转至,
∴,,,,
∵四边形是正方形,
∴,
,
∴,即点,,共线,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
小红同学:如图()延长,并在的延长线上截取,
∵四边形是正方形,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴;
(2)解:,
证明:如图()把绕点逆时针旋转至,
∴,,,,
∵,
∴,
∴,即点,,共线,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)解:,
如图(),把绕点逆时针旋转至,
∴,,,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
在中,,
∴.
易错必刷题型16.正方形与坐标系综合
题型特征:平面直角坐标系内给出正方形,求坐标、边长、面积
易错点:①坐标正负符号判断错误 ②边长与横纵坐标距离混淆
46.如图,正方形,点的坐标为,则点的坐标为_____.
【答案】
【分析】通过作辅助线构造“一线三直角”模型,证明 ,利用对应边相等求出点相对于点的水平和竖直距离,进而求得点的坐标.
【详解】解:如图所示:过点作轴于,过点作 轴于,过点作 于
则,
∴
四边形是正方形,
,.
.
.
在和中,
,
.
,.
点的坐标是 ,
,.
,.
点在点的右侧,
点的横坐标为.
点在点的下方,
点的纵坐标为.
.
47.如图,平面直角坐标系中,正方形的顶点O为原点,点,对角线的交点为M,作以下操作:①以点C为圆心,任意长为半径作弧,分别交,于点E,F;②分别以点E,F为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧交于点G;③作射线,交于点D,交于点H.则点D的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】过点作于点,根据正方形性质证明为等腰直角三角形,得到,再利用角平分线的性质及全等三角形证明,从而求出的长,即可得到点的坐标
【详解】解:如图,过点作于点,
则,
∵四边形是正方形,点,
∴,,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
由作图可知:平分,
∵,,
∴,
在和中
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴点的坐标为.
48.如图,直线与轴、轴分别交于,两点,以线段为边在第一象限内作正方形.若点为轴上一动点,求当的长最小时点的坐标.
【答案】
【分析】先求直线与坐标轴交点坐标,作垂线构造直角三角形,利用正方形性质证全等,求出D、C.作D关于x轴对称点,连接,求直线解析式,令,算出值,即得点坐标.
【详解】解: 直线 交轴于点,交轴于点
当时,,
∴
当时,,
解得,
∴
过点作轴于点,过点作轴于点.
四边形是正方形
,
又
在和中
,
同理可证
,
作点关于轴的对称点,连接,与轴交点即为所求点.
设直线解析式为,
把,代入得:
解得
直线解析式为
令,则,
解得
.
易错必刷题型17.正方形与中位线综合
题型特征:正方形内取中点连线,运用中位线定理解题
易错点:①误判中位线适用条件 ②记错中位线长度比例关系
49.如图,在一个边长是8的正方形中,点E,F分别是边,的中点,连接和,点G,H分别是,的中点,连接,,则的长为______.
【答案】
【分析】连接并延长交于点,连接,由正方形的性质可得,,,再证明,得出,,证明为的中位线,得出,由勾股定理可得,即可得出结果.
【详解】解:如图,连接并延长交于点,连接,
,
∵四边形是正方形,
∴,,,
∴,
∵点E,F分别是边,的中点,
∴,,
∵为的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∵为的中点,
∴为的中位线,
∴,
∵,
∴,
∴.
50.正方形,正方形如图放置,,相交于点P,Q为边上一点,且,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】如图,连接,取的中点O,连接,延长至E,使,连接,,利用等腰直角三角形性质可得 ,由,可得,,利用勾股定理可得,再由三角形中位线定理可得,再证得,进而得出是的中线,即,由,即可求得答案.
【详解】解:如图,连接,取的中点O,连接,延长至E,使,连接,,
∵四边形、是正方形,,
∴,,,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,即Q是的中点,
又∵点O是的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵点O是的中点,
∴,
在中,,
∴的最大值为.
51.如图,在正方形中,,为边上的两个点,点为线段的中点,点关于的对称点为,的延长线交于点.设.
(1)若,求的度数;
(2)请用表示,并说明理由;
(3)若,请探究与的数量关系.
【答案】(1)
(2)
(3),理由见解析
【分析】(1)根据轴对称的性质得到垂直平分,结合中点条件推出,进而得到,再利用直角三角形两锐角互余求出的度数.
(2)连接,由轴对称和正方形的性质证得,得到等腰,再通过角度关系推导与的关系.
(3)令交于点,取的中点,的中点,连接,,,过点作,垂足为,利用中点性质、垂线段最短证明,再证和,结合线段等量关系推导出与的数量关系.
【详解】(1)解:令交于O,
∵点关于的对称点为,
∴垂直平分.
∴,.
∵为的中点,
∴.
∴,
∴.
∵,
∴.
(2)解:连接,
∵四边形是正方形,
∴,.
∵点关于的对称点为,
∴.
∴.
∴是等腰三角形.
由(1)得,
∴,
∵,
∴,
由轴对称性质得,
∴.
∴.
∵,
∴在中,,
∴.
∵,
∴,
∴.
(3)解:,理由如下:
令交于点,取的中点,的中点,连接,,,过点作,垂足为.
∵是的中点,
∴.
∵,
∴.
∵,为的中点,
∴.
∵,
∴.
∵四边形是正方形,
∴,,
∴,
∵,,,
∴.
∴.
∵,
∴,
∵,
∴,
∴点与点重合.
∵,
∴.
∴,
∵,
∴即,
∵为中点,为中点,
∴是的中位线.
∴.
∴.
由(1)得,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
又∵,,.
∴.
∴.
∵为的中点,
∴.
∴.
∵,,,
∵,
∴.
∵,
∵,.
∴.
∴.
试卷第1页,共3页
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专题08正方形易错必刷题型专项训练
本专题汇总正方形章节考试高频、易失分、易混淆经典题型,梳理对应易错扣分关键点,针对性刷题练习,扫清考试易错盲区
题型01.证明四边形是正方形
题型02.添条件使四边形是正方形
题型03.由正方形的性质求角度
题型04.由正方形的性质求线段长
题型05.由正方形的性质求面积
题型06.正方形折叠问题
题型07.求正方形重叠部分面积
题型08.由正方形性质证明
题型09.由正方形性质与判定求角度
题型10.由正方形性质与判定求线段长
题型11.由正方形性质与判定求面积
题型12.由正方形性质与判定证明
题型13.正方形与动点问题
题型14.正方形与最值问题
题型15.正方形与旋转综合
题型16.正方形与坐标系综合
题型17.正方形与中位线综合
易错必刷题型01.证明四边形是正方形
题型特征:结合平行四边形、矩形、菱形条件,完整推导证明正方形,解答题高频考点
易错点:①证明顺序混乱,未先证基础图形直接判定正方形 ②遗漏邻边相等或直角核心条件
1.下列命题正确的是( )
A.对角线互相垂直平分的四边形是正方形
B.对角线相等的平行四边形是正方形
C.对角线互相平分的矩形是正方形
D.对角线相等的菱形是正方形
2.如图,菱形的对角线,相交于点,点,同时从点出发在线段上以0.5cm/s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.连接,,,,已知是边长为4cm的等边三角形,当______s时,四边形为正方形.
3.如图,在矩形中,的角平分线交于点,于点,于点,与交于点.
(1)求证:四边形是正方形;
(2)若,求证;.
易错必刷题型02.添条件使四边形是正方形
题型特征:已知平行四边形、矩形、菱形,补充单一条件判定正方形,选择填空题常考
易错点:①添加重复无效条件 ②混淆不同图形对应的判定条件
4.已知四边形中,,如果添加一个条件即可推出该四边形是正方形,那么这个条件可以是( )
A. B. C. D.
5.如图,已知四边形是菱形,、交于点,请你添加一个条件,使菱形成为正方形.你添加的条件是______.
6.如图,在中,点O是边上的一个动点,过点O作直线,设交的平分线于点E,交的外角平分线于点F.
(1)求证:;
(2)当点O运动到________时,四边形是矩形.
(3)进行怎样的变化才能使边上存在点O,使矩形是正方形?为什么?
易错必刷题型03.由正方形的性质求角度
题型特征:利用正方形边角、对角线平分角特性,计算相关角度数值
易错点:①忽略对角线平分内角为45° ②角度推导逻辑不清,计算出错
7.如图所示,在正方形中,是上的一点,且,则的度数是( )
A. B. C. D.
8.如图,点E为正方形外一点,且,连接,交于点F,连接,.若,则的度数为_______.
9.如图,已知正方形是正方形内一点,若,将绕点B顺时针旋转至处,此时点三点在同一直线上.
(1)求的度数;
(2)求的长.
易错必刷题型04.由正方形的性质求线段长
题型特征:依据边长、对角线、线段等量关系,求解线段长度
易错点:①记错边长与对角线数量关系 ②误判图形中等量线段
10.如图,已知正方形的边长为2,对角线与相交于点,则的长为( )
A.1 B. C. D.
11.如图,E、F为正方形内两点,且,连接,若,,,则的长为______.
12.如图,在正方形中,点E,F分别在,上,交于点O,且.
(1)判断和的关系,并证明;
(2)若为的中点,,求的长.
易错必刷题型05.由正方形的性质求面积
题型特征:运用边长、对角线两种公式,计算正方形整体或局部面积
易错点:①混用面积计算公式 ②分割图形后面积拆分计算失误
13.如图1,将正方形 沿线段剪开,再把得到的四个四边形按如图所示的方式拼接成一个四边形.若图中正方形的边长为,,则图中正方形的面积为( )
A. B. C. D.
14.如图,正方形和正方形的对称中心都是点,其边长分别是8和6,则图中阴影部分的面积是______.
15.如图,已知正方形的边长为16,,点为正方形边上的动点,动点从点出发,沿着运动到点时停止,设点经过的路程为的面积为.
(1)当时,______;
(2)当点在边上运动时,______;
(3)若点是边上一点且,连接,是否存在一点,使得与全等?若存在,求出此时的值;若不存在,请说明理由.
易错必刷题型06.正方形折叠问题
题型特征:以正方形为载体沿直线折叠,求解角度、线段、面积相关问题
易错点:①无法找准折叠前后相等边角 ②不会结合勾股定理列式计算
16.如图,已知正方形的边长为2,将正方形沿直线+折叠,则图形中阴影部分的周长为( )
A.8 B.4 C.8 D.6
17.如图,已知正方形的边长为4,E是边延长线上一点,是边上一点,将沿翻折,如果点的对应点恰落在边上,连接交折痕于点H,若,则的值为______.
18.如图,在正方形中,点为上一点,连接,把沿折叠得到,延长交于点,连接.
(1)求证;
(2)如图,若正方形边长为,点为的中点,连接,求线段的长;
(3)在()的条件下求出的面积.
易错必刷题型07.求正方形重叠部分面积
题型特征:两个正方形交错重叠,求解重叠区域面积大小
易错点:①不会利用全等转化面积 ②误用整体减空白的计算思路
19.如图,三个边长为的正方形按如图所示的方式重叠在一起,点O是其中一个正方形的中心,则重叠部分(阴影)的面积为( )
A. B. C. D.
20.现有①②③三种不同的矩形木板(边长如图(1)所示),取①②③木板各一块,按如图(2)所示的方式摆放(木板②③无重叠,无缝隙),则木板①没有被覆盖的面积为________;在图(2)摆放的基础上再放置一块木板②,如图(3)所示,则此时的木板①没有被覆盖的面积为________.
21.实践探究:
(1)如图①,把一个长方形的纸片对折两次,然后剪下一个角,要得到一个正方形.剪口与折痕应成___________度的角.
知识应用:
(2)小明按照以上方法剪出两个边长为1的全等正方形,把正方形绕正方形的中心点转动的过程中,如图②所示摆放,求证.
拓展延伸
(3)小明把2024个边长为1的全等正方形重叠在一起,如图③……分别是正方形的中心,请直接写出正方形重叠阴影部分的面积.
易错必刷题型08.由正方形性质证明
题型特征:直接运用正方形基础性质,证明线段相等、角度相等
易错点:①性质套用生硬,缺少推理步骤 ②错用菱形、矩形性质替代正方形性质
22.如图,为正方形中边上一点,为对角线,连接,交于点,若,则的度数为( )
A. B.° C.° D.
23.如图,在正方形中,E,F分别是,边上的点,.设,,则的面积为______________.(结果用含a,b的代数式表示)
24.如图,在正方形中,点G,E 分别在上,,相交于点F.
(1)求证:;
(2)当点E是的中点时,求证:.
易错必刷题型09.由正方形性质与判定求角度
题型特征:先判定正方形,再结合性质推导计算角度
易错点:①判定步骤缺失直接用性质 ②复杂图形中角度关系梳理混乱
25.如图,是正方形对角线上一点,连接,,并延长交于点.若,求的度数.
26.如图,在一正方形中,E为对角线上一点,连接、.
(1)求证:.
(2)延长交于点F,若.求的度数.
27.如图,已知在菱形中,点为对角线上一点,连结,过点作,与交于点,.
(1)求证:;
(2)求证:.
易错必刷题型10.由正方形性质与判定求线段长
题型特征:先判定正方形,再求解各类线段长度
易错点:①判定依据不充分 ②线段之间等量关系判断错误
28.如图,点E是正方形对角线上一点,过E作交于F,连接,若,,则的长为( )
A. B. C. D.
29.如图,是等腰直角三角形,,是的中点,连接并延长至,使得,连接和.以点为圆心,的长为半径画弧交于点;分别以点、为圆心,大于的长为半径画弧,两弧交于点;作射线交于点,连接若,_________.
30.如图,中,外角的平分线交于点A,过点A分别作直线的垂线,B,D为垂足.
(1)求的度数;
(2)①求证:四边形是正方形;
②若,求的值.
易错必刷题型11.由正方形性质与判定求面积
题型特征:判定图形为正方形后,计算整体或局部面积
易错点:①判定失误导致公式用错 ②不规则面积拆分方法错误
31.如图,将边长为2cm的菱形沿边所在的直线翻折得到四边形.若,则四边形的面积为______.
32.如图,点为正方形的对角线的中点,在中,两直角边,分别交,于点,.若正方形的边长为,则重叠部分四边形的面积为( )
A. B. C. D.
33.如图,在正方形中,点分别在边上,是等边三角形,连接交于点.
(1)求证:.
(2)①______;
②求证:.
(3)求证:.
易错必刷题型12.由正方形性质与判定证明
题型特征:综合判定与性质,完成几何证明类题型
易错点:①判定与性质衔接逻辑断裂 ②全等证明条件搜集不全
34.如图,正方形中,点是边的中点,,交于点,、交于点,则下列结论:①;②;③;④.其中正确的是( )
A.①③ B.①②③④ C.①②③ D.①③
35.如图,四边形为正方形,点E为对角线上一点,连接,过点E作 交边于点 F,以为邻边作矩形,连接.若,则_____.
36.如图,在正方形中,,E为对角线上一动点,连接,过点作交于点,以,为邻边作矩形,连接.
(1)求证:矩形是正方形;
(2)探究之间的数量关系,直接作答无需证明.
易错必刷题型13.正方形与动点问题
题型特征:正方形边上存在运动点,探究线段、角度、图形变化
易错点:①未分类讨论动点位置 ②忽略运动范围限制条件
37.如图,正方形的边长为1,是对角线上一动点,于点,于点,连接,给出四种情况:①若为的中点,则四边形是正方形;②点在运动过程中,始终满足;③点在运动过程中,的值为定值1;④点在运动过程中,线段的最小值为.其中正确的有___.
38.如图,,是正方形的边的三等分点,是对角线上的动点,当取得最小值时,的值是( ).
A. B. C. D.
39.在一次数学活动课上,老师提出这样一个问题:如图①,正方形中,E是上一动点,过点E作,交正方形的外角的平分线于点F.求证:,小明的证明思路如下:
如图,在上截取,连接.
则易得,,________,
∴,∴.
(1)补全小明的证明思路,横线处应填________;
(2)如图②,过点F作,交的延长线于点G,以为斜边向右作等腰直角三角形,点H在射线上,求证:;
(3)在(2)的条件下,若,,求线段的长.
易错必刷题型14.正方形与最值问题
题型特征:依托正方形结构,求解线段最短、长度最值类题型
易错点:①不会运用将军饮马模型 ②找不准最值对应临界位置
40.如图,已知正方形的边长为8,P是对角线上一点,于点E,于点F,连接,,则的最小值为____.
41.如图,正方形的边长为,点在边上,且,点是对角线上一动点,则线段的最小值为( )
A.12 B.16 C.20 D.24
42.【问题原型】
如图1,在正方形中,.求证:.
【问题应用】
如图,在正方形中,,、分别是边、上的点,且.
(1)如图2,连接、交于点,为的中点,连接,.当为的中点时,四边形的面积为 ;
(2)如图3,连接、,当点在边上运动时,的最小值为 .
易错必刷题型15.正方形与旋转综合
题型特征:正方形绕顶点旋转,结合全等求解边角与面积
易错点:①分不清旋转对应边角 ②不会利用90°旋转特殊性质
43.如图,为正方形的对角线,将绕点C旋转,与的延长线交于点E,连接,则______.
44.如图,四边形是边长为2的正方形,动点E在边上,连接,将绕点E顺时针旋转至,连接,则的最小值是( )
A.4 B. C.5 D.
45.如图(),点,分别在正方形的边,上,,连接.试猜想之间的数量关系.
【思路梳理】数学课上小明和小红同学都对这个问题进行了探究,并向同学们阐述了自己的证明思路
小明同学:如图()把绕点逆时针旋转至.可使与重合,由,得,即点,,共线,从而证明出,故得出了之间的数量关系;小红同学:如图()延长,并在的延长线上截取,从而证明出,故得出了之间的数量关系;
(1)请你选择一名同学的解题思路,得出之间的数量关系;
【类比引申】
(2)如图(),在四边形中,,,,点,分别在边,上,且,试猜想之间的数量关系,并给出证明.
【联想拓展】
(3)如图(),在中,,,点均在边上,且,试猜想满足的等量关系,并写出推理过程.
易错必刷题型16.正方形与坐标系综合
题型特征:平面直角坐标系内给出正方形,求坐标、边长、面积
易错点:①坐标正负符号判断错误 ②边长与横纵坐标距离混淆
46.如图,正方形,点的坐标为,则点的坐标为_____.
47.如图,平面直角坐标系中,正方形的顶点O为原点,点,对角线的交点为M,作以下操作:①以点C为圆心,任意长为半径作弧,分别交,于点E,F;②分别以点E,F为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧交于点G;③作射线,交于点D,交于点H.则点D的坐标为( )
A. B.
C. D.
48.如图,直线与轴、轴分别交于,两点,以线段为边在第一象限内作正方形.若点为轴上一动点,求当的长最小时点的坐标.
易错必刷题型17.正方形与中位线综合
题型特征:正方形内取中点连线,运用中位线定理解题
易错点:①误判中位线适用条件 ②记错中位线长度比例关系
49.如图,在一个边长是8的正方形中,点E,F分别是边,的中点,连接和,点G,H分别是,的中点,连接,,则的长为______.
50.正方形,正方形如图放置,,相交于点P,Q为边上一点,且,则的最大值为( )
A. B. C. D.
51.如图,在正方形中,,为边上的两个点,点为线段的中点,点关于的对称点为,的延长线交于点.设.
(1)若,求的度数;
(2)请用表示,并说明理由;
(3)若,请探究与的数量关系.
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