(共20张PPT)
数学北师大版 九年级上
正方形的性质与判定
(第1课时)
一、复习回顾
平行四边形、矩形与菱形有哪些性质
平行四边形
边:
角:
对角线:
对边平行且相等
对角相等,邻角互补
对角线互相平分
矩形
角:
四个角是直角
对角线:
对角线相等且平分
菱形
四条边相等
边:
互相垂直且平分
分别平分两组对角
对角线:
菱形集合
平行四边形集合
矩形集合
?
矩 形
正方形
〃
〃
矩形一组邻边相等时变成怎样的图形呢
二、问题探究
菱 形
∟
∟
∟
∟
正方形
菱形有一个角是直角时变成怎样的图形呢
探究小结
矩 形
〃
〃
正方形
邻边
相等
〃
〃
发现:
一组邻边相等的矩形 叫正方形
菱 形
一个角
是直角
正方形
∟
发现:
一个角为直角的菱形叫正方形
如何来给正方形下定义?
正方形的定义:
有一组邻边相等,并且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形.
D
C
B
A
正方形是特殊的平行四边形,又是特殊的
菱形,特殊的矩形,你能猜出它具有怎样的
性质?
边
对角线
角
正方形的性质
正方形对边平行且四边相等
正方形的四个角都是直角
正方形的对角线相等,互相垂直平分,每条对角线平分一组对角。
A
B
C
D
0
证明正方形性质
已知:如右图,四边形ABCD是正方形.
求证:正方形ABCD四边相等,四个角都是直角.
A
B
C
D
证明:∵四边形ABCD是正方形.
∴∠A=90°, AB=AC . (正方形的定义)
又∵正方形是平行四边形.
∴正方形是矩形, (矩形的定义)
正方形是菱形.(菱形的定义)
∴∠A=∠B =∠C =∠D = 90°,
AB= BC=CD=AD.
已知:如右图,四边形ABCD是正方形.对角线AC、BD相交于点O.求证:AO=BO=CO=DO,AC⊥BD.
A
B
C
D
O
请同学们动手完成以上证明?
提示:可以先通过证明来得到正方形是矩形、菱形,然后利用矩形和菱形的定理来完成该题.
正方形是特殊的平行四边形,也是特殊的矩形,也是特殊的菱形.所以平行四边形、矩形、菱形有的性质,正方形都有.
菱形集合
平行四边形集合
矩形集合
?
定理1
正方形的四个角都是直角,四条边相等
定理2
正方形的对角线相等且互相垂直平分
归纳结论
正方形
对角线
边
边
对角线
对角线
角
对边平行且相等
相互平分
相等
四个角相等都是90°
相互垂直且
平分对角
四边相等
对称性
轴对称图形(4条对称轴)
例1:如图在正方形ABCD中,E为CD上一点,F为BC边延长线上一点,且CE=CF. BE与DF之间有怎样的关系?请说明理由.
典例精析
A
B
D
C
F
E
巩固 训练
1.在正方形ABC中,∠ADB= ,∠DAC= , ∠BOC= .
A
D
B
C
O
45°
90°
45°
2.在正方形ABCD中,E是对角线AC上一点,且AE=AB,则∠EBC的度数是 .
A
D
B
C
O
E
22.5°
3.如图,已知正方形ABCD ,以AB为边向正方形外作等边△ABE,连结DE 、 CE ,求∠DEC的度数.
D
A
E
B
C
解:∵△ABE是等边三角形.
∴AB =AE=BE,
∠ABE=∠BEA=∠EAB =60°.
又∵四边形ABCD是正方形.
∴AD=BC=AE=BE,
∠DAB=∠ABC=90°.
∴∠DAE=∠CBE=150°.
∴∠AED=∠EDA=∠CEB=∠BCE=15°.
∴∠DEC=∠AEB-∠AED-∠CEB=30°.
三、课堂小结
1.四个角都是直角
2.四条边都相等
3.对角线相等且互相垂直平分
正方形
性质
定义
有一组邻相等,并且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形
谢谢
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正方形的定义与性质
【基础题】
1.(2017 阳谷县二模)矩形、菱形、正方形都一定具有的性质是( )
A.邻边相等 B.四个角都是直角
C.对角线相等 D.对角线互相平分
2.(2017 渭滨区一模)如图,正方形ABCD的边长为8,在各边上顺次截取AE=BF=CG=DH=5,则四边形EFGH的面积是( )
A.30 B.34 C.36 D.40
3.(2017春 南召县期末)如图,已知四边形ABCD是平行四边形,下列结论中不正确的是( )
A.当AB=BC时,四边形ABCD是菱形
B.当AC⊥BD时,四边形ABCD是菱形
C.当∠ABC=90°时,四边形ABCD是矩形
D.当AC=BD时,四边形ABCD是正方形
4.(2017春 寿光市期中)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°
5.(2016 毕节市)如图,正方形ABCD的边长为9,将正方形折叠,使顶点D落在BC边上的点E处,折痕为GH.若BE:EC=2:1,则线段CH的长是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【中档题】
6.(2016 贵阳模拟)将五个边长都为2cm的正方形按如图所示摆放,点A、B、C、D分别是四个正方形的中心,则图中四块阴影面积的和为( )
A.2cm2 B.4cm2 C.6cm2 D.8cm2
7.(2016 南充模拟)下列四边形:①正方形、②矩形、③菱形,对角线一定相等的是( )
A.①②③ B.①② C.①③ D.②③
8.(2016 宁阳县模拟)如图,已知P是正方形ABCD对角线BD上一点,且BP=BC,则∠ACP度数是( )
A.45° B.22.5° C.67.5° D.75°
9.(2016 曹县校级模拟)如图,在正方形ABCD中,H是BC延长线上一点,使CE=CH,连接DH,延长BE交DH于G,则下面结论错误的是( )
A.BE=DH B.∠H+∠BEC=90°
C.BG⊥DH D.∠HDC+∠ABE=90°
10.(2016 哈尔滨模拟)如图,在正方形ABCD外侧作等边三角形CDE,AE、BD交于点F,则∠AFB的度数为( )
A.45° B.55° C.60° D.75°
11.(2017 黄冈)如图,在正方形ABCD的外侧,作等边△ADE,则∠BED的度数是 .
12.(2017 六盘水)如图,在正方形ABCD中,等边三角形AEF的顶点E、F分别在边BC和CD上,则∠AEB= 度.
【中档题】
13.(2017 绍兴)如图为某城市部分街道示意图,四边形ABCD为正方形,点G在对角线BD上,GE⊥CD,GF⊥BC,AD=1500m,小敏行走的路线为B→A→G→E,小聪行走的路线为B→A→D→E→F.若小敏行走的路程为3100m,则小聪行走的路程为 m.
14.(2017 莘县三模)有3个正方形如图所示放置,阴影部分的面积依次记为S1,S2,则S1:S2= .
15.(2017 娄底模拟)在平面直角坐标系中,正方形ABCD的位置如图所示,点A的坐标为(1,0),点D的坐标为(0,2).延长CB交x轴于点A1,作第1个正方形A1B1C1C;延长C1B1交x轴于点A2,作第2个正方形A2B2C2C1,…,按这样的规律进行下去,第2016个正方形的面积是 .
16.(2017 和平区三模)如图所示,以Rt△ABC的斜边BC为一边在△ABC的同侧作正方形BCEF,设正方形的中心为O,连接AO,如果AB=4,AO=6,那么AC= .
【较难题】
17.(2017 陕西)如图,在正方形ABCD中,E、F分别为边AD和CD上的点,且AE=CF,连接AF、CE交于点G.求证:AG=CG.
18.(2017 杭州)如图,在正方形ABCD中,点G在对角线BD上(不与点B,D重合),GE⊥DC于点E,GF⊥BC于点F,连结AG.
(1)写出线段AG,GE,GF长度之间的数量关系,并说明理由;
(2)若正方形ABCD的边长为1,∠AGF=105°,求线段BG的长.
19.(2017 怀化)如图,四边形ABCD是正方形,△EBC是等边三角形.
(1)求证:△ABE≌△DCE;
(2)求∠AED的度数.
20.(2017 番禺区一模)如图,正方形ABCD中,点P,Q分别为AD,CD边上的点,且DQ=CP,连接BQ,AP.求证:BQ=AP.
答案
1.D.2.B.3.D.4.C.5.B6.B.7.B.8.B.9.B.10.C.11.45°.12.75.13.4600
14.4:9.15.5×()403016.16.
17.【解答】证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ADF=CDE=90°,AD=CD.
∵AE=CF,
∴DE=DF,
在△ADF和△CDE中,
∴△ADF≌△CDE(SAS),
∴∠DAF=∠DCE,
在△AGE和△CGF中,,
∴△AGE≌△CGF(AAS),
∴AG=CG.
18.
【解答】解:(1)结论:AG2=GE2+GF2.
理由:连接CG.
∵四边形ABCD是正方形,
∴A、C关于对角线BD对称,
∵点G在BD上,
∴GA=GC,
∵GE⊥DC于点E,GF⊥BC于点F,
∴∠GEC=∠ECF=∠CFG=90°,
∴四边形EGFC是矩形,
∴CF=GE,
在Rt△GFC中,∵CG2=GF2+CF2,
∴AG2=GF2+GE2.
(2)作BN⊥AG于N,在BN上截取一点M,使得AM=BM.设AN=x.
∵∠AGF=105°,∠FBG=∠FGB=∠ABG=45°,
∴∠AGB=60°,∠GBN=30°,∠ABM=∠MAB=15°,
∴∠AMN=30°,
∴AM=BM=2x,MN=x,
在Rt△ABN中,∵AB2=AN2+BN2,
∴1=x2+(2x+x)2,
解得x=,
∴BN=,
∴BG=BN÷cos30°=.
19.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,△ABC是等边三角形,
∴BA=BC=CD=BE=CE,∠ABC=∠BCD=90°,∠EBC=∠ECB=60°,
∴∠ABE=∠ECD=30°,
在△ABE和△DCE中,
,
∴△ABE≌△DCE(SAS).
(2)∵BA=BE,∠ABE=30°,
∴∠BAE=(180°﹣30°)=75°,
∵∠BAD=90°,
∴∠EAD=90°﹣75°=15°,同理可得∠ADE=15°,
∴∠AED=180°﹣15°﹣15°=150°.
20.
【解答】证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠BAQ=∠ADP=90°,AB=DA,
∵DQ=CP,
∴AQ=DP,
在△ABQ和△DAP中,
,
∴△ABQ≌△DAP(SAS),
∴BQ=AP.
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正方形的判定
【基础题】
1.(2017春 南召县期末)如图,已知四边形ABCD是平行四边形,下列结论中不正确的是( )
A.当AB=BC时,四边形ABCD是菱形
B.当AC⊥BD时,四边形ABCD是菱形
C.当∠ABC=90°时,四边形ABCD是矩形
D.当AC=BD时,四边形ABCD是正方形
2.(2017春 下陆区期中)下列说法中错误的是( )
A.平行四边形的对角线互相平分
B.两组对边分别相等的四边形是平行四边形
C.矩形的对角线相等
D.有一组邻边相等且有一个角是直角的四边形是正方形
3.(2016 宜昌模拟)在下列命题中,是真命题的是( )
A.两条对角线相等的四边形是矩形
B.两条对角线互相垂直的四边形是菱形
C.两条对角线互相平分的四边形是平行四边形
D.两条对角线互相垂直且相等的四边形是正方形
4.(2016 虹口区二模)下列命题中,正确的是( )
A.四边相等的四边形是正方形
B.四角相等的四边形是正方形
C.对角线垂直的平行四边形是正方形
D.对角线相等的菱形是正方形
5.(2016春 高阳县期末)下列条件之一能使菱形ABCD是正方形的为( )
①AC⊥BD ②∠BAD=90° ③AB=BC ④AC=BD.
A.①③ B.②③ C.②④ D.①②③
6.(2016秋 纳雍县校级期中)在四边形ABCD中,AC、BD相交于O,能判定这个四边形是正方形的是( )
A.AO=BO=CO=DO,AC⊥BD
B.AB∥CD,AC=BD
C.AO=BO,∠A=∠C
D.AO=CO,BO=DO,AB=BC
7.(2015春 重庆校级期末)四边形ABCD中,AC、BD相交于点O,能判别这个四边形是正方形的条件是( )
A.OA=OB=OC=OD,AC⊥BD
B.AB∥CD,AC=BD
C.AD∥BC,∠A=∠C
D.OA=OC,OB=OD,AB=BC
【中档题】
8.(2017 河西区二模)已知直角三角形ABC,∠ABC=90°,AB=3,BC=5,以AC为边向外作正方形ACEF,则这个正方形的中心O到点B的距离为 .
9.(2017 潍坊二模)如图,已知正方形ABCD的对角线交于点O,过O点作OE⊥OF,分别交AB、BC于E、F,若AE=4,CF=3,则EF等于 .
10.(2017 资中县模拟)如图,正方形ABCD的边长为15,AG=CH=12,BG=DH=9,连接GH,则线段GH的长为 .
11.(2017 东莞市一模)平行四边形ABCD的对角线AC和BD交于O点,分别过顶点B,C作两对角线的平行线交于点E,得平行四边形OBEC.
(1)如果四边形ABCD为矩形(如图),四边形OBEC为何种四边形?请证明你的结论;
(2)当四边形ABCD是 形时,四边形OBEC是正方形.
二.以考查技能为主的试题
【中档题】
12.(2017 南京一模)如图,在△ABC中,AB=AC,D是边BC上的一点,DE⊥AB,DF⊥AC,垂足分别是E、F,EF∥BC.
(1)求证:△BDE≌△CDF;
(2)若BC=2AD,求证:四边形AEDF是正方形.
13.(2017 于洪区二模)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,分别延长OA,OC到点E,F,使AE=CF,依次连接B,F,D,E各点.
(1)求证:△BAE≌△BCF;
(2)若∠ABC=40°,则当∠EBA= 时,四边形BFDE是正方形.
14.(2017春 洛宁县期末)如图所示,点E为正方形ABCD内部的一点,且△ABE为等边三角形,试求∠ADE的度数.
【较难题】
15.(2017春 滨海县期末)如图,P是正方形ABCD对角线BD上一点,PE⊥DC,PF⊥BC,E、F分别为垂足.
(1)求证:△APD≌△CPD;
(2)若CF=3,CE=4,求AP的长.
16.(2017春 韶关期末)如图,在△ABC中,点D、E分别是边BC、AC的中点,过点A作AF∥BC交DE的延长线于F点,连接AD、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是正方形?请说明理由.
17.(2017春 陆川县期末)如图,已知正方形ABCD,P是对角线AC上任意一点,E为AD上的点,且∠EPB=90°,PM⊥AD,PN⊥AB.
(1)求证:四边形PMAN是正方形;
(2)求证:EM=BN.
18.(2017春 江北区校级期中)如图,正方形ABCD的对角线相交于点O,∠CAB的平分线分别交BD、BC于E、F,作BH⊥AF于点H,分别交AC、CD于点G、P,连结GE、GF.
(1)求证:△OAE≌△OBG.
(2)试问:四边形BFGE是否为菱形?若是,请证明;若不是,请说明理由.
正方形的判定 答案
1.D.2.D.3.C.4.D.5.C.6.A.7.A.8.4.9.5;10.3.
11.【解答】解:(1)四边形OBEC是菱形,
证明:∵BE∥OC,CE∥OB,
∴四边形OBEC为平行四边形,
又∵四边形ABCD是矩形,
∴OC=0.5AC,OB=0.5BD,AC=BD,
∴OC=OB,
∴平行四边形OBEC为菱形;
(2)当四边形ABCD是正方形时,四边形OBEC是正方形,
当四边形ABCD为正方形时,则有∠COB为直角,OB=OC,
∵四边形OBEC为平行四边形,
∴四边形OBEC为正方形.
故答案为:正方
12.【解答】证明:(1)∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
∵EF∥BC,
∴∠AEF=∠B,∠AFE=∠C,
∴∠AEF=∠AFE,
∴AE=AF,
∴BE=CF,
∵DE⊥AB,DF⊥AC,
∴∠AED=∠AFD=90°,
在△BED和△CFD中,
,
∴△BDE≌△CDF.
(2)∵△BDE≌△CDF,
∴BD=DC,DE=DF,
∵BC=2AD,
∴AD=BC,
∴∠BAC=90°,
∵DE⊥AB,DF⊥AC,
∴∠EAF=∠AED=∠AFD=90°,
∴四边形AEDF是矩形,
∵AE=AF,
∴四边形AEDF是正方形.
13.【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=CB,
∴∠BAC=∠BCA,
∴180°﹣∠BAC=180°﹣∠BCA,
即∠BAE=∠BCF,
在△BAE和△BCF中,,
∴△BAE≌△BCF(SAS);
(2)解:若∠ABC=40°,则当∠EBA=25°时,四边形BFDE是正方形.理由如下:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OA=OC,OB=OD,∠ABO=∠ABC=20°,
∵AE=CF,
∴OE=OF,
∴四边形BFDE是平行四边形,
又∵AC⊥BD,∴四边形BFDE是菱形,
∵∠EBA=25°,
∴∠OBE=25°+20°=45°,
∴△OBE是等腰直角三角形,
∴OB=OE,
∴BD=EF,
∴四边形BFDE是矩形,
∴四边形BFDE是正方形;
故答案为:25.
14.【解答】解:∵E为正方形ABCD内一点,且△ABE是等边三角形,
∴∠DAB=90°,∠EAB=60°,AD=AE=BE,
∴∠DAE=∠DAB﹣∠EAB=30°,
∴∠ADE=∠AED==75°.
15.【解答】证明:(1)∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=CD,∠ADP=∠CDP=45°,∠BCD=90°,
在△APD和△CPD中,,
∴△APD≌△CPD(SAS);
(2)解:∵△APD≌△CPD,
∴AP=PC,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠BCD=90°,
∵PE⊥DC,PF⊥BC,
∴∠PEC=∠PFC=90°,
∴四边形PECF是矩形,
∴PC=EF,
∴AP=EF.
∵∠DCB=90°,
∴在Rt△CEF中,EF===5,
∴AP=EF=5.
16.【解答】(1)证明:∵点D、E分别是边BC、AC的中点,
∴DE∥AB,
∵AF∥BC,
∴四边形ABDF是平行四边形,
∴AF=BD,则AF=DC,
∵AF∥BC,
∴四边形ADCF是平行四边形;
(2)当△ABC是等腰直角三角形时,四边形ADCF是正方形,
理由:∵点D是边BC的中点,△ABC是等腰直角三角形,
∴AD=DC,且AD⊥DC,
∴平行四边形ADCF是菱形.
17.【解答】解:
(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠BAD=90°,AC平分∠BAD,
∵PM⊥AD,PN⊥AB,
∴PM=PN,∠PMA=∠PNA=90°,
∴四边形PMAN是矩形,
∵PM=PN,
∴四边形PMAN是正方形;
(2)证明:∵四边形PMAN是正方形,
∴PM=PN,∠MPN=90°,
∵∠EPB=90°,
∴∠MPE+∠EPN=∠NPB+∠EPN=90°,
∴∠MPE=∠NPB,
在△EPM和△BPN中,
,
∴△EPM≌△BPN(ASA),
∴EM=BN.
18.【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴OA=OB,∠AOE=∠BOG=90°.
∵BH⊥AF,
∴∠AHG=∠AHB=90°,
∴∠GAH+∠AGH=90°=∠OBG+∠AGH,
∴∠GAH=∠OBG,
即∠OAE=∠OBG.
∴在△OAE与△OBG中,,
∴△OAE≌△OBG(ASA);
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正方形的性质与判定
(第2课时)
数学北师大版 九年级上
一、复习回顾
1、什么是正方形?正方形有哪些性质?
A
B
C
D
O
正方形:有一组邻边相等,并且有一个角是直角的平行四边形.
正方形性质:①四个角都是直角;
②四条边都相等;
③对角线相等且互相垂直平分.
2、矩形、菱形的判定方法有哪些?
平行四边形
矩形
菱形
四边形
三个角是直角
四条边相等
定义
三个判定定理
定义
对角线相等
定义
对角线垂直
二、新课引入
如图,将一张长方形纸对折两次,然后剪下一个角,打开,怎样剪才能剪出一个正方形?
菱形
思考:满足怎样条件的矩形是正方形?
矩形
正方形
一组邻边相等
对角线互相垂直
思考:满足怎样条件的菱形是正方形?
正方形
一个角是直角
对角线相等
正方形的判定定理:
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.
3.有一个角是直角的菱形是正方形.
4.对角线相等的菱形是正方形.
正方形判定的两条途径:
正方形
正方形
+
+
先判定菱形
先判定矩形
矩形条件
菱形条件
(1)
(2)
一个直角
对角线相等
一组邻边相等
对角线垂直
三、定理应用
例1:如图,在矩形ABCD中, BE平分∠ABC , CE平分∠DCB , BF∥CE , CF∥BE.
求证:四边形BECF是正方形.
F
A
B
E
C
D
例2:已知:如图所示,在Rt△ABC中, ∠C=90° , ∠BAC , ∠ABC的平分线于点D , DE⊥BC于点E , DF⊥AC于点F.求证:四边形CEDF是正方形.
D
C
E
B
A
F
四、中点四边形
做一做:顺次连接任意四边形各边中点所得的四边形是平行四边形,顺次连接平行四边形、矩形、菱形、正方形各边中点能得到怎样的特殊平行四边形?
A
B
C
D
平行四边形
E
F
G
H
特殊四边形的中点四边形:
平行四边形的中点四边形是平行四边形
菱形的中点四边形是矩形
矩形的中点四边形是菱形
正方形的中点四边形是正方形
特殊四边形的中点四边形:
等腰梯形的中点四边形是菱形
直角梯形的中点四边形是平行四边形
梯形的中点四边形是平行四边形
五、随堂练习
1.下列命题正确的是( )
A.四个角都相等的四边形是正方形
B.四条边都相等的四边形是正方形
C.对角线相等的平行四边形是正方形
D.对角线互相垂直的矩形是正方形
2.四个内角都相等的四边形一定是( )
A.正方形 B.菱形 C.矩形 D.平行四边形
D
C
3.如图,在四边形ABCD中, AB=BC ,对角线BD平分 ABC , P是BD上一点,过点P作PM AD , PN CD ,垂足分别为M、N.
(1) 求证: ADB= CDB;
(2) 若 ADC=90 ,求证:四边形MPND是正方形.
C
A
B
D
P
M
N
1
2
有一个角是90°
(或对角线互相垂直)
有一对邻边相等
(或对角线相等)
平行四边形
矩形
菱形
正方形
一组邻边相等且一个内角为直角
(或对角线互相垂直平分且相等)
有一个角是90°
(或对角线互相垂直)
有一对邻边相等
(或对角线相等)
谢谢
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