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第5章 特殊的平行四边形 单元测评卷
(测试时间:120分钟,满分:120分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(2021秋 双流区期末)菱形具有而矩形不具有的性质是( )
A.对边相等 B.对角相等 C.对角线互相平分 D.对角线互相垂直
【思路点拨】由菱形的性质和矩形的性质分别对各个选项进行判断即可.
【答案】解:A、对边相等,是菱形和矩形都具有的性质,故选项A不符合题意;
B、对角相等,是矩形和菱形都具有的性质,故选项B不符合题意;
C、对角线互相平分,是矩形和菱形都具有的性质,故选项C不符合题意;
D、对角线互相垂直,是菱形具有而矩形不具有的性质,故选项D符合题意;故选:D.
【点睛】此题考查了菱形的性质以及矩形的性质,正确区分矩形和菱形的性质是解题的关键.
2.(2021秋 法库县期中)如图,矩形ABCD中,DE⊥AC于E,若∠ADE=2∠EDC,则∠BDE的度数为( )
A.36° B.30° C.27° D.18°
【思路点拨】根据已知条件可得∠ADE以及∠EDC的度数,然后求出△ODC各角的度数便可求出∠BDE.
【答案】解:在矩形ABCD中,∠ADC=90°.
∵∠ADE=2∠EDC,∴∠ADE=60°,∠EDC=30°,
∵DE⊥AC,∴∠DCE=90°﹣30°=60°,∵OD=OC,∴∠ODC=∠OCD=60°,
∴∠DOC=180°﹣2×60°=60°∴∠BDE=90°﹣∠DOC=30°.故选:B.
【点睛】本题考查的是三角形内角和定理以及矩形的性质,解决本题的关键是掌握矩形的性质.
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
【思路点拨】根据菱形的判定与性质,正方形的判定,矩形的性质解答即可.
【答案】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.
【点睛】本题考查了菱形的判定与性质,正方形的判定,矩形的性质,熟练掌握特殊平行四边形的判定与性质是解题的关键.
4.(2021秋 广南县期末)菱形ABCD添上下列的哪个条件,可证明ABCD是正方形( )
A.AC=BD B.AB=CD C.BC=CD D.都不正确
【思路点拨】根据有一个角是90°的菱形是正方形,以及对角线相等的菱形是正方形进行判断即可.
【答案】解:要使菱形成为正方形,只要菱形满足以下条件之一即可,(1)有一个内角是直角(2)对角线相等.即∠ABC=90°或AC=BD.故选:A.
【点睛】此题主要考查了正方形的判定,正确掌握正方形的判定方法是解题关键.
5.(2021秋 博白县期末)如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC,BD交于点O,E是边AD的中点,过点E作EF⊥BD,EG⊥AC,点F,G为垂足,若AC=10,BD=24,则FG的长为( )
A.5 B.6.5 C.10 D.12
【思路点拨】由菱形的性质得出OA=OC=5,OB=OD=12,AC⊥BD,根据勾股定理求出AD=13,由直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半求出OE=6.5,证出四边形EFOG是矩形,得到EO=GF即可得出答案.
【答案】解:连接OE,∵四边形ABCD是菱形,∴OA=OC=5,OB=OD=12,AC⊥BD,
在Rt△AOD中,AD=,
又∵E是边AD的中点,∴,
∵EF⊥BD,EG⊥AC,AC⊥BD,∴∠EFO=90°,∠EGO=90°,∠GOF=90°,
∴四边形EFOG为矩形,∴FG=OE=6.5.故选:B.
【点睛】本题考查了菱形的性质、矩形的判定与性质、直角三角形斜边上中线定理等知识;熟练掌握菱形的性质和矩形的性质是解题的关键.
6.(2021秋 芝罘区期末)若顺次连接四边形ABCD各边中点所得四边形是矩形,则四边形ABCD必然是( )
A.菱形 B.对角线相互垂直的四边形 C.正方形 D.对角线相等的四边形
【思路点拨】此题要根据矩形的性质和三角形中位线定理求解;首先根据三角形中位线定理知:所得四边形的对边都平行且相等,那么其必为平行四边形,若所得四边形是矩形,那么邻边互相垂直,故原四边形的对角线必互相垂直,由此得解.
【答案】解:已知:如右图,四边形EFGH是矩形,且E、F、G、H分别是AB、BC、CD、AD的中点,求证:四边形ABCD是对角线垂直的四边形.
证明:由于E、F、G、H分别是AB、BC、CD、AD的中点,
根据三角形中位线定理得:EH∥FG∥BD,EF∥AC∥HG;
∵四边形EFGH是矩形,即EF⊥FG,
∴AC⊥BD;故选B.
【点睛】本题主要利用了矩形的性质和三角形中位线定理来求解.
7.(2021秋 沙坪坝区期末)如图,在正方形ABCD中,E、F是对角线BD上的点,AB=BF=DE,则∠EAF的度数为( )
A.22.5° B.30° C.45° D.67.5°
【思路点拨】根据正方形的性质可得AB=AD,∠BAD=90°,∠ABD=∠ADB=45°,证明AE=AF,即可解决问题.
【答案】解:在正方形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°,∠ABD=∠ADB=45°,
∵AB=BF=DE,∴∠BAF=∠BFA=∠DAE=∠DEA=(180°﹣45°)÷2=67.5°,
∴AE=AF,∴∠EAF=180°﹣2×67.5°=45°.故选:C.
【点睛】本题考查了正方形的性质,解决本题的关键是掌握正方形的性质.
8.(2021秋 雁塔区校级期末)如图,在菱形ABCD中,∠DAB=45°,DE⊥BC于点E,交对角线AC于点P,过点P作PF⊥CD于点F.若△PDF的周长为8.则菱形ABCD的面积为( )
A.16 B.16 C.32 D.32
【思路点拨】证△CDE是等腰直角三角形,得∠CDE=45°,CD=DE,再证△DPF是等腰直角三角形,得PF=DF,PD=PF,设PF=DF=x,则PD=x,求出x=8﹣4,则DE=x+x=4,BC=CD=DE=8,即可求解.
【答案】解:∵四边形ABCD是菱形,∴BC=CD,∠BCD=∠BAD,∠ACB=∠ACD,AD∥BC,
∴∠BAD+∠B=180°,∵∠DAB=45°,∴∠BCD=∠BAD=45°,
∵DE⊥BC,∴△CDE是等腰直角三角形,∴∠CDE=45°,CD=DE,
∵PF⊥CD,∴△DPF是等腰直角三角形,∴PF=DF,PD=PF,
设PF=DF=x,则PD=x,∵△PDF的周长为8,∴x+x+x=8,解得:x=8﹣4,
∵∠ACB=∠ACD,DE⊥BC,PF⊥CD,∴PE=PF=x,
∴DE=x+x=(1+)×(8﹣4)=4,∴BC=CD=DE=8,
∴菱形ABCD的面积=BC×DE=8×4=32,故选:D.
【点睛】本题考查了菱形的性质、等腰直角三角形的判定与性质、角平分线的性质等知识,熟练掌握菱形的性质,证明△DPF为等腰直角三角形是解题的关键.
9.(2021·绵阳市八年级期中)如图,在矩形中,,的平分线交于点,于点,连接并延长交于点,连接交于点,下列结论:
①;②;③;④;⑤,
其中正确的有( )
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】C
【分析】①根据角平分线的定义可得∠BAE=∠DAE=45°,然后利用求出△ABE是等腰直角三角形,根据等腰直角三角形的性质可得AE=AB,从而得到AE=AD,然后利用“角角边”证明△ABE和△AHD全等,根据全等三角形对应边相等可得BE=DH,再根据等腰三角形两底角相等求出∠ADE=∠AED=67.5°,根据平角等于180°求出∠CED=67.5°,从而判断出①正确;②求出∠AHB=67.5°,∠DHO=∠ODH=22.5°,然后根据等角对等边可得OE=OD=OH,判断出②正确;
③求出∠EBH=∠OHD=22.5°,∠AEB=∠HDF=45°,然后利用“角边角”证明△BEH和△HDF全等,根据全等三角形对应边相等可得BH=HF,判断出③正确;
④根据全等三角形对应边相等可得DF=HE,然后根据HE=AE-AH=BC-CD,BC-CF =BC-(CD-DF)=2HE,判断出④正确;
⑤判断出△ABH不是等边三角形,从而得到AB≠BH,即AB≠HF,得到⑤错误.
【详解】∵在矩形ABCD中,AE平分∠BAD,∴∠BAE=∠DAE=45°,
∴△ABE是等腰直角三角形,∴AE=AB,∵AD=AB,∴AE=AD,在△ABE和△AHD中,
∵∠BAE=∠DAE,∠ABE=∠AHD=90°,AE=AD,
∴△ABE≌△AHD(AAS),∴BE=DH,∴AB=BE=AH=HD,
∴∠ADE=∠AED=(180°-45°)=67.5°,∴∠CED=180°-45°-67.5°=67.5°,∴∠AED=∠CED,故①正确;∵AB=AH,∵∠AHB=(180°-45°)=67.5°,∠OHE=∠AHB(对顶角相等),
∴∠OHE=67.5°=∠AED,∴OE=OH,∵∠DHO=90°-67.5°=22.5°,∠ODH=67.5°-45°=22.5°,
∴∠DHO=∠ODH,∴OH=OD,∴OE=OD=OH,故②正确;
∵∠EBH=90°-67.5°=22.5°,∴∠EBH=∠OHD,在△BEH和△HDF中,
∵∠EBH=∠OHD=22.5°,BE=DH,∠AEB=∠HDF=45°,
∴△BEH≌△HDF(ASA),∴BH=HF,HE=DF,故③正确;
∵HE=AE-AH=BC-CD,∴BC-CF=BC-(CD-DF)=BC-(CD-HE)
=(BC-CD)+HE=HE+HE=2HE.故④正确;
∵AB=AH,∠BAE=45°,∴△ABH不是等边三角形,∴AB≠BH,∴即AB≠HF,故⑤错误;
综上所述,结论正确的是①②③④.故选C.
【点睛】本题考查了矩形的性质,全等三角形的判定与性质,角平分线的定义,等腰三角形的判定与性质,熟记各性质并仔细分析题目条件,根据相等的度数求出相等的角,从而得到三角形全等的条件或判断出等腰三角形是解题的关键,也是本题的难点.
10.(2021秋 呼和浩特期中)如图所示,O为正方形ABCD的中点,BE平分∠DBC,交DC于点E,延长BC到F,使FC=EC,连结DF交B的延长线于点H,连结OH交DC于点G,连结HC,则下列结论:①OH∥BF;②∠CHF=45°;③GH=BC;④三角形BDF是直角三角形.其中正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【思路点拨】先由正方形的性质得到∠BCE=∠DCF=90°,BC=DC,然后结合EC=FC得到△BCE≌△DCF,结合角平分线的性质得到相关的角,然后可以判定④,再利用等腰三角形的性质得到①,然后利用直角三角形斜边上的中线得到②,最后结合中位线的性质得证③.
【答案】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠BDC=∠DBC=45°,∠BCE=∠DCF=90°,BC=DC,
∵EC=FC,∴△BCE≌△DCF(SAS),∴∠EBC=∠FDC,∠BEC=∠F,
∵BE平分∠DBC,∴∠DBH=∠FBH=∠FDC=22.5°,
∴∠BDF=∠BDC+∠FDC=45°+22.5°=67.5°,∠F=∠BEC=90°﹣∠EBC=90°﹣22.5°=67.5°,故④错误,不符合题意;∴∠BDF=∠F,
∴BD=BF,△BDF是等腰三角形,∴DH=HF,即点H是DF的中点,
∴CH=HF,∴∠HCF=∠F=67.5°,
∴∠CHF=180°﹣∠HCF﹣∠F=45°,故②正确,符合题意;
∵O为BD的中点,∴OH是三角形BDF的中位线,
∴OH∥BF,故①正确,符合题意;∴GH=CF,
在正方形ABCD中,BD=BC,∴BC=BD,
∵BF=BD,CF=BF﹣BC,∴CF=BD﹣BD=BD,
∴GH=BD=×BC=BC,故③错误,不符合题意;
∴正确的有①②两个,故选:B.
【点睛】本题考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质、等腰三角形的判定与性质、三角形的中位线定理,解题的关键是利用已知条件得证△BCE≌△DCF.
二、填空题(本大题共8小题,每小题3分,共24分.不写解答过程,请把答案直接填写在横线上)
11.(2021秋 禅城区期末)如图,在矩形ABCD中,AD=13,AB=5,E为BC上一点,DE平分∠AEC,则CE的长为 .
【思路点拨】根据平行线的性质以及角平分线的定义证明∠ADE=∠AED,根据等角对等边,即可求得AE的长,在直角△ABE中,利用勾股定理求得BE的长,则CE的长即可求解.
【答案】解:∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,∴∠DEC=∠ADE,
∵DE平分∠AEC,∵∠DEC=∠AED,∴∠ADE=∠AED,∴AE=AD=13,
在直角△ABE中,BE===12,
∴CE=BC﹣BE=AD﹣BE=13﹣12=1.故答案为1.
【点睛】本题考查了矩形的性质,勾股定理,等腰三角形的判定,角平分线定义,正确求得AE的长是关键.
12.(2021春 西吉县期末)菱形的周长是8,高为1,则菱形两邻角的度数比是 .
【思路点拨】先根据菱形的性质求出边长AB=2,再根据直角三角形的性质求出∠B=30°,得出∠DAB=150°,即可得出结论.
【答案】解:如图所示:∵四边形ABCD是菱形,菱形的周长为8,
∴AB=BC=CD=DA=2,∠DAB+∠B=180°,
∵AE=1,AE⊥BC,∴AE=AB,∴∠B=30°,
∴∠DAB=150°,∴∠DAB:∠B=5:1;故答案为5:1.
【点睛】本题考查了菱形的性质、含30°角的直角三角形的判定;熟练掌握菱形的性质和含30°角的直角三角形的判定是解决问题的关键.
13.(2021秋 大东区期中)如图,在矩形ABCD中,AB=6,AD=8,P是AD上不与A和D重合的一个动点,过点P分别作AC和BD的垂线,垂足分别为E,F,则PE+PF= .
【思路点拨】连接OP.由矩形的性质和勾股定理得得OA=OD=5,S△AOD=12,再由S△AOD=S△AOP+S△DOP=OA PE+OD PF=OA(PE+PF),即可求解.
【答案】解:连接OP,如图所示:∵四边形ABCD是矩形,
∴S矩形ABCD=AB AD=6×8=48,OA=OC,OB=OD,AC=BD,∠BAD=90°,
∴OA=OD,BD===10,∴S△AOD=S矩形ABCD=12,OA=OD=5,
∴S△AOD=S△AOP+S△DOP=OA PE+OD PF=OA(PE+PF)=×5×(PE+PF)=12,
∴PE+PF=,故答案为:.
【点睛】本题考查了矩形的性质、勾股定理以及三角形面积等知识,熟练掌握矩形的性质和勾股定理是解题的关键.
14.(2021秋 铁西区期末)如图,点E,F在正方形ABCD的对角线AC上,AC=10,AE=CF=3,则四边形BFDE的面积为 .
【思路点拨】连接BD交AC于点O,则可证得OE=OF,OD=OB,可证四边形BEDF为平行四边形,且BD⊥EF,可证得四边形BEDF为菱形,再分别得到BD、EF的长,即可得到答案.
【答案】解:连接BD交AC于点O,
∵四边形ABCD为正方形,∴OA=OB=OC=OD,AC⊥BD,
又∵AE=CF,∴OE=OF,∴四边形BEDF为平行四边形,
∵EF垂直平分BD,∴EB=ED,∴四边形BEDF是菱形,∴BD=AC=10,
∵AE=CF=3,∴EF=4,∴四边形BFDE的面积为BD EF=×10×4=20.故答案为:20.
【点睛】本题主要考查正方形的性质、菱形的判定和性质,掌握对角线互相垂直平分的四边形为菱形是解题的关键.
15.(2021秋 五常市月考)如图,在正方形ABCD中,点M,N为CD,BC上的点,且DM=CN,AM与DN交于点P,连接AN,点Q为AN中点,连接PQ,若AB=10,DM=4,则PQ的长为 .
【思路点拨】由△ADM于△DCN全等,得出∠CDN=∠DAM,从而得到∠DPM=90°,由此∠APN=90°,再由直角三角形斜边的中线的性质求出PQ.
【答案】解:在正方形ABCD中,AD=CD,∠ADC=∠DCN=90°,
在△ADM与△DCN中,∵AD=CD,DM=CN,∠ADC=∠DCN,
∴△ADM≌△DCN(SAS),∴∠DAM=∠CDN,∴∠DMA=∠CND,
在△DPM中,∠PDM+∠PMD=90°,∴∠DPM=90°,
∵∠DPM=∠APN,∴△ANP为直角三角形,
AN为直角三角形的斜边,由直角三角形的性质得PQ=AN,
在△ANB中,AN==2,∴PQ=,故答案为:.
【点睛】本题考查正方形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识,解题的关键是熟练掌握正方形的性质.
16.(2021秋 泉港区期末)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,点D在AB边上,DE⊥AC,DF⊥BC,垂足分别为点E、F,连接EF,则线段EF的最小值等于 .
【思路点拨】连接CD,利用勾股定理列式求出AB,判断出四边形CFDE是矩形,根据矩形的对角线相等可得EF=CD,再根据垂线段最短可得CD⊥AB时,线段EF的值最小,然后根据三角形的面积公式列出方程求解即可.
【答案】解:如图,连接CD.
∵∠ACB=90°,AC=6,BC=8,∴AB==10,
∵DE⊥AC,DF⊥BC,∠ACB=90°,∴四边形CFDE是矩形,∴EF=CD,
由垂线段最短可得CD⊥AB时,线段EF的值最小,
∵S△ABC=BC AC=AB CD,∴×8×6=×10×CD,解得CD=4.8,∴EF=4.8.答案:4.8.
【点睛】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,判断出CD⊥AB时,线段EF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.
17.(2021·浙江九年级期末)对角线长分别为6和8的菱形如图所示,点O为对角线的交点,过点O折叠菱形,使B,两点重合,是折痕.若,则的长为_______.
【答案】4
【分析】连接、,如图,利用菱形的性质得,,,再利用勾股定理计算出,接着证明得到,然后根据折叠的性质得,从而有,于是计算即可.
【详解】解:连接、,如图,点为菱形的对角线的交点,
,,,
在中,,,,
在和中,,,
过点折叠菱形,使,两点重合,是折痕,,
,,故答案为:4.
【点睛】本题考查了折叠的性质:折叠是一种对称变换,它属于轴对称,折叠前后图形的形状和大小不变,位置变化,对应边和对应角相等.也考查了菱形的性质.
18.(2021秋 吉安期中)在菱形ABCD中,∠B=45°,AB=4,点P是射线BC上一动点,(不与B,C重合),连接PA,PD,当△PAD是等腰三角形时,BP的长为 .
【思路点拨】分三种情况:①当PA=PD时,②当AP=AD时,③当DP=DA时,分别由菱形的性质和等腰直角三角形的判定与性质求解即可.
【答案】解:∵四边形ABD是菱形,AB=4,∴AB∥CD,BC=CD=AD=AB=4,
当△PAD是等腰三角形时,分三种情况:
①当PA=PD时,如图1,过A作AM⊥BP于M,过P作PN⊥AD于N,
则AN=DN=AD=2,四边形AMPN是矩形,∴MP=AN=1,
在Rt△ABM中,∠B=45°,∴△ABM是等腰直角三角形,
∴AM=BM=AB=2,∴BP=BM+MP=2+2;
②当AP=AD时,如图2,过A作AM⊥BP于M,
∵AP=AD=AB,∴MP=BM=2,∴BP=BM+MP=4;
③当DP=DA时,如图3,则DP=DA=CD,
∵AB∥CD,∴∠DCP=∠B=45°,∴∠DPC=∠DCP=45°,
∴△CDP是等腰直角三角形,∴CP=CD=4,∴BP=BC+CP=4+4;
综上所述,当△PAD是等腰三角形时,BP的长为2+2或4或4+4,
故答案为:2+2或4或4+4.
【点睛】本题考查了菱形的性质、等腰直角三角形的判定与性质、等腰三角形的性质、平行线的性质等知识,熟练掌握菱形的性质和等腰直角三角形的判定与性质,进行分类讨论是解题的关键.
三、解答题(本大题共8小题,共66分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
19.(2021春 邹城市期末)如图,已知点E是 ABCD中BC边的中点,连接AE并延长交DC的延长线于点F,连接AC,BF,AF=BC.(1)求证:四边形ABFC为矩形;
(2)若△AFD是等边三角形,且边长为6,求四边形ABFC的面积.
【思路点拨】(1)证△ABE≌△FCE(AAS),得AB=FC,再由AB∥FC,证四边形ABFC是平行四边形,然后由AF=BC即可得出结论;
(2)由矩形的性质得∠ACF=90°,再由等边三角形的性质得AF=DF=4,CF=DF=3,然后由勾股定理求出AC=3,即可求解.
【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AB∥CD,∴∠BAE=∠CFE,
∵点E是 ABCD中BC边的中点,∴BE=CE,
∵∠AEB=∠FEC,∴△ABE≌△FCE(AAS),∴AB=FC,
∵AB∥FC,∴四边形ABFC是平行四边形,
又∵AF=BC,∴平行四边形ABFC为矩形;
(2)解:由(1)得:四边形ABFC为矩形,∴∠ACF=90°,
∵△AFD是等边三角形,∴AF=DF=6,CF=DF=3,
∴AC===3,
∴四边形ABFC的面积=AC×CF=3×3=9.
【点睛】本题考查了矩形的判定与性质、平行四边形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、等边三角形的性质以及勾股定理等知识;熟练掌握矩形的判定与性质,证明△ABE≌△FCE是解题的关键.
20.(2021 宁波模拟)如图,在 ABCD中,过点A作AE⊥BC于点E,AF⊥DC于点F,且BE=DF.(1)求证: ABCD是菱形;(2)若∠EAF=60°,CF=2,求菱形ABCD的面积.
【思路点拨】(1)证△AEB≌△AFD.得AB=AD,即可得出结论
(2)连接AC,证△ACD是等边三角形,得CD=AC,再由含30°角的直角三角形的性质得AC=2CF=4,则CD=AC=4,AF=2,即可求解.
【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,∴∠B=∠D,
∵AE⊥BC,AF⊥DC,∴∠AEB=∠AFD=90°,
在△ABE和△ADF中,,
∴△ABE≌△ADF(AAS).∴AB=AD,∴ ABCD是菱形.
(2)解:连接AC,如图所示:
∵AE⊥BC,AF⊥DC,∠EAF=60°,∴∠ECF=360°﹣90°﹣90°﹣60°=120°,
∵四边形ABCD是菱形,∴CD=AD,∠ACF=60°,
∴△ACD是等边三角形,∠CAF=30°,∴CD=AC,AC=2CF=4,
∴CD=AC=4,AF===2,
∴菱形ABCD的面积=CD×AF=4×2=8.
【点睛】本题考查了菱形的判定与性质、平行四边形的性质、全等三角形的判定与性质、等边三角形的判定与性质、含30°角的直角三角形的性质等知识,熟练掌握菱形的判定与性质,证明△ABE≌△ADF是解题的关键,属于中考常考题型.
21.(2021·浙江杭州市·八年级期末)如图,已知在矩形ABCD中,点E在AB边上,F在CE边上,且∠ACD=∠DAF.(1)当∠CAF=30°时,求矩形的长宽之比;(2)若∠CAF=∠ECB,请回答下列问题;①设∠ACE=x,∠CAF=y,求y关于x的表达式;②若EB=1,求CF的长.
【答案】(1);(2)① ;②2.
【分析】(1)根据矩形的性质和含30°的直角三角形的性质解答即可;
(2)①根据矩形的性质和角的关系得出关系式即可;
②延长EB至G,使BG=BE,连接CG,根据矩形的性质和边的关系解答即可.
【详解】解:(1)∵四边形ABCD是矩形,∴AB∥CD,∠BAD=90°,∴∠ACD=∠BAC,
∵∠ACD=∠DAF,∴∠BAC=∠DAF,
∴∠BAC﹣∠CAF=∠DAF﹣∠CAF,∴∠BAF=∠CAD,
∵∠CAF=30°,∴∠BAF=∠CAD=,
∴△ACD是含30°的直角三角形,∴AD:DC=∶1,即矩形的长宽之比为∶1;
(2)①设∠ACE=x,∠CAF=y,∵∠CAF=∠ECB,∴∠ECB=∠CAF=y,
∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,∠BCD=90°,
∴∠CAD=∠ACB=∠BCF+∠ACE=x+y,
∵∠ACD=∠DAF=∠CAF+∠CAD=y+x+y=x+2y,∴∠BCD=∠ACD+∠ACE+∠BCE=90°,
∴x+2y+x+y=90°,∴y=30°-x;
②延长EB至G,使BG=BE,连接CG,如图所示:
∵四边形ABCD是矩形,∴AB∥CD,AD∥BC,∴∠DCA=∠BAC,
∵∠DCA=∠DAF,∴∠BAC=∠DAF,∴∠EAF=∠DAC,
∵∠AFE=∠FAC+∠ACE,∠ACB=∠ECB+∠ACE,∠FAC=∠ECB,∴∠AFE=∠ACB,
∵AD∥BC,∴∠ACB=∠DAC,∴∠EAF=∠EFA,∴AE=EF,
∵AB⊥BC,BG=BE,∴CG=CE,∴∠ECB=∠GCB,
∵∠ACG=∠ACB+∠BCG,∠ACB=∠CAD,∴∠ACG=∠DAF=∠BAC,∴AG=CG,
又∵CE=CG,∴CE=AG,∴CF+EF=AE+2EB,∴CF=2EB=2.
【点睛】本题考查了四边形得到综合题、矩形的性质、等腰三角形的判定与性质、线段垂直平分线的性质等知识;熟练掌握矩形的性质和等腰三角形的判定与性质是解题的关键.
22.(2021 广东模拟)如图,点F,H是菱形ABCD的对角线BD上的两点,以FH为对角线作矩形EFGH,使点E,G分别在菱形ABCD的边AD,BC上.
(1)求证:∠AEF=∠CGH;(2)若E为AD中点,FH=2,求菱形ABCD的周长.
【思路点拨】(1)根据矩形的性质得出EH=FG,EH∥FG,求出∠GFH=∠EHF,求出∠BFG=∠DHE,根据菱形的性质得出AD∥BC,根据平行线的性质得出∠GBF=∠EDH,根据全等三角形的判定得出△BGF≌△DEH即可;
(2)根据菱形的性质得出AD=BC,AD∥BC,求出AE=ED,根据△BGF≌△DEH得出BG=DE,求出四边形ABGE是平行四边形,根据平行四边形的性质得出AB=EG,根据矩形的性质得出EG=FH=2,求出AB=2,再求出答案即可.
【答案】(1)证明:∵四边形EFGH是矩形,
∴EH=FG,EH∥FG,∴∠GFH=∠EHF,
∵∠DHE+∠EHF=180°,∠BFG+∠GFH=180°,∴∠BFG=∠DHE,
∵四边形ABCD是菱形,∴AD∥BC,∴∠GBF=∠EDH,
在△BGF和△DEH中,,
∴△BGF≌△DEH(AAS),∴∠AEF=∠CGH;
(2)解:连接EG,
∵四边形ABCD是菱形,∴AD=BC,AD∥BC,∵E为AD中点,∴AE=ED,
∵△BGF≌△DEH,∴BG=DE,∴AE=BG,AE∥BG,
∴四边形ABGE是平行四边形,∴AB=EG,
∵四边形EFGH是矩形,FH=2,∴EG=FH=2,∴AB=2,
∴菱形ABCD的周长为AD+AB+DC+BC=4AB=4×2=8.
【点睛】本题考查了平行线的性质,矩形的性质,菱形的性质,平行四边形的性质和判定,全等三角形的性质和判定等知识点,题目综合性比较强,有一定的难度.
23.(2021春 沙坪坝区期末)在正方形ABCD中,点E、F分别在边BC,CD上,连结AE、AF.
(1)如图1,过点E作EM⊥AF交AD于点M,求证:AF=EM;
(2)如图2,若AE平分∠BAF,求证:AF=BE+DF.
【思路点拨】(1)如图1,过M作MN⊥BC于N,根据正方形的性质得到∠D=∠C=90°,根据矩形的性质得到MN=CD,∠AMN=∠DMN=90°,由全等三角形的性质即可得到AF=EM;
(2)如图2,延长CB到G,使BG=DF,连接AG,根据正方形的性质得到∠D=∠ABC=∠ABG=90°,AD=AB,根据全等三角形的性质得到∠GAB=∠DAF,AG=AF,求得∠GAE=∠DAE,根据平行线的性质得到∠DAE=∠AEB等量代换得到∠GAE=∠AEB,根据线段的和差即可得到结论.
【答案】(1)证明:如图1,过M作MN⊥BC于N,∴∠MNC=90°,
∵四边形ABCD是正方形,∴∠D=∠C=90°,∴∠MNC=∠C=∠D=90°,
∴四边形MNCD是矩形,∴MN=CD,∠AMN=∠DMN=90°,
∵AD=CD,∴MN=AD,∵ME⊥AF,∴∠MAF+∠AME=∠AME+∠NME=90°,∴∠DAF=∠EMN,
在△DAF与△NME中,,∴△DAF≌△NME(ASA),∴AF=EM;
(2)证明:如图2,延长CB到G,使BG=DF,连接AG,
∵四边形ABCD是正方形,∴∠D=∠ABC=∠ABG=90°,AD=AB,
在△ABG与△ADF中,,
∴△ABG≌△ADF(SAS),∴∠GAB=∠DAF,AG=AF,
∵AE平分∠BAF,∴∠BAE=∠FAE,
∴∠GAB+∠BAE=∠DAF+∠EAF,即∠GAE=∠DAE,
∵AD∥BC,∴∠DAE=∠AEB,∴∠GAE=∠AEB,∴AG=GE,∴AF=GE,
∵GE=BG+BE=DF+BE,∴AF=DF+BE.
【点睛】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,角平分线的定义,正确的作出辅助线构造全等三角形是解题的关键.
24.(2021秋 海丰县期末)如图,AB=BC=CD=DA,∠A=60°,点E,F分别为线段AD,CD上的动点,且∠EBF=60°.(1)当BE⊥AD时,求证:AE=AD;(2)连接EF,判断△BEF的形状,并作证明;(3)当AB的长度为定值时,四边形BEDF的面积是否为定值?请说明理由.
【思路点拨】(1)连接BD,证△ABD是等边三角形即可得证结论;
(2)由题知∠EBF=60°,根据ASA证△ABE≌△DBF,得出BE=BF,即可得出△BEF是等边三角形;(3)由△ABE≌△DBF,得出S△ABE=S△DBF,根据四边形BEDF的面积=S△BED+S△DBF=S△BED+S△ABE=S△ABD,得出四边形BEDF的面积是定值.
【答案】(1)证明:如下图,连接BD,
∵AB=AD,∠A=60°,∴△ABD是等边三角形,∵BE⊥AD,∴AE=AD;
(2)解:△BEF是等边三角形,理由如下:
∵△ABD是等边三角形,∴AB=BD,∠ABD=60°,∴∠ABE+∠EBD=60°,
∵∠EBF=60°,∴∠FBD+∠EBD=60°,∴∠FBD=∠ABE,
∵AB=BC=CD,∴BD=BC=CD,∴△BCD是等边三角形,∴∠BDC=60°,
在△ABE和△DBF中,,∴△ABE≌△DBF(ASA),
∴BE=BF,∴BEF是等边三角形;
(3)解:四边形BEDF的面积是定值,理由如下:
∵△ABE≌△DBF,∴S△ABE=S△DBF,
∵四边形BEDF的面积=S△BED+S△DBF=S△BED+S△ABE=S△ABD,
∴当AB的长度为定值时,△ABD的面积为定值,四边形BEDF的面积也为定值.
【点睛】本题主要考查四边形的综合题,熟练掌握全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质等知识是解题的关键.
25.(2021春 杨浦区期末)如图,在正方形ABCD中,点E是边BC延长线上一点,联结DE,过点B作BF⊥DE,垂足为点F,BF与边CD相交于点G.(1)求证:CG=CE;(2)联结CF,求证:∠BFC=45°;(3)如果正方形ABCD的边长为2,点G是边DC的中点,求EF的长.
【思路点拨】(1)把CG和CE分别放在Rt△BCG和Rt△DCE中,说明它们全等即可得证;
(2)连接CF,过点C作MC⊥CF交BG于M,说明△MCF为等腰三角形即可得证;(3)过点C作CN⊥BF于N,构造△CNG≌△DFG,即可求出DF=NC,再利用线段和差即可求出EF的长.
【答案】解:(1)∵四边形ABCD为正方形,∴BC=CD,∠BCG=∠DCE,
∵BF⊥DE,∴∠E+∠CBG=∠E+∠EDC,∴∠CBG=∠EDC,
在Rt△BCG与Rt△DCE中,∴Rt△BCG≌Rt△DCE(ASA),∴CG=CE.
(2)作CM⊥CF交BF于点M,
∵△BCG≌△DCE,∴∠E=∠BGC,
∵∠MCG+∠FCG=∠ECF+∠FCG=90°,∴∠MCG=∠FCE,
在△MCG和△FCE中,,∴△MCG≌△FCE(ASA),
∴MG=FE,MC=FC,∴△MCF为等腰直角三角形,∴∠BFC=45°.
(3)作CN⊥BF于点N,∴△CNF为等腰直角三角形,CN=NF,
∵G为CD中点,正方形ABCD的边长为2,
∴CG=DG=CE=1,∴BG=DE==,
∴BC CG=BG CN,∴CN===,
在△CNG和△DFG中,,∴△CNG≌△DFG(AAS),
∴DF=CN=,∴EF=DE﹣DF=﹣=.
【点睛】本题主要考查了正方形的性质、全等三角形的判定和性质、勾股定理等知识,构造特殊三角形和三角形全等是解题的关键
26.(2021·成都·九年级二模)如图,在平行四边形中,的平分线交于点,交的延长线于F,以为邻边作平行四边形.(1)证明平行四边形是菱形;(2)若,连结,①求证:;②求的度数;(3)若,,,M是的中点,求的长.
【答案】(1)见解析;(2)①见解析;②60°;(3)
【分析】(1)平行四边形的性质可得ADBC,ABCD,再根据平行线的性质证明∠CEF=∠CFE,根据等角对等边可得CE=CF,再有条件四边形ECFG是平行四边形,可得四边形ECFG为菱形,即可解决问题;(2)先判断出∠BEG=120°=∠DCG,再判断出AB=BE,进而得出BE=CD,即可判断出△BEG≌△DCG(SAS),再判断出∠CGE=60°,进而得出△BDG是等边三角形,即可得出结论;(3)首先证明四边形ECFG为正方形,再证明△BME≌△DMC可得DM=BM,∠DMC=∠BME,再根据∠BMD=∠BME+∠EMD=∠DMC+∠EMD=90°可得到△BDM是等腰直角三角形,由等腰直角三角形的性质即可得到结论.
【详解】解:(1)证明:∵AF平分∠BAD,∴∠BAF=∠DAF,
∵四边形ABCD是平行四边形,∴ADBC,ABCD,
∴∠DAF=∠CEF,∠BAF=∠CFE,∴∠CEF=∠CFE,∴CE=CF,
又∵四边形ECFG是平行四边形,∴四边形ECFG为菱形;
(2)①∵四边形ABCD是平行四边形,∴ABDC,AB=DC,ADBC,
∵∠ABC=120°,∴∠BCD=60°,∠BCF=120° 由(1)知,四边形CEGF是菱形,
∴CE=GE,∠BCG=∠BCF=60°,∴CG=GE=CE,∠DCG=120°,
∵EG∥DF,∴∠BEG=120°=∠DCG,∵AE是∠BAD的平分线,∴∠DAE=∠BAE,
∵ADBC,∴∠DAE=∠AEB,∴∠BAE=∠AEB,∴AB=BE,
∴BE=CD,∴△DGC≌△BGE(SAS);
②∵△DGC≌△BGE,∴BG=DG,∠BGE=∠DGC,∴∠BGD=∠CGE,
∵CG=GE=CE,∴△CEG是等边三角形,∴∠CGE=60°,∴∠BGD=60°,
∵BG=DG,∴△BDG是等边三角形,∴∠BDG=60°;
(3)如图,连接BM,MC,
∵∠ABC=90°,四边形ABCD是平行四边形,∴四边形ABCD是矩形,
又由(1)可知四边形ECFG为菱形,∠ECF=90°,∴四边形ECFG为正方形.
∵∠BAF=∠DAF,∴BE=AB=DC,
∵M为EF中点,∴∠CEM=∠ECM=45°,∴∠BEM=∠DCM=135°,
在△BME和△DMC中,
∵,∴△BME≌△DMC(SAS),∴MB=MD,∠DMC=∠BME.
∴∠BMD=∠BME+∠EMD=∠DMC+∠EMD=90°,∴△BMD是等腰直角三角形.
∵AB=8,AD=14,∴BD=,∴DM=.
【点睛】此题主要考查平行四边形的判定方法,全等三角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,菱形的判定与性质、正方形的性质等知识点,应用时要认真领会它们之间的联系与区别,同时要根据条件合理、灵活地选择方法.
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第5章 特殊的平行四边形 单元测评卷
(测试时间:120分钟,满分:120分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(2021秋 双流区期末)菱形具有而矩形不具有的性质是( )
A.对边相等 B.对角相等 C.对角线互相平分 D.对角线互相垂直
2.(2021秋 法库县期中)如图,矩形ABCD中,DE⊥AC于E,若∠ADE=2∠EDC,则∠BDE的度数为( )
A.36° B.30° C.27° D.18°
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
4.(2021秋 广南县期末)菱形ABCD添上下列的哪个条件,可证明ABCD是正方形( )
A.AC=BD B.AB=CD C.BC=CD D.都不正确
5.(2021秋 博白县期末)如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC,BD交于点O,E是边AD的中点,过点E作EF⊥BD,EG⊥AC,点F,G为垂足,若AC=10,BD=24,则FG的长为( )
A.5 B.6.5 C.10 D.12
6.(2021秋 芝罘区期末)若顺次连接四边形ABCD各边中点所得四边形是矩形,则四边形ABCD必然是( )
A.菱形 B.对角线相互垂直的四边形 C.正方形 D.对角线相等的四边形
7.(2021秋 沙坪坝区期末)如图,在正方形ABCD中,E、F是对角线BD上的点,AB=BF=DE,则∠EAF的度数为( )
A.22.5° B.30° C.45° D.67.5°
8.(2021秋 雁塔区校级期末)如图,在菱形ABCD中,∠DAB=45°,DE⊥BC于点E,交对角线AC于点P,过点P作PF⊥CD于点F.若△PDF的周长为8.则菱形ABCD的面积为( )
A.16 B.16 C.32 D.32
9.(2021·绵阳市八年级期中)如图,在矩形中,,的平分线交于点,于点,连接并延长交于点,连接交于点,下列结论:
①;②;③;④;⑤,
其中正确的有( )
A.个 B.个 C.个 D.个
10.(2021秋 呼和浩特期中)如图所示,O为正方形ABCD的中点,BE平分∠DBC,交DC于点E,延长BC到F,使FC=EC,连结DF交B的延长线于点H,连结OH交DC于点G,连结HC,则下列结论:①OH∥BF;②∠CHF=45°;③GH=BC;④三角形BDF是直角三角形.其中正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二、填空题(本大题共8小题,每小题3分,共24分.不写解答过程,请把答案直接填写在横线上)
11.(2021秋 禅城区期末)如图,在矩形ABCD中,AD=13,AB=5,E为BC上一点,DE平分∠AEC,则CE的长为 .
12.(2021春 西吉县期末)菱形的周长是8,高为1,则菱形两邻角的度数比是 .
13.(2021秋 大东区期中)如图,在矩形ABCD中,AB=6,AD=8,P是AD上不与A和D重合的一个动点,过点P分别作AC和BD的垂线,垂足分别为E,F,则PE+PF= .
14.(2021秋 铁西区期末)如图,点E,F在正方形ABCD的对角线AC上,AC=10,AE=CF=3,则四边形BFDE的面积为 .
15.(2021秋 五常市月考)如图,在正方形ABCD中,点M,N为CD,BC上的点,且DM=CN,AM与DN交于点P,连接AN,点Q为AN中点,连接PQ,若AB=10,DM=4,则PQ的长为 .
16.(2021秋 泉港区期末)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,点D在AB边上,DE⊥AC,DF⊥BC,垂足分别为点E、F,连接EF,则线段EF的最小值等于 .
17.(2021·浙江九年级期末)对角线长分别为6和8的菱形如图所示,点O为对角线的交点,过点O折叠菱形,使B,两点重合,是折痕.若,则的长为_______.
18.(2021秋 吉安期中)在菱形ABCD中,∠B=45°,AB=4,点P是射线BC上一动点,(不与B,C重合),连接PA,PD,当△PAD是等腰三角形时,BP的长为 .
三、解答题(本大题共8小题,共66分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
19.(2021春 邹城市期末)如图,已知点E是 ABCD中BC边的中点,连接AE并延长交DC的延长线于点F,连接AC,BF,AF=BC.(1)求证:四边形ABFC为矩形;
(2)若△AFD是等边三角形,且边长为6,求四边形ABFC的面积.
20.(2021 宁波模拟)如图,在 ABCD中,过点A作AE⊥BC于点E,AF⊥DC于点F,且BE=DF.(1)求证: ABCD是菱形;(2)若∠EAF=60°,CF=2,求菱形ABCD的面积.
21.(2021·浙江杭州市·八年级期末)如图,已知在矩形ABCD中,点E在AB边上,F在CE边上,且∠ACD=∠DAF.(1)当∠CAF=30°时,求矩形的长宽之比;(2)若∠CAF=∠ECB,请回答下列问题;①设∠ACE=x,∠CAF=y,求y关于x的表达式;②若EB=1,求CF的长.
22.(2021 广东模拟)如图,点F,H是菱形ABCD的对角线BD上的两点,以FH为对角线作矩形EFGH,使点E,G分别在菱形ABCD的边AD,BC上.
(1)求证:∠AEF=∠CGH;(2)若E为AD中点,FH=2,求菱形ABCD的周长.
23.(2021春 沙坪坝区期末)在正方形ABCD中,点E、F分别在边BC,CD上,连结AE、AF.
(1)如图1,过点E作EM⊥AF交AD于点M,求证:AF=EM;
(2)如图2,若AE平分∠BAF,求证:AF=BE+DF.
24.(2021秋 海丰县期末)如图,AB=BC=CD=DA,∠A=60°,点E,F分别为线段AD,CD上的动点,且∠EBF=60°.(1)当BE⊥AD时,求证:AE=AD;(2)连接EF,判断△BEF的形状,并作证明;(3)当AB的长度为定值时,四边形BEDF的面积是否为定值?请说明理由.
25.(2021春 杨浦区期末)如图,在正方形ABCD中,点E是边BC延长线上一点,联结DE,过点B作BF⊥DE,垂足为点F,BF与边CD相交于点G.(1)求证:CG=CE;(2)联结CF,求证:∠BFC=45°;(3)如果正方形ABCD的边长为2,点G是边DC的中点,求EF的长.
26.(2021·成都·九年级二模)如图,在平行四边形中,的平分线交于点,交的延长线于F,以为邻边作平行四边形.(1)证明平行四边形是菱形;(2)若,连结,①求证:;②求的度数;(3)若,,,M是的中点,求的长.
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