2020年浙教新版八年级数学下册《第5章 特殊平行四边形》单元测试卷
一.选择题(共12小题)
1.如图,菱形ABCD中,E、F分别是AB、AC的中点,若EF=3,则菱形ABCD的周长是( )
A.12 B.16 C.20 D.24
2.如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,下列结论中不一定成立的是( )
A.∠BAC=∠DAC B.AC=BD C.AC⊥BD D.OA=OC
3.平面直角坐标系中,四边形ABCD的顶点坐标分别是A(﹣3,0),B(0,2),C(3,0),D(0,﹣2),则四边形ABCD是( )
A.矩形 B.菱形 C.正方形 D.平行四边形
4.如图,丝带重叠的部分一定是( )
A.正方形 B.矩形 C.菱形 D.都有可能
5.如图,两张等宽的纸条交叉重叠在一起,重叠的部分为四边形ABCD,若测得A,C之间的距离为6cm,点B,D之间的距离为8cm,则线段AB的长为( )
A.5 cm B.4.8 cm C.4.6 cm D.4 cm
6.如图,在平行四边形ABCD中,用直尺和圆规作∠BAD的平分线AG交BC于点E,以A为圆心,AB长为半径画弧交AD于F,若BF=12,AB=10,则AE的长为( )
A.16 B.15 C.14 D.13
7.矩形的对角线长为20,两邻边之比为3:4,则矩形的面积为( )
A.56 B.192
C.20 D.以上答案都不对
8.如图,在矩形ABCD中,AB=4cm,AD=12cm,点P在AD边上以每秒1cm的速度从点A向点D运动,点Q在BC边上,以每秒4cm的速度从点C出发,在CB间往返运动,两个点同时出发,当点P到达点D时停止(同时点Q也停止),在这段时间内,线段PQ有( )次平行于AB?
A.1 B.2 C.3 D.4
9.平行四边形的四个内角的平分线,如果能围成一个四边形,那么这个四边形一定是( )
A.矩形 B.菱形 C.正方形 D.等腰梯形
10.如果平行四边形的四个内角的平分线能够围成一个四边形,那么这个四边形一定是( )
A.平行四边形 B.矩形 C.菱形 D.正方形
11.如图,平行四边形ABCD中,∠B=60°.G是CD的中点,E是边AD上的动点,EG的延长线与BC的延长线交于点F,连结CE,DF,下列说法不正确的是( )
A.四边形CEDF是平行四边形
B.当CE⊥AD时,四边形CEDF是矩形
C.当∠AEC=120°时,四边形CEDF是菱形
D.当AE=ED时,四边形CEDF是菱形
12.如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=8,AC=6,M为BC上的一动点,ME⊥AB于E,MF⊥AC于F,N为EF的中点,则MN的最小值为( )
A.4.8 B.2.4 C.2.5 D.2.6
二.填空题(共8小题)
13.已知菱形ABCD,O是两条对角线的交点,AC=8cm,DB=6cm,菱形的边长是 cm,面积是 cm2.
14.平行四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,BD=2AD,E、F、G分别是OC、OD,AB的中点.下列结论:①EG=EF; ②△EFG≌△GBE; ③FB平分∠EFG;④EA平分∠GEF;⑤四边形BEFG是菱形.其中正确的是 .
15.如图,将两条宽度都为3的纸条重叠在一起,使∠ABC=60°,则四边形ABCD的面积为 .
16.将四根木条钉成的长方形木框变形为平行四边形ABCD的形状,并使其面积为长方形面积的倍(木条宽度忽略不计),则这个平行四边形的最小内角为 度.
17.顺次连接对角线互相垂直的四边形各边中点所得的四边形一定是 .
18.如图,△ABC是以AB为斜边的直角三角形,AC=4,BC=3,P为AB上一动点,且PE⊥AC于E,PF⊥BC于F,则线段EF长度的最小值是 .
19.如图,在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC是正方形,点C(0,4),D是OA中点,将△CDO以C为旋转中心逆时针旋转90°后,再将得到的三角形平移,使点C与点O重合,写出此时点D的对应点的坐标: .
20.如图,在四边形ABCD中,∠ABC=∠BCD=∠CDA=90°,对角线AC与BD相交于点O.若不增加任何字母与辅助线,要使得四边形ABCD是正方形,则还需增加的一个条件是 .
三.解答题(共8小题)
21.如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,过点D作DE∥AC且DE=AC,连接 CE、OE,连接AE交OD于点F.
(1)求证:OE=CD;
(2)若菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,求AE的长.
22.在Rt△ABC中,∠BAC=90°,D是BC的中点,E是AD的中点,过点A作AF∥BC交BE的延长线于点F.
(1)求证:△AEF≌△DEB;
(2)证明四边形ADCF是菱形.
23.如图,BD是△ABC的角平分线,过点D作DE∥BC交AB于点E,DF∥AB交BC于点F.
(1)求证:四边形BEDF为菱形;
(2)如果∠A=90°,∠C=30°,BD=6,求菱形BEDF的面积.
24.如图,矩形ABCD的对角线AC、BD交于点O,且DE∥AC,CE∥BD.
(1)求证:四边形OCED是菱形;
(2)若∠BAC=30°,AC=4,求菱形OCED的面积.
25.如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,∠BAD=90°,AB=5,BC=12,AC=13.
求证:四边形ABCD是矩形.
26.如图,在矩形ABCD中,AB=8cm,BC=16cm,点P从点D出发向点A运动,运动到点A停止,同时,点Q从点B出发向点C运动,运动到点C即停止,点P、Q的速度都是1cm/s.连接PQ、AQ、CP.设点P、Q运动的时间为ts.
(1)当t为何值时,四边形ABQP是矩形;
(2)当t为何值时,四边形AQCP是菱形;
(3)分别求出(2)中菱形AQCP的周长和面积.
27.已知,正方形ABCD中,∠MAN=45°,∠MAN绕点A顺时针旋转,它的两边分别交CB、DC(或它们的延长线)于点M、N,AH⊥MN于点H.
(1)如图①,当∠MAN绕点A旋转到BM=DN时,请你直接写出AH与AB的数量关系: ;
(2)如图②,当∠MAN绕点A旋转到BM≠DN时,(1)中发现的AH与AB的数量关系还成立吗?如果不成立请写出理由,如果成立请证明;
(3)如图③,已知∠MAN=45°,AH⊥MN于点H,且MH=2,NH=3,求AH的长.(可利用(2)得到的结论)
28.如图,△ABC中,点O是AC边上的一个动点,过点O作直线MN∥BC,交∠ACB的平分线于点E,交∠ACB的外角平分线于点F.
(1)判断OE与OF的大小关系?并说明理由;
(2)当点O运动到何处时,四边形AECF是矩形?并说出你的理由;
(3)在(2)的条件下,当△ABC满足什么条件时,四边形AECF会是正方形.
2020年浙教新版八年级数学下册《第5章 特殊平行四边形》单元测试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.如图,菱形ABCD中,E、F分别是AB、AC的中点,若EF=3,则菱形ABCD的周长是( )
A.12 B.16 C.20 D.24
【分析】根据三角形的中位线平行于第三边并且等于第三边的一半求出BC,再根据菱形的周长公式列式计算即可得解.
【解答】解:∵E、F分别是AB、AC的中点,
∴EF是△ABC的中位线,
∴BC=2EF=2×3=6,
∴菱形ABCD的周长=4BC=4×6=24.
故选:D.
【点评】本题主要考查了菱形的四条边都相等,三角形的中位线平行于第三边并且等于第三边的一半,求出菱形的边长是解题的关键.
2.如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,下列结论中不一定成立的是( )
A.∠BAC=∠DAC B.AC=BD C.AC⊥BD D.OA=OC
【分析】根据菱形的性质逐项分析即可得到问题答案.
【解答】解:由菱形的性质:菱形具有平行四边形的一切性质可知OA=OC,故选项D成立;
由菱形的性质:菱形的两条对角线互相垂直,并且每一条对角线平分一组对角可知选项A,C成立;
所以B不一定正确.
故选:B.
【点评】本题考查菱形的性质,属于基础题,比较容易解答,关键是掌握菱形的定义与性质.
3.平面直角坐标系中,四边形ABCD的顶点坐标分别是A(﹣3,0),B(0,2),C(3,0),D(0,﹣2),则四边形ABCD是( )
A.矩形 B.菱形 C.正方形 D.平行四边形
【分析】在平面直角坐标系中,根据点的坐标画出四边形ABCD,再根据对角线互相垂直的平行四边形是菱形得出四边形ABCD是菱形.
【解答】解:如图所示:
∵A(﹣3,0)、B(0,2)、C(3,0)、D(0,﹣2),
∴OA=OC,OB=OD,
∴四边形ABCD为平行四边形,
∵BD⊥AC,
∴四边形ABCD为菱形,
故选:B.
【点评】本题考查了菱形的判定,坐标与图形性质,掌握菱形的判定方法利用数形结合是解题的关键.
4.如图,丝带重叠的部分一定是( )
A.正方形 B.矩形 C.菱形 D.都有可能
【分析】首先可判断重叠部分为平行四边形,且两条丝带宽度相同;再由平行四边形的面积可得邻边相等,则重叠部分为菱形.
【解答】解:过点A作AE⊥BC于E,AF⊥CD于F,因为两条彩带宽度相同,
所以AB∥CD,AD∥BC,AE=AF.
∴四边形ABCD是平行四边形.
∵S?ABCD=BC?AE=CD?AF.又AE=AF.
∴BC=CD,
∴四边形ABCD是菱形.
故选:C.
【点评】本题利用了平行四边形的判定和平行四边形的面积公式、一组邻边相等的平行四边形是菱形.
5.如图,两张等宽的纸条交叉重叠在一起,重叠的部分为四边形ABCD,若测得A,C之间的距离为6cm,点B,D之间的距离为8cm,则线段AB的长为( )
A.5 cm B.4.8 cm C.4.6 cm D.4 cm
【分析】作AR⊥BC于R,AS⊥CD于S,根据题意先证出四边形ABCD是平行四边形,再由AR=AS得平行四边形ABCD是菱形,再根据根据勾股定理求出AB即可.
【解答】解:如图,作AR⊥BC于R,AS⊥CD于S,连接AC,BD交于点O,
由题意知,AD∥BC,AB∥CD,
∴四边形ABCD是平行四边形.
∵两张纸条等宽,
∴AR=AS.
∵AR?BC=AS?CD,
∴BC=CD,
∴平行四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD.
在Rt△AOB中,OA=3,OB=4,
∴AB==5.
故选:A.
【点评】本题主要考查菱形的判定和性质,证得四边形ABCD是菱形是解题的关键.
6.如图,在平行四边形ABCD中,用直尺和圆规作∠BAD的平分线AG交BC于点E,以A为圆心,AB长为半径画弧交AD于F,若BF=12,AB=10,则AE的长为( )
A.16 B.15 C.14 D.13
【分析】首先证明四边形ABEF是菱形,得出AE⊥BF,OB=OF=6,OA=OE,利用勾股定理计算出AO,从而得到AE的长.
【解答】解:连结EF,AE与BF交于点O,如图,
∵AO平分∠BAD,
∴∠1=∠2,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AF∥BE,
∴∠1=∠3,
∴∠2=∠3,
∴AB=EB,
同理:AF=BE,
又∵AF∥BE,
∴四边形ABEF是平行四边形,
∴四边形ABEF是菱形,
∴AE⊥BF,OB=OF=6,OA=OE,
在Rt△AOB中,由勾股定理得:OA===8,
∴AE=2OA=16.
故选:A.
【点评】本题考查了平行四边形的性质、菱形的判定与性质、等腰三角形的判定、勾股定理;熟练掌握平行四边形的性质,证明四边形ABEF为菱形是解决问题的关键.
7.矩形的对角线长为20,两邻边之比为3:4,则矩形的面积为( )
A.56 B.192
C.20 D.以上答案都不对
【分析】首先设矩形的两邻边长分别为:3x,4x,可得(3x)2+(4x)2=202,继而求得矩形的两邻边长,则可求得答案.
【解答】解:∵矩形的两邻边之比为3:4,
∴设矩形的两邻边长分别为:3x,4x,
∵对角线长为20,
∴(3x)2+(4x)2=202,
解得:x=4,
∴矩形的两邻边长分别为:12,16;
∴矩形的面积为:12×16=192.
故选:B.
【点评】此题考查了矩形的性质以及勾股定理.此题难度不大,注意掌握方程思想的应用.
8.如图,在矩形ABCD中,AB=4cm,AD=12cm,点P在AD边上以每秒1cm的速度从点A向点D运动,点Q在BC边上,以每秒4cm的速度从点C出发,在CB间往返运动,两个点同时出发,当点P到达点D时停止(同时点Q也停止),在这段时间内,线段PQ有( )次平行于AB?
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】当AP=BQ时,可得到PQ为平行四边形,然后依据矩形的性质可得到PQ∥AB,然后求得AP=BQ的次数即可.
【解答】解:当AP=BQ时,AB∥BQ.
∵AP∥BQ,AP=BQ,
∴四边形ABQP为平行四边形,
∴QP∥AB.
∵点P运动的时间=12÷1=12秒,
∴点Q运动的路程=4×12=48cm.
∴点Q可在BC间往返4次.
∴在这段时间内PQ与AB有4次平行.
【点评】本题主要考查的是矩形的性质,计算出点Q在BC间往返的次数是解题的关键.
9.平行四边形的四个内角的平分线,如果能围成一个四边形,那么这个四边形一定是( )
A.矩形 B.菱形 C.正方形 D.等腰梯形
【分析】画出图形,根据角的平分线的性质和平行线的性质,三角形内角和定理及矩形的判定定理求答.
【解答】解:根据图形,有∠1=∠2,∠3=∠4,
又∵AD∥BC,
∴∠BAD+∠ABC=180°,
则得到:∠1+∠3=90°,
根据三角形内角和定理得到:∠AFB=∠EFG=90°,
同理,平行四边形的相邻角的平分线一定互相垂直,
因而平行四边形的四个内角的平分线,如果能围成四边形,四边形的四个内角一定是直角,即四边形是矩形.
故选:A.
【点评】本题解决的关键是根据平行四边形的对边平行,利用平行线的性质.
10.如果平行四边形的四个内角的平分线能够围成一个四边形,那么这个四边形一定是( )
A.平行四边形 B.矩形 C.菱形 D.正方形
【分析】根据矩形的判定定理:
(1)有一个角是直角的平行四边形是矩形.
(2)有三个角是直角的四边形是矩形.
(3)对角线互相平分且相等的四边形是矩形.
【解答】解:因为“平行四边形的两组对角分别相等”,“邻角互补”所以相邻两个角的平分线组成角是直角,即平行四边形的四个内角的平分线围成的四边形四个角都是直角,是矩形.
故选:B.
【点评】主要考查了平行四边形的基本性质,并利用性质解题.平行四边形基本性质:①平行四边形两组对边分别平行;②平行四边形的两组对边分别相等;③平行四边形的两组对角分别相等;④平行四边形的对角线互相平分.
11.如图,平行四边形ABCD中,∠B=60°.G是CD的中点,E是边AD上的动点,EG的延长线与BC的延长线交于点F,连结CE,DF,下列说法不正确的是( )
A.四边形CEDF是平行四边形
B.当CE⊥AD时,四边形CEDF是矩形
C.当∠AEC=120°时,四边形CEDF是菱形
D.当AE=ED时,四边形CEDF是菱形
【分析】根据平行四边形的性质和菱形、矩形的判定判断即可.
【解答】解:A、∵四边形ABCD是平行四边形,
∴CF∥ED,
∴∠FCG=∠EDG,
∵G是CD的中点,
∴CG=DG,
在△FCG和△EDG中,
,
∴△FCG≌△EDG(ASA)
∴FG=EG,
∵CG=DG,
∴四边形CEDF是平行四边形,正确;
B、∵四边形CEDF是平行四边形,
∵CE⊥AD,
∴四边形CEDF是矩形,正确;
C、∵四边形CEDF是平行四边形,
∵∠AEC=120°,
∴∠CED=60°,
∴△CDE是等边三角形,
∴CE=DE,
∵四边形CEDF是平行四边形,
∴四边形CEDF是菱形,正确;
D、当AE=ED时,不能得出四边形CEDF是菱形,错误;
故选:D.
【点评】本题考查了平行四边形的性质和判定,菱形的判定,矩形的判定,等边三角形的性质和判定,全等三角形的性质和判定的应用,注意:有一组邻边相等的平行四边形是菱形,有一个角是直角的平行四边形是矩形.
12.如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=8,AC=6,M为BC上的一动点,ME⊥AB于E,MF⊥AC于F,N为EF的中点,则MN的最小值为( )
A.4.8 B.2.4 C.2.5 D.2.6
【分析】过点A作AM⊥BC于点M′,根据勾股定理求出BC的长,再由三角形的面积公式求出AM′的长.根据题意得出四边形AEMF是矩形,故可得出AM=EF,MN=AM,当MN最小时,AM最短,此时M与M′重合,据此可得出结论.
【解答】解:过点A作AM⊥BC于点M′,
∵在△ABC中,∠BAC=90°,AB=8,AC=6,
∴BC==10,
∴AM′==.
∵ME⊥AB于E,MF⊥AC于F,
∴四边形AEMF是矩形,
∴AM=EF,MN=AM,
∴当MN最小时,AM最短,此时点M与M′重合,
∴MN=AM′==2.4.
故选:B.
【点评】本题考查了矩形的性质的运用,勾股定理的运用,三角形的面积公式的运用,垂线段最短的性质的运用,解答时求出AM的最小值是关键.
二.填空题(共8小题)
13.已知菱形ABCD,O是两条对角线的交点,AC=8cm,DB=6cm,菱形的边长是 5 cm,面积是 24 cm2.
【分析】先根据菱形的性质得AC⊥BD,OA=OC=AC=4,BO=DO=BD=3,则可利用勾股定理计算出AB=5,即得到菱形的边长为5cm,然后利用菱形的面积等于对角线乘积的一半计算菱形ABCD的面积.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OA=OC=AC=4,BO=DO=BD=3,
在Rt△ABO中,AB===5(cm),
菱形的面积=×6×8=24(cm2).
故答案为:5,24.
【点评】本题考查了菱形的性质:菱形具有平行四边形的一切性质;菱形的四条边都相等;菱形的两条对角线互相垂直,并且每一条对角线平分一组对角;菱形的面积等于对角线乘积的一半.
14.平行四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,BD=2AD,E、F、G分别是OC、OD,AB的中点.下列结论:①EG=EF; ②△EFG≌△GBE; ③FB平分∠EFG;④EA平分∠GEF;⑤四边形BEFG是菱形.其中正确的是 ①②④ .
【分析】由中点的性质可得出EF∥CD,且EF=CD=BG,结合平行即可证得②结论成立,由BD=2BC得出BO=BC,即而得出BE⊥AC,由中线的性质可知GP∥BE,且GP=BE,AO=EO,通过证△APG≌△EPG得出AG=EG=EF得出①成立,再证△GPE≌△FPE得出④成立,此题得解.
【解答】解:令GF和AC的交点为点P,如图所示:
∵E、F分别是OC、OD的中点,
∴EF∥CD,且EF=CD,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AB∥CD,且AB=CD,
∴∠FEG=∠BGE(两直线平行,内错角相等),
∵点G为AB的中点,
∴BG=AB=CD=FE,
在△EFG和△GBE中,,
∴△EFG≌△GBE(SAS),即②成立,
∴∠EGF=∠GEB,
∴GF∥BE(内错角相等,两直线平行),
∵BD=2BC,点O为平行四边形对角线交点,
∴BO=BD=BC,
∵E为OC中点,
∴BE⊥OC,
∴GP⊥AC,
∴∠APG=∠EPG=90°
∵GP∥BE,G为AB中点,
∴P为AE中点,即AP=PE,且GP=BE,
在△APG和△EGP中,,
∴△APG≌△EPG(SAS),
∴AG=EG=AB,
∴EG=EF,即①成立,
∵EF∥BG,GF∥BE,
∴四边形BGFE为平行四边形,
∴GF=BE,
∵GP=BE=GF,
∴GP=FP,
∵GF⊥AC,
∴∠GPE=∠FPE=90°
在△GPE和△FPE中,,
∴△GPE≌△FPE(SAS),
∴∠GEP=∠FEP,
∴EA平分∠GEF,即④成立.
故答案为:①②④.
【点评】本题考查了全等三角形的判定与性质、中位线定理以及平行线的性质定理,解题的关键是利用中位线,寻找等量关系,借助于证明全等三角形找到边角相等.
15.如图,将两条宽度都为3的纸条重叠在一起,使∠ABC=60°,则四边形ABCD的面积为 6 .
【分析】先根据两组对边分别平行证明四边形ABCD是平行四边形,再根据两张纸条的宽度相等,利用面积求出AB=BC,然后根据邻边相等的平行四边形是菱形;根据宽度是3cm与∠ABC=60°求出菱形的边长,然后利用菱形的面积=底×高计算即可.
【解答】解:∵纸条的对边平行,即AB∥CD,AD∥BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵两张纸条的宽度都是3,
∴S四边形ABCD=AB×3=BC×3,
∴AB=BC,
∴平行四边形ABCD是菱形,即四边形ABCD是菱形.
如图,过A作AE⊥BC,垂足为E,
∵∠ABC=60°,
∴∠BAE=90°﹣60°=30°,
∴AB=2BE,
在△ABE中,AB2=BE2+AE2,
即AB2=AB2+32,
解得AB=2,
∴S四边形ABCD=BC?AE=2×3=6.
故答案是:6.
【点评】本题考查了菱形的判定与性质,根据宽度相等,利用面积法求出边长相等是证明菱形的关键.
16.将四根木条钉成的长方形木框变形为平行四边形ABCD的形状,并使其面积为长方形面积的倍(木条宽度忽略不计),则这个平行四边形的最小内角为 45 度.
【分析】平行四边形ABCD的面积等于矩形面积的.且它们的底相等,所以平行四边形ABCD的高等于矩形高的.过点C作AB的垂线垂足是E,运用三角函数求解即可.
【解答】解:过点C作AB的垂线垂足是E,如图所示:
∵将四根木条钉成的矩形木框变形为平行四边形木框ABCD的形状,并使其面积为矩形木框的,
∴BC=CE,
∵sin∠CBE==,
∴∠CBE=∠A=45°.
故答案为:45.
【点评】本题考查了矩形的性质、平行四边形的性质、面积的计算、三角函数的运用;通过作辅助线构造直角三角形,运用三角函数是解决问题的关键.
17.顺次连接对角线互相垂直的四边形各边中点所得的四边形一定是 矩形 .
【分析】根据三角形中位线的性质,可得到这个四边形是平行四边形,再由对角线垂直,能证出有一个角等于90°,则这个四边形为矩形.
【解答】已知:AC⊥BD,E、F、G、H分别为各边的中点,连接点E、F、G、H.
求证:四边形EFGH是矩形
证明:∵E、F、G、H分别为各边的中点,
∴EF∥AC,GH∥AC,EH∥BD,FG∥BD,(三角形的中位线平行于第三边)
∴四边形EFGH是平行四边形,(两组对边分别平行的四边形是平行四边形)
∵AC⊥BD,EF∥AC,EH∥BD,
∴∠EMO=∠ENO=90°,
∴四边形EMON是矩形(有三个角是直角的四边形是矩形),
∴∠MEN=90°,
∴四边形EFGH是矩形(有一个角是直角的平行四边形是矩形).
【点评】本题考查的是矩形的判定方法,常用的方法有三种:
①一个角是直角的平行四边形是矩形.
②三个角是直角的四边形是矩形.
③对角线相等的平行四边形是矩形.
18.如图,△ABC是以AB为斜边的直角三角形,AC=4,BC=3,P为AB上一动点,且PE⊥AC于E,PF⊥BC于F,则线段EF长度的最小值是 .
【分析】先由矩形的判定定理推知四边形PECF是矩形;连接PC,则PC=EF,所以要使EF,即PC最短,只需PC⊥AB即可;然后根据三角形的等积转换即可求得PC的值.
【解答】解:连接PC.
∵PE⊥AC,PF⊥BC,
∴∠PEC=∠PFC=∠C=90°;
又∵∠ACB=90°,
∴四边形ECFP是矩形,
∴EF=PC,
∴当PC最小时,EF也最小,
即当CP⊥AB时,PC最小,
∵AC=4,BC=3,
∴AB=5,
∴AC?BC=AB?PC,
∴PC=.
∴线段EF长的最小值为;
故答案是:.
【点评】本题考查了勾股定理、矩形的判定与性质、垂线段最短.利用“两点之间垂线段最短”找出PC⊥AB时,PC取最小值是解答此题的关键.
19.如图,在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC是正方形,点C(0,4),D是OA中点,将△CDO以C为旋转中心逆时针旋转90°后,再将得到的三角形平移,使点C与点O重合,写出此时点D的对应点的坐标: (4,2) .
【分析】根据题意和旋转变换的性质、平移的性质画出图形,根据坐标与图形的变化中的旋转和平移性质解答.
【解答】解:∵△CDO绕点C逆时针旋转90°,得到△CBD′,
则BD′=OD=2,
∴点D坐标为(4,6);
当将点C与点O重合时,点C向下平移4个单位,得到△OAD′′,
∴点D向下平移4个单位.故点D′′坐标为(4,2),
故答案为:(4,2).
【点评】本题考查的是正方形的性质、旋转变换的性质、平移的性质,掌握坐标与图形的变化中的旋转和平移性质是解题的关键.
20.如图,在四边形ABCD中,∠ABC=∠BCD=∠CDA=90°,对角线AC与BD相交于点O.若不增加任何字母与辅助线,要使得四边形ABCD是正方形,则还需增加的一个条件是 答案不唯一(如:AB=BC,或AC⊥BD等) .
【分析】要使四边形ABCD是正方形,由题意可知其四个角都是直角,所以还有可能是矩形,使AB=AC,即可满足题意.
【解答】解:由题意可确定,ABCD为一四个角都是90°的四边形,即可能存在矩形的情况,
若使AB=AC.可进一步确定其为正方形,
故答案为:AB=AC.
【点评】解答此题的关键是熟练掌握正方形的判定定理,即有一对领边相等的矩形是正方形.
三.解答题(共8小题)
21.如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,过点D作DE∥AC且DE=AC,连接 CE、OE,连接AE交OD于点F.
(1)求证:OE=CD;
(2)若菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,求AE的长.
【分析】(1)先求出四边形OCED是平行四边形,再根据菱形的对角线互相垂直求出∠COD=90°,证明OCED是矩形,可得OE=CD即可;
(2)根据菱形的性质得出AC=AB,再根据勾股定理得出AE的长度即可.
【解答】(1)证明:在菱形ABCD中,OC=AC.
∴DE=OC.
∵DE∥AC,
∴四边形OCED是平行四边形.
∵AC⊥BD,
∴平行四边形OCED是矩形.
∴OE=CD.
(2)在菱形ABCD中,∠ABC=60°,
∴AC=AB=2.
∴在矩形OCED中,
CE=OD=.
在Rt△ACE中,
AE=.
【点评】本题考查了菱形的性质,矩形的判定与性质,勾股定理的应用,是基础题,熟记矩形的判定方法与菱形的性质是解题的关键.
22.在Rt△ABC中,∠BAC=90°,D是BC的中点,E是AD的中点,过点A作AF∥BC交BE的延长线于点F.
(1)求证:△AEF≌△DEB;
(2)证明四边形ADCF是菱形.
【分析】(1)根据AAS证△AFE≌△DBE;
(2)利用(1)中全等三角形的对应边相等得到AF=BD.结合已知条件,利用“有一组对边平行且相等的四边形是平行四边形”得到ADCF是菱形,由“直角三角形斜边的中线等于斜边的一半”得到AD=DC,从而得出结论.
【解答】证明:(1)∵AF∥BC,
∴∠AFE=∠DBE,
∵E是AD的中点,AD是BC边上的中线,
∴AE=DE,BD=CD,
在△AFE和△DBE中,
,
∴△AFE≌△DBE(AAS);
(2)由(1)知,△AFE≌△DBE,则AF=DB.
∵DB=DC,
∴AF=CD.
∵AF∥BC,
∴四边形ADCF是平行四边形,
∵∠BAC=90°,D是BC的中点,E是AD的中点,
∴AD=DC=BC,
∴四边形ADCF是菱形.
【点评】本题考查了全等三角形的性质和判定,平行四边形的判定,菱形的判定的应用,主要考查学生的推理能力.
23.如图,BD是△ABC的角平分线,过点D作DE∥BC交AB于点E,DF∥AB交BC于点F.
(1)求证:四边形BEDF为菱形;
(2)如果∠A=90°,∠C=30°,BD=6,求菱形BEDF的面积.
【分析】(1)由题意可证BE=DE,四边形BEDF是平行四边形,即可证四边形BEDF为菱形;
(2)过点D作DH⊥BC于点H,由题意可得BD=CD=6,根据30度所对的直角边等于斜边的一半,可求DH=3,即可求DF=BF的长,即可得菱形BEDF的面积.
【解答】解:(1)∵DE∥BC,DF∥AB
∴四边形DEBF是平行四边形
∵DE∥BC
∴∠EDB=∠DBF
∵BD平分∠ABC
∴∠ABD=∠DBF=∠ABC
∴∠ABD=∠EDB
∴DE=BE且四边形BEDF为平行四边形
∴四边形BEDF为菱形;
(2)如图:过点D作DH⊥BC于点H
∵∠A=90°,∠C=30°,
∴∠ABC=60°
∴∠DBC=30°=∠C
∴DB=DC=6
∵DH⊥BC,∠C=30°
∴DC=2DH=6
∴DH=3
∵DF∥AB,
∴∠A=∠FDC=90°,且∠C=30°,DC=6
∴DC=DF
∴DF=2
∵四边形BEDF为菱形
∴BF=DF=2
∴S四边形BEDF=BF×DH=2×3=6
【点评】本题考查了菱形的性质与判定,30度所对的直角边等于斜边的一半,熟练运用菱形的性质与判定是本题的关键.
24.如图,矩形ABCD的对角线AC、BD交于点O,且DE∥AC,CE∥BD.
(1)求证:四边形OCED是菱形;
(2)若∠BAC=30°,AC=4,求菱形OCED的面积.
【分析】(1)根据平行四边形的判定得出四边形OCED是平行四边形,根据矩形的性质求出OC=OD,再根据菱形的判定得出四边形OCED是菱形.
(2)方法一:解直角三角形求出BC=2.AB=2,根据矩形和菱形的性质得出,S△COD=S矩形ABCD=S菱形OCED,即可求出菱形的面积.
方法二:解直角三角形求出BC=2.AB=DC=2,连接OE,交CD于点F,根据菱形的性质得出F为CD中点,求出OF=BC=1,OE=2OF=2,即可求出菱形的面积.
【解答】(1)证明:∵DE∥AC,CE∥BD,
∴四边形OCED是平行四边形,………………………………2分
∵矩形ABCD的对角线AC,BD交于点O,
∴OC=OD,………………………………4分
∴?OCED是菱形;………………………………5分
(2)方法一:在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠BAC=30°,AC=4,
∴BC=2,AB=2,………………………………6分
∵S△COD=S矩形ABCD=S菱形OCED,………………………………8分
∴S菱形OCED=×2×2=2.………………………………10分
方法二:解:在矩形ABCD中,∠ABC=90°,∠BAC=30°,AC=4,
∴BC=2,
∴AB=DC=2,
如图,连接OE,交CD于点F,
∵四边形OCED为菱形,
∴F为CD中点,
∵O为BD中点,
∴OF=BC=1,
∴OE=2OF=2,
∴S菱形OCED=×OE×CD=×2×2=2.
【点评】本题考查了矩形的性质和菱形的性质和判定的应用,能灵活运用定理进行推理是解此题的关键,注意:菱形的面积等于对角线积的一半.
25.如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,∠BAD=90°,AB=5,BC=12,AC=13.
求证:四边形ABCD是矩形.
【分析】利用平行线的性质得出∠ADC=90°,再利用勾股定理的逆定理得出∠B=90°,进而得出答案.
【解答】证明:四边形ABCD中,AB∥CD,∠BAD=90°,
∴∠ADC=90°,
又∵△ABC中,AB=5,BC=12,AC=13,
满足132=52+122,
∴△ABC是直角三角形,且∠B=90°,
∴四边形ABCD是矩形.
【点评】此题主要考查了矩形的判定以及勾股定理的逆定理,正确掌握矩形的判定方法是解题关键.
26.如图,在矩形ABCD中,AB=8cm,BC=16cm,点P从点D出发向点A运动,运动到点A停止,同时,点Q从点B出发向点C运动,运动到点C即停止,点P、Q的速度都是1cm/s.连接PQ、AQ、CP.设点P、Q运动的时间为ts.
(1)当t为何值时,四边形ABQP是矩形;
(2)当t为何值时,四边形AQCP是菱形;
(3)分别求出(2)中菱形AQCP的周长和面积.
【分析】(1)当四边形ABQP是矩形时,BQ=AP,据此求得t的值;
(2)当四边形AQCP是菱形时,AQ=AC,列方程求得运动的时间t;
(3)菱形的四条边相等,则菱形的周长=4×10,根据菱形的面积求出面积即可.
【解答】解:(1)∵在矩形ABCD中,AB=8cm,BC=16cm,
∴BC=AD=16cm,AB=CD=8cm,
由已知可得,BQ=DP=tcm,AP=CQ=(16﹣t)cm,
在矩形ABCD中,∠B=90°,AD∥BC,
当BQ=AP时,四边形ABQP为矩形,
∴t=16﹣t,得t=8,
故当t=8s时,四边形ABQP为矩形;
(2)∵AP=CQ,AP∥CQ,
∴四边形AQCP为平行四边形,
∴当AQ=CQ时,四边形AQCP为菱形
即=16﹣t时,四边形AQCP为菱形,解得t=6,
故当t=6s时,四边形AQCP为菱形;
(3)当t=6s时,AQ=CQ=CP=AP=16﹣6=10cm,
则周长为4×10cm=40cm;
面积为10cm×8cm=80cm2.
【点评】本题考查了菱形、矩形的判定与性质.解决此题注意结合方程的思想解题.
27.已知,正方形ABCD中,∠MAN=45°,∠MAN绕点A顺时针旋转,它的两边分别交CB、DC(或它们的延长线)于点M、N,AH⊥MN于点H.
(1)如图①,当∠MAN绕点A旋转到BM=DN时,请你直接写出AH与AB的数量关系: AH=AB ;
(2)如图②,当∠MAN绕点A旋转到BM≠DN时,(1)中发现的AH与AB的数量关系还成立吗?如果不成立请写出理由,如果成立请证明;
(3)如图③,已知∠MAN=45°,AH⊥MN于点H,且MH=2,NH=3,求AH的长.(可利用(2)得到的结论)
【分析】(1)由三角形全等可以证明AH=AB,
(2)延长CB至E,使BE=DN,证明△AEM≌△ANM,能得到AH=AB,
(3)分别沿AM、AN翻折△AMH和△ANH,得到△ABM和△AND,然后分别延长BM和DN交于点C,得正方形ABCE,设AH=x,则MC=x﹣2,NC=x﹣3,在Rt△MCN中,由勾股定理,解得x.
【解答】解:(1)如图①AH=AB.
(2)数量关系成立.如图②,延长CB至E,使BE=DN.
∵ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠D=∠ABE=90°,
在Rt△AEB和Rt△AND中,,
∴Rt△AEB≌Rt△AND,
∴AE=AN,∠EAB=∠NAD,
∵∠DAN+∠BAM=45°,
∴∠EAB+∠BAM=45°,
∴∠EAM=45°,
∴∠EAM=∠NAM=45°,
在△AEM和△ANM中,,
∴△AEM≌△ANM.
∴S△AEM=S△ANM,EM=MN,
∵AB、AH是△AEM和△ANM对应边上的高,
∴AB=AH.
(3)如图③分别沿AM、AN翻折△AMH和△ANH,得到△ABM和△AND,
∴BM=2,DN=3,∠B=∠D=∠BAD=90°.
分别延长BM和DN交于点C,得正方形ABCD,
由(2)可知,AH=AB=BC=CD=AD.
设AH=x,则MC=x﹣2,NC=x﹣3,
在Rt△MCN中,由勾股定理,得MN2=MC2+NC2
∴52=(x﹣2)2+(x﹣3)2(6分)
解得x1=6,x2=﹣1.(不符合题意,舍去)
∴AH=6.
【点评】本题主要考查正方形的性质和三角形全等的判断,难度中等.
28.如图,△ABC中,点O是AC边上的一个动点,过点O作直线MN∥BC,交∠ACB的平分线于点E,交∠ACB的外角平分线于点F.
(1)判断OE与OF的大小关系?并说明理由;
(2)当点O运动到何处时,四边形AECF是矩形?并说出你的理由;
(3)在(2)的条件下,当△ABC满足什么条件时,四边形AECF会是正方形.
【分析】(1)利用角平分线的性质的得出,∠1=∠2,进而得出,∠3=∠2,即可得出OE与OF的大小关系;
(2)首先的很粗四边形AECF是平行四边形,进而得出∠ECF=90度,再利用矩形的判定得出即可;
(3)由(2)证明可知,当点O运动到AC的中点时,四边形AECF是矩形,进而得出AC⊥MN,即可得出答案.
【解答】(1)证明:∵CE平分∠ACB,∴∠1=∠2,
又∵MN∥BC,
∴∠1=∠3,∴∠3=∠2,
∴EO=CO,同理,FO=CO,
∴EO=FO.
(2)解:当点O运动到AC的中点时,四边形AECF是矩形.
理由:∵EO=FO,点O是AC的中点.∴四边形AECF是平行四边形,
∵CF平分∠BCA的外角,∴∠4=∠5,
又∵∠1=∠2,∴∠2+∠4=×180°=90°.
即∠ECF=90度,∴平行四边形AECF是矩形.
(3)解:当△ABC是直角三角形时,即∠ACB=90°时,四边形AECF会是正方形,
理由:由(2)证明可知,当点O运动到AC的中点时,四边形AECF是矩形,
∵∠ACB=90°,CE、CN分别是∠ACB与∠ACB的外角平分线,
∴∠1=∠2=∠3=∠4=∠5=45°,
∴AC⊥MN,
∴四边形AECF是正方形.
【点评】此题主要考查了矩形的判定、平行四边形的判定以及正方形的判定等知识,正确区分它们的定义是解题关键.