摘要:
**基本信息**
聚焦矩形性质的理解与应用,通过七类题型构建从基础概念到综合应用的递进训练体系,强化几何直观与推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|矩形性质理解|3题|对比菱形与矩形性质,结合概率、对角线计算|从概念辨析到性质初步应用|
|求角度|3题|结合对角线、角平分线、延长线等条件|性质与三角形内角和定理综合|
|求线段长|3题|涉及垂直平分线、折叠、角平分线|性质与勾股定理、方程思想结合|
|求面积|3题|利用对角线夹角、边长变化、折叠等|面积公式与性质的综合应用|
|证明|3题|判定线段关系、角关系及特殊图形|性质与全等、等腰三角形推理|
|坐标系中的坐标|3题|平移、垂直平分线、折叠与坐标计算|几何性质与坐标系知识融合|
|折叠问题|3题|顶点折叠、中点折叠等情境|折叠性质与矩形性质的综合运用|
内容正文:
1.3 矩形的性质与判定
题型一 矩形性质理解
1.菱形具有且矩形不一定具有的性质是( )
A.四条边都相等 B.四个角都是直角
C.对角线互相平分 D.对称轴互相垂直
【答案】A
【分析】根据菱形和矩形的性质逐一判断选项即可求解.
【详解】解:、菱形的四条边都相等,矩形的四条边不一定都相等,该选项符合题意;
、矩形的四个角都是直角,菱形的四个角不一定都是直角,该选项不符合题意;
、菱形和矩形的对角线都互相平分,该选项不符合题意;
、菱形和矩形的对称轴都互相垂直,该选项不符合题意.
2.如图是一块矩形飞镖游戏板,向游戏板随机投掷飞镖,飞镖扎在阴影区域内的概率为________.
【答案】
【分析】此题主要考查了几何概率,以及矩形的性质,用到的知识点为:概率=相应的面积与总面积之比.用阴影区域所占的面积除以总面积即可得出答案.
【详解】解:观察发现:由矩形的中心对称性得图中阴影部分面积,
∴针头扎在阴影区域内的概率为;
故答案为:.
3.如图,在矩形中,两条对角线相交于点O,,求这个矩形对角线的长.
【答案】5
【分析】根据矩形的对角线互相平分且相等可得OA=OD,根据三角形内角和定理求出,根据直角三角形的性质可得即可得出结果.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴(矩形的对角线相等),
(矩形的对角线互相平分).
∴.
∴,
∴.
又∵(矩形的四个角都是直角),
∴.
【点睛】本题考查了矩形的性质,三角形的内角和定理及直角三角形的性质,熟记矩形的对角线互相平分且相等是解题的关键.
题型二 利用矩形的性质求角度
4.如图,四边形是矩形,对角线相交于点,过点作的垂线交于点.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了矩形的性质,等边对等角,三角形内角和性质,先由矩形的性质得,则,再结合过点作的垂线交于点,得出,最后进行角的运算,即可作答.
【详解】解:∵四边形是矩形,
,
,
∵过点作的垂线交于点,
,
,
故选:C.
5.如图,在矩形中,是对角线,点E在的延长线上,,,则__________.
【答案】
【分析】本题考查矩形的性质,等腰三角形的性质,三角形内角和定理,熟练掌握相关性质是解题的关键.连接,交于点,由矩形的性质得,从而得到,由等腰三角形性质得,再由三角形内角和定理求得,即可推出,再根据等边对角即可解答.
【详解】解:连接,交于点,
∵矩形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
故答案为:.
6.如图,在矩形中,,相交于点,平分,交于点,若,求的度数.
【答案】
【分析】根据四边形是矩形及平分,可得,从而得出.又由可得,最后得出.
【详解】解:四边形是矩形,平分,
,
.
又,
,
.
故答案为:
【点睛】本题考查了矩形的性质、等腰三角形的性质等知识点,熟练掌握相关性质及定理是解题的关键.
题型三 利用矩形的性质求线段长
7.如图,在矩形中,,,对角线的垂直平分线分别交、于点、,连接,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据矩形的性质得出,,,根据垂直平分线的性质得出,设,则,在中,利用勾股定理列方程求出的值即可得出答案.
【详解】解:∵在矩形中,,,
∴,,,
∵对角线的垂直平分线分别交、于点、,
∴,
设,则,
在中,,
∴,
解得:,即的长为.
8.如图,在矩形中,点E在边上,且平分,若,,则_________.
【答案】
【分析】根据矩形的性质推出,证明,结合为等腰直角三角形解题即可.
【详解】解:∵平分,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
解得.
9.如图,已知矩形中,,将此矩形折叠,使点B与点D重合,折痕为.
(1)求证:;
(2)求折痕的长.
【答案】(1)证明:四边形为矩形,
,
,
由折叠知,
,
;
(2)
【分析】(1)由折叠知,由得,再得,得证;
(2)设,则,由勾股定理得到方程,得到、的长,作于点G,再由勾股定理得出的长.
【详解】(1)证明:四边形为矩形,
,
,
由折叠知,
,
.
(2)解:由折叠知,
四边形为矩形,
,
又,
设,则,
在中,,
,
,,
如图,过点E作于点G,
,
四边形为矩形,
,,
由(1)知,
,
在中,,
.
题型四 利用矩形的性质求面积
10.如图,矩形中,,两条对角线交于点O,且,则矩形的面积是( )
A.16 B.18 C. D.
【答案】D
【分析】因为矩形对角线相等且互相平分,所以可得,结合,可判断为等边三角形,得到对角线长度.因为矩形内角为直角,所以在中,可利用勾股定理求出的长度.因为矩形面积为相邻两边长度的乘积,所以代入和的长度即可得到结果.
【详解】解:根据矩形性质得 ,.
,
是等边三角形,
,
.
由勾股定理得: ,
矩形面积 .
11.如图,将矩形的长边增加宽边增加 得到一个面积为147的正方形.则原矩形的面积是____________.
【答案】
【分析】先根据正方形面积求出正方形边长,再用边长减去,分别求出矩形的长和宽,求出矩形面积.
【详解】正方形面积为147,
正方形边长为,
,,
.
12.已知:如图,矩形的对角线、相交于点,,交的延长线于点
(1)求证:;
(2)若,求矩形的面积.
【答案】(1)证明:∵四边形是矩形,
∴,
∴,
又∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴ ;
(2)
【分析】(1)由矩形的性质可得,则可证明四边形是平行四边形,得到,据此可证明 ;
(2)由矩形的性质得到,求出,则可证明是等边三角形,得到,,再由勾股定理得到,进而求得矩形的面积.
【详解】(1)略
(2)解:∵四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴.
题型五 利用矩形的性质证明
13.在凸四边形中,,,点在线段(不与端点重合)上,且,连接,.则下列结论错误的是( )
A. B.若,则
C. D.若,则
【答案】D
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,矩形的判定与性质,勾股定理,根据题意添加合适的辅助线是解题关键.
A、证得,可推得,即可求解;
B、通过题意进行等量代换即可求解;
C、延长,作于点,证得四边形是矩形,结合直角三角形的斜边与两条直角边的关系即可求解;
D、结合C选项和勾股定理即可求解.
【详解】解:A、根据题意,如图所示:
在和中,
,
,
,
,
,
,
,故A选项正确,但不符合题意;
B、,,
,
,
,
,故B选项正确,但不符合题意;
C、如图,延长,作于点,
,
四边形是矩形,
,
是的斜边,
,
,
,故C选项正确,但不符合题意;
D、由C选项得:,
在中,,
无法判断和的大小,故D选项错误,但符合题意.
故选:D.
14.如图,在矩形中,,E为中点,连接交于点F,连接,下列结论:①;②;③.正确的有______.
【答案】①③#③①
【分析】本题考查矩形的性质,相似三角形的判定与性质,勾股定理等,正确作出辅助线是解题的关键.证明,推出,可得,判断①;过点F作于点G,设,则,证,推出,求出和,判断②;计算出,,判断③
【详解】解:∵E为中点,
∴,
∵,且,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,①正确;
如图,过点F作于点G,
设,则,,
∵,,
∴,
∴,
设,则,
在中,,即,,
解得,
∴,
在中,由勾股定理得,
∵,
∴,故②错误;
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,故③正确;
故答案为:①③
15.如图,点E在矩形的边上,平分.
(1)求证:;
(2)过A作于F,连接,若平分,求的大小.
【答案】(1)证明:∵矩形,
∴,,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴.
(2)
【分析】(1)先证明,结合,可得,进一步可得答案;
(2)先证明,,可得,可得,进一步利用等腰三角形的性质求解即可.
【详解】(1)略
(2)解:∵矩形,
∴,,
∵平分,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
题型六 求矩形在坐标系中的坐标
16.如图,在平面直角坐标系中,矩形的边在轴上,对角线,交于点,,.将矩形向左平移,当点的对应点落在轴上时,点的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先求出,得出矩形向左平移2个单位,即可求出结论.
【详解】解:在矩形中,,,
,
,即,
∵将矩形向左平移,当点的对应点落在轴上时,
∴点的对应点坐标,即矩形向左平移2个单位,
∴平移后点的对应点的坐标为.
17.如图,在平面直角坐标系中,长方形OABC的边OA 在x轴上,OC在y轴上,OA=1,OC=2,对角线 AC的垂直平分线交AB 于点E,交AC于点D.若y轴上有一点P(不与点C重合),能使△AEP是以为 AE 为腰的等腰三角形,则点 P的坐标为____.
【答案】,或
【分析】设AE=m,根据勾股定理求出m的值,得到点E(1,),设点P坐标为(0,y),根据勾股定理列出方程,即可得到答案.
【详解】∵对角线 AC的垂直平分线交AB 于点E,
∴AE=CE,
∵OA=1,OC=2,
∴AB=OC=2,BC=OA=1,
∴设AE=m,则BE=2-m,CE=m,
∴在Rt∆BCE中,BE2+ BC2=CE2,即:(2-m)2+12=m2,
解得:m=,
∴E(1,),
设点P坐标为(0,y),
∵△AEP是以为 AE 为腰的等腰三角形,
当AP=AE,则(1-0)2+(0-y)2= (1-1)2+(0-)2,解得:y=,
当EP=AE,则(1-0)2+(-y)2= (1-1)2+(0-)2,解得:y=,
∴点 P的坐标为,,,
故答案是:,,.
【点睛】本题主要考查等腰三角形的定义,勾股定理,矩形的性质,垂直平分线的性质,掌握勾股定理,列出方程,是解题的关键.
18.如图①,已知直线与x轴、y轴分别交于点A、C,以为边在第一象限内作矩形.
(1)点A的坐标为______,点B的坐标为______;
(2)如图②,将对折,使得点A与点C重合,折痕交AC于点,交于点D,折痕,求线段的长度和直线的解析式;
(3)在第(2)的条件下,在坐标平面内,是否存在点P(点B除外),使得与全等?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2),
(3)存在,或或
【分析】(1)根据直线与x轴、y轴分别交于点A、C,得到,,结合四边形是矩形,得到,继而得到.
(2)根据,确定,折叠的性质,得到,利用勾股定理求解,确定点D的坐标,设直线解析式为,代入计算即可.
(3)根据全等三角形的判定方法,分类证明,计算即可.
【详解】(1)∵直线与x轴、y轴分别交于点A、C,
∴,,
∵四边形是矩形,
∴,
∴.
(2)∵,对折,使得点A与点C重合,
∴,,,,
∴,
∵,
∴,
故,
设直线解析式为,
∴,
解得,
∴直线解析式为.
(3)存在,且或或.理由如下:
∵四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
故当P与O重合时,满足条件,此时;
如图,过点B作,交的延长线于点P,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,符合题意,
∵,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
故直线的解析式为,
根据题意,得,
解得,
故点;
如图,设与交于点G,
则四边形是菱形,
∴,,
故,
点O作,交的延长线于点,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,符合题意,
∵,
故直线的解析式为,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
故直线的解析式为,
根据题意,得,
解得,
故点;
∴或或.
【点睛】本题考查了矩形的性质,菱形的判定和性质,三角形全等的判定和性质,待定系数法求解析式,平行线的性质,勾股定理,熟练掌握三角形全等的判定和性质,待定系数法求解析式,平行线的性质,勾股定理是解题的关键.
题型七 矩形与折叠问题
19.如图,折叠矩形纸片的一边,使点D落在边上的点F处,已知,,则折痕的长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先根据图形翻折变换的性质得出,在中利用勾股定理求出的长,进而得出的长,设,则,,在中由勾股定理可求出x的值,同理在中利用勾股定理可求出的长.
【详解】解:∵由翻折而成,
∴,,,
∴中,
,
∴,
设,则,,
在中,
,即,,
解得,即,
再在中,
.
20.如图,四边形是长方形,E是的中点,将折叠后得到,延长交于点F,若,,则的长为______.
【答案】
【分析】连接,根据矩形性质求出的长,由折叠性质可得,,,结合中点定义可得,利用证明,从而求出的长,进而得到的长,最后在中利用勾股定理求解即可.
【详解】解:连接,
,,
,
四边形是长方形,
,,
由折叠的性质可知,,
,,,
,
是的中点,
,
,
在和中,
,
,
,
,
在中,由勾股定理得:.
21.如图,将长方形沿折叠,使顶点C恰好落在边的中点上.若,求的长.
【答案】8
【分析】根据矩形和折叠的性质可知,,,然后在中利用勾股定理建立方程解答即可.
【详解】解:∵将长方形沿折叠,使顶点C恰好落在边的中点上,,
∴,,,
设,则,
∵在中,,即,
解得,
∴.
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1.3 矩形的性质与判定
题型一 矩形性质理解
1.菱形具有且矩形不一定具有的性质是( )
A.四条边都相等 B.四个角都是直角
C.对角线互相平分 D.对称轴互相垂直
2.如图是一块矩形飞镖游戏板,向游戏板随机投掷飞镖,飞镖扎在阴影区域内的概率为________.
3.如图,在矩形中,两条对角线相交于点O,,求这个矩形对角线的长.
题型二 利用矩形的性质求角度
4.如图,四边形是矩形,对角线相交于点,过点作的垂线交于点.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
5.如图,在矩形中,是对角线,点E在的延长线上,,,则__________.
6.如图,在矩形中,,相交于点,平分,交于点,若,求的度数.
题型三 利用矩形的性质求线段长
7.如图,在矩形中,,,对角线的垂直平分线分别交、于点、,连接,则的长为( )
A. B. C. D.
8.如图,在矩形中,点E在边上,且平分,若,,则_________.
9.如图,已知矩形中,,将此矩形折叠,使点B与点D重合,折痕为.
(1)求证:;
(2)求折痕的长.
题型四 利用矩形的性质求面积
10.如图,矩形中,,两条对角线交于点O,且,则矩形的面积是( )
A.16 B.18 C. D.
11.如图,将矩形的长边增加宽边增加 得到一个面积为147的正方形.则原矩形的面积是____________.
12.已知:如图,矩形的对角线、相交于点,,交的延长线于点
(1)求证:;
(2)若,求矩形的面积.
题型五 利用矩形的性质证明
13.在凸四边形中,,,点在线段(不与端点重合)上,且,连接,.则下列结论错误的是( )
A. B.若,则
C. D.若,则
14.如图,在矩形中,,E为中点,连接交于点F,连接,下列结论:①;②;③.正确的有______.
15.如图,点E在矩形的边上,平分.
(1)求证:;
(2)过A作于F,连接,若平分,求的大小.
题型六 求矩形在坐标系中的坐标
16.如图,在平面直角坐标系中,矩形的边在轴上,对角线,交于点,,.将矩形向左平移,当点的对应点落在轴上时,点的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
17.如图,在平面直角坐标系中,长方形OABC的边OA 在x轴上,OC在y轴上,OA=1,OC=2,对角线 AC的垂直平分线交AB 于点E,交AC于点D.若y轴上有一点P(不与点C重合),能使△AEP是以为 AE 为腰的等腰三角形,则点 P的坐标为____.
18.如图①,已知直线与x轴、y轴分别交于点A、C,以为边在第一象限内作矩形.
(1)点A的坐标为______,点B的坐标为______;
(2)如图②,将对折,使得点A与点C重合,折痕交AC于点,交于点D,折痕,求线段的长度和直线的解析式;
(3)在第(2)的条件下,在坐标平面内,是否存在点P(点B除外),使得与全等?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
题型七 矩形与折叠问题
19.如图,折叠矩形纸片的一边,使点D落在边上的点F处,已知,,则折痕的长为( )
A. B. C. D.
20.如图,四边形是长方形,E是的中点,将折叠后得到,延长交于点F,若,,则的长为______.
21.如图,将长方形沿折叠,使顶点C恰好落在边的中点上.若,求的长.
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