内容正文:
考点25正方形的判定与性质
命题点1 正方形的判定
1(2023伊春)如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,试添加一个条件: ,使得矩形ABCD为正方形.
2(2023十堰)如图,▱ABCD的对角线AC,BD交于点O,分别以点B,C为圆心,AC,BD长为半径画弧,两弧交于点P,连接BP,CP.
(1)试判断四边形BPCO的形状,并说明理由;
(2)请说明当▱ABCD的对角线满足什么条件时,四边形BPCO是正方形.
命题点2 正方形性质的相关证明与计算
3(2023重庆A卷)如图,在正方形ABCD中,点E,F分别在BC,CD上,连接AE,AF,EF,∠EAF=45°.若∠BAE=α,则∠FEC一定等于 ( )
A.2α B.90°-2α C.45°-α D.90°-α
(第3题) (第4题)
4(2023常德)如图,在正方形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O.E,F分别为AO,DO上的一点,且EF∥AD,连接AF,DE.若∠FAC=15°,则∠AED的度数为 ( )
A.80° B.90° C.105° D.115°
5(2023安徽)如图,点E在正方形ABCD的对角线AC上,EF⊥AB于点F,连接DE并延长,交边BC于点M,交边AB的延长线于点G.若AF=2,FB=1,则MG= ( )
A.2 B. C.+1 D.
(第5题) (第6题) (第7题)
6(2023宜宾)如图,边长为6的正方形ABCD中,M为对角线BD上的一点,连接AM并延长交CD于点P.若PM=PC,则AM的长为 ( )
A.3(-1) B.3(3-2) C.6(-1) D.6(3-2)
7(2023重庆B卷)如图,在正方形ABCD中,O为对角线AC的中点,E为正方形内一点,连接BE,BE=BA,连接CE并延长,与∠ABE的平分线交于点F,连接OF,若AB=2,则OF的长度为 ( )
A.2 B. C.1 D.
8(2023怀化)如图,点P是正方形ABCD的对角线AC上的一点,PE⊥AD于点E,PE=3,则点P到直线AB的距离为 .
(第8题) (第9题) (第10题)
9(2023菏泽)如图,点E是正方形ABCD内的一点,将△ABE绕点B按顺时针方向旋转90°得到△CBF.若∠ABE=55°,则∠EGC= °.
10(2023扬州)如图,已知正方形ABCD的边长为1,点E,F分别在边AD,BC上,将正方形沿着EF翻折,点B恰好落在CD边上的点B'处.如果四边形ABFE与四边形EFCD的面积比为3∶5,那么线段FC的长为 .
11(2023绍兴)如图,在正方形ABCD中,G是对角线BD上的一点(与点B,D不重合),GE⊥CD,GF⊥BC,E,F分别为垂足.连接EF,AG,并延长AG交EF于点H.
(1)求证:∠DAG=∠EGH.
(2)判断AH与EF是否垂直,并说明理由.
12(2023天门)如图,将边长为3的正方形ABCD沿直线EF折叠,使点B的对应点M落在边AD上(点M不与点A,D重合),点C落在点N处,MN与CD交于点P,折痕分别与边AB,CD交于点E,F,连接BM.
(1)求证:∠AMB=∠BMP;
(2)若DP=1,求MD的长.
考点25正方形的判定与性质
1 AB=AD(答案不唯一)
2 (1)四边形BPCO是平行四边形.
理由:∵▱ABCD的对角线AC,BD交于点O,
∴AO=OC,BO=OD.
∵分别以点B,C为圆心,AC,BD长为半径画弧,两弧交于点P,
∴BP=AC=OC,CP=BD=OB,
∴四边形BPCO是平行四边形(依据:两组对边分别相等的四边形是平行四边形).
(2)当AC⊥BD,且AC=BD时,四边形BPCO是正方形.
∵AC=BD,OC=AC,OB=BD,
∴OC=OB.
由(1)知四边形BPCO是平行四边形,
∴平行四边形BPCO是菱形.
又AC⊥BD,
∴菱形BPCO是正方形.
3 A 如图,将△ADF绕点A顺时针旋转90°得到△ABH,则H,B,E三点共线.由旋转可知∠DAF=∠BAH,AH=AF,∴∠BAH+∠BAE=
∠DAF+∠BAE=90°-45°=45°=∠EAF.又AE=AE,∴△HAE≌△FAE,∴∠AEF=∠AEB=90°-α,∴∠BEF=180°-2α,∴∠FEC=2α.
4 C ∵四边形ABCD是正方形,∴OA=OD.∵EF∥AD,∴=(依据:平行线分线段成比例),∴OE=OF.又∠AOF=∠DOE,OA=OD,
∴△OAF≌△ODE,∴∠ODE=∠OAF=15°,∴∠AED=∠DOE+∠ODE=90°+15°=105°.
5 B ∵EF⊥AB,∠ABC=90°,∴EF∥BC,∴==2.∵AD∥BC,∴△ADE∽△CME,∴==2,∴BC=AD=2CM,即点M是BC的中,∴CM=BM.
又∠DCM=∠GBM,∠DMC=∠GMB,∴△DCM≌△GBM,∴MG=DM.易知CD=BC=AB=AF+BF=2+1=3,∴CM=,∴MG=DM==
=.
一题多解
∵∠CAB=45°,EF⊥AB,∠DAB=90°,∴EF=AF=2,EF∥AD,∴△GEF∽△GDA,∴=.又AD=AB=2+1=3,∴=,∴BG=3.∵AD∥BC,
∴EF∥BC,∴△GMB∽△GEF,∴=,即=,∴BM=,∴MG===.
6 C ∵四边形ABCD是边长为6的正方形,∴AD=CD=6,∠ADC=90°,∠ADM=∠CDM=45°.又DM=DM,∴△ADM≌△CDM,∴∠DAM=∠DCM.
∵PM=PC,∴∠CMP=∠DCM,∴∠APD=2∠DCM=2∠DAM(提示:三角形外角的性质),∴∠DAM=30°,∴DP=2,AP=4,∴PM=PC=6-2,
∴AM=AP-PM=4-(6-2)=6(-1).
7 D 如图,连接AF,∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BE=BC,∠ABC=90°,AC=AB=2,∴∠BEC=∠BCE,∴∠EBC=180°-2∠BEC,
∴∠ABE=90°-∠EBC=2∠BEC-90°.∵BF平分∠ABE,∴∠ABF=∠EBF=∠ABE=∠BEC-45°,∴∠BFE=∠BEC-∠EBF=45°.在△BAF与△BEF中,,∴△BAF≌△BEF(SAS),∴∠BFE=∠BFA=45°.∴∠AFC=∠BFA+∠BFE=90°.∵O为对角线AC的中点,
∴OF=AC=(点拨:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半),故选D.
一题多解
如图,连接AF,∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BE=BC,∠ABC=90°,AC=AB=2,∴∠BEC=∠BCE.∵BF平分∠ABE,∴∠ABF=∠EBF.又BF=
BF,∴△BAF≌△BEF(SAS),∴∠BEF=∠BAF,∴∠BAF+∠BCE=∠BEF+∠BEC=180°,∴∠AFC+∠ABC=180°,∴∠AFC=90°.又∵O为对角线AC的中点,∴OF=AC=.
8 3
【解析】如图,过点P作PQ⊥AB于点Q,∵四边形ABCD是正方形,∴AC平分∠DAB,∴PQ=PE=3(依据:角平分线的性质).
9 80
【解析】∵四边形ABCD是正方形,∴∠ABC=90°,∵∠ABE=55°,∴∠CBE=90°-55°=35°.∵△ABE绕点B按顺时针方向旋转90°得到△CBF,∴∠EBF=90°,BE=BF,∴∠BEF=45°,∴∠EGC=∠CBE+∠BEF=35°+45°=80°.
10
【解析】如图,连接BB',过点F作FH⊥AD于点H,则FH=AB=BC.∵正方形ABCD的边长为1,四边形ABFE与四边形EFCD的面积比为3∶5,∴S四边形ABFE=×1=.设 CF=x,则DH=x,BF=1-x,∵S四边形ABFE=(AE+BF)·AB=,即(AE+1-x)×1=,∴AE=x-,∴DE=1-AE=-x,∴EH=ED-HD=-x-x=-2x.由折叠可知,BF=B'F=1-x,BB'⊥EF,∴∠1+∠2=90°.∵∠2+∠3=90°,∴∠3=∠1,又∵FH=BC,∠EHF=∠C,∴△EHF≌
△B'CB ,∴B'C=EH=-2x.在Rt△B'FC中,B'C2+CF2=B'F2,即(-2x)2+x2=(1-x)2,解得x=,即FC=.
11 (1)证明:在正方形ABCD中,AD⊥CD,GE⊥CD,
∴AD∥GE,
∴∠DAG=∠EGH.
(2)AH与EF垂直.
理由如下:
如图,连接GC交EF于点O.
∵BD为正方形ABCD的对角线,
∴∠ADG=∠CDG=45°,
又∵DG=DG,AD=CD,∴△ADG≌△CDG,
∴∠DAG=∠DCG.
在正方形ABCD中,∠ECF=90°,
又∵GE⊥CD,GF⊥BC,∴四边形FCEG为矩形,
∴OE=OC,∴∠OEC=∠OCE,∴∠DAG=∠OEC.
由(1)得∠DAG=∠EGH,∴∠EGH=∠OEC,
∴∠EGH+∠GEH=∠OEC+∠GEH=∠GEC=90°,
∴∠GHE=90°,
∴AH⊥EF.
12 (1)证明:由翻折和正方形的性质可得,∠EMP=∠EBC=90°,EM=EB,∴∠EMB=∠EBM,
∴∠EMP-∠EMB=∠EBC-∠EBM,即∠BMP=∠MBC.
∵AD∥BC,
∴∠AMB=∠MBC(依据:两直线平行,内错角相等),
∴∠AMB=∠BMP.
(2)∵DP=1,正方形ABCD的边长为3,∴CP=2.
如图,延长MN,BC交于点Q.
∵AD∥BC,∴△DMP∽△CQP,
∴===,
∴QC=2MD,QP=2MP.
设MD=x,则QC=2x,∴BQ=3+2x.
∵∠BMP=∠MBC,∴MQ=BQ=3+2x,
∴MP=MQ=.
在Rt△DMP中,由勾股定理,得MD2+DP2=MP2,
∴x2+12=()2,解得x1=0(舍),x2=,
∴MD=.
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