摘要:
**基本信息**
以错因诊断为切入点,构建“错因-方法-迁移”三阶突破体系,系统梳理特殊四边形性质判定及综合应用,培养几何直观与推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|平行四边形|1例+3变式|错因剖析(概念混淆/辅助线不当)、防错指南(性质强化/模型应用)|平行四边形性质→判定→中心对称模型|
|菱形|1例+3变式|错因剖析(对角线性质记错)、防错指南(垂直构造直角三角形)|平行四边形→菱形(邻边相等/对角线垂直)|
|矩形|1例+3变式|错因剖析(折叠不变量忽略)、防错指南(折叠对应关系分析)|平行四边形→矩形(直角/对角线相等)|
|正方形|1例+3变式|错因剖析(性质混用)、防错指南(矩形+菱形性质综合)|矩形/菱形→正方形(双条件判定)|
|梯形|1例+3变式|错因剖析(辅助线添加不当)、防错指南(转化三角形/平行四边形)|梯形→等腰/直角梯形(特殊性质应用)|
内容正文:
专题08 四边形背景的几何综合
目录
第一部分 错因诊断与精准突破
错因剖析 避错秘籍 变式迁移
易错点 1 以平行四边形为背景命题的求解错误
易错点 2 以菱形为背景命题的求解错误
易错点 3 以矩形为背景命题的求解错误
易错点 4 以正方形为背景命题的求解错误
易错点 5 以梯形为背景命题的求解错误
第二部分 易错题验收与闯关
易错点1 以平行四边形为背景命题的求解错误
错因剖析
概念混淆:混淆平行四边形边、角、对角线的性质,易错误认为普通平行四边形对角线相等;混淆平行四边形与矩形、菱形的独有性质,解题随意套用特殊图形结论,运用对边相等、对角相等、邻角互补等性质时混淆误用。
认知偏差:不会合理添加辅助线,连接对角线、作高等辅助线作法不合理,无法借助图形性质解题;添加辅助线后,不能准确分析新形成三角形的边角关系,找不到解题突破口。
基础薄弱:平行四边形与三角形、相似图形综合解题能力不足,无法梳理不同图形之间的关联;利用相似求解问题时,找不准对应边、对应角,比例关系梳理错误,综合推理思路混乱。
【例1】(2025·上海·中考真题)在平行四边形中,,分别为边,上两点.
(1)当是边中点时,
①如图(1),联结,如果,求证:;
②如图(2),如果,联结,交边于点,求的值;
(2)如图(3)所示,联结,,如果,,,.求的长.
【答案】(1)①见解析;②
(2)
【分析】(1)①延长交于H,可证明,得到,则可证明,得到,则;
②如图所示,延长交于M,由平行四边形的性质得到,,证明,,得到,,则;设,则,,进而可得,即可得到;可证明,,设,则,则,据此可得答案;
(2)延长交于M,由平行四边形的性质可得,,证明,,再证明,得到,求出,设,则由相似三角形的性质可得,,进而可得;再由,得到,则,解方程即可得到答案.
【详解】(1)解:①如图所示,延长交于H,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∵是边中点,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
②如图所示,延长交于M,
∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴,,
∴,,
∴,
∵是边中点,
∴,
设,则,
∴,
∴,
∵,
∴;
∴,,
设,则,
∴,
∴;
(2)解;如图所示,延长交于M,
∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴;
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
设,
∵,
∴,即
∴,
∵,即,
∴,
∴;
∵,
∴,即,
∴,解得或(舍去),
∴.
【点睛】本题主要考查了平行四边形的性质,全等三角形的性质与判定,相似三角形的性质与判定,等腰三角形的性质与判定,正确作出辅助线构造全等三角形和相似三角形是解题的关键.
避错秘籍
【防错指南】
(1)牢记平行四边形的各种性质,通过练习强化对性质的理解和运用。
(2)添加辅助线时,明确目的,根据问题需求合理添加,并分析辅助线带来的新条件。
(3)遇到综合问题,梳理不同图形的性质,找到它们之间的关联点,逐步推导。
【知识链接】
1.平行四边形的定义
两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形,平行四边形用“”表示.
2.平行四边形的性质
(1)边:两组对边分别平行且相等.
(2)角:对角相等,邻角互补.
(3)对角线:互相平分.
(4)对称性:中心对称但不是轴对称.
3.注意:
利用平行四边形的性质解题时一些常用到的结论和方法:
(1)平行四边形相邻两边之和等于周长的一半.
(2)平行四边形中有相等的边、角和平行关系,所以经常需结合三角形全等来解题.
(3)过平行四边形对称中心的任一直线等分平行四边形的面积及周长.
4.平行四边形中的几个解题模型
(1)如图①,AE平分∠BAD,则可利用平行线的性质结合等角对等边得到△ABE为等腰三角形,即AB=BE.
(2)平行四边形的一条对角线把其分为两个全等的三角形,如图②中△ABD≌△CDB;
两条对角线把平行四边形分为两组全等的三角形,如图②中△AOD≌△COB,△AOB≌△COD;
根据平行四边形的中心对称性,可得经过对称中心O的线段与对角线所组成的居于中心对称位置的三角形全等,如图②△AOE≌△COF.图②中阴影部分的面积为平行四边形面积的一半.
(3)如图③,已知点E为AD上一点,根据平行线间的距离处处相等,可得S△BEC=S△ABE+S△CDE.
(4)如图④,根据平行四边形的面积的求法,可得AE·BC=AF·CD.
5.平行四边形的判定
(1)方法一(定义法):两组对边分别平行的四边形是平行四边形.
(2)方法二:两组对边分别相等的四边形是平行四边形.
(3)方法三:有一组对边平行且相等的四边形是平行四边形.
(4)方法四:对角线互相平分的四边形是平行四边形.
(5)方法五:两组对角分别相等的四边形是平行四边形.
变式迁移
【变式1-1】(2025·上海·一模)如图,将平行四边形绕点旋转到平行四边形的位置,其中点、、分别落在点、、处,且点、、、在一直线上.如果点恰好是对角线的中点,那么的值______.
【答案】/
【分析】本题考查旋转的性质、平行四边形的性质、等腰三角形的判定、相似三角形的判定与性质等知识,利用相似三角形的性质求解是解答的关键.
设,根据平行四边形的性质和旋转性质得到,,利用等腰三角形的性质和三角形的外角性质得到,进而利用等角对等边可得,证明,利用相似三角形的性质求得即可求解.
【详解】解:如图,设,
∵四边形为平行四边形,
∴,
∴,
由旋转的性质得,,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∵点E为的中点,
∴,
∵,为公共角,
∴,
∴,即,
解得,
∴.
故答案为:.
【变式1-2】(2026·上海奉贤·二模)如图,在平行四边形中,对角线、交于点,交于点、交于点,且,.
(1)如果,求证:;
(2)连接.如果,求证:是的中点.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题主要考查了平行四边形的性质、全等三角形的判定与性质以及相似三角形的判定与性质.
(1)根据四边形是平行四边形,,可推出,根据,可推出,结合证明即可得证;
(2)由可得,又有,则,得,则,结合可得,又由(1)得,可证,得到,结合平行四边形的性质即可得证.
【详解】(1)证明:四边形是平行四边形,
,
,
,
,
,
,
,,
,
在和中,
,
,
,
;
(2)证明:,
,
又,
,
,
,
(对顶角相等),
,
又,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
四边形是平行四边形,
为中点,
,
是的中点.
【变式1-3】(2026·上海金山·二模)在平行四边形中,,为锐角.要在对角线上找点、(且点、分别与点、不重合),使,甲、乙、丙分别提出方案(如图).
甲:使.
乙:作,,垂足分别为、.
丙:在上任取一点,连接,再以为圆心、以长为半径作弧,交于点.
(1)选择其中一种正确的方案进行证明:;
(2)根据你在(1)中选择的方案,延长交边于点,若,求证:.
【答案】(1)选择方案甲或方案乙,证明见解析
(2)见解析
【分析】(1)选择甲方案,证明,得到,则可证明,得到;乙方案,证明如下:先证明,再证明,得到,则可证明四边形是平行四边形,得到;
(2)在方案甲中,证明,得到,证明,得到,再证明,证明;在方案乙中,由(1)可得,则,同理可证明.
【详解】(1)解:选择甲方案,证明如下:
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
选择乙方案,证明如下:
∵,,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∴;
(2)证明:如图所示,在方案甲中,
∵四边形是平行四边形,
∴
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴;
如图所示,在方案乙中,由(1)可得,
∴,
∴同理可证明.
易错点2 以菱形为背景命题的求解错误
错因剖析
概念混淆:混淆菱形与平行四边形、矩形的性质,记错核心特征;易把菱形对角线互相垂直平分错记为仅互相平分,混淆对角线平分内角这一独有性质;分不清菱形判定条件,随意用邻角相等、对角线相等判定菱形。
认知偏差:不能灵活利用菱形四边相等、对角线平分一组对角推导角度关系;遇到线段、最值问题,不会结合对角线垂直构造直角三角形解题;忽略菱形轴对称、中心对称特征,无法转化等量关系。
基础薄弱:菱形与直角三角形、相似图形综合题型中,不会借助对角线垂直拆分图形;利用边长、对角线长求周长、面积时公式运用出错;涉及动点、折叠题型,找不到不变边角关系,计算与推理漏洞多。
【例2】(2026·上海静安·二模)菱形中,点E在线段上,连接、.
(1)如图1,连接交于点F,若,求证:;
(2)如图2,,,点P在线段上,且满足,设,,
①求y关于x的函数解析式,并写出定义域;
②当时,以为半径的和以为半径的是否相交?如果相交,求出它们的公共弦长;如果不相交,请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)①;②相交,
【分析】(1)由等边对等角可得,由菱形的性质可得,,再证明点、、、四点共圆,得出,即可得证;
(2)①作,交的延长线于点,由菱形的性质可得,,求出,,可得,由勾股定理可得,再证明,由相似三角形的性质计算即可得出结果;②当时,,则,,结合,得出以为半径的和以为半径的相交,设两圆相交于,连接、、、,连接交于点,则,,由垂径定理可得,,设,则,再结合勾股定理计算即可得出结果.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
∵四边形为菱形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴点、、、四点共圆,
∴,
∴;
(2)解:①如图,作,交的延长线于点,
,
∵四边形为菱形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴;
②当时,,
∴,,
∵,且,
∴以为半径的和以为半径的相交,
如图,设两圆相交于,连接、、、,连接交于点,
,
则,,
由垂径定理可得:,,
设,则,
∵,,
∴,
解得:,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了等腰三角形的判定与性质、菱形的性质、圆内接四边形的性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理等知识点,熟练掌握以上知识点并灵活运用,添加适当的辅助线是解此题的关键.
避错秘籍
【防错指南】
(1)深入理解菱形的性质和判定定理,准确把握每个性质和定理的条件与结论。
(2)涉及菱形计算时,仔细分析已知条件,合理运用对角线性质,认真检查计算过程。
(3)在综合问题中,明确不同知识模块之间的联系,正确运用相关公式和定理。
【知识链接】
知识点1:菱形的性质
1.边:对边平行,四条边都相等
2.角:对角相等
3.对角线:
4.对称性:既是中心对称图形又是轴对称图形,对角线所在直线就是对称轴
知识点2:菱形的判定
1. 定义法:有一组邻边相等的平行四边形是菱形
2. 对角线互相垂直的平行四边形是菱形
3. 四条边都相等的四边形是菱形
知识点3:四边形、平行四边形、菱形之间的关系
知识点4:菱形面积求法
1.
由于菱形是平行四边形,所以菱形的面积也可以表示为(表示菱形的边长,表示此边上的高)
2. 由于菱形的对角线把菱形分成四个全等的直角三角形,所以菱形的面积可以用对角线乘积的一半来表示.
变式迁移
【变式2-1】(2025·上海杨浦·一模)在菱形中,,点在线段上,且,点为上一点,将沿翻折,点B对应点E,,且,则_____.
【答案】/
【分析】本题考查菱形的性质,解直角三角形,翻折变换,由四边形都是菱形,推出A,C关于对称,由,推出点E在线段上,证明四边形是菱形,推出,推出,设,,利用勾股定理求出可得结论.
【详解】解:如图,
∵四边形都是菱形,
∴A,C关于对称,
∵,
∴点E在线段上,
∴,,
∵,,
∴,
∴四边形是菱形,
∴,
∴,
∵,
∴设,,
∴,
∵,
∴,
∴.
故答案为:.
【变式2-2】(2026·上海黄浦·一模)如图,过菱形顶点A分别作边、的垂线,垂足为E、F,交对角线于点M、N.
(1)求证:;
(2)连接,如果,求的值;
(3)如果与五边形的面积均为1,求菱形的面积.
【答案】(1)证明见详解
(2)
(3)
【分析】本题考查了菱形的性质,相似三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质及余弦的定义.
(1)根据已知条件及菱形的性质得出,,,证得,得出,,再证得,得出;
(2)根据已知条件结合菱形的性质得出,,继而利用相似三角形的性质得出,,由得到,设,,列出关于a和b的表达式,从而得出的值;
(3)连接交于点O,过点M作,根据题意设,利用相似三角形的性质得出相关图形的面积表达式,最终可列方程求得菱形的面积.
【详解】(1)证明:∵四边形为菱形,
∴,,
∵,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴.
(2)解:如图,
∵,,
∴,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
设,,
∴,
∴,
∴,
解得:,
∵,
∴,
∴.
(3)解:如图,连接交于点O,
∴,
设,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
过点作,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
【变式2-3】34.(2026·上海崇明·二模)如图,已知四边形是平行四边形,点是对角线上一点,,.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)点是边上一点,与相交于点,若,求证:.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)连接交于点,利用等腰三角形的性质证明,即可得到结论;
(2)根据题意得到,证明,推出,即可得到结论.
【详解】(1)证明:如图,连接交于点,
四边形是平行四边形,
,
,
,
四边形是菱形;
(2)证明:,
,
由(1)知,四边形是菱形;
,,
,
,
,
.
易错点3 以矩形为背景命题的求解错误
错因剖析
概念混淆:混淆矩形与平行四边形、菱形的性质,误将菱形对角线互相垂直的特点套用在矩形上;记错矩形对角线性质,只知相等忽略互相平分,分不清矩形四个内角均为直角这一核心特征,边角性质乱用。
认知偏差:面对矩形折叠题型,未能吃透折叠前后对应边相等、对应角相等的不变关系;无法准确找出折叠形成的全等、相似三角形,搞错边角对应位置,造成边长、角度、面积推算出错。
基础薄弱:矩形与三角形、圆等图形综合题型解题能力欠缺,难以梳理组合图形间的几何关联;求解内嵌图形边长、位置关系及组合面积时,图形结构分析不到位,公式选用与数值计算频频出错。
【例3】(2026·上海奉贤·二模)如图,已知矩形是边的中点,是边上一点,将四边形沿直线翻折,得到四边形,(点、分别与点、对应).如果点、在同一条直线上,那么的值是___________.
【答案】
【分析】通过翻折性质得到与,结合得到内错角相等,进而证明为等腰三角形,使问题得解.关键在于利用与的大小关系及三角形内角和确定点只能落在、之间.
【详解】解:设,
∵,
∴,
∵是的中点,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,,,,
在中,,
∴是等腰直角三角形,
∴,,
∴,
由翻折性质得,,
如图,当F与点C重合时,点M在如图位置,由于F不能再向右移动,故点M不能在的延长线上,
∵,
∴点只能落在、之间,
点在点、点之间时,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
避错秘籍
【防错指南】
(1)熟练掌握矩形的性质,在解题时根据已知条件合理运用,尤其注意直角和对角线相等这两个关键性质。
(2)处理折叠问题时,画出准确的示意图,明确折叠前后的对应关系,仔细分析图形变化。
(3)面对组合图形问题,分别梳理不同图形的性质,找到它们的公共点和关联条件,逐步求解。
【知识链接】
知识点1:矩形的性质
1.边:对边平行且相等;
2.角:四个角都是直角;
3.对角线:对角线相等且互相平分;
4.对称性:既是中心对称图形又是轴对称图形,有两条对称轴.(对称轴为矩形对边中点所在的直线)
知识点2:矩形的判定
1. 定义法:有一个角是直角的平行四边形;
2. 对角线相等的平行四边形是矩形;
3.有三个角都是90°的四边形是矩形.
知识点3:四边形、平行四边形、矩形之间的关系
说明:矩形面积=长×宽=2S△ABD=4S△AOB.(如图)
变式迁移
【变式3-1】(2026·上海闵行·一模)如图,矩形中,连接,点是的中点,过点作交于点,将沿直线翻折,点落在平面内点处,如果点恰在上,那么的值是___________.
【答案】
【分析】连接交于点M,设,根据平行线性质得,得,根据矩形性质,得,由折叠性质,得垂直平分,证明点G在上,得,得,可得,得,解得,得,又得,得,得,即得.
【详解】解:连接交于点M,
设,
∵点是的中点,
∴,
∵过点作交于点,
∴,
∴,
∵矩形中,,
∴,
由折叠知,垂直平分,
∴,
∴,
∴,
设的边上的高为h,
则,
∴,
∴,
∴点G在上,
,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
解得(),
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了矩形折叠.熟练掌握矩形性质,折叠性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理,面积法求三角形的高,是解题的关键.
【变式3-2】(2026·上海宝山·二模)如图,在矩形中,将绕点B旋转至的位置,点在的延长线上,与交于点E,如果,,那么四边形的面积是______.
【答案】15
【分析】根据矩形的性质得到,,,由旋转的性质得到,从而,,,结合点在的延长线上可得,进而证明,求出的长,最后利用计算即可.
【详解】解:∵ 四边形是矩形,
∴,,,
∵,,
∴,
∴,
由旋转的性质可知:,
∴,,,
∵点在的延长线上,
∴点,,在同一直线上,
∴,
∴,
在和中
∵,,
∴,
∴,即,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵点在上,点在上,
∴,
∵,,
∴.
【变式3-3】(2026·上海徐汇·一模)我们将宽和长之比为(约为)的矩形称为“黄金矩形”,它可以通过折纸获得.如图1所示,将长方形纸片第一次沿折叠,使点和点重合,展开后再将纸片沿对折叠,使点和点重合;如图2所示,展开后连接,再将纸片第三次沿折叠,使得落在长方形纸片的边上且点落在点处,再次展开,过点作的垂线,垂足为点.请在阅读理解的基础上写出图中的“黄金矩形”:_________.
【答案】矩形,矩形
【分析】由折叠可得四边形为正方形,,设,则,由勾股定理可得,第三次折叠可得,从而,进而可得,故可得答案.
【详解】解:由第一次沿折叠可知四边形为正方形,
则,
再将纸片沿对折,则可知,
设,则,
连接,则,
再将纸片第三次沿折叠,落在长方形纸片的边上且点落在点处,
,
,
,,
即图中的“黄金矩形”为矩形,矩形.
故答案为:矩形,矩形.
【点睛】本题考查了正方形的判定,矩形的性质,轴对称的性质,勾股定理,黄金分割,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解题关键.
易错点4 以正方形为背景命题的求解错误
错因剖析
概念混淆:混淆正方形与矩形、菱形的性质,不能准确区分三者异同;忽略正方形兼具矩形和菱形所有性质,运用边角、对角线性质时随意混用,记错对角线平分内角、对角线互相垂直相等且平分等核心特点,性质使用混乱。
认知偏差:判定正方形思路不清,证明过程条件残缺,分不清先证矩形再证邻边相等、先证菱形再证有一个直角两种判定思路;遇到旋转、平移、折叠题型,无法快速找出图形变换前后相等线段与相等角,挖掘隐藏等量关系能力不足。
基础薄弱:正方形与三角形、相似、三角函数综合解题漏洞多;利用正方形特殊角度进行计算时边角对应错误;求解阴影面积、线段最值、动点问题时,几何模型识别不清,列式与运算容易出现失误。
【例4】(2026·上海浦东新·二模)折纸是承载中国传统礼俗与生活智慧的民间传统艺术.学校折纸社团的同学们用正方形纸片开展折纸活动.
【发现问题】如图1,将正方形纸片对折再展开,折痕交于点、交于点,点、分别是边、的二等分点.在第一次对折后,同向再对折一次(如图2),可得到边的________等分点.按照这样的方式对折次(是正整数)可以得到边的_________等分点(用含的代数式表示),但这样折的方式都不会得到边的三等分点.
【提出问题】能不能通过折纸的方式得到边的三等分点?
【分析问题】围绕这个问题,同学们展开了讨论.
小明:要得到边的三等分点,得想想别的折法.
小华:同向对折的方式得不到边的三等分点,能否通过把角翻折到边上,构造出的比例?
小海:嗯,我是这样想的,在第一次对折展开(如图1)的基础上,将点沿着直线翻折到点处(如图3),折痕分别交正方形的边于点、.边交正方形的边于点,就是边的一个三等分点.
【解决问题】
(1)完成填空;
(2)求的长;
(3)判断小海的折法是否正确并说明理由.
【答案】(1)四,;
(2)
(3)正确,理由见解析
【分析】(1)根据题意可得答案;
(2)设,则由折叠的性质可得,求出的长,利用勾股定理可得方程,解方程即可得到答案;
(3)证明,得到.则,可求出,据此可得结论.
【详解】(1)解:由题意得,第一次对折后,同向再对折一次(如图2),可得到边的四等分点.按照这样的方式对折次(是正整数)可以得到边的等分点;
(2)解:设,则由折叠的性质可得
∵四边形是正方形,
∴.
∵是的中点,,
∴,
在中,由勾股定理得,
∴,
解得,
∴;
(3)解:小海的折法正确,理由如下:
由折叠的性质和正方形的性质可得.
∴,,
∴.
∴.
∴.
∴,
解得,
由可知,是边的一个三等分点.
避错秘籍
【防错指南】
(1)系统梳理正方形的性质,明确其与矩形、菱形性质的联系与区别,解题时准确运用。
(2)对于动点问题,通过画图和分析运动过程,找出关键位置和不变量,建立正确的数学模型。
(3)在坐标系问题中,熟练掌握坐标与几何图形的对应关系,仔细分析坐标变化带来的图形变化。
【知识链接】
知识点1:正方形的性质
1. 边:对边平行,四条边都相等
2. 角:四个角都是直角
3.
对角线
4. 对称性:既是中心对称图形又是轴对称图形,有四条对称轴
5.
正方形面积求法:(表示正方形的边长,表示正方形的对角线)
注: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
知识点2:正方形的判定
1. 有一组邻边相等,并且有一个角是直角的平行四边形是正方形
2. 有一组邻边相等的矩形是正方形
3. 对角线互相垂直的矩形是正方形
4. 有一个角是直角的菱形是正方形
5. 对角线相等的菱形是正方形
知识点3:四边形、平行四边形、矩形、菱形、正方形之间的关系
知识点4:中点四边形
定义:依次连接任意一个四边形各边中点所得到的四边形叫做中点四边形.
常见结论
原图形
中点四边形的形状
任意四边形
平行四边形
矩形
菱形
菱形
矩形
正方形
正方形
对角线相等的四边形
菱形
对角线垂直的四边形
矩形
对角线垂直且相等的四边形
正方形
变式迁移
【变式4-1】(2026·上海静安·二模)如图,正方形中,点E在边上,点F是正方形外一点,连结、、,对角线与线段相交于点M,如果,且.
(1)求证:,;
(2)当点E是边的中点时,请直接写出与面积的比值: .
【答案】(1)见解析
(2)10
【分析】本题考查正方形的性质,相似三角形的性质和判定,等腰直角三角形
(1)先证明,得,再证明,得是等腰直角三角形,利用等腰直角三角形斜边是直角边的倍,即可证明.
(2)先证明,再证明,设,得,,最后利用求解即可.
【详解】(1)证明:∵是正方形的对角线,
∴,
∵,
∴,
即,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
即,
∵,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴.
(2)解:∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵点E是边的中点,
∴设,则,
∴,
,
∴.
【变式4-2】(2026·上海·一模)在边长为4的正方形中,过点的直线l垂直于对角线,点E是直线l上一点,且在直线上方,连接交于点F,连接.
(1)如图1,若,求的值;
(2)如图2,连接,设、相交于点G,若,求证:;
(3)如图2,连接,若是以为腰的等腰三角形,求的值.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)1或2
【分析】本题考查了正方形的性质,运用勾股定理求线段长度,相似三角形的判定与性质,全等三角形的性质与判定等知识,综合运用以上知识分析问题是解题的关键.
(1)过点E作交延长线于点H,连接交于点O,设,则,在中,运用勾股定理建立关于x的方程,从而求出的长,再运用平行线分线段成比例求出的值;
(2)连接交于点O,过点G作于M,设与交于点K,与交于点N,证,运用相似三角形的性质及平行线性质,得出,即可证得;
(3)分和两种情况进行讨论求解,若,证,,从而求得;若,过点D作直线l于P,证明,从而证得,最后求出.
【详解】(1)(1)解:如图1,过点E作交延长线于点H,连接交于点O,
∵正方形,
∴,
∵直线l垂直于对角线,
∴,
∴,
设,则,
∵,
∴,
即,
解得,(舍去),
则,
∵四边形是正方形,
∴对角线,
∵直线l垂直于对角线,
∴,
∵正方形,边长为4,
∴,
∴.
(2)证明:连接交于点O,过点G作于M,设与交于点K,与交于点N,
∵四边形是正方形,
∴,
∵,
∴,
∵直线l垂直于对角线,
∴,
∴,
∵,
∴
∴,
∴,
又∵四边形是正方形,
∴对角线和互相垂直平分,
∴,
∴,
又,
∴,
即,
∵,
又∵,,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∴.
(3)解:如图3,若,
则,,
∵,
∴,
即,
∵四边形是正方形,
∴,,
∵直线l垂直于对角线,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵正方形,边长为4,
∴,,
∴在中,
;
如图4,若,过点D作直线l于P,
同理可知,,
∴四边形是正方形,
∴,
在与中
∵,
∴,
∴,
∴,
即,
则,
∴;
综上,或2.
易错点5 以梯形为背景命题的求解错误
错因剖析
概念混淆:对梯形及等腰梯形、直角梯形定义与性质掌握模糊,易混淆两类特殊梯形边角特征;判定四边形为梯形时,错误判断对边平行关系,误用平行四边形性质套用在梯形上,性质区分不清。
认知偏差:解决梯形问题时,不会灵活选用作高、平移腰、平移对角线、延长两腰等常用辅助线;辅助线添加位置与方式不合理,不能将梯形顺利转化为三角形、平行四边形,难以借助已知条件推导边长、高与面积。
基础薄弱:梯形与相似三角形综合题型解题能力不足,难以快速找出图形中隐藏的相似三角形;运用相似性质解题时,找错对应边、对应角,比例式书写错误,无法准确完成线段与角度计算。
【例5】(2026·上海徐汇·二模)在四边形中,,点在边上,且,连接、.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,当时,求的值;
(3)如图3,当四边形为矩形且时,点在线段上,且截、两边所得的两条弦相等.如果与的公共弦所在直线恰好经过点,的半径为3,求此公共弦的长.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)延长交延长线于点,由,可得,再证明,即可证明结论;
(2)延长交延长线于点,过点作于点,过点作于点,过点作于点,同理(1)可得,,设,,则,,,,求出,,在中,利用勾股定理即可求解;
(3)过点作于点,连接,,设与交于点,由条件先可得,,再由截、两边所得的两条弦相等,可得,再证明是等边三角形,可得,再由中,的公共弦,可得垂直平分,即可求解.
【详解】(1)证明:如图,延长交延长线于点,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,,即,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴.
(2)解:如图,延长交延长线于点,过点作于点,过点作于点,过点作于点,
同理(1)可得,,
∵,
∴,
∴,
同理(1)可得,,
∴,
∴,
设,,则,,,,
∵,,,
∴四边形是矩形,
∴,,
在和中
,
∴(直角三角形全等的判定定理),
∴,
∵,
∴,
在中,,
∵,,
∴,
∴,
∴,即,
∴,,
∴,
在中,,
∴,
解得,
∴,
∴.
(3)解:如图,过点作于点,连接,,设与交于点,
∵四边形为矩形且,
∴,,,则,,
在中,,
在中,,
∵截、两边所得的两条弦相等,
∴点到和的距离相等,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴点为的中点,
∴,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∵中和的公共弦,
∴,,
∴垂直平分,
∴,,
∴,
∴,
在中,,
∴.
避错秘籍
【防错指南】
(1)准确理解梯形及其特殊类型的概念和性质,通过对比记忆加深理解。
(2)学习并掌握不同类型辅助线的添加方法和适用场景,根据题目条件合理添加辅助线。
(3)遇到与相似三角形等综合问题时,仔细分析图形中的平行关系和角的关系,找出相似三角形,正确运用相似性质解题。
【知识链接】
梯形是一组对边平行,另一组对边不平行的四边形。特殊梯形有等腰梯形(两腰相等,同一底上的两个内角相等,对角线相等 )和直角梯形(有一个角是直角 )。梯形的面积公式为(上底 + 下底)×高的一半。
变式迁移
【变式5-1】(2026·上海黄浦·一模)如图,在梯形中,,,.
(1)求证:;
(2)求的值.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了锐角三角函数,梯形的性质,勾股定理及相似三角形的判定和性质,掌握相关性质是解题的关键.
(1)先证,再根据角的关系可得,进而得到即可证明;
(2)由勾股定理得,,再证,得到,进而得到,,再利用代入计算即可.
【详解】(1)证明:设相交于点,
,则可设,,,
,,
,
,
,
,
,
,
即;
(2)解:根据题意,,
,
,
,
,
,即,
,
解得,
,
解得,,
由(1)知,即,
.
【变式5-2】(2025·上海金山·二模)如图,已知在等腰梯形中,,,,联结、交于点,为上一点,.
(1)求证:;
(2)若,求证:.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题考查了等腰梯形的性质,三角形相似的判定和性质,熟练掌握相似的判定和性质是解题的关键.
(1)先证明,得到;由相似三角形性质可得,进而得出结论.
(2)先证明,得到;再证明,得到,等量代换即可.
【详解】(1)证明:,
,,
又,
,
,
(2),,,
,
,
,
.
在等腰梯形中,,,
又,
,
,
,
,
,
【变式5-3】(2026·上海杨浦·二模)如图,在梯形中,,,,
(1)当,,时,求的值
(2)若等腰梯形的腰长等于上、下底的比例中项,F为边上一点,E为边上一点;
①若,求证:.
②连接,是否存在等腰梯形,使得为等腰三角形,若存在,请直接写出的值,若不存在,请写出理由.
【答案】(1)
(2)①见解析;②存在,,理由见解析
【分析】(1)过点A作于点G,过点D作于点H,则四边形是矩形,得出,,再证明,求出,即可求解;
(2)①由等腰梯形腰长是上下底的比例中项,得出,结合,得出,过点作延长线于点T,过点作延长线于点R,证明,再求出,,代入化简即可求解;
②设,,,其中,由等腰梯形腰长是上下底的比例中项,得出,同(1)可得,分当时、当时、当时,分别进行讨论判断即可.
【详解】(1)解:如图,过点A作于点G,过点D作于点H,
∵在梯形中,,
∴,,
∴四边形是矩形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:①∵等腰梯形腰长是上下底的比例中项,
∴,变形得,
∵,
∴,得,
如图,过点作延长线于点T,过点作于点R,
∵在等腰梯形中,,,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∵,,
∴ ,
∴;
②存在,理由:
设,,,其中,
∵等腰梯形腰长是上下底的比例中项,
∴,
过点A作于点G,过点D作于点H,
同(1)可得,
当时,
∴,
∵在等腰梯形中,,
∴,即与共线,不存在;
当时,
∵,,
∴,
∵,
∴,得,即,不存在;
当时,如图,过点作于点P,
∴,
∴,
∵,
∴,得,
∵,
∴,得,
∴,得,
∴;
综上,存在,.
1.
(2026·上海崇明·二模)已知平行四边形的对角线、相交于点,下列补充条件中,能判定这个平行四边形是正方形的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【分析】本题已知四边形是平行四边形,根据平行四边形、矩形、菱形、正方形的判定定理,逐一分析选项,正方形是同时满足矩形和菱形性质的平行四边形.
【详解】解:∵原四边形是平行四边形,
对选项A:∵,
∴平行四边形是矩形,又与是等价的,都能判定该平行四边形是矩形,不能判定为正方形,故A不符合题意;
对选项B:∵平行四边形对角线互相平分,
∴,,
∵,
∴,
∴平行四边形是矩形,
又∵,
∴平行四边形是菱形,
∵平行四边形既是矩形又是菱形,因此是正方形,故B符合题意;
对选项C:∵,
∴平行四边形是菱形,菱形本身对角线互相垂直,因此不能推出它是正方形,故C不符合题意;
对选项D:平行四边形对角线本来互相平分,恒成立,仅能推出平行四边形是矩形,不能判定是正方形,故D不符合题意.
2. (2026·上海静安·二模)从四边形两条对角线的交点分别向四条边所在的直线作垂线,顺次连接四个垂足,如果我们把此时所得的四边形叫做原四边形的垂足四边形,那么下列说法正确的是( )
A.等腰梯形的垂足四边形是等腰梯形 B.矩形的垂足四边形是矩形
C.平行四边形的垂足四边形是平行四边形 D.菱形的垂足四边形是菱形
【答案】C
【分析】对于等腰梯形、矩形、平行四边形和菱形,分别分析它们的对角线性质,再根据垂足四边形的定义判断其形状.
【详解】解:A、等腰梯形的对角线相等,但不一定互相垂直,当等腰梯形的对角线不互相垂直时,从对角线交点向四条边所在直线作垂线,顺次连接四个垂足得到的四边形不一定是等腰梯形,故A选项错误,不符合题意;
B、矩形的对角线相等且互相平分,但不一定互相垂直,当矩形的对角线不互相垂直时,从对角线交点向四条边所在直线作垂线,顺次连接四个垂足得到的四边形不一定是矩形,故B选项错误,不符合题意;
C、平行四边形的对角线互相平分,且是中心对称图形,对角线的交点是对称中心,从对角线交点向四条边所在直线作垂线,两组对边的垂足分别关于对称中心对称,故顺次连接四个垂足得到的四边形的对角线互相平分,则顺次连接四个垂足得到的四边形是平行四边形,故C选项正确,符合题意;
D、菱形的对角线垂直且互相平分,但不一定相等,当菱形的对角线不相等时,从对角线交点向四条边所在直线作垂线,顺次连接四个垂足得到的四边形不一定是菱形,故D选项错误,不符合题意.
3.
(2026·上海青浦·二模)在矩形中,,,动点在对角线上.如果以点为圆心,以1为半径长的与边有两个公共点,那么线段的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先利用矩形性质和勾股定理求出对角线的长度,再通过相似三角形得到圆心O到的距离与的关系,结合圆与线段有两个公共点的条件,推导得到的取值范围.
【详解】解:∵四边形是矩形,,,
∴
过点作于
∵,
∴
∴
∴,
即,
整理得
∵半径为,且与边(线段)有两个公共点
∴需满足两个条件:①直线与相交,②端点在外(或圆上).
①直线与相交,即圆心到的距离小于半径则,
∴,
解得
②端点在外(或圆上),则
综上,.
4.
(2026·上海宝山·二模)如图,在矩形中,,,为矩形对角线.利用尺规按以下步骤作图:①分别以点B、D为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧相交于两点M、N;②连接交于点G,交于点E,交于点O;③以点O为圆心,以的长为半径作弧,交于点H、F;那么线段的长是( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【分析】根据勾股定理求出的长,作图得到垂直平分,进而得到的长,解直角三角形,求出的长,由作图可知,,勾股定理求出的长即可.
【详解】解:∵在矩形中,,,为矩形对角线,
∴,,
∴,
由作图可知:垂直平分,
∴,
∴,
∴,
由作图可知,,
∴.
5.
(2026·上海普陀·二模)如图1,在矩形中,,.正方形的顶点E在的延长线上,,点G在边上,O为正方形的中心,如果过点O的一条直线平分这个组合图形的面积,且这条直线分别交、于点M、N,那么线段的长为( )
A. B. C. D.13
【答案】B
【分析】连接,交于点,过点和点的直线平分该组合图形的面积,交于,取中点,取中点,连接,,过点作于,由三角形中位线定理可求,,,,,,由平行线分线段成比例可得,由勾股定理可求的长,即可求解.
【详解】解:如图,连接,交于点,过点和点的直线平分该组合图形的面积,交于,取中点,取中点,连接,,过点作于,
四边形是矩形,
,
是中点,
,,,
四边形是正方形,,
,
同理可求,,,
,,
,,
,
四边形是矩形,
,,
,
,
,
6.
(2025·上海·中考真题)在矩形中,在边上,关于直线的对称点为,联结,,如果四边形是菱形,那么的值为________.
【答案】/
【分析】本题主要考查了矩形的性质,菱形的性质,轴对称的性质,勾股定理,由轴对称的性质可得,设,则,由菱形的性质得到,证明,利用勾股定理可得,据此可得答案.
【详解】解;∵关于直线的对称点为,
∴,
设,则,
∵四边形是菱形,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
7.
(2026·上海徐汇·二模)如图,在菱形中,点、分别在边、上,将菱形沿着翻折,使点恰好与的重心重合.若菱形的面积为18,则的面积为__________.
【答案】4
【分析】根据相似可知三角形重心满足,再根据菱形对角线性质,,进而可知,再根据相似三角形即可求解.
【详解】解:取的中点,连接,取的中点,连接与交于点,则点G为重心,
在菱形中,连接,
∴为的中点,
∴点在的线段上,
∴,,
∴,,,
∴,是的中点,
,
∴,
∴,
∵关于的对称点是,
∴,
∴,
∵菱形的面积为18,
∴,
∵,
∴,,
∴,
,
.
8.
(2026·上海闵行·二模)如图,四边形是平行四边形,将绕点顺时针旋转,点恰好落在延长线上的点处,作的平分线交的延长线于点,连接,如果,那么的正切值是____.
【答案】
【分析】如图,过点F作于点G,设,,得到,利用勾股定理表示出,设,证明出,得到,利用勾股定理得到,进而求解即可.
【详解】解:如图,过点F作于点G
∵
∴设,
∴
∵四边形是平行四边形
∴,,
根据题意得,,
∴
∴
设
∵,平分
∴
又∵,
∴
∴
∴
∵
∴
∴
∴
∵
∴
∴的正切值是.
9.
(2025·上海闵行·二模)已知在直角梯形中,,,,,,那么梯形的周长为______.
【答案】/
【分析】本题考查了直角梯形,矩形的判定与性质,解直角三角形,正确地作出辅助线是解题的关键.过D作于H,可证四边形是矩形,根据矩形的性质得到,,求得,从而,得到,于是得到结论.
【详解】解:过D作于H,则,
∵,,
∴,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
.
故答案为:.
10.
(2026·上海静安·二模)如图,正方形中,点、分别在边、上,,垂足为点,已知,,那么的长为______.
【答案】或
【分析】设,则,根据正方形的性质,容易证明,则,,由两角相等可判定,则,代入解方程求出的值即可.
【详解】解:设,则,
∵四边形是正方形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,即,
∴,
解得或,
∴的长为或.
11.
(2025·上海普陀·二模)已知:如图,平行四边形的对角线和相交于点O,交的延长线于点E,.
(1)求证:四边形为菱形;
(2)连结交于点F,如果,求证:.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)证明,推出可得结论;
(2)证明,推出,证明四边形是矩形,推出,证明,推出可得结论.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴四边形是菱形;
(2)证明:如图,过点A作于点H,
∵四边形是菱形,
∴平分,,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查相似三角形的性质与判定,平行四边形的性质,矩形及菱形的性质与判定,熟练掌握相似三角形的性质与判定、矩形及菱形的性质与判定是解题的关键.
12.
(2026·上海金山·一模)在四边形中,点在边上,,点在边上.
(1)如图1,若四边形为矩形,且,连接,
求证:;
(2)如图2,若四边形为等腰梯形,.请连接并延长,交的延长线于点,连接,如果,求的长;
(3)如图3,若四边形为平行四边形,点是中点,连接交于点,连接,过点作交于点,连接,求值.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)矩形的性质,得到,,进而得到,易得,推出,进而得到,推出,即可得证;
(2)取的中点,连接,斜边上的中线,得到,等边对等角,结合三角形的外角,推出,进而得到,证明,得到,设,求出,根据,得到,求出的值,再根据等腰梯形的两腰相等,即可得出结果;
(3)延长,交于点,连接,证明,得到,,进而推出,根据同高三角形的面积比等于底边比,以及平行面积转化,即可得出结果.
【详解】(1)证明:∵四边形为矩形,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴;
(2)解:取的中点,连接,则,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
设,则,
∴,
∵,
∴,即,
解得(负值舍去),
∴,
∵四边形为等腰梯形,,
∴;
(3)解:延长,交于点,连接,
∵平行四边形,
∴,,
∴,
∴,,
∴,
∵为的中点,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
【点睛】本题考查矩形的性质,等腰梯形的性质,平行四边形的性质,斜边上的中线,等边对等角,相似三角形的判定和性质等知识点,熟练掌握相关知识点,合理添加辅助线,构造相似三角形,是解题的关键.
13.
(2026·上海浦东新·二模)在中,点,分别在边,上,连结,,,.
(1)如图1,连结,如果,求证:;
(2)已知,连结.
①如图2,如果点,关于直线对称,求的值;
②如图3,如果,,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)①;②
【分析】本题主要考查相似三角形的判定及性质、等腰三角形的判定及性质、平行四边形的性质等:
(1)先证明,结合,即可证明结论;
(2)①作,垂足为.作,交的延长线于,延长交于,容易证得,设,可得到,进而可证得,结合,,可得到;②过点作,交的延长线于点,设,可求得,进而可求得,得到,,证明,可求得,进而可求得.
【详解】(1)解:∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴.
∵,
∴.
∴.
∵,,,
∴.
∵,
∴.
∴.
(2)解:①作,垂足为.作,交的延长线于,延长交于,延长交延长线于点.
设,则,.
∵点,关于直线对称,
∴.
∴.
∵,
∴.
∵,
∴.
∴.
∴.
∵,,
∴.
∴.
∴.
∴.
∵,关于直线对称,
∴.
∵.
∴.
∴.
∴.
∴.
∵,
∴,.
∴,.
∴.
∴.
∵,,
∴.
②过点作,交的延长线于点.
设.
∵,
∴.
∴,.
∴.
∵,
∴.
∴.
∴.
∴.
∴.
∴.
设.
∴.
∴.
∴.
∴.
∴.
∴.
∵,,
∴.
∴.
又,
∴.
∴.
∴.
∴.
∴.
∴.
14.
(2026·上海松江·二模)已知正方形,点在边上,点在的延长线上,与交于点.
(1)如图1,如果,求证:;
(2)如图2,如果,且,求的正切值;
(3)以点为圆心为半径画圆,与以为直径的的另一个交点记为点,如果,,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)先证明,再证明,即可求证;
(2)连接,设正方形的边长为,,然后证明,得到,而由勾股定理得,继而得到方程,然后解方程,再利用正切的定义求解即可;
(3)设以为直径的圆记为,连接交于点,过点作于点,由题意得可设,则,由,得到,再由,求出,,则,可由勾股定理得到,由相交两圆得性质可得,,再由建立方程求解.
【详解】(1)证明:∵四边形是正方形,
∴,,
∵
∴
∴
∴
∴,
∵,
∴,
∴,
∵
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:连接,
设正方形的边长为,,
由题意得,
∵四边形是正方形,
∴,,
∵
∴,
∵
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
整理得,,
解得,(舍去),
∴;
(3)解:如图,设以为直径的圆记为,连接交于点,过点作于点,
由题意得可设,则,
∴,
∵正方形,
∴,
∴
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴
∴
∴
∴,
∴,,
∴,
∴
∵与相交于点
∴,,
∵,
∴,
解得或(舍)
∴.
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题08 四边形背景的几何综合
目录
第一部分 错因诊断与精准突破
错因剖析 避错秘籍 变式迁移
易错点 1 以平行四边形为背景命题的求解错误
易错点 2 以菱形为背景命题的求解错误
易错点 3 以矩形为背景命题的求解错误
易错点 4 以正方形为背景命题的求解错误
易错点 5 以梯形为背景命题的求解错误
第二部分 易错题验收与闯关
易错点1 以平行四边形为背景命题的求解错误
错因剖析
概念混淆:混淆平行四边形边、角、对角线的性质,易错误认为普通平行四边形对角线相等;混淆平行四边形与矩形、菱形的独有性质,解题随意套用特殊图形结论,运用对边相等、对角相等、邻角互补等性质时混淆误用。
认知偏差:不会合理添加辅助线,连接对角线、作高等辅助线作法不合理,无法借助图形性质解题;添加辅助线后,不能准确分析新形成三角形的边角关系,找不到解题突破口。
基础薄弱:平行四边形与三角形、相似图形综合解题能力不足,无法梳理不同图形之间的关联;利用相似求解问题时,找不准对应边、对应角,比例关系梳理错误,综合推理思路混乱。
【例1】(2025·上海·中考真题)在平行四边形中,,分别为边,上两点.
(1)当是边中点时,
①如图(1),联结,如果,求证:;
②如图(2),如果,联结,交边于点,求的值;
(2)如图(3)所示,联结,,如果,,,.求的长.
避错秘籍
【防错指南】
(1)牢记平行四边形的各种性质,通过练习强化对性质的理解和运用。
(2)添加辅助线时,明确目的,根据问题需求合理添加,并分析辅助线带来的新条件。
(3)遇到综合问题,梳理不同图形的性质,找到它们之间的关联点,逐步推导。
【知识链接】
1.平行四边形的定义
两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形,平行四边形用“”表示.
2.平行四边形的性质
(1)边:两组对边分别平行且相等.
(2)角:对角相等,邻角互补.
(3)对角线:互相平分.
(4)对称性:中心对称但不是轴对称.
3.注意:
利用平行四边形的性质解题时一些常用到的结论和方法:
(1)平行四边形相邻两边之和等于周长的一半.
(2)平行四边形中有相等的边、角和平行关系,所以经常需结合三角形全等来解题.
(3)过平行四边形对称中心的任一直线等分平行四边形的面积及周长.
4.平行四边形中的几个解题模型
(1)如图①,AE平分∠BAD,则可利用平行线的性质结合等角对等边得到△ABE为等腰三角形,即AB=BE.
(2)平行四边形的一条对角线把其分为两个全等的三角形,如图②中△ABD≌△CDB;
两条对角线把平行四边形分为两组全等的三角形,如图②中△AOD≌△COB,△AOB≌△COD;
根据平行四边形的中心对称性,可得经过对称中心O的线段与对角线所组成的居于中心对称位置的三角形全等,如图②△AOE≌△COF.图②中阴影部分的面积为平行四边形面积的一半.
(3)如图③,已知点E为AD上一点,根据平行线间的距离处处相等,可得S△BEC=S△ABE+S△CDE.
(4)如图④,根据平行四边形的面积的求法,可得AE·BC=AF·CD.
5.平行四边形的判定
(1)方法一(定义法):两组对边分别平行的四边形是平行四边形.
(2)方法二:两组对边分别相等的四边形是平行四边形.
(3)方法三:有一组对边平行且相等的四边形是平行四边形.
(4)方法四:对角线互相平分的四边形是平行四边形.
(5)方法五:两组对角分别相等的四边形是平行四边形.
变式迁移
【变式1-1】(2025·上海·一模)如图,将平行四边形绕点旋转到平行四边形的位置,其中点、、分别落在点、、处,且点、、、在一直线上.如果点恰好是对角线的中点,那么的值______.
【变式1-2】(2026·上海奉贤·二模)如图,在平行四边形中,对角线、交于点,交于点、交于点,且,.
(1)如果,求证:;
(2)连接.如果,求证:是的中点.
【变式1-3】(2026·上海金山·二模)在平行四边形中,,为锐角.要在对角线上找点、(且点、分别与点、不重合),使,甲、乙、丙分别提出方案(如图).
甲:使.
乙:作,,垂足分别为、.
丙:在上任取一点,连接,再以为圆心、以长为半径作弧,交于点.
(1)选择其中一种正确的方案进行证明:;
(2)根据你在(1)中选择的方案,延长交边于点,若,求证:.
易错点2 以菱形为背景命题的求解错误
错因剖析
概念混淆:混淆菱形与平行四边形、矩形的性质,记错核心特征;易把菱形对角线互相垂直平分错记为仅互相平分,混淆对角线平分内角这一独有性质;分不清菱形判定条件,随意用邻角相等、对角线相等判定菱形。
认知偏差:不能灵活利用菱形四边相等、对角线平分一组对角推导角度关系;遇到线段、最值问题,不会结合对角线垂直构造直角三角形解题;忽略菱形轴对称、中心对称特征,无法转化等量关系。
基础薄弱:菱形与直角三角形、相似图形综合题型中,不会借助对角线垂直拆分图形;利用边长、对角线长求周长、面积时公式运用出错;涉及动点、折叠题型,找不到不变边角关系,计算与推理漏洞多。
【例2】(2026·上海静安·二模)菱形中,点E在线段上,连接、.
(1)如图1,连接交于点F,若,求证:;
(2)如图2,,,点P在线段上,且满足,设,,
①求y关于x的函数解析式,并写出定义域;
②当时,以为半径的和以为半径的是否相交?如果相交,求出它们的公共弦长;如果不相交,请说明理由.
避错秘籍
【防错指南】
(1)深入理解菱形的性质和判定定理,准确把握每个性质和定理的条件与结论。
(2)涉及菱形计算时,仔细分析已知条件,合理运用对角线性质,认真检查计算过程。
(3)在综合问题中,明确不同知识模块之间的联系,正确运用相关公式和定理。
【知识链接】
知识点1:菱形的性质
1.边:对边平行,四条边都相等
2.角:对角相等
3.对角线:
4.对称性:既是中心对称图形又是轴对称图形,对角线所在直线就是对称轴
知识点2:菱形的判定
1. 定义法:有一组邻边相等的平行四边形是菱形
2. 对角线互相垂直的平行四边形是菱形
3. 四条边都相等的四边形是菱形
知识点3:四边形、平行四边形、菱形之间的关系
知识点4:菱形面积求法
1.
由于菱形是平行四边形,所以菱形的面积也可以表示为(表示菱形的边长,表示此边上的高)
2. 由于菱形的对角线把菱形分成四个全等的直角三角形,所以菱形的面积可以用对角线乘积的一半来表示.
变式迁移
【变式2-1】(2025·上海杨浦·一模)在菱形中,,点在线段上,且,点为上一点,将沿翻折,点B对应点E,,且,则_____.
【变式2-2】(2026·上海黄浦·一模)如图,过菱形顶点A分别作边、的垂线,垂足为E、F,交对角线于点M、N.
(1)求证:;
(2)连接,如果,求的值;
(3)如果与五边形的面积均为1,求菱形的面积.
【变式2-3】(2026·上海崇明·二模)如图,已知四边形是平行四边形,点是对角线上一点,,.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)点是边上一点,与相交于点,若,求证:.
易错点3 以矩形为背景命题的求解错误
错因剖析
概念混淆:混淆矩形与平行四边形、菱形的性质,误将菱形对角线互相垂直的特点套用在矩形上;记错矩形对角线性质,只知相等忽略互相平分,分不清矩形四个内角均为直角这一核心特征,边角性质乱用。
认知偏差:面对矩形折叠题型,未能吃透折叠前后对应边相等、对应角相等的不变关系;无法准确找出折叠形成的全等、相似三角形,搞错边角对应位置,造成边长、角度、面积推算出错。
基础薄弱:矩形与三角形、圆等图形综合题型解题能力欠缺,难以梳理组合图形间的几何关联;求解内嵌图形边长、位置关系及组合面积时,图形结构分析不到位,公式选用与数值计算频频出错。
【例3】(2026·上海奉贤·二模)如图,已知矩形是边的中点,是边上一点,将四边形沿直线翻折,得到四边形,(点、分别与点、对应).如果点、在同一条直线上,那么的值是___________.
避错秘籍
【防错指南】
(1)熟练掌握矩形的性质,在解题时根据已知条件合理运用,尤其注意直角和对角线相等这两个关键性质。
(2)处理折叠问题时,画出准确的示意图,明确折叠前后的对应关系,仔细分析图形变化。
(3)面对组合图形问题,分别梳理不同图形的性质,找到它们的公共点和关联条件,逐步求解。
【知识链接】
知识点1:矩形的性质
1.边:对边平行且相等;
2.角:四个角都是直角;
3.对角线:对角线相等且互相平分;
4.对称性:既是中心对称图形又是轴对称图形,有两条对称轴.(对称轴为矩形对边中点所在的直线)
知识点2:矩形的判定
1. 定义法:有一个角是直角的平行四边形;
2. 对角线相等的平行四边形是矩形;
3.有三个角都是90°的四边形是矩形.
知识点3:四边形、平行四边形、矩形之间的关系
说明:矩形面积=长×宽=2S△ABD=4S△AOB.(如图)
变式迁移
【变式3-1】(2026·上海闵行·一模)如图,矩形中,连接,点是的中点,过点作交于点,将沿直线翻折,点落在平面内点处,如果点恰在上,那么的值是___________.
【变式3-2】(2026·上海宝山·二模)如图,在矩形中,将绕点B旋转至的位置,点在的延长线上,与交于点E,如果,,那么四边形的面积是______.
【变式3-3】(2026·上海徐汇·一模)我们将宽和长之比为(约为)的矩形称为“黄金矩形”,它可以通过折纸获得.如图1所示,将长方形纸片第一次沿折叠,使点和点重合,展开后再将纸片沿对折叠,使点和点重合;如图2所示,展开后连接,再将纸片第三次沿折叠,使得落在长方形纸片的边上且点落在点处,再次展开,过点作的垂线,垂足为点.请在阅读理解的基础上写出图中的“黄金矩形”:_________.
易错点4 以正方形为背景命题的求解错误
错因剖析
概念混淆:混淆正方形与矩形、菱形的性质,不能准确区分三者异同;忽略正方形兼具矩形和菱形所有性质,运用边角、对角线性质时随意混用,记错对角线平分内角、对角线互相垂直相等且平分等核心特点,性质使用混乱。
认知偏差:判定正方形思路不清,证明过程条件残缺,分不清先证矩形再证邻边相等、先证菱形再证有一个直角两种判定思路;遇到旋转、平移、折叠题型,无法快速找出图形变换前后相等线段与相等角,挖掘隐藏等量关系能力不足。
基础薄弱:正方形与三角形、相似、三角函数综合解题漏洞多;利用正方形特殊角度进行计算时边角对应错误;求解阴影面积、线段最值、动点问题时,几何模型识别不清,列式与运算容易出现失误。
【例4】(2026·上海浦东新·二模)折纸是承载中国传统礼俗与生活智慧的民间传统艺术.学校折纸社团的同学们用正方形纸片开展折纸活动.
【发现问题】如图1,将正方形纸片对折再展开,折痕交于点、交于点,点、分别是边、的二等分点.在第一次对折后,同向再对折一次(如图2),可得到边的________等分点.按照这样的方式对折次(是正整数)可以得到边的_________等分点(用含的代数式表示),但这样折的方式都不会得到边的三等分点.
【提出问题】能不能通过折纸的方式得到边的三等分点?
【分析问题】围绕这个问题,同学们展开了讨论.
小明:要得到边的三等分点,得想想别的折法.
小华:同向对折的方式得不到边的三等分点,能否通过把角翻折到边上,构造出的比例?
小海:嗯,我是这样想的,在第一次对折展开(如图1)的基础上,将点沿着直线翻折到点处(如图3),折痕分别交正方形的边于点、.边交正方形的边于点,就是边的一个三等分点.
【解决问题】
(1)完成填空;
(2)求的长;
(3)判断小海的折法是否正确并说明理由.
避错秘籍
【防错指南】
(1)系统梳理正方形的性质,明确其与矩形、菱形性质的联系与区别,解题时准确运用。
(2)对于动点问题,通过画图和分析运动过程,找出关键位置和不变量,建立正确的数学模型。
(3)在坐标系问题中,熟练掌握坐标与几何图形的对应关系,仔细分析坐标变化带来的图形变化。
【知识链接】
知识点1:正方形的性质
1. 边:对边平行,四条边都相等
2. 角:四个角都是直角
3.
对角线
4. 对称性:既是中心对称图形又是轴对称图形,有四条对称轴
5.
正方形面积求法:(表示正方形的边长,表示正方形的对角线)
注: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
知识点2:正方形的判定
1. 有一组邻边相等,并且有一个角是直角的平行四边形是正方形
2. 有一组邻边相等的矩形是正方形
3. 对角线互相垂直的矩形是正方形
4. 有一个角是直角的菱形是正方形
5. 对角线相等的菱形是正方形
知识点3:四边形、平行四边形、矩形、菱形、正方形之间的关系
知识点4:中点四边形
定义:依次连接任意一个四边形各边中点所得到的四边形叫做中点四边形.
常见结论
原图形
中点四边形的形状
任意四边形
平行四边形
矩形
菱形
菱形
矩形
正方形
正方形
对角线相等的四边形
菱形
对角线垂直的四边形
矩形
对角线垂直且相等的四边形
正方形
变式迁移
【变式4-1】(2026·上海静安·二模)如图,正方形中,点E在边上,点F是正方形外一点,连结、、,对角线与线段相交于点M,如果,且.
(1)求证:,;
(2)当点E是边的中点时,请直接写出与面积的比值: .
【变式4-2】(2026·上海·一模)在边长为4的正方形中,过点的直线l垂直于对角线,点E是直线l上一点,且在直线上方,连接交于点F,连接.
(1)如图1,若,求的值;
(2)如图2,连接,设、相交于点G,若,求证:;
(3)如图2,连接,若是以为腰的等腰三角形,求的值.
易错点5 以梯形为背景命题的求解错误
错因剖析
概念混淆:对梯形及等腰梯形、直角梯形定义与性质掌握模糊,易混淆两类特殊梯形边角特征;判定四边形为梯形时,错误判断对边平行关系,误用平行四边形性质套用在梯形上,性质区分不清。
认知偏差:解决梯形问题时,不会灵活选用作高、平移腰、平移对角线、延长两腰等常用辅助线;辅助线添加位置与方式不合理,不能将梯形顺利转化为三角形、平行四边形,难以借助已知条件推导边长、高与面积。
基础薄弱:梯形与相似三角形综合题型解题能力不足,难以快速找出图形中隐藏的相似三角形;运用相似性质解题时,找错对应边、对应角,比例式书写错误,无法准确完成线段与角度计算。
【例5】(2026·上海徐汇·二模)在四边形中,,点在边上,且,连接、.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,当时,求的值;
(3)如图3,当四边形为矩形且时,点在线段上,且截、两边所得的两条弦相等.如果与的公共弦所在直线恰好经过点,的半径为3,求此公共弦的长.
避错秘籍
【防错指南】
(1)准确理解梯形及其特殊类型的概念和性质,通过对比记忆加深理解。
(2)学习并掌握不同类型辅助线的添加方法和适用场景,根据题目条件合理添加辅助线。
(3)遇到与相似三角形等综合问题时,仔细分析图形中的平行关系和角的关系,找出相似三角形,正确运用相似性质解题。
【知识链接】
梯形是一组对边平行,另一组对边不平行的四边形。特殊梯形有等腰梯形(两腰相等,同一底上的两个内角相等,对角线相等 )和直角梯形(有一个角是直角 )。梯形的面积公式为(上底 + 下底)×高的一半。
变式迁移
【变式5-1】(2026·上海黄浦·一模)如图,在梯形中,,,.
(1)求证:;
(2)求的值.
【变式5-2】(2025·上海金山·二模)如图,已知在等腰梯形中,,,,联结、交于点,为上一点,.
(1)求证:;
(2)若,求证:.
【变式5-3】(2026·上海杨浦·二模)如图,在梯形中,,,,
(1)当,,时,求的值
(2)若等腰梯形的腰长等于上、下底的比例中项,F为边上一点,E为边上一点;
①若,求证:.
②连接,是否存在等腰梯形,使得为等腰三角形,若存在,请直接写出的值,若不存在,请写出理由.
1.
(2026·上海崇明·二模)已知平行四边形的对角线、相交于点,下列补充条件中,能判定这个平行四边形是正方形的是( )
A., B.,
C., D.,
2. (2026·上海静安·二模)从四边形两条对角线的交点分别向四条边所在的直线作垂线,顺次连接四个垂足,如果我们把此时所得的四边形叫做原四边形的垂足四边形,那么下列说法正确的是( )
A.等腰梯形的垂足四边形是等腰梯形 B.矩形的垂足四边形是矩形
C.平行四边形的垂足四边形是平行四边形 D.菱形的垂足四边形是菱形
3.
(2026·上海青浦·二模)在矩形中,,,动点在对角线上.如果以点为圆心,以1为半径长的与边有两个公共点,那么线段的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.
(2026·上海宝山·二模)如图,在矩形中,,,为矩形对角线.利用尺规按以下步骤作图:①分别以点B、D为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧相交于两点M、N;②连接交于点G,交于点E,交于点O;③以点O为圆心,以的长为半径作弧,交于点H、F;那么线段的长是( )
A. B. C. D.1
5.
(2026·上海普陀·二模)如图1,在矩形中,,.正方形的顶点E在的延长线上,,点G在边上,O为正方形的中心,如果过点O的一条直线平分这个组合图形的面积,且这条直线分别交、于点M、N,那么线段的长为( )
A. B. C. D.13
6.
(2025·上海·中考真题)在矩形中,在边上,关于直线的对称点为,联结,,如果四边形是菱形,那么的值为________.
7.
(2026·上海徐汇·二模)如图,在菱形中,点、分别在边、上,将菱形沿着翻折,使点恰好与的重心重合.若菱形的面积为18,则的面积为__________.
8.
(2026·上海闵行·二模)如图,四边形是平行四边形,将绕点顺时针旋转,点恰好落在延长线上的点处,作的平分线交的延长线于点,连接,如果,那么的正切值是____.
9.
(2025·上海闵行·二模)已知在直角梯形中,,,,,,那么梯形的周长为______.
10.
(2026·上海静安·二模)如图,正方形中,点、分别在边、上,,垂足为点,已知,,那么的长为______.
11.
(2025·上海普陀·二模)已知:如图,平行四边形的对角线和相交于点O,交的延长线于点E,.
(1)求证:四边形为菱形;
(2)连结交于点F,如果,求证:.
12.
(2026·上海金山·一模)在四边形中,点在边上,,点在边上.
(1)如图1,若四边形为矩形,且,连接,
求证:;
(2)如图2,若四边形为等腰梯形,.请连接并延长,交的延长线于点,连接,如果,求的长;
(3)如图3,若四边形为平行四边形,点是中点,连接交于点,连接,过点作交于点,连接,求值.
13.
(2026·上海浦东新·二模)在中,点,分别在边,上,连结,,,.
(1)如图1,连结,如果,求证:;
(2)已知,连结.
①如图2,如果点,关于直线对称,求的值;
②如图3,如果,,求的值.
14.
(2026·上海松江·二模)已知正方形,点在边上,点在的延长线上,与交于点.
(1)如图1,如果,求证:;
(2)如图2,如果,且,求的正切值;
(3)以点为圆心为半径画圆,与以为直径的的另一个交点记为点,如果,,,求的长.
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$