内容正文:
专题04 (特殊)平行四边形
内容导航
01 复习目标→ 明考向、知权重、晓关联、以目标导学,以考向定标
02 知识重构 → 系统讲解重难核心知识,重构整合形成体系
03 题型突破 → 汇总常考题型,举一反三,方法提炼
题型1 平行四边形的性质与判定 题型5 中点四边形
题型2 矩形的性质与判定 题型6 特殊平行四边形中折叠问题
题型3 菱形的性质与判定 题型7 特殊平行四边形中动点问题
题型4 正方形的性质与判定 题型8 特殊平行四边形中最值问题
04综合通关 → 综合演练,梯度设题;查漏补缺,闭环收官
05错题留痕 → 预留固定区域,记录错题题号、错因与正解
常考考点
命题风向
1. 平行四边形的性质与判定
2. 矩形的性质与判定
3. 菱形的性质与判定
4. 正方形的性质与判定
5. 折叠与变换问题
6. 动点与最值问题
7. 面积计算
1. 基础辨析题型:选择、填空高频考查四种四边形的性质、判定辨析,侧重独有性质区分,常设置易混淆选项。
2. 基础证明计算:期中期末必考解答基础题,单独考查平行四边形、矩形、菱形、正方形的判定证明,搭配边长、角度、面积简单计算。
3. 折叠综合题型:八年级核心重难点,结合折叠对称性,联动勾股定理、一元二次方程列方程求线段长,中档高频考题。
4. 递进判定题型:命题常以“平行四边形→矩形/菱形→正方形”递进式设问,考查图形判定的逻辑完整性。
5. 动点压轴题型:期末小压轴高频形式,通过动点运动探究图形形状、线段最值,综合性强。
6. 中考命题趋势:弱化单一机械证明,强化性质综合应用、几何建模、动态几何分析,常与勾股定理、全等三角形、方程思想结合命题。
考情解码:平行四边形及特殊平行四边形是沪科版八年级下册几何核心重难点,由普通平行四边形延伸至矩形、菱形、正方形,层层递进,承接三角形、全等、勾股定理知识,是初中平面几何的核心框架章节,也是后续圆、相似三角形、二次函数几何综合的重要基础。
本章考点覆盖全题型,选择填空侧重普通平行四边形概念辨析、基础性质计算、特殊四边形性质区分;解答题分为基础题型(平行四边形判定、简单计算)和综合题型(折叠计算、动点探究、形状判定)。高频易错点集中:①误用平行四边形判定定理,混淆“一组对边平行一组对边相等”等错误判定;②特殊四边形判定遗漏“平行四边形”前置条件,逻辑不严谨;③折叠问题中无法准确转化等量线段,不会结合方程与勾股定理解题;④四类四边形从属关系模糊,混用独有性质。
本章节是八下期中、期末必考核心模块,分值占比高,命题灵活性强。常结合勾股定理、一元二次方程、动态几何出综合题型,核心考查学生的几何逻辑推理能力、图形变换分析能力、数形结合建模能力,是初中几何拉开分差的重点章节。
知识点一 平行四边形
定义:两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形,记作 。
核心性质:①边:对边平行且相等;
②角:对角相等,邻角互补(和为180°);
③对角线:对角线互相平分(交点为两条对角线中点);
④对称性:仅中心对称图形,无对称轴;
推论:平行线间的距离处处相等;等底等高平行四边形面积相等。
判定方法:①定义判定:两组对边分别平行的四边形;
②边判定1:两组对边分别相等的四边形;
③边判定2:一组对边平行且相等的四边形;
④角判定:两组对角分别相等的四边形;
⑤对角线判定:对角线互相平分的四边形。
面积公式:(底与高必须对应)
【易错提醒】
(1)判定定理乱用:两组对边分别平行/相等、一组对边平行且相等才成立;一组对边平行、另一组对边相等不能判定(可能是等腰梯形);
(2)混淆对角、邻角、对角线性质。
即时即练如图,E、F是的对角线上两点,且,,连接、.
(1)求证:四边形为平行四边形;
(2)若,,求的长.
【答案】(1)证明:∵四边形是平行四边形,
,,
.
,,
,,
在和中,,
,
,
∵,
∴四边形是平行四边形;
(2)10
【分析】(1)先证明,得到,再利用一组对边平行且相等即可证明四边形是平行四边形;
(2)利用平行四边形的性质得到,,再利用勾股定理即可求解.
【详解】(1)略
(2)解:由(1)知,四边形为平行四边形,
,.
,
,
,
.
知识点二 矩形
定义:有一个角是直角的平行四边形是矩形(长方形)。
性质:包含平行四边形全部性质,外加专属性质:①四个角都是直角(90°);②对角线相等且互相平分
轴对称+中心对称,共2条对称轴。
推论:直角三角形斜边中线等于斜边的一半。
判定:①有一个角是直角的平行四边形是矩形;
②有三个角是直角的四边形是矩形;
③对角线相等的平行四边形是矩形。
【易错提醒】
(1)判定条件不严谨:三个角是直角可判定矩形;仅有一个直角的平行四边形就是矩形;任意四边形两个直角不能判定;
(2)性质混淆:矩形对角线相等且互相平分,不垂直(正方形除外),不要默认对角线垂直。
即时即练如图,四边形的对角线与相交于点,,,.
(1)求证:;
(2)若,,求的周长.
【答案】(1)见解析
(2)的周长是3
【分析】本题考查了全等三角形的判定,平行四边形的判定和性质,掌握相关图形的判定方法是解决问题的关键;
(1)先判定四边形是平行四边形,由平行四边形对角线互相平分得出, ,再由两边及夹角对应相等的两个三角形全等得出结论;
(2)由可得平行四边形是矩形.由此得出,进而得出,由此求出三角形周长.
【详解】(1)证明:在四边形中,,,
∴四边形是平行四边形.
∴, .
又∵,
∴.
(2)解:∵,四边形是平行四边形.
∴平行四边形是矩形.
∴.即.
∴,
即的周长是3.
知识点三 菱形
定义:有一组邻边相等的平行四边形是菱形。
性质:包含平行四边形全部性质,外加专属性质:①四条边长度全部相等;②对角线互相垂直平分,且每条对角线平分一组对角;③轴对称+中心对称,共2条对称轴。
判定:①一组邻边相等的平行四边形是菱形
②四条边都相等的四边形是菱形
③对角线互相垂直的平行四边形是菱形
面积公式:底×高
【易错提醒】
(1)判定条件出错:四条边相等的四边形是菱形;一组邻边相等的平行四边形是菱形;切勿只用“两组邻边相等”判定;
(2)面积公式易错:菱形面积=底×高=对角线乘积的一半,只记一种公式容易解题受限、计算出错。
即时即练如图,在矩形中,对角线的垂直平分线分别交,于点E,F,连接,.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)如果,求的度数.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了矩形的性质、菱形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、线段的垂直平分线的性质.
(1)根据矩形的性质得到,,证明,进而证明四边形是平行四边形,根据线段的垂直平分线的性质得到,即可证明四边形是菱形;
(2)根据矩形的性质得到,进而求出,根据菱形的性质即可求出的度数.
【详解】(1)证明:∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵垂直平分线段,
∴,
∴四边形是菱形;
(2)解:∵四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
由(1)得四边形是菱形,
∴,
∴.
知识点四 正方形
定义:有一组邻边相等且有一个角是直角的平行四边形是正方形。(兼具矩形、菱形特征)
性质:拥有平行四边形、矩形、菱形全部性质:①边:四边相等,对边平行;②角:四个角均为直角;
③对角线:相等、垂直、互相平分、平分一组内角;④轴对称+中心对称,共4条对称轴。
判定:①平行四边形基础:一组邻边相等 + 一个直角 = 正方形;
②矩形基础:一组邻边相等的矩形是正方形;
③菱形基础:有一个角是直角的菱形是正方形;
④对角线基础:对角线相等且互相垂直的平行四边形是正方形。
【易错提醒】
(1)常见判定错误:对角线相等且垂直的四边形≠正方形,必须先是平行四边形,再满足对角线垂直且相等;
(2)性质滥用:正方形兼具所有平行四边形、矩形、菱形性质,但不可将正方形特有性质反用在普通图形上。
即时即练如图,在正方形中,点是上一点,连接,过点作交于点,连接,若,则的度数是()
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】过点作于,于,利用正方形对角线的性质证,结合证,得,再利用等腰直角三角形性质与角度和差关系,推导的度数.
【详解】解:过点作于,于.
则,
四边形是正方形,是对角线,
,,
∴四边形是矩形,
∵,,,
,
∴四边形是正方形,
.
,
,
.
在和中,
,
,
,.
,,
是等腰直角三角形,
.
,
,
.
.
故选:D.
知识点五 中点四边形
定义:顺次连接任意四边形四条边中点,所得的新四边形,叫做原四边形的中点四边形。
核心原理:①三角形中位线定理:三角形的中位线平行且等于第三边的一半;②推导结论:任意四边形的中点四边形一定是平行四边形。
中点四边形终极规律:①原四边形对角线任意 → 中点四边形:平行四边形;②原四边形对角线相等 → 中点四边形:菱形;③原四边形对角线互相垂直 → 中点四边形:矩形;④原四边形对角线相等且垂直 → 中点四边形:正方形。
常见图形对应的中点四边形:普通四边形 → 平行四边形;矩形(对角线相等) → 菱形;
菱形(对角线垂直) → 矩形;正方形(对角线相等且垂直) → 正方形;
等腰梯形(对角线相等) → 菱形。
面积结论:中点四边形面积 = 原四边形面积的一半。
【易错提醒】
(1)因果颠倒:易错根据中点四边形形状反推错原图形性质,必须牢记:看原图形对角线,不看原图形形状;
(2)忽略中位线定理:解题核心是三角形中位线平行且等于底边一半,忘记定理导致无法推导边长、平行关系。
即时即练顺次连接一个菱形的各边中点所得四边形的形状是( )
A.平行四边形 B.矩形 C.菱形 D.正方形
【答案】B
【分析】作出图形,菱形中,点分别是的中点,先证明四边形是平行四边形,再根据有一个角是直角的平行四边形是矩形.
【详解】如图,设菱形中,点分别是的中点,连接,
∵分别是的中点,
∴,,
同理可得,,,,
∴ 且 ,
∴四边形是平行四边形,
又∵菱形的对角线互相垂直,即,
∵,,
∴,即,
∴平行四边形是矩形.
题型1 平行四边形的性质与判定
例1.如图,在中,的平分线交于点.若,,则长为( )
A.3 B. C.2 D.1
【答案】C
【分析】由平行四边形的性质得到,,再由平行线的性质和角平分线的定义证明,得到,据此可得答案.
【详解】解:∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
∵的平分线交于点,
∴,
∴,
∴,
∴.
故选:C.
例2.如图,在中,平分交于点,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】据平行四边形的性质可得,再根据平行线的性质得,最后由角平分线的定义求出答案.
【详解】解:∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∵平分,
∴.
故选:D.
【技巧总结】
(1)判定优先选简单条件:两组对边平行/相等、一组对边平行且相等;
(2) 慎用易错判定:一组平行一组相等、两组邻边相等,无法判定平行四边形;
(3)对角线只可证互相平分,不可用对角线相等、垂直判定普通平行四边形。
【变式训练1-1】如图,的对角线与相交于点,,,的周长是.
(1)求的度数;
(2)求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据平行四边形对角相等的性质即可得答案;
(2)根据平行四边形对角线互相平分可得的长,进而根据的周长求出的长即可.
【详解】(1)解:∵四边形是平行四边形,,
∴.
(2)解:∵的对角线与相交于点,
∴,,
∵,
∴,
∵的周长是,
∴,
∴.
【变式训练1-2】如图,平行四边形的对角线相交于点O,点E在上,点F在上,连接,使恰好经过点O.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)8
【分析】(1)由平行四边形的性质得到,可证明,则可证明;
(2)根据(1)的结论可证明,即,由平行四边形的对角线互相平分得到,再由勾股定理求出的长即可得到答案.
【详解】(1)证明:∵平行四边形的对角线相交于点O,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:由(1)得,
∵,
∴,即,
∵平行四边形的对角线相交于点O,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
题型2 矩形的性质与判定
例3.如图,在中,,将它向右平移得到,和交于点D,延长,交于点E,若,则线段的长为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【分析】题目主要考查平移的性质及矩形的判定,理解题意,熟练掌握平移的性质是解题关键.
连接,根据 题意得出,,确定四边形是矩形,再由平移的性质求解即可.
【详解】解:如图,连接.
∵平移,
∴,,
∴,,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
故选:A.
例4.两个矩形的位置如图所示,若则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由补角的定义可得,由题意可得,,则有,即可得解.
【详解】解:如图,
由题意得:,
∵,
∴,
∴.
故选:C.
【点睛】本题主要考查矩形的性质,余角与补角,解答的关键是明确互余的两角之和为90°,互补的两角之和为180°
【技巧总结】
(1)独有性质:四个角为直角、对角线相等且平分;
(2) 判定技巧:平行四边形+一个直角/对角线相等=矩形;四边形三个直角=矩形;
(3)隐藏结论:矩形对角线分出两个全等直角三角形,可用斜边中线定理。
【变式训练2-1】如图,的对角线相交于是等边三角形,且.
(1)求的面积.
(2)若点、分别是的中点,连接,求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据平行四边形的性质得到,,根据等边三角形的性质得到,进而得到,可知四边形是矩形,根据勾股定理求出的值,可知的面积
(2)连接,根据矩形的性质得到,根据等边三角形的性质得到,根据30度角的性质得到,根据勾股定理求出,证明是等边三角形,可知.
【详解】(1)解:∵四边形是平行四边形,
,,
是等边三角形,
.
,
,
∴四边形是矩形.
,
,
;
(2)解:连接,
∵矩形,
∴,
∵点F是的中点,
,
是等边三角形,点E是的中点,
,
,
∴,
,
,
∴是等边三角形,
.
【变式训练2-2】如图,在中, D,E分别是的中点,连接,过点 A 作,垂足为F,延长至点G,使,连接,延长至点H,使 ,连接,易知四边形的面积等于的面积.
(1)求证:四边形为矩形;
(2)若,,请你利用上述结论求的面积.
【答案】(1)见详解
(2)36
【分析】(1)先证明四边形为平行四边形,再证明,则 ,即可得到结论;
(2)求出 ,,根据四边形的面积等于的面积求出答案.
【详解】(1)解:∵D,E分别是的中点,
∴,
∵, ,
∴ ,
∴,
∴四边形为平行四边形,
∵,
∴
∵D是的中点,
∴,
∵ ,
∴
∴
∴四边形为矩形;
(2)解:由(1)得 ,,四边形为矩形,
∴ ,
∵ ,
∴
∴四边形的面积 ,
∵四边形的面积等于的面积,
∴的面积.
【变式训练2-3】如图,在四边形中,,对角线与相交于点,,,垂足分别为,,.
(1)求证:四边形是平行四边形.
(2)若,点为中点,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)3
【分析】(1)先证明,然后根据全等三角形的性质证明即可;
(2)先得到四边形是矩形,然后证明为等边三角形,那么可得,再由直角三角形的性质求解即可.
【详解】(1)证明:∵,,,
∴
∴
∴
∴四边形是平行四边形;
(2)解:∵平行四边形
∴
∵
∴
∴四边形是矩形,
∴,
∵点为中点,
∴
∴
∴为等边三角形,
∴
∴
∵
∴.
题型3 菱形的性质与判定
例5.如图,,以点为圆心,任意长为半径画弧,交射线于点,交射线于点,分别以,为圆心,长为半径画弧,两弧在内部交于点,连接,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由作图过程可证四边形是菱形,再根据菱形的对角相等且对角线平分对角即可解答.
【详解】解:∵以点为圆心,任意长为半径画弧,交射线于点,交射线于点,
∴,
∵分别以,为圆心,长为半径画弧,两弧在内部交于点,连接,,
∴,
∴,
∴四边形是菱形,
∴,即选项A符合题意.
例6.如图,在四边形中,,过点D作的角平分线交于点E,连接交于点O,,且.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)若的周长为36,求长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】本题考查了平行四边形的判定和性质,菱形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,勾股定理,熟练掌握特殊四边形的判定和性质是解题关键.
(1)先证明四边形是平行四边形,再根据等角对等边的性质,得到,即可证明四边形是菱形;
(2)根据菱形的性质,得出,由勾股定理可得,从而得到,再证明四边形是平行四边形,得到,即可求出长.
【详解】(1)证明:,,
四边形是平行四边形,,
平分,
,
,
,
四边形是菱形;
(2)解:四边形是菱形,,
,,,,
的周长为36,
,
,
在中,,
,
,,
,
,
四边形是平行四边形,
.
【技巧总结】
(1) 独有性质:四条边相等、对角线互相垂直平分、对角线平分内角;
(2)判定技巧:平行四边形+邻边相等/对角线垂直=菱形;四边形四边相等=菱形;
(3) 面积秒杀技巧:可用对角线乘积的一半快速求解,无需底乘高。
【变式训练3-1】如图,以的顶点为圆心,任意长为半径画弧,分别交,于点,,分别以点,为圆心,的长为半径画弧,两弧在内部交于点,连接,,,,若,,则四边形的面积是( )
A.160 B.120 C.96 D.48
【答案】C
【分析】本题考查了菱形的判定和性质掌握知识点是解题的关键.
先证明四边形是菱形,可求,利用出勾股定理即可求出,则可得,再根据菱形的面积公式,即可解答.
【详解】解:设与相交于点D,如图:
由题意,有
,
∴四边形是菱形,
∴,,
∴,
∴
∴.
故选C.
【变式训练3-2】如图,在四边形中,,,点是的中点,且平分.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)已知,,求线段的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)由点是的中点,得到,求得,根据平行四边形的判定定理得到四边形为平行四边形,进一步得到,证明,由一组邻边相等的平行四边形是菱形得出结论;
(2)根据(1)可得,得到,再证明是直角三角形,根据勾股定理即可得到结论.
此题重点考查平行线的性质、等腰三角形的判定与性质、菱形的判定、三角形内角和定理、勾股定理等知识,推导出,进而证明四边形是平行四边形是解题的关键.
【详解】(1)证明:点E是的中点,
,
,
,
,
四边形为平行四边形,
,
,
平分,
,
,
,
平行四边形为菱形;
(2)解:,
根据(1)可得,
,
,,
,
,
,
【变式训练3-3】如图,中,平分交于点,交于点.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)如果,,求菱形的面积.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)先证明四边形是平行四边形,再结合角平分线的定义,平行线的性质推出,进而得到,即可得证;
(2)过点作,证明为等边三角形,利用三线合一结合勾股定理求出的长,再利用菱形的面积公式进行求解即可.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,,
∵是的平分线,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是菱形;
(2)解:过点作,
∵四边形是菱形;
∴,
∵,
∴为等边三角形,
∴,
∴,
∴四边形的面积为:.
题型4 正方形的性质与判定
例7.如图,正方形的对角线相交于点,点在边上,点在上,过点作,垂足为点,若,,则的长为( )
A. B.2 C. D.3
【答案】B
【分析】本题考查了正方形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的判定与性质,由正方形的性质可得,,,,,作于,延长交于,作于,证明四边形为矩形得出,证明四边形为正方形,得出,从而得出,证明,得出,再证明为等腰直角三角形,即可得解,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.
【详解】解:∵四边形是正方形,
∴,,,,,
如图,作于,延长交于,作于,
,
则,
∴四边形、为矩形,
∴,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴四边形为正方形,
∴,
∴,即,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴.
故选:B.
例8.如图,若,平分,,则四边形的面积是_____ .
【答案】8
【分析】作于点,作于点,证得,利用勾股定理求得正方形的边长,即可求得面积.
【详解】解:如图,作于点,作于点,
,
.
,
.
∵平分,
.
,
,
.
,
∴四边形是矩形,
∴四边形是正方形.
,
,
∴四边形的面积等于正方形.
设正方形的边长为,,
由勾股定理可知:,
,
∴正方形的面积等于8,
∴四边形的面积等于8.
【技巧总结】
(1)快速判定:平行四边形+邻边相等+一个直角;对角线垂直且相等的平行四边形;
(2)易错避坑:对角线垂直且相等的任意四边形,不是正方形。
【变式训练4-1】如图,在四边形中,,,,,的垂直平分线交于点E,交于点F,交的延长线于点G,连接.
(1)求证:四边形是正方形;
(2)若,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了正方形的判定与性质,线段垂直平分线的性质,全等三角形的判定与性质,掌握相关的知识是解题的关键.
(1)先根据,判定四边形是矩形,再根据,即可得证;
(2)先根据证明,得出,再根据正方形中,,即可得到,从而可求得的长.
【详解】(1)证明:∵的垂直平分线交于,交于,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴四边形是矩形,
∵,
∴四边形是正方形;
(2)解:∵垂直平分,
∴,,
∵,
∴,
在和中,
∴,
∴,
又∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∴.
【变式训练4-2】综合与探究
问题情境:
在边长为10的正方形中,是对角线上一点,连接.过点作的垂线,交射线于点,过点作的垂线,过点作的垂线,两线交于点.
特别研究:
(1)如图1,当点在对角线的中点处时,四边形的形状为______.
深入探究:
(2)如图2,当点是对角线上任意一点时.
①试说明(1)中的结论是否仍然成立?并说明理由;
②求四边形面积的取值范围.
(3)如图3,当时,点落在的延长线上,请直接写出线段的长.
【答案】(1)正方形;(2)①仍然成立,理由见解析,②;(3)
【分析】(1)首先得到四边形是矩形,然后由即可证明;
(2)①如图所示,过点P作交于点M,交于点N,首先证明出四边形是矩形,然后根据正方形的性质证明出,得到,即可证明四边形是正方形;
②首先求出,得到正方形面积然后根据当时,最短,当点P和点A或点C重合时,最长,进而求解即可;
(3)由正方形得到,然后由得到,然后求出,即可得到.
【详解】(1)∵过点作的垂线,交射线于点,过点作的垂线,过点作的垂线
∴四边形是矩形
∵四边形是正方形,点在对角线的中点处
∴
∴四边形是正方形;
(2)①仍然成立,理由如下:
如图所示,过点P作交于点M,交于点N
∵过点作的垂线,交射线于点,过点作的垂线,过点作的垂线
∴四边形是矩形
∴
∴
∵四边形是正方形,
∴,且平分,
∴,
∴
∴,
∴,四边形是矩形,
∴,
∴
∴
∴
∴四边形是正方形;
②∵在边长为10的正方形中
∴
∴
∵四边形是正方形
∴正方形面积
∴当时,最短
∴此时
∴正方形面积的最小值为;
当点P和点A或点C重合时,最长
∴此时
∴正方形面积的最大值为;
∴四边形面积的取值范围为;
(3)∵四边形是正方形,是对角线
∴
∵
∴
∵
∴
∴
∴.
【点睛】此题考查了正方形的性质和判定,勾股定理,全等三角形的性质和判定,等边对等角性质,解题的关键是掌握以上知识点.
题型5 中点四边形
例9.顺次连结菱形四边的中点所得的四边形是( )
A.矩形 B.正方形 C.菱形 D.以上都不对
【答案】A
【分析】本题主要考查了三角形的中位线定理,矩形的判定,菱形的性质等知识,解题的关键是熟练掌握矩形的判定方法.利用中位线定理证明,则四边形是平行四边形,由得到,即可得到结论.
【详解】解:在菱形中,分别是的中点,
连接、,
在中,
∵,
同理
∴
∵四边形是平行四边形,
∵,
∴,
∴四边形是矩形,
故选A.
例10.我们把依次连接任意四边形各边中点得到的四边形叫做中点四边形,如图,在四边形中,E,F,G,H分别是边,,,的中点,依次连接各边中点得到中点四边形.
(1)这个中点四边形的形状一定是______;
(2)若,证明四边形是菱形.
【答案】(1)平行四边形
(2)见解析
【分析】(1)根据中位线的性质得出,,根据平行公理得出,同理得出,即可得出答案;
(2)先根据中位线性质证明,,得出四边形为平行四边形,再根据,得出,证明平行四边形是菱形.
【详解】(1)解:连接、,如图所示:
∵E,F,G,H分别是边,,,的中点,
∴,,
∴,
同理可得:,
∴四边形为平行四边形,
故答案为:平行四边形.
(2)证明:如图,连接、,
E,F,G,H分别是边,,,的中点,
∴,,,
,,,
∴,,
∴四边形为平行四边形,
∵,
∴,
∴四边形是菱形.
【点睛】本题主要考查了中位线的性质,平行四边形和菱形的判定,解题的关键是熟练掌握中位线性质,平行四边形的判定方法.
【技巧总结】
(1)核心依据:三角形中位线定理,任意四边形中点四边形必为平行四边形;
(2)无需看原四边形形状,只判定对角线关系即可秒杀。
【变式训练5-1】如果一个四边形的对角线相等,那么顺次连接其四边中点所得的四边形是( )
A.矩形 B.菱形 C.正方形 D.以上都不对
【答案】B
【分析】本题考查了三角形的中位线定理、菱形的判定,熟练掌握三角形的中位线定理是解题关键.先根据三角形的中位线定理可得,,,,从而可得,再证出四边形是平行四边形,然后证出,根据菱形的判定即可得.
【详解】解:如图,四边形的对角线,点分别是的中点,
∵点是的中点,
∴,
同理可得:,,,
∴,
∴四边形是平行四边形,
又∵,,,
∴,
∴平行四边形是菱形,
故选:B.
【变式训练5-2】定义:对于一个四边形,我们把依次连接它的各边中点得到的新四边形叫做原四边形的“中点四边形”.如果原四边形的中点四边形是个正方形,我们把这个原四边形叫做“中方四边形”.
【概念理解】:
(1)下列四边形中一定是“中方四边形”的是 .
A.平行四边形B.矩形C.菱形D.正方形
【性质探究】:
(2)如图1,四边形是“中方四边形”,观察图形,则:四边形的对角线的关系为 ;
【问题解决】:
(3)如图3,已知四边形是“中方四边形”,M,N分别是的中点.
则:与的数量关系为 .
【答案】(1)D,(2)且,(3)
【分析】(1)由正方形对角线相等且互相垂直可得答案;
(2)由中位线的性质可得:,,,,结合正方形的性质可得结论;
(3)记、的中点分别为E、F,可得四边形是正方形,再根据等腰直角三角形性质与三角形的中位线的性质即可证得结论.
本题是四边形综合题,考查了三角形的中位线的性质,正方形的判定和性质,勾股定理等知识,理解“中方四边形”的定义并运用是本题的关键.
【详解】解:(1)在平行四边形、矩形、菱形、正方形中只有正方形是“中方四边形”,
理由如下:因为正方形的对角线相等且互相垂直,所以其中点四边形是正方形;
(2),.理由如下:
∵四边形是“中方四边形”,
∴四边形是正方形,
∴,,
∵E,F,G,H分别是,,,的中点,
∴,,,,
∴,.
(3)如图,记、的中点分别为E、F,
∵四边形是“中方四边形”,M,N分别是,的中点,
∴四边形是正方形,
∴,,
∴,
∵M,F分别是,的中点,
∴,
∴
题型6 特殊平行四边形中折叠问题
例11.如图,长方形纸片沿对折后,点B、C的对应点分别为点.与交于点M.若 ,则 为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据长方形的性质得出平行线,根据平行线的性质得出,再根据翻折的性质得出相等的角,最后利用平行线的性质求解.
【详解】解:∵四边形是长方形,
∴,
∴,
根据翻折的性质可得,
∵,
∴.
例12.如图,在平面直角坐标系中,四边形是正方形,点的坐标是,为边上一点,,沿折叠正方形,折叠后,点落在平面内的点处,则点的坐标为_______.
【答案】
【分析】本题考查了图形的翻折变换和正方形的性质,要会根据点的坐标求出所需要的线段的长度,灵活运用勾股定理.
过点作,因为,,所以,,根据勾股定理得,故,即点的坐标即可求解.
【详解】解:过点作,如图所示:
四边形是正方形,点的坐标是,
,,
,
,
由折叠的性质可得:,
,
,
在中,根据勾股定理得,
,
即点的坐标为,
故答案为:.
【技巧总结】
(1)折叠核心:对应边相等、对应角相等、折痕为对称轴;
(2)固定解法:设未知边长,利用折叠等量关系,在直角三角形中列勾股方程;
(3)优先找隐藏直角,矩形、正方形折叠必构造直角三角形。
【变式训练6-1】已知在长方形中,,.按下列要求折叠,试求出所要求的结果.
(1)如图(1)所示,把长方形沿对角线折叠得,交于点F,求:
(2)如图(2)所示,折叠长方形,使落在对角线上,求折痕的长;
(3)如图(3)所示,折叠长方形,使点D与点B重合,求折痕的长.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】本题考查了折叠求值,勾股定理,矩形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质等知识,解决问题的关键是运用勾股定理列方程.
(1)可推出,设,则,在中,根据勾股定理得出,求得x的值,进一步得出结果;
(2)可求得,的值,设,则,在中,根据勾股定理列出,求得x的值,进一步得出结果;
(3)由(1)的结论可知:,,从而,,利用勾股定理即可求得的值.
【详解】(1)解:∵四边形是矩形,
∴,,,
∴,
由折叠得:,
∴,
∴,
设,则,
在中,
由得,,
∴,
∴;
∴;
(2)解:∵,,,
∴,
由折叠得:,,,
∴,
设,则,
在中,由得,
,
∴,
∴,
∴;
(3)解:作于点,
则,
∴四边形是矩形,
∵点D与点B重合,
∴垂直平分,
∴,
由(1)知:,又点O是长方形中心,
∴,
同(1),
∴,,
∴.
【变式训练6-2】折叠问题是我们常见的数学问题,它是利用图形变化的轴对称性质解决的相关问题.数学活动课上,同学们以“矩形的折叠”为主题开展了如下的数学活动:
如图1,在矩形中,点在边上,将矩形纸片沿所在的直线折叠,使点落在点处,与交于点.
如图2,继续将矩形纸片折叠,使恰好落在直线上,点落在点处,点落在点处,折痕为.
(1)猜想与的数量关系,并说明理由;
(2)若,,求的长.
【答案】(1),理由见解析
(2)
【分析】本题考查了矩形的性质、折叠的性质、等腰三角形的判定、勾股定理,熟练掌握矩形的性质、折叠的性质、等腰三角形的判定是解题的关键.
(1),理由如下,由矩形的性质、折叠的性质、等腰三角形的判定得到,即可得到;
(2)根据矩形的性质、折叠的性质得到,设,根据勾股定理得到,解得,即可得到答案.
【详解】(1)解: ,理由如下,
∵四边形是矩形,
.
,
由折叠的性质得,
,
.
同理:.
.
.
(2)解:由折叠的性质得.
设,
.
在中,.
.
解得:.
∴.
【变式训练6-3】在一次数学活动课中,小明对“折纸中的数学问题”进行探究.
【活动1】折叠矩形纸片:
第一步:如图1,把矩形纸片对折,使与重合,折痕为,把纸片展平;
第二步:点在上,再次沿折叠纸片,使点落在上的点处.
【活动2】折叠正方形纸片:
第一步:如图2,把正方形纸片对折,使与重合,折痕为,把纸片展平;
第二步:点在上(不与点,重合),再次沿折叠纸片,使点落在下方的点处,延长交于点.
(1)在活动1中,求证:;
(2)在活动2中,若正方形的边长为8,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2).
【分析】(1)连接.根据折叠的性质和垂直平分线的性质,证明是等边三角形,即可得到结论;
(2)连接.设,证明,从而得出,,再利用勾股定理列方程求解即可.
【详解】(1)证明:如图,连接.
由图形折叠的特征可得:,,,
∴是线段的垂直平分线,
∴,即是等边三角形,
∴,
∴;
(2)解:如图,连接.
设,则.
由图形折叠的特征可得:,,,.
∵,,,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
在中,由勾股定理,得,
即,
解得,即.
【点睛】本题考查了矩形与折叠,等边三角形的判定和性质,勾股定理,全等三角形的判定和性质,正方形的性质等知识,掌握相关知识点是解题关键.
题型7 特殊平行四边形中动点问题
例13.【问题背景】如图,在四边形中,,,且,,,若动点从点出发,以每秒的速度沿线段向点运动;动点从点出发以每秒的速度沿向点运动,当点到达点时,动点,同时停止运动.设点,同时出发,并运动了t秒,回答下列问题:
(1)【基础求解】________;
(2)【初步探究】当________秒时,四边形成为矩形;
(3)【深入探究】当t为多少时,?
(4)【综合探究】是否存在t,使得是等腰三角形?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)9
(2)3
(3)
(4)t的值为秒或3秒或秒
【分析】(1)过点D作于E,证明四边形为矩形.根据勾股定理求出的长度,然后求解即可;
(2)当时,四边形为矩形,根据列出关于t的方程,解方程即可;
(3)当时,四边形是平行四边形,得到,建立方程求解即可得出结论;
(4)分三种情况,分别利用等腰三角形的性质和勾股定理求解.
【详解】(1)解:如图,过点D作于E,
∵,,
∴,
∴四边形为矩形,
∴,,
∴,
∴;
(2)解:根据题意得:,,则,,
∵,,
∴当时,四边形为矩形,
∴,
解得;
(3)解:根据题意得:,,则,,
当时,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴,
解得;
(4)解:是等腰三角形时,分三种情况讨论:
①当时,即,
∴;
②当时,
∵,
∴,
∴,
∴;
③如图,当时,则,,
在中,,
即,
解得:.
故存在t,使得是等腰三角形,此时t的值为秒或3秒或秒.
【技巧总结】
(1)统一思路:设运动时间t,用含t代数式表示动点线段长度;
(2)判定图形存在性:根据特殊图形判定条件列方程求解t;
(3)必做步骤:检验t取值范围,舍去超出边长、运动区间的无效解。
【变式训练7-1】如图,在直角梯形中,,,,,,点P沿线段从点A向点B运动,其速度为每秒1个单位长度,设运动时间为t.
(1)求的长;
(2)点P在运动过程中,t为何值时,四边形是矩形?
(3)点P在运动过程中,t为何值时,四边形是平行四边形?
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)过C作于点E,利用含角直角三角形的性质得到,然后利用勾股定理求出,即可求得的长;
(2)根据题意得到当点P和点E重合时,四边形是矩形,然后求出,然后根据点P运动的速度求解即可;
(3)根据题意得到,然后根据点P运动的速度求解即可.
【详解】(1)如图,过C作于点E,
∵,
∴
∴四边形为矩形,
∴,
∵,
∴
∴
∴
∴;
(2)由(1)可得,四边形为矩形,
∴当点P和点E重合时,四边形是矩形
∵,
∴
∵点P沿线段从点A向点B运动,其速度为每秒1个单位长度,设运动时间为t
∴(秒)
∴时,四边形是矩形;
(3)∵四边形为矩形,
∴
∵,即
∴当时,四边形是平行四边形
∴此时
∴(秒)
∴时,四边形是平行四边形.
【点睛】此题考查了含角直角三角形的性质,勾股定理,矩形的性质和判定,平行四边形的性质和判定,解题的关键是掌握以上知识点.
【变式训练7-2】已知四边形是边长为的正方形,P,Q是正方形边上的两个动点,点P从点A出发,以的速度沿A→B→C方向运动,点Q同时从点D出发以速度沿D→C方向运动.设点P运动的时间为t().
(1)如图1,当点P在边上,四边形为平行四边形时,求t的值;
(2)如图2,当点P在边上,时,求t的值;
(3)点P在运动过程中,是否存在四边形的面积等于正方形的面积的一半,若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,
【分析】本题主要考查正方形的性质、全等三角形的性质与判定及平行四边形的性质,熟练掌握正方形的性质、全等三角形的性质与判定及平行四边形的性质是解题的关键;
(1)由题意易得,则有,然后可得当时,四边形为平行四边形,进而问题可求解;
(2)由题意易得,则有,然后可得方程,进而求解即可;
(3)由题意可分:当点P在边上,当点P在边上,即,然后分类进行求解即可.
【详解】(1)解:当点P在边上,则有,所以,
在正方形中,,
∴当时,四边形为平行四边形,
∴,
解得:,
∴当时,四边形为平行四边形;
(2)解:∵四边形是正方形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵点P在边上,
∴,
∴,
解得:;
(3)解:存在,理由如下:
由题意可分:当点P在边上,则有,所以,此时四边形是梯形,
∴四边形的面积为,
∵四边形的面积等于正方形的面积的一半,
∴,
解得:(不符合题意,舍去);
当点P在边上,即,则有,如图,
∵四边形的面积等于正方形的面积的一半,
∴与的面积之和也为正方形的面积的一半,
∴,
解得:;
综上所述:当时,四边形的面积等于正方形的面积的一半.
题型8 特殊平行四边形中最值问题
例14.如图,两个全等的等腰和等腰有公共斜边,且四边形的面积为36,为等边三角形,点在四边形内,在上有一点,使的和最小,则这个最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】B
【分析】本题考查正方形的判定与性质和等边三角形的性质,根据题意推出四边形为正方形,先求得正方形的边长,依据等边三角形的定义可知,连接,依据正方形的对称性可知, 则,由两点之间线段最短可知:当点、、在一条直线上时,有最小值,最小值为的长.
【详解】: 连接,
∵两个全等的等腰和等腰有公共斜边,
∴, ,
∴四边形为正方形,
∵正方形的面积为,
∴正方形的边长为,
∵为等边三角形,
∴,
∵四边形为正方形,
∴与关于对称,
∴,
∴,
∴有最小值为,
故选: B.
例15.如图,在中,,点是线段上的动点(与,不重合),作于,于,连接,若,,则点从点运动到点的过程中,的最小值为( )
A. B.4 C. D.5
【答案】C
【分析】本题考查了矩形的判定与性质、垂线段最短的性质、勾股定理等知识,判断出时,线段的值最小是解题的关键,难点在于利用三角形的面积列出方程.
连接,利用勾股定理列式求出,判断出四边形是矩形,根据矩形的对角线相等可得,再根据垂线段最短可得时,线段的值最小,然后根据三角形的面积公式列出求解即可.
【详解】解:连接,如图所示:
∵,,,,
∴,
∵,,°,
∴四边形是矩形,
,
由垂线段最短可得时,线段的值最小,
此时,,
∴,
即的最小值为,
故选:C.
【技巧总结】
(1)线段最值:将军饮马模型,作对称点,两点之间线段最短;
(2)距离最值:点到直线垂线段最短,常用于高、距离最小值;
(3)面积最值:固定底找最大高,固定高找最大底,结合动点范围求解;
(4)菱形、正方形最值:多利用对角线垂直性质、边长不变特性分析;
(5)周长最值:通常转化为固定边长+最短动线段,简化求解。
【变式训练8-1】数学教育家波利亚曾说:“对一个数学问题,改变它的形式,变换它的结构,直到发现有价值的东西,这是数学解题的一个重要原则”.在复习二次根式时,老师提出了一个求代数式最小值的问题,如:“当时,求代数式的最小值”,其中可看作两直角边分别为和2的的斜边长,可看作两直角边分别是和3的的斜边长.于是构造出如图,将问题转化为求的最小值,运用此方法,请你解决问题:已知,且.则的最小值是( )
A. B.8 C.10 D.34
【答案】C
【分析】本题考查勾股定理,两点之间线段最短等知识,解题的关键是理解题中所给的思路,根据题干中的思路进行解答.根据题中所给的思路,将可以看作两直角边分别是x和3的的斜边长,可以看作两直角边分别是y和5的的斜边长,故问题转化为求的最小值,连接,当A,P,B共线时,的最小值为,再利用勾股定理计算出即可.
【详解】解:构造出如图,将问题转化为求的最小值,
可以看作两直角边分别是x和3的的斜边长,
可以看作两直角边分别是y和5的的斜边长,故问题转化为求的最小值,
连接,当A,P,B共线时,的最小值为,作交延长线于点E,故四边形是矩形,
∵,即,
∴,
∵,
∴
∴的最小值为10,
故选:C.
【变式训练8-2】如图,长方形中,, ,在边上取一点E,将折叠后点D恰好落在边上的点F处.
(1)求的长;
(2)在(1)的条件下,边上是否存在一点P,使得值最小?若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)1
(2)
【分析】本题主要考查了折叠的性质、矩形的性质、勾股定理等知识点,理解矩形的性质成为解题的关键.
(1)由平行四边形的性质可得,再根据折叠的性质,进而利用勾股定理求出,最后在,利用勾股定理即可解答;
(2)如图,延长至使,连接交于P,此时,最小,最小值为,进而求得,最后利用勾股定理即可解答.
【详解】(1)解:∵长方形中,, ,
∴,
由折叠知,,
在中,根据勾股定理得, ,
∴,
设,则,
在中,根据勾股定理得,,
∴,解得:,
∴.
(2)解:如图,延长至使,连接交于P,此时,最小,最小值为,
∵,
∴,
在中,根据勾股定理得,
.
【变式训练8-3】如图,在边长为2正方形中,E为边上一动点(点E不与B,C重合),连接,以为直角边作等腰直角三角形,其斜边与正方形边相交于点N,连接.
(1)求证:;
(2)当E运动到的中点时,求线段的长度;
(3)如图2,连接交与点P,G是的中点,连接,,当等于多少时,的最小,并求出最小值?
【答案】(1)见解析
(2)线段的长度为
(3)的最小值为
【分析】(1)利用正方形和等腰直角三角形的性质,再结合等角的余角相等,即可证明结论成立;
(2)设,则,延长至,使,连接,,证明,推出,,再证明,推出,在中,利用勾股定理列式计算即可求解;
(3)连接,,先证明,得到,当共线时,有最小值,最小值为的长,据此求解即可.
【详解】(1)证明:∵是等腰直角三角形,
∴,,
∵正方形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:∵点E是的中点,
∴,
设,则,
延长至,使,连接,,
∵正方形,
∴,,
∴,
∴,,
∵是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
在中,,即,
解得,
∴线段的长度为;
(3)解:连接,,
∵是等腰直角三角形,四边形是正方形,
∴,
∴四点共圆,
∴,
∴等腰直角三角形,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴当共线时,有最小值,最小值为的长,
∵G是的中点,
∴,
∴的最小值为.
【点睛】本题主要考查了正方形的性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质以及勾股定理的运用,解决问题的关键是依据两点之间,线段最短进行判断.
1.如图,在矩形中,,垂直平分于点E,则的长为( )
A. B. C.4 D.2
【答案】C
【分析】根据矩形的性质知对角线相等和相互平分,结合垂直平分线的性质,得到等边三角形,根据等边三角形的性质和含直角三角形的性质得到长,从而得到的长,即的长.
【详解】解:四边形是矩形,
,,,
,
垂直平分,
,,,
,
是等边三角形,
,
,
,
,
,
,
.
2.如图,四边形是菱形,,,则菱形的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由菱形的性质证明是等边三角形,得到,即可求出周长.
【详解】∵四边形是菱形,
∴,,
∴是等边三角形,
∴,
∴菱形的周长.
3.如图1,点P从菱形的顶点A出发,沿着折线匀速运动,运动速度为1cm/s,图2是线段的长度y与时间x(s)之间的函数关系的图象(不妨设当点P与点A重合时,),则菱形的面积为( )
A.12 B.6 C.5 D.2.5
【答案】B
【分析】根据图2得出,再利用菱形的性质求出另一条对角线的长度,从而求出菱形的面积.
【详解】解:连接,且相交于点O,
根据题意,结合图2可知,;
∵四边形是菱形,
,
,
,
.
4.如图,正方形的边长为4,点M在上,且,点N是上一动点,则的最小值为___________.
【答案】5
【分析】连接,,,根据轴对称的性质,得到,的最小值即的最小值,即为线段的长,再根据勾股定理,即可求得的长,即得答案.
【详解】解:连接,,,
正方形是轴对称图形,点B与点D是以直线为对称轴的对称点,
直线即为的垂直平分线,
,
,
当点N在与的交点P处,取得最小值,最小值为的长,
正方形的边长为4,且,
,,,
,
的最小值为5.
5.如图,在矩形中,,,点是对角线上一动点,过点分别作的垂线,垂足分别为点,连接,则的最小值为___________ .
【答案】
【分析】连接,由矩形的性质可得四边形是矩形, 即得,可知要求的最小值,就是要求的最小值,当时,取最小值,由勾股定理得,再根据三角形的面积求出即可求解.
【详解】解:如图,连接,
∵四边形是矩形,
∴,
∵,,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∴当有最小值时,取最小值,
当时,取最小值,
在中,,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴的最小值为.
6.如图,在正方形中,点P,Q分别为边上的点,且,连接.则为________度.
【答案】
【分析】根据题意利用证明即可.
【详解】解:在正方形中,,,
∴在和中,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
7.如图,的对角线,为的中点,连接,并延长,交的延长线于点,连接.
(1)求证:;
(2)求证:四边形是矩形.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)由得,,由E为的中点得,故;
(2)由(1)得,,又,故四边形是平行四边形,由,点F在的延长线上得,故四边形是矩形.
【详解】(1)证明:四边形是平行四边形,
,
,,
E为的中点,
,
在和中,
,
;
(2)证明:由(1)得,,
又,
四边形是平行四边形,
,点F在的延长线上,
,
四边形是矩形.
8.如图,在四边形中,,点E,F在直线上,且,连接,,.
(1)求证:四边形是平行四边形.
(2)若,,,,求四边形的面积.
【答案】(1)证明:在和中,
,
,
,
,
,
,
∴四边形是平行四边形.
(2)四边形的面积为
【分析】(1)先证明,得到,进一步推得,所以,结合,可证明结论;
(2)连接交于点,先证明四边形是菱形,得到,根据直角三角形的性质可逐步求得,,,即可求得答案.
【详解】(1)略
(2)解:如图,连接交于点,
由(1)得四边形是平行四边形,且,
四边形是菱形,
,,,
,,
,
,
在中,,
,
,
四边形的面积为.
9.八年级开展了手工制作竞赛,每个同学都在规定时间内完成一件手工作品.陈莉同学在制作手工作品的第①②步骤是:
①先裁下了一张长,宽的长方形纸片;
②将纸片沿着直线折叠,点D恰好落在边上的点F处.
请你根据①②步骤解答下列问题:求,的长.
【答案】;
【分析】本题主要考查勾股定理相关的翻折问题.先根据翻折,得到.在中,运用勾股定理,求出,从而求得,设,在中,运用勾股定理建立关于x的方程,解方程即可.
【详解】解:∵和关于对称,
∴.
∴,.
∵矩形,,,
∴,.
在中,
由勾股定理,得,
∴.
∵四边形是矩形,
∴.
设,则,
在中,
由勾股定理得:,
即:,
解得:,
∴.
10.【概念呈现】若四边形满足,则称这个四边形为等幂四边形.
(1)【概念理解】已知四边形是等幂四边形,,,,则的长为_______.
(2)【图形判定】如图1,在四边形中,对角线与相交于点,.求证:四边形是等幂四边形.
(3)【问题解决】如图2,在矩形中,,,交于点,,则的长为_______.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【分析】(1)根据定义即可解答;
(2)利用勾股定理可得,即可解答;
(3)连接,根据(2)中可得,可得,再利用勾股定理即可解答.
【详解】(1)解:四边形是等幂四边形,
,
,
解得(负值舍去);
(2)证明:,
,
,
,
,
,
四边形是等幂四边形;
(3)解:如图,连接,
,
根据(2)中证明,可得,
设,则,,
在矩形中,,,,
,
,
在中,,
即,
解得(负值舍去),
.
11.如图,已知菱形,连接,为的中点.
(1)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)在(1)的条件下,连接,若,,请求出的面积.
【答案】(1)见解析
(2)6
【分析】(1)依据两组对边分别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,
.
12.在平面直角坐标系中,四边形是平行四边形,,.
(1)①直接写出B的坐标:___________;
②连接.求证:;
(2)若,对角线,利用(1)的结论判断平行四边形的形状,并说明理由.
(3)在(2)的条件下,点是线段上的动点,试在上确定一点,使得的值最小时,求此时的长.
【答案】(1)①;
(2)平行四边形是矩形,理由见解析
(3).
【分析】(1)①利用平行四边形的性质直接得到;
②利用两点之间的距离公式,分别计算和,据此即可证明;
(2)利用两点之间的距离公式,再由(1)的结论求得,即可得到平行四边形是矩形;
(3)作点关于的对称点,连接,与的交点即为,此时最小;据此求解即可.
【详解】(1)解:①∵四边形是平行四边形,,,
∴;
证明:②∵,,,
∴,
,
,,,
∴,
,
∴;
(2)解:∵,对角线,
∴,,
由(1)的结论得,
∵,,
∴,
解得,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴平行四边形是矩形;
(3)解:由(2)得四边形是矩形,,,
∴点的坐标为,点的坐标为,
作点关于的对称点,则点的坐标为,
连接,与的交点即为,此时最小;
∵四边形是矩形,
∴,,,
∴,
∴.
13.如图,在平行四边形中,,点是边上一动点,从出发沿边匀速运动,当运动到点时停止运动,过作,交边于点,连接,.已知,.
(1)求的长;
(2)试求在运动过程中,长为何值时,四边形是菱形,请说明理由;
(3)点在运动过程中,的长是否存在最小值,如果有请求出最小值;如果没有则说明理由.
【答案】(1);
(2)当时,四边形是菱形,理由见解析;
(3)的最小值为.
【分析】本题考查了平行四边形的判定与性质,勾股定理,菱形的判定,两点之间线段最短,掌握知识点的应用是解题的关键.
()由,则是直角三角形,根据平行四边形性质得,又则,然后通过勾股定理即可求解;
()先证明四边形是平行四边形,则当时,四边形是菱形,即有;
()延长至,使得,连接,证明四边形是平行四边形,所以,则,当三点共线时,最小,即最小值为最小值,即的长,然后在中,通过勾股定理即可.
【详解】(1)解:∵,
∴是直角三角形,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
在中,由勾股定理知;
(2)解:∵,,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,即,
∴四边形是平行四边形,
当时,
∴四边形是菱形,
即,
∴当时,四边形是菱形;
(3)解:延长至,使得,连接,
由()知,四边形是平行四边形,
∴,,
∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴,,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴,
当三点共线时,最小,
即最小值为最小值,即的长,
∵,,
∴,
∵,,
在中,,
∴的最小值为.
14.已知在矩形中,,.点从点出发向点运动,同时点从点出发向点运动,点、点的运动速度都是,设它们的运动时间为.
(1)如图①,求证:在运动过程中,、总是互相平分;
(2)如图②,若四边形是菱形,求的值;
(3)已知点是平面内一点,若以点、、、为顶点的四边形是以为边的菱形,直接写出所有符合条件的的值.
【答案】(1)见解析;
(2);
(3)或.
【分析】本题考查了矩形的性质,平行四边形、菱形的判定和性质,勾股定理,熟练掌握特殊四边形的性质与判定是解题的关键;
(1)说明四边形是平行四边形即可;
(2)设,在中,利用勾股定理建立方程求解;
(3)分两种情况讨论,①作为菱形的边时:②作为菱形的对角线时:让点在上移动,结合、、、为顶点的四边形是菱形,画出图形求的值.
【详解】(1)证明:四边形是矩形,
,
点,点的运动速度都是,它们的运动时间为 .
∴,,
,
四边形是平行四边形,
,总是互相平分;
(2)解:四边形是菱形,
,
∵,则,
在中,根据勾股定理得,,
,
.
(3)解:①作为菱形的边时:
如图,,则,在中,,
,
;
②作为菱形的对角线时:
如图,,则,,根据菱形的对角线互相垂直平分可得,
,
.
综上:或.
/
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题04 (特殊)平行四边形
内容导航
01 复习目标→ 明考向、知权重、晓关联、以目标导学,以考向定标
02 知识重构 → 系统讲解重难核心知识,重构整合形成体系
03 题型突破 → 汇总常考题型,举一反三,方法提炼
题型1 平行四边形的性质与判定 题型5 中点四边形
题型2 矩形的性质与判定 题型6 特殊平行四边形中折叠问题
题型3 菱形的性质与判定 题型7 特殊平行四边形中动点问题
题型4 正方形的性质与判定 题型8 特殊平行四边形中最值问题
04综合通关 → 综合演练,梯度设题;查漏补缺,闭环收官
05错题留痕 → 预留固定区域,记录错题题号、错因与正解
常考考点
命题风向
1. 平行四边形的性质与判定
2. 矩形的性质与判定
3. 菱形的性质与判定
4. 正方形的性质与判定
5. 折叠与变换问题
6. 动点与最值问题
7. 面积计算
1. 基础辨析题型:选择、填空高频考查四种四边形的性质、判定辨析,侧重独有性质区分,常设置易混淆选项。
2. 基础证明计算:期中期末必考解答基础题,单独考查平行四边形、矩形、菱形、正方形的判定证明,搭配边长、角度、面积简单计算。
3. 折叠综合题型:八年级核心重难点,结合折叠对称性,联动勾股定理、一元二次方程列方程求线段长,中档高频考题。
4. 递进判定题型:命题常以“平行四边形→矩形/菱形→正方形”递进式设问,考查图形判定的逻辑完整性。
5. 动点压轴题型:期末小压轴高频形式,通过动点运动探究图形形状、线段最值,综合性强。
6. 中考命题趋势:弱化单一机械证明,强化性质综合应用、几何建模、动态几何分析,常与勾股定理、全等三角形、方程思想结合命题。
考情解码:平行四边形及特殊平行四边形是沪科版八年级下册几何核心重难点,由普通平行四边形延伸至矩形、菱形、正方形,层层递进,承接三角形、全等、勾股定理知识,是初中平面几何的核心框架章节,也是后续圆、相似三角形、二次函数几何综合的重要基础。
本章考点覆盖全题型,选择填空侧重普通平行四边形概念辨析、基础性质计算、特殊四边形性质区分;解答题分为基础题型(平行四边形判定、简单计算)和综合题型(折叠计算、动点探究、形状判定)。高频易错点集中:①误用平行四边形判定定理,混淆“一组对边平行一组对边相等”等错误判定;②特殊四边形判定遗漏“平行四边形”前置条件,逻辑不严谨;③折叠问题中无法准确转化等量线段,不会结合方程与勾股定理解题;④四类四边形从属关系模糊,混用独有性质。
本章节是八下期中、期末必考核心模块,分值占比高,命题灵活性强。常结合勾股定理、一元二次方程、动态几何出综合题型,核心考查学生的几何逻辑推理能力、图形变换分析能力、数形结合建模能力,是初中几何拉开分差的重点章节。
知识点一 平行四边形
定义:两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形,记作 。
核心性质:①边:对边平行且相等;
②角:对角相等,邻角互补(和为180°);
③对角线:对角线互相平分(交点为两条对角线中点);
④对称性:仅中心对称图形,无对称轴;
推论:平行线间的距离处处相等;等底等高平行四边形面积相等。
判定方法:①定义判定:两组对边分别平行的四边形;
②边判定1:两组对边分别相等的四边形;
③边判定2:一组对边平行且相等的四边形;
④角判定:两组对角分别相等的四边形;
⑤对角线判定:对角线互相平分的四边形。
面积公式:(底与高必须对应)
【易错提醒】
(1)判定定理乱用:两组对边分别平行/相等、一组对边平行且相等才成立;一组对边平行、另一组对边相等不能判定(可能是等腰梯形);
(2)混淆对角、邻角、对角线性质。
即时即练如图,E、F是的对角线上两点,且,,连接、.
(1)求证:四边形为平行四边形;
(2)若,,求的长.
知识点二 矩形
定义:有一个角是直角的平行四边形是矩形(长方形)。
性质:包含平行四边形全部性质,外加专属性质:①四个角都是直角(90°);②对角线相等且互相平分
轴对称+中心对称,共2条对称轴。
推论:直角三角形斜边中线等于斜边的一半。
判定:①有一个角是直角的平行四边形是矩形;
②有三个角是直角的四边形是矩形;
③对角线相等的平行四边形是矩形。
【易错提醒】
(1)判定条件不严谨:三个角是直角可判定矩形;仅有一个直角的平行四边形就是矩形;任意四边形两个直角不能判定;
(2)性质混淆:矩形对角线相等且互相平分,不垂直(正方形除外),不要默认对角线垂直。
即时即练如图,四边形的对角线与相交于点,,,.
(1)求证:;
(2)若,,求的周长.
知识点三 菱形
定义:有一组邻边相等的平行四边形是菱形。
性质:包含平行四边形全部性质,外加专属性质:①四条边长度全部相等;②对角线互相垂直平分,且每条对角线平分一组对角;③轴对称+中心对称,共2条对称轴。
判定:①一组邻边相等的平行四边形是菱形
②四条边都相等的四边形是菱形
③对角线互相垂直的平行四边形是菱形
面积公式:底×高
【易错提醒】
(1)判定条件出错:四条边相等的四边形是菱形;一组邻边相等的平行四边形是菱形;切勿只用“两组邻边相等”判定;
(2)面积公式易错:菱形面积=底×高=对角线乘积的一半,只记一种公式容易解题受限、计算出错。
即时即练如图,在矩形中,对角线的垂直平分线分别交,于点E,F,连接,.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)如果,求的度数.
知识点四 正方形
定义:有一组邻边相等且有一个角是直角的平行四边形是正方形。(兼具矩形、菱形特征)
性质:拥有平行四边形、矩形、菱形全部性质:①边:四边相等,对边平行;②角:四个角均为直角;
③对角线:相等、垂直、互相平分、平分一组内角;④轴对称+中心对称,共4条对称轴。
判定:①平行四边形基础:一组邻边相等 + 一个直角 = 正方形;
②矩形基础:一组邻边相等的矩形是正方形;
③菱形基础:有一个角是直角的菱形是正方形;
④对角线基础:对角线相等且互相垂直的平行四边形是正方形。
【易错提醒】
(1)常见判定错误:对角线相等且垂直的四边形≠正方形,必须先是平行四边形,再满足对角线垂直且相等;
(2)性质滥用:正方形兼具所有平行四边形、矩形、菱形性质,但不可将正方形特有性质反用在普通图形上。
即时即练如图,在正方形中,点是上一点,连接,过点作交于点,连接,若,则的度数是()
A. B. C. D.
知识点五 中点四边形
定义:顺次连接任意四边形四条边中点,所得的新四边形,叫做原四边形的中点四边形。
核心原理:①三角形中位线定理:三角形的中位线平行且等于第三边的一半;②推导结论:任意四边形的中点四边形一定是平行四边形。
中点四边形终极规律:①原四边形对角线任意 → 中点四边形:平行四边形;②原四边形对角线相等 → 中点四边形:菱形;③原四边形对角线互相垂直 → 中点四边形:矩形;④原四边形对角线相等且垂直 → 中点四边形:正方形。
常见图形对应的中点四边形:普通四边形 → 平行四边形;矩形(对角线相等) → 菱形;
菱形(对角线垂直) → 矩形;正方形(对角线相等且垂直) → 正方形;
等腰梯形(对角线相等) → 菱形。
面积结论:中点四边形面积 = 原四边形面积的一半。
【易错提醒】
(1)因果颠倒:易错根据中点四边形形状反推错原图形性质,必须牢记:看原图形对角线,不看原图形形状;
(2)忽略中位线定理:解题核心是三角形中位线平行且等于底边一半,忘记定理导致无法推导边长、平行关系。
即时即练顺次连接一个菱形的各边中点所得四边形的形状是( )
A.平行四边形 B.矩形 C.菱形 D.正方形
题型1 平行四边形的性质与判定
例1.如图,在中,的平分线交于点.若,,则长为( )
A.3 B. C.2 D.1
例2.如图,在中,平分交于点,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【技巧总结】
(1)判定优先选简单条件:两组对边平行/相等、一组对边平行且相等;
(2) 慎用易错判定:一组平行一组相等、两组邻边相等,无法判定平行四边形;
(3)对角线只可证互相平分,不可用对角线相等、垂直判定普通平行四边形。
【变式训练1-1】如图,的对角线与相交于点,,,的周长是.
(1)求的度数;
(2)求的长.
【变式训练1-2】如图,平行四边形的对角线相交于点O,点E在上,点F在上,连接,使恰好经过点O.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
题型2 矩形的性质与判定
例3.如图,在中,,将它向右平移得到,和交于点D,延长,交于点E,若,则线段的长为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
例4.两个矩形的位置如图所示,若则的度数为( )
A. B. C. D.
【技巧总结】
(1)独有性质:四个角为直角、对角线相等且平分;
(2) 判定技巧:平行四边形+一个直角/对角线相等=矩形;四边形三个直角=矩形;
(3)隐藏结论:矩形对角线分出两个全等直角三角形,可用斜边中线定理。
【变式训练2-1】如图,的对角线相交于是等边三角形,且.
(1)求的面积.
(2)若点、分别是的中点,连接,求的长.
【变式训练2-2】如图,在中, D,E分别是的中点,连接,过点 A 作,垂足为F,延长至点G,使,连接,延长至点H,使 ,连接,易知四边形的面积等于的面积.
(1)求证:四边形为矩形;
(2)若,,请你利用上述结论求的面积.
【变式训练2-3】如图,在四边形中,,对角线与相交于点,,,垂足分别为,,.
(1)求证:四边形是平行四边形.
(2)若,点为中点,,求的长.
题型3 菱形的性质与判定
例5.如图,,以点为圆心,任意长为半径画弧,交射线于点,交射线于点,分别以,为圆心,长为半径画弧,两弧在内部交于点,连接,,则的度数为( )
A. B. C. D.
例6.如图,在四边形中,,过点D作的角平分线交于点E,连接交于点O,,且.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)若的周长为36,求长.
【技巧总结】
(1) 独有性质:四条边相等、对角线互相垂直平分、对角线平分内角;
(2)判定技巧:平行四边形+邻边相等/对角线垂直=菱形;四边形四边相等=菱形;
(3) 面积秒杀技巧:可用对角线乘积的一半快速求解,无需底乘高。
【变式训练3-1】如图,以的顶点为圆心,任意长为半径画弧,分别交,于点,,分别以点,为圆心,的长为半径画弧,两弧在内部交于点,连接,,,,若,,则四边形的面积是( )
A.160 B.120 C.96 D.48
【变式训练3-2】如图,在四边形中,,,点是的中点,且平分.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)已知,,求线段的长.
【变式训练3-3】如图,中,平分交于点,交于点.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)如果,,求菱形的面积.
题型4 正方形的性质与判定
例7.如图,正方形的对角线相交于点,点在边上,点在上,过点作,垂足为点,若,,则的长为( )
A. B.2 C. D.3
例8.如图,若,平分,,则四边形的面积是_____ .
【技巧总结】
(1)快速判定:平行四边形+邻边相等+一个直角;对角线垂直且相等的平行四边形;
(2)易错避坑:对角线垂直且相等的任意四边形,不是正方形。
【变式训练4-1】如图,在四边形中,,,,,的垂直平分线交于点E,交于点F,交的延长线于点G,连接.
(1)求证:四边形是正方形;
(2)若,求的长.
【变式训练4-2】综合与探究
问题情境:
在边长为10的正方形中,是对角线上一点,连接.过点作的垂线,交射线于点,过点作的垂线,过点作的垂线,两线交于点.
特别研究:
(1)如图1,当点在对角线的中点处时,四边形的形状为______.
深入探究:
(2)如图2,当点是对角线上任意一点时.
①试说明(1)中的结论是否仍然成立?并说明理由;
②求四边形面积的取值范围.
(3)如图3,当时,点落在的延长线上,请直接写出线段的长.
题型5 中点四边形
例9.顺次连结菱形四边的中点所得的四边形是( )
A.矩形 B.正方形 C.菱形 D.以上都不对
例10.我们把依次连接任意四边形各边中点得到的四边形叫做中点四边形,如图,在四边形中,E,F,G,H分别是边,,,的中点,依次连接各边中点得到中点四边形.
(1)这个中点四边形的形状一定是______;
(2)若,证明四边形是菱形.
【技巧总结】
(1)核心依据:三角形中位线定理,任意四边形中点四边形必为平行四边形;
(2)无需看原四边形形状,只判定对角线关系即可秒杀。
【变式训练5-1】如果一个四边形的对角线相等,那么顺次连接其四边中点所得的四边形是( )
A.矩形 B.菱形 C.正方形 D.以上都不对
【变式训练5-2】定义:对于一个四边形,我们把依次连接它的各边中点得到的新四边形叫做原四边形的“中点四边形”.如果原四边形的中点四边形是个正方形,我们把这个原四边形叫做“中方四边形”.
【概念理解】:
(1)下列四边形中一定是“中方四边形”的是 .
A.平行四边形B.矩形C.菱形D.正方形
【性质探究】:
(2)如图1,四边形是“中方四边形”,观察图形,则:四边形的对角线的关系为 ;
【问题解决】:
(3)如图3,已知四边形是“中方四边形”,M,N分别是的中点.
则:与的数量关系为 .
题型6 特殊平行四边形中折叠问题
例11.如图,长方形纸片沿对折后,点B、C的对应点分别为点.与交于点M.若 ,则 为( )
A. B. C. D.
例12.如图,在平面直角坐标系中,四边形是正方形,点的坐标是,为边上一点,,沿折叠正方形,折叠后,点落在平面内的点处,则点的坐标为_______.
【技巧总结】
(1)折叠核心:对应边相等、对应角相等、折痕为对称轴;
(2)固定解法:设未知边长,利用折叠等量关系,在直角三角形中列勾股方程;
(3)优先找隐藏直角,矩形、正方形折叠必构造直角三角形。
【变式训练6-1】已知在长方形中,,.按下列要求折叠,试求出所要求的结果.
(1)如图(1)所示,把长方形沿对角线折叠得,交于点F,求:
(2)如图(2)所示,折叠长方形,使落在对角线上,求折痕的长;
(3)如图(3)所示,折叠长方形,使点D与点B重合,求折痕的长.
【变式训练6-2】折叠问题是我们常见的数学问题,它是利用图形变化的轴对称性质解决的相关问题.数学活动课上,同学们以“矩形的折叠”为主题开展了如下的数学活动:
如图1,在矩形中,点在边上,将矩形纸片沿所在的直线折叠,使点落在点处,与交于点.
如图2,继续将矩形纸片折叠,使恰好落在直线上,点落在点处,点落在点处,折痕为.
(1)猜想与的数量关系,并说明理由;
(2)若,,求的长.
【变式训练6-3】在一次数学活动课中,小明对“折纸中的数学问题”进行探究.
【活动1】折叠矩形纸片:
第一步:如图1,把矩形纸片对折,使与重合,折痕为,把纸片展平;
第二步:点在上,再次沿折叠纸片,使点落在上的点处.
【活动2】折叠正方形纸片:
第一步:如图2,把正方形纸片对折,使与重合,折痕为,把纸片展平;
第二步:点在上(不与点,重合),再次沿折叠纸片,使点落在下方的点处,延长交于点.
(1)在活动1中,求证:;
(2)在活动2中,若正方形的边长为8,,求的长.
题型7 特殊平行四边形中动点问题
例13.【问题背景】如图,在四边形中,,,且,,,若动点从点出发,以每秒的速度沿线段向点运动;动点从点出发以每秒的速度沿向点运动,当点到达点时,动点,同时停止运动.设点,同时出发,并运动了t秒,回答下列问题:
(1)【基础求解】________;
(2)【初步探究】当________秒时,四边形成为矩形;
(3)【深入探究】当t为多少时,?
(4)【综合探究】是否存在t,使得是等腰三角形?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
【技巧总结】
(1)统一思路:设运动时间t,用含t代数式表示动点线段长度;
(2)判定图形存在性:根据特殊图形判定条件列方程求解t;
(3)必做步骤:检验t取值范围,舍去超出边长、运动区间的无效解。
【变式训练7-1】如图,在直角梯形中,,,,,,点P沿线段从点A向点B运动,其速度为每秒1个单位长度,设运动时间为t.
(1)求的长;
(2)点P在运动过程中,t为何值时,四边形是矩形?
(3)点P在运动过程中,t为何值时,四边形是平行四边形?
【变式训练7-2】已知四边形是边长为的正方形,P,Q是正方形边上的两个动点,点P从点A出发,以的速度沿A→B→C方向运动,点Q同时从点D出发以速度沿D→C方向运动.设点P运动的时间为t().
(1)如图1,当点P在边上,四边形为平行四边形时,求t的值;
(2)如图2,当点P在边上,时,求t的值;
(3)点P在运动过程中,是否存在四边形的面积等于正方形的面积的一半,若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.
题型8 特殊平行四边形中最值问题
例14.如图,两个全等的等腰和等腰有公共斜边,且四边形的面积为36,为等边三角形,点在四边形内,在上有一点,使的和最小,则这个最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
例15.如图,在中,,点是线段上的动点(与,不重合),作于,于,连接,若,,则点从点运动到点的过程中,的最小值为( )
A. B.4 C. D.5
【技巧总结】
(1)线段最值:将军饮马模型,作对称点,两点之间线段最短;
(2)距离最值:点到直线垂线段最短,常用于高、距离最小值;
(3)面积最值:固定底找最大高,固定高找最大底,结合动点范围求解;
(4)菱形、正方形最值:多利用对角线垂直性质、边长不变特性分析;
(5)周长最值:通常转化为固定边长+最短动线段,简化求解。
【变式训练8-1】数学教育家波利亚曾说:“对一个数学问题,改变它的形式,变换它的结构,直到发现有价值的东西,这是数学解题的一个重要原则”.在复习二次根式时,老师提出了一个求代数式最小值的问题,如:“当时,求代数式的最小值”,其中可看作两直角边分别为和2的的斜边长,可看作两直角边分别是和3的的斜边长.于是构造出如图,将问题转化为求的最小值,运用此方法,请你解决问题:已知,且.则的最小值是( )
A. B.8 C.10 D.34
【变式训练8-2】如图,长方形中,, ,在边上取一点E,将折叠后点D恰好落在边上的点F处.
(1)求的长;
(2)在(1)的条件下,边上是否存在一点P,使得值最小?若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由.
【变式训练8-3】如图,在边长为2正方形中,E为边上一动点(点E不与B,C重合),连接,以为直角边作等腰直角三角形,其斜边与正方形边相交于点N,连接.
(1)求证:;
(2)当E运动到的中点时,求线段的长度;
(3)如图2,连接交与点P,G是的中点,连接,,当等于多少时,的最小,并求出最小值?
1.如图,在矩形中,,垂直平分于点E,则的长为( )
A. B. C.4 D.2
2.如图,四边形是菱形,,,则菱形的周长为( )
A. B. C. D.
3.如图1,点P从菱形的顶点A出发,沿着折线匀速运动,运动速度为1cm/s,图2是线段的长度y与时间x(s)之间的函数关系的图象(不妨设当点P与点A重合时,),则菱形的面积为( )
A.12 B.6 C.5 D.2.5
4.如图,正方形的边长为4,点M在上,且,点N是上一动点,则的最小值为___________.
5.如图,在矩形中,,,点是对角线上一动点,过点分别作的垂线,垂足分别为点,连接,则的最小值为___________ .
6.如图,在正方形中,点P,Q分别为边上的点,且,连接.则为________度.
7.如图,的对角线,为的中点,连接,并延长,交的延长线于点,连接.
(1)求证:;
(2)求证:四边形是矩形.
8.如图,在四边形中,,点E,F在直线上,且,连接,,.
(1)求证:四边形是平行四边形.
(2)若,,,,求四边形的面积.
9.八年级开展了手工制作竞赛,每个同学都在规定时间内完成一件手工作品.陈莉同学在制作手工作品的第①②步骤是:
①先裁下了一张长,宽的长方形纸片;
②将纸片沿着直线折叠,点D恰好落在边上的点F处.
请你根据①②步骤解答下列问题:求,的长.
10.【概念呈现】若四边形满足,则称这个四边形为等幂四边形.
(1)【概念理解】已知四边形是等幂四边形,,,,则的长为_______.
(2)【图形判定】如图1,在四边形中,对角线与相交于点,.求证:四边形是等幂四边形.
(3)【问题解决】如图2,在矩形中,,,交于点,,则的长为_______.
11.如图,已知菱形,连接,为的中点.
(1)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)在(1)的条件下,连接,若,,请求出的面积.
12.在平面直角坐标系中,四边形是平行四边形,,.
(1)①直接写出B的坐标:___________;
②连接.求证:;
(2)若,对角线,利用(1)的结论判断平行四边形的形状,并说明理由.
(3)在(2)的条件下,点是线段上的动点,试在上确定一点,使得的值最小时,求此时的长.
13.如图,在平行四边形中,,点是边上一动点,从出发沿边匀速运动,当运动到点时停止运动,过作,交边于点,连接,.已知,.
(1)求的长;
(2)试求在运动过程中,长为何值时,四边形是菱形,请说明理由;
(3)点在运动过程中,的长是否存在最小值,如果有请求出最小值;如果没有则说明理由.
14.已知在矩形中,,.点从点出发向点运动,同时点从点出发向点运动,点、点的运动速度都是,设它们的运动时间为.
(1)如图①,求证:在运动过程中,、总是互相平分;
(2)如图②,若四边形是菱形,求的值;
(3)已知点是平面内一点,若以点、、、为顶点的四边形是以为边的菱形,直接写出所有符合条件的的值.
/
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$