2021-2022学年北师大版九年级数学上册1.2.4矩形的性质与判定同步练习(Word版,附答案解析)

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名称 2021-2022学年北师大版九年级数学上册1.2.4矩形的性质与判定同步练习(Word版,附答案解析)
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资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 数学
更新时间 2021-07-19 17:41:16

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文档简介

1.2.4矩形的性质与判定同步练习
一.选择题(共5小题)
1.如图.在△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,点P为斜边AB上一动点.过点P作PE⊥AC于E,PF⊥BC于F,连接EF.则线段EF的最小值为(  )
A.1.2
B.2.4
C.2.5
D.4.8
2.如图,在矩形COED中,点D的坐标是(1,3),则CE的长是(  )
A.3
B.
C.
D.4
第1题
第2题
3.如图,点O是菱形ABCD对角线的交点,DE∥AC,CE∥BD,连接OE,设AC=12,BD=16,则OE的长为(  )
A.8
B.9
C.10
D.12
4.如图,四边形ABCD,∠D=∠C=90°,CD=2,点E在边AB,且AD=AE,BE=BC,则AE?BE的值为(  )
A.
B.1
C.
D.
第3题
第4题
二.填空题(共3小题)
5.如图,在矩形ABCD中,BC=20cm,点P和点Q分别从点B和点D出发,按逆时针方向沿矩形ABCD的边运动,点P和点Q的速度分别为3cm/s和1cm/s,则最快 
 s后,四边ABPQ成为矩形.
6.如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,P为AB边上一动点(不与点A,B重合),PE⊥OA于点E,PF⊥OB于点F,若AB=4,∠BAD=60°,则EF的最小值为
 
 .
第5题
第6题
三.解答题(共14小题)
7.如图,在?ABCD中,过点D作DE⊥AB于点E,点F在边CD上,CF=AE,连接AF,BF.
(1)求证:四边形BFDE是矩形;
(2)已知∠DAB=60°,AF是∠DAB的平分线,若AD=3,求DC的长度.
8.如图所示,点O是菱形ABCD对角线的交点,CE∥BD,EB∥AC,连接OE,交BC于F
(1)求证:OE=CB;
(2)如果OC:OB=1:2,OE=2,求菱形ABCD的面积.
9.如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,过点A作AE⊥BC于点E,延长BC到点F,使CF=BE,连接DF.
(1)求证:四边形ADFE是矩形;
(2)连接OF,若AD=6,EC=4,∠ABF=60°,求OF的长度.
10.已知:如图,在?ABCD中,∠ACB=90°,过点D作DE⊥BC交BC的延长线于点E.
(1)求证:四边形ACED是矩形;
(2)连接AE,若AB=2BC,求证:△ABE是等边三角形.
11.如图,在平行四边形ABCD中,P是AB上一点(不与点A,B重合),CP=CD,过点P作PQ⊥CP,交AD于点Q,连接CQ,∠BPC=∠AQP.
(1)求证:四边形ABCD是矩形;
(2)当AP=3,AD=9时,求AQ和CQ的长.
12.如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,过点A作AE⊥BC于点E,延长BC至F,使CF=BE,连接DF.
(1)求证:四边形AEFD是矩形;
(2)若AC=10,∠ABC=60°,则矩形AEFD的面积是 
 .
13.如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,E是AD的中点,点F、G在CD边上,EF⊥CD,OG∥EF.
(1)求证:四边形OEFG是矩形;
(2)若FG=5,EF=4,求CG的长.
14.如图,点E是平行四边形ABCD对角线AC上一点,点F在BE延长线上,且EF=BE,EF与CD交于点G.
(1)求证:DF∥AC;
(2)连接DE、CF,若2AB=BF,若G恰好是CD的中点,求证:四边形CFDE是矩形;
(3)在(2)的条件下,若四边形CFDE是正方形,且BC=80,求AB的长.
15.如图,菱形ABCD的对角线AC、BD交于点O,过点B作BE∥AC,且,连接EC、ED.
(1)求证:四边形BECO是矩形;
(2)若AC=2,∠ABC=60°,求DE的长.
16.如图,已知矩形ABCD,AD=8,CD=20,P是AB上一动点,M、N、E分别是PD、PC、CD的中点.
(1)求证:四边形PMEN是平行四边形;
(2)请直接写出当AP为何值时,四边形PMEN是菱形;
(3)四边形PMEN有可能是矩形吗?若有可能,求出AP的长;若不可能,请说明理由.
17.如图,矩形ABCD中,AB=2,BC=5,E、P分别在AD、BC上,且DE=BP=1
(1)判断△BEC的形状,并说明理由;
(2)求证:四边形EFPH是矩形.
18.如图:在△ABC中,CE、CF分别平分∠ACB与它的邻补角∠ACD,AE⊥CE于E,AF⊥CF于F,直线EF分别交AB、AC于M、N.
(1)求证:四边形AECF为矩形;
(2)试猜想MN与BC的关系,并证明你的猜想;
(3)如果四边形AECF是菱形,试判断△ABC的形状,直接写出结果,不用说明理由.
19.阅读下面材料:
在数学课上,老师请同学思考如下问题:如图1,我们把一个四边形ABCD的四边中点E,F,G,H依次连接起来得到的四边形EFGH是平行四边形吗?
小敏在思考问题是,有如下思路:连接AC.
结合小敏的思路作答
(1)若只改变图1中四边形ABCD的形状(如图2),则四边形EFGH还是平行四边形吗?说明理由;参考小敏思考问题方法解决以下问题:
(2)如图2,在(1)的条件下,若连接AC,BD.
①当AC与BD满足什么条件时,四边形EFGH是菱形,写出结论并证明;
②当AC与BD满足什么条件时,四边形EFGH是矩形,直接写出结论.
1.2.4矩形的性质与判定同步练习
参考答案与试题解析
一.选择题(共5小题)
1.如图.在△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,点P为斜边AB上一动点.过点P作PE⊥AC于E,PF⊥BC于F,连接EF.则线段EF的最小值为(  )
A.1.2
B.2.4
C.2.5
D.4.8
【解答】解:连接PC,
∵PE⊥AC,PF⊥BC,
∴∠PEC=∠PFC=∠C=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,
∴PC的最小值为:=2.4.
∴线段EF长的最小值为2.4.
故选:B.
2.如图,在矩形COED中,点D的坐标是(1,3),则CE的长是(  )
A.3
B.
C.
D.4
【解答】解:∵四边形COED是矩形,
∴CE=OD,
∵点D的坐标是(1,3),
∴OD==,
∴CE=,
故选:C.
3.如图,点O是菱形ABCD对角线的交点,DE∥AC,CE∥BD,连接OE,设AC=12,BD=16,则OE的长为(  )
A.8
B.9
C.10
D.12
【解答】解:∵DE∥AC,CE∥BD,
∴四边形OCED为平行四边形,
∵四边形ABCD是菱形,AC=12,BD=16,
∴AC⊥BD,OA=OC=AC=6,OB=OD=BD=8,
∴∠DOC=90°,CD===10,
∴平行四边形OCED为矩形,
∴OE=CD=10,
故选:C.
4.如图,四边形ABCD,∠D=∠C=90°,CD=2,点E在边AB,且AD=AE,BE=BC,则AE?BE的值为(  )
A.
B.1
C.
D.
【解答】解:过A作AF⊥BC于F,
∵∠D=∠C=90°,
∴四边形AFCD是矩形,
∴AF=CD=2,CF=AD,
设AD=AE=x,BE=BC=y,
∴AB=x+y,BF=y﹣x,
∵AB2=AF2+BF2,
∴(x+y)2=(y﹣x)2+22,
∴xy=1,
∴AE?BE=1,
故选:B.
二.填空题(共3小题)
5.如图,在矩形ABCD中,BC=20cm,点P和点Q分别从点B和点D出发,按逆时针方向沿矩形ABCD的边运动,点P和点Q的速度分别为3cm/s和1cm/s,则最快 5 s后,四边ABPQ成为矩形.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形
∴∠A=∠B=90°,AD=BC=20cm,
设最快x秒,四边形ABPQ成为矩形,
∵四边形ABPQ是矩形
∴AQ=BP
∴3x=20﹣x
∴x=5
故答案为:5
6.如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,P为AB边上一动点(不与点A,B重合),PE⊥OA于点E,PF⊥OB于点F,若AB=4,∠BAD=60°,则EF的最小值为
  .
【解答】解:连接OP,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,∠CAB=DAB=30°,
∵PE⊥OA于点E,PF⊥OB于点F,
∴∠EOF=∠OEP=∠OFP=90°,
∴四边形OEPF是矩形,
∴EF=OP,
∵当OP取最小值时,EF的值最小,
∴当OP⊥AB时,OP最小,
∵AB=4,
∴OB=AB=2,OA=AB=2,
∴S△ABO=OA?OB=AB?OP,
∴OP==,
∴EF的最小值为,
故答案为:.
三.解答题(共14小题)
7.如图,在?ABCD中,过点D作DE⊥AB于点E,点F在边CD上,CF=AE,连接AF,BF.
(1)求证:四边形BFDE是矩形;
(2)已知∠DAB=60°,AF是∠DAB的平分线,若AD=3,求DC的长度.
【解答】证明(1)∵四边形ABCD是平行四边形
∴DC∥AB,DC=AB
∵CF=AE
∴DF=BE且DC∥AB
∴四边形DFBE是平行四边形
又∵DE⊥AB
∴四边形DFBE是矩形;
(2)∵∠DAB=60°,AD=3,DE⊥AB
∴AE=,DE=AE=
∵四边形DFBE是矩形
∴BF=DE=
∵AF平分∠DAB
∴∠FAB=∠DAB=30°,且BF⊥AB
∴AB=BF=
∴CD=
8.如图所示,点O是菱形ABCD对角线的交点,CE∥BD,EB∥AC,连接OE,交BC于F
(1)求证:OE=CB;
(2)如果OC:OB=1:2,OE=2,求菱形ABCD的面积.
【解答】(1)证明:∵CE∥BD,EB∥AC,
∴四边形OBEC为平行四边形.
∵四边形ABCD为菱形,
∴AC⊥BD,
∴∠BOC=90°,
∴四边形OBEC为矩形,
∴OE=CB.
(2)解:设OC=x,则OB=2x,
∴BC==x.
∵BC=OE=2,
∴x=2,
∴OC=2,OB=4,
∴S菱形ABCD=AC?BD=2OC?OB=16.
9.如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,过点A作AE⊥BC于点E,延长BC到点F,使CF=BE,连接DF.
(1)求证:四边形ADFE是矩形;
(2)连接OF,若AD=6,EC=4,∠ABF=60°,求OF的长度.
【解答】(1)证明:∵在平行四边形ABCD中,
∴AB∥DC且AB=DC,
∴∠ABE=∠DCF,
在△ABE和△DCF中,,
∴△ABE≌△DCF(SAS),
∴AE=DF,∠AEB=∠DFC=90°,
∴AE∥DF,
∴四边形ADFE是矩形;
(2)解:由(1)知:四边形ADFE是矩形,
∴EF=AD=6,
∵EC=4,
∴BE=CF=2,
∴BF=8,
Rt△ABE中,∠ABE=60°,
∴AB=2BE=4,
∴DF=AE=,
∴BD==2,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OB=OD,
∴OF=BD=.
10.已知:如图,在?ABCD中,∠ACB=90°,过点D作DE⊥BC交BC的延长线于点E.
(1)求证:四边形ACED是矩形;
(2)连接AE,若AB=2BC,求证:△ABE是等边三角形.
【解答】证明:(1)∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠DAC=∠ACB=90°,
∵DE⊥BC,
∴∠DEC=90°,
又∵∠ACE=180°﹣90°=90°,
∴∠ACE=∠DAC=∠DEC=90°,
∴四边形ACED是矩形;
(2)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,AB=DC,
由(1)得:四边形ACED是矩形,
∴AD=CE,AE=DC,
∴CE=BC,AE=AB,
∵AB=2BC,
∴AE=AB=BE,
∴△ABE是等边三角形.
11.如图,在平行四边形ABCD中,P是AB上一点(不与点A,B重合),CP=CD,过点P作PQ⊥CP,交AD于点Q,连接CQ,∠BPC=∠AQP.
(1)求证:四边形ABCD是矩形;
(2)当AP=3,AD=9时,求AQ和CQ的长.
【解答】(1)证明:∵∠BPQ=∠BPC+∠CPQ=∠A+∠AQP,∠BPC=∠AQP,
∴∠CPQ=∠A,
∵PQ⊥CP,
∴∠A=∠CPQ=90°,
∴平行四边形ABCD是矩形;
(2)解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠D=∠CPQ=90°,
在Rt△CDQ和Rt△CPQ中,

∴Rt△CDQ≌Rt△CPQ(HL),
∴DQ=PQ,
设AQ=x,则DQ=PQ=9﹣x,
在Rt△APQ中,AQ2+AP2=PQ2,
∴x2+32=(9﹣x)2,
解得:x=4,
∴AQ的长是4.
设CD=AB=CP=y,则PB=y﹣3,在Rt△PCB中,根据勾股定理列方程,求出y=15.
在Rt△CDQ中,CQ==5.
12.如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,过点A作AE⊥BC于点E,延长BC至F,使CF=BE,连接DF.
(1)求证:四边形AEFD是矩形;
(2)若AC=10,∠ABC=60°,则矩形AEFD的面积是 50 .
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AD∥BC,AD=BC,
∵CF=BE,
∴BC=EF,
∴AD∥EF,AD=EF,
∴四边形AEFD是平行四边形,
∵AE⊥BC,
∴∠AEF=90°,
∴平行四边形AEFD是矩形;
(2)解:∵AB=CD,BE=CF,∠AEB=∠DFC=90°,
∴Rt△ABE≌Rt△DCF
(HL),
∴矩形AEFD的面积=菱形ABCD的面积,
∵∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∵AC=10,
∴AE=AC=5,AB=10,BO=5,
∵AD=EF=10,
∴矩形AEFD的面积=菱形ABCD的面积=×10×10=50,
故答案为:50.
13.如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,E是AD的中点,点F、G在CD边上,EF⊥CD,OG∥EF.
(1)求证:四边形OEFG是矩形;
(2)若FG=5,EF=4,求CG的长.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC,
∵E是AD的中点,
∴OE是△ACD的中位线,
∴OE∥CD,
∵OG∥EF,
∴四边形OEFG是平行四边形,
∵EF⊥CD,
∴∠EFG=90°,
∴平行四边形OEFG是矩形;
(2)解:由(1)得:四边形OEFG是矩形,
∴OE=FG=5,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=CD,AC⊥BD,
∴∠AOD=90°,
∵E是AD的中点,
∴OE=AD=DE=5,CD=AD=2OE=10,
在Rt△DEF中,DF===3,
∴CG=CD﹣FG﹣DF=10﹣5﹣3=2.
14.如图,点E是平行四边形ABCD对角线AC上一点,点F在BE延长线上,且EF=BE,EF与CD交于点G.
(1)求证:DF∥AC;
(2)连接DE、CF,若2AB=BF,若G恰好是CD的中点,求证:四边形CFDE是矩形;
(3)在(2)的条件下,若四边形CFDE是正方形,且BC=80,求AB的长.
【解答】(1)证明:连接BD,交AC于点O,如图所示:
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BO=DO,
∵BE=EF,
∴OE是△BDF的中位线,
∴OE∥DF,
即DF∥AC;
(2)证明:如图所示:
由(1)得:DF∥AC,
∴∠DFG=∠CEG,∠GDF=∠GCE,
∵G是CD的中点,
∴DG=CG,
在△DFG和△CEG中,

∴△DFG≌△CEG(AAS),
∴FG=EG,
∴四边形CFDE是平行四边形,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,
∵2AB=BF,
∴2CD=BF,
又∵EF=BE,
∴CD=EF,
∴平行四边形CFDE是矩形;
(3)解:设AB=2a,则BF=4a,BE=EF=CD=2a,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC=80,AB∥CD,
∵四边形CFDE是正方形,
∴∠DEC=90°,CD⊥EF,DG=EG=CD=a,
∴∠AED=90°,△DEG是等腰直角三角形,
∴DE=DG=a,
∵AB∥CD,CD⊥EF,
∴AB⊥BF,
∴△ABE是等腰直角三角形,
∴AE=AB=2a,
在Rt△ADE中,由勾股定理得:AD2=DE2+AE2,
即802=(a)2+(2)2,
解得:a=8,
∴AB=2a=16.
15.如图,菱形ABCD的对角线AC、BD交于点O,过点B作BE∥AC,且,连接EC、ED.
(1)求证:四边形BECO是矩形;
(2)若AC=2,∠ABC=60°,求DE的长.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴∠BOC=90°,OC=OA=AC,
∵BE=AC,
∴BE=OC,
∵BE∥AC,
∴四边形BECO是平行四边形,
∵∠BOC=90°,
∴四边形BECO是矩形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OB=BD,OC=AC=1,AB=BC,
∵∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴BC=AC=2,
在Rt△BOC中,由勾股定理得:OB===,
∴BD=2OB=2,
由(1)得:四边形BECO是矩形,
∴BE=OC=1,∠DBE=90°,
在Rt△DBE中,由勾股定理得:DE===.
16.如图,已知矩形ABCD,AD=8,CD=20,P是AB上一动点,M、N、E分别是PD、PC、CD的中点.
(1)求证:四边形PMEN是平行四边形;
(2)请直接写出当AP为何值时,四边形PMEN是菱形;
(3)四边形PMEN有可能是矩形吗?若有可能,求出AP的长;若不可能,请说明理由.
【解答】(1)证明:∵M、N、E分别是PD、PC、CD的中点,
∴ME是△PCD的中位线,NE是△PCD的中位线,
∴ME∥PC,EN∥PD,
∴四边形PMEN是平行四边形;
(2)解:当AP=10时,四边形PMEN是菱形;理由如下:
∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD=20,AD=BC,
∵AP=10,AB=20,
∴BP=10=AP,
∴△PAD≌△PBC(SAS),
∴PD=PC,
∵M、N、E分别是PD、PC、CD的中点,
∴,,
∴PM=ME=EN=PN,
∴四边形PMEN是菱形;
(3)四边形PMEN有可能是矩形;理由如下:
若四边形PMEN是矩形,则∠DPC=90°
设PA=x,PB=20﹣x,
由勾股定理得:DP2+CP2=DC2,
即64+x2+64+(20﹣x)2=202,
解得:x=4或x=16.
∴当AP=4或AP=16时,四边形PMEN是矩形.
17.如图,矩形ABCD中,AB=2,BC=5,E、P分别在AD、BC上,且DE=BP=1
(1)判断△BEC的形状,并说明理由;
(2)求证:四边形EFPH是矩形.
【解答】解:(1)△BEC是直角三角形:
理由是:
∵矩形ABCD,
∴∠ADC=∠ABP=90°,AD=BC=5,AB=CD=2,
由勾股定理得:CE=,
同理BE=2,
∴CE2+BE2=5+20=25,
∵BC2=52=25,
∴BE2+CE2=BC2,
∴∠BEC=90°,
∴△BEC是直角三角形.
(2)∵矩形ABCD,
∴AD=BC,AD∥BC,
∵DE=BP,
∴四边形DEBP是平行四边形,
∴BE∥DP,
∵AD=BC,AD∥BC,DE=BP,
∴AE=CP,
∴四边形AECP是平行四边形,
∴AP∥CE,
∴四边形EFPH是平行四边形,
∵∠BEC=90°,
∴平行四边形EFPH是矩形.
18.如图:在△ABC中,CE、CF分别平分∠ACB与它的邻补角∠ACD,AE⊥CE于E,AF⊥CF于F,直线EF分别交AB、AC于M、N.
(1)求证:四边形AECF为矩形;
(2)试猜想MN与BC的关系,并证明你的猜想;
(3)如果四边形AECF是菱形,试判断△ABC的形状,直接写出结果,不用说明理由.
【解答】(1)证明:∵AE⊥CE于E,AF⊥CF于F,
∴∠AEC=∠AFC=90°,
又∵CE、CF分别平分∠ACB与它的邻补角∠ACD,
∴∠BCE=∠ACE,∠ACF=∠DCF,
∴∠ACE+∠ACF=(∠BCE+∠ACE+∠ACF+∠DCF)=×180°=90°,
∴三个角为直角的四边形AECF为矩形.
(2)结论:MN∥BC且MN=BC.
证明:∵四边形AECF为矩形,
∴对角线相等且互相平分,
∴NE=NC,
∴∠NEC=∠ACE=∠BCE,
∴MN∥BC,
又∵AN=CN(矩形的对角线相等且互相平分),
∴N是AC的中点,
若M不是AB的中点,则可在AB取中点M1,连接M1N,
则M1N是△ABC的中位线,MN∥BC,
而MN∥BC,M1即为点M,
所以MN是△ABC的中位线(也可以用平行线等分线段定理,证明AM=BM)
∴MN=BC;
法二:延长MN至K,使NK=MN,
因为对角线互相平分,
所以AMCK是平行四边形,KC∥MA,KC=AM因为MN∥BC,
所以MBCK是平行四边形,MK=BC,
所以MN=BC
(3)解:△ABC是直角三角形(∠ACB=90°).
理由:∵四边形AECF是菱形,
∴AC⊥EF,
∵EF∥AC,
∴AC⊥CB,
∴∠ACB=90°.即△ABC是直角三角形.
19.阅读下面材料:
在数学课上,老师请同学思考如下问题:如图1,我们把一个四边形ABCD的四边中点E,F,G,H依次连接起来得到的四边形EFGH是平行四边形吗?
小敏在思考问题是,有如下思路:连接AC.
结合小敏的思路作答
(1)若只改变图1中四边形ABCD的形状(如图2),则四边形EFGH还是平行四边形吗?说明理由;参考小敏思考问题方法解决以下问题:
(2)如图2,在(1)的条件下,若连接AC,BD.
①当AC与BD满足什么条件时,四边形EFGH是菱形,写出结论并证明;
②当AC与BD满足什么条件时,四边形EFGH是矩形,直接写出结论.
【解答】解:(1)是平行四边形,
证明:如图2,连接AC,
∵E是AB的中点,F是BC的中点,
∴EF∥AC,EF=AC,
同理HG∥AC,HG=AC,
综上可得:EF∥HG,EF=HG,
故四边形EFGH是平行四边形;
(2)①AC=BD.
理由如下:
由(1)知,四边形EFGH是平行四边形,且FG=BD,HG=AC,
∴当AC=BD时,FG=HG,
∴平行四边形EFGH是菱形,
②当AC⊥BD时,四边形EFGH为矩形;
理由如下:
同(2)得:四边形EFGH是平行四边形,
∵AC⊥BD,GH∥AC,
∴GH⊥BD,
∵GF∥BD,
∴GH⊥GF,
∴∠HGF=90°,
∴四边形EFGH为矩形.