第1章特殊平行四边形闯关练习卷-2026-2027学年北师大版 数学九年级上册
2026-09-10
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摘要:
**基本信息**
北师大版九年级上册第1章特殊平行四边形单元卷,通过选择、填空、解答题分层考查矩形、菱形、正方形性质与判定,融合几何变换与动态问题,适配单元复习,提升空间观念与推理能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10题|性质辨析(如共性质)、基础计算|结合图形变换(翻折、旋转)|
|填空题|6题|性质应用、勾股定理|动态对称(如对称点在对角线)|
|解答题|5题|判定证明、综合探究|分层递进(证明到创新,如旋转综合题)|
内容正文:
第1章特殊平行四边形闯关练习卷-2026-2027学年数学九年级上册北师大版(2024)
一.选择题(共10小题)
1.(2026春•苏州校级期中)矩形、菱形和正方形都具有的性质是( )
A.对角线互相平分
B.对角线相等
C.每一条对角线平分一组对角
D.对角线互相垂直
2.(2025秋•杜尔伯特县期末)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,过点D作DH⊥AB于点H,连接OH,若OA=8,OH=5,则菱形ABCD的面积为( )
A.40 B.80 C.160 D.
3.(2026•遵义二模)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,D是AC边上一点,连接BD,将△BCD沿BD翻折,使点C落在AB边上的点E处,则AE的长是( )
A.1 B.2 C.3 D.3.5
4.(2026春•衡阳县期末)如图,点P是正方形ABCD内一点,连接AP,BP,CP,AC.若△APB是等边三角形,则∠ACP的度数为( )
A.75° B.60° C.30° D.15°
5.(2026春•大同校级期末)如图,在菱形ABCD中,AB=2,∠ABC=60°,过点A作AP⊥CD于点P,连接BP,则BP的长为( )
A. B.2 C. D.4
6.(2026•渭南模拟)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,点E、F分别为OB、OD的中点,连接AE、AF、CE、CF,若四边形AECF的周长为,,则菱形ABCD的边长为( )
A. B. C.4 D.
7.(2026•嘉陵区一模)如图,在矩形ABCD中,以A为圆心,AD为半径画弧,交AB于E,连接AC、DE交于F,若AB=6,EF:DF=2:3,则BC=( )
A.5 B. C.4 D.
8.(2025秋•烟台期末)如图,在平行四边形ABCD中,AD>AB,以点A为圆心,AB为半径画弧与AD交于点F,然后以大于为半径,分别以B、F为圆心画弧交于点G,连接AG并延长交BC于点E,若BF=6,AB=4,则AE的长为( )
A. B. C.5 D.10
9.(2026春•普陀区校级期中)如图,四边形ABCD为矩形,过A、C作对角线BD的垂线,过B、D作对角线AC的垂线,如果四条垂线段拼成一个四边形,那这个四边形为( )
A.平行四边形 B.菱形
C.矩形 D.正方形
10.(2026春•青秀区校级同步)正方形OABC在平面直角坐标系中的位置如图所示,其中点A(4,0),点D在AB边上,且BD=1,连接OD,过点C作CE⊥OD分别交OA、OD于点E、M,则CE的长为( )
A. B. C.5 D.4
二.填空题(共6小题)
11.(2026春•同步)矩形具有而菱形不一定具有的性质是 .
12.(2026春•天河区校级期中)在矩形ABCD中,AB=2,O是BD的中点,点E在直线AD上,且DE=3,若△BOE与△DOE关于直线OE对称,则AD的长为 .
13.(2026•龙海区校级模拟)如图,在菱形ABCD中,过点A作AE⊥BC于点E,对角线BD交AE于点F.若∠AFD=60°,则∠C的度数为 .
14.(2026春•弋阳县期末)如图,在正方形ABCD中,点E在边BC上,点F是DE的中点,过点F作GH⊥DE分别交AB,DC于点G,H,连接EG.若AD=8,CH=3,则FG的长度为 .
15.(2026春•莆田校级期中)如图,在菱形ABCD中,AC、BD交于O点,AC=8,BD=6,点P为线段AC上的一个动点.过点P分别作PM⊥AD于点M,作PN⊥DC于点N,则PM+PN的值为 .
16.(2026春•思明区校级期中)如图,在矩形ABCD中,AB=8,AD=6,在AB和AD上分别有点M、N,连CM、CN、CA.点B关于CM的对称点H,点D关于CN的对称点G,若H、G刚好相邻落在对角线AC上,则MN的长为 .
三.解答题(共5小题)
17.(2026春•徐州期中)如图,在△ABC中,AB=AC,点D是BC的中点,过点A作AE平行于BC,且AE=CD,连接BE.
(1)求证:四边形AEBD是矩形.
(2)当∠ABC= °时,四边形AEBD是正方形.
18.(2026春•同步)已知:如图,四边形ABCD是矩形,AD=2AB,M是AD的中点,N是矩形ABCD外一点,且BN∥CM,CN∥BM.求证:四边形BNCM是正方形.
19.(2026•曲靖校级模拟)如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC的垂直平分线EF与AD相交于点E,与BC相交于点F,连接AF,CE.
(1)求证:四边形AFCE是菱形;
(2)若四边形AFCE的周长是40,两条对角线的和是28,求四边形AFCE的面积.
20.(2026春•黄埔区校级期中)在矩形ABCD中AB=6,BC=8,G、H分别是AD、BC中点,E、F是对角线AC上的两个动点,分别从点A、C同时出发相向而行,速度均为每秒1个单位长度,运动时间为t秒,其中0≤t≤10.
(1)当0≤t<5时,请判断四边形EGFH的形状,并说明理由;
(2)若四边形EGFH为矩形,求t的值;
(3)若点G在直线AD上向点D运动,点H在直线BC上向点B运动,且与点E,F以相同的速度同时出发,当点G点到达点D时均停止运动,若四边形EGFH为菱形,求t的值.
21.(2026•延安一模)解答:
(1)【初步探究】
如图1,将△ABC绕点A顺时针旋转60°,得到△ADE,连接CE,DB,则∠ACE的度数为 ;
(2)【类比探究】
如图2,在正方形ABCD中,点E在边BC上,点F在边CD上,连接EF,已知∠EAF=45°,BE=2,DF=3,求正方形ABCD的边长;
(3)【拓展延伸】
如图3,在四边形ABCD中,CD=CB,∠BAD与∠BCD互余,AC,BD为对角线,且满足,将△CDA绕点C顺时针旋转到△CBE,连接AE,若AD=3,AB=4,求BD的长.
第1章特殊平行四边形闯关练习卷-2026-2027学年数学九年级上册北师大版(2024)
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.(2026春•苏州校级期中)矩形、菱形和正方形都具有的性质是( )
A.对角线互相平分
B.对角线相等
C.每一条对角线平分一组对角
D.对角线互相垂直
【分析】根据矩形、菱形和正方形的性质即可求解.
【解答】解:矩形、菱形和正方形都具有的性质是对角线互相平分,
故选:A.
【点评】本题考查了矩形、菱形和正方形的性质,掌握以上知识点是解题的关键.
2.(2025秋•杜尔伯特县期末)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,过点D作DH⊥AB于点H,连接OH,若OA=8,OH=5,则菱形ABCD的面积为( )
A.40 B.80 C.160 D.
【分析】由菱形的性质得OA=OC=8,OB=OD,AC⊥BD,则AC=16,再由直角三角形斜边上的中线性质求出BD的长度,然后由菱形的面积公式求解即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC=8,OB=OD,AC⊥BD,
∴AC=2OA=2×8=16,
∵DH⊥AB,
∴∠BHD=90°,
∵OH=5,
∴BD=2OH=2×5=10,
∴,菱形ABCD的面积为80,
故选:B.
【点评】本题主要考查了菱形的性质,熟练掌握菱形的性质是解题的关键.
3.(2026•遵义二模)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,D是AC边上一点,连接BD,将△BCD沿BD翻折,使点C落在AB边上的点E处,则AE的长是( )
A.1 B.2 C.3 D.3.5
【分析】由勾股定理可得AB=5,由折叠的性质可得BE=BC=3,由此即可得出结果.
【解答】解:∵在△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,
∴,
由折叠的性质可得:BE=BC=3,
∵点C落在AB边上的点E处,
∴AE=AB﹣BE=2,
故选:B.
【点评】本题主要考查了翻折变换(折叠问题),掌握其相关知识点是解题的关键.
4.(2026春•衡阳县期末)如图,点P是正方形ABCD内一点,连接AP,BP,CP,AC.若△APB是等边三角形,则∠ACP的度数为( )
A.75° B.60° C.30° D.15°
【分析】根据正方形的性质和等边三角形的性质即可得到结论.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴BC=AB,∠CBA=90°,
∴∠ACB=45°,
∵△PAB是等边三角形,
∴∠PBA=∠APB=60°,PB=AB,
∴∠CBP=30°,PB=BC,
∴∠BCP(180°﹣∠CBP)=75°,
∴∠ACP=∠BCP﹣∠ACB=30°.
故选:C.
【点评】本题考查了正方形的性质,等边三角形的性质,等边对等角,三角形内角和定理,熟记各图形的性质并准确识图是解题的关键.
5.(2026春•大同校级期末)如图,在菱形ABCD中,AB=2,∠ABC=60°,过点A作AP⊥CD于点P,连接BP,则BP的长为( )
A. B.2 C. D.4
【分析】作PE⊥BC交BC的延长线于点E,利用菱形的性质求得AD=BC=CD=2,∠PCE=∠D=∠ABC=60°,再利用直角三角形的性质结合勾股定理求得PD=1,,,在Rt△PBE中,利用勾股定理求解即可.
【解答】解:如图,在菱形ABCD中,AB=2,∠ABC=60°,作PE⊥BC交BC的延长线于点E,
∴AB∥CD,∠D=∠ABC=60°,AD=BC=CD=AB=2,
∴∠PCE=∠ABC=60°,
∵AP⊥CD,
∴∠DAP=90°﹣∠D=30°,
∴,
∴PC=2﹣PD=1,
∵PE⊥BC,
∴∠CPE=90°﹣∠PCE=30°,
∴,
在直角三角形CEP中,由勾股定理得:,
∴,
在Rt△PBE中,由勾股定理得:,
故选:C.
【点评】本题主要考查了菱形的性质,勾股定理,含30度角的直角三角形,熟练掌握勾股定理是解答本题的关键.
6.(2026•渭南模拟)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,点E、F分别为OB、OD的中点,连接AE、AF、CE、CF,若四边形AECF的周长为,,则菱形ABCD的边长为( )
A. B. C.4 D.
【分析】先证明四边形AECF是菱形得到,再用勾股定理求出OF,从而求得OD,再用勾股定理求CD即可.
【解答】解:由题意可得:
∴OA=OC,OB=OD,AC⊥BD,
又∵点E、F分别为OB、OD的中点,
∴,
又∵OA=OC,AC⊥BD即AC⊥EF,
∴四边形AECF是菱形,
又∵四边形AECF的周长为,,
∴,,
∴,
∴OD=2OF=2,
∴,
故选:D.
【点评】本题考查菱形的性质,正确进行计算是解题关键.
7.(2026•嘉陵区一模)如图,在矩形ABCD中,以A为圆心,AD为半径画弧,交AB于E,连接AC、DE交于F,若AB=6,EF:DF=2:3,则BC=( )
A.5 B. C.4 D.
【分析】根据作图得到AD=AE,证明△CDF∽△AEF,列出比例式求出AE的长,即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC,CD=AB=6,AB∥CD,
∴△CDF∽△AEF,
∴,
∴AE=4,
由作图可知:AD=AE,
∴BC=AE=4,
故选:C.
【点评】本题主要考查了矩形的性质,掌握其相关知识点是解题的关键.
8.(2025秋•烟台期末)如图,在平行四边形ABCD中,AD>AB,以点A为圆心,AB为半径画弧与AD交于点F,然后以大于为半径,分别以B、F为圆心画弧交于点G,连接AG并延长交BC于点E,若BF=6,AB=4,则AE的长为( )
A. B. C.5 D.10
【分析】如图所示:连接EF,AE交于BF于点O,首先证明四边形ABEF是菱形,利用勾股定理求出AE即可.
【解答】解:如图所示:连接EF,AE交于BF于点O,
由题中作图可知:AB=AF,AE平分∠BAD,
∴∠FAE=∠BAE,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠FAE=∠AEB,
∴∠AEB=∠BAE,
∴AB=BE,
..AF=BE,
∴AF∥BE,
∴四边形ABEF是平行四边形,
∵AB=AF,
∴四边形ABEF是菱形,
∴AE⊥BF,AO=OEAE,BO=OFBF=3,
在Rt△AOB中,
∵AO2=AB2﹣OB2,
∴AO,
∴AE=2OA=2,
故选:B.
【点评】本题考查菱形 的判定和性质,平行四边形的性质和角平分线的性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题.
9.(2026春•普陀区校级期中)如图,四边形ABCD为矩形,过A、C作对角线BD的垂线,过B、D作对角线AC的垂线,如果四条垂线段拼成一个四边形,那这个四边形为( )
A.平行四边形 B.菱形
C.矩形 D.正方形
【分析】先根据矩形的性质得到AC=BD,S△ABC=S△BCD=S△ADC=S△ABD,再根据三角形的面积公式得到BF=CH=DG=AE,进而利用四条边相等的四边形是菱形可得结论.
【解答】解:∵四边形ABCD为矩形,
∴AC=BD,S△ABC=S△BCD=S△ADC=S△ABD,
∵AE⊥BD,CH⊥BD,BF⊥AC,DG⊥AC,
∴,
∴BF=CH=DG=AE,
∴四条垂线段拼成一个菱形,
故选:B.
【点评】本题考查矩形的性质、菱形的判定、三角形的面积计算,熟知菱形的判定是解答的关键.
10.(2026春•青秀区校级同步)正方形OABC在平面直角坐标系中的位置如图所示,其中点A(4,0),点D在AB边上,且BD=1,连接OD,过点C作CE⊥OD分别交OA、OD于点E、M,则CE的长为( )
A. B. C.5 D.4
【分析】根据点A的坐标求出正方形的边长,再根据ASA证得△OCE和△AOD全等,得出OE=AD,求出AD的长,即可得出OE的长,再根据勾股定理求出CE的长即可.
【解答】解:∵点A的坐标是(4,0),
∴OA=4,
∵四边形OABC是正方形,
∴OC=OA=AB=4,∠COE=∠OAD=90°,
∴∠OCE+∠OEC=90°,
∵CE⊥OD,
∴∠OME=90°,
∴∠EOM+∠OEM=90°,即∠AOD+∠OEC=90°,
∴∠OCE=∠AOD,
在△OCE和△AOD中,
,
∴△OCE≌△AOD(ASA),
∴OE=AD,
∵AB=4,BD=1,
∴AD=3,
∴OE=3,
在Rt△COE中,由勾股定理得CE,
故选:C.
【点评】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,坐标与图形性质,勾股定理,熟练掌握这些知识点是解题的关键.
二.填空题(共6小题)
11.(2026春•同步)矩形具有而菱形不一定具有的性质是 对角线相等,四个角为直角 .
【分析】根据矩形的性质和菱形的性质即可得解.
【解答】解:矩形的性质:两组对边分别平行,四个角为直角,对角线互相平分且相等;
菱形的性质:两组对边分别平行,两组对角分别相等,对角线互相垂直平分,对角线不一定相等;
故答案为:对角线相等,四个角为直角.
【点评】本题考查矩形的性质,菱形的性质,解题的关键是掌握相关知识的灵活运用.
12.(2026春•天河区校级期中)在矩形ABCD中,AB=2,O是BD的中点,点E在直线AD上,且DE=3,若△BOE与△DOE关于直线OE对称,则AD的长为 或 .
【分析】由对称性可得BE=DE=3,再分情况当点E在边AD上时,当点E在DA的延长线上时,结合勾股定理和BE=3列方程求出AE,进而即可求出AD.
【解答】本题考查了矩形性质,勾股定理,对称的性质,解题的关键在于利用分类讨论的思想解决问题.解:因为△BOE与△DOE关于直线OE对称,
所以点B与点D关于直线OE对称,因此BE=DE=3.
在矩形ABCD中,AB=2.
当点E在边AD上时,如图①,
在Rt△ABE中,∠A=90°,由勾股定理得,
所以.
当点E在DA的延长线上时,如图②,
在Rt△ABE中,∠EAB=90°,同理,
所以.
故AD的长为或.
故答案为:或.
【点评】本题考查了矩形性质,勾股定理,对称的性质,解题的关键在于利用分类讨论的思想解决问题.
13.(2026•龙海区校级模拟)如图,在菱形ABCD中,过点A作AE⊥BC于点E,对角线BD交AE于点F.若∠AFD=60°,则∠C的度数为 120° .
【分析】先求出∠FBE=30°,再根据菱形的性质得到BC=CD,则∠FBE=∠BDC=30°,最后根据三角形内角和定理即可得到答案.
【解答】解:∵AE⊥BC于点E,
∴∠BEF=90°,
∵∠BFE=∠AFD=60°,
∴∠FBE=180°﹣∠BFE﹣∠BEF=30°,
∵四边形ABCD是菱形,
∴BC=CD,
∴∠FBE=∠BDC=30°,
∴∠C=180°﹣∠FBE﹣∠BDC=120°,
故答案为:120°.
【点评】本题主要考查了菱形的性质,掌握其相关知识点是解题的关键.
14.(2026春•弋阳县期末)如图,在正方形ABCD中,点E在边BC上,点F是DE的中点,过点F作GH⊥DE分别交AB,DC于点G,H,连接EG.若AD=8,CH=3,则FG的长度为 .
【分析】连接DG,EH,根据正方形的性质及勾股定理求出BE,设AG=x,根据GE=GD利用勾股定理列方程求出AG,然后求出GE,EF,再结合勾股定理列式计算,即可作答.
【解答】解:连接DG,EH,
∵四边形ABCD是正方形
∴∠A=∠B=∠C=90°,BC=CD=AB=AD=8,
∴DH=DC﹣HC=8﹣3=5,
∵GH⊥DE,点F是DE的中点,
∴GD=GE,EH=DH=5,
∴,
∴BE=BC﹣EC=4,
设AG=x,则BG=AB﹣AG=8﹣x,
∵GE2=BG2+BE2,GD2=AG2+AD2,
∴AG2+AD2=BG2+BE2
即:x2+82=(8﹣x)2+42,
解得:x=1,
∴,
∵,点F是DE的中点,
∴,
∵GH⊥DE,
∴,
故答案为:3.
【点评】本题考查了正方形的性质,勾股定理,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
15.(2026春•莆田校级期中)如图,在菱形ABCD中,AC、BD交于O点,AC=8,BD=6,点P为线段AC上的一个动点.过点P分别作PM⊥AD于点M,作PN⊥DC于点N,则PM+PN的值为 .
【分析】先利用菱形的对角线互相垂直平分求出菱形边长,再利用等面积法求解即可.
【解答】解:如图,连接PD,
∵四边形ABCD是菱形,对角线AC与BD相交于点O,AC=8,BD=6,
∴AO=OC=4,BO=DO=3,
∴,
∵S△ACD=S△APD+S△CPD,PM⊥AD,PN⊥CD,
∴,
∴8×3=5(PM+PN),
∴,
故答案为:.
【点评】本题考查了菱形的性质和勾股定理,掌握菱形的性质是解题的关键.
16.(2026春•思明区校级期中)如图,在矩形ABCD中,AB=8,AD=6,在AB和AD上分别有点M、N,连CM、CN、CA.点B关于CM的对称点H,点D关于CN的对称点G,若H、G刚好相邻落在对角线AC上,则MN的长为 .
【分析】连接MH、GN,根据矩形的性质,利用勾股定理得到AC=10,根据图形对称的性质得到AH=4,AG=2,设MB=MH=x,根据勾股定理解得x=3,得到AM=5,设ND=NG=y,同理得到,继而根据勾股定理得到.
【解答】解:如图,在矩形ABCD中,AB=8,AD=6,连接MH、GN,
∴∠B=∠D=∠BAD=90°,BC=AD=6,CD=AB=8,
在直角三角形ABC中,由勾股定理得:,
∵点D关于CN的对称点为G,点B关于CM的对称点为H,
∴MH=MB,NG=ND,∠CHM=∠B=90°,∠CGN=∠D=90°,CH=CB=6,CG=CD=8,
∴AG=AC﹣CG=10﹣8=2,∠AHM=∠AGN=90°,AH=AC﹣CH=10﹣6=4,
设MB=MH=x,则AM=AB﹣MB=8﹣x,
∵∠AHM=90°,
∵AM2=AH2+MH2,
∴(8﹣x)2=42+x2,
解得x=3,
∴AM=8﹣3=5,
设ND=NG=y,则AN=AD﹣ND=6﹣y,
在Rt△ANG中,∠AGN=90°,
由勾股定理得:AN2=AG2+NG2,
∴(6﹣y)2=22+y2,
解得:,
∴,
在Rt△AMN中,∠MAN=90°,
由勾股定理得:,
故答案为:.
【点评】本题考查了矩形的性质,轴对称的性质,勾股定理,解答本题的关键是熟练运用勾股定理解决问题.
三.解答题(共5小题)
17.(2026春•徐州期中)如图,在△ABC中,AB=AC,点D是BC的中点,过点A作AE平行于BC,且AE=CD,连接BE.
(1)求证:四边形AEBD是矩形.
(2)当∠ABC= 45 °时,四边形AEBD是正方形.
【分析】(1)可证明AE=BD,则可证明四边形AEBD是平行四边形,由三线合一定理得到AD⊥BC,据此可证明结论;
(2)当∠ABC=45°时,可证明△ABD是等腰直角三角形,得到AD=BD,则可证明矩形AEBD是正方形.
【解答】(1)证明:∵点D是BC的中点,
∴BD=CD,
又∵AE=CD,
∴AE=BD,
∵AE∥BC,AE=BD,
∴四边形AEBD是平行四边形,
∵AB=AC,D是BC的中点,
∴AD⊥BC,
∴∠ADB=90°,
∴四边形AEBD是矩形.
(2)解:当∠ABC=45°时,四边形AEBD是正方形,证明如下:
由(1)可得AD⊥BC,且四边形AEBD是矩形,
又∵AD⊥BC,∠ABC=45°,
∴△ABD是等腰直角三角形,
∴AD=BD,
∴矩形AEBD是正方形.
【点评】本题主要考查了矩形的判定定理,正方形的判定定理,三线合一定理,等腰直角三角形的性质与判定,熟知矩形和正方形的判定定理是解题的关键.
18.(2026春•同步)已知:如图,四边形ABCD是矩形,AD=2AB,M是AD的中点,N是矩形ABCD外一点,且BN∥CM,CN∥BM.求证:四边形BNCM是正方形.
【分析】先证△ABM≌△DCM(SAS),可证四边形BNCM为菱形,再证∠MBN=∠MBC+∠CBN=90°,即可得证.
【解答】证明:在矩形ABCD中,M是AD的中点,
∴∠A=∠D=90°,AB=DC,AM=DM,
∴△ABM≌△DCM(SAS),
∴BM=CM.
∵BN∥CM,CN∥BM,
∴四边形BNCM为平行四边形.
又∵BM=CM,
∴▱BNCM为菱形.
∵AD=2AB,
∴AM=AB,
∴∠ABM=45°,∠CBM=45°,
同理求得∠MCB=45°,
∵BN∥CM,
∴∠CBN=∠MCB=45°,
∴∠MBN=∠MBC+∠CBN=90°,
∴四边形BNCM是正方形.
【点评】本题主要考查了全等三角形的判定和性质、正方形的判定等内容,熟练掌握相关知识是解题的关键.
19.(2026•曲靖校级模拟)如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC的垂直平分线EF与AD相交于点E,与BC相交于点F,连接AF,CE.
(1)求证:四边形AFCE是菱形;
(2)若四边形AFCE的周长是40,两条对角线的和是28,求四边形AFCE的面积.
【分析】(1)根据平行四边形的性质可证∠EAO=∠FCO,根据垂直平分线的性质可证AO=CO,∠AOE=∠COF=90°,利用ASA可证△AOE≌△COF,根据全等三角形的性质可证OE=OF,根据对角线互相平分的四边形是菱形可证结论成立;
(2)根据菱形的性质可知AF=FC=CE=AE=10,设AC=2a、EF=2b,根据勾股定理可得a2+b2=102,利用完全平方公式可以求出ab=48,根据菱形的面积公式求出结果即可.
【解答】(1)证明:∵EF是AC的垂直平分线,
∴AO=CO,∠AOE=∠COF=90°;
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠EAO=∠FCO,
在△AOE和△COF中,
,
∴△AOE≌△COF(ASA),
∴EO=FO,
∴四边形AFCE是菱形;
(2)解:∵四边形AFCE是菱形,
∴AF=FC=CE=AE,
∵四边形AFCE的周长是40,
∴AF=FC=CE=AE=10,
设AC=2a、EF=2b,
则有2a+2b=28,OA=OC=a,OE=OF=b,
∴a+b=14,
在Rt△AOE中,由勾股定理得:OA2+OE2=AE2,
∴a2+b2=102,
∵(a+b)2=a2+b2+2ab,
∴102+2ab=142,
整理可得:ab=48,
∴.
【点评】本题主要考查了菱形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,线段垂直平分线的性质,勾股定理,平行四边形的性质,解答本题的关键是熟练掌握全等三角形的判定与性质.
20.(2026春•黄埔区校级期中)在矩形ABCD中AB=6,BC=8,G、H分别是AD、BC中点,E、F是对角线AC上的两个动点,分别从点A、C同时出发相向而行,速度均为每秒1个单位长度,运动时间为t秒,其中0≤t≤10.
(1)当0≤t<5时,请判断四边形EGFH的形状,并说明理由;
(2)若四边形EGFH为矩形,求t的值;
(3)若点G在直线AD上向点D运动,点H在直线BC上向点B运动,且与点E,F以相同的速度同时出发,当点G点到达点D时均停止运动,若四边形EGFH为菱形,求t的值.
【分析】(1)可证明△AEG≌△CFH,从而EG=FH,∠AEG=∠CFH,进而推出∠EGF=∠HFE,从而EG∥FH,从而得出四边形EGFH是平行四边形;
(2)连接GH,可推出四边形ABGH是矩形,从而GH=AB=6,可得出当EF=GH时,▱EGFH是矩形,当0<t<5时,10﹣2t=6,从而t=2;当5≤t≤10时,2t﹣10=6,从而t=8;
(3)连接GH,设GH和AC交于点O,可得当GH⊥AC时,▱EGFH是菱形,可得出CG=AG=t+4,在Rt△CDG中,根据勾股定理列出(4﹣t)2+62=(4+t)2,从而得出t.
【解答】解:(1)四边形EGFH是平行四边形,理由如下:
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,AD=BC,
∴∠GAE=∠FCH,
∵G、H分别是AD,BC的中点,
∴AG,
∴AG=CH,
∵E、F是对角线AC上的两个动点,分别从点A、C同时出发相向而行,速度均为每秒1个单位长度,
∴AE=CF,
∴△AEG≌△CFH(SAS),
∴EG=FH,∠AEG=∠CFH,
∴180°﹣∠AEG=180°﹣∠CFH,
∴∠EGF=∠HFE,
∴EG∥FH,
∴四边形EGFH是平行四边形;
(2)如图1,
连接GH,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=90°,
∵AB=6,BC=8,
∴AC=10,
∵AD∥BC,AG=BH,
∴四边形ABGH是矩形,
∴GH=AB=6,
当EF=GH时,▱EGFH是矩形,
当0<t<5时,
10﹣2t=6,
∴t=2,
当5≤t≤10时,
2t﹣10=6,
∴t=8,
综上所述:t=2或t=8;
(3)如图2,
连接GH,设GH和AC交于点O,
当GH⊥AC时,▱EGFH是菱形,
∵OA=OC,
∴CG=AG=t+4,
在Rt△CDG中,DG=4﹣t,
∵DG2+CD2=CG2,
∴(4﹣t)2+62=(4+t)2,
∴t.
【点评】本题考查了矩形判定和性质,菱形的判定和性质,勾股定理等知识,解决问题的关键是熟练掌握有关基础知识.
21.(2026•延安一模)解答:
(1)【初步探究】
如图1,将△ABC绕点A顺时针旋转60°,得到△ADE,连接CE,DB,则∠ACE的度数为 60° ;
(2)【类比探究】
如图2,在正方形ABCD中,点E在边BC上,点F在边CD上,连接EF,已知∠EAF=45°,BE=2,DF=3,求正方形ABCD的边长;
(3)【拓展延伸】
如图3,在四边形ABCD中,CD=CB,∠BAD与∠BCD互余,AC,BD为对角线,且满足,将△CDA绕点C顺时针旋转到△CBE,连接AE,若AD=3,AB=4,求BD的长.
【分析】(1)根据旋转的性质易得△CAE为等边三角形,结合等边三角形的性质求解即可;
(2)将△ABE绕点A顺时针旋转90°得到△ADG,证明△GAF≌△EAF,设正方形边长为x,则CE=x﹣2,CF=x﹣3,结合勾股定理即可解题;
(3)证明△DCB∽△ACE,最后用勾股定理即可.
【解答】解:(1)∵将△ABC绕点A顺时针旋转60°,得到△ADE,
∴∠CAE=60°,AC=AE,
∴△CAE为等边三角形,
∴∠ACE=60°,
故答案为:60°;
(2)如图,将△ABE绕点A顺时针旋转90°得到△ADG,
由旋转的性质可得∠BAE=∠DAG,AE=AG,BE=DG=2,∠ABE=∠ADG=90°,
∵∠ADC+∠ADG=180°,
∴G,D,C三点共线.
∵∠EAF=45°,
∴∠BAE+∠DAF=∠DAG+∠DAF=∠FAG=45°=∠EAF.
在△GAF和△EAF中,
,
∴△GAF≌△EAF(SAS),
∴GF=EF.
∵GF=GD+DF=2+3=5,
∴EF=5.
设正方形的边长为x,则CE=x﹣2,CF=x﹣3,
在Rt△CEF中,由勾股定理得:CE2+CF2=EF2,即(x﹣2)2+(x﹣3)2=52,
解得:x1=6,x2=﹣1(负值舍去).
∴正方形ABCD的边长为6;
(3)∵将△CDA绕点C顺时针旋转到△CBE,
∴AD=BE=3,CA=CE,∠ACD=∠ECB,∠ADC=∠EBC,
∴∠BCD=∠ACE,
又∵CD=CB,,
∴△DCB∽△ACE,
∴,
∴,
∵∠BAD+∠BCD=90°,
∴∠ABC+∠ADC=270°,
∵∠ADC=∠EBC,
∴∠ABC+∠EBC=270°,
∴∠ABE=90°,
在直角三角形ABE中,由勾股定理得:,
∴.
【点评】本题属于四边形综合题,主要考查了旋转的性质,等边三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,相似三角形的判定与性质,解答本题的关键是熟练掌握全等三角形与相似三角形的性质.
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