5.3正方形
一、单选题
1.如图,在正方形ABCD中,AB=4.E,F分别为边AB,BC的中点,连接AF,DE,点N,M分别为AF,DE的中点,连接MN,则MN的长为( )
A. B.2 C. D.2
2.如图,将5个大小相同的正方形置于直角坐标系中,若顶点M,N的坐标分别为(3,9),(12,9),则顶点P的坐标为( )
A.(13,7) B.(14,6) C.(15,5) D.(15,3)
3.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( )
A.4 B.8 C. D.
4.下列说法不正确的是( )
A.有一个角是直角的菱形是正方形
B.对角线互相垂直的矩形是正方形
C.四条边都相等的四边形是正方形
D.两条对角线相等的菱形是正方形
5.如图,正方形OABC的两边OA、OC分别在x轴、y轴上,点D(6,4)在边AB上,以C为中心,把△CDB旋转90°,则旋转后点D的对应点D′的坐标是( )
A.(2,12) B.(﹣2,0)
C.(2,12)或(﹣2,0) D.(12,2)或(﹣2,0)
6.如图,点P是正方形ABCD的对角线BD上一点(点P不与点B、D重合),PE⊥BC于点E,PF⊥CD于点F,连接EF给出下列五个结论:①AP=EF;②AP⊥EF;③仅有当∠DAP=45°或67.5°时,△APD是等腰三角形;④∠PFE=∠BAP:⑤PD=EC.其中有正确有( )个.
A.2 B.3 C.4 D.5
7.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,EH与CF交于点O.则HE的长为( )
A.2 B. C.2 D.或2
8.在四边形ABCD中,点O是对角线的交点,在下列条件中,能判定这个四边形是正方形的条件是( )
A.AC=BD,AB∥CD,AB=CD B.AD=BC,∠BAD=∠BCD
C.AO=CO,BO=DO,AB=BC D.AO=BO=CO=DO,AC⊥BD
9.如图,E为正方形ABCD边CD上一点,连接BE,AC.若EC=1,2∠ABE=3∠ACB,则AB=( )
A. B. C. D.
10.如图,正方形ABCD(四边相等、四内角相等)中,AD=5,点E、F是正方形ABCD内的两点,且AE=FC=4,BE=DF=3,则EF的平方为( )
A.2 B. C.3 D.4
二、填空题
11.在边长为2的正方形ABCD中,点E是AB的中点,EF⊥BD于点F,则EF的长度 .
12.如图,在正方形ABCD中,E是对角线BD上任意一点,过E作EF⊥BC于F,作EG⊥CD于G,若正方形ABCD的周长为24cm,FG=5cm,则四边形EFCG的面积为 .
13.如图,正方形ABCD和正方形CEFG的边长分别为a和b,BE和DG相交于点H,连接HC,给出下列结论:①BE=DG;②BE⊥DG;③DE2+BG2=2a2+2b2,其中正确结论是 .
14.如图,已知正方形ABOC的顶点B(2,1),则顶点C的坐标为 .
15.如图,在正方形ABCD中,AB=6,点E、F分别在CD、AD上,CE=DF,BE,CF相交于G.若图中阴影部分的面积与正方形ABCD的面积之比为2:3,则△BCG的周长为 .
16.如图,正方形的边长为4,点E,F分别在AB和AD上,CE=CF=5,则△CEF的面积为 ,点E到CF的距离为 .
17.如图,在正方形ABCD中,O是对角线AC,BD的交点,过点O作OE⊥OF分别交AB,BC于E,F两点,AE=4,CF=2,则EF的长为 .
18.如图,正方形ABCD的边长为2,点E、F分别是CD、BC的中点,AE与DF交于点P,连接CP,则CP= .
19.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 .
20.如图,正方形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,点E在边BC上,点F在边DE上,EF=DF,CE=7,△CEF的周长为32,则OF的长度为 .
21.如图,在正方形ABCD中,E,F分别是边BC、CD上的点,∠EAF=45°,△ECF的周长为6,则正方形ABCD的边长为 .
三、解答题
22.如图,在正方形ABCD中,E是边AB上的一动点(不与点A,B重合),连接DE,点A关于直线DE的对称点为F,连接EF并延长交BC于点G,连接DG,过点E作EH⊥DE交DG的延长线于点H,连接BH.
(1)直接写出GF与GC的数量关系: ;
(2)用等式表示线段BH与AE的数量关系,并证明.
23.如图,已知四边形ABCD是矩形,点E在对角线AC上,点F在边CD上(点F与点C、D不重合),BE⊥EF,且∠ABE+∠CEF=45°.求证:四边形ABCD是正方形.
24.如图,△ABC中,AD是BC边的中线,E是AD的中点,过点A作BC的平行线交BE的延长线于F,连接CF.
(1)求证:四边形ADCF是平行四边形;
(2)当△ABC满足什么条件时,四边形ADCF是菱形;
(3)当△ABC满足什么条件时,四边形ADCF是正方形.
注:(2)、(3)小题直接填写条件,不需要写出理由.
25.如图,长方形OABC的顶点A、C的坐标分别为(2a+2,0)、(0,2a﹣2)(a>2),正方形ADEF的顶点D在边AB上,且点F的坐标为(2a+4,0).
(1)长方形OABC的面积为 ;(用含a的式子表示)
(2)正方形ADEF的边长为 ;
(3)求阴影部分的面积.(用含a的式子表示)
26.如图,正方形ABCD中,E,F分别为AB,BC中点,CE,DF交于M,CE与DA的延长线相交于点P,求证:
(1)△EBC≌△FCD;
(2)CP⊥DF;
(3)AM=AD,
27.已知:正方形ABCD的两条对角线相交于点O,E是线段OC上的一动点,过点A作AG⊥BE交G,交BD于F.
(1)若动点E在线段OC上(不含端点),如图(1),求证:OF=OE;
(2)若动点E在线段OC的延长线上,如图(2),试判断△OEF的形状,并说明理由.
答案
一、单选题
C.D.C.C.C.D.C.D.B.A.
二、填空题
11..
12.5.5cm2.
13.①②③.
14.(﹣1,2).
15.6+2.
16.;.
17.2;
18..
19.①②③.
20..
21.3.
三、解答题
22.证明:(1)如图1,连接DF,
∵四边形ABCD是正方形,
∴DA=DC,∠A=∠C=90°,
∵点A关于直线DE的对称点为F,
∴△ADE≌△FDE,
∴DA=DF=DC,∠DFE=∠A=90°,
∴∠DFG=90°,
在Rt△DFG和Rt△DCG中,
,
∴Rt△DFG≌Rt△DCG(HL),
∴GF=GC;
(2)BH=AE,理由是:
证法一:如图,在线段AD上截取AM,使AM=AE,
∵AD=AB,
∴DM=BE,
由(1)知:∠ADE=∠EDF,∠FDG=∠GDC,
∵∠ADC=90°,
∴∠ADE+∠EDF+∠FDG+∠GDC=90°,
∴2∠EDF+2∠FDG=90°,
∴∠EDF+∠FDG=45°,
即∠EDG=45°,
∵EH⊥DE,
∴∠DEH=90°,
∴△DEH是等腰直角三角形,
∴∠AED+∠BEH=∠AED+∠ADE=90°,DE=EH,
∴∠ADE=∠BEH,
在△DME和△EBH中,
,
∴△DME≌△EBH(SAS),
∴EM=BH,
Rt△AEM中,∠A=90°,AM=AE,
∴EM=AE,
∴BH=AE;
证法二:如图,过点H作HN⊥AB于N,
∴∠ENH=90°,
由方法一可知:DE=EH,∠1=∠NEH,
在△DAE和△ENH中,
,
∴△DAE≌△ENH(AAS),
∴AE=HN,AD=EN,
∵AD=AB,
∴AB=EN=AE+BE=BE+BN,
∴AE=BN=HN,
∴△BNH是等腰直角三角形,
∴BH=HN=AE.
23.证明:如图,作EM⊥BC于点M,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AB⊥BC,
∴EM∥AB,
∴∠ABE=∠BEM,∠BAC=∠CEM,
∵∠ABE+∠CEF=45°,
∴∠BEM+∠CEF=45°,
∵BE⊥EF,
∴∠CEM=45°=∠BAC,
∴∠BAC=∠ACB=45°,
∴AB=BC,
∴矩形ABCD是正方形.
24.(1)证明:∵AF∥BC,
∴∠FAE=∠BDE,∠AFE=∠DBE,
∵E是AD的中点,
∴AE=DE,
在AEF和△DEB中,
,
∴△AEF≌△DEB(AAS),
∴AF=DB,
又∵BD=DC,
∴AF=DC,
又∵AF∥DC,
∴四边形ADCF为平行四边形;
(2)当△ABC满足∠BAC=90°条件时,四边形ADCF是菱形,
理由:∵∠BAC=90°,AD是BC边的中线,
∴AD=BC=DC,
由(1)知四边形ADCF为平行四边形,
∴当△ABC满足∠BAC=90°条件时,四边形ADCF是菱形;
(3)当△ABC满足AB=AC且∠BAC=90°条件时,四边形ADCF是正方形,
理由:∵AB=AC,AD是BC边的中线,
∴AD⊥BC,
∴∠ADC=90°,
由(2)知当△ABC满足∠BAC=90°条件时,四边形ADCF是菱形,
∴当△ABC满足AB=AC且∠BAC=90°条件时,四边形ADCF是正方形.
25.解:(1)∵长方形OABC的顶点A、C的坐标分别为(2a+2,0)、(0,2a﹣2)(a>2),
∴OA=2a+2,OC=2a﹣2,
长方形OABC的面积=OA OC=(2a+2)(2a﹣2)=4a2﹣4,
故答案为:4a2﹣4;
(2)∵A的坐标为(2a+2),点F的坐标为(2a+4,0),
∴AF=OF﹣OA=2a+4﹣(2a+2)=2,
故答案为:2;
(3)解:S=S长方形OABC+S正方形ADEF﹣S△COF
=(2a+2)(2a﹣2)+22﹣(2a﹣2)(2a+4)=4a2﹣4+4﹣(2a2+2a﹣4)
=2a2﹣2a+4.
26.解:(1)证明:
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=CD=AD,∠B=∠BCD=90°,
∵E,F分别为AB,BC中点,
∴AE=BE=CF=BF,
在△EBC和△FCD中,
,
∴△EBC≌△FCD(SAS);
(2)∵△EBC≌△FCD,
∴∠BCE=∠CDF,
∵∠CDF+∠CFD=90°,
∴∠BCE+∠CFD=90°,
∴∠CMF=90°,
∴CP⊥DF;
(3)∵AD∥BC,
∴∠P=∠BCE,
在△APE和△BCE中,
,
∴△APE≌△BCE(AAS),
∴AP=BC,
∴AP=AD=PD,
∵DM⊥PM,
∴AM=PD,
∴AM=AD.
27.解:(1)证明:∵四边形ABCD为正方形,
∴OA=OB,∠AOB=∠BOC=90°,
∵AG⊥BE于点G,
∴∠AGE=90°,
∴∠GAE+∠AEG=∠OBE+∠BEO=90°,
∴∠GAE=∠OBE,
在△AOF和△BOE中,,
∴△AOF≌△BOE(ASA),
∴OF=OE;
(2)△OEF是等腰直角三角形,理由如下:
如图,连接EF,
与(1)同理可证明△AOF≌△BOE(ASA)
∴OF=OE;
又∠BOC=90°,
∴△OEF是等腰直角三角形