内容正文:
专题09 特殊平行四边形
高频考点概览
考点01矩形的性质与判定综合
考点02菱形的性质与判定综合
考点03正方形的性质与判定综合
考点04特殊平行四边形的性质与判定正误判断
考点05特殊平行四边形中折叠问题
考点06特殊平行四边形最值与动点存在性问题
考点01
矩形的性质与判定综合
1.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,矩形的对角线,相交于点,,,则的长为( )
A. B. C.8 D.4
2.(24-25八年级下·辽宁盘锦·期末)若添加一个条件,使得平行四边形是矩形,则这个条件可以是( )
A. B. C. D.,互相平分
3.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,在矩形中,对角线,相交于点O,,,则的长为( )
A.6 B.5 C.4 D.3
4.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期末)如图,在矩形中,点在上,当是等边三角形时,的度数为( )
A.30° B.45° C.60° D.120°
5.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,要使平行四边形成为矩形,可以添加的条件是( )
A. B. C. D.
6.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,在矩形中,点B的坐标是,则的长为( )
A. B. C.3 D.
7.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,在矩形中,,以点为圆心,以长为半径作弧,交于点,连接.若,,则的长为( )
A. B. C. D.
8.(24-25九年级上·辽宁辽阳·期末)如图,延长矩形的边至点E,使,连接,若,则的度数是( )
A. B. C. D.
9.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,在矩形中,对角线,交于点O.若,,则的长为______.
10.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)如图,在平行四边形中,对角线,交于点O,过点A作于点E,延长到点F,使,连接.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)连接,若,,,求的长度.
11.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,矩形中,点为边上一点,连接,过点作,垂足为,.求证:.
12.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)如图,点A在的边上,于点B,,于点E,,于点C.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)若,,求四边形的面积.
13.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期末)如图,中,于点,点为中点,过点A作交延长线于点,连接.
(1)求证:四边形为矩形;
(2)若是的平分线,,求的长.
考点02
菱形的性质与判定综合
1.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,菱形中,,,则菱形的面积为( )
A.24 B.30 C.40 D.48
2.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)一个菱形的两条对角线的长分别是10和,则这个菱形的面积为()
A. B. C.35 D.
3.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,两张宽度均为3cm的纸条交叉叠放在一起,交叉形成的锐角为,则重合部分构成的四边形的周长为( )
A.6cm B. C. D.
4.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)在中,以A为圆心,长为半径画弧交边于点E,再分别以B、E为圆心,大于长为半径画弧,两弧交于点F,连接并延长交于点,若,,则长为( )
A.8 B.10 C.12 D.14
5.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期末)如图,菱形中,对角线、交于点,点为中点,连接,过点作于点,若,,则菱形的面积为( )
A.24 B.48 C.80 D.96
6.(24-25九年级上·辽宁锦州·期末)如图,在菱形中,是对角线上的点,且,为的中点,连接,.若.则的度数为( )
A. B. C. D.
7.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期末)如图,在菱形中,对角线,交于点O,,.则菱形的面积是_______.
8.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,将矩形纸片沿剪开,再把沿着方向平移,得到,,. 若重叠部分为菱形,则菱形的边长是_______.
9.(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期末)如图,在菱形中,.连接对角线,点E,点F分别为射线,射线上一动点,连接.当时,的长为________.
10.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,菱形中,对角线与相交于点O,若,,则的长为__________.
11.(24-25八年级下·辽宁盘锦·期末)如图,在中,,点,分别是,的中点.连接并延长至点;使得.连接,,.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)若,,求的长.
12.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,在中,,,垂足分别为E,F,且.求证:是菱形.
13.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)如图,平行四边形的两条对角线相交于点O,且平分.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)过点D作于点E,若,试求的长.
14.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,四边形是菱形,,,连接,点E在线段上,过点E作于点F,且,求的长.
15.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,在四边形中,,,对角线平分.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)若,,求菱形的周长.
考点03
正方形的性质与判定综合
1.(24-25八年级下·辽宁铁岭·期末)如图是“赵爽弦图”,其中,,,是四个全等的直角三角形,四边形和都是正方形.如果,,那么小正方形的面积是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
2.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,在正方形中,点E是边的中点,连接,点F是的中点,连接并延长,交边于点G,点H在边上,已知,则的长为( )
A.4 B. C. D.6
3.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)如图,点E是正方形边上任意一点,,且,连接.若的最小值为,则正方形的边长为( )
A.1 B. C.2 D.
4.(24-25八年级下·辽宁营口·期末)如图,在正方形中,为上一点,,过点作于,交于,连接为的中点,若,则的长为( )
A. B.3 C.3 D.
5.(24-25九年级上·辽宁本溪·期末)如图,正方形是小明用木条制作的一个学具,在取放学具时,学具发生了形变,此时,则形变后四边形的面积是原正方形面积的( )
A. B. C. D.
6.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期末)如图,正方形的边长为4,以为边在正方形内部作等边,过点B作交的延长线于点F,则的长为__________
7.(24-25八年级下·辽宁阜新·期末)如图,在平面直角坐标系中,正方形顶点A的坐标为,则顶点B的坐标是 __________ .
8.(24-25八年级上·辽宁沈阳·期末)若一个三角形有一边上的中线与这边的长相等,则称这个三角形为该边上的“完美三角形”.如图在直角坐标系中,正方形ABCO的两边分别在坐标轴上,点的坐标是.在正方形的边上找一点,使得是边上的“完美三角形”,点P的坐标为___________.
9.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,正方形中,点P在对角线上,点E在的延长线上,且,过点P作于F,直线分别交、于G、H.
(1)求证:点F为的中点;
(2)若,,求的长;
(3)求证:.
10.(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期末)如图所示,为等边三角形,在外部作,且,连接.分别以点C,点F为圆心,线段长为半径画弧,两弧交于点M,连接.
(1)求证:四边形为正方形.
(2)若,求阴影部分的面积.(面积记为S).
11.(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期末)【问题情境】
在菱形中,为对角线,点M为射线上的一动点(不与点C重合).连接交对角线于点E,过点C作,交或的延长线于点N.
(1)问题1:如图①,当点M在边上时,猜想线段与线段的数量关系.(直接写出结论)
问题2:如图②,当点M在的延长线上时问题1中的结论是否成立?如果成立,请给出证明;如果不成立,请说明理由.
【学以致用】
(2)如图③当(1)中的菱形内角,且点M为边中点,,其他条件不变时,求菱形的边长.
12.(24-25八年级下·辽宁铁岭·期末)(1)如图①,在正方形中,点E,F分别在边,上,连接,,,且,延长到点G,使,连接.求证:.
(2)如图②,当点E,F分别在线段和的延长线上,连接,,,且时,试探究,,之间的数量关系,并说明理由.
13.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图1,点E在正方形的边上,连接,过B作,垂足为G,交边于F.
(1)求证:;
(2)如图2,连接交于点H,将线段沿边向上平移,得到线段(点B的对应点为M,点F的对应点为N),当线段过点H时.求证:
(3)如图3,在(2)的条件下,调整点E的位置,使得
①猜想线段与之间的数量关系,并加以证明;
②连接,若直接写出正方形的面积.
考点04
特殊平行四边形的性质与判定正误判断
1.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)下列关于矩形叙述正确的是( )
A.对角线相等且互相垂直 B.对角线互相垂直的平行四边形
C.对角线相等且互相平分的四边形 D.矩形的对角线平分一组对角
2.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)下列说法中,错误的是( )
A.平行四边形的对角线互相平分 B.对角线相等的平行四边形是矩形
C.菱形的对角线相等 D.对角线互相垂直平分的四边形是菱形
3.(24-25八年级下·辽宁阜新·期末)下列说法正确的是( )
A.菱形的四个内角都是直角 B.矩形的对角线互相垂直
C.平行四边形是轴对称图形 D.正方形的每一条对角线平分一组对角
4.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)下列命题的逆命题成立的是( )
A.矩形的两条对角线相等 B.菱形的两条对角线互相垂直
C.平行四边形的对角线互相平分 D.正方形的四条边相等
5.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)下列判断错误的是( )
A.有两组邻边相等的四边形是菱形
B.有一角为直角的平行四边形是矩形
C.矩形的对角线互相平分且相等
D.对角线互相垂直且相等的平行四边形是正方形
6.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,四边形是平行四边形,下列结论中正确的是( )
A.若,则四边形是正方形 B.若,则四边形是菱形
C.若,则四边形是菱形 D.若,则四边形是矩形
7.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,中,为边上一点,平分,过点作,与交于点,作,与交于点,连接.则以下结论中错误的是( )
A.四边形是菱形 B.与互相垂直且平分
C.当时,四边形是菱形 D.若时,则四边形是正方形
8.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)如图,在正方形中,,E为对角线上与A,C不重合的一个动点,过点E作于点F,于点G,连接.下列结论:①;②;③;④的最小值为3.其中正确结论的个数有________个.
考点05
特殊平行四边形中折叠问题
1.(24-25八年级下·辽宁营口·期末)如图,在矩形中,为上一点,连接,,将沿着翻折.点的对应点点恰好落在上,,则的度数为( )
A. B. C. D.
2.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)将一个矩形纸片沿所在的直线折叠成如图所示的图形,点均在原矩形的边上,且点在同一边上,,则的度数是( )
A. B. C. D.
3.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,在矩形中,点在上,点在上,把这个矩形沿折叠后,使点恰好落在点处,若,,则折痕的长为( )
A. B. C. D.
4.(24-25九年级上·辽宁阜新·期末)如图,在菱形中,,点M,N分别在和上,沿将折叠,点A恰好落在边上的点E处.若,则的长为( )
A. B. C. D.
5.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)如图,在矩形中,,,点E为边上一个动点,把沿折叠得到,连接,当是直角三角形时,则的长为___________.
6.(24-25八年级下·辽宁盘锦·期末)如图,在矩形纸片中,,,E是边上一点,先将沿AE折叠,点B落在点处,与交于点F,再折叠矩形纸片,使得点C与点重合,点D落在点处,折痕为,则_________.
7.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)【发现问题】
在学习菱形的时候,小明发现菱形符合八年级上学期学过的筝形的定义:有两组邻边分别相等的四边形叫做筝形,菱形是一种特殊的筝形.
【初步应用】
(1)如图1,在菱形中,点是边的中点,点是射线上一点,连接,,将沿所在直线翻折到,点恰好落在上.求证:四边形和四边形都是筝形.
【类比迁移】
(2)如图2,将(1)中的“菱形”改为“正方形”,其他条件不变,猜想与的数量关系,并证明.
【解决问题】
(3)将(1)中的“菱形”改为“矩形”,增加“,,且”,其他条件不变,请直接写出______(用含的代数式表示).
8.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)在八年一班数学课上,数学老师让每人准备一张菱形纸片,要求同学们在对角线上取一点,连接,将沿折叠,得到.
(1)同学甲发现(图),通过探索发现点落在线段上,从而可证明.请你完整证明:;
(2)同学乙取,折叠后发现(图),通过探索可得出为常数,请求出的值;
(3)同学丙通过折叠发现,测得,,连接,发现的长度可求,求出此时的长度.
9.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图1,点E、F分别在正方形边、上,沿直线将正方形折叠.使点B的对应点G落在边上(点G不与点A、D重合),点C落在点H处,与交于点M,分别连接,
(1)求证:;
(2)求的度数;
(3)如图2,若,点M为的中点,求的长.
10.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)综合与实践-操作探究
【问题情境】数学活动课上,老师带领同学们探索以矩形为背景的折叠变化中的数学结论.
【操作探究】在矩形中,,,E是射线上一个动点,连接并延长交直线于点F,将沿直线折叠得到,延长交直线于点H.
(1)如图1,当点E在线段上时,求证:;
(2)如图2,当点E运动到点C位置时(此时点C,E,F重合),与交于点P,求的长;
(3)在点E的运动过程中,是否存在的情况?若存在,直接写出的长度;若不存在,请说明理由.
11.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)在矩形中,,,现将纸片折叠,点的对应点记为点,折痕为(点是折痕与矩形的边的交点),再将纸片还原.
(1)如图1,当点在矩形的边上,点落在射线上时,求证:;
(2)如图2,当点在矩形的边上,点落在射线上时,求证:四边形为菱形;
(3)如图3,当点在矩形的边上,射线与射线交于点.在折叠过程中,当时,请求出线段的长度.
12.(24-25八年级上·辽宁沈阳·期末)如图,在矩形中,,,点E在边或边上,将矩形沿着过点E的直线折叠,当点B落在边(含端点)上时,落点记为F,然后展开铺平,以B,E,F为顶点构造.(提示:矩形的对边平行且相等,四个角都是)
(1)如图1,当的顶点F位于的中点时,求证:是等腰直角三角形;
(2)如图2,当的边时,请补全图形,并求的长;
(3)当点E在某一位置时,是否存在面积最大的,若存在,请求出此时的长;若不存在,说明理由.
13.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)【特例感知】
(1)如图1,在正方形中,点E是边上一点,将E沿翻折,点的对应点为,延长交边于点,连接.求证:.
【类比迁移】
(2)如图2,在矩形中,,点是边上一点,将沿翻折,点的对应点恰好落在边上,求的度数.
【拓展应用】
(3)在菱形中,,边长为,点是边上一点,点是边上一点,将沿翻折,点的对应点恰好落在菱形的一条边上,且.
①如图3,当点落在边上时,求的长;
②当点落在边上时,请直接写出的长.
考点06
特殊平行四边形最值与动点存在性问题
1.(24-25九年级上·辽宁大连·期末)如图,正方形的边长为,点与点分别为射线,上一点,且,连接,并交于点,点为边上一点,,连接,则线段长度的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(24-25九年级上·辽宁丹东·期末)如图,在边长为8的菱形中,点为边,上的动点,且,连接,若菱形面积为60,则的最小值为( )
A.15 B.16 C.17 D.18
3.(24-25九年级上·辽宁阜新·期末)如图,在矩形中,,,E,F分别是和上的两个动点,M为的中点,则的最小值是______.
4.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,正方形的边长为,为上的一点,,为上的一点,,为上一个动点,则的最小值为______.
5.(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期末)如图,在菱形中,.连接对角线,点E,点F分别为射线,射线上一动点,连接.当时,的长为________.
6.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)如图,在正方形中,,E为对角线上与A,C不重合的一个动点,过点E作于点F,于点G,连接.下列结论:①;②;③;④的最小值为3.其中正确结论的个数有________个.
7.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)在菱形中,,,点P是射线上一动点,以为边向右侧作等边三角形,连接.
(1)如图1,当点E落在对角线上时,请求出的长;
(2)点E的位置随点P的位置变化而变化,如图2,求证:,;
(3)如图3,当点P在线段的延长线上时,连接,若,求的面积.
8.(24-25九年级上·辽宁丹东·期末)已知:如图1,正方形中,,点是对角线所在直线上一动点,连接,将沿折叠,得到,点的对应点为点,射线交直线于点,交边所在直线于点.
(1)①求证:;
②求证:;
(2)将沿折叠,得到,点的对应点为点.
①如图2,当点在对角线上,且时,求的度数:
②如图3,当点在延长线上,且时,连接,判断的形状,并说明理由;
③当点在同一直线上时,请直接写出以点为顶点的四边形面积.
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专题09 特殊平行四边形
高频考点概览
考点01矩形的性质与判定综合
考点02菱形的性质与判定综合
考点03正方形的性质与判定综合
考点04特殊平行四边形的性质与判定正误判断
考点05特殊平行四边形中折叠问题
考点06特殊平行四边形最值与动点存在性问题
考点01
矩形的性质与判定综合
1.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,矩形的对角线,相交于点,,,则的长为( )
A. B. C.8 D.4
【答案】D
【分析】本题主要考查矩形的性质、等边三角形的判定与性质等知识点,熟练掌握矩形的性质、等边三角形的判定与性质是解题的关键.
根据矩形的对角线相等且互相平分可得,由,从而是等边三角形,然后根据等边三角形的性质即可解得.
【详解】解∶∵四边形是矩形,,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∴.
故选:D.
2.(24-25八年级下·辽宁盘锦·期末)若添加一个条件,使得平行四边形是矩形,则这个条件可以是( )
A. B. C. D.,互相平分
【答案】B
【分析】本题考查矩形的判定,需掌握矩形与平行四边形的性质及判定定理.
【详解】解:选项A:是平行四边形的固有性质(对边相等),无法判定为矩形.
选项B:(对角线相等)是矩形的判定定理,满足此条件时平行四边形为矩形.
选项C:会使平行四边形成为菱形,而非矩形.
选项D:对角线互相平分是平行四边形的固有性质,无法判定为矩形.
故选 B.
3.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,在矩形中,对角线,相交于点O,,,则的长为( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】A
【分析】本题考查了矩形的性质以及等边三角形的判定和性质,结合矩形的性质可得是等边三角形,求出,进而求出的长.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴,,,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∴,
∴.
故选:A.
4.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期末)如图,在矩形中,点在上,当是等边三角形时,的度数为( )
A.30° B.45° C.60° D.120°
【答案】C
【分析】本题考查了矩形的性质,等边三角形的性质,熟练掌握等边三角形的性质是解题的关键.
由矩形得到,继而得到,而是等边三角形,因此得到.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵是等边三角形,
∴,
∴,
故选:C.
5.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,要使平行四边形成为矩形,可以添加的条件是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查矩形的判定,熟练掌握矩形的判定是解题的关键,根据矩形的判定方法逐一判断即可得到答案.
【详解】解:A、根据平行四边形中邻边相等,可证得四边形为菱形,故此项错误;
B、根据平行四边形中对角线垂直,可证得四边形为菱形,故此项错误;
C、根据平行四边形中一个角等于,可证得四边形为距形,故此项正确;
D、平行四边形对角线平分一组对角,得,不能证明四边形为距形,故此项错误;
故选:C.
6.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,在矩形中,点B的坐标是,则的长为( )
A. B. C.3 D.
【答案】B
【分析】连接,根据点B的坐标得 ,再根据矩形性质即可得出的长.
此题主要考查了点的坐标,矩形的性质,熟练掌握勾股定理,矩形的性质是解决问题的关键.
【详解】解:连接,如图所示:
点B的坐标是,
,
四边形是矩形,
故选:
7.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,在矩形中,,以点为圆心,以长为半径作弧,交于点,连接.若,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】连接,过点作于点,过点作于点,先由勾股定理求出,证明和全等得,,进而得,由作图可知,根据得,继而得,设,,则,,,在和中,由勾股定理得出,进而求得,然后由勾股定理即可求出的长.
【详解】解:连接,过点作于点,过点作于点,如图所示:
,
四边形是矩形,且,,
,,,,
在中,由勾股定理得:,
,
,
在和中,
,
,
,,
由,得:,
,
由作图可知:,
是等腰三角形,
,
,
,
,
,
设,,
则,
,,
,
在和中,由勾股定理得:,
,
,
,
即,
,
解得:
,
在中,由勾股定理得:
故选:A.
【点睛】此题主要考查了矩形的性质,尺规作图,理解矩形的性质,熟练掌握尺规作图,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的性质,灵活运用勾股定理构造方程组是解决问题的关键.
8.(24-25九年级上·辽宁辽阳·期末)如图,延长矩形的边至点E,使,连接,若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了矩形的性质,等腰三角形的性质,平行线的性质,熟记矩形的性质并灵活运用是解题的关键.矩形的性质:①平行四边形的性质矩形都具有; ②角:矩形的四个角都是直角; ③边:邻边垂直; ④对角线:矩形的对角线相等.
连接,由矩形性质可得、,知,而,可得度数.
【详解】解:连接,交于点,
四边形是矩形,
,,,,
,
,
,
,
又,
,
,
,
,即.
故选:A.
9.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,在矩形中,对角线,交于点O.若,,则的长为______.
【答案】
【分析】本题考查了矩形的性质,等边三角形的判定与性质,勾股定理,利用矩形的性质得出,进而利用等边三角形和矩形对角线的性质求长度.
【详解】解:∵是矩形,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴.
故答案为:.
10.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)如图,在平行四边形中,对角线,交于点O,过点A作于点E,延长到点F,使,连接.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)连接,若,,,求的长度.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了平行四边形的性质,矩形的判定和性质,勾股定理,直角三角形斜边上的中线性质等知识;正确的识别图形是解题的关键.
(1)由平行四边形性质得到且,即可得到,可得是平行四边形,根据矩形的判定即可得到结论;
(2)由矩形的性质得到,,进而求得,,由勾股定理可求得和,由平行四边形性质得,由直角三角形斜边的中线等于斜边的一半即可得到结论.
【详解】(1)证明:∵在平行四边形中,
∴且,
∵,
∴,
即.
∴且,
∴四边形是平行四边形,
又∵,
∴,
∴是矩形;
(2)解:由(1)知:四边形是矩形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
在中,,,
∴,
∴,
∴在中,,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴.
11.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,矩形中,点为边上一点,连接,过点作,垂足为,.求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查了矩形的性质,全等三角形的判定与性质,熟练掌握相关知识是解题的关键.
先证明,然后根据证明即可.
【详解】证明:∵,
∴.
∵在矩形中,,,
∴.
在和中,
,
∴.
∴,
∴,
∴,
∴.
12.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)如图,点A在的边上,于点B,,于点E,,于点C.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)若,,求四边形的面积.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】此题考查矩形的判定与性质以及勾股定理.注意利用勾股定理求线段的长是解题关键.
(1)证明,得出,证出,结合,得出四边形是平行四边形,结合,证出平行四边形是矩形;
(2)由(1)知,,得出,设,则,,在中,由勾股定理列方程求出,即可解答.
【详解】(1)证明:于B,于E,
,
在与中,,
,
,
,
,,
,
四边形是平行四边形,
又,
平行四边形是矩形;
(2)解:由(1)知,,
,
设,则,,
在中,由勾股定理得:,
即,解得:,
,
矩形的面积.
13.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期末)如图,中,于点,点为中点,过点A作交延长线于点,连接.
(1)求证:四边形为矩形;
(2)若是的平分线,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)根据证明得,再根据等腰三角形的性质可得,再证四边形是平行四边形,然后结合即可证明结论;
(2)根据矩形的性质可得、,则,易得,,然后利用勾股定理求解即可.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
∵点E为边的中点,
∴,即,
在和中,
,
∴,
∴,
∵中,于点,
∴,
∴,
∵
∴四边形是平行四边形,
又∵,
∴四边形是矩形.
(2)解:∵四边形是矩形,
∴,
∵是的平分线,
∴,,
∴,
∴,,
∴.
【点睛】本题主要考查了矩形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、平行四边形的判定与性质、等腰三角形的性质以及勾股定理等知识点,熟练掌握矩形的判定与性质是解题的关键.
考点02
菱形的性质与判定综合
1.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,菱形中,,,则菱形的面积为( )
A.24 B.30 C.40 D.48
【答案】A
【分析】本题考查了菱形的性质及菱形面积的求法,勾股定理.根据菱形的性质利用勾股定理求得的长,从而得到的长,再根据菱形的面积公式即可求得其面积.
【详解】解:连接,交于点,
在菱形中,,,
,,,
,
,
菱形的面积 .
故选:A.
2.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)一个菱形的两条对角线的长分别是10和,则这个菱形的面积为()
A. B. C.35 D.
【答案】D
【分析】本题考查了菱形的性质,解答本题的关键是掌握菱形面积等于对角线乘积的一半.根据菱形面积等于对角线乘积的一半进行计算即可.
【详解】解:根据菱形面积等于对角线乘积的一半可得:.
故选:D.
3.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,两张宽度均为3cm的纸条交叉叠放在一起,交叉形成的锐角为,则重合部分构成的四边形的周长为( )
A.6cm B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了菱形的判定,勾股定理,直角三角形的性质,
作,作,根据题意说明四边形是平行四边形,再根据面积相等说明四边形是菱形,然后根据勾股定理求出边长,即可得出答案.
【详解】如图所示,过点C作,过点B作,分别交于点E,F,根据题意,得,
∴四边形是平行四边形,
∴.
∵,
∴,
∴四边形是菱形.
在中,,
∴,,
即,
解得,
∴,
所以四边形的周长为.
故选:C.
4.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)在中,以A为圆心,长为半径画弧交边于点E,再分别以B、E为圆心,大于长为半径画弧,两弧交于点F,连接并延长交于点,若,,则长为( )
A.8 B.10 C.12 D.14
【答案】B
【分析】本题考查作图-基本作图、菱形的判定与性质、勾股定理、平行四边形的性质,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
连接,设交于点O,由作图过程可知,,,可得证明≌可得,进而可得四边形为菱形,则,可得.
【详解】解:连接,设交于点O,
由作图过程可知,,,
,
四边形为平行四边形,
∴,
,,
,
,
四边形为平行四边形.
,
四边形为菱形,
,
.
故选:B
5.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期末)如图,菱形中,对角线、交于点,点为中点,连接,过点作于点,若,,则菱形的面积为( )
A.24 B.48 C.80 D.96
【答案】D
【分析】本题主要考查了菱形的性质,直角三角形的性质,菱形的面积公式,关键是根据直角三角形的性质求得.
根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,得,最后由菱形的面积公式求得面积.
【详解】解:∵四边形是菱形,
∴,
∵点为中点,,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,
∵,
∴菱形的面积.
故选:D.
6.(24-25九年级上·辽宁锦州·期末)如图,在菱形中,是对角线上的点,且,为的中点,连接,.若.则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了菱形的性质、等腰三角形的性质等知识知识点,掌握菱形的对角线平分对角成为解题的关键.
由菱形的性质可得、,即,在根据三角形的性质可得、,最后根据角的和差即可解答.
【详解】解:∵菱形, ,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∵为的中点,,
∴,
∴.
故选B.
7.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期末)如图,在菱形中,对角线,交于点O,,.则菱形的面积是_______.
【答案】24
【分析】此题考查菱形的性质,勾股定理求线段,根据菱形的对角线互相垂直,利用勾股定理列式求出,再根据菱形的对角线互相平分求出,然后利用菱形的面积等于对角线乘积的一半列式进行计算即可得解.
【详解】解:∵是菱形,
∴,,,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
8.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,将矩形纸片沿剪开,再把沿着方向平移,得到,,. 若重叠部分为菱形,则菱形的边长是_______.
【答案】2
【分析】此题主要考查了矩形的性质,图形的平移变换及其性质,菱形的性质,直角三角形的性质,理解矩形的性质,熟练掌握图形的平移变换及其性质,菱形的性质,含有角的直角三角形的性质是解决问题的关键.
设与相交于点,由平移的性质得,,,,设重叠部分的菱形的边长为,则,,在中,根据得,则,由此解出即可得出答案.
【详解】解:设与相交于点,如图所示:
由矩形及平移的性质得:,,,,
设重叠部分的菱形的边长为,则,
,
∵,
∴,
在中,,
,
,
解得:,
重叠部分的菱形的边长为2.
故答案为:2.
9.(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期末)如图,在菱形中,.连接对角线,点E,点F分别为射线,射线上一动点,连接.当时,的长为________.
【答案】或
【分析】本题考查菱形的性质,全等三角形的判定与性质,等腰三角形的判定与性质,含角的直角三角形,正确作出辅助线是解题的关键.
过点F作于点M,连接,分类讨论:当点E在线段之间时,当点E在线段的延长线上时,逐一分析,即可解答.
【详解】解:①当点E在线段之间时,过点F作于点M,连接,如图
有,
在菱形中,,有
∴,
∵
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得或(不符合题意,舍去).
②当点E在线段的延长线上时,过点F作于点M,连接,如图
同理可得,,,
∴,
∵,
∴,
解得或(不符合题意,舍去).
综上所述,的长为或.
故答案为:或.
10.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,菱形中,对角线与相交于点O,若,,则的长为__________.
【答案】12
【分析】本题主要考查了菱形的性质,勾股定理,由菱形的性质可得,再由勾股定理求出的长即可得到答案.
【详解】解:∵在菱形中,对角线与相交于点O,
∴,
∴,
∴,
故答案为:12.
11.(24-25八年级下·辽宁盘锦·期末)如图,在中,,点,分别是,的中点.连接并延长至点;使得.连接,,.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)若,,求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】本题考查了菱形与平行四边形的判定与性质、勾股定理、直角三角形的性质等知识点,熟记相关内容是解题关键.
(1)根据,,先求证四边形是平行四边形;结合直角三角形斜边中线性质得到即可求证;
(2)先根据菱形的性质得到,,,进而证明得到,在中,利用含30度角的直角三角形的性质和勾股定理求得即可求解.
【详解】(1)证明:∵点E是的中点,
∴.
∵,
∴四边形是平行四边形.
在中,∵,点D是的中点,
∴.
∴四边形是菱形.
(2)解:∵四边形是菱形,
∴,,,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴.
12.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,在中,,,垂足分别为E,F,且.求证:是菱形.
【答案】见解析
【分析】本题考查了菱形的判定,角平分线的性质定理,等腰三角形的判定等知识,根据平行四边形的性质和平行线的性质可得出,根据角平分线的性质得出,等量代换得出,根据等角对等边得出,最后根据菱形的判定即可得证.
【详解】证:∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
又∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴是菱形.
13.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)如图,平行四边形的两条对角线相交于点O,且平分.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)过点D作于点E,若,试求的长.
【答案】(1)见解析;
(2).
【分析】本题考查了平行四边形的性质,菱形的判定与性质及勾股定理,熟练掌握菱形的判定与性质是见本题的关键.
(1)由平行四边形的对边平行得,由角平分线的性质得,即可知,从而得,即可得证;
(2)由菱形的对角线互相垂直且平分得,利用勾股定理得,根据可得答案.
【详解】(1)∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
又∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴平行四边形是菱形;
(2)∵四边形是菱形,且,
∴,
∴,
∵,
∴,即,
解得,
∴的长为.
14.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,四边形是菱形,,,连接,点E在线段上,过点E作于点F,且,求的长.
【答案】2
【分析】本题考查的是菱形的性质、等边三角形判定与性质及含30度角的直角三角形性质,根据菱形性质得出是等边三角形,进而求出,,再根据直角三角形性质得出,即可求出结论.
【详解】解:∵四边形是菱形,
,
,,
是等边三角形,
,,
,
,
,
,
,
,
.
15.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,在四边形中,,,对角线平分.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)若,,求菱形的周长.
【答案】(1)见解析;
(2).
【分析】本题主要考查了菱形的判定与性质、等角对等边、勾股定理.
根据角平分线的定义可得,根据平行线的性质可得,所以可得,根据等角对等边可得,等量代换可得,根据一组对边平行且相等的四边形是平行四边形,再根据一组邻边相等的平行四边形是菱形可证结论成立;
连接交于点,根据菱形的性质可得、,根据的正切可求,利用勾股定理可求,根据菱形的四条边都相等可求菱形的周长.
【详解】(1)证明:对角线平分,
,
,
,
,
,
又,
,
四边形是平行四边形,
又,
四边形是菱形;
(2)解:如下图所示,连接交于点,
四边形是菱形,
,
,
,
,
,
,
在中,,
,
菱形的周长为.
考点03
正方形的性质与判定综合
1.(24-25八年级下·辽宁铁岭·期末)如图是“赵爽弦图”,其中,,,是四个全等的直角三角形,四边形和都是正方形.如果,,那么小正方形的面积是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【分析】此题考查勾股定理的证明,关键是直角三角形中勾股定理的运用.
根据勾股定理求得,进而求得的值即可.
【详解】解:∵,,,,,是四个全等的直角三角形,
∴,
,
∵、、和是四个全等的直角三角形,
∴,
,
∴小正方形的面积是4
故选:C.
2.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,在正方形中,点E是边的中点,连接,点F是的中点,连接并延长,交边于点G,点H在边上,已知,则的长为( )
A.4 B. C. D.6
【答案】C
【分析】本题主要考查了正方形的性质,勾股定理,全等三角形的判定和性质等知识点,熟练掌握其性质并能正确得出的长是解决此题的关键.
根据正方形的性质以及中点的性质可证明,再利用全等三角形的性质和勾股定理解答即可.
【详解】解:∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵点E为的中点,,
∴,
∵F是的中点,
∴,
在与中,
,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
故选:C.
3.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)如图,点E是正方形边上任意一点,,且,连接.若的最小值为,则正方形的边长为( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】C
【分析】本题考查正方形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,轴对称的最短路径,在线段上截取,连接,作射线,证明,即可得到点F在与夹角为的射线上,然后作点C关于射线的对称点H,连接,则长是的最小值,再根据勾股定理解答即可.
【详解】解:在线段上截取,连接,作射线,
∵是正方形,
∴,,
∴,
∴,即,
又∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,即点F在与夹角为的射线上,
作点C关于射线的对称点H,连接,则长是的最小值,即,
这时,,
∴A,B,H三点共线,
∵,即,
解得,(负值舍去)
故选:C.
4.(24-25八年级下·辽宁营口·期末)如图,在正方形中,为上一点,,过点作于,交于,连接为的中点,若,则的长为( )
A. B.3 C.3 D.
【答案】A
【分析】先证明三角形全等得出相关线段长度,再利用直角三角形斜边中线性质求解 的长.
【详解】解:∵四边形 是正方形,,
∴ , .
∵ ,
∴ , .
∵ ,
∴ ,
∵ ,
又∵ ,
∴ .
在 和 中,
,
∴ ,
∴ .
在 中,,,根据勾股定理 .
∵ 为 中点,且在 中( , ),
∴ .
∴ .
综上, 的长为 ,
故选:A .
【点睛】本题主要考查正方形的性质、三角形全等的判定与性质、勾股定理及直角三角形斜边中线性质,熟练掌握这些知识并能灵活运用是解题的关键.
5.(24-25九年级上·辽宁本溪·期末)如图,正方形是小明用木条制作的一个学具,在取放学具时,学具发生了形变,此时,则形变后四边形的面积是原正方形面积的( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了正方形的性质,菱形的判定与性质,含角直角三角形的性质.正确添加辅助线是解题的关键.
过点作于点,则可得四边形为菱形,,设,则,即可计算菱形的面积,继而求解.
【详解】解:过点作于点,
∵四边形是正方形,
∴,
由题意可得,
∴四边形为菱形,
∴,
设
∵
∴
∴,
而,
∴,
故选:A.
6.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期末)如图,正方形的边长为4,以为边在正方形内部作等边,过点B作交的延长线于点F,则的长为__________
【答案】
【分析】本题考查正方形的性质,等腰三角形的判定和性质,勾股定理.根据正方形的性质,等边三角形的性质,推出为等腰直角三角形,勾股定理求出的长即可.
【详解】解:∵正方形的边长为4,
∴,
∵等边,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴;
故答案为:.
7.(24-25八年级下·辽宁阜新·期末)如图,在平面直角坐标系中,正方形顶点A的坐标为,则顶点B的坐标是 __________ .
【答案】
【分析】此题主要考查了正方形的性质,坐标与图形性质,全等三角形的判定与性质,理解正方形的性质,点的坐标,熟练掌握全等三角形的判定与性质,正确添加辅助线,构造全等三角形是解决问题的关键;
过点A作轴于点E,过点C作轴于点F,过点B作于点H,根据点得,,证明和全等得,,同理证明和全等,得,,进而得,,由此即可得出点B的坐标.
【详解】解:过点A作轴于点E,过点C作轴于点F,过点B作于点H,如图所示:
,
点A的坐标为,
,,
四边形是正方形,
,,
在中,,
,
,
在和中,
,
,
,,
同理:,
,,
,,
点B的坐标为,
故答案为:.
8.(24-25八年级上·辽宁沈阳·期末)若一个三角形有一边上的中线与这边的长相等,则称这个三角形为该边上的“完美三角形”.如图在直角坐标系中,正方形ABCO的两边分别在坐标轴上,点的坐标是.在正方形的边上找一点,使得是边上的“完美三角形”,点P的坐标为___________.
【答案】或或
【分析】本题主要考查了正方形的性质、勾股定理等知识点,掌握分类讨论思想是解题的关键.
利用正方形的性质得到,进而得到中点D的坐标为,再分当点P在上时、当点P在上时、当点P在上时三种情况,分别利用勾股定理建立方程求解即可.
【详解】解:∵四边形是正方形,点B的坐标是,
∴,
∴中点D的坐标为,
如图所示,当点P在上时,设;
∵是边上的“完美三角形”,
∴,
∴,解得.
∴点P的坐标为.
如图2所示,当点P在上时,设;
∵是边上的“中线三角形”,
∴,
∴,解得(负值舍去),
∴点P的坐标为,
如图3所示,当点P在上时,设;
∵是边上的“中线三角形”,
∴,
∴,解得(负值舍去),
∴点P的坐标为;
综上所述,点P的坐标为或或.
故答案为:或或.
9.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,正方形中,点P在对角线上,点E在的延长线上,且,过点P作于F,直线分别交、于G、H.
(1)求证:点F为的中点;
(2)若,,求的长;
(3)求证:.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)见解析
【分析】(1)证明是等腰直角三角形可得结论;
(2)利用勾股定理求出,再利用等腰直角三角形的性质求解;
(3)在上截取,连接,证明四边形是平行四边形即可解决问题.
本题考查正方形的性质,全等三角形的判定和性质,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题.
【详解】(1)证明:连接.
∵四边形是正方形,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,即是等腰直角三角形,
又∵,
∴点F为的中点;
(2)解:在 中,,
∵,,
∴,
又∵是等腰直角三角形,
∴;
(3)证明:在上截取,连接,
∵四边形是正方形,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,即.
又∵于F,
∴,
又∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴.
10.(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期末)如图所示,为等边三角形,在外部作,且,连接.分别以点C,点F为圆心,线段长为半径画弧,两弧交于点M,连接.
(1)求证:四边形为正方形.
(2)若,求阴影部分的面积.(面积记为S).
【答案】(1)详见解析
(2)
【分析】本题考查等边三角形的性质,正方形的判定,菱形的判定与性质,勾股定理,掌握知识点是解题的关键.
(1)由是等边三角形,推导出,,则可证明四边形为菱形,,即可证明四边形为正方形.
(2)过点B分别作于点D,于点E,由是等边三角形,求出
.在,中,可求出,,根据,即可解答.
【详解】(1)证明:由题意可知,,
是等边三角形,
,且.
,
,
∴,
四边形为菱形,
,
四边形为正方形.
(2)过点B分别作于点D,于点E,如图
∴,
是等边三角形,,且,
.
中,,
∴,
中,,
.
,
.
即阴影部分的面积为.
11.(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期末)【问题情境】
在菱形中,为对角线,点M为射线上的一动点(不与点C重合).连接交对角线于点E,过点C作,交或的延长线于点N.
(1)问题1:如图①,当点M在边上时,猜想线段与线段的数量关系.(直接写出结论)
问题2:如图②,当点M在的延长线上时问题1中的结论是否成立?如果成立,请给出证明;如果不成立,请说明理由.
【学以致用】
(2)如图③当(1)中的菱形内角,且点M为边中点,,其他条件不变时,求菱形的边长.
【答案】(1)问题1:;问题2:仍成立,证明见详解;(2)3
【分析】(1)问题1:连接,,与交于点O.由菱形的性质得出,,即可得出垂直平分.由线段垂直平分线的性质得出,,由平行线的性质得出,,等量代换可得出,由等边对等角可得出,再等量代换可得出.问题2:解法同问题1.
(2)连接,,与交于点O,先证明四边形是正方形,由正方形的性质得出,,,,同(1)证明得出,进而可得出是的中位线,由三角形中位线的定理得出,再证明,由全等三角形的性质进一步得出,最后根据勾股定理求解即可.
【详解】解:(1)问题1,连接,,与交于点O.
∵四边形为菱形,
∴,,
∴垂直平分.
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴;
问题2:成立,证明如下∶
连接,,与交于点O.
∵四边形为菱形,
∴,,
∴垂直平分.
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴;
(2)连接,,与交于点O,
∵四边形为菱形,,
∴四边形是正方形,
∴,,,,
∴垂直平分.
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴是的中位线,
∴,
∵.
∴.
∵M在边中点,
∴,
又,
∴..
∴,
∴,
∴,
在中,
由勾股定理得∶,
又,
∴,
∴,
∴正方形的边长为3.
【点睛】本题主要考查了菱形的性质,正方形的判定和性质,三角形中位线的判定和性质,线段垂直平分线的判定和性质,等角对等边,全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识,掌握这些性质是解题的关键.
12.(24-25八年级下·辽宁铁岭·期末)(1)如图①,在正方形中,点E,F分别在边,上,连接,,,且,延长到点G,使,连接.求证:.
(2)如图②,当点E,F分别在线段和的延长线上,连接,,,且时,试探究,,之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)见解析;(2),理由见解析
【分析】(1)由已知四边形为正方形得出,,证明,得到,,再利用,,通过角度等量代换得到,进一步证明,此时进一步通过线段等量代换证明;
(2)在上截取,连接,构造全等三角形,证明,得到,,再通过(1)的方法进行角度等量代换得到,进一步证明,此时进一步通过线段等量代换证明.
【详解】(1)证明:∵四边形为正方形,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵四边形为正方形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴;
(2)解:,
理由如下:如图2,在上截取,连接.
∵四边形为正方形,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵四边形为正方形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴.
【点睛】本题考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质、角度和线段关系的转化推导及几何变换思想.
14.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图1,点E在正方形的边上,连接,过B作,垂足为G,交边于F.
(1)求证:;
(2)如图2,连接交于点H,将线段沿边向上平移,得到线段(点B的对应点为M,点F的对应点为N),当线段过点H时.求证:
(3)如图3,在(2)的条件下,调整点E的位置,使得
①猜想线段与之间的数量关系,并加以证明;
②连接,若直接写出正方形的面积.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)①,见解析;②144
【分析】(1)由正方形的性质及垂直条件,证明即可;
(2)过作交于点,交于点,则四边形为矩形;再由证明即可;
(3)①过作于,同理(1)可得有.设 则;设,则.易得四边形为矩形,则有,从而有,得,有;②由(3)①得,,则,由(2)得,即得,从而可证明,得在中,由勾股定理建立方程可求得a的值,即可求得正方形的面积.
【详解】(1)证明:四边形是正方形.
.
,垂足为
,
,
,
,
,
;
(2)证明:如图2,过作交于点,交于点,则四边形为矩形,
,
由平移得,,
,
,
,
四边形是正方形,
,
,
,
,
;
(3)①猜想:.
证明:如图3,过作于,
,四边形是正方形,
,,
四边形为矩形,
,,
同理(1)可得,
;
设,则,
∵,
,
设,则,
,
,
,
,
;
②解:连接,如图,
由(3)①得,,
,
由(2)得,,
,
又,
,
,
同(3)①,设,则,,,
设,即.则,
,
,
,
在中,,
即,
解得(舍),
,
.
【点睛】本题考查了正方形的性质,矩形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理等知识,利用辅助线构造全等三角形是解题的关键.
考点04
特殊平行四边形的性质与判定正误判断
1.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)下列关于矩形叙述正确的是( )
A.对角线相等且互相垂直 B.对角线互相垂直的平行四边形
C.对角线相等且互相平分的四边形 D.矩形的对角线平分一组对角
【答案】C
【分析】本题考查了矩形的性质,解题的关键是熟练掌握矩形对角线的性质.
根据矩形的性质,逐一分析每个选项是否正确.
【详解】A.矩形的对角线相等,但互相垂直仅当矩形为正方形时成立,故A错误;
B.对角线互相垂直的平行四边形是菱形,而非矩形,故B错误;
C.对角线互相平分的四边形是平行四边形,若对角线相等,则此平行四边形为矩形,故C正确;
D.矩形的对角线平分一组对角仅当其为正方形时成立,普通矩形不满足,故D错误.
故选:C.
2.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)下列说法中,错误的是( )
A.平行四边形的对角线互相平分 B.对角线相等的平行四边形是矩形
C.菱形的对角线相等 D.对角线互相垂直平分的四边形是菱形
【答案】C
【分析】本题考查了平行四边形的性质,矩形的判定,菱形的性质与判定,熟练掌握这些性质定理是解答本题的关键.
根据平行四边形、矩形、菱形的性质及判定定理逐一分析选项即可.
【详解】解:A. 平行四边形的对角线互相平分,符合平行四边形性质,正确;
B. 对角线相等的平行四边形是矩形,符合矩形判定定理,正确;
C. 菱形的对角线互相垂直且平分,但长度不一定相等,只有正方形(特殊菱形)的对角线才相等,因此该说法错误;
D. 对角线互相垂直平分的四边形是菱形,符合菱形判定定理,正确.
综上,错误的说法是C.
故选:C.
3.(24-25八年级下·辽宁阜新·期末)下列说法正确的是( )
A.菱形的四个内角都是直角 B.矩形的对角线互相垂直
C.平行四边形是轴对称图形 D.正方形的每一条对角线平分一组对角
【答案】D
【分析】本题考查了菱形的性质、矩形的性质、正方形的性质、平行四边形和轴对称图形的性质,根据菱形、矩形、正方形、平行四边形的性质和轴对称图形的性质即可求解.
【详解】A. 菱形的四个内角不一定为直角,菱形对角相等且邻角互补,但只有正方形(特殊菱形)的角为直角,故A说法错误,不符合题意;
B. 矩形的对角线相等且互相平分,但互相垂直是菱形的性质,矩形对角线不垂直,故B说法错误,不符合题意;
C. 平行四边形一般不是轴对称图形(除矩形、菱形、正方形外),故C说法错误,不符合题意;
D. 正方形的对角线平分一组对角,且每条对角线将两个角分为,符合正方形性质,故D说法正确,符合题意;
故选:D.
4.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)下列命题的逆命题成立的是( )
A.矩形的两条对角线相等 B.菱形的两条对角线互相垂直
C.平行四边形的对角线互相平分 D.正方形的四条边相等
【答案】C
【分析】本题考查了命题的逆命题,涉及平行四边形、矩形、菱形和正方形的判定,熟练掌握以上知识点是解题的关键. 先分别写出4个命题的逆命题,然后根据平行四边形、矩形、菱形和正方形的判定方法计算判断新命题是否成立.
【详解】A:原命题矩形的对角线相等,逆命题为对角线相等的四边形是矩形.
对角线相等的四边形不一定是矩形(如等腰梯形),故逆命题不成立.
B:原命题菱形的对角线互相垂直,逆命题为对角线互相垂直的四边形是菱形.
对角线垂直的四边形可能是筝形而非菱形,故逆命题不成立.
C:原命题平行四边形的对角线互相平分,逆命题为对角线互相平分的四边形是平行四边形.
根据平行四边形判定定理,对角线互相平分的四边形必为平行四边形,故逆命题成立.
D:原命题正方形的四条边相等,逆命题为四条边相等的四边形是正方形.
四条边相等的四边形是菱形,不一定是正方形(需有直角),故逆命题不成立.
故选:C.
5.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)下列判断错误的是( )
A.有两组邻边相等的四边形是菱形
B.有一角为直角的平行四边形是矩形
C.矩形的对角线互相平分且相等
D.对角线互相垂直且相等的平行四边形是正方形
【答案】A
【分析】本题考查的是特殊平行四边形的判定和性质,分别根据菱形、矩形、正方形及平行四边形的判定定理对各选项进行逐一分析即可.
【详解】解:A、有两组邻边相等,一组对边相等的四边形是菱形,原说法错误,符合题意;
B、有一角为直角的平行四边形是矩形,原说法正确,不符合题意;
C、矩形的对角线互相平分且相等,原说法正确,不符合题意;
D、对角线互相垂直且相等的平行四边形是正方形,原说法正确,不符合题意;
故选:A.
6.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,四边形是平行四边形,下列结论中正确的是( )
A.若,则四边形是正方形 B.若,则四边形是菱形
C.若,则四边形是菱形 D.若,则四边形是矩形
【答案】B
【分析】本题考查了特殊平行四边形的判定,熟练掌握矩形、菱形和正方形的判定是解题的关键.根据矩形、菱形和正方形的判定,对选项逐一分析判断即可.
【详解】解:若,则四边形是矩形,不一定是正方形,故A选项错误,不符合题意;
若,则四边形是菱形,故B选项正确,符合题意;
若,则四边形是矩形,故C选项错误,不符合题意;
若,则四边形是菱形,故D选项错误,不符合题意.
故选:B.
7.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,中,为边上一点,平分,过点作,与交于点,作,与交于点,连接.则以下结论中错误的是( )
A.四边形是菱形 B.与互相垂直且平分
C.当时,四边形是菱形 D.若时,则四边形是正方形
【答案】C
【分析】本题主要考查了菱形的判定与性质、正方形的判定、三角形中位线的判定与性质、平行四边形的判定等知识点,掌握菱形的判定与性质成为解题的关键.
先判定四边形是菱形可判定A选项;再根据菱形的性质可判定B选项;再根据三角形等腰三角形的性质、三角形的中位线可证明是平行四边形;最后根据有一个内角是直角的菱形是正方形可判定D选项.
【详解】解:∵,,
∴四边形是平行四边形,,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∵四边形是菱形,即A选项正确,不符合题意;
∴与互相垂直且平分,即B选项正确,不符合题意;
当时,由等腰三角形的性质得;
∵四边形是菱形,
∴,;
∴;
∵,
∴,
∴,即,
∴F点是的中点;
同理:得E点是的中点,
∴是的中位线,
∴,;
∵,
∴四边形是平行四边形;故选项C错误,符合题意;
∵四边形是菱形,,
∴四边形是正方形,即选项D正确,不符合题意.
故选C.
8.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)如图,在正方形中,,E为对角线上与A,C不重合的一个动点,过点E作于点F,于点G,连接.下列结论:①;②;③;④的最小值为3.其中正确结论的个数有________个.
【答案】3
【分析】连接,交于点O,由题意得,即可得四边形为矩形,得,用即可得,即可判断①;根据全等三角形的性质和等腰三角形的性质得,即可判断③,延长,交于M,交于点H,由①得,,根据题意和角之间的关系得,即可判断②,根据垂线段最短得当时,最小,根据勾股定理得,即可得的最小值,即可判断④.
【详解】解:如图所示,连接,交于点O,
∵,
∴,
∵,
∴四边形为矩形,
∴,
∵四边形为正方形,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
即①正确;
延长,交于M,交于点H,
由①得,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
即,
∴,
即②正确;
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
即③正确,
∵E为对角线上的一个动点,
∴当时,最小,
∵,
∴,
∴,
由①知,,
∴的最小值为,
即④错误,
综上,①②③正确,
∴结论正确的个数是3个,
故答案为:3.
【点睛】本题考查了正方形的性质,矩形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,垂线段最短等知识,解题的关键是掌握这些知识点.
考点05
特殊平行四边形中折叠问题
1.(24-25八年级下·辽宁营口·期末)如图,在矩形中,为上一点,连接,,将沿着翻折.点的对应点点恰好落在上,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查矩形的性质、折叠的性质以及三角形内角和定理,熟练掌握矩形和折叠的性质,准确运用三角形内角和计算角的度数是解题关键.
利用矩形性质和折叠性质,先求出相关角的度数,再结合直角三角形性质计算的度数.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴.
由折叠可知,,
∴, .
∴ .
∴ .
∵,
∴ .
在中, .
又∵,
∴ .
综上,的度数为,
故选:B .
2.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)将一个矩形纸片沿所在的直线折叠成如图所示的图形,点均在原矩形的边上,且点在同一边上,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了矩形的性质,折叠的性质,解题的关键是熟练掌握折叠的性质;根据矩形的性质和折叠的性质可得,,进而可得,即可得解.
【详解】解:如图所示:
将一个矩形纸片沿所在的直线折叠成如图所示的图形,
,,
,
,
,
,
故选:.
3.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图,在矩形中,点在上,点在上,把这个矩形沿折叠后,使点恰好落在点处,若,,则折痕的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了矩形的性质、折叠的性质以及勾股定理,解题的关键是利用折叠性质找到相等的线段和角,结合矩形性质与勾股定理求解.
过作于.,利用折叠性质得出,再结合矩形性质、勾股定理求出等线段长度,进而求出的长.
【详解】解:过作于.
由翻折变换可知,
∵四边形是矩形,
,
,
,
,
在中,,
,
,
,
,
,
.
故选:B.
4.(24-25九年级上·辽宁阜新·期末)如图,在菱形中,,点M,N分别在和上,沿将折叠,点A恰好落在边上的点E处.若,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】作,根据菱形的性质得,其中,然后设,可表示,根据勾股定理得,进而得出接下来根据勾股定理列出方程,求出解即可得出答案.
【详解】如图所示,过点M作,交的延长线于点F,
∵四边形是菱形,且,
∴,其中.
在中,,设,
∴,
根据勾股定理,得.
∴,
根据折叠得,
在中,,
即,
解得,
∴.
故选:B.
【点睛】本题主要考查了菱形的性质,折叠的性质,直角三角形的性质,勾股定理,解一元二次方程,作出辅助线构造直角三角形是解题的关键.
5.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)如图,在矩形中,,,点E为边上一个动点,把沿折叠得到,连接,当是直角三角形时,则的长为___________.
【答案】或
【分析】本题考查了翻折变换,等腰直角三角形的判断与性质,勾股定理,分 时,根据翻折变换的性质求出,然后判断出是等腰直角三角形,从而求出;90°时,判断出在同一直线上,利用勾股定理列式求出,再根据翻折变换的性质可得,,然后求出,设,表示出,然后利用勾股定理列出方程求解即可.
【详解】解:∵四边形是矩形,,,
∴,
时,如图, ,
由翻折的性质得,
是等腰直角三角形,
,
时,如图,
由翻折的性质,
在同一直线上,,,
由勾股定理得,,
,
设,则,
在中,,即 ,
解得,
即,
综上所述,的长为或,
故答案为:或.
6.(24-25八年级下·辽宁盘锦·期末)如图,在矩形纸片中,,,E是边上一点,先将沿AE折叠,点B落在点处,与交于点F,再折叠矩形纸片,使得点C与点重合,点D落在点处,折痕为,则_________.
【答案】10
【分析】本题考查矩形的性质、平行线的性质、轴对称的性质,勾股定理等知识.由矩形的性质得,,,由折叠得,,,则,由勾股定理得,求得即可.
【详解】解:∵四边形是矩形,,,
∴,,,
由折叠得,,,
∴,
∵,且,
∴,
解得,
故答案为:10.
7.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)【发现问题】
在学习菱形的时候,小明发现菱形符合八年级上学期学过的筝形的定义:有两组邻边分别相等的四边形叫做筝形,菱形是一种特殊的筝形.
【初步应用】
(1)如图1,在菱形中,点是边的中点,点是射线上一点,连接,,将沿所在直线翻折到,点恰好落在上.求证:四边形和四边形都是筝形.
【类比迁移】
(2)如图2,将(1)中的“菱形”改为“正方形”,其他条件不变,猜想与的数量关系,并证明.
【解决问题】
(3)将(1)中的“菱形”改为“矩形”,增加“,,且”,其他条件不变,请直接写出______(用含的代数式表示).
【答案】(1)见解析;(2),证明见解析;(3)或
【分析】(1)由折叠得到,即可证明四边形是正方形;如图所示,连接,首先得到,由菱形得到,等量代换得到,得到,即可证明四边形是筝形;
(2)由(1)得,设,,表示出,,然后根据勾股定理得到,代入整理得到,进而表示出,即可得到;
(3)由矩形得到,,由筝形得到,,设,然后根据题意分两种情况讨论:当G在线段上时,当G在射线上时,根据勾股定理得到,进而分别求解即可.
【详解】解:(1)∵将沿所在直线翻折到
∴,
∴四边形是筝形;
如图所示,连接
∵点是边的中点
∴
∴
∴
∵四边形是菱形
∴
由折叠得,
∵
∴
∴,即
∴
∵
∴四边形是筝形;
(2),证明如下:
由(1)得,四边形和四边形都是筝形
设,
∴
∴,
∵
∴
∴
∴解得
∴
∴;
(3)∵四边形是矩形,,
∴,
由(1)得,四边形和四边形都是筝形
∴,
设
如图所示,当G在线段上时,
∴,
∵
∴
∴
∴
∴,
∴;
如图所示,当G在射线上时,
∴,
∵
∴
∴
∴
∴,
∴
综上所述,或.
【点睛】此题考查了菱形的性质,矩形的性质和正方形的性质,勾股定理,折叠的性质等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
8.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)在八年一班数学课上,数学老师让每人准备一张菱形纸片,要求同学们在对角线上取一点,连接,将沿折叠,得到.
(1)同学甲发现(图),通过探索发现点落在线段上,从而可证明.请你完整证明:;
(2)同学乙取,折叠后发现(图),通过探索可得出为常数,请求出的值;
(3)同学丙通过折叠发现,测得,,连接,发现的长度可求,求出此时的长度.
【答案】(1)证明见解析;
(2);
(3).
【分析】本题考查了菱形的性质,轴对称的性质,直角三角形和等腰直角三角形的性质等知识点,熟练掌握知识点的应用是解题的关键.
()先推出是的平分线,进而得出,推出,再根据即可证明结论;
()根据折叠的性质,结合推出四边形是菱形,结合得出,然后根据勾股定理求出与的数量关系即可;
()根据菱形的性质,结合求出及的数量关系,然后由折叠的性质求出和的数量关系,再通过勾股定理求出和的长度,最后由勾股定理求出的长度.
【详解】(1)证明: 由折叠性质可知,
∵,
∴,
∴是的平分线,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,,
∴,
∴,
根据折叠的性质,,
∴,
∵,
∴;
(2)解:根据折叠的性质,,,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是菱形,
连接交于点,如图,
根据菱形的性质,线段和互相垂直平分,
∵,
∴,
∴,
∴,,
设,则,,
根据勾股定理,,,
∴;
(3)解:如图,连接交于点,
根据菱形的性质可得,,
∵,
∴,
∴,,
根据折叠的性质得:,
∴为等腰直角三角形,,
设,则,,
根据勾股定理得:,
∴,
∴,,,,
在中,.
9.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图1,点E、F分别在正方形边、上,沿直线将正方形折叠.使点B的对应点G落在边上(点G不与点A、D重合),点C落在点H处,与交于点M,分别连接,
(1)求证:;
(2)求的度数;
(3)如图2,若,点M为的中点,求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【分析】(1)根据折叠的性质及角的等量代换,得到,根据正方形的性质即可得证;
(2)过点B作于K,根据题意及正方形的性质,证明,,求出,即可解答;
(3)根据题意及正方形的性质,求得,过点B作于K,设,则,根据勾股定理,列方程求出x,进而求出HF,设,,列方程求出y,即可解答.
【详解】(1)证明:沿直线将正方形折叠,
,,
,
,
即,
正方形,
,
,
.
(2)解:如图,过点B作于K,
则,
正方形ABCD,
,,
,,
由(1)得,
又,
,
,,
,
又,,
,
,
,
,
;
(3)解:正方形,
,
点M为的中点,
,
如图,过点B作于K,
由(2)可知,
,
,
,
设,则,
在中,,
即,
解得,
,
设,,
在中,,
即,
解得,
.
【点睛】本题考查四边形的综合应用,主要考查正方形的性质,全等三角形的判定与性质,折叠的性质,勾股定理,掌握正方形的性质,全等三角形的判定与性质,折叠的性质,勾股定理是解题的关键.
10.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)综合与实践-操作探究
【问题情境】数学活动课上,老师带领同学们探索以矩形为背景的折叠变化中的数学结论.
【操作探究】在矩形中,,,E是射线上一个动点,连接并延长交直线于点F,将沿直线折叠得到,延长交直线于点H.
(1)如图1,当点E在线段上时,求证:;
(2)如图2,当点E运动到点C位置时(此时点C,E,F重合),与交于点P,求的长;
(3)在点E的运动过程中,是否存在的情况?若存在,直接写出的长度;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见解析;
(2);
(3)存在,或.
【分析】(1)由矩形的性质可得,由折叠的性质可得,进而可得,由等角对等边得.
(2)结合矩形的性质和折叠的性质可得,根据证明,则可得.设,则,,在中,根据勾股定理列方程求出x的值即可得解.
(3)分两种情况:①当E点在线段上时,由平行线的性质可得,由折叠的性质可得,进而可得,.设,则可得,,.在中,根据勾股定理列方程求得x的值为.②当E点在线段的延长线上时,同①可得,,.在中,根据勾股定理列方程求得x的值为.
【详解】(1)证明:∵矩形中,,F点在的延长线上.
∴,
∵将沿直线折叠得到,
∴,
∴,
即,
∴.
(2)解:∵四边形是矩形,
∴,,,
∵将沿直线折叠得到,
∴,,
∴,,
又∵,
∴,
∴.
设,则,,
在中,,
∴,
解得,
∴.
(3)解:①如图,当E点在线段上时,
∵,
∴,
∵将沿直线折叠得到,
∴,
∴,
∴.
设,
∵,,
∴,,
∴,
在中, ,
∴,
解得,
∴.
②如图,当E点在线段的延长线上时,
∵,
∴,
∵将沿直线折叠得到,
∴,
∴,
∴,
设,
∵,,
∴,,
∴,
在中, ,
∴,
解得,
∴.
综上,点E的运动过程中,存在的情况, 的长度为或.
【点睛】本题考查了矩形的性质,折叠的性质,等腰三角形的判定和性质以及勾股定理.熟练掌握以上知识,注意分类讨论是解题的关键.
11.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)在矩形中,,,现将纸片折叠,点的对应点记为点,折痕为(点是折痕与矩形的边的交点),再将纸片还原.
(1)如图1,当点在矩形的边上,点落在射线上时,求证:;
(2)如图2,当点在矩形的边上,点落在射线上时,求证:四边形为菱形;
(3)如图3,当点在矩形的边上,射线与射线交于点.在折叠过程中,当时,请求出线段的长度.
【答案】(1)见解析;
(2)见解析;
(3)或.
【分析】(1)由折叠可得,,再由矩形得到,然后由折叠以及平行导角得到,即可证明全等;
(2)根据折叠得到,再由平行以及折叠得到,那么,即可证明四边相等,即可证明为菱形;
(3)连接,可证明(),则可设当射线与射线的交点在边上时.则,,,在中运勾股定理建立方程求解;当射线与射线的交点在边的延长线上时,则,,,在中运用勾股定理求解即可.
【详解】(1)证明:折痕为,点的对应点为点
,
四边形是矩形
,
,
;
(2)解:折痕为,点的对应点为点
,,
四边形是矩形
四边形为菱形;
(3)解:折痕为,点的对应点为点
,,
四边形是矩形
,,
,
连接
()
设
,,
,,
如图,当射线与射线的交点在边上时.
,,
在中,
如图,当射线与射线的交点在边的延长线上时.
,,
在中,
答:线段的长度为或.
【点睛】本题考查了矩形的性质,菱形的判定,折叠的性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质等知识点,熟练掌握各知识点并灵活运用是解题的关键.
12.(24-25八年级上·辽宁沈阳·期末)如图,在矩形中,,,点E在边或边上,将矩形沿着过点E的直线折叠,当点B落在边(含端点)上时,落点记为F,然后展开铺平,以B,E,F为顶点构造.(提示:矩形的对边平行且相等,四个角都是)
(1)如图1,当的顶点F位于的中点时,求证:是等腰直角三角形;
(2)如图2,当的边时,请补全图形,并求的长;
(3)当点E在某一位置时,是否存在面积最大的,若存在,请求出此时的长;若不存在,说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)图见解析,4或1
(3)存在,4或
【分析】(1)根据矩形的性质得到,,由点F是的中点,得到,求得,推出,根据折叠的性质得到,,求得,根据等腰直角三角形的判定定理得到结论;
(2)根据题意补全图形如图所示,过点E作于点G,,由折叠的性质得到,根据矩形的性质得到,,利用勾股定理求得的长,此时分情况讨论:①当点F在点G左侧时,②当点F在点G右侧时,根据不同的情况分别得出此时的值即可;
(3)①当E在边上时,,即当E与C重合时,面积最大为4,求得;②当E在边上时,过E作交于点H,交于K,根据三角形的面积和矩形的面积公式推出即当E为中点时,面积最大为4,根据勾股定理得到.
【详解】(1)证明:在矩形中,,,
∴,,
∵点F是的中点,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵将矩形沿着过点E的直线折叠,当点B落在边(含端点)上时,落点记为F,
∴,,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形;
(2)解:补全图形如图所示,
过点E作于点G,
由折叠得,
∵四边形为矩形,
∴,
∴,
又∵,,
∴,
同理可得,
在中,,
由勾股定理得,,
∴,
∴,
①当点F在点G左侧时,如图1,
,
②当点F在点G右侧时,如图2,
,
综上所述,的长为1或4.
(3)解:①当E在边上时,如图所示,,
即当E与C重合时,面积最大为4,
∴;
②当E在边上时,如图所示,过E作交于点H,交于K,
∵,,
∴.
即当E为中点时,面积最大为4,
∴.
综上所述,或.
【点睛】本题考查了矩形的性质,翻折变换(折叠问题),等腰直角三角形的判定,勾股定理,三角形的面积的计算,熟练掌握折叠的性质是解题的关键.
13.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)【特例感知】
(1)如图1,在正方形中,点E是边上一点,将E沿翻折,点的对应点为,延长交边于点,连接.求证:.
【类比迁移】
(2)如图2,在矩形中,,点是边上一点,将沿翻折,点的对应点恰好落在边上,求的度数.
【拓展应用】
(3)在菱形中,,边长为,点是边上一点,点是边上一点,将沿翻折,点的对应点恰好落在菱形的一条边上,且.
①如图3,当点落在边上时,求的长;
②当点落在边上时,请直接写出的长.
【答案】(1)见解析,(2),(3)①4;②.
【分析】(1)运用翻折变换的性质、正方形的性质及全等三角形的判定即可证得结论;
(2)过点作于点,利用矩形的性质和判定及翻折变换的性质即可求得答案;
(3)①利用等边三角形的判定和性质即可求得答案;
②过点作于点M,过点作于点,运用勾股定理可得,根据菱形性质及翻折可得:,,,再运用勾股定理即可求得答案.
【详解】(1)证明:∵将沿翻折到处,四边形是正方形,
∴,
∴,
∵,,
∴.
(2)解:过点作于点,如图,
则,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
由翻折得:,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
(3)解:①当点落在边上时,如图,
∵,,
∴是等边三角形,
∴;
②当点落在边上时,如图,过点作于点,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,
∵,,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∴,,
由翻折得:,
设,则,
在中,,
∴,
解得: ,
即.
【点睛】本题是几何变换综合题,考查勾股定理、折叠的性质,等边三角形的性质,菱形的性质,矩形的判定和性质,正方形的性质,菱形的性质,平行四边形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,熟练掌握相关的性质是本题的关键.
考点06
特殊平行四边形最值与动点存在性问题
1.(24-25九年级上·辽宁大连·期末)如图,正方形的边长为,点与点分别为射线,上一点,且,连接,并交于点,点为边上一点,,连接,则线段长度的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】如图,取中点,根据正方形的性质推得,并证,根据全等三角形的性质得到,求得,推出直角中有,连接,当点在上时,线段长度的值最小,过作于,根据勾股定理得到,再由即可得解.
【详解】解:如图,取中点,
四边形是正方形,
,,
点是的中点,
,
在和中,
,
,
,
,
,
是中点,
,
连接,当点在上时,线段长度的值最小,过作于,
即,
,
四边形是矩形,
,,
,
,
,
即线段长度的最小值为.
故选:.
【点睛】本题考查的知识点是正方形的性质、全等三角形的判定与性质、直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半、矩形的判定与性质、勾股定理解直角三角形,解题关键是正确作出辅助线.
2.(24-25九年级上·辽宁丹东·期末)如图,在边长为8的菱形中,点为边,上的动点,且,连接,若菱形面积为60,则的最小值为( )
A.15 B.16 C.17 D.18
【答案】C
【分析】本题主要考查了菱形与三角形综合.熟练掌握菱形性质,全等三角形的判定和性质,轴对称性质,勾股定理,是解题的关键.
作点C关于的对称点G,连接交于点H,连接,则,可得,根据,得,得,得,根据菱形性质和,可得,得,得,得取得最小值为17 .
【详解】作点C关于的对称点G,连接交于点H,连接,
则,,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵菱形中,,且,
∴,
∴,
∴,
∴当点E在线段上时,取得最小值17.
故选:C.
3.(24-25九年级上·辽宁阜新·期末)如图,在矩形中,,,E,F分别是和上的两个动点,M为的中点,则的最小值是______.
【答案】
【分析】本题考查轴对称-最短路线问题、矩形的性质,作点D关于的对称点,作点M关于的对称点,连接,,,则所求的最小值即为,利用勾股定理求解即可.
【详解】解:作点D关于的对称点,作点M关于的对称点,连接,,,
则,
∴当,E,F,在同一条直线上时,所求的最小,最小值即为的长,
∵矩形中,,,
∴,,
过点作的垂线,交的延长线于点H,则四边形为矩形,
∴,
∵M为的中点,,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值是.
故答案为:.
4.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)如图,正方形的边长为,为上的一点,,为上的一点,,为上一个动点,则的最小值为______.
【答案】
【分析】根据“将军饮马”模型,作点关于直线的对称点,连接,则的最小值为的长,再过点作于点,证出四边形为矩形,进一步得出和的长,最后利用勾股定理求解即可.
【详解】解:如图,作点关于直线的对称点,连接,,过点作于点,
,,,
.
在正方形中,,,
四边形为矩形,
,,
.
在中,
,
即的最小值为.
5.(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期末)如图,在菱形中,.连接对角线,点E,点F分别为射线,射线上一动点,连接.当时,的长为________.
【答案】或
【分析】本题考查菱形的性质,全等三角形的判定与性质,等腰三角形的判定与性质,含角的直角三角形,正确作出辅助线是解题的关键.
过点F作于点M,连接,分类讨论:当点E在线段之间时,当点E在线段的延长线上时,逐一分析,即可解答.
【详解】解:①当点E在线段之间时,过点F作于点M,连接,如图
有,
在菱形中,,有
∴,
∵
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得或(不符合题意,舍去).
②当点E在线段的延长线上时,过点F作于点M,连接,如图
同理可得,,,
∴,
∵,
∴,
解得或(不符合题意,舍去).
综上所述,的长为或.
故答案为:或.
6.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)如图,在正方形中,,E为对角线上与A,C不重合的一个动点,过点E作于点F,于点G,连接.下列结论:①;②;③;④的最小值为3.其中正确结论的个数有________个.
【答案】3
【分析】连接,交于点O,由题意得,即可得四边形为矩形,得,用即可得,即可判断①;根据全等三角形的性质和等腰三角形的性质得,即可判断③,延长,交于M,交于点H,由①得,,根据题意和角之间的关系得,即可判断②,根据垂线段最短得当时,最小,根据勾股定理得,即可得的最小值,即可判断④.
【详解】解:如图所示,连接,交于点O,
∵,
∴,
∵,
∴四边形为矩形,
∴,
∵四边形为正方形,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
即①正确;
延长,交于M,交于点H,
由①得,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
即,
∴,
即②正确;
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
即③正确,
∵E为对角线上的一个动点,
∴当时,最小,
∵,
∴,
∴,
由①知,,
∴的最小值为,
即④错误,
综上,①②③正确,
∴结论正确的个数是3个,
故答案为:3.
【点睛】本题考查了正方形的性质,矩形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,垂线段最短等知识,解题的关键是掌握这些知识点.
7.(24-25八年级下·辽宁抚顺·期末)在菱形中,,,点P是射线上一动点,以为边向右侧作等边三角形,连接.
(1)如图1,当点E落在对角线上时,请求出的长;
(2)点E的位置随点P的位置变化而变化,如图2,求证:,;
(3)如图3,当点P在线段的延长线上时,连接,若,求的面积.
【答案】(1)2
(2)见解析
(3)
【分析】(1)根据菱形和等边三角形的性质得到,,再由角直角三角形的性质得到,则,最后对运用勾股定理建立方程求解;
(2)连接,根据菱形和等边三角形的判定与性质证明,则,,故,则;
(3)如图,连接交于点O,作于点H,先根据勾股定理求出,则,可得是的垂直平分线,则,由三线合一可得,在中由勾股定理求得,则,再对运用勾股定理求解即可.
【详解】(1)解:∵四边形是菱形,,
∴,
∵是等边三角形,
∴,
∴,
∵,
∴设,则,
∵
∴在中,由勾股定理得,
解得(舍负),
∴,
∴;
(2)证明:如图,连接,
∵四边形是菱形,,
∴,,
∴是等边三角形
∴,,
∵是等边三角形,
∴,,
∴,
∴
∴,
∴,
∴;
(3)解:如图,连接交于点O,作于点H,
∵四边形是菱形,
∴,平分,,,
∵,,
∴,
∴,
∴
∴,
由(2)知,
∵,
∴,
同理可得:是等边三角形,
∴是的垂直平分线,
∴,
又∵等边中,,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴由勾股定理得:
由(2)知,
∴,
∴,
∴,
在中,由勾股定理得:
∴.
【点睛】本题考查了菱形的性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,角直角三角形的性质等知识点,正确构造全等三角形是解题的关键.
8.(24-25九年级上·辽宁丹东·期末)已知:如图1,正方形中,,点是对角线所在直线上一动点,连接,将沿折叠,得到,点的对应点为点,射线交直线于点,交边所在直线于点.
(1)①求证:;
②求证:;
(2)将沿折叠,得到,点的对应点为点.
①如图2,当点在对角线上,且时,求的度数:
②如图3,当点在延长线上,且时,连接,判断的形状,并说明理由;
③当点在同一直线上时,请直接写出以点为顶点的四边形面积.
【答案】(1)①证明过程见详解;②证明过程见详解;
(2)①;②是等腰直角三角形;③
【分析】(1)①根据正方形的性质可得,根据折叠的性质,可得,由此即可求证;
②根据正方形的性质可得,则有,由全等三角形的性质可得,由,即可求证;
(2)①根据全等三角形的性质,折叠的性质,正方形的性质可得,,由平行线的性质可得,再由,即可求解;
②根据题意可证是等边三角形,是等腰三角形,得到,根据折叠的性质,三角形内角和定理可得,由此可得,由此即可求解;
③如图所示,点三点共线,连接与交于点,沿折叠得到,沿折叠得到,可得,,,由此可得,,由此即可求解.
【详解】(1)证明:①∵四边形是正方形,是对角线,
∴,,
在和中,
,
∴,
∵将沿折叠,得到,
∴,
∴;
②∵,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴在中,,
∴;
(2)解:①由(1)可知,
∴,
∵将沿折叠,得到,点的对应点为点,
∴,
∴,
∵是正方形的对角线,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
②沿折叠得到,沿折叠得到,
∴,
∴,,
∵,
∴,则,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴是等边三角形,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴,,
∴是等腰直角三角形;
③如图所示,点三点共线,连接与交于点,沿折叠得到,沿折叠得到,
∴,,,
由(1)可知,,
∴在中,,
∴,
∴,
∴,即,
∵四边形是正方形,,
∴,则,
在中,,
∵折叠,
∴,
由上述证明可得,
设,则,
在中,,
∴,
解得,,
∴,
∴,
∴,,
∴点为顶点的四边形面积为.
【点睛】本题主要考查正方形的性质,折叠的性质,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,勾股定理等知识的综合运用,掌握正方形的性质,折叠的性质,全等三角形的判定和性质是解题的关键.
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