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浙教版2022-2023学年数学八年级下册第5章特殊平行四边形
5.1矩形(2)
【知识重点】
矩形的判定方法
1.定义: 有一个角是直角的平行四边形是矩形.
2.判定定理1:有三个角是直角的四边形是矩形.
3.判定定理2:对角线相等的平行四边形是矩形.
【经典例题】
【例1】在下列条件中,能判定四边形为矩形的是( )
A.两组对边分别平行 B.四个内角度数相等
C.对角线长度相等 D.对角线互相垂直
【例2】如图,在□ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,对于下列条件:①∠1+∠3=90°;②BC2+CD2=AC2;③∠1=∠2;④AC⊥BD.能判定四边形ABCD是矩形的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【例3】如图,在四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,E,F,G,H分别是边AB,BC,CD,DA的中点,只需添加一个条件,即可证明四边形EFCH是矩形,这个条件可以是 (写出一个即可).
【例4】如图,在ABC中,D,E分别是AB,AC的中点,点F,G在边BC 上,且DFEG.只需添加一个条件即可证明四边形DFGE是矩形,这个条件可以是 .(写出一个即可)
【例5】如图,在△ABC中,AB=AC,点D在BC上,已知BD=CD,点E是AB的中点,过点A作AF∥BC,交DE延长线于点F,连接AD,BF,求证:四边形AFBD是矩形.
【例6】如图,在平行四边形ABCD中,E,F为AB边上的两点,且AE=BF,DF=CE.求证:
(1)△ADF≌△BCE.
(2)平行四边形ABCD是矩形.
【例7】如图,在中,AC=BC,M、N分别是AB和CD的中点.
(1)求证:四边形AMCN是矩形;
(2)若∠B=60°,BC=8,求的面积.
【基础训练】
1.如图,的对角线交于点O,是等边三角形,,则的面积为( )
A. B. C. D.8
2.下列测量方案能判定四边形台面为矩形的是( )
A.测量得出对角线相等
B.测量得出对角线互相平分
C.测量得出两组对边分别相等
D.测量得出对角线交点到四个顶点的距离相等
3.在四边形ABCD中,AB=DC,AD=BC.请再添加一个条件,使四边形ABCD是矩形.添加的条件不能是( )
A.AB∥DC B.∠A=90° C.∠B=90° D.AC=BD
4.如图,在△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,AC的垂直平分线分别交AC.AB于点D,F,过点B作DF的垂线,垂足为E.若BC=2,则四边形BCDE的面积是( )
A. B. C.4 D.
5.如图,四边形 的对角线互相平分,请你添加一个条件,使它成为矩形,你添加的条件是 .
6.如图,在四边形ABCD中,AC,BD相交于点O,AO=OC,BO=OD,∠ABC=90°,则四边形ABCD是 ;若AC=5 cm,则BD= .
7.如图,在△ABC中,BC=8,AC=6,AB=10,它们的中点分别是D、E、F,则CF=
8.如图,在中,对角线AC、BD相交于点O,OA=OB,若AD=4,∠AOD=60°,则AB的长为 .
9.如图,四边形ABCD中,AD=DC,∠ADC=∠ABC=90°,DE⊥AB,若四边形ABCD面积为16,则DE的长为 .
10.如图,,是的中位线,,连接,,求证:.
11.如图,在中,,点在的延长线上,且.
求证:四边形是矩形.
12.如图,的对角线相较于点O,△OAB是等边三角形,AB=4.
(1)求证:是矩形;
(2)求AD的长.
13.如图,在中,过点D作于点E,点F在边上,,连接.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)若,求证:平分.
14.如图,在中,延长至点D,使,过点D作交的延长线于点E,延长至点F,使,连接.
(1)求证:;
(2)当时,连接,,求证:四边形为矩形.
【培优训练】
15.如图,在矩形ABCD中,AD=3,AB=4,M为线段BD上一动点,MP⊥CD于点P,MQ⊥BC于点Q,则PQ的最小值为( )
A. B.3 C. D.
16.如图,Rt△ABC中,∠B=90°,AB=6,BC=8,D是斜边AC上一个动点,过点作DE⊥AB于E,DF⊥BC于F,连接EF.在D点的运动过程中,给出下列结论:①当D运动到AC中点时,EF=5;②EF的最小值是;③AE2+EB2+BF2+FC2的值恒为100;④当AD:DC=3:4时,四边形BEDF为正方形.⑤设DF的长度为x,矩形BEDF的周长为y,则y与x的函数关系式是yx+12.其中正确的结论有( )
A.①②③ B.①②④ C.①④⑤ D.①②④⑤
17.如图,将矩形纸的四个角向内折起,恰好拼成一个无缝隙无重叠的四边形,若厘米, 厘米,则边的长为( )厘米.
A.7 B.5 C.4.8 D.5.6
18.如图,矩形中,,,点E,F,G,H分别在矩形各边上,且四边形为平行四边形,则平行四边形周长的最小值为( )
A. B. C. D.
19.如图,矩形 中,E,F是 上的两个点, , ,垂足分别为G,H,若 , , ,且 ,则 ( )
A. B. C.3 D.
20.如图,在四边形ABCD中,AB//CD,AB⊥BD,AB=5,BD=4,CD=3,点E是AC的中点,则BE的长为 .
21.如图,在 ABCD中,AB=7,AD=9,将△ACD沿对角线AC折叠得到△ACE,AE与BC交于点F,①若 时,EF= ; ②若F恰好为BC的中点,则 ABCD的面积为 .
22.如图,矩形 中, ,点 是 上的一点,且 , 的垂直平分线交 的延长线于点 ,连结 交 于点 .若 是 的中点,则 的长是 .
23.如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,过点A作AE⊥BC于点E,延长BC到点F,使CF=BE,连接DF.
(1)求证:四边形ADFE是矩形;
(2)连接OF,若AD=6,EC=4,∠ABF=60°,求OF的长度.
24.如图,在平行四边形ABCD中,于点E,延长DA至点F,使得AF=DE,连接BF,CF.
(1)求证:四边形BCEF是矩形;
(2)若AB=6,CF=8,DF=10,求EF的长.
25.如图,在 ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,点E,F分别为OB,OD的中点,延长AE至点G,使EG=AE,连接CG.
(1)求证:△ABE≌△CDF;
(2)当AB与AC满足什么数量关系时,四边形EGCF是矩形?请说明理由.
26.如图,在矩形ABCO中,点C在x轴上,点A在y轴上,点B的坐标是( ,8),矩形ABCO沿直线BD折叠,使得点A落在对角线OB上的点E处,BD所在直线与OA,x轴分别交于点D,F.
(1)求线段BO的长;
(2)求直线BD的解析式;
(3)点M是直线BD上的一个动点,过点M作MN⊥x轴,垂足为点N.在点M的运动过程中,是否存在以N、E、O为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,直接写出点N的坐标并求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
27.如图,四边形OABC是矩形,点A、C分别在x轴、y轴上,△ODE是△OCB绕点O顺时针旋转90°得到的,点D在x轴上,直线BD交y轴于点F,交OE于点H,点B的坐标为(﹣2,4).
(1)求直线BD的表达式;
(2)求△DEH的面积;
(3)点M在x轴上,平面内是否存在点N,使以点D、F、M、N为顶点的四边形是矩形?若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
28.AM∥BN,ABBN,垂足为B, 点C在直线BN上,ACCD,AC=CD,DEAM,垂足为E.
(1)如图①,求证:DE+BC=AB;
(2)如图②、图③,请分别写出线段DE,BC与AB之间的数量关系,不需要证明;
(3)在(1)、(2)的条件下,AC=100,AB-BC =2,则线段DE= .
【直击中考】
29.如图, ABCD中,E为BC边的中点,连接AE并延长交DC的延长线于点F,延长EC至点G,使CG=CE,连接DG、DE、FG.
(1)求证:△ABE≌△FCE;
(2)若AD=2AB,求证:四边形DEFG是矩形.
30.如图,在平行四边形中,平分,平分.
(1)求证:;
(2)当满足什么条件时,四边形是矩形?请写出证明过程.
31.如图,在Rt△ABC中,∠A=90°,M为BC的中点,H为AB上一点,过点C作CG∥AB,交HM的延长线于点G,若AC=8,AB=6,则四边形ACGH周长的最小值是( )
A.24 B.22 C.20 D.18
32.如图,E、F、G、H分别是矩形的边AB、BC、CD、AD上的点,AH=CF,AE=CG,∠EHF=60°,∠GHF=45°.若AH=2,AD=5+.则四边形EFGH的周长为( )
A. B. C. D.
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浙教版2022-2023学年数学八年级下册第5章特殊平行四边形(解析版)
5.1矩形(2)
【知识重点】
矩形的判定方法
1.定义: 有一个角是直角的平行四边形是矩形.
2.判定定理1:有三个角是直角的四边形是矩形.
3.判定定理2:对角线相等的平行四边形是矩形.
【经典例题】
【例1】在下列条件中,能判定四边形为矩形的是( )
A.两组对边分别平行 B.四个内角度数相等
C.对角线长度相等 D.对角线互相垂直
【答案】B
【解析】A项,两组对边分别平行可证明四边形为平行四边形,无法确定其为矩形,故A项不符合题意;
B、四边形的内角和为360°,四个内角相等,则四个内角都为90°,即可判断四边形为矩形,故B项符合题意;
C、等腰梯形的对角线也相等,故此项说法无法判断四边形为矩形,故C项不符合题意;
D、菱形的对角线相互垂直,即对角线相互垂直的四边形可以不是矩形,故D项不符合题意;
故答案为:B.
【例2】如图,在□ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,对于下列条件:①∠1+∠3=90°;②BC2+CD2=AC2;③∠1=∠2;④AC⊥BD.能判定四边形ABCD是矩形的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【解析】①∵∠1+∠3=90°,
∴∠ABC=90°,
∴ ABCD是矩形,故①符合题意;
②∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,
∵BC2+CD2=AC2,
∴BC2+AB2=AC2,
∴∠ABC=90°,
∴ ABCD是矩形,故②符合题意;
③∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OA=OC=AC,OB=OD=BD,
∵∠1=∠2,
∴OA=OB,
∴AC=BD,
∴ ABCD是矩形,故③符合题意;
④∵四边形ABCD是平行四边形,AC⊥BD,
∴ ABCD是菱形,故④不符合题意;
能判定四边形ABCD是矩形的个数有3个,
故答案为:C.
【例3】如图,在四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,E,F,G,H分别是边AB,BC,CD,DA的中点,只需添加一个条件,即可证明四边形EFCH是矩形,这个条件可以是 (写出一个即可).
【答案】∠EFG=90°(答案不唯一)
【解析】∵E,F,G,H分别是边AB,BC,CD,DA的中点,
∴,,且,,
∴HG=EF,且HG∥EF,
∴四边形EFCH是平行四边形,
当∠EFG=90°时,则四边形EFCH是矩形.
【例4】如图,在ABC中,D,E分别是AB,AC的中点,点F,G在边BC 上,且DFEG.只需添加一个条件即可证明四边形DFGE是矩形,这个条件可以是 .(写出一个即可)
【答案】∠DFG=90°(答案不唯一)
【解析】添加条件为:∠DFG=90°,理由如下:
∵D,E分别是AB,AC的中点,
∴DE是△ABC的中位线,
∴DE∥BC,
∵DF∥EG,
∴四边形DFGE是平行四边形,
又∵∠DFG=90°,
∴平行四边形DFGE是矩形,
故答案为:∠DFG=90°(答案不唯一).
【例5】如图,在△ABC中,AB=AC,点D在BC上,已知BD=CD,点E是AB的中点,过点A作AF∥BC,交DE延长线于点F,连接AD,BF,求证:四边形AFBD是矩形.
【答案】证明:∵AF∥BC,
∴∠AFE=∠EDB,
∵E为AB的中点,
∴EA=EB,
在△AEF和△BED中,
,
∴△AEF≌△BED(ASA),
∴AF=BD,
∵AF∥BD,
∴四边形AFBD是平行四边形,
∵AB=AC,BD=CD,
∴AD⊥BD,
∴四边形AFBD是矩形.
【例6】如图,在平行四边形ABCD中,E,F为AB边上的两点,且AE=BF,DF=CE.求证:
(1)△ADF≌△BCE.
(2)平行四边形ABCD是矩形.
【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,
∵AE=BF,
∴AF=BE,
在和中,
∴.
(2)证明:∵,
∴.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴,
∴,
∴,
∴平行四边形ABCD是矩形.
【例7】如图,在中,AC=BC,M、N分别是AB和CD的中点.
(1)求证:四边形AMCN是矩形;
(2)若∠B=60°,BC=8,求的面积.
【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,AB=CD,
∵M、N分别是AB和CD的中点,
∴AM=BM,AM∥CN,AM=CN,
∴四边形AMCN是平行四边形,
又∵AC=BC,AM=BM,
∴CM⊥AB,
∴∠CMA=90°,
∴四边形AMCN是矩形;
(2)解:∵∠B=60°,BC=8,∠BMC=90°,
∴∠BCM=30°,
∴Rt△BCM中,BM=BC=4,CM=4,
∵AC=BC,CM⊥AB,
∴AB=2BM=8,
∴的面积为AB×CM=8×4=32.
【基础训练】
1.如图,的对角线交于点O,是等边三角形,,则的面积为( )
A. B. C. D.8
【答案】A
【解析】∵是等边三角形,,
∴,
∵四边形ABCD是矩形,
∴,
∴,
∴S ABCD=43,
故答案为:A.
2.下列测量方案能判定四边形台面为矩形的是( )
A.测量得出对角线相等
B.测量得出对角线互相平分
C.测量得出两组对边分别相等
D.测量得出对角线交点到四个顶点的距离相等
【答案】D
【解析】A、对角线互相平分且相等的四边形才是矩形,
对角线相等的四边形不是矩形,故选项A不符合题意;
B、对角线互相平分的四边形是平行四边形,
对角线互相平分且相等的四边形才是矩形,故选项B不符合题意;
C、两组对边分别相等的四边形是平行四边形,故选项C不符合题意;
D、对角线交点到四个顶点的距离都相等,
对角线互相平分且相等,
对角线互相平分且相等的四边形是矩形,故选项D符合题意.
故答案为:D.
3.在四边形ABCD中,AB=DC,AD=BC.请再添加一个条件,使四边形ABCD是矩形.添加的条件不能是( )
A.AB∥DC B.∠A=90° C.∠B=90° D.AC=BD
【答案】A
【解析】A、当AB∥DC时,四边形ABCD是平行四边形,故此选项错误,符合题意;
B、当∠A=90°,且AB=DC,AD=BC,所以四边形ABCD是矩形,故此选项正确,不符合题意;
C、当∠B=90°,且AB=DC,AD=BC所以四边形ABCD是矩形,故此选项正确,不符合题意;
D、当AC=BD,且AB=DC,AD=BC所以四边形ABCD是矩形,故此选项正确,不符合题意.
故答案为:A.
4.如图,在△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,AC的垂直平分线分别交AC.AB于点D,F,过点B作DF的垂线,垂足为E.若BC=2,则四边形BCDE的面积是( )
A. B. C.4 D.
【答案】A
【解析】∵在△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,BC=2
∴AC= BC=2 ,
∵DE垂直平分AC,∠CDE=90°,
∴AD=DC= AC=,
∵BE⊥ED,
∴∠C=∠CDE=∠E=90°,
∴四边形BCDE为矩形,
∴四边形BCDE的面积=BC·DC=2×=2 .
故答案为:A.
5.如图,四边形 的对角线互相平分,请你添加一个条件,使它成为矩形,你添加的条件是 .
【答案】 (答案不唯一)
【解析】可添加AC=BD,
∵四边形ABCD的对角线互相平分,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AC=BD,
∴四边形ABCD是矩形,
故答案为AC=BD(答案不唯一).
6.如图,在四边形ABCD中,AC,BD相交于点O,AO=OC,BO=OD,∠ABC=90°,则四边形ABCD是 ;若AC=5 cm,则BD= .
【答案】矩形;5cm
【解析】∵AO=OC,BO=OD,
∴四边形ABCD是平行四边形.
∵∠ABC=90°,
∴四边形ABCD是矩形.
∴AC=BD
∵AC=5cm
∴BD=5cm
7.如图,在△ABC中,BC=8,AC=6,AB=10,它们的中点分别是D、E、F,则CF=
【答案】5
【解析】如图:
∵在△ABC中,BC=8,AC=6,AB=10,
∴AB2=AC2+BC2,
∴∠ACB=90°;
又∵点D、E、F分别是BC、AC、AB的中点,
∴EF∥BC,且EF=BC=4,
FD∥AC,且FD=AC=3,
∴四边形CEFD是矩形,
∴EF=CD,
∴CF=;
故答案是:5.
8.如图,在中,对角线AC、BD相交于点O,OA=OB,若AD=4,∠AOD=60°,则AB的长为 .
【答案】
【解析】 , ,
,
即 ,
则四边形ABCD为矩形,
,
,
是等边三角形,
,
,
在中, .
故答案为:.
9.如图,四边形ABCD中,AD=DC,∠ADC=∠ABC=90°,DE⊥AB,若四边形ABCD面积为16,则DE的长为 .
【答案】4
【解析】过点D作BC的垂线,交BC的延长线于F,
∵∠ABC=90°,DE⊥AB,
∴四边形DEBF为矩形,
∵∠ADC=∠ABC=90°,
∴∠A+∠BCD=180°,
∵∠FCD+∠BCD=180°,
∴∠A=∠FCD,
又∠AED=∠F=90°,AD=DC,
∴△ADE≌△CDF(AAS),
∴DE=DF,
∴四边形DEBF为正方形,
S四边形ABCD=S正方形DEBF=16,
∴DE=4.
故答案为:4.
10.如图,,是的中位线,,连接,,求证:.
【答案】证明∵DE、DF是△ABC的中位线,
∴,,
∴四边形CFDE是平行四边形,
∵∠ACB=90°,
∴平行四边形CFDE是矩形,
∵EF、CD是矩形CFDE的两条对角线,
∴EF=CD.
11.如图,在中,,点在的延长线上,且.
求证:四边形是矩形.
【答案】证明:在中,有,
∵,,
∴,
∴四边形DEFC是平行四边形,
∵,
∴四边形是矩形.
12.如图,的对角线相较于点O,△OAB是等边三角形,AB=4.
(1)求证:是矩形;
(2)求AD的长.
【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AO=OC,BO=OD,∵△OAB是等边三角形,∴AO=BO=AB,∴AC=BD,∴是矩形.
(2)解:∵四边形ABCD是矩形,∴∠BAD=90°.又∵BO=AB=4,∴BD=8.在中,,∴.
13.如图,在中,过点D作于点E,点F在边上,,连接.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)若,求证:平分.
【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴DC∥AB,
又点E,点F在边 上,
DF∥BE,
由已知条件:DF=BE,
∴四边形DEBF是平行四边形,
又∵DE⊥AB,
∴∠DEB=90°,
∴平行四边形DEBF是矩形;
(2)解:∵四边形DEBF是矩形,
∴∠BFC=∠BFD=90°,
在Rt△BFC中,由勾股定理可知: ,
即 ,
由已知条件知DF=10,
∴AD=DF,△DAF为等腰三角形,
∴∠DFA=∠DAF,
∵DF∥BE,
∴∠DFA=∠FAB,
∴∠DAF=∠BAF,
∴AF平分∠DAB.
14.如图,在中,延长至点D,使,过点D作交的延长线于点E,延长至点F,使,连接.
(1)求证:;
(2)当时,连接,,求证:四边形为矩形.
【答案】(1)证明:∵DE∥AB,∴∠ABC=∠DEC,在△ABC和△DEC中,,∴△ABC≌△DEC(AAS),∴DE=AB;
(2)证明:连接AE,BD,
由(1)得:DE=AB,△ABC≌△DEC,∴BC=CE,∠BAC=∠EDC,∴AB∥DE,∴四边形AEDB是平行四边形,∵AC=BC,∴AC=BC=CE=CD,∴AD=BE,∴四边形AEDB是矩形.
【培优训练】
15.如图,在矩形ABCD中,AD=3,AB=4,M为线段BD上一动点,MP⊥CD于点P,MQ⊥BC于点Q,则PQ的最小值为( )
A. B.3 C. D.
【答案】A
【解析】连接CM,如图所示:
∵MP⊥CD于点P,MQ⊥BC于点Q,
∴∠CPM=∠CQM=90°,
∵四边形ABCD是矩形,
∴BC=AD=3,CD=AB=4, ,
∴∠CPM=∠CQM=∠BCD=90°,
∴四边形PCQM是矩形,
∴PQ=CM,
∴当CM最小时,PQ最小,
∵点M在BD上运动,
∴当CM⊥BD时,CM最小,则PQ最小,
由勾股定理得: ,
∵ ,
∴此时 ,
∴PQ的最小值为 ,.
故答案为:A.
16.如图,Rt△ABC中,∠B=90°,AB=6,BC=8,D是斜边AC上一个动点,过点作DE⊥AB于E,DF⊥BC于F,连接EF.在D点的运动过程中,给出下列结论:①当D运动到AC中点时,EF=5;②EF的最小值是;③AE2+EB2+BF2+FC2的值恒为100;④当AD:DC=3:4时,四边形BEDF为正方形.⑤设DF的长度为x,矩形BEDF的周长为y,则y与x的函数关系式是yx+12.其中正确的结论有( )
A.①②③ B.①②④ C.①④⑤ D.①②④⑤
【答案】B
【解析】①如图1,连接BD,
∵Rt△ABC中,,
∴,
当D运动到AC中点时,∵于E,于F,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
在Rt△ABC中,∠ABC=90°,点D为AC的中点,,
∴,
∴,
故结论①正确;
②由①知:,
由垂线段最短可知,当时,BD最小,即EF最小,
此时,,
即,
∴,
∴,
即EF的最小值是,
故结论②正确;
③∵四边形是矩形,
∴,
∴,
故结论③不正确;
④当时,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵四边形是矩形,
∴四边形是正方形;
故结论④正确.
⑤设DF的长度为x,矩形的周长为y,
∴,∵,
∴,∴,
即,
∴,
∴,
即y与x的函数关系式是,
故结论⑤不正确;
综上所述,正确的结论是①②④.
故答案为:B.
17.如图,将矩形纸的四个角向内折起,恰好拼成一个无缝隙无重叠的四边形,若厘米, 厘米,则边的长为( )厘米.
A.7 B.5 C.4.8 D.5.6
【答案】B
【解析】由折叠的性质得,,
∵,
,
即,即,
同理,,即,
,即
四边形EFGH是矩形.
,,
,
,
由折叠得: ,,
,是直角三角形,
,
,
,
,,
在直角三角形中,根据勾股定理得,
,
.
故答案为:B.
18.如图,矩形中,,,点E,F,G,H分别在矩形各边上,且四边形为平行四边形,则平行四边形周长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵四边形EFGH是平行四边形,
∴HE=GF,HE∥GF,
∴平行四边形EFGH的周长为2(GF+EF),
作点E关于BC的对称点E',连接FE',GE',则EF=FE',BE=BE',
∴GF+EF=GF+FE'≥GE',
∴当G、F、E'共线时,平行四边形EFGH周长最小,最小值为2GE',
过G作GG'⊥AB于G',则四边形BCGG'是矩形,
则GG'=BC=4,CG=BG',
∵HE∥GF,EF=FE',
∴∠AEH=∠E'=∠FGC,
在△AHE和△CFG中,
,
∴△AHE≌△CFG(AAS),
∴AE=CG,
∴G'E'=BE'+BG'=BE+AE=AB=8,
在Rt△GG′E′中,GG'=4,G'E'=8,
∴,
∴平行四边形EFGH周长最小值为.
故答案为:B.
19.如图,矩形 中,E,F是 上的两个点, , ,垂足分别为G,H,若 , , ,且 ,则 ( )
A. B. C.3 D.
【答案】B
【解析】过点E作EM⊥AB于M,延长EG交AB于Q,则△EQM是直角三角形.
∵EG⊥AC,FH⊥AC,
∴∠CHF=∠AGQ=90°,
∵矩形ABCD中,CD∥AB,
∴∠FCH=∠QAG,
在△FCH和△QAG中,
,
∴△FCH≌△QAG(ASA),
∴AQ=CF=2,FH=QG,
∵∠D=∠DAM=∠AME=90°,
∴四边形ADEM是矩形,
∴AM=DE=1,EM=AD=2,
∴MQ=2-1=1,
∴Rt△EMQ中,EQ= ,
即EG+QG=EG+FH= ,
故答案为:B.
20.如图,在四边形ABCD中,AB//CD,AB⊥BD,AB=5,BD=4,CD=3,点E是AC的中点,则BE的长为 .
【答案】
【解析】
∵AB//CD,AB⊥BD
∴CD⊥BD
∴∠ABD=∠CDB= 90°
延长CD至F,作AF⊥CF于F点
则∠BDF= 90° ,∠F= 90°
∴四边形ABDF是矩形
∴AF=BD=4,DF=AB=5
∵CD=3
∴CF=5+3=8
∵AC=
∵Rt△BCD中,CD=3,BD=4
∴BC=5
∴AB=BC
∵△ABC是等腰三角形
∵点E是AC的中点
∴ ,且BE⊥AC
∵ = =5
∵
故答案为:.
21.如图,在 ABCD中,AB=7,AD=9,将△ACD沿对角线AC折叠得到△ACE,AE与BC交于点F,①若 时,EF= ; ②若F恰好为BC的中点,则 ABCD的面积为 .
【答案】;
【解析】①如图1中,
∵∠B=90°,四边形ABCD是平行四边形,
∴四边形ABCD是矩形, ∴ ,
∴∠DAC=∠ACB,
∵∠DAC=∠CAE,
∴∠ACF=∠CAF,
∴AF=CF,
设AF=CF=x,
在Rt△ABF中,AB=7,则有x2=72+(9-x)2,
解得 ,
由折叠可得:
∴ .
②如图2中,
当BF=CF时, 同理可得:
AF=CF=BF,
∴ ∠BAC=90°,
∴
∴S平行四边形ABCD=AB AC= .
故答案为: .
22.如图,矩形 中, ,点 是 上的一点,且 , 的垂直平分线交 的延长线于点 ,连结 交 于点 .若 是 的中点,则 的长是 .
【答案】7
【解析】过点E作EM⊥BC于点M,如图所示:
∵四边形 是矩形,
∴ , ,
∴四边形ABME、EMCD是矩形,
∵ , ,
∴ ,
∵FH垂直平分BE,
∴BF=EF,
∵ 是 的中点,
∴ ,
∵ ,
∴△EDG≌△FCG(ASA),
∴ ,
设 ,则有 ,
∴在Rt△EMF中,由勾股定理可得 ,
解得: ,
∴ ;
故答案为7.
23.如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,过点A作AE⊥BC于点E,延长BC到点F,使CF=BE,连接DF.
(1)求证:四边形ADFE是矩形;
(2)连接OF,若AD=6,EC=4,∠ABF=60°,求OF的长度.
【答案】(1)证明:∵在平行四边形ABCD中,
∴且AB=DC,
∴∠ABE=∠DCF,
在△ABE和△DCF中,,
∴,
∴AE=DF,∠AEB=∠DFC
∴,
∴四边形ADFE是平行四边形
∵AE⊥BC
∴四边形ADFE是矩形;
(2)解: 由(1)知:四边形ADFE是矩形,
∴EF=AD=6,
∵EC=4,
∴BE=CF=2,
∴BF=8,
在Rt△ABE中,∠ABF=,
∴AB=2BE=4,
∴DF=AE=,
∴BD=,
∵四边形ABCD是平行四边形中,对角线AC,BD交于点O,
∴O是BD中点,
∴.
又∵四边形ADFE是矩形,
∴,
∴
24.如图,在平行四边形ABCD中,于点E,延长DA至点F,使得AF=DE,连接BF,CF.
(1)求证:四边形BCEF是矩形;
(2)若AB=6,CF=8,DF=10,求EF的长.
【答案】(1)证明:∵AF=DE,
∴EF=AE+AF=AE+ED,
∴EF=AD,
∵根据平行四边形的性质可知AD=BC,,
∴,EF=BC,
∴四边形EFBC是平行四边形,
∵CE⊥AD,
∴平行四边形EFBC是矩形;
(2)解:∵根据平行四边形的性质可知AB=CD,
∴CD=6,
∵在△FCD中,,
∴△FCD是直角三角形,∠FCD=90°,
根据三角形的面积公式有:,
则EC=
∴EF=.
25.如图,在 ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,点E,F分别为OB,OD的中点,延长AE至点G,使EG=AE,连接CG.
(1)求证:△ABE≌△CDF;
(2)当AB与AC满足什么数量关系时,四边形EGCF是矩形?请说明理由.
【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AB∥CD,OB=OD,OA=OC,
∴∠ABE=∠CDF.
∵点E,F分别为OB,OD的中点,
∴BE=OB,DF=OD,
∴BE=DF.
在△ABE和△CDF中,
,
∴△ABE≌△CDF(SAS).
(2)解:当AC=2AB时,四边形EGCF是矩形.理由如下:
∵AC=2OA,AC=2AB,
∴AB=OA=OC=CD.
∵点E是OB的中点,
∴AG⊥OB,
∴∠OEG=90°,
∵OC=CD,F是OD的中点,
∴CF⊥OD,
∴AG∥CF,
∴EG∥CF,
由(1)得△ABE≌△CDF,
∴AE=CF.
∵EG=AE,
∴EG=CF,
∴四边形EGCF是平行四边形.
又∵∠OEG=90°,
∴四边形EGCF是矩形.
26.如图,在矩形ABCO中,点C在x轴上,点A在y轴上,点B的坐标是( ,8),矩形ABCO沿直线BD折叠,使得点A落在对角线OB上的点E处,BD所在直线与OA,x轴分别交于点D,F.
(1)求线段BO的长;
(2)求直线BD的解析式;
(3)点M是直线BD上的一个动点,过点M作MN⊥x轴,垂足为点N.在点M的运动过程中,是否存在以N、E、O为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,直接写出点N的坐标并求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:由B(-6,8)可得OC=6,BC=8.
∵四边形ABCO是矩形,
∴∠BCO=90°,
由勾股定理可得:BO= =10;
(2)解:设D(0,b),则由题意可得:∠DEO=90°,DE=DA=8-b,BE=BA=6,EO=4.
在直角三角形DEO中由勾股定理可列:OE2+DE2=DO2,
即42+(8-b)2=b2,
解得b=5,
所以D(0,5),
设直线BD的解析式为y=kx+b由B(-6,8),D(0,5),
可列: ,解得 ,
所以直线BD的解析式为:y=- x+5;
(3)解:存在;①点N的坐标为(4,0)或( ,0),相应的点M的坐标为(4,3)或( ,7);②∴点N的坐标为( ,0),相应的点M的坐标为( , );③点N的坐标为( ,0),相应的点M的坐标为( , ).
【解析】(3)存在.
由(2)得OE=4.
①当ON=OE时,
∴ON=OE=4,
∴点N的坐标为(4,0)或( ,0),
相应的点M的坐标为(4,3)或( ,7);
②当EN=EO时,过点E作EG⊥ 轴于点G,过点E作EI⊥y轴于点I,如图:
∵∠GOI =90°,
∴四边形EIOG为矩形,
∵DE=8-b=3,EO=4.∠DEO=180°-∠DEB=180°-∠DAB =90°,
∴OD= 5,
∵S△ODE= OD×EI= OE×ED=6,
∴EI= ,
∴OG= EI= ,
∵EN=EO,EG⊥ON,
∴NG=GO= ,
∴点N的坐标为( ,0),
相应的点M的坐标为( , );
③当NE=NO时,过点N作NH⊥OE于点H,连接DH,过点H作HK⊥x轴于点K,过点H作HJ⊥y轴于点J,如图:
则点H为EO中点,四边形HJOK为矩形,
∴OH=HE= OE=2,S△ODH= S△ODE=3,
同理利用等积法可得:HJ=OK= ,
根据勾股定理得:HK= ,
∵NH2=NK2+HK2=ON2-OH2,即NK2+( )2=(NK+ )2-22,
解得:NK= ,
∴ON= = ,
∴点N的坐标为( ,0),
相应的点M的坐标为( , ).
27.如图,四边形OABC是矩形,点A、C分别在x轴、y轴上,△ODE是△OCB绕点O顺时针旋转90°得到的,点D在x轴上,直线BD交y轴于点F,交OE于点H,点B的坐标为(﹣2,4).
(1)求直线BD的表达式;
(2)求△DEH的面积;
(3)点M在x轴上,平面内是否存在点N,使以点D、F、M、N为顶点的四边形是矩形?若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:由题意知:D(4,0)
设直线BD的表达式为:y=kx+b
则有 解得:
∴直线BD的表达式为:y= x+
(2)解:由题意知:E点坐标为(4,2)
设直线OE的表达式为:y=mx,则有4m=2,解得:m=
∴y= x
∵
∴
∴H(
= = =
(3)解:N(4, )或( )
【解析】(3)①如图,当点M在x轴上时,
∵直线BD的表达式为:,
∴当x=0时,y=,
则F(0,),
设M(x,0),
∵MF⊥BD,
∴∠MFD=90°,
∴MF2=DF2=MD2,
∵D(4,0),
∴MF2=x2+()2,DM2=(x-4)2,FD2=42+()2,
∴(x-4)2=x2+()2+42+()2,
解得x=-,即点M(-,0),
∵点F向右平移4个单位向下平移号单位得到点D,
∴点M向右平移4个单位向下平移得到点N,则点N( );
②如图,当∠FMD= 90°时,则可知M点为O点,
∵四边形MFND为矩形,
∴NF=OD=4,ND=OF=,
∴N(4,),
综上所述,N(4, )或( ).
28.AM∥BN,ABBN,垂足为B, 点C在直线BN上,ACCD,AC=CD,DEAM,垂足为E.
(1)如图①,求证:DE+BC=AB;
(2)如图②、图③,请分别写出线段DE,BC与AB之间的数量关系,不需要证明;
(3)在(1)、(2)的条件下,AC=100,AB-BC =2,则线段DE= .
【答案】(1)证明:延长ED交BN于点F,如图所示:
∵DEAM, ABBN
∴∠AED=90 ,∠ABC=90
∴∠BAC+∠ACB=90
∵AM∥BN
∴∠DFC=180 -∠AED=90
∵ACCD
∴∠ACB+∠DCF=90
∴∠BAC=∠DCF
∵AC=CD
∴△ABC≌△CFD(AAS)
∴BC=DF
∵∠ABC=∠DFC=∠AED=90
∴四边形ABFE是矩形
∴AB=EF
∵DE+DF=EF
∴DE+BC=AB.
(2)解:图②结论:BC-DE=AB;理由如下:
延长ED交BN于点F,如图所示:
∵DEAM, ABBN
∴∠AED=∠AEF=90 ,∠ABC=90
∴∠BAC+∠ACB=90
∵AM∥BN
∴∠DFC=∠AED=90
∵ACCD
∴∠ACB+∠DCF=90
∴∠BAC=∠DCF
∵AC=CD
∴△ABC≌△CFD(AAS)
∴BC=DF
∵∠ABC=∠DFC=∠AEF=90
∴四边形ABFE是矩形
∴AB=EF
∵DE+EF=DF
∴BC-DE=AB;
图③结论:DE-BC=AB;理由如下:
设DE交CN于点F,如图所示:
∵DEAM, ABBN
∴∠AED=90 ,∠ABC=90 ,
∴∠BAC+∠ACB=90
∵AM∥BN
∴∠DFC=∠AED=90 ,即∠BFE=90°,
∵ACCD
∴∠ACB+∠DCF=90
∴∠BAC=∠DCF
∵AC=CD
∴△ABC≌△CFD(AAS)
∴BC=DF
∵∠ABC=∠BFE=∠AEF=90
∴四边形ABFE是矩形
∴AB=EF
∵DE =DF+EF
∴DE-BC=AB.
(3)2或14
【解析】(3)在中,,
∵AB-BC =2,
∴(AB-BC)2=4,即AB2-2AB×BC+BC2=4,
∴2AB×BC=96,
∴(AB+BC)2= AB2+2AB×BC+BC2=196,
∴AB+BC =14或-14(舍去),
在(1)的条件下,DE=AB-BC=2,
在(2)的条件下,如图②DE= BC-AB=-2,不合题意,舍去;
在(2)的条件下,如图③DE-=AB+ BC=14;
综上所述,线段DE的长为2或14.
故答案为:2或14.
【直击中考】
29.(2022·巴中)如图, ABCD中,E为BC边的中点,连接AE并延长交DC的延长线于点F,延长EC至点G,使CG=CE,连接DG、DE、FG.
(1)求证:△ABE≌△FCE;
(2)若AD=2AB,求证:四边形DEFG是矩形.
【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,再证明DF=EG,即可证明四边形DEFG是矩形.
∴ABCD,
∴∠EAB=∠CFE,
又∵E为BC的中点,
∴EC=EB,
∴在△ABE和△FCE中,
,
∴△ABE≌△FCE(AAS);
(2)证明:∵△ABE≌△FCE,
∴AB=CF,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=DC,
∴DC=CF,
又∵CE=CG,
∴四边形DEFG是平行四边形,
∵E为BC的中点,CE=CG,
∴BC=EG,
又∵AD=BC=EG=2AB,DF=CD+CF=2CD=2AB,
∴DF=EG,
∴平行四边形DEFG是矩形.
30.(2022·六盘水)如图,在平行四边形中,平分,平分.
(1)求证:;
(2)当满足什么条件时,四边形是矩形?请写出证明过程.
【答案】(1)证明: 四边形 是平行四边形,
,
,
平分 , 平分 ,
,
,
在 和 中,
∵ ,
.
(2)解:当 满足 时,四边形 是矩形,证明如下:
四边形 是平行四边形,
,
由(1)已证: ,
,
,即 ,
四边形 是平行四边形,
当 满足 时,则 (等腰三角形的三线合一),
四边形 是矩形.
31.(2022·湘西)如图,在Rt△ABC中,∠A=90°,M为BC的中点,H为AB上一点,过点C作CG∥AB,交HM的延长线于点G,若AC=8,AB=6,则四边形ACGH周长的最小值是( )
A.24 B.22 C.20 D.18
【答案】B
【解析】∵CG∥AB,∠A=90°,
∴∠B=∠MCG,∠ACG=90°
∵点M为BC的中点,
∴BM=CM;
在△BMH和△CMG中
∴△BMH≌△CMG(ASA),
∴HM=MG,BH=CG;
∵四边形ACGH的周长为AH+AC+GH=AB+GH+AC=6+8+GH=14+GH;
∴当GH最小时,即GH⊥AB时,四边形ACGH的周长最小,
∴∠AHG=∠A=∠ACG=90°,
∴四边形ACGH是矩形,
∴AC=GH=8,
∴四边形ACGH的周长的最小值为14+8=22.
故答案为:B.
32.(2022·绵阳)如图,E、F、G、H分别是矩形的边AB、BC、CD、AD上的点,AH=CF,AE=CG,∠EHF=60°,∠GHF=45°.若AH=2,AD=5+.则四边形EFGH的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】过点H作KH⊥BC于点K,EP⊥HF于点P,
∵矩形ABCD,
∴∠A=∠C=90°,
在△AEH和△CGF中
∴△AEH≌△CGF(SAS),
∴EH=FG;
同理可证△DGH≌△BEF,
∴GH=EF;
∴四边形EFGH是平行四边形,
∴HG∥EF,AD=BC=,;
∴BF=BC-CF=,∠GHF=∠EFH=45°,
∴△EPF是等腰直角三角形,
设HP=a,
∵∠EHF=60°,
∴∠HEP=30°,
∴EH=2a,
∴,
∴,
∵HK⊥BC,
∴四边形ABKH是矩形,
∴
∵
∴KH2+KF2=HF2
∴,
解之:a=2,
∴四边形EFGH的周长为.
故答案为:A.
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