内容正文:
专题05 四边形
5大考点概览
考点01多边形的性质与计算
考点02平行四边形的性质与判定
考点03矩形的性质与判定
考点04菱形的性质与判定
考点05正方形的性质与判定
多边形的性质与计算
考点01
1.(2026·山西吕梁·二模)大自然处处蕴藏着数学之美.如图所示秋葵的截面图就呈现出漂亮的五边形.图中五边形的内角和等于________.
2.(2026·山西运城·二模)如图1是某校的一块宣传展板,其外轮廓是一个正五边形,其示意图如图2所示,则__________.
3.(2026·山西吕梁·二模)如图,在正六边形的边处放置一块平面镜,一束光线从点发出,照射到镜面上的点处,经反射后恰好经过边上的点.若正六边形的边长为,,则的长为( )
A. B. C. D.
4.(2026·山西晋城·二模)将矩形纸片沿剪掉一个角,得到了如图所示的图形①和图形②两部分,则得到图形①的内角和是图形②内角和的________倍.
5.(2026·山西朔州·二模)窗是我国传统建筑中最重要的构成要素之一,窗的类型很多,如图1是一个正六边形窗,这个正六边形的示意图如图2所示,已知该正六边形的周长约为,则之间的距离为______dm.
6.(2026·山西太原·二模)中国宴席中的摆盘艺术体现传统美学原则.如图1,将六个全等的正五边形陶瓷盘按照如图1的方式摆放,正五边形的五个顶点代表“五福”,具有美好的寓意.若将其抽象成如图2的图形,则的度数为______°.
7.(2026·山西太原·二模)如图,以线段为边,在其两侧作正五边形,再分别以点,为圆心,的长为半径作和,得到的扇形和扇形与两个五边形组成一个轴对称图形,其中,点,,,均为五边形的顶点.若,则这个轴对称图形的周长为_______.
8.(2026·山西吕梁·二模)阅读与思考
下面是博学小组研究性学习报告的部分内容,请认真阅读,并完成相应任务.
关于“平行六边形”的研究报告研究对象:平行六边形
研究思路:类比三角形、四边形,按“概念——性质——判定”的路径,由一般到特殊进行研究
研究方法:观察(测量、实验)——猜想——推理证明
研究内容:
【一般概念】对于一个凸六边形,若其三组对边两两平行,则称该六边形为平行六边形.
如图1,在凸六边形中,,,,则这样的凸六边形就是平行六边形.其中与,与,与叫做“主对边”;与,与,与叫做“主对角”;,,叫做“主对角线”.
【性质探索】
内角:平行六边形的三组主对角分别相等;
对角线:……
【判定探索】
平行六边形的定义是判定的一种方法,不过根据判定定理可由性质定理的逆命题进行猜想的研究思路,大胆猜测:三组主对角分别相等的凸六边形是平行六边形,探究过程如下:
已知:如图2,在凸六边形中,,,.
求证:凸六边形是平行六边形.
证明:如图3,分别延长,交于点G,,交于点H.
,
,即.
……
【平行六边形拓展】
六条边都相等的平行六边形叫做等边平行六边形.
任务:
(1)补全材料中“【判定探索】”的证明过程;
(2)如图4,已知平行六边形满足,则平行六边形________等边平行六边形(填“是”或“不是”);
(3)如图5,已知在菱形中,,请在图中作一个等边平行六边形,使得点E,F,G,H依次落在边,,,上.(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法)
平行四边形的性质与判定
考点02
1.(2026·山西阳泉·二模)如图,在中,,是的中位线,平分,交于点.若,则的长为( )
A. B. C. D.
2.(2026·山西阳泉·二模)如图,在中,点是边上的动点,连接,,,分别是,的中点,在点从点运动到点的过程中,下列结论一定成立的是( )
A.的长度逐渐减小 B.的面积逐渐增大
C.始终与平行 D.的周长始终保持不变
3.(2026·山西大同·二模)如图,在中,是边上的中线,在中,是边上的中线,下列结论一定成立的是( )
A. B. C. D.
4.(2026·山西运城·二模)如图,在中,,,,分别以点,为圆心,的长为半径画弧,分别与,的延长线交于点,,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
5.(2026·山西晋中·二模)如图,在平行四边形中,为对角线上一点,过点作分别交,于点,,连接和,若,则的面积为________.
6.(2026·山西吕梁·二模)如图,四边形是平行四边形,,分别过点,作,的垂线,分别交和的延长线于点,.求证:四边形是正方形.
7.(2026·山西吕梁·二模)如图,,平分,交于点C,平分,交于点D,连接.请判断四边形的形状,并说明理由.
8.(2026·山西太原·二模)综合与探究
问题情境:如图1,已知中,,点是边的中点,过点作的平行线交于点.
猜想论证:
(1)判断四边形的形状,并证明你的结论;
拓展探究:
(2)在图1的基础上,连接并延长交射线于点,连接并延长交线段于点(其余条件不变),探究下列问题:
①猜想图2中线段与的数量关系,并说明理由;
②若以点,,为顶点的三角形是直角三角形,请直接写出的值.
9.(2026·山西晋中·二模)综合与探究
问题情境:如图,在纸片中,,点E在边上,沿折叠,得到.
(1)猜想证明:如图①,当时,交于点F,连接,.判断与的数量关系,并说明理由;
(2)拓展延伸:如图②,连接交于点G.
①连接,当时,判断四边形的形状,并说明理由;
②连接,若,,,当与的一边垂直时,请直接写出的值.
10.(2026·山西晋城·二模)综合与探究
问题情境:有一条对角线与一组对边相等的平行四边形,称为双等腰四边形.以下对该图形的性质、判定和应用逐一进行探究.
探究性质:
(1)如图①,若四边形为双等腰四边形,其中,,判断与的数量关系,并说明理由;
探究判定:
(2)如图②,用两个全等的含角的直角三角形和直角三角形拼出一个矩形,固定,将沿的方向平移,使与交于点,与交于点.当时,求证:四边形是双等腰四边形;
探究应用:
(3)如图③,在矩形中,分别为边上的点,连接,若四边形为双等腰四边形,且,直接写出的值.
矩形的性质与判定
考点03
1.(2026·山西吕梁·二模)如图,将矩形沿翻折,使点C的对应点与点A重合,点D的对应点为,若,,则折痕的长为( )
A.6 B.4 C. D.
2.(2026·山西太原·二模)如图,在矩形中,点是对角线的中点,直线经过点,并且与交于点,与交于点,连接,,添加下列选项中的一个条件,不能判定四边形为菱形的是( )
A. B.
C. D.
3.(2026·山西运城·二模)如图,在平面直角坐标系中,矩形的顶点分别在轴和轴的正半轴上,点是的中点,点是上一点,连接,已知且.若点的坐标为,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
4.(2026·山西太原·二模)已知矩形,,,是边的中点,是边上的动点,线段分别与,相交于点,.若,则的长为________.
5.(2026·山西吕梁·二模)如图,在矩形中,线段垂直平分对角线,是边上一点,连接并延长,与的延长线交于点,连接.若,则线段的长为__________.
6.(2026·山西吕梁·二模)综合与探究
问题情境:在矩形纸片中,,,点在边上,沿过点,的直线折叠该纸片,得到,然后把纸片展平.连接并延长交射线于点.
猜想证明:
(1)如图1,当点与点重合时,猜想线段与的数量关系,并说明理由;
数学思考:
(2)如图2,沿过点的直线继续折叠该纸片,折痕为,,且与交于点,然后展平.连接,判断四边形的形状,并说明理由;
深入探究:
(3)隐去折痕,连接.当时,请直接写出线段的长.
7.(2026·山西阳泉·二模)综合与探究
问题情境:已知矩形中,点为边上的一点,.沿过点的动直线折叠,得到同一平面内的(点,的对应点分别是点,),延长交射线于点.
(1)猜想证明:如图,当点,都落在矩形内部时,判断线段与的数量关系,并说明理由;
(2)拓展延伸:在矩形中,过点作的垂线,分别交线段,于点,.解决下列问题:
①如图2,当点恰好落在边上时,猜想线段,与的数量关系,并说明理由;
②如图3,已知,,点与点重合,连接交线段于点.当以,,为顶点的三角形是直角三角形时,请直接写出,两点之间的距离.
8.(2026·山西晋中·二模)综合与探究
问题情境:如图,在矩形中,点,分别是边,上的点,连接,将矩形沿折叠,点的对应点为,延长与直线相交于点.
猜想证明:
(1)如图,连接,若点为的中点,延长交边于点,连接,,,判断四边形的形状,并说明理由;
深入探究:
(2)当点与点重合时,改变点的位置.
如图,若点与点重合,猜想线段与的数量关系,并说明理由;
延长交于点,直线与直线相交于点,若,,,请直接写出线段的长.
9.(2026·山西太原·二模)综合与探究
问题情景:数学课上,老师与同学们探究矩形中的折叠问题,有一张矩形纸片,其中,,将矩形纸片对折,使与重合,与重合,折痕为(如图),然后展开,再将矩形进行第二次折叠,使点与点重合,折痕为(如图),然后展平,两条折痕交于点.
猜想证明:
(1)连接,,,(如图),判断四边形的形状,并说明理由.
拓展延伸:
(2)当时,求此时的长度.
(3)如图,若,点是线段上的动点,将沿所在直线折叠,得到,连接,交线段于点,当是直角三角形时,直接写出此时的长.
10.(2026·山西晋中·二模)综合与实践
问题情境:
在综合与实践课上,老师让同学们利用准备好的两个矩形纸片进行探究活动.
智慧小组准备了两张矩形纸片和,其中,将它们按如图所示的方式放置,点落在上,点落在的延长线上,连接和.
观察发现:
(1)如图连接,则和的位置关系是__________,___________.
操作探究:
(2)如图,将矩形绕点按顺时针方向旋转(),试探究(1)中和的数量关系是否仍然成立,并说明理由.
拓展延伸:
(3)在矩形旋转的过程中,当三点共线时,直接写出线段的长.
菱形的性质与判定
考点04
1.(2026·山西晋中·二模)古典花窗是中国传统建筑中独具特色的窗式,常见于园林、住宅等场所,兼具实用功能与艺术装饰价值.如图①为某花窗的局部图案,中心部位包含一个菱形与3个全等的正六边形,如图②将其几何示意图放在平面直角坐标系中,点,,,为菱形的顶点,点为正六边形的顶点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
2.(2026·山西临汾·二模)如图,在菱形中,,分别以点A和B为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧相交于点M和N,作直线,交于点E,连接,若,则的长为( )
A. B. C. D.
3.(2026·山西阳泉·二模)如图,在菱形中,是对角线,于点,为的中点,连接并延长,交于点.若,则线段的长为__________.
4.(2026·山西临汾·二模)如图,在菱形中,,,E是的中点,F是边上一点,连接,,若,则的长为______.
5.(2026·山西临汾·二模)如图,在菱形中,点是边的中点,动点在边上运动,以为折痕将折叠得到,连接.若,,则的最小值是______.
6.(2026·山西临汾·二模)如图,已知菱形的边长为,是的中点,平分交于点,交于点.若,则的长是______.
7.(2026·山西大同·二模)如图,已知菱形,连接,为的中点.
(1)实践与操作:利用尺规作四边形,使得四边形为平行四边形(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法);
(2)应用与计算:在(1)的条件下,连接,若,,求的面积.
8.(2026·山西阳泉·二模)综合与探究
问题情境:如图,在菱形中,点是边上的点(点不与点重合),连接,将线段绕点顺时针旋转得到线段.
猜想证明:
(1)如图①,连接,交于点,若,当点与点重合时,过点作交的延长线于点.试判断四边形的形状,并说明理由;
拓展延伸:
(2)如图②,若,连接并延长交的延长线于点.
①判断线段与的数量关系,并说明理由;
②连接交于点,若,当点为的三等分点时,请直接写出的长.
9.(2026·山西阳泉·二模)阅读与思考
下面是小思同学数学笔记中的部分内容,请认真阅读并完成相应的任务.
菱形的“特征比”
菱形的四条边相等,两条对角线的数量关系却有不同,这种不同会影响菱形的形状.为了刻画菱形之间形状的差异,我们把两条对角线长度的比值叫做该菱形的特征比,记作k,其中.
【概念感知】
如图1,菱形中,对角线,交于点O,若,则菱形的特征比.
【特例分析】
问题1:已知菱形中,,则该菱形的特征比为_______;
问题2:如图2,已知菱形中,对角线,交于点O,且.若菱形的特征比,求的度数.解答如下:
解:∵菱形的特征比,,
.
……
任务:
(1)特例分析:
①问题1中“______”处空缺的内容为______;
②补全问题2的解答过程;
(2)理解应用:
如图3,在中,,,.请在图3中作出以为边、特征比为的菱形(要求:①尺规作图,保留作图痕迹,不写作法;②作出一个即可).
10.(2026·山西吕梁·二模)阅读与思考
下面是小慧同学的一篇数学日记的部分内容,请认真阅读并完成相应任务.
由一道课本习题引发的思考与探究中,已知,及其夹角(是锐角),能求出的面积S吗?如果能,用,及其夹角表示S.
【分析论证】
如图1,过点A作,垂足为点H.
在中,∵,∴.
∴.
【应用结论】
已知菱形的边长为4,一个内角为,则这个菱形的面积为 ▲ .
【类比思考】
我们知道,菱形的面积还等于两条对角线长度乘积的一半.如图2,在菱形中,对角线,相交于点O,则.
对于一般的平行四边形,它的面积是否也与两条对角线的长度有关呢?经过探索,我发现平行四边形的面积与两条对角线的长度及对角线的夹角有关.
如图3,在中,对角线,相交于点O(),则.下面是对这个结论的证明过程.
证明:过点D作,垂足为点H.
……
【拓展探究】
经过进一步探究,我发现对于一般的四边形,图3中得到的结论仍然成立.
如图4,在四边形中,对角线,相交于点O(),则.
……
学习任务:
(1)直接写出材料中“▲”处空缺的内容:____________;
(2)结合图3补全材料中的证明过程;
(3)如图5,已知线段a,b与,求作四边形,使(要求:①尺规作图,保留作图痕迹,不写作法;②作出一个即可).
正方形的性质与判定
考点05
1.(2026·山西吕梁·二模)如图,在正方形中,点在边上,连接,过点作于点,过点作于点,若,则的长为( )
A.4 B.5 C.7 D.11
2.(2026·山西临汾·二模)如图,在图中大正方形的四个角上分别剪去直角边长为的直角三角形,若用两种不同的方法表示剩余部分的面积,则可以得到的代数恒等式为( ).
A. B.
C. D.
3.(2026·山西长治·二模)如图,已知,在边的同侧作正、正和正,连接,,则下列选项中不正确的是( )
A.一定会出现平行四边形
B.当时,四边形为矩形
C.当,且时四边形为正方形
D.当,且时,四边形为菱形
4.(2026·山西阳泉·二模)如图,在正方形中,,点E是边的中点,的平分线交于点F,连接,则的值为_______.
5.(2026·山西晋中·二模)如图,在正方形中,点E为正方形内一点,且,,若,则的长为_______.
6.(2026·山西晋中·二模)如图①是一扇圆弧形拱门屏风,为中国古代家庭常见的装饰隔断,图②是其几何示意图,四边形是正方形,圆弧与边,相切,通过测量可得,,则阴影部分的面积为________.
7.(2026·山西吕梁·二模)综合与探究
问题情境:
如图,在矩形中,,,将矩形沿对角线剪开,再将沿方向平移(平移距离小于8),得到交于点交于点.
初步探究:
(1)如图2,当四边形为正方形时,线段的长为_____.
(2)判断四边形的形状,并说明理由.
深入探究:
(3)如图3,当四边形是菱形时.
①求线段的长;
②将绕点顺时针转过一定的角度,使得线段经过一个顶点且与有重叠部分,直接写出重叠部分的面积.
8.(2026·山西临汾·二模)综合与探究
问题情境:
在正方形中,是边上的一个动点,连接将沿直线翻折,得到,点的对应点落在正方形内.
猜想证明:
(1)如图,连接并延长,交边于点求证:.
(2)如图,当是边的中点时,连接并延长,交边于点,将沿直线翻折,点恰好落在直线上的点处,交于点,交于点试判断四边形的形状,并说明理由.
问题解决:
(3)在(2)的条件下,若,请直接写出四边形的面积.
9.(2026·山西阳泉·二模)综合与探究
问题情境:
在边长为4的正方形中,是射线上一点(不与点,重合),过点作射线交射线于点,过点作,交射线于点.
初步探究:
(1)如图1,是边的中点,于点,当射线经过点时,求的值.
深入探究:
(2)如图2,若是对角线上任意一点,求证:.
拓展探究:
(3)若,当为对角线的三等分点时,请直接写出线段的长.
10.(2026·山西大同·二模)综合与探究
问题情境:如图①,将正方形纸片对折,使点与点重合,点与点重合,得到折痕,将正方形纸片沿剪开,得到矩形和矩形(与重合),取的中点,将矩形以点为旋转中心,逆时针旋转.
(1)初步探究:
如图②,当点与点重合,点落在线段上时,判断四边形的形状,并说明理由;
(2)拓展延伸:
在旋转的过程中,线段与线段交于点,连接.
①如图③,当为的中点时,连接,判断与的数量关系,并说明理由;
②若正方形的边长为6,当为线段的三等分点时,请直接写出的长.
11.(2026·山西太原·二模)综合与探究
【问题情境】
如图1,在正方形中,,点E,F分别为,边的中点,连接,交于点M,交对角线于点N.
【猜想验证】
(1)猜想与有怎样的数量关系,并加以证明.
【深入探索】
(2)将线段绕点C顺时针旋转得到线段,点E的对应点为点Q,连接,如图2.请判断四边形的形状,并说明理由.
【拓展延伸】
(3)连接,如图3,请直接写出的长.
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专题05 四边形
5大考点概览
考点01多边形的性质与计算
考点02平行四边形的性质与判定
考点03矩形的性质与判定
考点04菱形的性质与判定
考点05正方形的性质与判定
多边形的性质与计算
考点01
1.(2026·山西吕梁·二模)大自然处处蕴藏着数学之美.如图所示秋葵的截面图就呈现出漂亮的五边形.图中五边形的内角和等于________.
【答案】
【详解】解:五边形的内角和.
2.(2026·山西运城·二模)如图1是某校的一块宣传展板,其外轮廓是一个正五边形,其示意图如图2所示,则__________.
【答案】72
【详解】解:.
3.(2026·山西吕梁·二模)如图,在正六边形的边处放置一块平面镜,一束光线从点发出,照射到镜面上的点处,经反射后恰好经过边上的点.若正六边形的边长为,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】过作于点,连接,交于点,交于点,交于点,延长交于点,则,证明,则有,由六边形是正六边形,所以,正六边形内角和为,垂直平分,所以,,证明四边形是矩形,四边形是矩形,故有,,然后证明,,所以,,然后代入数值即可.
【详解】解:如图,过作于点,连接,交于点,交于点,交于点,延长交于点,则,
由反射可知,
∵,
∴,
∴,
∵六边形是正六边形,
∴,正六边形内角和为,垂直平分,
∴,,
∴,
∴,,
∴四边形是矩形,四边形是矩形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
故选:.
4.(2026·山西晋城·二模)将矩形纸片沿剪掉一个角,得到了如图所示的图形①和图形②两部分,则得到图形①的内角和是图形②内角和的________倍.
【答案】
【分析】先观察图形分辨图①、图②的形状,再分别求出两个图形的内角和即可得到答案.
【详解】如图,图②为三角形,其内角和为,图①为五边形,其内角和为,
∵,
∴图形①的内角和是图形②内角和的倍.
5.(2026·山西朔州·二模)窗是我国传统建筑中最重要的构成要素之一,窗的类型很多,如图1是一个正六边形窗,这个正六边形的示意图如图2所示,已知该正六边形的周长约为,则之间的距离为______dm.
【答案】
【分析】本题考查了正多边形与中心角,等边三角形的判定与性质,连接与交于点O,证明为等边三角形,从而,同理可得,即可得到答案.
【详解】解:如图,连接与交于点O,
∵为正六边形,
∴,,
∴为等边三角形,
∴,
∵正六边形的周长约为,
∴,
∴,
同理可得,
∴.
故答案为:.
6.(2026·山西太原·二模)中国宴席中的摆盘艺术体现传统美学原则.如图1,将六个全等的正五边形陶瓷盘按照如图1的方式摆放,正五边形的五个顶点代表“五福”,具有美好的寓意.若将其抽象成如图2的图形,则的度数为______°.
【答案】36
【分析】本题考查了多边形的内角与外角,熟练掌握多边形的内角和公式是关键.
用减去三个正五边形的内角的度数即可.
【详解】解:∵正五边形每个内角的度数为
∴.
故答案为:36.
7.(2026·山西太原·二模)如图,以线段为边,在其两侧作正五边形,再分别以点,为圆心,的长为半径作和,得到的扇形和扇形与两个五边形组成一个轴对称图形,其中,点,,,均为五边形的顶点.若,则这个轴对称图形的周长为_______.
【答案】
【分析】牢记正多边形的内角和为,算出和的圆心角度数,根据弧长公式(n为圆心角度数,r为半径)算出和长度,最后根据周长定义进行求解.
【详解】解:由题意可知:正五边形的内角和为:,
每个内角的度数为,
,
,
,,
所以这个图形的周长为:.
8.(2026·山西吕梁·二模)阅读与思考
下面是博学小组研究性学习报告的部分内容,请认真阅读,并完成相应任务.
关于“平行六边形”的研究报告研究对象:平行六边形
研究思路:类比三角形、四边形,按“概念——性质——判定”的路径,由一般到特殊进行研究
研究方法:观察(测量、实验)——猜想——推理证明
研究内容:
【一般概念】对于一个凸六边形,若其三组对边两两平行,则称该六边形为平行六边形.
如图1,在凸六边形中,,,,则这样的凸六边形就是平行六边形.其中与,与,与叫做“主对边”;与,与,与叫做“主对角”;,,叫做“主对角线”.
【性质探索】
内角:平行六边形的三组主对角分别相等;
对角线:……
【判定探索】
平行六边形的定义是判定的一种方法,不过根据判定定理可由性质定理的逆命题进行猜想的研究思路,大胆猜测:三组主对角分别相等的凸六边形是平行六边形,探究过程如下:
已知:如图2,在凸六边形中,,,.
求证:凸六边形是平行六边形.
证明:如图3,分别延长,交于点G,,交于点H.
,
,即.
……
【平行六边形拓展】
六条边都相等的平行六边形叫做等边平行六边形.
任务:
(1)补全材料中“【判定探索】”的证明过程;
(2)如图4,已知平行六边形满足,则平行六边形________等边平行六边形(填“是”或“不是”);
(3)如图5,已知在菱形中,,请在图中作一个等边平行六边形,使得点E,F,G,H依次落在边,,,上.(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法)
【答案】(1)见解析
(2)是
(3)见解析
【分析】(1)分别延长,交于点G,,交于点H,先推导出,,继而推导出,得到,证明出,
同理可得,,则凸六边形是平行六边形,即可解答;
(2)连接,推导出四边形是平行四边形,得到,继而推导出证明出,得到,则平行六边形是等边平行六边形,即可解答;
(3)分别用尺规作图作出的垂直平分线,的垂直平分线,的垂直平分线,的垂直平分线,使得点E,F,G,H依次落在边,,,上,顺次连接成六边形,即可解答.
【详解】(1)证明:如图3,分别延长,交于点G,,交于点H.
,
,即.
,
.
.
,,
.
,
.
,
.
,
即.
同理可得,.
凸六边形是平行六边形.
(2)解:连接,如图,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵
∴
∴
∵,
∴,
∴,
∴,
∴平行六边形是等边平行六边形;
(3)解:如图,六边形即为所求.
理由如下:
连接,如图,
∵四边形是菱形,
∴,
∴,,
由作图,可知是的垂直平分线,是的垂直平分线,是的垂直平分线,是的垂直平分线,
∴,,
∴,
∴,是等边三角形,
∴
∴,,
同理可得,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,,
∴六边形是平行六边形,
∵,
∴六边形是等边平行六边形.
平行四边形的性质与判定
考点02
1.(2026·山西阳泉·二模)如图,在中,,是的中位线,平分,交于点.若,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据勾股定理可得,再由三角形中位线定理可得,,然后结合角平分线的定义可得,从而得到,即可求解.
【详解】解:∵在中,,
∴,
∵是的中位线,
∴,,,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴.
2.(2026·山西阳泉·二模)如图,在中,点是边上的动点,连接,,,分别是,的中点,在点从点运动到点的过程中,下列结论一定成立的是( )
A.的长度逐渐减小 B.的面积逐渐增大
C.始终与平行 D.的周长始终保持不变
【答案】C
【分析】利用三角形中位线定理判断的长度与位置关系,结合平行四边形中 为定长、点到的距离为定值,分析的面积和周长变化,进而选出正确结论.
【详解】解:A、∵,分别是,的中点,
∴是的中位线,
∴,
∵在中的长度固定,
∴的长度始终不变,不会逐渐减小,故A错误,不符合题意;
B、∵四边形是平行四边形,
∴,
∴ 点到的距离等于平行四边形边上的高,是定值,
∴,底和高均为定值,面积始终保持不变,故B错误,不符合题意;
C、∵是的中位线,
∴,故C正确,符合题意;
D、的周长,其中长度固定,但和的长度会随着点在上的移动而变化,
∴的周长会发生改变,故D错误,不符合题意.
3.(2026·山西大同·二模)如图,在中,是边上的中线,在中,是边上的中线,下列结论一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意得是的中位线,可得.
【详解】解:在中,是边上的中线,在中,是边上的中线,
,分别是,的中点,
是的中位线,
.
所以,选项 C正确,选项A,B,D不正确.
4.(2026·山西运城·二模)如图,在中,,,,分别以点,为圆心,的长为半径画弧,分别与,的延长线交于点,,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】过点作于点,连接,利用锐角三角函数求出,然后利用扇形面积公式和三角形面积公式求解.
【详解】解:如图所示,过点作于点,连接,
∵四边形为平行四边形,且,,
∴,
∴,
∵,
∴阴影部分的面积为.
5.(2026·山西晋中·二模)如图,在平行四边形中,为对角线上一点,过点作分别交,于点,,连接和,若,则的面积为________.
【答案】4
【分析】先证明四边形和都是平行四边形,得出,,设点到的距离为,到的距离为,再证明,得出,从而可得,即可得出结果.
【详解】解:∵四边形为平行四边形,
∴,,
∵,
∴,
∴四边形和都是平行四边形,
∴,,
设点到的距离为,到的距离为,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵,,
∴.
6.(2026·山西吕梁·二模)如图,四边形是平行四边形,,分别过点,作,的垂线,分别交和的延长线于点,.求证:四边形是正方形.
【答案】见解析
【分析】先根据平行四边形的性质结合垂线的定义证明四边形是矩形,再根据直角三角形的两锐角互余结合等角对等边证明,即可得证.
【详解】证明:,,
,
四边形是平行四边形,
,
,
,
四边形是矩形.
,
,
,
矩形是正方形.
7.(2026·山西吕梁·二模)如图,,平分,交于点C,平分,交于点D,连接.请判断四边形的形状,并说明理由.
【答案】四边形是菱形,证明见解析
【分析】由平行线的性质和角平分线定义得出,证出,同理,则,再证四边形是平行四边形,即可得出结论.
【详解】四边形是菱形,
证明:∵,
∴,,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
又∵,
∴四边形是菱形.
8.(2026·山西太原·二模)综合与探究
问题情境:如图1,已知中,,点是边的中点,过点作的平行线交于点.
猜想论证:
(1)判断四边形的形状,并证明你的结论;
拓展探究:
(2)在图1的基础上,连接并延长交射线于点,连接并延长交线段于点(其余条件不变),探究下列问题:
①猜想图2中线段与的数量关系,并说明理由;
②若以点,,为顶点的三角形是直角三角形,请直接写出的值.
【答案】(1)菱形;
证明:∵,中,
∴四边形是平行四边形,
∵点是边的中点,
∴,
∵中,,
∴,
∴是菱形;
(2)①,
理由如下:
延长交于点,
∵,
∴,
∵是中点,
∴
∴,即:,
即:
同理:,
即:,
∵,
∴,
∴,
∵
∴即:
∴即:
∴;
;
②或
【分析】(1)先证明四边形是平行四边形,再通过论证,得到是菱形;
(2)①利用可得,利用可得,进而可得;②分两种情况讨论即可.
【详解】(1)略;
(2)①略;
②当时,
∵,
∴,
∵,
∴,即,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴平分,
∴,
∴;
当时,延长交于点,连接,
∵由①得,
∴,
∵,
∴,
∵是边的中点,
∴垂直平分,
∴,
∵,
∴,
设,,
∵,
∴,
∴.
9.(2026·山西晋中·二模)综合与探究
问题情境:如图,在纸片中,,点E在边上,沿折叠,得到.
(1)猜想证明:如图①,当时,交于点F,连接,.判断与的数量关系,并说明理由;
(2)拓展延伸:如图②,连接交于点G.
①连接,当时,判断四边形的形状,并说明理由;
②连接,若,,,当与的一边垂直时,请直接写出的值.
【答案】(1),见解析
(2)①四边形是菱形,见解析;②或
【分析】(1)由平行四边形的性质得到,,,由折叠得到,,,因此,,,进而得到,从而证得,从而;
(2)①先根据“两组对边分别平行的四边形是平行四边形”得到四边形是平行四边形,再由折叠得,即可得到菱形;
②分以下两种情况:(i)当时,(ii)当时,分别求解即可.
【详解】(1)解:,理由如下:
∵四边形为平行四边形,
,,,
,
,
由折叠的性质得,,,
,,,
,E,三点共线,
,
,
,
∵在和中,
,
;
(2)解:①四边形是菱形,理由如下:
,
,
由折叠可得,
,
,
,
∴四边形是平行四边形,
由折叠得,
∴四边形是菱形;
②∵四边形为平行四边形,
,
,,
,
,
,
,
.
分以下两种情况:(i)当时,如图,
设与交于点H,由折叠的性质得,
,
,
,,
,
,
,
,
,
与等高,
;
(ii)当时,如图,
,
∴此时与部分重合,
过点作于点M,
,,
,
,,
,,
设,则,,
∵在中,,
即,解得,
,
同理可得,
.
综上所述,的值为或.
10.(2026·山西晋城·二模)综合与探究
问题情境:有一条对角线与一组对边相等的平行四边形,称为双等腰四边形.以下对该图形的性质、判定和应用逐一进行探究.
探究性质:
(1)如图①,若四边形为双等腰四边形,其中,,判断与的数量关系,并说明理由;
探究判定:
(2)如图②,用两个全等的含角的直角三角形和直角三角形拼出一个矩形,固定,将沿的方向平移,使与交于点,与交于点.当时,求证:四边形是双等腰四边形;
探究应用:
(3)如图③,在矩形中,分别为边上的点,连接,若四边形为双等腰四边形,且,直接写出的值.
【答案】(1),见解析
(2)见解析
(3)或
【分析】()先根据双等腰四边形和的条件,推出中,判定为等腰直角三角形,再利用等腰直角三角形的边长关系,得到;
()由平移性质证四边形是平行四边形,借助直角三角形边长关系证得它是菱形,再推出等边三角形,最终证出四边形为双等腰四边形;
()结合矩形和平行四边形性质推出,根据双等腰四边形分两种情况,利用等腰三角形三线合一与矩形边长关系,算出的值为或.
【详解】(1)解:;
理由如下:
∵四边形为双等腰四边形,,
,
为等腰直角三角形,
;
(2)证明:由平移的性质可知,,,
∴四边形是平行四边形,,,
,
,
在中,
,,
,
,
∴平行四边形是菱形,
,
如图①,连接,
∵,
∴是等边三角形,
,
∴四边形是双等腰四边形;
(3)解:的值为或.
解:∵四边形为矩形,
,,,
四边形为平行四边形,
,
,,
,
∵四边形为双等腰四边形,
∴有以下两种情况:①当时,如图②,过点作于点,
,,
为的中点,
,
∵在矩形中,,
,
∴四边形为矩形,
,
又,
,
,
,
;
②当时,如图③,过点作于点,
,
为的中点,,,
设,则,
,
,
在矩形中,,
,
,
,
,由可得,
,
.
综上所述,的值为或.
矩形的性质与判定
考点03
1.(2026·山西吕梁·二模)如图,将矩形沿翻折,使点C的对应点与点A重合,点D的对应点为,若,,则折痕的长为( )
A.6 B.4 C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了矩形与折叠问题,涉及了勾股定理,由题意得,根据可求出;作,推出,即可求解.
【详解】解:由题意得:,
∵
∴,
解得:,
∴,,
作,如图所示:
则四边形是矩形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴.
故选:C.
2.(2026·山西太原·二模)如图,在矩形中,点是对角线的中点,直线经过点,并且与交于点,与交于点,连接,,添加下列选项中的一个条件,不能判定四边形为菱形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先根据已知条件证明四边形是平行四边形,再结合所给条件逐一分析即可.
【详解】解:∵矩形,O是的中点,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
又,
∴四边形是平行四边形,
A、添加,由上面的推导可知,是平行四边形本身就具备的性质,仅这个条件无法证明平行四边形是菱形;
B、添加,根据平行四边形中,一组邻边相等,则这个平行四边形是菱形,所以可以判定;
C、添加
∵,
∴,
又,
∴,
∴,
根据邻边相等的平行四边形是菱形,可以判定;
D、添加,根据对角线互相垂直的平行四边形是菱形,可以判定.
综上,不能判定四边形为菱形的是A.
3.(2026·山西运城·二模)如图,在平面直角坐标系中,矩形的顶点分别在轴和轴的正半轴上,点是的中点,点是上一点,连接,已知且.若点的坐标为,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据矩形的性质得出直角和相等的边,证明,得出相等的线段,然后利用线段中点的性质以及线段的数量关系进行求解.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵点是的中点,
∴,
∴,
∴,
∵点的坐标为,
∴,
∴,
∴点的坐标为.
4.(2026·山西太原·二模)已知矩形,,,是边的中点,是边上的动点,线段分别与,相交于点,.若,则的长为________.
【答案】
【分析】过点作交于点,过点作交的延长线于点,过点作于点,可得四边形为平行四边形,得到,再根据正切的定义得到,,利用勾股定理得到,最后根据求出的长即可求解.
【详解】解:过点作交于点,过点作交的延长线于点,过点作于点,
则,,
∵四边形是矩形,
∴,,,,
∴四边形为平行四边形,
∴,
∵点是的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
即,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
5.(2026·山西吕梁·二模)如图,在矩形中,线段垂直平分对角线,是边上一点,连接并延长,与的延长线交于点,连接.若,则线段的长为__________.
【答案】
【分析】先根据矩形性质结合勾股定理得到,,,,再根据线段垂直平分线的性质得到,;证明,结合正切定义可得,再利用锐角三角函数分别求得,,过G作延长线于Q,则,利用平行线分线段成比例求得,然后利用勾股定理求解即可.
【详解】解:∵四边形是矩形,,
∴,,,
∴,,
∵线段垂直平分对角线,
∴,,即,
∴,
∴,
∵,
∴,
在中,,
∴,,
∴,
过G作延长线于Q,则,
∴,即,
∴,
在中,,
在中,,
故线段的长为.
6.(2026·山西吕梁·二模)综合与探究
问题情境:在矩形纸片中,,,点在边上,沿过点,的直线折叠该纸片,得到,然后把纸片展平.连接并延长交射线于点.
猜想证明:
(1)如图1,当点与点重合时,猜想线段与的数量关系,并说明理由;
数学思考:
(2)如图2,沿过点的直线继续折叠该纸片,折痕为,,且与交于点,然后展平.连接,判断四边形的形状,并说明理由;
深入探究:
(3)隐去折痕,连接.当时,请直接写出线段的长.
【答案】(1),理由见解析
(2)四边形是菱形,理由见解析
(3)的长为,或
【分析】(1)根据折叠的性质得出,,进而得出,根据矩形的性质,即可求解;
(2)由(1)可知,,,进而证明得出四边形是平行四边形,根据折叠的性质可得,即可得证;
(3)设,分类讨论,分别画出图形,当时,在中,,根据勾股定理建立方程,解方程,即可求解.
【详解】(1)解:
理由如下:∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
由折叠,得,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
(2)四边形是菱形
证明:由(1)可知,,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
又∵,
∴是菱形.
(3)解:设,
如图,当时,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴
∵
∴
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵折叠,
∴
∵
∴
∴
∴
∵,则,
∴,
在中,
∴
解得:(舍去)或
∴
如图,当重合时,,解得:,即
如图,当是等腰梯形时,如图
∵,则,
∴,
在中,
∴
解得:
综上所述,的长为,或
7.(2026·山西阳泉·二模)综合与探究
问题情境:已知矩形中,点为边上的一点,.沿过点的动直线折叠,得到同一平面内的(点,的对应点分别是点,),延长交射线于点.
(1)猜想证明:如图,当点,都落在矩形内部时,判断线段与的数量关系,并说明理由;
(2)拓展延伸:在矩形中,过点作的垂线,分别交线段,于点,.解决下列问题:
①如图2,当点恰好落在边上时,猜想线段,与的数量关系,并说明理由;
②如图3,已知,,点与点重合,连接交线段于点.当以,,为顶点的三角形是直角三角形时,请直接写出,两点之间的距离.
【答案】(1).理由见解析
(2)①.理由见解析;②,两点之间的距离为或
【分析】(1)连接,根据折叠性质得出,,可证明,得出,根据线段的和差关系即可得出;
(2)①连接,根据折叠的性质及矩形的性质得出,进而证明四边形是矩形,,即可得出;
②连接,分点在延长线上和点在上两种情况,利用勾股定理及三角函数的定义分别求解即可.
【详解】(1)解:,理由如下:
如图,连接,
∵四边形是矩形,
∴,
∵沿过点的动直线折叠,得到同一平面内的,
∴,,
∵在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∴.
(2)解:①,理由如下:
如图,连接,
∵沿过点的动直线折叠,得到同一平面内的,点恰好落在边上,
∴,,,,
∴,即,
∵,
∴四边形是矩形,,
∵,
∴.
②如图,连接,当点在延长线上,时,
∵,,
∴,
∵点与点重合,,
∴,
∴,
∴四边形是矩形,
∵,
∴四边形是正方形,
∴.
如图,连接,当点在上,时,
∵,
∴,
∴点在上,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∴.
综上所述:,两点之间的距离为或.
8.(2026·山西晋中·二模)综合与探究
问题情境:如图,在矩形中,点,分别是边,上的点,连接,将矩形沿折叠,点的对应点为,延长与直线相交于点.
猜想证明:
(1)如图,连接,若点为的中点,延长交边于点,连接,,,判断四边形的形状,并说明理由;
深入探究:
(2)当点与点重合时,改变点的位置.
如图,若点与点重合,猜想线段与的数量关系,并说明理由;
延长交于点,直线与直线相交于点,若,,,请直接写出线段的长.
【答案】(1)四边形为菱形,理由见解析;
(2)
,理由见解析;
的长为或.
【分析】(1)由矩形的性质,可得,,,证明,,可得,,四边形为平行四边形,由折叠可得,即可得四边形的形状;
(2)由矩形的性质,结合折叠可得,,,证明,即可得线段与的数量关系;按照点与线段的位置关系,进行分类讨论,由三角形相似的判定和性质,结合勾股定理,即可得线段的长.
【详解】(1)解:四边形为菱形.
理由:∵四边形是矩形,
∴,,,
∴,,,,
又∵为的中点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴四边形为平行四边形,
由折叠得,,
即,
∴四边形为菱形;
(2)解:.
理由:∵四边形是矩形,
∴,,,
∴,
由折叠得,,,
∴,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
或.
由折叠得,,,,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∴,
∴,
如解图,当点在线段上时,
∵,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
即,
设,则,
∵,
∴,
∴,
在中,,
即,,
解得,
∴,,,
∵,
∴,
∴,
即,
解得;
如解图,当点在线段的延长线上时,
∴,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
即,
设,则,
∵,
∴,
∴,
在中,,
即,,
解得,
∴,,,
∵,
∴,
∴,
即,
解得.
综上,的长为或.
9.(2026·山西太原·二模)综合与探究
问题情景:数学课上,老师与同学们探究矩形中的折叠问题,有一张矩形纸片,其中,,将矩形纸片对折,使与重合,与重合,折痕为(如图),然后展开,再将矩形进行第二次折叠,使点与点重合,折痕为(如图),然后展平,两条折痕交于点.
猜想证明:
(1)连接,,,(如图),判断四边形的形状,并说明理由.
拓展延伸:
(2)当时,求此时的长度.
(3)如图,若,点是线段上的动点,将沿所在直线折叠,得到,连接,交线段于点,当是直角三角形时,直接写出此时的长.
【答案】(1)四边形是平行四边形,理由如下:
由第一次折叠可得,,,
,
由第二次折叠可得,,∠ ,
四边形是矩形,
,,,
,
,
∴,
,
,
∴,,
,
,
∴四边形是平行四边形;
(2)
(3)或
【分析】(1)根据折叠可得出,, ,根据平行线的性质得出,则,根据等角对等边得出然后根据证明,得出,,再证明,最后根据平行四边形的判定即可得证;
(2)过H作于K,根据三线合一得出,根据平行四边形的性质得出,则,证明四边形是矩形,得出,证明四边形是矩形,得出,则,设,则,在中,根据勾股定理得出,求出,即可求解;
(3)分和讨论,根据矩形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理等知识求解即可.
【详解】(1)略
(2)解:过H作于K,
∵,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
由第一次折叠可得,,
在矩形中,,
∴四边形是矩形,
∴,
同理四边形是矩形,
∴,
∴,
设,则,
在中,,
∴,
解得(负值舍去),
∴;
(3)解∶由题意知:,
在中,,
∴,
解得,
∴,
当,如图,则,
∴四边形是矩形,
∴,,
∵翻折,
∴,,
∴,
在中,,
∴,
解得,
∴;
当时,如图,连接,过H作于E,
则四边形是矩形,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
又,,
∴,
,
在中,,
∴,
解得,
∴,
过作于F,
则,即,
解得,
∴,
∴,
在中,,
∴,
解得,
∴,
综上,的长或.
10.(2026·山西晋中·二模)综合与实践
问题情境:
在综合与实践课上,老师让同学们利用准备好的两个矩形纸片进行探究活动.
智慧小组准备了两张矩形纸片和,其中,将它们按如图所示的方式放置,点落在上,点落在的延长线上,连接和.
观察发现:
(1)如图连接,则和的位置关系是__________,___________.
操作探究:
(2)如图,将矩形绕点按顺时针方向旋转(),试探究(1)中和的数量关系是否仍然成立,并说明理由.
拓展延伸:
(3)在矩形旋转的过程中,当三点共线时,直接写出线段的长.
【答案】(1);;(2)成立,见解析;(3)或
【分析】本题考查了矩形的性质,旋转的性质,相似三角形的判定及性质,计算较复杂,做出正确的辅助线是解题的关键.
(1)由矩形性质得到的长度,求的长度,用勾股定理求解的长度,可得,用勾股定理逆定理可判定是直角三角形,故.
(2)连接和,结合矩形性质和勾股定理可求的长度,求得,且,故,可得、,求得,故,得证;
(3)有两种情况,若当点在的延长线上,在直角三角形中求,则,结合(2)中,可求;若点在线段上,在直角三角形中求,则,结合(2)中,可求.
【详解】解:如下图,连接,延长相交于,
∵四边形和四边形都是矩形,
∴,,
∴在中,,
同理:,
,
∴
∵,
∴是直角三角形,
∴,.
故答案为:垂直,;
(2)成立
理由:如下图,连接和.
四边形是矩形,,
∴,,
∴
四边形是矩形,,
∴,
∴
在和中,
,,
∴.
,
∴,
∴,
∴,
∴
∵,,
∴,
∴,
∴
(3)的长为或
情况一:如下图,当点在的延长线上时,
,
∴为直角三角形,
∴,即,
∴,
∴.
由(2)得,
∴.
情况二:如图,当点在线段上时,
,
∴为直角三角形,
∴,即,
∴,
∴.
由(2)得,
∴.
综上所述,当三点共线时,线段的长为或.
菱形的性质与判定
考点04
1.(2026·山西晋中·二模)古典花窗是中国传统建筑中独具特色的窗式,常见于园林、住宅等场所,兼具实用功能与艺术装饰价值.如图①为某花窗的局部图案,中心部位包含一个菱形与3个全等的正六边形,如图②将其几何示意图放在平面直角坐标系中,点,,,为菱形的顶点,点为正六边形的顶点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题涉及了把几何图形放在平面直角坐标系中,利用坐标求线段的长度,了解菱形对角线的性质:互相垂直平分.熟悉正六边形的性质:中心到顶点的距离等于边长,正六边形的边心距与边长的关系.利用正六边形边长,边心距求E点的坐标.
【详解】解:根据图②,
得到.
设正六边形的边长为,根据正六边形的性质(正六边形的外接圆半径等于边长),则正六边形中心到顶点的距离为.
E为其中一个正六边形的顶点,
,.
正六边形的边长为1,
根据正六边形的边心距:中心到一条边的垂直距离为,得到正六边形中心到一边的垂直距离为.
E点的坐标为.
2.(2026·山西临汾·二模)如图,在菱形中,,分别以点A和B为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧相交于点M和N,作直线,交于点E,连接,若,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】连接,由垂直平分线的性质和等腰直角三角形的性质,得,再得,利用勾股定理即可求出的长度.
【详解】解:连接,如图:
由作图痕迹可知,垂直平分,
∴,
∴,
∴,
在等腰中,,
∴,
∵四边形为菱形,
∴,
∴,
在中,由勾股定理,则
;
故选:A.
【点睛】本题考查了菱形的性质,垂直平分线的性质,勾股定理,等腰三角形的判定和性质,解题的关键是熟练掌握所学的知识,正确得到.
3.(2026·山西阳泉·二模)如图,在菱形中,是对角线,于点,为的中点,连接并延长,交于点.若,则线段的长为__________.
【答案】
【分析】过点作,根据正切值可知的长度,进而根据勾股定理可知,
设,可知,进而根据构造方程求解,最后根据勾股定理即可求解.
【详解】解:过点作,
在菱形中,,
∴,,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
设,
∴,
∴,
∵为的中点,
∴,
∴,
∴,
解得:,
则,
∴.
4.(2026·山西临汾·二模)如图,在菱形中,,,E是的中点,F是边上一点,连接,,若,则的长为______.
【答案】
【分析】延长与的延长线交于点G,过点B作交的延长线于点H,由题意可证明,通过解直角三角形分别求出,,通过证明得到,,表示,在中,由勾股定理构造方程求解即可.
【详解】解:∵四边形是菱形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
如解图,延长与的延长线交于点G,过点B作交的延长线于点H,
∵,,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵E为的中点,
∴,又,
∴,
∴,
设,则,
∴,
在中,由勾股定理,得
,
即,
解得,
即的长为.
5.(2026·山西临汾·二模)如图,在菱形中,点是边的中点,动点在边上运动,以为折痕将折叠得到,连接.若,,则的最小值是______.
【答案】
【分析】本题主要考查了菱形的性质,一点到圆上一点的距离的最值问题、折叠问题、勾股定理、直角三角形的性质等知识点,确定点F在以E为圆心,为半径的半圆上是解题的关键.
根据中点的定义以及折叠的性质可求得,如图:当D、E、F在同一直线上时,最短,过点E作于点H,依据,,即可得到的长度,进而得出的最小值.
【详解】解:∵点E是边的中点,
∴,
∵以为折痕将折叠得到,
∴,
∴点F在以E为圆心,为半径的半圆上,
∵,
∴当F在上时,有最小值,最小值为;
如图,过点E作交于延长线点H,连接,
∵在边长为4的菱形中,,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴
∴的最小值.
故答案为:.
6.(2026·山西临汾·二模)如图,已知菱形的边长为,是的中点,平分交于点,交于点.若,则的长是______.
【答案】/
【分析】方法一:过点作于点,过点作于点,根据,可得,所以,然后证明是的垂直平分线,可得,设,根据,进而可以解决问题;
方法二:作垂直于,延长和交于点由已知可得,所以设,则,,由三角形相似于三角形即可得结论.
【详解】解:方法一,如图,过点作于点,过点作于点,
菱形的边长为4,
,
,
,
,
是的中点,
,
,
是的垂直平分线,
,
平分,
,
,
,
,
,
设,
,,
,
,
,
,
,
,
解得,
则的长是.
或者:,,
四边形的等腰梯形,
,
则,
解得,
则的长是.
方法二:如图,作垂直于,延长和交于点,
菱形的边长为4,
,
,
,
是的中点,
,
,
是的垂直平分线,
,
所以,
设,
则,,
,
,
,
解得.
故答案为:.
【点睛】本题考查了菱形的性质,解直角三角形、相似三角形的判定及性质,解题的关键是掌握菱形的性质.
7.(2026·山西大同·二模)如图,已知菱形,连接,为的中点.
(1)实践与操作:利用尺规作四边形,使得四边形为平行四边形(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法);
(2)应用与计算:在(1)的条件下,连接,若,,求的面积.
【答案】(1)见解析
(2)6
【分析】本题考查尺规作图,平行四边形的性质与判定,菱形的性质;
(1)依据对边相等的四边形是平行四边形,可用尺规作图画出四边形;
(2)连接交于点,由四边形为菱形,可得,,再利用勾股定理求出,从而求出,利用和即可得出结果.
【详解】(1)解:如图①所示,四边形即为所求作(作法不唯一),
以点为圆心,长为半径画弧,以点为圆心,长为半径画弧,两弧交于点,连接,,则四边形即为所求作,
∵,,
∴四边形是平行四边形.
(2)解:如图②所示,连接交于点,连接,
四边形为菱形,,
,,
,
在中,由勾股定理得,
,
四边形为平行四边形,
,,
为的中点,
.
8.(2026·山西阳泉·二模)综合与探究
问题情境:如图,在菱形中,点是边上的点(点不与点重合),连接,将线段绕点顺时针旋转得到线段.
猜想证明:
(1)如图①,连接,交于点,若,当点与点重合时,过点作交的延长线于点.试判断四边形的形状,并说明理由;
拓展延伸:
(2)如图②,若,连接并延长交的延长线于点.
①判断线段与的数量关系,并说明理由;
②连接交于点,若,当点为的三等分点时,请直接写出的长.
【答案】(1)四边形是矩形,见解析
(2)①,见解析;②或
【分析】(1)根据菱形的对角线互相垂直,矩形的判定证明即可;
(2)①在上截取,使得,连接,根据角所对的直角边等于斜边的一半,解答即可;
②在上截取,使得,连接,过点作,垂足为,根据三角形相似,三角形全等的判定和性质,求解即可.
【详解】(1)解:四边形是矩形.
理由:四边形是菱形,
,即,
线段绕点顺时针旋转得到线段,,
,
,
四边形是矩形;
(2)①解:.理由如下:
如图①,在上截取,使得,连接,
四边形是菱形,
,,
,
,
将绕点顺时针旋转得到,
,,
,
,
,
,
,,
,
,
,
四边形是菱形,
,
,
在中,,
,
;
②解:四边形是菱形,
,,
,
,
由①知,,
,,
.
如图②和③,在上截取,使得,连接,
过点作,垂足为.
如图②,当时,则,可得,
,
由①知,
,
,,
,
,
,
,
;
如图③,当时,则,可得,
,
由①知,
,
,,
,
,
,
,
,
综上所述,的长为或.
9.(2026·山西阳泉·二模)阅读与思考
下面是小思同学数学笔记中的部分内容,请认真阅读并完成相应的任务.
菱形的“特征比”
菱形的四条边相等,两条对角线的数量关系却有不同,这种不同会影响菱形的形状.为了刻画菱形之间形状的差异,我们把两条对角线长度的比值叫做该菱形的特征比,记作k,其中.
【概念感知】
如图1,菱形中,对角线,交于点O,若,则菱形的特征比.
【特例分析】
问题1:已知菱形中,,则该菱形的特征比为_______;
问题2:如图2,已知菱形中,对角线,交于点O,且.若菱形的特征比,求的度数.解答如下:
解:∵菱形的特征比,,
.
……
任务:
(1)特例分析:
①问题1中“______”处空缺的内容为______;
②补全问题2的解答过程;
(2)理解应用:
如图3,在中,,,.请在图3中作出以为边、特征比为的菱形(要求:①尺规作图,保留作图痕迹,不写作法;②作出一个即可).
【答案】(1)①1;②补全问题2的解答过程见解析
(2)作图见解析
【分析】(1)①由题意可得菱形为正方形,则,再结合特征比的定义即可得出结果;②由菱形的性质可得,,,从而即可得出,,解直角三角形即可得出结果;
(2)以点为圆心,为半径画弧交于点,再分别以点、为圆心,长为半径画弧交于点,则菱形即为所作.
【详解】(1)解:(1)①∵菱形中,,
∴菱形为正方形,
∴,
∴该菱形的特征比为;
故答案为:1;
②∵四边形为菱形,
,,.
,.
∵在中,,
.
.
(2)解:以点为圆心,为半径画弧交于点,再分别以点、为圆心,长为半径画弧交于点,
则,
∴四边形为菱形,
连接,交于点,则,,,
∵在中,,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴特征比为.
10.(2026·山西吕梁·二模)阅读与思考
下面是小慧同学的一篇数学日记的部分内容,请认真阅读并完成相应任务.
由一道课本习题引发的思考与探究中,已知,及其夹角(是锐角),能求出的面积S吗?如果能,用,及其夹角表示S.
【分析论证】
如图1,过点A作,垂足为点H.
在中,∵,∴.
∴.
【应用结论】
已知菱形的边长为4,一个内角为,则这个菱形的面积为 ▲ .
【类比思考】
我们知道,菱形的面积还等于两条对角线长度乘积的一半.如图2,在菱形中,对角线,相交于点O,则.
对于一般的平行四边形,它的面积是否也与两条对角线的长度有关呢?经过探索,我发现平行四边形的面积与两条对角线的长度及对角线的夹角有关.
如图3,在中,对角线,相交于点O(),则.下面是对这个结论的证明过程.
证明:过点D作,垂足为点H.
……
【拓展探究】
经过进一步探究,我发现对于一般的四边形,图3中得到的结论仍然成立.
如图4,在四边形中,对角线,相交于点O(),则.
……
学习任务:
(1)直接写出材料中“▲”处空缺的内容:____________;
(2)结合图3补全材料中的证明过程;
(3)如图5,已知线段a,b与,求作四边形,使(要求:①尺规作图,保留作图痕迹,不写作法;②作出一个即可).
【答案】(1)
(2)证明::过点D作,垂足为点H.
∵四边形是平行四边形,
∴,,,
又∵,
∴,
∴
在中,∵,
∴,
∴.
(3)解:如图,四边形即为所求.
正方形的性质与判定
考点05
1.(2026·山西吕梁·二模)如图,在正方形中,点在边上,连接,过点作于点,过点作于点,若,则的长为( )
A.4 B.5 C.7 D.11
【答案】B
【分析】本题主要考查正方形的性质和全等三角形的判定与性质,由正方形的性质得再证明,根据证明,得,,从而可求出.
【详解】解:∵四边形是正方形,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
故选:B.
2.(2026·山西临汾·二模)如图,在图中大正方形的四个角上分别剪去直角边长为的直角三角形,若用两种不同的方法表示剩余部分的面积,则可以得到的代数恒等式为( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】首先证明四边形是正方形,再分别利用割补法和勾股定理计算剩余部分的面积,即可得到答案.
【详解】解:如图,由题意可知,,
∴,,
∴四边形是菱形,
∴,
∴,
∴四边形是正方形,
∵正方形的面积为:,
四个直角三角形的面积为:,
∴剩余部分面积为:,
∵直角三角形两直角边为,
∴斜边为,
∴剩余部分面积为正方形的面积:,
∴可得恒等式:.
3.(2026·山西长治·二模)如图,已知,在边的同侧作正、正和正,连接,,则下列选项中不正确的是( )
A.一定会出现平行四边形
B.当时,四边形为矩形
C.当,且时四边形为正方形
D.当,且时,四边形为菱形
【答案】A
【分析】本题考查等边三角形的性质,平行四边形的判定,矩形、正方形和菱形的判定.先证明和,推出四边形是平行四边形,再根据矩形,菱形和正方形性质和判定定理逐一证明判断即可.
【详解】解:当时,
∵、、都是等边三角形;
∴,
,
∴,
故,
∵,
∴,
∴,
同理可证,,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵当时
∴,
∴平行四边形是矩形,故B正确,选项B不符合题意;
∵,
∴,
∴矩形为正方形,故C正确,选项C不符合题意;
∵,且,
∴,
∴平行四边形是菱形,故D正确,选项D不符合题意;
当,
∴,
即D,A,F三点在同一直线上,
∴四边形不存在,
故A不正确,选项A符合题意;
故选:A.
4.(2026·山西阳泉·二模)如图,在正方形中,,点E是边的中点,的平分线交于点F,连接,则的值为_______.
【答案】/
【分析】本题考查正方形的性质,角平分线的性质定理,勾股定理,全等三角形的判定与性质,求角的正切值等,作于点G,由角平分线的性质可得,再证,推出,,设,用勾股定理解和,求出x的值,再根据即可求解.
【详解】解:如图,作于点G,
正方形中,,点E是边的中点,
,, ,
,
平分,,,
,
在和中,
,
,
,,
,
设,则,
在中,,
在中,,
,
即,
解得,
,
,
故答案为:.
5.(2026·山西晋中·二模)如图,在正方形中,点E为正方形内一点,且,,若,则的长为_______.
【答案】
【分析】过点A作的垂线,交的延长线于点F,证明,设,可得,先在中,利用勾股定理求出,再在中,利用勾股定理求出x即可.
【详解】解:如图,过点A作的垂线,交的延长线于点F,
∵四边形为正方形,
,,
,
,
,
在和中,,
,
,
设,则,
,
在中,,
,
在中,由勾股定理,得,
,
解得(负值已舍去),
.
6.(2026·山西晋中·二模)如图①是一扇圆弧形拱门屏风,为中国古代家庭常见的装饰隔断,图②是其几何示意图,四边形是正方形,圆弧与边,相切,通过测量可得,,则阴影部分的面积为________.
【答案】
【分析】根据阴影部分面积等于正方形的面积减去扇形面积,再减去三角形面积,进行计算即可
【详解】解:∵为圆的半径
∴为等边三角形
∴圆的半径
∵圆弧与边相切
∴正方形的边长等于圆的直径
∴正方形边长
∵阴影部分由正方形减去一个大扇形和一个三角形构成
∴大扇形的圆心角为
∵是边长为的等边三角形
故阴影部分的面积为.
7.(2026·山西吕梁·二模)综合与探究
问题情境:
如图,在矩形中,,,将矩形沿对角线剪开,再将沿方向平移(平移距离小于8),得到交于点交于点.
初步探究:
(1)如图2,当四边形为正方形时,线段的长为_____.
(2)判断四边形的形状,并说明理由.
深入探究:
(3)如图3,当四边形是菱形时.
①求线段的长;
②将绕点顺时针转过一定的角度,使得线段经过一个顶点且与有重叠部分,直接写出重叠部分的面积.
【答案】(1)2;(2)四边形是平行四边形,见解析;(3)①;②6或
【分析】(1)根据正方形的性质可得,进而即可得出的长;
(2)根据四边形是矩形,得出,根据平移的性质得出,进而得出,即可得出结论;
(3)①根据勾股定理求得,设的长为,解,得出,即可求解;
②当线段经过点时,令与的交点为.由①知,.求得,进而根据三角形的面积公式,即可求解;当线段经过点时,令与的交点为.过点作于点,过点作于点,证明设的长为,在中,勾股定理得,进而根据三角形的面积公式,即可求解.
【详解】解:(1)解:∵四边形为正方形,
∴,
∴;
(2)四边形是平行四边形.
理由:四边形是矩形,
.
由平移的性质得,
,
四边形是平行四边形;
(3)①四边形是菱形,
.
设的长为,则.
在中,,
,
,
.
在中,,
,解得,
.
②6或.
如图1,当线段经过点时,令与的交点为.
由①知,,
∴,
;
如图2,当线段经过点时,令与的交点为.过点作于点,过点作于点.
,
.
,
,
.
设的长为,则,
.
在中,由勾股定理得,
,
解得,
.
综上所述,重叠部分的面积为6或.
【点睛】本题考查了正方形的性质,平行四边形的性质与判定,相似三角形的性质和判定,菱形的性质,解直角三角形,分类讨论是解题的关键.
8.(2026·山西临汾·二模)综合与探究
问题情境:
在正方形中,是边上的一个动点,连接将沿直线翻折,得到,点的对应点落在正方形内.
猜想证明:
(1)如图,连接并延长,交边于点求证:.
(2)如图,当是边的中点时,连接并延长,交边于点,将沿直线翻折,点恰好落在直线上的点处,交于点,交于点试判断四边形的形状,并说明理由.
问题解决:
(3)在(2)的条件下,若,请直接写出四边形的面积.
【答案】(1)见解析;(2)四边形是矩形;理由见解析;(3)
【分析】(1)设和相交于点O,证明,即可得到;
(2)证明,即可证明四边形是矩形;
(3)连接交于点G,求出,证明,得到,由等积法求出,由求出,即可求出,得到四边形的面积.
【详解】(1)证明:如图,设和相交于点,
四边形是正方形,
,,
,
由折叠可知,垂直平分,
,
,
,
在和中,
,
∴,
;
(2)解:四边形是矩形;理由如下:
四边形是正方形,
,,
,
是边的中点,
,
由折叠的性质可知:,,
,
,
由折叠的性质可知:,,
,
,
,
,
,
四边形是矩形;
(3)解:连接交于点,如图,
四边形是正方形,
,
是边的中点,
,
由(2)得,,,
,,
,
,
由折叠可知:,
,
,
在和中,
,
,
同理可证,,
,
,,
,
,
,
,
由折叠可知:,,
,,
,
,
解得,
,
,
四边形的面积为.
9.(2026·山西阳泉·二模)综合与探究
问题情境:
在边长为4的正方形中,是射线上一点(不与点,重合),过点作射线交射线于点,过点作,交射线于点.
初步探究:
(1)如图1,是边的中点,于点,当射线经过点时,求的值.
深入探究:
(2)如图2,若是对角线上任意一点,求证:.
拓展探究:
(3)若,当为对角线的三等分点时,请直接写出线段的长.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)或
【分析】(1)过点作于点,,可转化为,再结合正方形、等腰直角三角形的性质和已知条件是边的中点,即可得出比值;
(2)在边上取一点,连接,使得,由证得,从而得到;
(3)为对角线的三等分点,分两种情况:和,从入手,即可得出结果.
【详解】(1)解:如解图1,过点作于点,则.
∵是边的中点,,.
∵四边形是正方形,
∴,,
∴(SAS),
,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∵,∴,
又,,
∴,
∴.
(2)证明:如解图2,在边上取一点,连接,使得,
则,
∴.
∵四边形为正方形,,
∴.
∴.
又∵,
∴.
∴.
由(1),知,.
∴.
∴,
∴.
(3)分以下两种情况讨论:
当时,
如解图3,过点作于点.
由(1),得.
∵,
∴.
∴.
∵,,
∴.
∴,
∴,即.
由(2)可知,
.
∴.
.
当时,
如解图4,过点作于点.
则是等腰直角三角形,,
∵,∴,
由(2)可知,
,
∴
得.
综上所述,线段的长为或.
10.(2026·山西大同·二模)综合与探究
问题情境:如图①,将正方形纸片对折,使点与点重合,点与点重合,得到折痕,将正方形纸片沿剪开,得到矩形和矩形(与重合),取的中点,将矩形以点为旋转中心,逆时针旋转.
(1)初步探究:
如图②,当点与点重合,点落在线段上时,判断四边形的形状,并说明理由;
(2)拓展延伸:
在旋转的过程中,线段与线段交于点,连接.
①如图③,当为的中点时,连接,判断与的数量关系,并说明理由;
②若正方形的边长为6,当为线段的三等分点时,请直接写出的长.
【答案】(1)四边形为正方形,理由见解析
(2)①,理由见解析;②或
【分析】本题考查正方形的性质与判定,矩形的性质,全等三角形的性质与判定,勾股定理,相似三角形的性质与判定;
(1)由四边形和四边形为矩形,可得四边形为矩形,再结合,即可得出四边形为正方形;
(2)①连接,证明,可得,再证明,可得,等量代换即可证明;②分以下两种情况讨论:当时,如图②所示,连接,交于点,由,可得,即可求出,同理当时,如图③所示,利用即可求出.
【详解】(1)解:四边形为正方形,理由如下:
四边形和四边形为矩形,
,,
四边形为矩形,
为和的中点,且,
,
四边形为正方形.
(2)解:①,理由如下:
如图①所示,连接,
为和的中点,且,
,
,
,
,
,
,
,
,即,
,
为的中点,
,由旋转的性质得,
,
,
,
,
,
.
②由①可得,,,
,
,
,
,
分以下两种情况讨论:当时,如图②所示,连接,交于点,
正方形的边长为6,
,,
,为的中点,
,,,
∴在Rt中, ,
∵,,
∴垂直平分,
,
,
,
,
,
,
;
当时,如图③所示,连接,交于点,
同理可得,,,垂直平分,
在Rt中,,
,
,
,
,
,
,
.
综上所述,的长为或.
11.(2026·山西太原·二模)综合与探究
【问题情境】
如图1,在正方形中,,点E,F分别为,边的中点,连接,交于点M,交对角线于点N.
【猜想验证】
(1)猜想与有怎样的数量关系,并加以证明.
【深入探索】
(2)将线段绕点C顺时针旋转得到线段,点E的对应点为点Q,连接,如图2.请判断四边形的形状,并说明理由.
【拓展延伸】
(3)连接,如图3,请直接写出的长.
【答案】(1),理由见解析;(2)四边形是菱形,理由见解析;(3)
【分析】(1)证明,利用相似三角形的性质即可求解;
(2)先证明得到,由旋转性质得,,证明得到,,进而得到,则,证明四边形是平行四边形,然后利用菱形的判定定理可得结论;
(3)如图3,过M作于G,利用正切定义得到,在中,利用勾股定理求得,再利用正切定义得到,在中,由由勾股定理求得,,则,在中,利用勾股定理求解即可.
【详解】解:(1),理由如下:
∵四边形是正方形,
∴,,
∵点F为边的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,则;
(2)四边形是菱形,理由如下:
∵四边形是正方形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
由旋转性质得,,
∵点E为的中点,
∴,
∴,又,,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴四边形是菱形;
(3)如图3,过M作于G,
∵,
∴,
∴,
在中,由
解得,
∵,
∴,
∴,则,
在中,由,
解得,,
∴,
在在,.
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专题05
考点01
多边形的性质与计算
1.540
2.72
3.C
4.3
5.6W5
6.36
7.32n+16
5
8.(I):∠BCD=∠AFE,
:180°-∠BCD=180°-∠AFE.
.∠3=L4
:∠H=180°-∠3-∠2,∠G=180°-∠4-∠1,
.∠H=∠G.
:LABC=∠DEF,
:∠H+∠ABC=∠G+∠DEF.
:∠H+∠ABC+∠G+∠DEF=360°,
∠H+∠ABC=180°.
.BG HE
即AB∥DE.
同理可得BC∥EF,CD∥AF.
:凸六边形ABCDEF是平行六边形.
(2)是
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让教与
四边形
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WW
考点02
平行四边形的性质与判定
1.D
2.C
3.C
4.A
5.4
6.四边形CEDF是正方形
7.四边形ABCD是菱形
8.(1)菱形;
(2)①AE=3EG,
②5或
33
9.(1)A'C=BD
3
(2)①四边形AEA'G是菱形;②二或
10.0①AB=5BC
2
(②)四边形EMBN是双等腰四边形
2
3
考点03
矩形的性质与判定
1.C
2.A
3.B
4.35
5.2
6.(1)FG=BE,
(②)四边形AEFH是菱形
2
③)4E的长为亏,2或25-4
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让
2/3
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让教
7.(1)HG=HE.
(20CG=BE+GM:②G,P两点之间的距离为5或5-5
2
8.(1)四边形EFHG为菱形:
(2)
①BD=FC9
②F倍长为号
20
9.(1)四边形EHFG是平行四边形,
(2)AD=2V2
614
10.(1)BD⊥FD;
5:(2)成立;(3)8N+12或82-12
4
5
5
菱形的性质与判定
考点04
1.D
2.A
3.2V6
5
4
5.27-2
8/22
6.
33
E
7.(1)
D
图①
(2)6
8.(1)四边形OEF2是矩形,
204B=2BG,:②18或36
5
7
9.(1)①1:
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M
(2)
B
10.(1)8V3
(2)证明::过点D作DH⊥AC,垂足为点H.
D
C
H
A
B
图3
:四边形ABCD是平行四边形,
:AB=CD,AD=CB,OB=OD=-BD,
又AC=AC,
.△ABC≌△CDA(SSS,
.S△ABc=SAADC
在Rt△DOH中,:Sim∠AOD=DH
OD
.DH=OD.sin∠AOD,
1
1
∴S=2SAcD=2×5AC·DH=AC·DH=AC.OD·sin∠AOD=AC.BD.sin.∠
2
D
(3)解:
正方形的性质与判定
考点05
1.B
2.D
3.A
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AOD
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4.3-V5/-5+3
5.√65
616-1g-5
7.(1)2;(2)四边形BMD'N是平行四边形;(3)①DD'=5;
8.(1)BP=CB:2)四边形B'WDw是矩形:(3)2谷
48
ga号
、PBPM
(②PDPN
③)16v5或8v5
9
、9
10.(1)四边形AE0G为正方形,
(②OAB=FH,:②3或610
13
5
11.(1)CN=24N;(2)四边形CDQ是菱形;(3)40
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让教与学更高效
②6或
90
11