八年级下册数学正方形知识点,历年中考试题分类汇编正方形真题及答案解析
中考数学考点28正方形总复习(解析版)
正方形【命题趋势】在中考中.正方形主要在选择题.填空题.解答题考查为主.并结合相似.锐角三角函数结合考查.;其中正方形常考4种模型是中考中的重难点。
【中考考查重点】一、正方形的性质及判定二、正方形常考模型考点:正方形性质及判定一、正方形的概念和性质1.概念:有一组邻边相等.并且有一个角是直角的平行四边形是正方形.2.性质:(1)具有平行四边形、矩形、菱形的一切性质(2)正方形的四个角都是直角.四条边都相等(3)正方形的两条对角线相等.并且互相垂直平分.每一条对角线平分一组对角(4)正方形是轴对称图形.有4条对称轴(5)正方形的一条对角线把正方形分成两个全等的等腰直角三角形.两条对角线把正方形分成四个全等的小等腰直角三角形(6)正方形的一条对角线上的一点到另一条对角线的两端点的距离相等。
二、正方形的判定判定方法:(1)有一个角是直角的菱形是正方形;(2)对角线相等的菱形是正方形;(3)对角线互相垂直的矩形是正方形。
注意:判定一个四边形为正方形的一般顺序如下:先证明它是平行四边形.再证明它是菱形(或矩形).最后证明它是矩形(或菱形)。
1.(2020秋•法库县期末)平行四边形、矩形、菱形、正方形共有的性质是()A.对角线互相平分B.对角线相等C.对角线互相垂直D.对角线互相垂直平分【答案】A【解答】解:A、平行四边形、矩形、菱形、正方形的对角线都互相平分.故本选项正确;B、只有矩形.正方形的对角线相等.故本选项错误;C、只有菱形.正方形的对角线互相垂直.故本选项错误;D、只有菱形.正方形的对角线互相垂直平分.故本选项错误.故选:A.2.(2020秋•武功县期末)如图.在正方形ABCD中.AB=2.P是AD边上的动点.PE⊥AC于点E.PF⊥BD于点F.则PE+PF的值为()A.4B.2C.D.2【答案】C【解答】解:在正方形ABCD中.OA⊥OB.∠OAD=45°.∵PE⊥AC.PF⊥BD.∴四边形OEPF为矩形.△AEP是等腰直角三角形.∴PF=OE.PE=AE.∴PE+PF=AE+OE=OA.∵正方形ABCD的边长为2.∴OA=AC==.故选:C.3.(2010秋•金口河区期末)如图.在正方形ABCD中.E是DC上一点.F为BC延长线上一点.∠BEC=70°.且△BCE≌△DCF.连接EF.则∠EFD的度数是()A.10°B.15°C.20°D.25°【答案】D【解答】解:∵四边形ABCD是正方形.∴∠BCE=∠DCF=90°;由旋转的性质知:CE=CF.∠BEC=∠DFC=70°;则△ECF是等腰直角三角形.得∠EFC=45°.∴∠EFD=∠DFC﹣∠EFC=25°.故选:D.4.(2020春•沙坪坝区期末)如图.正方形ABCD中.AB=.点E是对角线AC上一点.EF⊥AB于点F.连接DE.当∠ADE=22.5°时.EF的长是()A.1B.2﹣2C.﹣1D.【答案】C【解答】解:∵四边形ABCD是正方形.∴AB=CD=BC=.∠B=∠ADC=90°.∠BAC=∠CAD=45°.∴AC=AB=2.∵∠ADE=22.5°.∴∠CDE=90°﹣22.5°=67.5°.∵∠CED=∠CAD+∠ADE=45°+22.5°=67.5°.∴∠CDE=∠CED.∴CD=CE=.∴AE=2﹣.∵EF⊥AB.∴∠AFE=90°.∴△AFE是等腰直角三角形.∴EF==﹣1.故选:C.5.(2021•罗湖区校级模拟)如图.在平面直角坐标系xOy中.正方形ABCD的顶点D在y轴上且A(﹣3.0).B(2.b).则正方形ABCD的面积是()A.20B.16C.34D.25【答案】C【解答】解:作BM⊥x轴于M.∵四边形ABCD是正方形.∴AD=AB.∠DAB=90°.∴∠DAO+∠BAM=90°.∠BAM+∠ABM=90°.∴∠DAO=∠ABM.∵∠AOD=∠AMB=90°.∴在△DAO和△ABM中.∴△DAO≌△ABM(AAS).∴OA=BM.AM=OD.∵A(﹣3.0).B(2.b).∴OA=3.OM=2.∴OD=AM=5.∴AD==.∴正方形ABCD的面积=34.故选:C.6.(2020春•老城区校级月考)如图.点P是正方形ABCD的对角线BD上一点.PE⊥BC于点E.PF⊥CD于点F.连接EF给出下列四个结论:①AP=EF;②AP⊥EF;③△APD一定是等腰三角形;④∠PFE=∠BAP.其中正确结论个数是()A.1B.2C.3D.4【答案】C【解答】解:如图.连接PC.延长AP交EF于H.延长FP交AB于G.在正方形ABCD中.∠ABP=∠CBP=45°.AB=CB.∵在△ABP和△CBP中..∴△ABP≌△CBP(SAS).∴AP=PC.∠BAP=∠BCP.又∵PE⊥BC.PF⊥CD.∴四边形PECF是矩形.∴PC=EF.∠BCP=∠PFE.∴AP=EF.∠PFE=∠BAP.故①④正确;只有点P为BD的中点或PD=AD时.△APD是等腰三角形.故③错误;∵PF∥BC.∴∠AGF=∠ABC=90°.∵∠BAP=∠PFE.∠APG=∠FPH.∴∠AGP=∠AHF=90°.∴AP⊥EF.故②正确.故选:C.7.(2021秋•南海区月考)如图.点B在MN上.过AB的中点O作MN的平行线.分别交∠ABM的平分线和∠ABN的平分线于点C、D.(1)试判断四边形ACBD的形状.并证明你的结论.(2)当△CBD满足什么条件时.四边形ACBD是正方形?并给出证明.【答案】(1)四边形ACBD是矩形(2)△CBD满足CB=BD时.四边形ACBD是正方形【解答】解:(1)四边形ACBD是矩形.证明:∵CD平行MN.∴∠OCB=∠CBM.∵BC平分∠ABM.∴∠OBC=∠CBM.∴∠OCB=∠OBC.∴OC=OB.同理可证:OB=OD.∴OA=OB=OC=OD.∵CD=OC+OD.AB=OA+OB.∴AB=CD.∴四边形ACBD是矩形;(2)△CBD满足CB=BD时.四边形ACBD是正方形.证明:由(1)得四边形ACBD是矩形.∵CB=BD.∴四边形ACBD是正方形.1.(2021秋•武侯区期末)下列说法中.是正方形具有而矩形不具有的性质是()A.两组对边分别平行B.对角线互相垂直C.四个角都为直角D.对角线互相平分【答案】B【解答】解:因为正方形的对角相等.对角线相等、垂直、且互相平分.矩形的对角相等.对角线相等.互相平分.所以正方形具有而矩形不具有的性质是对角线互相垂直.故选:B.2.(2017春•柳州期末)边长为4的正方形ABCD中.P是边AD上的动点.PE⊥AC于点E.PF⊥BD于点F.则PE+PF的值为()A.2B.4C.2D.6【答案】A【解答】解:如图.∵四边形ABCD为正方形.∴∠CAD=∠BDA=45°.∵PE⊥AC于点E.PF⊥BD于点F.∴△APE和△PDF为等腰直角三角形.∴PE=AP.PF=PD.∴PE+PF=(AP+PD)=×4=2.故选:A.3.(2021秋•普宁市期末)下列说法中正确的是()A.矩形的对角线平分每组对角B.菱形的对角线相等且互相垂直C.有一组邻边相等的矩形是正方形D.对角线互相垂直的四边形是菱形【答案】C【解答】解:A、矩形的对角线平分每组对角.说法错误.故本选项不符合题意;B、菱形的对角线互相垂直.故本选项不符合题意;C、有一组邻边相等的矩形是正方形.正确.故本选项符合题意;D、对角线互相垂直的四边形不一定是菱形.故本选项不符合题意.故选:C.4.(2020•眉山)下列说法正确的是()A.一组对边平行另一组对边相等的四边形是平行四边形B.对角线互相垂直平分的四边形是菱形C.对角线相等的四边形是矩形D.对角线互相垂直且相等的四边形是正方形【答案】B【解答】解:A、一组对边平行另一组对边相等的四边形可以是等腰梯形.可以是平行四边形.故选项A不合题意;B、对角线互相垂直平分的四边形是菱形.故选项B符合题意;C、对角线相等的平行四边形是矩形.故选项C不合题意;D、对角线互相垂直平分且相等的四边形是正方形.故选项D不合题意;故选:B.5.(2021秋•海州区期末)如图.在正方形ABCD中.点E在对角线AC上.EF⊥AB于点F.EG⊥BC于点G.连接DE.若AB=10.AE=3.则ED的长度为()A.7B.2C.D.【答案】C【解答】解:如图.连接BE.∵四边形ABCD是正方形.∴∠BAC=∠DAC=45°.AB=AD.∵AE=AE.∴△ABE≌△ADE(SAS).∴BE=DE.∵EF⊥AB于点F.AE=3.∴AF=EF=3.∵AB=10.∴BF=7.∴BE==.∴ED=.故选:C.6.(2021秋•铁锋区期末)如图.已知在正方形ABCD中.AB=BC=CD=AD=10厘米.∠A=∠B=∠C=∠D=90°.点E在边AB上.且AE=4厘米.如果点P在线段BC上以2厘米/秒的速度由B点向C点运动.同时.点Q在线段CD上由C点向D点运动.设运动时间为t秒.当△BPE与△CQP全等时.t的值为()A.2B.2或1.5C.2.5D.2.5或2【答案】D【解答】解:当点Q的运动速度与点P的运动速度都是2厘米/秒.若△BPE≌△CQP.则BP=CQ.BE=CP.∵AB=BC=10厘米.AE=4厘米.∴BE=CP=6厘米.∴BP=10﹣6=4厘米.∴运动时间=4÷2=2(秒);当点Q的运动速度与点P的运动速度不相等.∴BP≠CQ.∵∠B=∠C=90°.∴要使△BPE与△OQP全等.只要BP=PC=5厘米.CQ=BE=6厘米.即可.∴点P.Q运动的时间t==(秒).故选:D.7.(2021春•海淀区校级期末)如图.点E是正方形ABCD对角线AC上一点.EF⊥AB.EG ⊥BC.垂足分别为F.G.若正方形ABCD的周长是40cm.(1)求证:四边形BFEG是矩形;(2)求四边形EFBG的周长;(3)当AF的长为多少时.四边形BFEG是正方形?【答案】(1)略(2)20cm (3)AF=5cm【解答】解:(1)证明:∵四边形ABCD为正方形.∴AB⊥BC.∠B=90°.∵EF⊥AB.EG⊥BC.∴∠BFE=90°.∠BGE=90°.又∵∠B=90°.∴四边形BFEG是矩形;(2)∵正方形ABCD的周长是40cm.∴AB=40÷4=10cm.∵四边形ABCD为正方形.∴△AEF为等腰直角三角形.∴AF=EF.∴四边形EFBG的周长C=2(EF+BF)=2(AF+BF)=20cm.(3)若要四边形BFEG是正方形.只需EF=BF.∵AF=EF.AB=10cm.∴当AF=5cm时.四边形BFEG是正方形.1.(2021•玉林)一个四边形顺次添加下列条件中的三个条件便得到正方形:a.两组对边分别相等b.一组对边平行且相等c.一组邻边相等d.一个角是直角顺次添加的条件:①a→c→d②b→d→c③a→b→c则正确的是()A.仅①B.仅③C.①②D.②③【答案】C【解答】解:①由a得到两组对边分别相等的四边形是平行四边形.添加c即一组邻边相等的平行四边形是菱形.再添加d即一个角是直角的菱形是正方形.故①正确;②由b得到一组对边平行且相等的四边形是平行四边形.添加d即有一个角是直角的平行四边形是矩形.再添加c即一组邻边相等的矩形是正方形.故②正确;③由a得到两组对边分别相等的四边形是平行四边形.添加b得到一组对边平行且相等的平行四边形仍是平行四边形.再添加c即一组邻边相等的平行四边形是菱形.不能得到四边形是正方形.故③不正确;故选:C.2.(2019•毕节市)如图.点E在正方形ABCD的边AB上.若EB=1.EC=2.那么正方形ABCD的面积为()A.B.3C.D.5【答案】B【解答】解:∵四边形ABCD是正方形.∴∠B=90°.∴BC2=EC2﹣EB2=22﹣12=3.∴正方形ABCD的面积=BC2=3.故选:B.3.(2021•重庆)如图.正方形ABCD的对角线AC.BD交于点O.M是边AD上一点.连接OM.过点O作ON⊥OM.交CD于点N.若四边形MOND的面积是1.则AB的长为()A.1B.C.2D.2【答案】C【解答】解:∵四边形ABCD是正方形.∴∠MDO=∠NCO=45°.OD=OC.∠DOC=90°.∴∠DON+∠CON=90°.∵ON⊥OM.∴∠MON=90°.∴∠DON+∠DOM=90°.∴∠DOM=∠CON.在△DOM和△CON中..∴△DOM≌△CON(ASA).∵四边形MOND的面积是1.四边形MOND的面积=△DOM的面积+△DON的面积.∴四边形MOND的面积=△CON的面积+△DON的面积=△DOC的面积.∴△DOC的面积是1.∴正方形ABCD的面积是4.∴AB2=4.∴AB=2.故选:C.4.(2021•湖北)如图.在正方形ABCD中.AB=4.E为对角线AC上与A.C不重合的一个动点.过点E作EF⊥AB于点F.EG⊥BC于点G.连接DE.FG.下列结论:①DE=FG;②DE⊥FG;③∠BFG=∠ADE;④FG的最小值为3.其中正确结论的个数有()A.1个B.2个C.3个D.4个【答案】C【解答】解:①连接BE.交FG于点O.如图.∵EF⊥AB.EG⊥BC.∴∠EFB=∠EGB=90°.∵∠ABC=90°.∴四边形EFBG为矩形.∴FG=BE.OB=OF=OE=OG.∵四边形ABCD为正方形.∴AB=AD.∠BAC=∠DAC=45°.在△ABE和△ADE中..∴△ABE≌△ADE(SAS).∴BE=DE.∴DE=FG.∴①正确;②延长DE.交FG于M.交FB于点H.∵△ABE≌△ADE.∴∠ABE=∠ADE.由①知:OB=OF.∴∠OFB=∠ABE.∴∠OFB=∠ADE.∵∠BAD=90°.∴∠ADE+∠AHD=90°.∴∠OFB+∠AHD=90°.即:∠FMH=90°.∴DE⊥FG.∴②正确;③由②知:∠OFB=∠ADE.即:∠BFG=∠ADE.∴③正确;④∵点E为AC上一动点.∴根据垂线段最短.当DE⊥AC时.DE最小.∵AD=CD=4.∠ADC=90°.∴AC=.∴DE=AC=2.由①知:FG=DE.∴FG的最小值为2.∴④错误.综上.正确的结论为:①②③.故选:C.5.(2020•陕西)如图.在矩形ABCD中.AB=4.BC=8.延长BA至E.使AE=AB.以AE为边向右侧作正方形AEFG.O为正方形AEFG的中心.若过点O的一条直线平分该组合图形的面积.并分别交EF、BC于点M、N.则线段MN的长为.【答案】4【解答】解:如图.连接AC.BD交于点H.过点O和点H的直线MN平分该组合图形的面积.交AD于S.取AE中点P.取AB中点Q.连接OP.HQ.过点O作OT⊥QH于T.∵四边形ABCD是矩形.∴AH=HC.又∵Q是AB中点.∴QH=BC=4.QH∥BC.AQ=BQ=2.同理可求PO=AG=2.PO∥AG.EP=AP=2.∴PO∥AD∥BC∥EF∥QH.EP=AP=AQ=BQ.∴MO=OS=SH=NH.∠OPQ=∠PQH=90°.∵OT⊥QH.∴四边形POTQ是矩形.∴PO=QT=2.OT=PQ=4.∴TH=2.∴OH===2.∴MN=2OH=4.故答案为:4.6.(2021•邵阳)如图.在正方形ABCD中.对角线AC.BD相交于点O.点E.F是对角线AC上的两点.且AE=CF.连接DE.DF.BE.BF.(1)证明:△ADE≌△CBF.(2)若AB=4.AE=2.求四边形BEDF的周长.【答案】(1)略(2)8【解答】(1)证明:由正方形对角线平分每一组对角可知:∠DAE=∠BCF=45°.在△ADE和△CBF中..∴△ADE≌△CBF(SAS).(2)解:∵AB=AD=.∴BD===8.由正方形对角线相等且互相垂直平分可得:AC=BD=8.DO=BO=4.OA=OC=4.又AE=CF=2.∴OA﹣AE=OC﹣CF.即OE=OF=4﹣2=2.故四边形BEDF为菱形.∵∠DOE=90°.∴DE===2.∴4DE=.故四边形BEDF的周长为8.1.(2021•云岩区模拟)数学老师用四根长度相等的木条首尾顺次相接制成一个图1所示的菱形教具.此时测得∠D=60°.对角线AC长为16cm.改变教具的形状成为图2所示的正方形.则正方形的边长为()A.8cm B.4cm C.16cm D.16cm【答案】C【解答】解:如图1.图2中.连接AC.图1中.∵四边形ABCD是菱形.∴AD=DC.∵∠D=60°.∴△ADC是等边三角形.∴AD=DC=AC=16cm.∴正方形ABCD的边长为16cm.故选:C.2.(2021•石家庄一模)将图1中两个三角形按图2所示的方式摆放.其中四边形ABCD 为矩形.连接PQ.MN.甲、乙两人有如下结论:甲:若四边形ABCD为正方形.则四边形PQMN必是正方形;乙:若四边形PQMN为正方形.则四边形ABCD必是正方形.下列判断正确的是()A.甲正确.乙不正确B.甲不正确.乙正确C.甲、乙都不正确D.甲、乙都正确【答案】B【解答】解:若ABCD是正方形.可设AB=BC=CD=AD=x.∴AQ=4﹣x.AP=3+x.∴PQ2=AQ2+AP2.即PQ===.x取值不同则PQ的长度不同.∴甲不正确.若四边形PQMN为正方形.则PQ=PN=MN=MQ=5.且∠QMD+∠MQD=∠QAP=∠AQP+∠QP A=90°.在△QMD和△PQA中..∴△QMD≌△PQA(ASA).∴QD=AP.同理QD=AP=MC=BN.又∵BP=MD=AQ.∴QD﹣AD=P A﹣AB.∴AB=AD.同理AB=CD=AD=BC.即四边形ABCD为菱形.∵∠DAB=180°﹣∠QAP=90°.则四边形ABCD为正方形.∴乙正确.故选:B.3.(2021•临沂模拟)如图.AD是△ABC的角平分线.DE.DF分别是△ABD和△ACD的高.得到下列四个结论:①OA=OD;②AD⊥EF;③当∠A=90°时.四边形AEDF是正方形;④AE+DF=AF+DE.其中正确的是()A.②③B.②④C.①③④D.②③④【答案】D【解答】解:如果OA=OD.则四边形AEDF是矩形.没有说∠A=90°.不符合题意.故①错误;∵AD是△ABC的角平分线.∴∠EAD=∠F AD.在△AED和△AFD中..∴△AED≌△AFD(AAS).∴AE=AF.DE=DF.∴AE+DF=AF+DE.故④正确;∵在△AEO和△AFO中..∴△AEO≌△AFO(SAS).∴EO=FO.又∵AE=AF.∴AO是EF的中垂线.∴AD⊥EF.故②正确;∵当∠A=90°时.四边形AEDF的四个角都是直角.∴四边形AEDF是矩形.又∵DE=DF.∴四边形AEDF是正方形.故③正确.综上可得:正确的是:②③④.故选:D.4.(2020•宁津县一模)下列说法正确的是()A.对角线相等且相互平分的四边形是矩形B.对角线相等且相互垂直的四边形是菱形C.四条边相等的四边形是正方形D.对角线相互垂直的四边形是平行四边形【答案】A【解答】解:A、对角线相等且相互平分的四边形是矩形.故该选项正确;B、对角线相等且相互垂直的四边形不一定是菱形.故该选项错误;C、四条边相等的四边形是菱形.不是正方形.故该选项错误;D、对角线相互垂直的四边形不是平行四边形.故该选项错误.故选:A.5.(2021•南浔区模拟)如图.E.F是正方形ABCD的边BC上两个动点.BE=CF.连接AE.BD交于点G.连接CG.DF交于点M.若正方形的边长为1.则线段BM的最小值是()A.B.C.D.【答案】D【解答】解:如图.在正方形ABCD中.AB=AD=CB.∠EBA=∠FCD.∠ABG=∠CBG.在△ABE和△DCF中..∴△ABE≌△DCF(SAS).∴∠BAE=∠CDF.在△ABG和△CBG中..∴△ABG≌△CBG(SAS).∴∠BAG=∠BCG.∴∠CDF=∠BCG.∵∠DCM+∠BCG=∠FCD=90°.∴∠CDF+∠DCM=90°.∴∠DMC=180°﹣90°=90°.取CD的中点O.连接OB、OF.则OF=CO=CD=.在Rt△BOC中.OB===.根据三角形的三边关系.OM+BM>OB.∴当O、M、B三点共线时.BM的长度最小.∴BM的最小值=OB﹣OF==.故选:D.6.(2021•平凉模拟)如图.在矩形ABCD中.M、N分别是边AD、BC的中点.E、F分别是线段BM、CM的中点.(1)求证:BM=CM.(2)当AB:AD的值为多少时.四边形MENF是正方形?请说明理由.【答案】(1)略(2)当AB:AD=1:2时.四边形MENF是正方形【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是矩形.∴AB=DC.∠A=∠D=90°.∵M为AD中点.∴AM=DM.在△ABM和△DCM中..∴△ABM≌△DCM(SAS).∴BM=CM;(2)解:当AB:AD=1:2时.四边形MENF是正方形.理由如下:∵N、E、F分别是BC、BM、CM的中点.∴NE∥CM.NE=CM.∵MF=CM.∴NE=FM.∵NE∥FM.∴四边形MENF是平行四边形.由(1)知△ABM≌△DCM.∴BM=CM.∵E、F分别是BM、CM的中点.∴ME=MF.∴平行四边形MENF是菱形;∵M为AD中点.∴AD=2AM.∵AB:AD=1:2.∴AD=2AB.∴AM=AB.∵∠A=90°.∴∠ABM=∠AMB=45°.同理∠DMC=45°.∴∠EMF=180°﹣45°﹣45°=90°.∵四边形MENF是菱形.∴菱形MENF是正方形.7.(2021•沂水县二模)如图.四边形ABCD是正方形.△ABE是等边三角形.M为对角线BD(不含B点)上的点.(1)当点M是CE与BD的交点时.如图1.求∠DMC的度数;(2)若点M是BD上任意一点时.将BM绕点B逆时针旋转60°得到BN.连接EN.CM.求证:EN=CM;(3)当点M在何处时.BM+2CM的值最小.说明理由.【答案】(1)60°(2)略(3)当M点位于BD.CE交点时.BM+2CM的值最小【解答】(1)解:∵△AEB是等边三角形.∴EB=AB=AE.∠EBA=60°.∵四边形ABCD是正方形.∴AB=BC.∠ABC=90°.∴EB=CB.∠EBC=∠EBA+∠ABC=60°+90°=150°.∴∠BCE=(180°﹣∠EBC)=×(180°﹣150°)=15°.∵BD是正方形ABCD的对角线.∴∠DBC=45°.∵∠DMC是△BMC的外角.∴∠DMC=∠DBC+∠BCE=45°+15°=60°;(2)证明:由旋转可知.BM=BN.∠MBN=60°.∵∠MBA=45°.∴∠ABN=∠MBN﹣∠MBA=15°.∵∠ABE=60°.∴∠NBE=∠ABE﹣∠ABN=45°.在△BMC和△BNE中..∴△BMC≌△BNE(SAS).∴CM=EN;(3)当M点位于BD.CE交点时.BM+2CM的值最小.理由如下:在△ADM和△CDM中..∴△ADM≌△CDM(SAS).∴AM=CM.将BM绕点B旋转60°.得到BN.∵∠EBN+∠NBA=60°.∠NBA+∠ABM=60°.∴∠EBN=∠ABM.在△ENB和△AMB中..∴△ENB≌△AMB(SAS).∴AM=EN.∵BM=BN.∠NBM=60°.∴△BMN是等边三角形.∴BM=NM.∴BM+2CM=BM+AM+CM=MN+EN+CM=EN+MN+CM.即E.N.M.C四点共线时.有最小值.8.(2022•南昌模拟)已知正方形ABCD与正方形AEFG.正方形AEFG绕点A旋转一周.(1)如图1.连接BG、CF.①求的值;②求∠BHC的度数.(2)当正方形AEFG旋转至图2位置时.连接CF、BE.分别取CF、BE的中点M、N.连接MN.猜想MN与BE的数量关系与位置关系.并说明理由.【答案】(1)①=②45°(2)BE=2MN.MN⊥BE【解答】解:(1)①如图1.连接AF.AC.∵四边形ABCD和四边形AEFG都是正方形.∴AC=AB.AF=AG.∠CAB=∠GAF=45°.∠BAD=90°.∴∠CAF=∠BAG..∴△CAF∽△BAG.∴=;②∵AC是正方形BCD的对角线.∴∠ABC=90°.∠ACB=45°.在△BCH中.∠BHC=180°﹣(∠HBC+∠HCB)=180°﹣(∠HBC+∠ACB+∠ACF)=180°﹣(∠HBC+∠ACB+∠ABG)=180°﹣(∠ABC+∠ACB)=45°;(2)BE=2MN.MN⊥BE.理由如下:如图2.连接ME.过点C作CQ∥EF.交直线ME于Q.连接BH.设CF与AD 交点为P.CF与AG交点为R.∵CQ∥EF.∴∠FCQ=∠CFE.∵点M是CF的中点.∴CM=MF.又∵∠CMQ=∠FME.∴△CMQ≌△FME(ASA).∴CQ=EF.ME=QM.∴AE=CQ.∵CQ∥EF.AG∥EF.∴CQ∥AG.∴∠QCF=∠CRA.∵AD∥BC.∴∠BCF=∠APR.∴∠BCQ=∠BCF+∠QCF=∠APR+∠ARC.∵∠DAG+∠APR+∠ARC=180°.∠BAE+∠DAG=180°.∴∠BAE=∠BCQ.又∵BC=AB.CQ=AE.∴△BCQ≌△BAE(SAS).∴BQ=BE.∠CBQ=∠ABE.∴∠QBE=∠CBA=90°.∵MQ=ME.点N是BE中点.∴BQ=2MN.MN∥BQ.∴BE=2MN.MN⊥BE.。
中考数学复习----《正方形的性质》知识点总结与专项练习题(含答案解析)
中考数学复习----《正方形的性质》知识点总结与专项练习题(含答案解析)知识点总结1.正方形的定义:有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形2.正方形的性质:①具有平行四边形的一切性质。
②具有矩形与菱形的一切性质。
所以正方形的四条边都相等,四个角都是直角。
对角线相互平分且相等,且垂直,且平分每一组对角,把正方形分成了四个全等的等腰直角三角形。
正方形既是中心对称图形,也是轴对称图形。
对角线交点是对称中心,对角线所在直线是对称轴,过每一组对边中点的直线也是对称轴。
练习题1.(2022•黄石)如图,正方形OABC的边长为,将正方形OABC绕原点O顺时针旋转45°,则点B的对应点B1的坐标为()A.(﹣2,0)B.(2,0)C.(0,2)D.(0,2)【分析】连接OB,由正方形的性质和勾股定理得OB=2,再由旋转的性质得B1在y轴正半轴上,且OB1=OB=2,即可得出结论.【解答】解:如图,连接OB,∵正方形OABC的边长为,∴OC=BC=,∠BCO=90°,∠BOC=45°,∴OB===2,∵将正方形OABC绕原点O顺时针旋转45°后点B旋转到B1的位置,∴B 1在y 轴正半轴上,且OB 1=OB =2,∴点B 1的坐标为(0,2),故选:D .2.(2022•广州)如图,正方形ABCD 的面积为3,点E 在边CD 上,且CE =1,∠ABE 的平分线交AD 于点F ,点M ,N 分别是BE ,BF 的中点,则MN 的长为( )A .26B .23C .2﹣3D .226− 【分析】连接EF ,由正方形ABCD 的面积为3,CE =1,可得DE =﹣1,tan ∠EBC ===,即得∠EBC =30°,又AF 平分∠ABE ,可得∠ABF =∠ABE =30°,故AF ==1,DF =AD ﹣AF =﹣1,可知EF =DE =×(﹣1)=﹣,而M ,N 分别是BE ,BF 的中点,即得MN =EF =. 【解答】解:连接EF ,如图:∵正方形ABCD 的面积为3,∴AB =BC =CD =AD =,∵CE =1,∴DE=﹣1,tan∠EBC===,∴∠EBC=30°,∴∠ABE=∠ABC﹣∠EBC=60°,∵AF平分∠ABE,∴∠ABF=∠ABE=30°,在Rt△ABF中,AF==1,∴DF=AD﹣AF=﹣1,∴DE=DF,△DEF是等腰直角三角形,∴EF=DE=×(﹣1)=﹣,∵M,N分别是BE,BF的中点,∴MN是△BEF的中位线,∴MN=EF=.故选:D.3.(2022•贵阳)如图,“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形与中间的一个小正方形拼成的大正方形.若图中的直角三角形的两条直角边的长分别为1和3,则中间小正方形的周长是()A.4B.8C.12D.16【分析】根据题意和题目中的数据,可以计算出小正方形的边长,然后即可得到小正方形的周长.【解答】解:由题意可得,小正方形的边长为3﹣1=2,∴小正方形的周长为2×4=8,故选:B.4.(2022•青岛)如图,O为正方形ABCD对角线AC的中点,△ACE为等边三角形.若AB=2,则OE 的长度为( )A .26B .6C .22D .23【分析】首先利用正方形的性质可以求出AC ,然后利用等边三角形的性质可求出OE .【解答】解:∵四边形ABCD 为正方形,AB =2,∴AC =2,∵O 为正方形ABCD 对角线AC 的中点,△ACE 为等边三角形,∴∠AOE =90°,∴AC =AE =2,AO =,∴OE =×=. 故选:B .5.(2022•泰州)如图,正方形ABCD 的边长为2,E 为与点D 不重合的动点,以DE 为一边作正方形DEFG .设DE =d 1,点F 、G 与点C 的距离分别为d 2、d 3,则d 1+d 2+d 3的最小值为( )A .2B .2C .22D .4【分析】连接AE ,那么,AE =CG ,所以这三个d 的和就是AE +EF +FC ,所以大于等于AC ,故当AEFC 四点共线有最小值,最后求解,即可求出答案.【解答】解:如图,连接AE ,∵四边形DEFG 是正方形,∴∠EDG =90°,EF =DE =DG ,∵四边形ABCD 是正方形,∴AD =CD ,∠ADC =90°,∴∠ADE =∠CDG ,∴△ADE ≌△CDG (SAS ),∴AE =CG ,∴d 1+d 2+d 3=EF +CF +AE ,∴点A ,E ,F ,C 在同一条线上时,EF +CF +AE 最小,即d 1+d 2+d 3最小,连接AC ,∴d 1+d 2+d 3最小值为AC ,在Rt △ABC 中,AC =AB =2,∴d 1+d 2+d 3最小=AC =2, 故选:C .6.(2022•黔东南州)如图,在边长为2的等边三角形ABC 的外侧作正方形ABED ,过点D 作DF ⊥BC ,垂足为F ,则DF 的长为( )A .23+2B .5﹣33C .3﹣3D .3+1【分析】方法一:如图,延长DA 、BC 交于点G ,利用正方形性质和等边三角形性质可得:∠BAG =90°,AB =2,∠ABC =60°,运用解直角三角形可得AG =2,DG =2+2,再求得∠G =30°,根据直角三角形性质得出答案.方法二:过点E 作EG ⊥DF 于点G ,作EH ⊥BC 于点H ,利用解直角三角形可得EH =1,BH =,再证明△BEH ≌△DEG ,可得DG =BH =,即可求得答案.【解答】解:方法一:如图,延长DA、BC交于点G,∵四边形ABED是正方形,∴∠BAD=90°,AD=AB,∴∠BAG=180°﹣90°=90°,∵△ABC是边长为2的等边三角形,∴AB=2,∠ABC=60°,∴AG=AB•tan∠ABC=2×tan60°=2,∴DG=AD+AG=2+2,∵∠G=90°﹣60°=30°,DF⊥BC,∴DF=DG=×(2+2)=1+,故选D.方法二:如图,过点E作EG⊥DF于点G,作EH⊥BC于点H,则∠BHE=∠DGE=90°,∵△ABC是边长为2的等边三角形,∴AB=2,∠ABC=60°,∵四边形ABED是正方形,∴BE=DE=2,∠ABE=∠BED=90°,∴∠EBH=180°﹣∠ABC﹣∠ABE=180°﹣60°﹣90°=30°,∴EH=BE•sin∠EBH=2•sin30°=2×=1,BH=BE•cos∠EBH=2cos30°=,∵EG⊥DF,EH⊥BC,DF⊥BC,∴∠EGF=∠EHB=∠DFH=90°,∴四边形EGFH是矩形,∴FG=EH=1,∠BEH+∠BEG=∠GEH=90°,∵∠DEG+∠BEG=90°,∴∠BEH=∠DEG,在△BEH和△DEG中,,∴△BEH≌△DEG(AAS),∴DG=BH=,∴DF=DG+FG=+1,故选:D.7.(2022•随州)七巧板是一种古老的中国传统智力玩具,如图,在正方形纸板ABCD中,BD为对角线,E,F分别为BC,CD的中点,AP⊥EF分别交BD,EF于O,P两点,M,N分别为BO,DO的中点,连接MP,NF,沿图中实线剪开即可得到一副七巧板.则在剪开之前,关于该图形,下列说法正确的有()①图中的三角形都是等腰直角三角形;②四边形MPEB是菱形;③四边形PFDM的面积占正方形ABCD面积的.A.只有①B.①②C.①③D.②③【分析】①利用正方形的性质和中位线的性质可以解决问题;②利用①的结论可以证明OM≠MP解决问题;③如图,过M作MG⊥BC于G,设AB=BC=x,利用正方形的性质与中位线的性质分别求出BE和MG即可判定是否正确.【解答】解:①如图,∵E,F分别为BC,CD的中点,∴EF为△CBD的中位线,∴EF∥BD,∵AP⊥EF,∴AP⊥BD,∵四边形ABCD为正方形,∴A、O、P、C在同一条直线上,∴△ABC、△ACD、△ABD、△BCD、△OAB、△OAD、△OBC、△OCD、△EFC都是等腰直角三角形,∵M,N分别为BO,DO的中点,∴MP∥BC,NF∥OC,∴△DNF、△OMP也是等腰直角三角形.故①正确;②根据①得OM=BM=PM,∴BM≠PM∴四边形MPEB不可能是菱形.故②错误;③∵E,F分别为BC,CD的中点,∴EF∥BD,EF=BD,∵四边形ABCD是正方形,且设AB=BC=x,∴BD=x,∵AP⊥EF,∴AP⊥BD,∴BO=OD,∴点P在AC上,∴PE=EF,∴PE=BM,∴四边形BMPE是平行四边形,∴BO=BD,∵M为BO的中点,∴BM=BD=x,∵E为BC的中点,∴BE=BC=x,过M作MG⊥BC于G,∴MG=BM=x,∴四边形BMPE的面积=BE•MG=x2,∴四边形BMPE的面积占正方形ABCD面积的.∵E、F是BC,CD的中点,∴S△CEF=S△CBD=S四边形ABCD,∴四边形PFDM的面积占正方形ABCD面积的(1﹣﹣﹣)=.故③正确.故选:C.8.(2022•宁波)将两张全等的矩形纸片和另两张全等的正方形纸片按如图方式不重叠地放置在矩形ABCD内,其中矩形纸片和正方形纸片的周长相等.若知道图中阴影部分的面积,则一定能求出()A.正方形纸片的面积B.四边形EFGH的面积C.△BEF的面积D.△AEH的面积【分析】根据题意设PD=x,GH=y,则PH=x﹣y,根据矩形纸片和正方形纸片的周长相等,可得AP=x+y,先用面积差表示图中阴影部分的面积,并化简,再用字母分别表示出图形四个选项的面积,可得出正确的选项.【解答】解:设PD=x,GH=y,则PH=x﹣y,∵矩形纸片和正方形纸片的周长相等,∴2AP+2(x﹣y)=4x,∴AP=x+y,∵图中阴影部分的面积=S矩形ABCD﹣2△ADH﹣2S△AEB=(2x+y)(2x﹣y)﹣2ו(x﹣y)(2x+y)﹣2ו(2x﹣y)•x=4x2﹣y2﹣(2x2+xy﹣2xy﹣y2)﹣(2x2﹣xy)=4x2﹣y2﹣2x2+xy+y2﹣2x2+xy=2xy,A、正方形纸片的面积=x2,故A不符合题意;B、四边形EFGH的面积=y2,故B不符合题意;C、△BEF的面积=•EF•BQ=xy,故C符合题意;D、△AEH的面积=•EH•AM=y(x﹣y)=xy﹣y2,故D不符合题意;故选:C.9.(2022•重庆)如图,在正方形ABCD中,AE平分∠BAC交BC于点E,点F是边AB上一点,连接DF,若BE=AF,则∠CDF的度数为()A.45°B.60°C.67.5°D.77.5°【分析】根据正方形的性质和全等三角形的判定和性质,可以得到∠ADF的度数,从而可以求得∠CDF的度数.【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,∴AD=BA,∠DAF=∠ABE=90°,在△DAF和△ABE中,,△DAF≌△ABE(SAS),∠ADF=∠BAE,∵AE平分∠BAC,四边形ABCD是正方形,∴∠BAE=∠BAC=22.5°,∠ADC=90°,∴∠ADF=22.5°,∴∠CDF=∠ADC﹣∠ADF=90°﹣22.5°=67.5°,故选:C.10.(2022•重庆)如图,在正方形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O.E、F分别为AC、BD上一点,且OE=OF,连接AF,BE,EF.若∠AFE=25°,则∠CBE的度数为()A.50°B.55°C.65°D.70°【分析】利用正方形的对角线互相垂直平分且相等,等腰直角三角形的性质,三角形的内角和定理和全等三角形的判定与性质解答即可.【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,∴∠AOB=∠AOD=90°,OA=OB=OD=OC.∵OE=OF,∴△OEF为等腰直角三角形,∴∠OEF=∠OFE=45°,∵∠AFE=25°,∴∠AFO=∠AFE+∠OFE=70°,∴∠F AO=20°.在△AOF和△BOE中,,∴△AOF ≌△BOE (SAS ).∴∠F AO =∠EBO =20°,∵OB =OC ,∴△OBC 是等腰直角三角形,∴∠OBC =∠OCB =45°,∴∠CBE =∠EBO +∠OBC =65°.故选:C .11.(2022•益阳)如图,将边长为3的正方形ABCD 沿其对角线AC 平移,使A 的对应点A ′满足AA ′=31AC ,则所得正方形与原正方形重叠部分的面积是 .【分析】由正方形边长为3,可求AC =3,则AA ′=AC =,由平移可得重叠部分是正方形,根据正方形的面积公式可求重叠部分面积.【解答】解:∵正方形ABCD 的边长为3,∴AC =3,∴AA ′=AC =, ∴A ′C =2,由题意可得重叠部分是正方形,且边长为2,∴S 重叠部分=4.故答案为:4.12.(2022•海南)如图,正方形ABCD 中,点E 、F 分别在边BC 、CD 上,AE =AF ,∠EAF =30°,则∠AEB = °;若△AEF 的面积等于1,则AB 的值是 .【分析】利用“HL”先说明△ABE与△ADF全等,得结论∠BAE=∠DAF,再利用角的和差关系及三角形的内角和定理求出∠AEB;先利用三角形的面积求出AE,再利用直角三角形的边角间关系求出AB.【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,∴AB=AD,∠BAD=∠B=∠D=90°.在Rt△ABE和Rt△ADF中,,∴Rt△ABE≌Rt△ADF(HL).∴∠BAE=∠DAF.∴∠BAE=(∠BAD﹣∠EAF)=(90°﹣30°)=30°.∴∠AEB=60°.故答案为:60.过点F作FG⊥AE,垂足为G.∵sin∠EAF=,∴FG=sin∠EAF×AF.∵S△AEF=×AE×FG=×AE×AF×sin∠EAF=1,∴×AE2×sin30°=1.即×AE2×=1.∴AE=2.在Rt△ABE中,∵cos∠BAE=,∴AB=cos30°×AE=×2=.故答案为:.13.(2022•广西)如图,在正方形ABCD中,AB=42,对角线AC,BD相交于点O.点E是对角线AC上一点,连接BE,过点E作EF⊥BE,分别交CD,BD于点F,G,连接BF,交AC于点H,将△EFH沿EF翻折,点H的对应点H′恰好落在BD上,得到△EFH′.若点F为CD的中点,则△EGH′的周长是.【分析】作辅助线,构建全等三角形,先根据翻折的性质得△EGH'≌△EGH,所以△EGH′的周长=△EGH的周长,接下来计算△EGH的三边即可;证明△BME≌△FNE(ASA)和△BEO≌△EFP(AAS),得OE=PF=2,OB=EP=4,利用三角函数和勾股定理分别计算EG,GH和EH的长,相加可得结论.【解答】解:如图,过点E作EM⊥BC于M,作EN⊥CD于N,过点F作FP⊥AC于P,连接GH,∵将△EFH沿EF翻折得到△EFH′,∴△EGH'≌△EGH,∵四边形ABCD是正方形,∴AB=CD=BC=4,∠BCD=90°,∠ACD=∠ACB=45°,∴BD=BC=8,△CPF是等腰直角三角形,∵F是CD的中点,∴CF=CD=2,∴CP=PF=2,OB=BD=4,∵∠ACD=∠ACB,EM⊥BC,EN⊥CD,∴EM=EN,∠EMC=∠ENC=∠BCD=90°,∴∠MEN=90°,∵EF⊥BE,∴∠BEF=90°,∴∠BEM=∠FEN,∵∠BME=∠FNE,∴△BME≌△FNE(ASA),∴EB=EF,∵∠BEO+∠PEF=∠PEF+∠EFP=90°,∴∠BEO=∠EFP,∵∠BOE=∠EPF=90°,∴△BEO≌△EFP(AAS),∴OE=PF=2,OB=EP=4,∵tan∠OEG==,即=,∴OG=1,∴EG==,∵OB∥FP,∴∠OBH=∠PFH,∴tan∠OBH=tan∠PFH,∴=,∴==2,∴OH=2PH,∵OP=OC﹣PC=4﹣2=2,∴OH=×2=,在Rt△OGH中,由勾股定理得:GH==,∴△EGH′的周长=△EGH的周长=EH+EG+GH=2+++=5+.故答案为:5+.14.(2022•无锡)如图,正方形ABCD的边长为8,点E是CD的中点,HG垂直平分AE 且分别交AE、BC于点H、G,则BG=.【分析】设CG=x,则BG=8﹣x,根据勾股定理可得AB2+BG2=CE2+CG2,可求得x 的值,进而求出BG的长.【解答】解:连接AG,EG,∵E是CD的中点,∴DE=CE=4,设CG=x,则BG=8﹣x,在Rt△ABG和Rt△GCE中,根据勾股定理,得AB2+BG2=CE2+CG2,即82+(8﹣x)2=42+x2,解得x=7,∴BG=BC﹣CG=8﹣7=1.故答案是:1.15.(2022•江西)沐沐用七巧板拼了一个对角线长为2的正方形,再用这副七巧板拼成一个长方形(如图所示),则长方形的对角线长为.【分析】根据图形可得长方形的长是正方形的对角线为2,长方形的宽是正方形对角线的一半为1,然后利用勾股定理即可解决问题.【解答】解:根据图形可知:长方形的长是正方形的对角线为2,长方形的宽是正方形对角线的一半为1,则长方形的对角线长==.故答案为:.。
18.5正方形的性质与判定(原卷版)
【例题3】(2022秋•汉台区期末)如图,正方形ABCD的边长为8,在各边上顺次截取AE=BF=CG=DH=6,则四边形EFGH的面积是( )
A.34B.36C.40D.100
解题技巧提炼
正方形的周长:边长×4.
正方形的面积:(1)边长的平方;(2)对角线乘积的一半;
【变式31】(2022秋•永安市期中)正方形的周长为8cm,则它的面积为( )
(1)若连接GF,求证:DG=GF;
(2)若∠BAE=30°,求∠AGD的度数.
【例题5】(2022秋•武侯区期末)下列说法不正确的是( )
A.对角线互相垂直平分的四边形是正方形
B.菱形的对角线互相垂直
C.矩形的对角线相等
D.对角线互相平分的四边形是平行四边形
解题技巧提炼
正方形的判定方法:
①先判定四边形是矩形,再判定这个矩形有一组邻边相等;
【变式12】(2022秋•新城区期末)如图,在正方形ABCD中,E为对角线BD上一点,连接AE、CE,∠BCE=70°,则∠EAD为( )
A.10°B.15°C.20°D.30°
【变式13】(2022秋•保定期末)如图,在正方形ABCD中,等边△AEF的顶点E,F分别在边BC和CD上,则∠AEB等于( )
AE=BF=CM=DN
(1)求证:四边形EFMN是正方形;
(2)若AB=7,AE=3,求四边形EFMN的周长.
【变式72】(2022秋•胶州市校级月考)如图所示,在正方形ABCD中,DF=AP=BQ=CE.
八年级下册数学《第十八章平行四边形》
18.5正方形的性质与判定
●●定义:四条边都相等,四个角都是直角的四边形叫做正方形.
◆1、正方形的四条边都相等,说明正方形是特殊的菱形;
初二数学知识点专题讲解与练习20---正方形(培优版)
F
A
D
M
B
C
A
D
F
EB
M C
E
G
图1
图G2
【例 3】如图,正方形 ABCD 中,E ,F 是 AB ,BC 边上两点,且 EF = AE + FC , DG ⊥ EF 于 G ,求证: DG = DA .
(重庆市竞
2 / 17
解题思路:构造 AE + FC 的线段是解本例的关键.
赛试题)
A
D
E
G
B
延长线上 (CG > BC) ,取线段 AE 的中点 M .连 MD , MF . (1)探究线段 MD , MF 的关系,并加以证明. (2)将正方形 CGEF 绕点 C 旋转任意角后(如图 2),其他条件不变. 探究线段 MD , MF 的关系,并加以证明.
(大
连市中考题改编) 解题思路:由 M 为 AE 中点,想到“中线倍长法”再证三角形全等.
(黑龙江省中考 试题)
解题思路:对于(2),构造 DN − BM 是解题的关键.
4 / 17
A
D
N
BM
C
图1
A
D
C MB
A
D
N
BM
C
图2
人教版八年级数学下册正方形知识点及同步练习、含答案
学科:数学 教学内容:正方形【学习目标】1.掌握正方形的定义、性质和判定方法.2.能正确区别平行四边形、矩形、菱形、正方形之间的关系. 3.能运用正方形的性质和判定方法进行有关的计算和证明.【主体知识归纳】1.正方形:有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形.2.正方形的性质:正方形除具有平行四边形、矩形、菱形的一切性质外,还具有: (1)正方形的四个角都是直角,四条边都相等;(2)正方形的两条对角线相等并且互相垂直平分,每条对角线平分一组对角. 3.正方形的判定(1)根据正方形的定义;(2)有一组邻边相等的矩形是正方形; (3)有一个角是直角的菱形是正方形; (4)既是矩形又是菱形的四边形是正方形.【基础知识精讲】1.掌握正方形定义是学好本节的关键,正方形是在平行四边形的前提下定义的,它包含两层意思:正方形矩形平行四边形并且有一个角是直角的菱形四边形有一组邻边相等的平行⎭⎬⎫)()2()()1(正方形不仅是特殊的平行四边形,而且是特殊的矩形,又是特殊的菱形.2.正方形的性质可归纳如下: 边:对边平行,四边相等; 角:四个角都是直角;对角线:对角线相等,互相垂直平分,每条对角线平分一组对角. 此外:正方形的一条对角线把正方形分成两个全等的等腰直角三角形,对角线与边的夹角是45°;正方形的两条对角线把它分成四个全等的等腰直角三角形,同时,正方形又是轴对称图形,有四条对称轴,学习时,应熟悉这些最基本的内容.【例题精讲】[例1]如图4-50,已知矩形ABCD 中,F 为CD 的中点,在BC 上有一点E ,使AE =DC +CE ,AF 平分∠EAD .求证:矩形ABCD 是正方形.图4—50剖析:欲证矩形ABCD是正方形,只要证明有一组邻边相等即可,由已知AE=DC+CE,容易想到若能证明AE=AD+CE便可证得AD=DC,由于AF平分∠EAD,因此可在AE上截取AG=AD,再证GE=CE,就可得出要证的结论.证明:在AE上截取AG=AD,连结FG、FE.∵四边形ABCD是矩形,∴∠D=∠C=90°.∵AD=AG,∠DAF=∠GAF,AF=AF∴△ADF≌△AGF,∴DF=GF,∠D=∠AGF=90°.∵DF=CF,∴GF=CF.∵∠FGE=∠C=90°,FE=FE,∴Rt△GFE≌Rt△CFE.∴GE=CE,∴AD+CE=AE.又DC+CE=AE,∴AD=DC.∴矩形ABCD是正方形.说明:要判定一个四边形是正方形,可先判定这个四边形是矩形,再证明有一组邻边相等;或先判定它是菱形,再证明有一个角是直角.[例2]如图4-51,已知正方形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,E是AC上一点,过点A作AG⊥EB,垂足为G,AG交BD于点F,则OE=OF.图4—51对上述命题的证明如下:∵四边形ABCD是正方形,∴∠BOE=∠AOF=90°,BO=AO.∴∠3+∠2=90°,∵AG⊥BE,∴∠1+∠3=90°.∴∠1=∠2,∴△BOE≌△AOF,∴OE=OF问题:对于上述命题,若点E在AC延长线上,AG⊥EB,交EB的延长线于G,AG的延长线交DB的延长线于点F,其他条件不变(如图4-52),结论“OE=OF”还成立吗?如果成立,请给出证明;如果不成立,请说明理由.图4—52剖析:可仿上述的证明,证△BOE≌△AOF.解:结论OE=OF仍然成立,证明如下:∵四边形ABCD是正方形,∴∠BOE=∠AOF=90°,BO=AO,∴∠OFA+∠FAE=90°又∵AG⊥EB,∴∠OEB+∠EAF=90°,∴∠OEB=∠OFA,∴△BOE≌△AOF,∴OE=OF.[例3]有一正方形池塘,池塘四个角上有四棵树,现计划把此池塘改为面积扩大一倍的正方形,能否不毁掉树木而达到要求?请你设计出方案来.图4—53剖析:新改造的池塘的面积是原面积的2倍,因此,新边长应为原边长的2倍,而正方形的对角线是边长的2倍,故以原对角线的长为边长构造新的正方形.答案:如图4-53,分别过B、D作AC的平行线,分别过A、C作BD的平行线,四条线分别交于A′、B′、C′、D′,则四边形A′B′C′D′为要求的正方形.【同步达纲练习】1.选择题(1)下列命题中,假命题的个数是()①四边都相等的四边形是正方形②对角线互相垂直的平行四边形是正方形③四角都相等的四边形是正方形④对角线相等的菱形是正方形A.1 B.2 C.3 D.4(2)正方形具有而菱形不具有的性质是()A.对角线互相垂直平分B.对角线相等C.邻边相等D.每条对角线平分一组对角(3)正方形的对角线与边长之比为()A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.2∶1(4)以等边△ABC的边BC为边向外作正方形BCDE,则①∠ABD=105°,②∠ACD=150°,③∠DAE=30°,④△ABE≌△ACD,其中正确的结论有()A.1个 B.2个 C.3个 D.4个(5)在正方形ABCD中,P、Q、R、S分别在边AB、BC、CD、DA上,且AP=BQ=CR=DS =1,AB=5,那么四边形PQRS的面积等于()A.17 B.16 C.15 D.9(6)如图4-54,正方形ABCD中,O是对角线AC、BD的交点,过O点作OE⊥OF分别交AB、BC于E、F,若AE=4,CF=3,则EF等于()图4—54A.7 B.5 C.4 D.3(7)在正方形ABCD中,E、F两点分别是BC、CD边上的点,若△AEF是边长为2的等边三角形,则正方形ABCD的边长为()A.213+B.213-C.3 D.2(8)如图4-55,在正方形ABCD中,CE=MN,∠MCE=35°,那么∠ANM等于()图4—55A.45°B.55°C.65°D.75°2.填空题(1)已知正方形的面积是16 cm2,则它的一边长是_____,一条对角线长是_____.(2)已知正方形的对角线长为22,则此正方形的周长为_____,面积为_____. (3)在正方形ABCD 中,两条对角线相交于O ,∠BAC 的平分线交BD 于E ,若正方形ABCD 的周长是16 cm ,则DE =_____cm .(4)在正方形ABCD 的边BC 的延长线上取一点E ,使CE =AC ,连结AE 交CD 于F ,那么∠AFC 等于_____度.3.如图4-56,已知正方形ABCD 中,E 为CD 边上一点,F 为BC 延长线上一点,且CE =CF .图4—56(1)求证:△BCE ≌△DCF ;(2)若∠BEC =60°,求∠EFD 的度数.4.已知:如图4-57,在正方形ABCD 中,E 是CB 延长线上一点,EB =21BC ,如果F 是AB 的中点,请你在正方形ABCD 上找一点,与F 点连结成线段,并证明它和AE 相等.图4—575.以△ABC 的AB 、AC 为边,向三角形外作正方形ABDE 及ACGF ,作AN ⊥BC 于点N ,延长NA 交EF 于M 点.(1)求证:EM =FM ;(2)若使AM =21EF ,则△ABC 必须满足什么条件呢?图4—586.如图4-58,已知正方形ABCD 中,M 、F 分别在边AB 、AD 上,且MB =FD ,E 是AB 延长线上一点,MN ⊥DM ,MN 与∠CBE 的平分线相交于N .求证:DM =MN .7.如图4-59,已知C是线段AB上的一点,分别以AC、BC为边作正方形ACDE和BCFG.图4—59求证:AF=DB;若点C在线段AB的延长线上,猜想上述结论是否正确,如果正确,请加以证明,如果不正确,请说明理由.【思路拓展题】你会设计吗今有一片正方形土地,要在其上修筑两条笔直的道路,使道路把这片地分成形状相同且面积相等的4部分,若道路的宽度忽略不计,请设计三种不同的修筑方案.(在给出如图4-60的三张正方形纸片上分别画图,并简述画图步骤)图4—60参考答案【同步达纲练习】1.(1)C (2)B (3)B (4)D (5)A (6)B (7)A(8)B2.(1)4 42(2)8 4 (3)4 (4)112.53.(1)略(2)15°4.连结CF,可证△ABE≌△CBF或连结DF,让△ABE≌△DAF。
人教版初中数学八年级下册正方形2知识点及同步练习、含答案
人教版初中数学八年级下册正方形2知识点及同步练习、含答案学科:数学教学内容:正方形【学习目标】1.探索并掌握正方形的概念及特征,并学会识别正方形.2.能正确理解平行四边形、矩形、菱形、正方形的区别与联系.【基础知识概述】1.正方形定义:(1)有一组邻边相等并且有—个角是直角的平行四边形叫做正方形.(2)正方形既是有一组邻边相等的矩形,又是有—个角是直角的菱形.(3)既是矩形又是菱形的四边形是正方形.2.正方形的特征:正方形具有四边形、平行四边形、矩形、菱形的一切特征.(1)边——四边相等、邻边垂直、对边平行.(2)角——四角都是直角.(3)对角线——①相等;②互相垂直平分;③每条对角线平分一组对角.(4)是轴对称图形,有4条对称轴.3.正方形的识别方法:(1)一组邻边相等的矩形是正方形.(2)—个角是直角的菱形是正方形.4.正方形与矩形、菱形、平行四边形的关系:矩形、菱形、正方形都是特殊的平行四边形,它们的包含关系如图12-2-13.5.正方形的面积:正方形的面积等于边长的平方或者等于两条对角线乘积的一半.【例题精讲】例1如图12-2-14,已知过正方形ABCD对角线BD上一点P,作PE⊥BC于E,作PF⊥CD于F.试说明AP=EF.分析:由PE⊥BC,PF⊥CD知,四边形PECF为矩形,故有EF=PC,这时只需证AP =CP,由正方形对角线互相垂直平分知AP=CP.解:连结AC、PC,∵四边形ABCD为正方形,∴BD垂直平分AC,∴AP=CP.∵PE⊥BC,PF⊥CD,∠BCD=90°,∴四边形PECF为矩形,∴PC=EF,∴AP=EF.注意:①在正方形中,常利用对角线互相垂直平分证明线段相等.②无论是正方形还是矩形经常通过连结对角线证题,这样可以使分散条件集中.思考:由上述条件是否可以得到AP⊥EF.提示:可以,延长AP交EF于N,由PE∥AB,有∠NPE=∠BAN.又∠BAN=∠BCP,而∠BCP=∠PFE,故∠NPE=∠PFE,而∠PFE+∠PEF=90°,所以∠NPE+∠PEF=90°,则AP⊥EF.例2如图12-2-15,△ABC中,∠ABC=90°,BD平分∠ABC,DE⊥BC,DF⊥AB,试说明四边形BEDF是正方形.解:∵∠ABC=90°,DE⊥BC,∴DE∥AB,同理,DF∥BC,∴BEDF是平行四边形.∵BD平分∠ABC,DE⊥BC,DF⊥AB,∴DE=DF.又∵∠ABC=90°,BEDF是平行四边形,∴四边形BEDF是正方形.思考:还有没有其他方法?提示:(有一种方法可以证四边形DFBE为矩形,然后证BE=DE,可得.另一种方法,可证四边形DFBE为菱形,后证一个角为90°可得)注意:灵活选择正方形的识别方法.例3 如图12-2-16所示,四边形ABCD是正方形,△ADE是等边三角形,求∠BEC 的大小.分析:等边三角形和正方形都能提供大量的线段相等和角相等,常能产生一些等腰三角形,十分便于计算.在本题中,必须注意等边三角形与正方形不同的位置关系.在(1)图中,△ABE和△DCE都是等腰三角形,顶角都是150°,可得底角∠AEB与∠DEC都是15°,则∠BEC为30°.而在(2)图中,等边三角形在正方形内部,△ABE和△DCE是等腰三角形,顶角是30°,可得底角∠AEB和∠DEC为75°,再利用周角可求得∠BEC=150°.解:(1)当等边△ADE在正方形ABCD外部时,AB=AE,∠BAE=90°+60°=150°,所以∠AEB=15°.同理可得∠DEC=15°,则∠BEC=60°-15°-15°=30°.(2)当等边△ADE在正方形ABCD内部时,AB=AE,∠BAE=90°-60°=30°,所以∠AEB=75°.同理可得∠DEC=75°,则∠BEC=360°-75°-75°-60°=150°.【中考考点】会用正方形的性质来解决有关问题,并能用正方形的定义来判断四边形是否为正方形.【命题方向】本节出题比较灵活,填空题、选择题、证明题均可出现.正方形是特殊的平行四边形,考查正方形的内容,实质上是对平行四边形知识的综合,涉及正方形知识的题型较多,多以证明题形式出现.【常见错误分析】已知如图12-2-18,△ABC中,∠C=90°,分别以AC和BC为边向外作正方形ACFH 和正方形BCED,HM⊥BA的延长线于M,DK⊥AB的延长线于K.试说明AB=DK+HM.错解:延长DK到S,使KS=HM,连结SB.∵∠2=∠3,∠2+∠4=90°,∴∠3+∠4=90°.在△ABC和△SDB中,∵∠ACB=∠SBD=90°,BC=BD,∠2=90°-∠4=∠5∴△ABC与△SDB重合,∴AB=SD=SK+DK,即AB=HM+DK.分析指导:由于S、B、C三点共线未经证明,所以∠2=∠3的理由是不充足的,因此又犯了思维不严密的错误.正解:如图12-2-18,延长DK交CB延长线于S,下面证KS=MH.在△ACB和△SBD中,∵BD=BC,∠SBD=∠ACB=90°,又∠2=∠3=∠5,∴△ACB与△SBD重合,∴AB=DS,BS=AC=AH.在△BKS和△AMH中,∵∠1=∠2=∠3,∠AMH=∠SKB=90°,BS=AH,∴△BKS与△AMH重合,∴KS=HM,∴AB=DK+HM.【学习方法指导】正方形是最特殊的平行四边形,它既是一组邻边相等的矩形,又是有一个角为直角的菱形,所以它的性质最多,易混淆.故最好把平行四边形、矩形、菱形、正方形列表写出它们的定义、性质、判定,这样更容易记忆和区分.【同步达纲练习】一、填空题1.正方形既是________相等的矩形,又是有一个角是________的菱形.2.正方形ABCD中,对角线AC=24,P是AB边上一点,则点P到对角线AC、BD 的距离和为________.3.已知对角线AC、BD相交于O,(1)若AB=BC,则是________;(2)若AC=BD,则是________;(3)若∠BCD=90°,是________;(4)若OA=OB,则是________;(5)若AB=BC,且AC=BD,则是________.4.在边长为2的正方形中有一点P ,那么这个点P 到四边的距离之和是________. 5.如图12-2-19,正方形ABCD 的面积等于2cm 9,正方形DEFG 的面积等于2cm 4,则阴影部分的面积S =________2cm .6.如图12-2-20,下面由火柴棒拼出的一系列图形中,第n 个图形由n 个正方形组成,通过观察可以发现:(1)第4个图形中火柴棒的根数是________; (2)第n 个图形中火柴棒的根数是________.7.已知E 、F 为正方形ABCD 的边BC 、CD 上的点,AE 、AF 分别与对角线BD 相交于M 、N ,若∠EAF =50°,则∠CME +∠CNF =________.二、解答题8.如图12-2-21所示,四边形ABCD 是正方形,延长BC 到点E ,使CE =AC ,连结AE ,交CD 于F ,求∠AFC 的度数.9.如图12-2-22,已知正方形ABCD 中,BE ∥AC ,AE =AC ,试说明CE =CF .10.如图12-2-23,正方形ABCD中,AC与BD相交于O,E、F分别是DB、BD延长线上的点,且BE=DF,试说明∠E=∠F.11.如图12-2-24所示,点G是边长为4的正方形ABCD边上的一点,矩形DEFG的边EF过点A,已知DG=5,求FC的值.参考答案【同步达纲练习】1.邻边,直角 2.123.(1)菱形 (2)矩形 (3)矩形 (4)矩形 (5)正方形 4.45.27 6.(1)13 (2)3n +1 7.100°8.在正方形ABCD 中,∠ACB =45°(正方形的每条对角线平分一组对角).已知AC =CE ,所以∠CAE =∠E ,所以∠CAE +∠E =45°,所以∠E =22.5°.因为∠DCE =90°,∠AFC =∠DCE +∠E =90°+22.5°=112.5°.9.过点E 作EG ⊥AC 于G ,连结BD , ∵EG ⊥AC ,BD ⊥AC , ∴EG ∥BD . 又AC ∥BE ,∴四边形EGOB 是矩形, ∴EG =BO . ∵BD =AC ,∴AE 21AC 21EG ==,∴∠EAG =30°.∵△ACE 是等腰三角形,∴︒=︒-︒=∠75)30180(21AEC .∵AC 是正方形ABCD 的对角线, ∴∠ACB =45°.∵∠CFE =∠EAC +∠FCA =30°+45°=75°, 即∠CFE =∠CEF , ∴CF =CE .10.提示:易知OF =OE ,且AC ⊥BD 于O , ∴AC 为EF 的中垂线, ∴EC =CF , ∴∠E =∠F .11.连结AG ,过点A 作AH ⊥GD ,过点G 作GP ⊥AD ,垂足分别为H 、P ,易知AH=FG ,PG =AB ,所以依题意有PG AD 21AH DG 21S AGD ⨯⨯=⨯⨯=∆,即4421AH 521⨯⨯=⨯⨯,所以AH =3.2,即FG =3.2.。
八年数学下章节要点归纳与典题解析正方形二
年班姓名【学习目标】1.理解正方形的概念,了解平行四边形、矩形及菱形与正方形的概念之间的从属关系;2.掌握正方形的性质及判定方法.【要点梳理】要点一、正方形的定义四条边都相等,四个角都是直角的四边形叫做正方形.要点诠释:既是矩形又是菱形的四边形是正方形,它是特殊的菱形,又是特殊的矩形,更为特殊的平行四边形,正方形是有一组邻边相等的矩形,还是有一个角是直角的菱形.要点二、正方形的性质正方形具有四边形、平行四边形、矩形、菱形的一切性质.1.边——四边相等、邻边垂直、对边平行;2.角——四个角都是直角;3.对角线——①相等,②互相垂直平分,③每条对角线平分一组对角;4.是轴对称图形,有4条对称轴;又是中心对称图形,两条对角线的交点是对称中心.要点诠释:正方形具有平行四边形、矩形、菱形的一切性质,其对角线将正方形分为四个等腰直角三角形.要点三、正方形的判定正方形的判定除定义外,判定思路有两条:或先证四边形是菱形,再证明它有一个角是直角或对角线相等(即矩形);或先证四边形是矩形,再证明它有一组邻边相等或对角线互相垂直(即菱形).要点四、特殊平行四边形之间的关系或者可表示为:要点五、顺次连接特殊的平行四边形各边中点得到的四边形的形状(1)顺次连接平行四边形各边中点得到的四边形是平行四边形.(2)顺次连接矩形各边中点得到的四边形是菱形.(3)顺次连接菱形各边中点得到的四边形是矩形.(4)顺次连接正方形各边中点得到的四边形是正方形.要点诠释:新四边形由原四边形各边中点顺次连接而成.(1)若原四边形的对角线互相垂直,则新四边形是矩形.(2)若原四边形的对角线相等,则新四边形是菱形.(3)若原四边形的对角线垂直且相等,则新四边形是正方形.【典型例题】类型一、正方形的性质1、已知:如图,在正方形ABCD中,点E在边CD上,AQ⊥BE于点Q,DP⊥AQ于点P.(1)求证:AP=BQ;(2)在不添加任何辅助线的情况下,请直接写出图中四对线段,使每对中较长线段与较短线段长度的差等于PQ的长.【思路点拨】(1)根据正方形的性质得出AD=BA,∠BAQ=∠ADP,再根据已知条件得到∠AQB=∠DPA,判定△AQB≌△DPA并得出结论;(2)根据AQ﹣AP=PQ和全等三角形的对应边相等进行判断分析.【答案与解析】解:(1)∵正方形ABCD∴AD=BA,∠BAD=90°,即∠BAQ+∠DAP=90°∵DP⊥AQ∴∠ADP+∠DAP=90°∴∠BAQ=∠ADP∵AQ⊥BE于点Q,DP⊥AQ于点P∴∠AQB=∠DPA=90°∴△AQB≌△DPA(AAS)∴AP=BQ(2)①AQ﹣AP=PQ②AQ﹣BQ=PQ③DP﹣AP=PQ④DP﹣BQ=PQ【总结升华】本题主要考查了正方形以及全等三角形,解决问题的关键是掌握:正方形的四条边相等,四个角都是直角.解题时需要运用:有两角和其中一角的对边对应相等的两个三角形全等,以及全等三角形的对应边相等.举一反三:【变式1】如图四边形ABCD是正方形,点E、K分别在BC,AB上,点G在BA的延长线上,且CE =BK =AG .以线段DE 、DG 为边作DEFG .(1)求证:DE =DG ,且DE ⊥DG .(2)连接KF ,猜想四边形CEFK 是怎样的特殊四边形,并证明你的猜想.【答案】证明:(1)∵ 四边形ABCD 是正方形,∴ DC =DA ,∠DCE =∠DAG =90°.又∵ CE =AG ,∴ △DCE ≌△DAG ,∴ ∠EDC =∠GDA ,DE =DG .又∵ ∠ADE +∠EDC =90°,∴ ∠ADE +∠GDA =90°,∴ DE ⊥DG .(2)四边形CEFK 为平行四边形.证明:设CK ,DE 相交于M 点,∵ 四边形ABCD 和四边形DEFG 都是正方形,∴ AB ∥CD ,AB =CD ,EF =DG ,EF ∥DG ;∵ BK =AG ,∴ KG =AB =CD .∴ 四边形CKGD 为平行四边形.∴ CK =DG =EF ,CK ∥DG ∥EF∴ 四边形CEFK 为平行四边形.【变式2】如图,三个边长均为2的正方形重叠在一起,O 1、O 2是其中两个正方形的中心,则阴影部分的面积是_______.【答案】2;提示:阴影部分面积等于正方形面积的一半.类型二、正方形的判定2、如图,在Rt △ABC 中,∠BAC=90°,AD=CD ,点E 是边AC 的中点,连接DE ,DE 的延长线与边BC 相交于点F ,AG ∥BC ,交DE 于点G ,连接AF 、CG .(1)求证:AF=BF ;(2)如果AB=AC ,求证:四边形AFCG 是正方形.Y【思路点拨】(1)根据线段垂直平分线的性质,可得AF=CF,再根据等角的余角相等可得∠B=∠BAF,所以AF=BF.(2)由AAS可证△AEG≌△CEF,所以AG=CF.由一组对边平行且相等的四边形是平行四边形得四边形AFCG是平行四边形,进而证得四边形AFCG是菱形,最后根据有一个角为直角的菱形是正方形得证四边形AFCG是正方形.【答案与解析】证明:(1)∵AD=CD,点E是边AC的中点,∴DE⊥AC.即得DE是线段AC的垂直平分线.∴AF=CF.∴∠FAC=∠ACB.在Rt△ABC中,由∠BAC=90°,得∠B+∠ACB=90°,∠FAC+∠BAF=90°.∴∠B=∠BAF.∴AF=BF.(2)∵AG∥CF,∴∠AGE=∠CFE.又∵点E是边AC的中点,∴AE=CE.在△AEG和△CEF中,,∴△AEG≌△CEF(AAS).∴AG=CF.又∵AG∥CF,∴四边形AFCG是平行四边形.∵AF=CF,∴四边形AFCG是菱形.在Rt△ABC中,由AF=CF,AF=BF,得BF=CF.即得点F是边BC的中点.又∵AB=AC,∴AF⊥BC.即得∠AFC=90°.∴四边形AFCG是正方形.【总结升华】本题考查的是正方形的判定方法,考查了线段垂直平分线的性质、全等三角形的判定与性质等基础知识的灵活运用,判别一个四边形是正方形主要是根据正方形的定义及其性质.举一反三:【变式】如图,矩形ABCD中,AD=6,DC=8,菱形EFGH的三个顶点E,G,H分别在矩形ABCD的边AB,CD,DA上,AH=2,连结CF.(1)若DG=2,求证:四边形EFGH为正方形;(2)若DG=6,求△FCG的面积.【答案】(1)证明:∵四边形EFGH为菱形,∴HG=EH,∵AH=2,DG=2,∴DG=AH,在Rt△DHG和△AEH中,,∴Rt△DHG≌△AEH,∴∠DHG=∠AEH,∵∠AEH+∠AHG=90°,∴∠DHG+∠AHG=90°,∴∠GHE=90°,∵四边形EFGH为菱形,∴四边形EFGH为正方形;(2)解:作FQ⊥CD于Q,连结GE,如图,∵四边形ABCD为矩形,∴AB∥CD,∴∠AEG=∠QGE,即∠AEH+∠HEG=∠QGF+∠FGE,∵四边形EFGH为菱形,∴HE=GF,HE∥GF,∴∠HEG=∠FGE,∴∠AEH=∠QGF,在△AEH和△QGF中,∴△AEH≌△QGF,∴AH=QF=2,∵DG=6,CD=8,∴CG=2,∴△FCG的面积=CG•FQ=×2×2=2.类型三、正方形综合应用3、E、F分别是正方形ABCD的边AD和CD上的点,若∠EBF=45°.(1)求证:AE+CF=EF.(2)若E点、F点分别是边DA、CD的延长线上的点,结论(1)仍成立吗?若成立,请证明,若不成立,写出正确结论并加以证明.【答案与解析】证明:(1)延长DC ,使CH =AE ,连接BH ,∵ 四边形ABCD 是正方形,∴ ∠A =∠BCH =90°,又AB =BC ,CH =AE ,∴ Rt △BAE ≌Rt △BCH ,∴ ∠1=∠2,BE =BH .又∵ ∠1+∠3+∠4=90°,∠4=45°,∴ ∠1+∠3=45°,∠2+∠3=45°,在△EBF 和△HBF 中,∴ △EBF ≌△HBF ,∴ EF =FH =FC +CH =AE +CF .即AE +CF =EF .(2)如图所示:不成立,正确结论:EF =CF -AE .证明:在CF 上截取CH =AE ,连接BH .∵ 四边形ABCD 是正方形,∴ 在Rt △EAB 和Rt △HCB 中,∴ Rt △EAB ≌Rt △HCB ,∴ BE =BH ,∠EBA =∠HBC .∵ ∠HBC +∠ABH =90°,∴ ∠EBA +∠ABH =90°.又∵ ∠EBF =45°,∴ ∠HBF =45°,即∠EBF =∠HBF .在△EBF 和△HBF 中∴ △EBF ≌△HBF ,∴ EF =FH =CF -CH =CF -AE ,即EF =CF -AE .【总结升华】本题主要考察正方形的性质,全等三角形的性质和判定,关键在于用“截长补短”的方法正确地作出辅助线.4、正方形ABCD 的对角线交点为O ,如图所示,AE 平分∠BAC 交BC 于E ,交OB 于F ,求证:EC =2FO .,,,BE BH EBF HBF BF BF =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩90AE CH EAB HCB AB BC =⎧⎪∠=∠=⎨⎪=⎩,°,,,,,BE BH EBF HBF BF BF =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩【思路点拨】在平面几何中,要证明一条线段等于另一条线段的2倍或12,通常采用折半法或加倍法.而折半法又可分直接折半法和间接折半法;加倍又可分直接加倍法和间接加倍法.这就需要学生仔细研究,找到解决问题的合适方法.【答案与解析】证法一:(间接折半法)如图①所示.∵∠3=∠1+∠4,∠5=∠2+∠6.而∠1=∠2,∠4=∠6=45°.∴∠3=∠5,BE=BF.取AE的中点G,连接OG,∵ AO=OC,∴ OG 12 EC.由∠7=∠5,∠8=∠3,∴∠7=∠8,∴ FO=GO.∴ EC=2OG=2FO.证法二:(直接折半法)如图②所示.由证法一得BE=BF.取EC的中点H,连接OH.∵ AO=OC,∴ OH∥AE.∴∠BOH=∠BFE=∠BEF=∠BHO.∴ BO=BH,∴ FO=EH.∴ EC=2EH=2FO.证法三:(直接加倍法)如图③所示.由证法一得BE=BF.在OD上截取OM=OF,连接MC.易证Rt△AOF≌Rt△COM.∴∠OAF=∠OCM,∴ AE∥MC.由∠BMC=∠BFE=∠BEF=∠BCM,∴ FM=EC.∴ EC=FM=2FO.【总结升华】若题目中涉及线段的倍半关系和中点问题时,要联想中位线定理,利用中点构造中位线,要注意从不同的角度进行思构,构造不同的辅助线来解决问题.举一反三:【变式】在正方形ABCD的边AB上任取一点E,作EF⊥AB交BD于点F,取FD的中点G,连接EG、CG,如图①,易证EG=CG,且EG⊥CG.(1)将△BEF绕点B逆时针旋转90°,如图②,则线段EG和CG有怎样的数量关系和位置关系?请直接写出你的猜想.(2)将△BEF绕点B逆时针旋转180°,如图③,则线段EG和CG又有怎样的数量关系和位置关系?请写出你的猜想,并加以证明.【答案】解:(1)EG =CG ,且EG ⊥CG .(2)EG =CG ,且EG ⊥CG .证明:延长FE 交DC 延长线于M ,连MG ,如图③, ∵ ∠AEM =90°,∠EBC =90°,∠BCM =90°, ∴ 四边形BEMC 是矩形.∴ BE =CM ,∠EMC =90°,又∵ BE =EF ,∴ EF =CM .∵ ∠EMC =90°,FG =DG ,∴ MG =FD =FG . ∵ BC =EM ,BC =CD ,∴ EM =CD .∵ EF =CM ,∴ FM =DM ,∴ ∠F =45°. 又FG =DG ,∠CMG =∠EMD =45°, ∴ ∠F =∠GMC ,∴ △GFE ≌△GMC ,∴ EG =CG ,∠FGE =∠MGC ,∵ MG ⊥DF ,∴ ∠FGE +∠EGM =90°,∴ ∠MGC +∠EGM =90°即∠EGC =90°, ∴ EG ⊥CG .1212。
2019-2020学年度最新浙教版八年级数学下册《正方形》单元考点练习及答案解析一精品试卷
5.3 正方形(二)(第1题)1.如图,以正方形ABCD 的边AB 为一边向内作等边三角形ABE ,连结EC ,则∠BEC 的度数为(D)A .45°B .60°C .67.5°D .75°2.已知正方形ABCD 的边长为2,E ,F 分别为BC 和CD 边上的中点,则S △AEF =(B)A.52B.32 C .2 D.3553.有下列图形:①平行四边形;②菱形;③矩形;④正方形;⑤三角形.其中一定能够找到一点,使该点到各边距离都相等的是(D)A. ①②B. ②③④⑤C. ②④D. ②④⑤4.在正方形ABCD 中,对角线长为2 cm ,E 是AB 边上任意一点,则点E 到两条对角线的距离之和是(B)A. 22cmB. 1 cmC. 2 cmD. 2cm5.已知正方形ABCD的对角线AC,BD交于点O,且AC=16 cm,则DO=__8__cm,BO=__8__cm,∠OCD=__45°__.(第6题)6.如图,已知正方形ABCD的边长为2,△BPC是等边三角形,则△CDP的面积是__1__,△BPD的面积是__3-1__.(第7题)7.如图,在正方形ABCD中,G为CD边上的一个动点(点G与点C,D不重合),以CG为一边向正方形ABCD外作正方形GCEF,连结DE交BG的延长线于点H.求证:(1)△BCG≌△DCE.(2)BH⊥DE.【解】(1)∵四边形ABCD,四边形GCEF都是正方形,∴BC=DC,GC=EC,∠BCG=∠DCE=90°,∴△BCG≌△DCE(SAS).(2)由(1)知,△BCG≌△DCE,∴∠GBC=∠EDC.又∵∠BGC=∠DGH,∴∠DHG=∠BCG=90°,即BH ⊥DE.8.如图,已知正方形ABCD 的边长为1,连结AC ,BD 交于点O ,CE 平分∠ACD ,交BD 于点E ,求DE 的长.(第8题)【解】 过点E 作EF ⊥DC 于点F. ∵四边形ABCD 是正方形, ∴∠ODC =45°,AC ⊥BD. ∵CE 平分∠ACD ,EF ⊥DC ,∴CO =CF ,∠DEF =45°=∠ODC ,∴EF =DF. ∵正方形ABCD 的边长为1, ∴AC = 2.∴CO =12AC =22.∴CF =CO =22.∴EF =DF =DC -CF =1-22.∴DE =EF 2+DF 2=2-1.9.若将正方形分成k 个全等的矩形,其中上、下各横排两个,中间竖排若干个,则k 的值为(B)A. 6B. 8C. 10D. 12【解】 设正方形的边长为1,则矩形的长为12,该矩形的宽为x ,根据题意,得 x +12+x =1, 解得x =14.∴k =2+2+1÷14=8.(第9题) (第10题)10.如图,将正方形OABC 放在平面直角坐标系中,O 是原点,点A 的坐标为(1,3),则点C 的坐标为(-3,1).【解】 过点A 作AD ⊥x 轴于点D ,过点C 作CE ⊥x 轴于点E. ∵四边形OABC 是正方形,∴OA =OC ,∠AOC =90°, ∴∠COE +∠AOD =90°. 又∵∠OAD +∠AOD =90°, ∴∠OAD =∠COE. 在△AOD 和△OCE 中, ∵⎩⎪⎨⎪⎧∠OAD =∠COE ,∠ADO =∠OEC =90°,AO =OC ,∴△AOD ≌△OCE(AAS).∴OE =AD =3,CE =OD =1. ∵点C 在第二象限, ∴点C 的坐标为(-3,1).(第11题)11.如图,F 是正方形ABCD 的边CD 上的一个动点,BF 的垂直平分线交对角线AC 于点E ,连结BE ,FE ,则∠EBF 的度数是45°.【解】 过点E 作HI ∥BC ,分别交AB ,CD 于点H ,I ,则∠BHE =∠EIF =90°.∵E 是BF 的垂直平分线EM 上的点, ∴BE =EF.∵E 是正方形对角线AC 上的点,即E 是∠BCD 的平分线上一点, ∴点E 到BC 和CD 的距离相等,∴BH =EI. 在Rt △BHE 和Rt △EIF 中,∵⎩⎪⎨⎪⎧BE =EF ,BH =EI ,∴Rt △BHE ≌Rt △EIF(HL). ∴∠HBE =∠IEF. ∵∠HBE +∠HEB =90°, ∴∠IEF +∠HEB =90°, ∴∠BEF =90°. 又∵BE =EF ,∴∠EBF =∠EFB =45°.12.如图,正方形ABCD 的边长为1,P 为BC 边上任意一点(可与点B ,C 重合),分别过点B ,C ,D 作射线AP 的垂线,垂足分别为B ′,C ′,D ′,求BB ′+CC ′+DD ′的最大值与最小值.(第12题) (第12题解) 【解】 如解图,连结AC ,DP. 由题意,得S △ACD =S △ADP =12AP ·DD ′.∵S △ABP +S △ACP +S △ACD =1,∴12AP ·BB ′+12AP ·CC ′+12AP ·DD ′=1, ∴BB ′+CC ′+DD ′=2AP.易知1≤AP ≤2(当点P 与点B 重合时,AP =1;当点P 与点C 重合时,AP =2),∴2≤BB ′+CC ′+DD ′≤2.即BB ′+CC ′+DD ′的最大值为2,最小值为 2.(第13题)13.如图,正方形ABCD的周长为40 m,甲、乙两人分别从A,B 同时出发,沿正方形的边行走,甲按逆时针方向每分钟行55 m,乙按顺时针方向每分钟行30 m.(1)出发几分钟后,甲、乙两人第一次在正方形的顶点处相遇.(2)如果用记号(a,b)表示两人走a(min),并相遇b次,那么当两人出发后第一次处在正方形的两个相对顶点位置时,对应的记号是多少?【解】(1)设出发x(min)后,甲、乙第y次相遇(y是正整数),则有:(55+30)x=40(y-1)+10,即85x=40y-30,17x=8y-6,∴y=17x+68=2x+x+68.∵当甲、乙都在顶点处时,甲、乙的路程都必须为10的倍数,即55x和30x都为10的倍数,∴x为2的倍数.又∵y是正整数,∴x最小为2.∴出发2 min后,甲、乙两人第一次在正方形的顶点处相遇.(2)∵当甲、乙处在正方形的两个相对顶点位置时,他们相差20 m,∴(55+30)a=40(b-1)+10+20,即85a=40b-10,17a=8b-2,∴b=17a+28=2a+a+28.由(1)知a为2的倍数,且b为整数,∴a最小为6.当a=6时,b=13,∴对应的记号为(6,13).。
初中八年级数学重点学习课件:正方形(知识点串讲)(解析版)
专题10 正方形知识网络重难突破一. 正方形的性质正方形:有一组邻边相等,且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形. 如图:正方形ABCD.正方形除了具有平行四边形的所有性质外,还具有矩形和菱形的所有性质,如下:①正方形的对边平行且相等;(AB∥CD,AB=CD;BC∥AD,BC=AD)②正方形的四条边都相等;(AB=BC=CD=AD)③正方形的四个角都是直角;(∠BAD=∠ADC=∠DCB=∠CBA=90°)④正方形的两条对角线相等,互相垂直平分,并且每一条对角线平分一组对角;(AC=BD,AC⊥BD,OA=OB=OC=OD,AC是∠DAB和∠DCB的角平分线,BD是∠ADC和∠CBA的角平分线)⑤对称性:正方形是一个轴对称图形,它有四条对称轴.(对称轴是它对边中点的连线和它的两条对角线所在的直线(AC,BD))典例1.(2018春•随县期末)已知:如图,在正方形ABCD外取一点E,连接AE,BE,DE,过点A作AE的垂线交DE于点P.若AE=AP=1,PB.下列结论:①△APD≌△AEB;②点B到直线AE的距离为;③EB⊥ED;④S△APD+S△APB=1.其中正确结论的序号是()A.①②③B.①②④C.②③④D.①③④【答案】A【解析】解:①∵∠EAB+∠BAP=90°,∠PAD+∠BAP=90°,∴∠EAB=∠PAD,又∵AE=AP,AB=AD,∵在△APD和△AEB中,,∴△APD≌△AEB(SAS);故此选项成立;③∵△APD≌△AEB,∴∠APD=∠AEB,∵∠AEB=∠AEP+∠BEP,∠APD=∠AEP+∠PAE,∴∠BEP=∠PAE=90°,∴EB⊥ED;故此选项成立;②过B作BF⊥AE,交AE的延长线于F,∵AE=AP,∠EAP=90°,∴∠AEP=∠APE=45°,又∵③中EB⊥ED,BF⊥AF,∴∠FEB=∠FBE=45°,又∵BE,∴BF=EF,故此选项正确;④如图,连接BD,在Rt△AEP中,∵AE=AP=1,∴EP,又∵PB,∴BE,∵△APD≌△AEB,∴PD=BE,∴S△ABP+S△ADP=S△ABD﹣S△BDP S正方形ABCD DP×BE(4).故此选项不正确.综上可知其中正确结论的序号是①②③,故选:A.【点睛】①利用同角的余角相等,易得∠EAB=∠PAD,再结合已知条件利用SAS可证两三角形全等;②过B作BF⊥AE,交AE的延长线于F,利用③中的∠BEP=90°,利用勾股定理可求BE,结合△AEP是等腰直角三角形,可证△BEF是等腰直角三角形,再利用勾股定理可求EF、BF;③利用①中的全等,可得∠APD=∠AEB,结合三角形的外角的性质,易得∠BEP=90°,即可证;④连接BD,求出△ABD的面积,然后减去△BDP的面积即可.典例2.(2018春•宿松县期末)如图,正方形ABCD的边长为2,MN∥BC分别交AB、CD于点M、N,在MN上任取两点P、Q,那么图中阴影部分的面积是___.【答案】2【解析】解:由图知,阴影部分的面积等于正方形的面积减去△AQD和△BCP的面积.而点P到BC的距离与点Q到AD的距离的和等于正方形的边长,即△AQD和△BCP的面积的和等于正方形的面积的一半,故阴影部分的面积22=2.故答案为:2.【点睛】阴影部分的面积等于正方形的面积减去△AQD和△BCP的面积和.而两个三角形等底即为正方形的边长,它们的高的和等于正方形的边长,得出阴影部分的面积=正方形面积的一半即可.本题考查正方形的性质,正方形的面积,三角形的面积公式灵活运用,注意图形的特点.典例3.(2018春•长清区期末)如图,正方形ABCD的边长为1,以对角线AC为边作第二个正方形ACEF,再以对角线AE为边作第三个正方形AEGH,如此下去…记正方形ABCD的边为a1=1,按上述方法所作的正方形的边长依次为a2、a3、a4、…a n,根据以上规律写出的表达式_______.【答案】2n﹣1【解析】解:∵a2=AC,且在直角△ABC中,AB2+BC2=AC2,∴a2a1,同理a3a2=2,a4a3=2,…由此可知:a n=()n﹣1,则2n﹣1.故答案为:2n﹣1.【点睛】求a2的长即AC的长,根据直角△ABC中AB2+BC2=AC2可以计算,同理计算a3、a4.由求出的a2a1,a3a2…,a n,a n﹣1=()n﹣1,可以找出规律,得到第n个正方形边长的表达式.本题考查了正方形的性质,以及勾股定理在直角三角形中的运用,考查了学生找规律的能力,本题中找到a n的规律是解题的关键.典例4.(2018春•东城区期末)正方形ABCD中,点P是边CD上的任意一点,连接BP,O为BP的中点,作PE⊥BD于E,连接EO,AE.(1)若∠PBC=α,求∠POE的大小(用含α的式子表示);(2)用等式表示线段AE与BP之间的数量关系,并证明.【答案】见解析【解析】解:(1)在正方形ABCD中,BC=DC,∠C=90°,∴∠DBC=∠CDB=45°,∵∠PBC=α,∴∠DBP=45°﹣α,∵PE⊥BD,且O为BP的中点,∴EO=BO,∴∠EBO=∠BEO,∴∠EOP=∠EBO+∠BEO=90°﹣2 α;(2)连接OC,EC,在正方形ABCD中,AB=BC,∠ABD=∠CBD,BE=BE,∴△ABE≌△CBE,∴AE=CE,在Rt△BPC中,O为BP的中点,∴CO=BO,∴∠OBC=∠OCB,∴∠COP=2 α,由(1)知∠EOP=90°﹣2α,∴∠EOC=∠COP+∠EOP=90°,又由(1)知BO=EO,∴EO=CO.∴△EOC是等腰直角三角形,∴EO2+OC2=EC2,∴EC OC,即BP,∴BP.【点睛】(1)先根据正方形的性质得:∠DBC=∠CDB=45°,则∠DBP=45°﹣α,根据直角三角形斜边中线的性质可得EO=BO,由等腰三角形性质和外角的性质可得结论;(2)作辅助线,证明△ABE≌△CBE,则AE=CE,根据直角三角形斜边中线的性质得:OC=OB=OP =OE,证明△EOC是等腰直角三角形,最后由勾股定理可得:BP,所以BP.本题考查正方形的性质、等腰直角三角形的判定和性质、全等三角形的判定和性质、勾股定理等知识,第(2)问有难度,作辅助线,构建全等三角形和等腰直角三角形是解决问题的关键.典例5.(2018春•永康市期末)如图,点A是x轴上的一个动点,点C在y轴上,以AC为对角线画正方形ABCD,已知点C的坐标是C(0,4),设点A的坐标为A(n,0).(1)当n=2时,正方形ABCD的边长AB=_______.(2)连结OD,当OD时,n=_____.【答案】见解析【解析】解:(1)当n=2时,OA=2,在Rt△COA中,AC2=CO2+AO2=20.∵ABCD为正方形,∴AB=CB.∴AC2=AB2+CB2=2AB2=20,∴AB.故答案为:.(2)如图所示:过点D作DM⊥y轴,DN⊥x轴.∵ABCD为正方形,∴A、B、C、D四点共圆,∠DAC=45°.又∵∠COA=90°,∴点O也在这个圆上,∴∠COD=∠CAD=45°.又∵OD,∴DN=DM=1.∴D(﹣1,1).在Rt△DNA和Rt△DMC中,DC=AD,DM=DN,∴△DNA≌△DMC.∴CM=AN=OC﹣MO=3.∵D(﹣1,1),∴A(2,0).∴n=2.如下图所示:过点D作DM⊥y轴,DN⊥x轴.∵ABCD为正方形,∴A、B、C、D四点共圆,∠DAC=45°.又∵∠COA=90°,∴点O也在这个圆上,∴∠AOD=∠ACD=45°.又∵OD,∴DN=DM=1.∴D(1,﹣1).同理:△DNA≌△DMC,则AN=CM=5.∴OA=ON+AN=1+5=6.∴A(6,0).∴n=6.综上所述,n的值为2或6.故答案为:2或6.【点睛】(1)在Rt△AOC中,利用勾股定理求出AC的长度,然后再求得正方形的边长即可;(2)先求得OD与y轴的夹角为45°,然后依据OD的长,可求得点D的坐标,过点D作DM⊥y轴,DN⊥x轴,接下来,再证明△DNA≌△DMC,从而可得到CM=AN,从而可得到点A的坐标.本题主要考查的是正方形的性质、全等三角形的性质、四点共圆,证得OD与两坐标轴的夹角为45°是解题的关键.典例6.(2018春•鹿泉区期末)如图(1),正方形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E是AC上一点,连结EB,过点A作AM⊥BE,垂足为M,AM与BD相交于点F.(1)求证:OE=OF;(2)如图2若点E在AC的延长线上,AM⊥BE于点M,AM交DB的延长线于点F,其他条件不变,结论“OE=OF”还成立吗?如果成立,请给出证明;如果不成立,请说明理由.【答案】见解析【解析】证明:(1)∵四边形ABCD是正方形.∴∠BOE=∠AOF=90°,OB=OA.又∵AM⊥BE,∴∠MEA+∠MAE=90°=∠AFO+∠MAE,∴∠MEA=∠AFO.在△BOE和△AOF中,∵,∴△BOE≌△AOF.∴OE=OF.(2)OE=OF成立.∵四边形ABCD是正方形,∴∠BOE=∠AOF=90°,OB=OA.又∵AM⊥BE,∴∠F+∠MBF=90°,∠E+∠OBE=90°,又∵∠MBF=∠OBE,∴∠F=∠E.在△BOE和△AOF中,∵,∴△BOE≌△AOF.∴OE=OF.【点睛】(1)根据正方形的性质对角线垂直且平分,得到OB=OA,又因为AM⊥BE,所以∠MEA+∠MAE=90°=∠AFO+∠MAE,从而求证出Rt△BOE≌Rt△AOF,得到OE=OF.(2)根据第一步得到的结果以及正方形的性质得到OB=OA,再根据已知条件求证出Rt△BOE≌Rt△AOF,得到OE=OF.本题主要考查正方形的性质和全等三角形的判定与性质,将待求线段放到两个三角形中,通过证明三角形全等得到对应边相等是解题的关键.典例7.(2018春•梁山县期末)以四边形ABCD的边AB、AD为边分别向外侧作等边三角形ABF和ADE,连接EB、FD,交点为G.(1)当四边形ABCD为正方形时(如图1),EB和FD的数量关系是_______;(2)当四边形ABCD为矩形时(如图2),EB和FD具有怎样的数量关系?请加以证明;(3)四边形ABCD由正方形到矩形到一般平行四边形的变化过程中,∠EGD是否发生变化?如果改变,请说明理由;如果不变,请在图3中求出∠EGD的度数.【答案】见解析【解析】(1)EB=FD,理由如下:∵四边形ABCD为正方形,∴AB=AD,∵以四边形ABCD的边AB、AD为边分别向外侧作等边三角形ABF和ADE,∴AF=AE,∠FAB=∠EAD=60°,∵∠FAD=∠BAD+∠FAB=90°+60°=150°,∠BAE=∠BAD+∠EAD=90°+60°=150°,∴∠FAD=∠BAE,在△AFD和△ABE中,,∴△AFD≌△ABE,∴EB=FD;(2)EB=FD.证:∵△AFB为等边三角形∴AF=AB,∠FAB=60°∵△ADE为等边三角形,∴AD=AE,∠EAD=60°∴∠FAB+∠BAD=∠EAD+∠BAD,即∠FAD=∠BAE∴△FAD≌△BAE∴EB=FD;(3)解:同(2)易证:△FAD≌△BAE,∴∠AEB=∠ADF,设∠AEB为x°,则∠ADF也为x°于是有∠BED为(60﹣x)°,∠EDF为(60+x)°,∴∠EGD=180°﹣∠BED﹣∠EDF=180°﹣(60﹣x)°﹣(60+x)°=60°.【点睛】(1)EB=FD,利用正方形的性质、等边三角形的性质和全等三角形的证明方法可证明△AFD ≌△ABE,由全等三角形的性质即可得到EB=FD;(2)当四边形ABCD为矩形时,EB和FD仍旧相等,证明的思路同(1);(3)四边形ABCD由正方形到矩形到一般平行四边形的变化过程中,∠EGD不发生变化,是一定值,为60°.本题考查了正方形的性质、全等三角形的判定和性质、等边三角形的性质以及矩形的性质,题目的综合性很强,难度也不小,解题的关键是对特殊几何图形的性质要准确掌握.二. 正方形的判定正方形的判定方法:①有一组邻边相等的矩形是正方形;②有一个角是直角的菱形是正方形.典例1.(2018春•宿豫区期末)在平行四边形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O.要使四边形ABCD 是正方形,还需添加一组条件.下面给出了五组条件:①AB=AD,且AC=BD;②AB⊥AD,且AC ⊥BD;③AB⊥AD,且AB=AD;④AB=BD,且AB⊥BD;⑤OB=OC,且OB⊥OC.其中正确的是________(填写序号).【答案】①②③⑤【解析】解:∵四边形ABCD是平行四边形,AB=AD,∴四边形ABCD是菱形,又∵AC=BD,∴四边形ABCD是正方形,①正确;∵四边形ABCD是平行四边形,AB⊥AD,∴四边形ABCD是矩形,又∵AC⊥BD,∴四边形ABCD是正方形,②正确;∵四边形ABCD是平行四边形,AB⊥AD,∴四边形ABCD是矩形,又∵AB=AD,∴四边形ABCD是正方形,③正确;④AB=BD,且AB⊥BD,无法得出四边形ABCD是正方形,故④错误;∵四边形ABCD是平行四边形,OB=OC,∴四边形ABCD是矩形,又∵OB⊥OC,∴四边形ABCD是正方形,⑤正确;故答案为:①②③⑤.典例2 .(2018春•浦东新区期末)已知:如图,在等边三角形ABC中,过边AB上一点D作DE⊥BC,垂足为点E,过边AC上一点G作GF⊥BC,垂足为点F,BE=CF,联结DG.(1)求证:四边形DEFG是平行四边形;(2)连接AF,当∠BAF=3∠FAC时,求证:四边形DEFG是正方形.【答案】见解析【解析】证明:(1)在等边三角形ABC中,∵DE⊥BC,GF⊥BC,∴∠DEF=∠GFC=90°,∴DE∥GF,∵∠B=∠C=60°,BE=CF,∠DEB=∠GFC=90°,∴△BDE≌△CGF,∴DE=GF,∴四边形DEFG是平行四边形;(2)在平行四边形DEFG中,∵∠DEF=90°,∴平行四边形DEFG是矩形,∵∠BAC=60°,∠BAF=3∠FAC,∴∠GAF=15°,在△CGF中,∵∠C=60°,∠GFC=90°,∴∠CGF=30°,∴∠GFA=15°,∴∠GAF=∠GFA,∴GA=GF,∵DG∥BC,∴∠ADG=∠B=60°,∴△DAG是等边三角形,∴GA=GD,∴GD=GF,∴矩形DEFG是正方形.【点睛】(1)根据等边三角形的性质和平行四边形的判定证明即可;(2)根据等边三角形的判定和性质以及正方形的判定解答即可.此题考查正方形的判定,关键是根据全等三角形的判定和性质以及正方形的判定解答.典例3.(2017秋•南海区期末)如图,以△ABC的各边,在边BC的同侧分别作三个正方形ABDI,BCFE,ACHG.(1)求证:△BDE≌△BAC;(2)求证:四边形ADEG是平行四边形.(3)直接回答下面两个问题,不必证明:①当△ABC满足什么条件时,四边形ADEG是矩形?②当△ABC满足什么条件时,四边形ADEG是正方形?【答案】见解析【解析】解析:(1)证明:∵四边形ABDI、四边形BCFE、四边形ACHG都是正方形,∴AC=AG,AB=BD,BC=BE,∠GAC=∠EBC=∠DBA=90°.∴∠ABC=∠EBD(同为∠EBA的余角).在△BDE和△BAC中,,∴△BDE≌△BAC(SAS),(2)∵△BDE≌△BAC,∴DE=AC=AG,∠BAC=∠BDE.∵AD是正方形ABDI的对角线,∴∠BDA=∠BAD=45°.∵∠EDA=∠BDE﹣∠BDA=∠BDE﹣45°,∠DAG=360°﹣∠GAC﹣∠BAC﹣∠BAD=360°﹣90°﹣∠BAC﹣45°=225°﹣∠BAC∴∠EDA+∠DAG=∠BDE﹣45°+225°﹣∠BAC=180°∴DE∥AG,∴四边形ADEG是平行四边形(一组对边平行且相等).(3)①当四边形ADEG是矩形时,∠DAG=90°.则∠BAC=360°﹣∠BAD﹣∠DAG﹣∠GAC=360°﹣45°﹣90°﹣90°=135°,即当∠BAC=135°时,平行四边形ADEG是矩形;②当四边形ADEG是正方形时,∠DAG=90°,且AG=AD.由①知,当∠DAG=90°时,∠BAC=135°.∵四边形ABDI是正方形,∴AD AB.又∵四边形ACHG是正方形,∴AC=AG,∴AC AB.∴当∠BAC=135°且AC AB时,四边形ADEG是正方形.【点睛】(1)根据全等三角形的判定定理SAS证得△BDE≌△BAC,(2)由△BDE≌△BAC,可得全等三角形的对应边DE=AG.然后利用正方形对角线的性质、周角的定义推知∠EDA+∠DAG=180°,易证ED∥GA;最后由“一组对边平行且相等”的判定定理证得结论;(3)①根据“矩形的内角都是直角”易证∠DAG=90°.然后由周角的定义求得∠BAC=135°;②由“正方形的内角都是直角,四条边都相等”易证∠DAG=90°,且AG=AD.由□ABDI和□ACHG 的性质证得,AC AB.巩固练习1.(2018春•琼中县期末)如图,在正方形ABCD的边BC的延长线上取一点E,使CE=AC,连接AE交CD于F,则∠AFC等于()A.112.5°B.120°C.135°D.145°【答案】A【解析】解:∵四边形ABCD为正方形,∴∠ACD=90°,∴∠DCE=90°,又∵AC是正方形ABCD的对角线,∴∠ACF=45°,∴∠ACE=∠DCE+∠ACF=135°,∵CE=CA,∴∠FAC=∠E(180°﹣135°)=22.5°∴∠AFD=∠FAC+∠ACF=22.5°+45°=67.5°,∴∠AFC=180°﹣67.5°=112.5°,故选:A.2.(2018春•花都区期末)如图,正方形ABCD和正方形CEFG中,点D在CG上,BC=1,CE=3,H是AF的中点,那么CH的长是()A.B.C.D.2【答案】A【解析】解:连接AC、CF,如图,∵四边形ABCD和四边形CEFG都是正方形,∴∠ACD=45°,FCG=45°,AC BC,CF CE=3,∴∠ACF=45°+45°=90°,在Rt△ACF中,AF2,∵H是AF的中点,∴CH AF.故选:A.3.(2018春•济南期末)如图,P为边长为2的正方形ABCD的对角线BD上任一点,过点P作PE⊥BC于点E,PF⊥CD于点F,连接EF,给出以下4个结论:①AP=EF;②AP⊥EF;③EF最短长度为;④若∠BAP=30°时,则EF的长度为2.其中结论正确的有()A.①②③B.①②C.②③④D.①③④【答案】B【解析】解:①如图,连接PC,∵四边形ABCD为正方形,∴AB=BC,∠ABP=∠CBP=45°,在△ABP和△CBP中,∴△ABP≌△CBP(SAS),∴AP=PC,∵PE⊥BC,PF⊥CD,且∠FCE=90°,∴四边形PECF为矩形,∴PC=EF,∴AP=EF,故①正确;②延长AP交BC于点G,由①可得∠PCE=∠PFE=∠BAP,∵PE∥AB,∴∠EPG=∠BAP,∴∠EPG=∠PFE,∵∠EPF=90°,∴∠EPG+∠PEF=∠PEG+∠PFE=90°,∴AP⊥EF,故②正确;③当AP⊥BD时,AP有最小值,此时P为BD的中点,由①可知EF=AP,∴EF的最短长度为,故③错误;④当点P在点B或点D位置时,AP=AB=2,∴EF=AP≤2,∴当∠BAP=30°时,AP<2,即EF的长度不可能为2,故④错误;综上可知正确的结论为①②.故选:B.4.(2018春•苍南县期末)如图,点B在线段AC上,且BC=2AB,点D,E分别是AB,BC的中点,分别以AB,DE,BC为边,在线段AC同侧作三个正方形,得到三个平行四边形(阴影部分).其面积分别记作S1,S2,S3,若S1+S3=15,则S2=___.【答案】6【解析】解:设DB=x,则S1=x2,S2=x×2x=2x2,S3=2x×2x=4x2.由题意得,S1+S3=15,即x2+4x2=15,解得x2=3,所以S2=2x2=6,故答案为:6.5.(2018春•丰台区期末)菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,请你添加一个条件,使得菱形ABCD 成为正方形,这个条件可以是_______________________.(写出一种情况即可)【答案】AC=BD(或∠ABC=90°)【解析】解:根据对角线相等的菱形是正方形,可添加:AC=BD;根据有一个角是直角的菱形是正方形,可添加的:∠ABC=90°;故添加的条件为:AC=BD或∠ABC=90°.故答案为AC=BD(或∠ABC=90°)6.(2018秋•普宁市期末)如图,正方形ABCD的边长为1,以对角线AC为边作第二个正方形ACEF,再以对角线AE为边作第三个正方形AEGH,如此下去第n个正方形的边长为____.【答案】()n﹣1【解析】解:∵四边形ABCD为正方形,∴AB=BC=1,∠B=90°,∴AC2=12+12,AC同理可得:AE=()2,AG=()3…,∴第n个正方形的边长a n=()n﹣1.故答案为()n﹣1.7.(2018春•惠山区期末)如图,正方形ABCD的边长为2,顶点A在y轴上,顶点B在x轴上,则OD 的最大值是___.【答案】1【解析】解:取AB的中点K,连接OK、DK.根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可得OK=1,再根据正方形的性质可得DK,∵OK+DK>OD,∴当O、K、D三点共线时OD最长,∴OD的最大值为1,故答案为:1.8.(2018春•洛宁县期末)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,四边形ABDE、AGFC都是正方形.求证:BG=EC.【答案】见解析【解析】证明:∵四边形ABDE,AGFC都是正方形,∴AE=AB,AC=AG,∠EAB=∠CAG=90°.∵∠EAC+∠CAB=∠EAB=90°,∠GAB+∠CAB=90°,∴∠EAC=∠BAG,在△EAC和△BAG中,∴△EAC≌△BAG(SAS),∴BG=CE.9.(2018春•庆云县期末)探究:如图,分别以△ABC的两边AB和AC为边向外作正方形ANMB和正方形ACDE,NC、BE交于点P.求证:∠ANC=∠ABE.应用:Q是线段BC的中点,若BC=6,则PQ的长度是多少?【答案】见解析【解析】证明:∵四边形ANMB和ACDE是正方形,∴AN=AB,AC=AE,∠NAB=∠CAE=90°,∵∠NAC=∠NAB+∠BAC,∠BAE=∠BAC+∠CAE,∴∠NAC=∠BAE,在△ANC和△ABE中,ANAN=AB,∠NAC=∠BAE,AC=AE ∴△ANC≌△ABE(SAS),∴∠ANC=∠ABE.解:如图所示:∵四边形NABM是正方形,∴∠NAB=90°,∴∠ANC+∠AON=90°,∵∠BOP=∠AON,∠ANC=∠ABE,∴∠ABP+∠BOP=90°,∴∠BPC=∠ABP+∠BOP=90°,∵Q为BC中点,BC=6,∴PQ BC=3.10.(2018春•徐州期末)已知:如图,在正方形ABCD中,点E、F、G分别在AB、AD、CD上,AB=6,AE=2,DG>AE,BF=EG,BF与EG交于点P.(1)求证:BF⊥EG;(2)连接DP,则DP的最小值为____.【答案】见解析【解析】(1)证明:如图1,过点E作EM⊥CD于M,交BF于点N,∵四边形ABCD是正方形,∴AB=AD,∠A=∠D=∠DME=90°,∴四边形ADME是矩形,∴EM=AD=AB,∵BF=EG,∴Rt△BAF≌Rt△EMG(HL),∴∠ABF=∠MEG,在Rt△BEN中,∵∠ABF+∠ENB=90°,∴∠MEG+∠ENB=90°,∴∠EPF=90°,∴BF⊥EG;(2)如图2,取BE的中点O,连接OP、OD,∵△EPB是直角三角形,∴OP BE,∵AB=6,AE=2,∴BE=6﹣2=4,OB=OE=2,∵OD﹣OP≤DP,∴当O、P、D共线时,DP有最小值,如图3,∵PO2,∴OD2,∴PD=22,即DP的最小值为22;故答案为:22;11.(2018春•平定县期末)如图,已知正方形ABCD,P是对角线AC上任意一点,PM⊥AD,PN⊥AB,垂足分别为点M和N,PE⊥PB交AD于点E.(1)求证:四边形MANP是正方形;(2)求证:EM=BN.【答案】见解析【解析】证明:(1)∵四边形ABCD是正方形,∴∠DAB=90°,AC平分∠DAB,∵PM⊥AD,PN⊥AB,∴∠PMA=∠PNA=90°,∴四边形MANP是矩形,∵AC平分∠DAB,PM⊥AD,PN⊥AB,∴PM=PN,(3分)∴四边形MANP是正方形;(2)∵四边形ABCD是正方形,∴PM=PN,∠MPN=90°,∵∠EPB=90°,∴∠MPE+∠EPN=∠NPB+∠EPN=90°,∴∠MPE=∠NPB,在△EPM和△BPN中,∵,∴△EPM≌△BPN(ASA),∴EM=BN.12.(2018春•秦淮区期末)如图,在矩形ABCD中,Q是BC的中点,P是AD上一点,连接PB、PC,E、F分别是PB、PC的中点,连接QE、QF.(1)求证:四边形PEQF是平行四边形.(2)①当点P在什么位置时,四边形PEQF是菱形?证明你的结论;②矩形ABCD的边AB和AD满足什么条件时,①中的菱形PEQF是正方形?(直接写出结论,不需要说明理由)【答案】见解析【解析】解:(1)证明:在△PBC中,E、F分别是PB、PC的中点,Q是BC的中点,∴QE、QF为△PBC的中位线,∴QE∥PF,QF∥PE,∴四边形PEQF是平行四边形;(2)①当点P为AD的中点时,四边形PEQF是菱形,理由是:当P为AD的中点时,AP=PD,由勾股定理得:PB,PC,∵四边形ABCD是矩形,∴AB=CD,∴PB=PC,∵E、F分别是PB、PC的中点,∴PE=PF,由(1)知:四边形PEQF是平行四边形,∴四边形PEQF是菱形;②矩形ABCD的边AB和AD满足AD=2AB时,①中的菱形PEQF是正方形,理由是:∵AD=2AB,AD=2AP,∴AB=AP,∴△ABP是等腰直角三角形,∴∠APB=45°,同理可得∠CPD=45°,∴∠EPF=90°,∴①中的菱形PEQF是正方形.。
初二数学下册知识点《正方形的性质》经典150例题及解析
初二数学下册知识点《正方形的性质》经典150例题及解析副标题题号一二三总分得分一、选择题(本大题共52小题,共156.0分)1.“赵爽弦图”巧妙地利用面积关系证明了勾股定理,是我国古代数学的骄傲,如图所示的“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼成的一个大正方形,设直角三角形较长直角边长为a,较短直角边长为b,若(a+b)2=21,大正方形的面积为13,则小正方形的面积为()A. 3B. 4C. 5D. 6【答案】C【解析】【分析】此题主要考查了勾股定理的应用有关知识,观察图形可知,小正方形的面积=大正方形的面积-4个直角三角形的面积,利用已知(a+b)2=21,大正方形的面积为13,可以得出直角三角形的面积,进而求出答案.【解答】解:如图所示:∵()2=21,∴a2+2ab+b2=21,∵大正方形的面积为13,∴a2+b2=13,∴2ab=21-13=8,∴小正方形的面积为13-8=5.故选C.2.如图,正方形ABCD中,M为BC上一点,ME⊥AM,ME交AD的延长线于点E.若AB=12,BM=5,则DE的长为()A. 18B.C.D.【答案】B【解析】解:∵四边形ABCD是正方形,AB=12,BM=5,∴MC=12-5=7.∵ME⊥AM,∴∠AME=90°,∴∠AMB+∠CMG=90°.∵∠AMB+∠BAM=90°,∴∠BAM=∠CMG,∠B=∠C=90°,∴△ABM∽△MCG,∴=,即=,解得CG=,∴DG=12-=.∵AE∥BC,∴∠E=∠CMG,∠EDG=∠C,∴△MCG∽△EDG,∴=,即=,解得DE=.故选:B.先根据题意得出△ABM∽△MCG,故可得出CG的长,再求出DG的长,根据△MCG∽△EDG即可得出结论.本题考查的是相似三角形的判定与性质,熟知相似三角形的对应边成比例是解答此题的关键.3.如图,点E、F、G、H分别是四边形ABCD边AB、BC、CD、DA的中点.则下列说法:①若AC=BD,则四边形EFGH为矩形;②若AC⊥BD,则四边形EFGH为菱形;③若四边形EFGH是平行四边形,则AC与BD互相平分;④若四边形EFGH是正方形,则AC与BD互相垂直且相等.其中正确的个数是()A. 1B. 2C. 3D. 4【答案】A【解析】解:因为一般四边形的中点四边形是平行四边形,当对角线BD=AC时,中点四边形是菱形,当对角线AC⊥BD时,中点四边形是矩形,当对角线AC=BD,且AC⊥BD时,中点四边形是正方形,故④选项正确,故选:A.因为一般四边形的中点四边形是平行四边形,当对角线BD=AC时,中点四边形是菱形,当对角线AC⊥BD时,中点四边形是矩形,当对角线AC=BD,且AC⊥BD时,中点四边形是正方形,本题考查中点四边形、平行四边形、矩形、菱形的判定等知识,解题的关键是记住一般四边形的中点四边形是平行四边形,当对角线BD=AC时,中点四边形是菱形,当对角线AC⊥BD时,中点四边形是矩形,当对角线AC=BD,且AC⊥BD时,中点四边形是正方形.4.我们知道:四边形具有不稳定性.如图,在平面直角坐标系中,边长为2的正方形ABCD的边AB在x轴上,AB的中点是坐标原点O,固定点A,B,把正方形沿箭头方向推,使点D落在y轴正半轴上点D′处,则点C的对应点C′的坐标为()A. (,1)B. (2,1)C. (1,)D. (2,)【答案】D【解析】【分析】本题考查了正方形的性质,坐标与图形的性质,勾股定理,正确地识别图形是解题的关键.由已知条件得到AD'=AD=2,AO=AB=1,根据勾股定理得到OD'==,于是得到结论.【解答】解:∵AD'=AD=2,AO=AB=1,∴OD'==,∵C'D'=2,C'D'∥AB,∴C'(2,),故选D.5.如图,以直角三角形a、b、c为边,向外作等边三角形,半圆,等腰直角三角形和正方形,上述四种情况的面积关系满足S1+S2=S3图形个数有()A. 1B. 2C. 3D. 4【答案】D【解析】解:(1)S1=a2,S2=b2,S3=c2,∵a2+b2=c2,∴a2+b2=c2,∴S1+S2=S3.(2)S1=a2,S2=b2,S3=c2,∵a2+b2=c2,∴a2+b2=c2,∴S1+S2=S3.(3)S1=a2,S2=b2,S3=c2,∵a2+b2=c2,∴a2+b2=c2,∴S1+S2=S3.(4)S1=a2,S2=b2,S3=c2,∵a2+b2=c2,∴S1+S2=S3.综上可得,面积关系满足S1+S2=S3图形有4个.故选D.根据直角三角形a、b、c为边,应用勾股定理,可得a2+b2=c2.(1)第一个图形中,首先根据等边三角形的面积的求法,表示出3个三角形的面积;然后根据a2+b2=c2,可得S1+S2=S3.(2)第二个图形中,首先根据圆的面积的求法,表示出3个半圆的面积;然后根据a2+b2=c2,可得S1+S2=S3.(3)第三个图形中,首先根据等腰直角三角形的面积的求法,表示出3个等腰直角三角形的面积;然后根据a2+b2=c2,可得S1+S2=S3.(4)第四个图形中,首先根据正方形的面积的求法,表示出3个正方形的面积;然后根据a2+b2=c2,可得S1+S2=S3.此题主要考查了勾股定理的应用,要熟练掌握,解答此题的关键是要明确:在任何一个直角三角形中,两条直角边长的平方之和一定等于斜边长的平方.此题还考查了等腰直角三角形、等边三角形、圆以及正方形的面积的求法,要熟练掌握6.如图,正方形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AB=3,E为OC上一点,OE=1,连接BE,过点A作AF⊥BE于点F,与BD交于点G,则BF的长是()A. B. C.【答案】A【解析】【分析】本题考查的是正方形的性质、全等三角形的判定和性质以及相似三角形的判定和性质,掌握相关的判定定理和性质定理是解题的关键.根据正方形的性质、全等三角形的判定定理证明△GAO≌△EBO,得到OG=OE=1,证明△BFG∽△BOE,根据相似三角形的性质计算即可.【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,AB=3,∴∠AOB=90°,AO=BO=CO=3,∵AF⊥BE,∴∠EBO=∠GAO,在△GAO和△EBO中,,∴△GAO≌△EBO,∴OG=OE=1,∴BG=2,在Rt△BOE中,BE==,∵∠BFG=∠BOE=90°,∠GBF=∠EBO,∴△BFG∽△BOE,∴=,即=,解得,BF=.故选A.7.如图所示,在正方形ABCD中,G为CD边中点,连接AG并延长交BC边的延长线于E点,对角线BD交AG于F点.已知FG=2,则线段AE的长度为()A. 6B. 8C. 10D. 12【答案】D【解析】【分析】本题考查了相似三角形的判定与性质、正方形的性质以及三角形的中位线,利用相似三角形的性质求出AF的长度是解题的关键.根据正方形的性质可得出AB∥CD,进而可得出△ABF∽△GDF,根据相似三角形的性质可得出==2,结合FG=2可求出AF、AG的长度,由CG∥AB、AB=2CG可得出CG为△EAB的中位线,再利用三角形中位线的性质可求出AE的长度,此题得解.【解答】解:∵四边形ABCD为正方形,∴AB=CD,AB∥CD,∴∠ABF=∠GDF,∠BAF=∠DGF,∴△ABF∽△GDF,∴==2,∴AF=2GF=4,∴AG=6.∵CG∥AB,AB=2CG,∴CG为△EAB的中位线,∴AE=2AG=12.故选D.8.如图,四边形ABCD是边长为6的正方形,点E在边AB上,BE=4,过点E作EF∥BC,分别叫BD,CD于G,F两点。
