冀教版(2024)八年级下册 21.7 正方形 题型专练(参考答案)
【题型1】根据正方形的性质求解
【典例】如图,正方形ABCD的面积为50,则AC的长为( )
A. B.5 C. D.10
【答案】D
【解析】∵正方形ABCD的面积为50
∴AB=BC=,∠B=90°,
∴,
故选:D.
【强化训练1】如图,在Rt△ABC中,点D是斜边BC的中点,以AD为边作正方形ADEF.若S正方形ADEF=36,则BC的长为( )
A.6 B.10 C.12 D.18
【答案】C
【解析】∵四边形ADEF是正方形,S正方形ADEF=36,
∴AD2=36,
∵AD>0,
∴AD=6,
∵在Rt△ABC中,点D是斜边BC的中点,
∴BC=2AD=12,
故选:C.
【强化训练2】如图,已知点E为正方形ABCD内一点,△ABE为等边三角形,连结ED,EC,则∠DEC的度数为( )
A.120° B.150° C.108° D.135°
【答案】B
【解析】∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=CD=AD,∠ABC=∠BAD=90°,
∵△ABE为等边三角形,
∴AB=BE=AE,∠ABE=∠BEA=∠BAE=60°,
∴BC=BE,AD=AE,∠CBE=∠DAE=90°﹣60°=30°,
∴∠BEC=∠BCE==75°,
同理∠AED=75°,
∴∠DEC=360°﹣∠BEC﹣∠BEA﹣∠AED=360°﹣75°﹣60°﹣75°=150°,
故选:B.
【强化训练3】如图,正方形ABCD的边长为6,对角线AC,BD相交于点O,点M,N分别在边BC,CD上,且∠MON=90°,连接MN交OC于P,若BM=2,则OP OC= .
【答案】10.
【解析】作OQ⊥BC,
由正方形ABCD的边长为6,∠MON=90°,BM=2,OB=OC,∠BOC=90°,
得OQ=BQ=CQ=3,
由∠BOM=∠CON,OB=OC,∠OBM=∠OCN=45°,
得△OBM≌△OCN(ASA),
得CN=BM=2,OM=ON,
得∠OMN=∠ONM=45°=∠OCM,
由∠MOC=∠POM,
得△MOC∽△POM,
得OM:OC=OP:OM,
得OP OC=OM2=OQ2+MQ2=32+(3﹣2)2=10.
故答案为:10.
【强化训练4】如图,已知正方形ABCD的边长为5,点E、F分别在AD、DC上,AE=DF=2,BE与AF相交于点G,点H为BF的中点,连接GH,求GH的长.
【答案】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=DA,∠BAE=∠ADF=90°,
在△BAE和△ADF中
,
∴△BAE≌△ADF(SAS),
∴∠ABE=∠DAF,
∵∠ABE+∠BEA=90°,
∴∠DAF+∠BEA=90°,
∴∠AGE=90°,
∴∠BGF=90°,
∵点H为BF的中点,
∴GH=BF,
又∵BC=CD=5,DF=2,∠C=90°,
∴CF=3,
∴BF===,
∴GH=.
【题型2】根据正方形的性质证明
【典例】图(1)的杜岭二号方鼎是河南博物院九大镇院之宝之一,方鼎的口呈正方形(如图(2)),正方形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,则下列说法不正确的是( )
A.AC⊥BD B.AD=AO C.DO=CO D.∠DAO=∠BAC
【答案】B
【解析】∵正方形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,
∴AC⊥BD,OA=OC=OB=OD,∠DAO=∠BAC=45°,
∴,
故选项A,C,D正确,不符合题意;选项B错误,符合题意;
故选:B.
【强化训练1】关于四边形对角线的性质,下列描述错误的是( )
A.平行四边形的对角线互相平分 B.矩形的对角线互相垂直 C.菱形的每一条对角线平分一组对角 D.正方形的对角线相等
【答案】B
【解析】A、平行四边形的对角线互相平分,正确,本选项不符合题意.
B、矩形的对角线相等且平分但是不互相垂直,本选项说法错误,符合题意.
C、菱形的每一条对角线平分一组对角,正确,本选项不符合题意.
D、正方形的对角线相等,错误,本选项不符合题意.
故选:B.
【强化训练2】如图,已知四边形ABCD为正方形,E为对角线AC上一点,连接DE,过点E作EF⊥DE,交BC的延长线于点F,以DE,EF为邻边作矩形DEFG,连接CG,下列结论中正确的有( )
①CE=CF
②DE=EF
③AC⊥CG
④
A.①②③ B.③④ C.②④ D.②③④
【答案】D
【解析】过E作EM⊥BC于M点,过E作EN⊥CD于N 点,如图所示,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠BCD=90°,∠ECN=45°,
∴∠EMC=∠ENC=∠BCD=90°,
∴NE=NC,
∴四边形EMCN为正方形,四边形DEFG是矩形,
∴EM=EN,∠DEN+∠NEF=∠MEF+∠NEF=90°,
∴∠DEN=∠MEF,又∠DNE=∠FME=90°,
在△DEN和△FEM中,
∴△DEN≌△FEM(ASA),
,
∴ED=EF,
∴矩形DEFG为正方形,
∴DE=EF,DE=DG,∠EDC+∠CDG=90°,故②正确;
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=DC,∠EDC+∠ADE=90°,
∴∠ADE=∠CDG,
∴△ADE≌△CDG(SAS),
∴∠DAE=∠DCG=45°,
∴∠ACG=∠ACD+∠DCG=45°+45°=90°,即∠ACG=90°,
∴AC⊥CG,故③正确;
∵△ADE≌△CDG,
∴AE=CG,
∴,故④正确;
当DE⊥AC时,点C与点F重合,
∴CE不一定等于CF,故①错误,
综上可知:②③④正确,
故选:D.
【强化训练3】如图,在正方形ABCD中,AB=4,点E在对角线AC上,且不与A,C重合,过点E作EF⊥AB于点F,EG⊥BC于点G,连接ED,FG,①;②若,则DE=2;③DE=FG;④FG的最小值为.上述结论中,所有正确结论的序号是 .
【答案】①③④.
【解析】∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=90°,
AB=BC=4,
∴==,故①正确;
如图1,连接BD交AC于O,
∵四边形ABCD是正方形,
∴OD⊥AC,
OD=OA=,
∴OE=OA﹣AE=,
∴==,故②不正确;
如图2,连接BE,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=90°,BC=DC,∠BCE=∠DCE,
∵EF⊥AB,EG⊥BC,
∴∠BFE=∠BGE=90°,
∴四边形BGEF是矩形,
∴BE=FG,
在△BCE和△DCE中
,
∴△BCE≌△DCE(SAS),
∴BE=DE,
∴DE=FG,故③正确;
当BE⊥AC时,BE的值最小,
此时BE=BO,
∵四边形ABCD是正方形,
∴,
∴,
∴,
∴FG的最小值为;故④正确;
故答案为:①③④.
【强化训练4】如图,正方形ABCD的对角线交于点O,点E、F分别在AB、BC上(AE<BE),且∠EOF=90°,OE、DA的延长线交于点M,OF、AB的延长线交于点N,连接MN.求证:OM=ON.
【答案】证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠OAB=∠OBA=45°,∠AOB=90°,∠DAB=∠ABC=90°,OA=OB,
∵∠EOF=90°,
∴∠AOM=90°﹣∠MOB=∠BON,∠OAM=∠OAB+∠BAM=45°+90°=135°=180°﹣∠OBA=∠OBN,
在△AOM和△BON中,
,
∴△AOM≌△BON(ASA),
∴OM=ON.
【题型3】添一个条件使四边形是正方形
【典例】如图,在矩形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,添加下列一个条件,仍不能使矩形ABCD成为正方形的是( )
A.AC⊥BD B.AC平分∠BAD C.AB=BC D.△OCD是等边三角形
【答案】D
【解析】要使矩形成为正方形,可根据正方形的判定定理解答:
(1)有一组邻边相等的矩形是正方形,
(2)对角线互相垂直的矩形是正方形.
∴A、C不符合题意;
∵AC平分∠BAD,
∴∠BAC=∠CAD,
∵AD∥BC,
∴∠DAC=∠ACB,
∴∠DAC=∠ACB,
∴AB=BC,
∴矩形ABCD成为正方形,
∴B不符合题意;
∵添加△OCD是等边三角形,不能使矩形ABCD成为正方形,选项D符合题意.
故选:D.
【强化训练1】如图,在矩形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,添加下列一个条件,能使矩形ABCD成为正方形的是( )
A.BD=AC B.DC=AD C.∠AOB=60° D.OD=CD
【答案】B
【解析】要使矩形成为正方形,可根据正方形的判定定理解答:
(1)有一组邻边相等的矩形是正方形,
(2)对角线互相垂直的矩形是正方形.
∴添加DC=AD,能使矩形ABCD成为正方形.
故选:B.
【强化训练2】在矩形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,请添加一个条件: ,使矩形ABCD为正方形.
【答案】AB=BC(答案不唯一,如AC⊥BD等).
【解析】根据有一组邻边相等或对角线互相垂直的矩形是正方形,得到应该添加的条件为:AB=BC或BC=CD或CD=DA或DA=AB或AC⊥BD.
故答案为:AB=BC(答案不唯一,如AC⊥BD等).
【强化训练3】如图,在△ABC中,O是AC边的中点,过点O作直线MN∥BC,交∠ACB的角平分线CE于点E,交△ABC的外角∠ACG的角平分线CF于点F,连接AE,AF.
(1)求证:四边形AECF为矩形;
(2)请添加一个条件,使四边形AECF为正方形,直接写出该条件.
【答案】(1)证明:∵MN∥BC,
∴∠OEC=∠BCE,∠OFC=∠GCF,
又∵CE平分∠BCO,CF平分∠GCO,
∴∠OCE=∠BCE,∠OCF=∠GCF,
∴∠OCE=∠OEC,∠OCF=∠OFC,
∴EO=CO,FO=CO,
∴OE=OF;
又∵AO=CO,
∴四边形AECF是平行四边形,
∵∠ECF=90°,
∴四边形AECF是矩形;
(2)解:当△ABC满足∠ACB为直角的直角三角形时,四边形AECF是正方形.
∵由(1)知,四边形AECF是矩形,
∵MN∥BC,当∠ACB=90°,则∠AOF=∠COE=∠COF=∠AOE=90°,
∴AC⊥EF,
∴四边形AECF是正方形.
【题型4】证明四边形是正方形
【典例】下列条件中,能使菱形ABCD为正方形的是( )
A.AB=AD B.AB⊥BC C.AC⊥BD D.AC平分∠BAD
【答案】B
【解析】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:B.
【强化训练1】四条边都相等,且对角线也相等的四边形是( )
A.平行四边形 B.矩形 C.菱形 D.正方形
【答案】D
【解析】∵四边形四条边都相等,
∴四边形是菱形,
∵四边形对角线相等,
∴这个四边形是正方形.
故选:D.
【强化训练2】四边形ABCD的对角线AC=BD,AC⊥BD,分别过A、B、C、D作对角线的平行线,所成的四边形EFMN是 .
【答案】正方形.
【解析】如图所示:
分别过A、B、C、D作对角线的平行线,
∴AC∥MN∥EF,EN∥BD∥MF,
∵对角线AC=BD,AC⊥BD,
∴∠NAO=∠AOD=∠N=90°,EN=NM=FM=EF,
∴四边形EFMN是正方形.
故答案为:正方形.
【强化训练3】定义:有一组邻边相等的 是正方形.
【答案】矩形.
【解析】定义:有一组邻边相等的矩形是正方形.
故答案为:矩形.
【强化训练4】如图,在△ABC中,AB=AC,点D是边BC的中点,过点A,D分别作BC与AB的平行线,相交于点E,连接EC,AD,DE与AC交于点O.
(1)求证:四边形ADCE是矩形;
(2)当∠BAC=90°时,求证:四边形ADCE是正方形.
【答案】证明:(1)∵AB=AC,点D是边BC的中点,
∴BD=CD,AD⊥BC,
∴∠ADC=90°.
∵AE∥BD,DE∥AB,
∴四边形AEDB为平行四边形,
∴AE=BD=CD,
又AE∥DC,
∴四边形ADCE是平行四边形,
∵∠ADC=90°,
∴四边形ADCE是矩形;
(2)设AC与DE相交于点O.
∵DE∥AB,∠BAC=90°,
∴∠DOC=∠BAC=90°,
即AC⊥DE,
又∵由(1)知四边形ADCE是矩形,
∴四边形ADCE是正方形.
【题型5】正方形的判定和性质的综合应用
【典例】如图,E、F、M、N分别是正方形ABCD四条边上的点,AE=BF=CM=DN,则四边形EFMN的形状是( )
A.平行四边形 B.矩形 C.菱形 D.正方形
【答案】D
【解析】四边形EFMN是正方形.
证明:∵AE=BF=CM=DN,
∴AN=DM=CF=BE.
∵∠A=∠B=∠C=∠D=90°,
∴△ANE≌△DMN≌△CFM≌△BEF(SAS).
∴EF=EN=NM=MF,∠ENA=∠DMN.
∴四边形EFMN是菱形.
∵∠ENA=∠DMN,∠DMN+∠DNM=90°,
∴∠ENA+∠DNM=90°.
∴∠ENM=90°.
∴四边形EFMN是正方形.
故选:D.
【强化训练1】如图,点E,F,G,H分别是正方形ABCD四条边上的点,EF,GH相交于点O,且OA=4,EF⊥AB,GH⊥BC,BE=BH,则四边形BEOH与四边形DFOG的面积之和为( )
A.4 B. C.8 D.16
【答案】D
【解析】∵四边形ABCD是正方形,
∴∠BAC=∠B=∠C=∠D=90°,AD∥BC,AB∥CD,AD=CD,
∵EF⊥AB,GH⊥BC,
∴∠AEF=∠BEF=90°,∠BHO=∠CHO=90°,
∴∠B=∠BEO=∠BHO=90°,
∴四边形BEOH是矩形,
∵BE=BH,
∴四边形BEOH是正方形,
∵∠BAC=∠B=∠BHO=90°,
∴四边形ABHG是矩形,
∴AG=BH,
∵AD∥BC,GH⊥BC,
∴GH⊥AD,
∴∠DGO=∠AGO=90°,
∵AB∥CD,EF⊥AB,
∴EF⊥CD,
∴∠DFO=∠CFO=90°,
∴∠DGO=∠DFO=∠D=90°,
∴四边形DFOG是矩形,
∵∠B=∠BEO=∠C=90°,
∴四边形BEFC是矩形,
∴CF=BE,
∴AG=CF,
∵AD=CD,
∴DG=DF,
∴四边形DFOG是正方形,
∴S正方形BEOH+S正方形DFOG=BH2+OG2=AG2+OG2,
在Rt△AOG中,由勾股定理得,OA2=AG2+OG2=42=16,
∴四边形BEOH与四边形DFOG的面积之和为16,
故选:D.
【强化训练2】如图,∠EOD=90°,点A、B分别在OE,OD上,∠EAB与∠ABD的角平分线交于点P,PC⊥AB于C,若PC=2,则OP= .
【答案】2.
【解析】过点P作PG⊥OE于G,PH⊥OD于H,
∵∠EOD=90°,
∴四边形GOHP为矩形,
∵AP平分∠EAB,PC⊥AB,PG⊥OE,
∴PG=PC=2,
同理可得:PH=PC=2,
∴PG=PH,
∴矩形GOHP为正方形,
∴OH=PG=2,
∴OP==2,
故答案为:2.
【强化训练3】如图,在四边形ABCD中,AB=BC,AB∥CD,AD∥BC,∠ABC=90°.点E、F分别在边AB、AD上,CE与BF相交于点G,BE=AF.线段BG的垂直平分线交BE于点H,且∠EHG=54°.若∠EGH=m°,则m= .
【答案】63
【解析】∵AB∥CD,AD∥BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AB=BC,
∴四边形ABCD是菱形,
∵∠ABC=90°,
∴四边形ABCD是正方形,
∴∠A=∠CBE=90°,
∵BC=AB,BE=AF,
∴△BCE≌△ABF(SAS),
∴∠ABF=∠BCE,
∵∠ABF+∠CBF=90°,
∴∠CBF+∠BCE=90°,
∴∠BGC=∠EGB=90°,
∵点H在线段BG的垂直平分线上,
∴HB=HG,
∴∠HGB=∠HBG,
∵∠EHG=∠HBG+∠HGB=54°,
∴∠HGB=∠HBG=27°,
∴∠EGH=90°﹣27°=63°,
∴m=63,
故答案为63.
【强化训练4】如图,正方形ABCD中,AB=3,点E是对角线AC上的一点,连接DE.过点E作EF⊥ED,交AB于点F,以DE,EF为邻边作矩形DEFG,连接AG.
(1)求证:矩形DEFG是正方形;
(2)求AG+AE的值;
(3)若F恰为AB的中点,求正方形DEFG的面积.
【答案】(1)证明:如图,作EM⊥AD于M,EN⊥AB于N.
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠EAD=∠EAB,
∵EM⊥AD于M,EN⊥AB于N,
∴EM=EN,
∵∠EMA=∠ENA=∠DAB=90°,
∴四边形ANEM是矩形,
∵EF⊥DE,
∴∠MEN=∠DEF=90°,
∴∠DEM=∠FEN,
∵∠EMD=∠ENF=90°,
∴△EMD≌△ENF(ASA),
∴ED=EF,
∵四边形DEFG是矩形,
∴四边形DEFG是正方形;
(2)解:∵四边形DEFG是正方形,四边形ABCD是正方形,
∴DG=DE,DC=DA=AB=3,∠GDE=∠ADC=90°,
∴∠ADG=∠CDE,
∴△ADG≌△CDE(SAS),
∴AG=CE,
∴AE+AG=AE+EC=AC=AD=6;
(3)解:连接DF,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD=3,AB∥CD,
∵F是AB中点,
∴AF=FB=,
∴DF===,
∴正方形DEFG的面积=DF2=()2=.冀教版(2024)八年级下册 21.7 正方形 题型专练
【题型1】根据正方形的性质求解
【典例】如图,正方形ABCD的面积为50,则AC的长为( )
A. B.5 C. D.10
【强化训练1】如图,在Rt△ABC中,点D是斜边BC的中点,以AD为边作正方形ADEF.若S正方形ADEF=36,则BC的长为( )
A.6 B.10 C.12 D.18
【强化训练2】如图,已知点E为正方形ABCD内一点,△ABE为等边三角形,连结ED,EC,则∠DEC的度数为( )
A.120° B.150° C.108° D.135°
【强化训练3】如图,正方形ABCD的边长为6,对角线AC,BD相交于点O,点M,N分别在边BC,CD上,且∠MON=90°,连接MN交OC于P,若BM=2,则OP OC= .
【强化训练4】如图,已知正方形ABCD的边长为5,点E、F分别在AD、DC上,AE=DF=2,BE与AF相交于点G,点H为BF的中点,连接GH,求GH的长.
【题型2】根据正方形的性质证明
【典例】图(1)的杜岭二号方鼎是河南博物院九大镇院之宝之一,方鼎的口呈正方形(如图(2)),正方形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,则下列说法不正确的是( )
A.AC⊥BD B.AD=AO C.DO=CO D.∠DAO=∠BAC
【强化训练1】关于四边形对角线的性质,下列描述错误的是( )
A.平行四边形的对角线互相平分 B.矩形的对角线互相垂直 C.菱形的每一条对角线平分一组对角 D.正方形的对角线相等
【强化训练2】如图,已知四边形ABCD为正方形,E为对角线AC上一点,连接DE,过点E作EF⊥DE,交BC的延长线于点F,以DE,EF为邻边作矩形DEFG,连接CG,下列结论中正确的有( )
①CE=CF
②DE=EF
③AC⊥CG
④
A.①②③ B.③④ C.②④ D.②③④
【强化训练3】如图,在正方形ABCD中,AB=4,点E在对角线AC上,且不与A,C重合,过点E作EF⊥AB于点F,EG⊥BC于点G,连接ED,FG,①;②若,则DE=2;③DE=FG;④FG的最小值为.上述结论中,所有正确结论的序号是 .
【强化训练4】如图,正方形ABCD的对角线交于点O,点E、F分别在AB、BC上(AE<BE),且∠EOF=90°,OE、DA的延长线交于点M,OF、AB的延长线交于点N,连接MN.求证:OM=ON.
【题型3】添一个条件使四边形是正方形
【典例】如图,在矩形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,添加下列一个条件,仍不能使矩形ABCD成为正方形的是( )
A.AC⊥BD B.AC平分∠BAD C.AB=BC D.△OCD是等边三角形
【强化训练1】如图,在矩形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,添加下列一个条件,能使矩形ABCD成为正方形的是( )
A.BD=AC B.DC=AD C.∠AOB=60° D.OD=CD
【强化训练2】在矩形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,请添加一个条件: ,使矩形ABCD为正方形.
【强化训练3】如图,在△ABC中,O是AC边的中点,过点O作直线MN∥BC,交∠ACB的角平分线CE于点E,交△ABC的外角∠ACG的角平分线CF于点F,连接AE,AF.
(1)求证:四边形AECF为矩形;
(2)请添加一个条件,使四边形AECF为正方形,直接写出该条件.
【题型4】证明四边形是正方形
【典例】下列条件中,能使菱形ABCD为正方形的是( )
A.AB=AD B.AB⊥BC C.AC⊥BD D.AC平分∠BAD
【强化训练1】四条边都相等,且对角线也相等的四边形是( )
A.平行四边形 B.矩形 C.菱形 D.正方形
【强化训练2】四边形ABCD的对角线AC=BD,AC⊥BD,分别过A、B、C、D作对角线的平行线,所成的四边形EFMN是 .
【强化训练3】定义:有一组邻边相等的 是正方形.
【强化训练4】如图,在△ABC中,AB=AC,点D是边BC的中点,过点A,D分别作BC与AB的平行线,相交于点E,连接EC,AD,DE与AC交于点O.
(1)求证:四边形ADCE是矩形;
(2)当∠BAC=90°时,求证:四边形ADCE是正方形.
【题型5】正方形的判定和性质的综合应用
【典例】如图,E、F、M、N分别是正方形ABCD四条边上的点,AE=BF=CM=DN,则四边形EFMN的形状是( )
A.平行四边形 B.矩形 C.菱形 D.正方形
【强化训练1】如图,点E,F,G,H分别是正方形ABCD四条边上的点,EF,GH相交于点O,且OA=4,EF⊥AB,GH⊥BC,BE=BH,则四边形BEOH与四边形DFOG的面积之和为( )
A.4 B. C.8 D.16
【强化训练2】如图,∠EOD=90°,点A、B分别在OE,OD上,∠EAB与∠ABD的角平分线交于点P,PC⊥AB于C,若PC=2,则OP= .
【强化训练3】如图,在四边形ABCD中,AB=BC,AB∥CD,AD∥BC,∠ABC=90°.点E、F分别在边AB、AD上,CE与BF相交于点G,BE=AF.线段BG的垂直平分线交BE于点H,且∠EHG=54°.若∠EGH=m°,则m= .
【强化训练4】如图,正方形ABCD中,AB=3,点E是对角线AC上的一点,连接DE.过点E作EF⊥ED,交AB于点F,以DE,EF为邻边作矩形DEFG,连接AG.
(1)求证:矩形DEFG是正方形;
(2)求AG+AE的值;
(3)若F恰为AB的中点,求正方形DEFG的面积.