沪科版(2024)八年级下册 19.3 矩形、菱形、正方形 题型专练
【题型1】根据矩形的性质求边长
【典例】矩形ABCD中,O是BC的中点,∠AOD=90°,矩形ABCD的周长为24cm,则AB长为( )
A.1cm B.2cm C.2.5cm D.4cm
【强化训练1】如图,矩形ABCD的周长为18cm,M为CD的中点,且AM⊥BM,则矩形ABCD的两邻边的边长分别为( )
A.3cm和6cm B.6cm和12cm C.4cm和5cm D.以上都不对
【强化训练2】如图,矩形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,OF⊥AB,垂足为点F,BE⊥AC,垂足为点E,且E是OC的中点.若OF=2,则BD的长为 .
【强化训练3】如图,在矩形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,AE垂直且平分线段BO,垂足为点E,BD=12cm,则AB的长为 cm.
【强化训练4】如图,矩形ABCD的对角线AC与BD相交点O,AC=10,P,Q分别为AO,AD的中点,求PQ的长度.
【强化训练5】已知:如图,在矩形ABCD中,E为AD上一点,EF⊥CE,交AB于点F,DE=2,矩形的周长为16,且CE=EF.求AE的长.
【题型2】矩形的翻折变换问题
【典例】如图,在一张长方形纸片上画一条线段AB,将右侧部分纸片四边形ABCD沿线段AB翻折至四边形ABC'D',若∠ABC=58°,则∠1=( )
A.60° B.64° C.42° D.52°
【强化训练1】如图,矩形ABCD,点E是AD边上的一点,将矩形沿直线BE翻折,点A落在DC边上的点F处,若AB=10,AD=8,则线段AE的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【强化训练2】如图,在矩形ABCD中,点E是边AD上,将△ABE沿直线BE翻折,点A落在AD与BC之间的点F处,如果∠CBF=20°,那么∠BEF= 度.
【强化训练3】如图所示,在矩形ABCD中,AB=8,BC=6,P为AD上一点,将△ABP沿BP翻折至△EBP,PE与CD相交于点O,且OE=OD,BE与CD交于G点.
(1)求证:AP=DG;
(2)求线段CG的长.
【题型3】根据图中数据判断是否为矩形
【典例】依据所标数据,下列不一定是矩形的是( )
A. B. C. D.
【强化训练1】依据所标数据,下列一定为矩形的是( )
A. B. C. D.
【强化训练2】依据所标数据,下列不一定是矩形的是( )
A. B. C. D.
【强化训练3】依据所标数据,下列一定为矩形的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.③
【题型4】矩形的性质和判定的综合运用
【典例】如图,在△ABC中,AB=8,BC=6,AC=10,D为边AC上一动点,DE⊥AB于点E,DF⊥BC于点F,则EF的最小值为( )
A.2.4 B.3 C.4.8 D.5
【强化训练1】如图,在△ABC中,AB=3,AC=4,BC=5,P为边BC上一动点,PE⊥AB于E,PF⊥AC于F,M为EF中点,则AM的最小值为( )
A. B. C. D.
【强化训练2】在平行四边形ABCD中,∠A=90°,AB=7cm,AD=6cm,则S ABCD= .
【强化训练3】如图,∠B=∠C=90°,AB=20,DC=12,AD=10,求BC的长.
【题型5】根据直角三角形的性质求角
【典例】如图,在四边形ABCD中,∠ABC=∠ADC=90°,∠DAC=45°,∠BAC=30°,E是AC的中点,连接BE,BD.则∠DBE的度数为 .
【强化训练1】如图,△ABC中,∠C=90°,AB=8,点D为△ABC外一点,且AD⊥BD,连接CD,若CD=4,则∠AEB的度数为 .
【强化训练2】如图,在△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,E是BC的中点,∠A=55°,求∠DEC的度数.
【强化训练3】如图,在△ABC中,∠B=30°,AD是BC边上的中线,且,AE⊥BC于点E.
(1)求∠CAE的度数;
(2)若CE=2,求BE的长.
【题型6】根据菱形的性质求线段长
【典例】如图,在菱形ABCD中,AC=8,BD=6.E是CD边上一动点,过点E分别作EF⊥OC于点F,EG⊥OD于点G,连接FG,则FG的最小值为( )
A.2.4 B.3 C.4.8 D.4
【强化训练1】菱形的周长为16,较长对角线所对的角为120°,那么较短对角线的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.8
【强化训练2】如图,在菱形ABCD中,AB=5,对角线AC=6.若过点A作AE⊥BC,垂足为E,则AE的长为( )
A.4 B.2.4 C.4.8 D.5
【强化训练3】若菱形的相邻内角之比为1:5,其面积为50cm2,其边长为 .
【强化训练4】如图,在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,若,AC=2cm,则BD的长为 cm.
【强化训练5】一个菱形两条对角线长的和是10cm,面积是12cm2,求菱形的周长.
【题型7】根据菱形的性质求角的度数
【典例】从菱形的钝角顶点,向对角的两边作垂线,垂足恰好在该边的中点,则菱形的内角中钝角的度数是( )
A.150° B.135° C.120° D.100°
【强化训练1】如图,菱形ABCD的顶点C在直线MN上,若∠1=50°,∠2=20°,则∠BDC的度数为( )
A.20° B.30° C.35° D.40°
【强化训练2】如图,在菱形ABCD中,AE,AF分别垂直平分BC,CD,垂足分别为E,F,则∠EAF的度数是( )
A.90° B.60° C.45° D.30°
【强化训练3】如图,平行四边形ABCD和平行四边形DCFE的周长相等,且∠BAD=70°,∠F=130°,则∠DAE的度数为 .
【强化训练4】如图,在菱形ABCD中,点E在BC上,且AE=AD,∠EAD=2∠BAE,求∠BAE的度数.
【强化训练5】如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,AE⊥CD,垂足为E,且AE=OB,求∠CAE的度数.
【题型8】添加条件使四边形为菱形
【典例】如图,若四边形ABCD是一个菱形,则应满足的条件是( )
A.AB=BC=CD=AC B.∠1=∠2=∠3=∠4 C.AB=CD,AC⊥BD D.AO=CO,BO=DO,AB=CD
【强化训练1】如图,在△ABC中,点D是BC的中点,点E,F分别在线段AD及其延长线上,DE=DF.在下列条件中,使四边形BECF是菱形的是( )
A.EB⊥EC B.AB=AC C.AB⊥AC D.BF∥CE
【强化训练2】如图,AD是△ABC的角平分线,E、F分别是边AB、AC的中点,连接DE、DF,在不再连接其他线段的前提下,要使四边形AEDF成为菱形,还需添加一个条件,这个条件不可能是( )
A.BD=DC B.AB=AC C.AD=BC D.AD⊥BC
【强化训练3】如图,四边形ABCD是对角线互相垂直的四边形,且OB=OD,请你添加一个适当的条件 ,使四边形ABCD是菱形.(只需添加一个即可)
【强化训练4】如图,在平行四边形ABCD中,连接对角线AC,E、F分别为AC上的两点,AE=CF,连接BE,BF,DE,DF.
(1)求证:BF=DE.
(2)对△ABC添加一个条件 ,使四边形BEDF是菱形,并说明理由.
【题型9】根据正方形的性质求角的度数
【典例】如图,正方形ABCD的对角线相交于点O,则∠AOB的度数是( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
【强化训练1】如图,正方形ABCD的对角线BD是菱形BEFD的一边,菱形BEFD的对角线交正方形ABCD的一边CD于点P,∠FPC的度数是( )
A.135° B.120° C.112.5° D.67.5°
【强化训练2】如图,已知E是正方形ABCD对角线AC上一点,且AB=AE,则∠DBE度数是( )
A.15° B.32.5° C.22.5° D.30°
【强化训练3】如图,正方形ABCD中,点E是对角线BD上的一点,且BE=AB,连接CE,AE,则∠AEC的度数为 .
【强化训练4】如图,正方形ABCD中,点E在正方形ABCD外,△AEB为等边三角形,求∠BED的度数.
【强化训练5】已知正方形ABCD,∠ADE=∠EAD=15°,求△BEC各内角度数.
【题型10】坐标系中的正方形
【典例】如图,将正方形OABC放在平面直角坐标系xOy中,O是原点,若点A的坐标为(1,),则点C的坐标为( )
A.(,1) B.(﹣1,) C.(,1) D.(,﹣1)
【强化训练1】如图,在平面直角坐标系xOy中,正方形ABCD的顶点D在y轴上,A(﹣3,0),B(1,b),则正方形ABCD的面积为( )
A.34 B.25 C.20 D.16
【强化训练2】如图,以正方形ABCD的中心为原点建立平面直角坐标系,点A的坐标为(2,2),则点D的坐标为( )
A.(2,2) B.(﹣2,2) C.(﹣2,﹣2) D.(2,﹣2)
【强化训练3】如图,以正方形ABCD的中心为原点建立平面直角坐标系.点A的坐标为(1,1),写出点B,C,D的坐标:B ,C ,D .
【强化训练4】已知一个边长为4的正方形OABC,按如图所示的方式放在平面直角坐标系中,其中的一个顶点与原点重合,两边分别与x轴、y轴重合.则顶点A的坐标是 .
【强化训练5】如图,正方形ABCD的边长为4,如果以AD的中点为原点,AD所在的直线为y轴建立平面直角坐标系,那么AB与x轴的位置关系是什么?BC与x轴的位置关系怎样?并写出A,B,C,D各点的坐标.
【强化训练6】在平面直角坐标系中,O是坐标原点,A、B两点的坐标分别为(﹣1,0)、(0,3),以AB为边向右侧作正方形ABCD.求点C和点D的坐标.
【题型11】正方形的判定
【典例】有下列四个条件:①AB=BC,②∠ABC=90°,③AC=BD,④AC⊥BD.从中选取两个作为补充条件,使平行四边形ABCD为正方形(如图).现在文文选择了②③,你认为文文选择的 (填“对”或“不对”).
【强化训练1】对角线相等的菱形是正方形. (判断对错)
【强化训练2】如图,四边形ABCD是矩形,E是BD上的一点,∠BAE=∠BCE,∠AED=∠CED,求证:四边形ABCD是正方形.
【强化训练3】如图,在矩形ABCD中,AD=2CD,E是AD的中点,BF∥CE,CF∥BE.求证:四边形BECF是正方形.沪科版(2024)八年级下册 19.3 矩形、菱形、正方形 题型专练(参考答案)
【题型1】根据矩形的性质求边长
【典例】矩形ABCD中,O是BC的中点,∠AOD=90°,矩形ABCD的周长为24cm,则AB长为( )
A.1cm B.2cm C.2.5cm D.4cm
【答案】D
【解析】矩形ABCD中,O是BC的中点,∠AOD=90°,
根据矩形的性质得到△ABO≌△DCO,则OA=OD,∠DAO=45°,
所以∠BOA=∠BAO=45°,即BC=2AB,由矩形ABCD的周长为24cm得到,24=2AB+2×2AB,
解得AB=4cm.故选D.
【强化训练1】如图,矩形ABCD的周长为18cm,M为CD的中点,且AM⊥BM,则矩形ABCD的两邻边的边长分别为( )
A.3cm和6cm B.6cm和12cm C.4cm和5cm D.以上都不对
【答案】A
【解析】∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC,∠D=∠C,
∵M为CD的中点,
∴DM=CM,
在△ADM和△BCM中,
∴△ADM≌△BCM(SAS),
∴AM=BM,
∵AM⊥BM,
∴∠AMB=90°,
∴∠MAB=∠MBA=45°,
∴∠DAM=90°﹣45°=45°=∠DMA,
∴AD=DM,
即DM=AD=BC=CM,
∵矩形ABCD的周长为18cm,
∴AD+2AD+AD+2AD=18cm,
∴AD=BC=3cm,AB=DC=6cm,
故选:A.
【强化训练2】如图,矩形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,OF⊥AB,垂足为点F,BE⊥AC,垂足为点E,且E是OC的中点.若OF=2,则BD的长为 .
【答案】8.
【解析】∵BE⊥AC,E点为CO的中点,
∴BE垂直平分OC,
∴BC=OB,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=BD,OC=OA,OD=OB,∠CBA=90°,
∴OC=OB,
∴CB=BO=CO,
∴△OBC是等边三角形,
∴∠CBD=60°,
∴∠DBA=30°,
∵OF⊥AB,OF=2,
∴BO=2OF=4,
∵O点为BD中点,
∴BD=2BO=8.
故答案为:8.
【强化训练3】如图,在矩形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,AE垂直且平分线段BO,垂足为点E,BD=12cm,则AB的长为 cm.
【答案】6.
【解析】∵AE垂直且平分线段BO,
∴AB=AO,
∵四边形ABCD是矩形,对角线AC与BD相交于点O,BD=12cm,
∴,
∴AB=AO=6cm,
故答案为:6.
【强化训练4】如图,矩形ABCD的对角线AC与BD相交点O,AC=10,P,Q分别为AO,AD的中点,求PQ的长度.
【答案】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=BD=10,BO=DOBD,
∴ODBD=5,
∵点P、Q是AO,AD的中点,
∴PQ是△AOD的中位线,
∴PQDO=2.5.
【强化训练5】已知:如图,在矩形ABCD中,E为AD上一点,EF⊥CE,交AB于点F,DE=2,矩形的周长为16,且CE=EF.求AE的长.
【答案】解:∵四边形ABCD为矩形,
∴∠A=∠D=90°
∵EF⊥CE
∴∠CEF=90°
∴∠CED+∠AEF=90°
∵∠CED+∠DCE=90°
∴∠DCE=∠AEF
∵CE=EF,∠A=∠D,∠DCE=∠AEF
∴△AEF≌△DCE
∴AE=DC
由题意可知:2(AE+DE+CD)=16 且DE=2
∴2AE=6
∴AE=3
【题型2】矩形的翻折变换问题
【典例】如图,在一张长方形纸片上画一条线段AB,将右侧部分纸片四边形ABCD沿线段AB翻折至四边形ABC'D',若∠ABC=58°,则∠1=( )
A.60° B.64° C.42° D.52°
【答案】B
【解析】∵AD∥BC,
∴∠ABC+∠BAD=180°,且∠ABC=58°,
∴∠BAD=122°,
∵将右侧部分纸片四边形ABCD沿线段AB翻折至四边形ABC'D',
∴∠BAD=∠BAD'=122°,
∴∠1=122°+122°﹣180°=64°,
故选:B.
【强化训练1】如图,矩形ABCD,点E是AD边上的一点,将矩形沿直线BE翻折,点A落在DC边上的点F处,若AB=10,AD=8,则线段AE的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【解析】∵△EFB是由△EAB沿直线BE翻折得到,
∴△EFB≌△EAB,
则AE=EF,BF=AB=10.
∵四边形ABCD是矩形,
∴BC=AD=8,CD=AB=10,∠C=∠D=90°.
在Rt△BCF中,
CF6,
∴DF=DC﹣CF=10﹣6=4.
设AE=x,则EF=AE=x,DE=8﹣x,
在Rt△DEF中,
∵DE2+DF2=EF2,
∴(8﹣x)2+42=x2.
解得:x=5.
则AE=5.
故选:C.
【强化训练2】如图,在矩形ABCD中,点E是边AD上,将△ABE沿直线BE翻折,点A落在AD与BC之间的点F处,如果∠CBF=20°,那么∠BEF= 度.
【答案】55
【解析】∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ABC=90°,AD∥BC,
∴∠AEB=∠CBE,
又∵∠CBF=20°,
∴∠ABF=90°﹣20°=70°,
∵△FBE是△ABE沿直线BE翻折得到的,
∴∠ABE=∠FBE,∠AEB=∠FEB,
∴∠FBE∠ABF70°=35°,
∴∠CBE=∠CBF+∠FBC=20°+35°=55°,
∴∠FEB=∠AEB=∠CBE=55°,
故答案为:55.
【强化训练3】如图所示,在矩形ABCD中,AB=8,BC=6,P为AD上一点,将△ABP沿BP翻折至△EBP,PE与CD相交于点O,且OE=OD,BE与CD交于G点.
(1)求证:AP=DG;
(2)求线段CG的长.
【答案】(1)证明∵四边形ABCD是矩形,
∴∠D=∠A=∠C=90°,AD=BC=6,CD=AB=8,
根据题意得:△ABP≌△EBP,
∴EP=AP,∠E=∠A=90°,BE=AB=8,
在△ODP和△OEG中,,
∴△ODP≌△OEG(ASA),
∴OP=OG,PD=GE,
∴DG=EP,
∴AP=DG;
(2)解:设AP=EP=x,则PD=GE=6﹣x,DG=x,
∴CG=8﹣x,BG=8﹣(6﹣x)=2+x,
根据勾股定理得:BC2+CG2=BG2,
即62+(8﹣x)2=(x+2)2,
解得:x=4.8,
∴AP=4.8,
∴CG=8﹣4.8=3.2.
【题型3】根据图中数据判断是否为矩形
【典例】依据所标数据,下列不一定是矩形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A、有三个角是直角的四边形是矩形,故该选项不符合题意;
B、不能证明是矩形,故该选项符合题意;
C、对边平行且相等的四边形是平行四边形,有一个角是直角的平行四边形是矩形,故该选项不符合题意;
D、对角线相等且互相平分的四边形是矩形,故该选项不符合题意.
故选:B.
【强化训练1】依据所标数据,下列一定为矩形的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A、两个角是直角的四边形不一定是矩形,故A不符合要求;
B、两个角是直角的四边形不一定是矩形,故B不符合要求;
C、两个角是直角得出一组对边平行,且这组对边相等,是平行四边形,且有一个角是直角,故可得是矩形,符合题意;
D、两个角是直角的四边形不一定是矩形,故D不符合要求;
故选:C.
【强化训练2】依据所标数据,下列不一定是矩形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A、有三个角是直角的四边形是矩形,故该选项不符合题意;
B、不能证明是矩形,故该选项符合题意;
C、对边平行且相等的四边形是平行四边形,有一个角是直角的平行四边形是矩形,故该选项不符合题意;
D、对角线相等且互相平分的四边形是矩形,故该选项不符合题意.
故选:B.
【强化训练3】依据所标数据,下列一定为矩形的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.③
【答案】C
【解析】图①中有一组对边相等与一个直角,对边可能不平行,故不一定是矩形,故①错误;
图②中,连接BD,
在Rt△ABD和Rt△CDB中,
,
∴Rt△ABD≌Rt△CDB(HL),
∴∠CDB=∠ABD,
∴AB∥CD,
∵AB=CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵∠A=90°,
∴四边形ABCD是矩形,故②正确;
图③中,
∵∠A+∠D=90°+90°=180°,
∴AB∥CD,
∵AB=CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵∠A=90°,
∴四边形ABCD是矩形,故③正确.
故选:C.
【题型4】矩形的性质和判定的综合运用
【典例】如图,在△ABC中,AB=8,BC=6,AC=10,D为边AC上一动点,DE⊥AB于点E,DF⊥BC于点F,则EF的最小值为( )
A.2.4 B.3 C.4.8 D.5
【答案】C
【解析】如图,连接BD.
∵在△ABC中,AB=8,BC=6,AC=10,
∴AB2+BC2=AC2,即∠ABC=90°.
又∵DE⊥AB于点E,DF⊥BC于点F,
∴四边形EDFB是矩形,
∴EF=BD.
∵BD的最小值即为直角三角形ABC斜边上的高,即4.8,
∴EF的最小值为4.8,
故选:C.
【强化训练1】如图,在△ABC中,AB=3,AC=4,BC=5,P为边BC上一动点,PE⊥AB于E,PF⊥AC于F,M为EF中点,则AM的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设Rt△ABC的斜边BC上的高为h.
∵在△ABC中,AB=3,AC=4,BC=5,
∴h,
∴AB2+AC2=BC2,
即∠BAC=90°.
又∵PE⊥AB于E,PF⊥AC于F,
∴四边形AEPF是矩形,
∴EF=AP.
∵M是EF的中点,
∴AMEFAP.
因为AP的最小值即为直角三角形ABC斜边上的高,即等于,
∴AM的最小值是.
故选:D.
【强化训练2】在平行四边形ABCD中,∠A=90°,AB=7cm,AD=6cm,则S ABCD= .
【答案】42cm2
【解析】
∵四边形ABCD是平行四边形,∠A=90°,
∴四边形ABCD是矩形,
∴S四边形ABCD=AB×AD=7cm×6cm=42cm2,
故答案为:42cm2.
【强化训练3】如图,∠B=∠C=90°,AB=20,DC=12,AD=10,求BC的长.
【答案】解:作DE⊥AB于E,如图所示:
则∠DEA=∠DEB=90°,
∵∠B=∠C=90°,
∴四边形BCDE是矩形,
∴BE=DC=12,DE=BC,
∴AE=AB﹣BE=20﹣12=8,
在Rt△ADE中,由勾股定理得:DE6,
∴BC=6.
【题型5】根据直角三角形的性质求角
【典例】如图,在四边形ABCD中,∠ABC=∠ADC=90°,∠DAC=45°,∠BAC=30°,E是AC的中点,连接BE,BD.则∠DBE的度数为 .
【答案】15°.
【解析】连接DE,
∵∠ABC=∠ADC=90°,E为AC的中点,
∴DEAC,BEAC,AE=CE=DE,AE=BE=CE,
∴DE=BE,
∵∠DAC=45°,∠BAC=30°,
∴∠ADE=∠DAE=45°,∠BAC=∠EBA=30°,
∴∠DEC=∠ADE+∠DAC=90°,∠BEC=∠BAC+∠EBA=60°,
∴∠DBE=∠EDB(180°﹣∠DEB)(180°﹣90°﹣60°)=15°,
故答案为:15°.
【强化训练1】如图,△ABC中,∠C=90°,AB=8,点D为△ABC外一点,且AD⊥BD,连接CD,若CD=4,则∠AEB的度数为 .
【答案】120°
【解析】设AB边的中点为F,连接DF,CF,
∵AD⊥BD,
∴∠ADB=∠ACB=90°,
∴DF=CFAB,
∵AB=8,
∴DF=CF=4,
∵CD=4,
∴CD=DF=CF,
∴△CDF是等边三角形,
∴∠DFC=60°,
∴∠AFD+∠CFB=120°,
∵AF=DF,CF=BF,
∴∠DAF+∠ABC=360°﹣2(∠AFD+∠BFC)=120°,
∵∠AED=∠BEC,∠ADE=∠BCE,
∴∠DAE=∠CBE,
∴∠AEB=∠BCE+∠CBE=90°+∠CBE=∠DAB+∠ABD+∠CBE=∠DAB+∠ABC=120°.
故答案为:120°.
【强化训练2】如图,在△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,E是BC的中点,∠A=55°,求∠DEC的度数.
【答案】解:∵∠ACB=90°,∠A=55°,
∴∠B=90°﹣∠A=90°﹣55°=35°,
∵CD⊥AB,E是BC的中点,
∴DE=BEBC,
∴∠B=∠BDE=35°,
∴∠DEC=∠B+∠BDE=35°+35°=70°.
【强化训练3】如图,在△ABC中,∠B=30°,AD是BC边上的中线,且,AE⊥BC于点E.
(1)求∠CAE的度数;
(2)若CE=2,求BE的长.
【答案】解:(1)∵AD是BC边上的中线,
∴BD=CDBC,
∵ADBC,
∴AD=BD=CD,
∴∠B=∠BAD=30°,
∴∠ADC=∠B+∠BAD=60°,
∴△ACD是等边三角形,
∴∠DAC=∠C=60°,
∵AE⊥BC,
∴∠AEC=90°,
∴∠C+∠CAE=90°,
∴∠CAE=30°;
(2)在Rt△ACE中,CE=2,∠CAE=30°,
∴AC=2CE=4,
∵∠BAC=∠BAD+∠DAC=90°,∠B=30°,
∴BC=2AC=8,
∴BE=BC﹣CE=6.
【题型6】根据菱形的性质求线段长
【典例】如图,在菱形ABCD中,AC=8,BD=6.E是CD边上一动点,过点E分别作EF⊥OC于点F,EG⊥OD于点G,连接FG,则FG的最小值为( )
A.2.4 B.3 C.4.8 D.4
【答案】A
【解析】连接OE,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,ODBD=3,OCAC=4,
由勾股定理得CD5,
又∵EF⊥OC,EG⊥OD,
∴四边形OFEG为矩形,
∴GF=OE,
当OE⊥CD时,OE值最小,
此时,S△OCDOC ODCD OE,
∴OE2.4,
∴FG的最小值为2.4.
故选:A.
【强化训练1】菱形的周长为16,较长对角线所对的角为120°,那么较短对角线的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.8
【答案】B
【解析】∵菱形的周长为16,较长对角线所对的角为120°
∴∠ABC=60°,AB=4
∵AB=BC
∴△ABC是等边三角形
∴AC=4
故选:B.
【强化训练2】如图,在菱形ABCD中,AB=5,对角线AC=6.若过点A作AE⊥BC,垂足为E,则AE的长为( )
A.4 B.2.4 C.4.8 D.5
【答案】C
【解析】连接BD,交AC于O点,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD=5,
∴AC⊥BD,AOAC,BD=2BO,
∴∠AOB=90°,
∵AC=6,
∴AO=3,
∴BO4,
∴DB=8,
∴菱形ABCD的面积是AC DB6×8=24,
∴BC AE=24,
∵BC=AB=5,
∴AE,
故选:C.
【强化训练3】若菱形的相邻内角之比为1:5,其面积为50cm2,其边长为 .
【答案】10cm
【解析】如图,∵菱形的相邻内角之比为1:5,
∴锐角∠B=180°30°,
过点A作AE⊥BC于E,
则AEABBC,
∴菱形的面积=BC AE=BC BC=50,
解得BC=10cm,
即菱形的边长为10cm.
故答案为:10cm.
【强化训练4】如图,在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,若,AC=2cm,则BD的长为 cm.
【答案】4.
【解析】∵四边形ABCD是菱形,AC=2cm,
∴AC⊥BD,BO=DO,AO=CO=1cm,
∵ABcm,
∵BO2cm,
∴DO=BO=2cm,
∴BD=4cm,
故答案为:4.
【强化训练5】一个菱形两条对角线长的和是10cm,面积是12cm2,求菱形的周长.
【答案】解:如图设菱形的一条对角线为xcm,则另一条对角线为(10﹣x)cm,
x(10﹣x)=12,
解得x1=4,x2=6,
即BD=4,AC=6,
在Rt△AOB中,AB,
所以菱形的周长为4.
【题型7】根据菱形的性质求角的度数
【典例】从菱形的钝角顶点,向对角的两边作垂线,垂足恰好在该边的中点,则菱形的内角中钝角的度数是( )
A.150° B.135° C.120° D.100°
【答案】C
【解析】过A作AE⊥BC,
由题意知AE⊥BC,且E为BC的中点,
则△ABC为等腰三角形
即AB=AC,即AB=AC=BC,
∴∠ABC=60°,
∴∠BAD=180°﹣∠ABC=180°﹣60°=120°.
故选:C.
【强化训练1】如图,菱形ABCD的顶点C在直线MN上,若∠1=50°,∠2=20°,则∠BDC的度数为( )
A.20° B.30° C.35° D.40°
【答案】C
【解析】∵∠1=50°,∠2=20°,
∴∠BCD=110°,
在菱形ABCD中,
BC=CD,
∴∠BDC=35°,
故选:C.
【强化训练2】如图,在菱形ABCD中,AE,AF分别垂直平分BC,CD,垂足分别为E,F,则∠EAF的度数是( )
A.90° B.60° C.45° D.30°
【答案】B
【强化训练3】如图,平行四边形ABCD和平行四边形DCFE的周长相等,且∠BAD=70°,∠F=130°,则∠DAE的度数为 .
【答案】30°
【解析】∵ ABCD与 DCFE的周长相等,且CD=CD,
∴AD=DE,
∵∠DAE=∠DEA,
∵∠BAD=70°,∠F=130°,
∴∠ADC=110°,∠CDE=∠F=130°,
∴∠ADE=360°﹣110°﹣130°=120°,
∴∠DAE=(180°﹣120°)÷2=30°,
故答案为30°.
【强化训练4】如图,在菱形ABCD中,点E在BC上,且AE=AD,∠EAD=2∠BAE,求∠BAE的度数.
【答案】解:在菱形ABCD中,AB=AD,
∵AE=AD,
∴AB=AE,
设∠BAE=x,
则∠EAD=2x,∠ABE(180°﹣x),
∵AD∥BC,
∴∠BAD+∠ABE=180°,
∴x+2x(180°﹣x)=180°,
解得x=36°,
即∠BAE=36°.
【强化训练5】如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,AE⊥CD,垂足为E,且AE=OB,求∠CAE的度数.
【答案】解:如图所示:∵四边形ABCD是菱形,
∴BO=DO,AC⊥BD,AD=DC,
又∵AE⊥CD,垂足为E,且AE=OB,
∴DO×AC=AE×DC,
∴AC=CD,
∴△ACD是等边三角形,
∴∠CAD=60°,
∵AE⊥DC,
∴∠CAE=30°.
【题型8】添加条件使四边形为菱形
【典例】如图,若四边形ABCD是一个菱形,则应满足的条件是( )
A.AB=BC=CD=AC B.∠1=∠2=∠3=∠4 C.AB=CD,AC⊥BD D.AO=CO,BO=DO,AB=CD
【答案】B
【解析】A、∵AB=BC=CD=AD,
∴四边形ABCD是菱形,故不符合题意;
B、∵∠1=∠2=∠3=∠4,
∴AD∥BC,AB∥CD,AD=DC,
∴四边形ABCD是菱形,故符合题意;
C、∵AB=CD,AB∥CD,AC⊥BD,
∴四边形ABCD是菱形,故不符合题意;
D、∵AO=CO,BO=DO,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AB=BC,
∴四边形ABCD是菱形,故不符合题意;
故选:B.
【强化训练1】如图,在△ABC中,点D是BC的中点,点E,F分别在线段AD及其延长线上,DE=DF.在下列条件中,使四边形BECF是菱形的是( )
A.EB⊥EC B.AB=AC C.AB⊥AC D.BF∥CE
【答案】B
【解析】∵BD=DC,DE=DF,
∴四边形BECF是平行四边形,
要使得四边形BECF是菱形,对角线必须垂直,
只有AB=AC时,
∵BD=CD,
∴AD⊥BC,
∴此时四边形BECF是菱形,
故选:B.
【强化训练2】如图,AD是△ABC的角平分线,E、F分别是边AB、AC的中点,连接DE、DF,在不再连接其他线段的前提下,要使四边形AEDF成为菱形,还需添加一个条件,这个条件不可能是( )
A.BD=DC B.AB=AC C.AD=BC D.AD⊥BC
【答案】C
【解析】添加BD=CD,
∵E、F分别是边AB、AC的中点,
∴DE,EF是三角形的中位线,
∴DE∥AB,DF∥AC,
∴四边形ADEF是平行四边形,
∵AB=AC,
点E,F分别是AB,AC的中点,
∴AE=AF,
∴平行四边形ADEF为菱形.
添加AB=AC,则三角形是等腰三角形,
由等腰三角形的性质知,顶角的平分线与底边上的中线重合,
即点D是BC的中点再证明即可;
添加AD⊥BC,
再由AD是△ABC的角平分线可证明△ABD≌△ACD,进而得到BD=CD,再证明四边形ADEF为菱形即可,
故选:C.
【强化训练3】如图,四边形ABCD是对角线互相垂直的四边形,且OB=OD,请你添加一个适当的条件 ,使四边形ABCD是菱形.(只需添加一个即可)
【答案】OA=OC
【解析】OA=OC,
∵OB=OD,OA=OC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AC⊥BD,
∴平行四边形ABCD是菱形,
故答案为:OA=OC.
【强化训练4】如图,在平行四边形ABCD中,连接对角线AC,E、F分别为AC上的两点,AE=CF,连接BE,BF,DE,DF.
(1)求证:BF=DE.
(2)对△ABC添加一个条件 ,使四边形BEDF是菱形,并说明理由.
【答案】1)证明:连接BD交AC于O,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AO=CO,BO=DO,
∵AF=CE,
∴AF﹣EF=CE﹣EF,
∴AE=CF,
∴EO=FO,
∴四边形BEDF是平行四边形,
∴BF=DE;
(2)解:当AB=BC时,四边形BEDF是菱形,理由如下:
由(1)得:四边形BEDF是平行四边形,
∴EO=FO,
∵AB=BC,O是AC的中点,
∴BD⊥AC,
∴平行四边形BEDF是菱形,
故答案为:AB=BC.
【题型9】根据正方形的性质求角的度数
【典例】如图,正方形ABCD的对角线相交于点O,则∠AOB的度数是( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
【答案】D
【解析】∵四边形ABCD为正方形,
∴AC⊥BD于点O,
∴∠AOB=90°,
故选:D.
【强化训练1】如图,正方形ABCD的对角线BD是菱形BEFD的一边,菱形BEFD的对角线交正方形ABCD的一边CD于点P,∠FPC的度数是( )
A.135° B.120° C.112.5° D.67.5°
【答案】C
【解析】∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=∠BCD=90°,∠DBC=∠ABD=45°,
∵四边形BEFD是菱形,
∴∠EBF∠DBC=22.5°,
∴∠FPC=∠BCD+∠EBF=90°+∠22.5°=112.5°;
故选:C.
【强化训练2】如图,已知E是正方形ABCD对角线AC上一点,且AB=AE,则∠DBE度数是( )
A.15° B.32.5° C.22.5° D.30°
【答案】C
【解析】∵AC、BD是正方形ABCD对角线,
∴∠BAE=∠ABD=45°,
又AB=AE,
∴∠ABE=∠AEB=67.5°,
∴∠DBE=67.5°﹣45°=22.5°,
故选:C.
【强化训练3】如图,正方形ABCD中,点E是对角线BD上的一点,且BE=AB,连接CE,AE,则∠AEC的度数为 .
【答案】135°.
【解析】∵正方形ABCD中,点E是对角线BD上的一点,且BE=AB,
∴BE=AB=BC,∠ABE=∠EBC=45°,
∴,,
∴∠AEC=∠BEA+∠BEC=135°;
故答案为:135°.
【强化训练4】如图,正方形ABCD中,点E在正方形ABCD外,△AEB为等边三角形,求∠BED的度数.
【答案】解:∵四边形ABCD是正方形,△AEB为等边三角形,
∴AD=AB=AE,∠DAB=90°,∠BAE=∠AEB=60°,
∴∠DAE=90°+60°=150°,
∴∠AED=∠ADE15°,
∴∠BED=∠AEB﹣∠AED=60°﹣15°=45°.
即∠BED的度数45°.
【强化训练5】已知正方形ABCD,∠ADE=∠EAD=15°,求△BEC各内角度数.
【答案】解:如图,过点E作EF⊥AD于点F;作∠ADM=60°,
则∠MDE=75°;而∠ADE=∠EAD=15°,
∴AE=DE,EF平分∠AED,AF=DF;
∴∠DEM75°,
∴∠M=180°﹣2×75°=30°,∠MED=∠MDE=75°
∴DM=2DF,MD=ME;而DC=AD=2DF,
∴MD=CD;在△MDE与△CDE中,
,
∴△MDE≌△CDE(SAS),
∴ME=EC;同理可证ME=BE;
∴BE=CE=MD=DC=BC,
∴△BEC为等边三角形,
∴△BEC各内角度数为60°.
【题型10】坐标系中的正方形
【典例】如图,将正方形OABC放在平面直角坐标系xOy中,O是原点,若点A的坐标为(1,),则点C的坐标为( )
A.(,1) B.(﹣1,) C.(,1) D.(,﹣1)
【答案】C
【解析】作AD⊥轴于D,作CE⊥x轴于E,如图所示:
则∠ADO=∠OEC=90°,
∴∠1+∠2=90°,
∵点A的坐标为(1,),
∴OD=1,AD,
∵四边形OABC是正方形,
∴∠AOC=90°,OC=AO,
∴∠1+∠3=90°,
∴∠3=∠2,
在△OCE和△AOD中,
,
∴△OCE≌△AOD(AAS),
∴OE=AD,CE=OD=1,
∴点C的坐标为(,1);
故选:C.
【强化训练1】如图,在平面直角坐标系xOy中,正方形ABCD的顶点D在y轴上,A(﹣3,0),B(1,b),则正方形ABCD的面积为( )
A.34 B.25 C.20 D.16
【答案】B
【解析】作BE⊥x轴于E,如图,
∵A(﹣3,0),B(1,b),
∴AE=4,
∵四边形ABCD为正方形,
∴AD=AB,∠BAD=90°,
∵∠DAO+∠BAE=90°,∠DAO+∠ADO=90°,
∴∠ADO=∠BAE,
在△ADO和△BAE中,
∴△ADO≌△BAE,
∴OD=AE=4,
在Rt△AOD中,AD2=32+42=52=25,
∴正方形ABCD的面积为25.
故选:B.
【强化训练2】如图,以正方形ABCD的中心为原点建立平面直角坐标系,点A的坐标为(2,2),则点D的坐标为( )
A.(2,2) B.(﹣2,2) C.(﹣2,﹣2) D.(2,﹣2)
【答案】B
【解析】如图所示:∵以正方形ABCD的中心O为原点建立坐标系,点A的坐标为(2,2),
∴点B、C、D的坐标分别为:(2,﹣2),(﹣2,﹣2),(﹣2,2).
故选:B.
【强化训练3】如图,以正方形ABCD的中心为原点建立平面直角坐标系.点A的坐标为(1,1),写出点B,C,D的坐标:B ,C ,D .
【答案】(1,﹣1),(﹣1,﹣1),(﹣1,1).
【解析】∵以正方形ABCD的中心O为原点建立坐标系,点A的坐标为(1,1),
∴点B、C、D的坐标分别为:(1,﹣1),(﹣1,﹣1),(﹣1,1);
故答案为:(1,﹣1),(﹣1,﹣1),(﹣1,1).
【强化训练4】已知一个边长为4的正方形OABC,按如图所示的方式放在平面直角坐标系中,其中的一个顶点与原点重合,两边分别与x轴、y轴重合.则顶点A的坐标是 .
【答案】(4,0).
【解析】∵四边形OABC是正方形,且一个顶点与原点重合,两边分别与x轴、y轴重合,
∴OA=4,
∴点A坐标为(4,0),
故答案为:(4,0).
【强化训练5】如图,正方形ABCD的边长为4,如果以AD的中点为原点,AD所在的直线为y轴建立平面直角坐标系,那么AB与x轴的位置关系是什么?BC与x轴的位置关系怎样?并写出A,B,C,D各点的坐标.
【答案】解:∵四边形ABCD是正方形
∴AB⊥AD,BC∥AD
∵AD⊥x轴
∴AB∥x轴,BC⊥x轴,
∵AB=BC=CD=AD,点O是AD中点,
∴AO=OD=2
∴点A(0,2),点D(0,﹣2),点B(4,2),点C(4,﹣2)
【强化训练6】在平面直角坐标系中,O是坐标原点,A、B两点的坐标分别为(﹣1,0)、(0,3),以AB为边向右侧作正方形ABCD.求点C和点D的坐标.
【答案】解:CE⊥y轴于E,CF⊥x轴于F,DG⊥x轴于G.
∵四边形AOCB是正方形,
∴AB=BC=CD=AD,∠ABC=∠BCD=∠DAB=∠CDA=90°.
∵A、B两点的坐标分别为(﹣1,0)、(0,3),
∴AB
∵∠ABO+∠EBC=∠ABO+∠BAO=∠BAO+∠DAG=∠DAG+∠ADG=90°,
∴∠EBC=∠BAO=∠ADG,
在△BEC和△AOB与△GDA中,
,
∴△BEC≌△AOB≌△GDA(AAS),
∴EC=OB=AG=3,BE=AO=DG=1,
∴OE=OB﹣BE=3﹣1=2,OG=AD﹣OA=3﹣1=2,
∴C(3,2),D(2,﹣1).
【题型11】正方形的判定
【典例】有下列四个条件:①AB=BC,②∠ABC=90°,③AC=BD,④AC⊥BD.从中选取两个作为补充条件,使平行四边形ABCD为正方形(如图).现在文文选择了②③,你认为文文选择的 (填“对”或“不对”).
【答案】不对.
【解析】∵四边形ABCD是平行四边形,∠ABC=90°,
∴四边形ABCD是矩形,
再根据现有条件无法证明平行四边形ABCD为正方形,
∴文文选择的不对,
故答案为:不对.
【强化训练1】对角线相等的菱形是正方形. (判断对错)
【答案】正确.
【解析】对角线相等的菱形是正方形,故正确.
故答案为:正确.
【强化训练2】如图,四边形ABCD是矩形,E是BD上的一点,∠BAE=∠BCE,∠AED=∠CED,求证:四边形ABCD是正方形.
【答案】证明:∵∠AED=∠CED,
∴∠AEB=∠CEB,
在△BAE和△BCE中,
,
∴△BAE≌△BCE(AAS),
∴BA=BC,
∴四边形ABCD是正方形.
【强化训练3】如图,在矩形ABCD中,AD=2CD,E是AD的中点,BF∥CE,CF∥BE.求证:四边形BECF是正方形.
【答案】证明:∵BF∥CE,CF∥BE,
∴四边形EBFC是平行四边形,
∵在矩形ABCD中,AD=2CD,E是AD的中点,
∴AE=AB=DE=DC,
在△ABE和△CDE中,
∵,
∴△ABE≌△CDE(SAS),
∴BE=EC,∠AEB=∠DEC=45°,
∴∠BEC=90°,
∴四边形EBFC是正方形.