文档内容
专题 03 平行四边形(考点清单,2 考点梳理+11 题型解读)
清单 01 平行四边形
1.定义:两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形.
2.性质:(1).边的性质:平行四边形两组对边平行且相等;
(2).角的性质:平行四边形邻角互补,对角相等;(3).对角线性质:平行四边形的对角线互相平分;
(4).平行四边形是中心对称图形,对角线的交点为对称中心.
3.判定:(1).两组对边分别平行的四边形是平行四边形;
(2).两组对边分别相等的四边形是平行四边形;
(3).一组对边平行且相等的四边形是平行四边形;
(4).两组对角分别相等的四边形是平行四边形;
(5).对角线互相平分的四边形是平行四边形.
4.平行线的性质
(1)平行线间的距离都相等
(2)等底等高的平行四边形面积相等
5.三角形中位线定理
(1)三角形中位线定理:
三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半.
(2)几何语言:
如图,∵点D、E分别是AB、AC的中点
∴DE∥BC,DE= BC.
清单 02 特殊的平行四边形
1.矩形、菱形、正方形的定义
有一个角是直角的平行四边形叫做矩形.
有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形.
有一组邻边相等并且有一个内角是直角的平行四边形 叫做正方形.
2.矩形的性质:1.矩形具有平行四边形的所有性质;
2.矩形的对角线相等;
3.矩形的四个角都是直角;
4.矩形是轴对称图形,它有两条对称轴.
3.矩形的判定:1. 有三个角是直角的四边形是矩形.
2. 对角线相等的平行四边形是矩形.
3. 定义:有一个角是直角的平行四边形叫做矩形.4.直角三角形性质:由矩形的性质,可以得到直角三角形的一个重要性质,直角三角形斜边上的中线等于
斜边的一半.
5.菱形的性质:1.菱形的四条边都相等;
2.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;
3.菱形是轴对称图形,它有两条对称轴.
6.菱形的判定:1. 四条边相等的四边形是菱形.
2.对角线互相垂直的平行四边形是菱形.
3. 定义:有一组邻边相等的平行四边形是菱形.
7.菱形的面积计算:①利用平行四边形的面积公式.
②菱形面积 ab.(a、b是两条对角线的长度)
8.正方形的性质:1.正方形四个角都是直角,四条边都相等.
2.正方形的两条对角线相等并且互相垂直平分,每条对角线平分一组对角.
3.正方形是轴对称图形,有4条对称轴;又是中心对称图形,两条对角线的交点是对称
中心.
9.正方形的判定:1.有一组邻边相等的矩形是正方形.
2.有一个内角是直角的菱形是正方形.
【考点题型一】利用平行四边形的性质( )
【例1-1】(23-24八年级下·广西河池·期末)已知在 中,对角线 、 相交于点O,
,则 等于( )
A.3 B.6 C.4 D.12
【答案】A
【知识点】利用平行四边形的性质求解
【分析】根据“平行四边形对角线互相平分”即可得解.
本题主要考查了平行四边形的性质,熟练掌握平行四边形的性质是解题的关键.
【详解】解:∵四边形 是平行四边形,对角线 、 相交于点O,
∴ .故选:A.
【例1-2】(23-24八年级下·广东清远·期末)如图,在 中,已知 .
(1)实践与操作:作 的平分线交 于点E;(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法)
(2)猜想并证明:猜想 与 AB是否相等,并给予证明.
【答案】(1)见解析
(2)相等,证明见解析
【知识点】作角平分线(尺规作图)、利用平行四边形的性质证明、根据等角对等边证明边相等
【分析】本题考查角平分线的画法、平行四边形的性质等,熟练掌握尺规作图的基本方法是解题的关键.
(1)以点A为圆心,任意长为半径画弧,交 、 于两点,再分别以两交点为圆心,大于两交点距离
的一半为半径画弧,两弧交于一点,连接交点与点A交 于点E,AE即为所求;
(2)先根据平行四边形的性质得出 ,得出 ,由角平分线的性质得出
,所以 ,即可证明.
【详解】(1)解:如图, 即为所求;
(2)相等,证明如下:
∵四边形 为平行四边形,
∴ ,
∴ ,
∵ 平分 ,
∴ ,
∴ ,
∴ .
【变式1-1】(22-23八年级下·吉林四平·期末)如图,在平行四边形 中, , , 平
分 交 于点 ,求 的长.【答案】
【知识点】等腰三角形的性质和判定、利用平行四边形的性质求解、角平分线的有关计算
【分析】本题考查了平行四边形的性质,等腰三角形的判定与性质,解答本题的关键是根据平行线的性质
和角平分线的定义得出 .根据四边形 为平行四边形可得 ,根据平行线的性
质和角平分线的定义可得出 ,继而可得 ,然后根据已知可求得 的长度.
【详解】解: 四边形 为平行四边形,
,
,
平分 ,
,
,
,
, ,
.
【变式1-2】(22-23八年级下·云南·期末)如图,在 中,点E,F分别在边 和 上,且
,求证: .
【答案】见解析
【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、利用平行四边形的性质证明
【分析】本题考查了平行四边形的性质,全等三角形的性质与判定,根据平行四边形的性质可得 ,
,结合已知条件进而证明 ,根据全等三角形的性质,即可得证.
【详解】证明: 四边形 是平行四边形
,
在 和 中.
【考点题型二】利用平行四边形的判定( )
【例2-1】(23-24八年级下·青海玉树·期末)如图,四边形 中, ,要使四边形 为平
行四边形,则需添加一个条件,这个条件可以是 .
【答案】 (答案不唯一)
【知识点】添一个条件成为平行四边形
【分析】本题主要考查了平行四边形的判定,熟练掌握平行四边形的判定方法是解题的关键.
根据平行四边形的判定方法解答即可.
【详解】解: 在四边形 中, , ,
四边形 是平行四边形(一组对边平行且相等的四边形是平行四边形),
可添加的条件是: ;
在四边形 中,
,
∴四边形 是平行四边形;
∴可添加条件 ;
故答案是: (答案不唯一).
【例2-1】(23-24八年级下·广东茂名·期末)如图,线段 与 相交于点 ,分别过点 , 作 的
垂线,垂足分别为 , ,且 , ,依次连接点A,B,C,D.求证:四边形 为平
行四边形.【答案】见解析
【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、证明四边形是平行四边形
【分析】本题考查全等三角形的判定与性质,平行四边形的判定.熟练掌握平行四边形的判定定理是解题
的关键.先用 证明 得 , .再根据 得出 ,即可由平
行四边形的判定定理得出结论.
【详解】证明: , ,
.
在 与 中, ,
.
, .
又 ,
.
.
又 ,
四边形 是平行四边形.
【例2-3】(23-24八年级下·贵州毕节·期末)如图1是某小区的倾斜式停车位,如图2是其示意图,工人
在绘制时会保证四边形停车位 的边 ,边 ,且 .求这个四边
形停车位的面积.
【答案】
【知识点】含30度角的直角三角形、平行四边形性质和判定的应用、用勾股定理解三角形
【分析】本题主要考查了平行四边形的判定以及性质,勾股定理,含 直角三角形的性质,先判定四边形 是平行四边形.过点 作 ,交 的延长线于点 .由平行四边形的性质可得出
,进而可得出 ,由直角三角形两锐角互余可得出 ,由含 直角三角形
的性质得出 ,由勾股定理求出 ,最后根据平行四边形的面积公式求面积即可.
【详解】解:∵ , ,
∴四边形 是平行四边形.
如图,过点 作 ,交 的延长线于点 .
∵四边形 是平行四边形, ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ .
在 中,由勾股定理,
得 ,
∴ ,
即这个四边形停车位的面积是 .
【例2-4】(23-24八年级下·吉林长春·期末)图①、图②、图③均是 的正方形网格,每个小正方形的
边长均为1,每个小正方形的顶点称为格点,线段 的端点均在格点上.只用无刻度的直尺,在给定的网
格中按要求画图,所画图形的顶点均在格点上,不要求写出画法.(1)在图①中以 为边画一个面积为2的平行四边形 .
(2)在图②中以 为边画一个面积为3的平行四边形 (菱形除外).
(3)在图③中以 为边画一个面积为5的平行四边形 (正方形除外).
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【知识点】求与已知三点组成平行四边形的点的个数
【分析】本题主要考查了平行四边形的判定、菱形的判定、正方形的判定以及网格作图等知识,掌握正方
形的判定是解答本题的关键.
(1)根据平行四边形的判定进行画图即可;
(2)根据平行四边形的判定进行画图即可;
(3)根据平行四边形的判定进行画图即可.
【详解】(1)解:如图:平行四边形 即为所求.
(2)解:如图:平行四边形 即为所求.
(3)解:如图:平行四边形 即为所求.【变式2-1】(23-24八年级下·山西朔州·期末)如图,在四边形 中, ,若添加一个条件,
使四边形 为平行四边形,则下列正确的是( )
A. B.AB=AD C. D.
【答案】D
【知识点】添一个条件成为平行四边形
【分析】本题考查了平行四边形的判定以及平行线的判定与性质,熟练掌握平行四边形的判定方法是解题
的关键.
由平行四边形的判定方法分别对各个选项进行判断即可.
【详解】解:A、由 ,不能判定四边形 为平行四边形,还有可能是等腰梯形,故
本选项不符合题意;
B、由 ,不能判定四边形 为平行四边形,故本选项不符合题意;
C、∵ ,
,
∴不能判定四边形 为平行四边形,故本选项不符合题意;
D.∵ ,
,
,
,
,
又 ,
∴四边形 是平行四边形,故本选项符合题意;
故选:D.
【变式2-2】(23-24八年级下·全国·期末)如图,已知 , , ,给出下面四个结论: 其中正确的有( )
A. 个 B. 个 C. 个 D. 个
【答案】D
【知识点】利用平行四边形的判定与性质求解
【分析】本题主要考查平行四边形的判定与性质,同底等高面积相等等知识,先证明四边形
是平行四边形,可判断①②,再根据同底等高面积相等判断③④即可
【详解】解:∵ ,即 且
∴四边形 是平行四边形,
∴ 故①正确;
∵
∴
∴
∵
∴
又 ,即
∴四边形 是平行四边形,
∴ 故②正确;
设 间的距离为 ,
∴
∴ 故③正确;
又
∵∴ 故④正确;
综上,正确的绪论是①②③④,共4个,
故选:D
【变式2-3】(23-24八年级下·河北石家庄·期末)如图, 是 的边 上的点, 是 中点,连
接 并延长交 于点 ,连接 与 相交于点 ,若 ,则阴影部分的面
积为 .
【答案】17
【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、利用平行四边形的判定与性质求解、线
段中点的有关计算
【分析】本题考查平行四边形,三角形的知识,解题的关键是掌握平行四边形的判定和性质,全等三角形
的判定和性质,连接 ,根据平行四边形的性质,则 , ,根据点 是 的中点,则
,根据全等三角形的判定和性质,则 , ,再根据平行四边形的判定和性
质,则四边形 是平行四边形,得到 ,再根据平行四边形的判定和性质,则四边形
是平行四边形, ,根据阴影部分的面积为: ,即可.
【详解】解:连接 ,
∵四边形 是平行四边形,
∴ , ,
∴ ,
∵点 是 的中点,∴ ,
在 和 中,
,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴四边形 是平行四边形,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴四边形 是平行四边形,
∴ , ,
∴ ,
∴阴影部分的面积为: .
故答案为: .
【变式2-4】(23-24八年级下·新疆昌吉·期末)如图, , ,点 、 在 上,且
.
(1)求证: ;
(2)试证明:以 、 、 、 为顶点的四边形是平行四边形.
【答案】(1)详见解析
(2)详见解析【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、证明四边形是平行四边形、根据平行线判定与性质证明
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定及平行四边形的判定,解答此题的关键是要掌握判定方法.
(1)由全等三角形的判定定理SAS证得 ;
(2)利用(1)中的全等三角形的对应角相等证得 ,则 ,所以根据平行线
的判定可以证得 .由全等三角形的对应边相等证得 ,则易证得结论.
【详解】(1)解: ,
,
又 ,
,
,
在 与 中,
,
;
(2)连接 、 .
由(1)知, ,
, ,
,
,
又 ,
以 、 、 、 为顶点的四边形是平行四边形.
【变式2-5】(23-24八年级下·广东揭阳·期末)如图, 中,点E、F在对角线 上,且 .
求证:四边形 是平行四边形.【答案】见解析
【知识点】利用平行四边形性质和判定证明
【分析】本题主要考查了平行四边形的性质与判定,连接 交 于 ,根据平行四边形对角线互相平分
得到 , ,再证明 ,即可根据对角线互相平分的四边形是平行四边形证明结论.
【详解】证明:连接 交 于 ,如下图,
四边形 是平行四边形,
, ,
,
,即 ,
四边形 为平行四边形.
【变式2-6】(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)实践操作:如图,在 正方形网格中,每个小正方
形的边长都为 ,线段 的端点都在格点上,点 不在格点上,仅用无刻度的直尺按以下要求作图.
(1)请将图中线段 向右平移 个单位,再向上平移 个单位,画出平移后的线段 (点 、 分别对应
点 、 );
(2)在(1)的条件下,连接 、 ,过点 作一条直线平分四边形 的面积,并保留作图痕迹.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【知识点】无刻度直尺作图、平行四边形性质和判定的应用、平移(作图)
【分析】本题考查的知识点是无刻度直尺作图、作图—平移变换、平行四边形的判定与性质,解题关键是
熟练掌握用无刻度直尺作图.(1)按照题目要求找到点 和点 平移后对应的格点后相连即可求解;
(2)根据题目要求,连接 、 后,利用平行四边形的性质找到平行四边形的对角线交点与 点相连
即可..
【详解】(1)解:如图, 即为所求:
(2)解:如图,连接 、 后,连接点 和 、 交点即可得到符合条件的直线:
根据平移的性质, 且 ,
四边形 是平行四边形,
则根据平行四边形的性质可得,过对角线交点的直线能够平分该平行四边形面积,
点 和对角线交点所在直线即为符合条件的直线.
【考点题型三】三角形中位线( )
【例3】(22-23八年级下·浙江·期末)如图,在 中,点 是边 的中点,点 ,G在边 上,
, 交 于E, .
(1)求证:四边形 是平行四边形;
(2)若 ,求 的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【知识点】利用平行四边形性质和判定证明、与三角形中位线有关的证明、三线合一
【分析】本题考查了平行四边形的判定与性质,等腰三角形三线合一的性质,三角形中位线定理.
(1)根据等腰三角形三线合一得到 ,再利用三角形的中位线定理证明 ,再加上条件可证出结论.
(2)先证明 ,再证明 ,可得到 .
【详解】(1)证明: , ,
.
又 是边 的中点,
∴ ,
为 的中位线,
,
,
四边形 是平行四边形.
(2)解: 四边形 是平行四边形,
,
、 分别是 、 的中点,
,
,
.
【变式3-1】(24-25八年级下·全国·期末)如图,直线 ,点A,B固定在直线 上,C是直线 上一动
点.若E,F分别为 的中点,下列各值中,不随点C的移动而改变的是( )
①线段 的长;② 的周长;③ 的面积;④ 的度数.
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
【答案】B
【知识点】利用平行线间距离解决问题、与三角形中位线有关的求解问题
【分析】本题考查了平行线的性质、三角形中位线定理、三角形面积等知识,熟练掌握三角形的中位线定
理是解题的关键.判断出 长为定值, 到 的距离为定值,再根据三角形的中位线与平行线的性质即可判断①③,根据
运动得出 不断发生变化、 的大小不断发生变化,即可判断②④.
【详解】解: 、 为定点,
长为定值,
点 , 分别为 , 的中点,
是 的中位线,
为定值,故①正确;
点 , 为直线 上定点,直线 ,
到 的距离为定值,
是 的中位线,
,
到 的距离为定值,
又 为定值,
的面积为定值,故③正确;
当 点移动时, 的长发生变化,
则 的长发生变化,
的周长发生变化,故②错误;
当 点移动时, 发生变化,则 发生变化,故④错误;
故选:B.
【变式3-2】(23-24八年级下·云南昆明·期末)如图所示,A,B两点被池塘隔开,A,B,C三点不共线,
设 的中点分别为点M,N,测得 米,可求出A,B两点之间的距为( )
A.32米 B.24米 C.20米 D.18米
【答案】A
【知识点】三角形中位线的实际应用
【分析】本题考查三角形的中位线的应用,根据三角形的中位线性质得到 ,进而求解即可.【详解】解:∵ 的中点分别为点M,N,
∴ ,
∵ 米,
∴ 米,
故选:A.
【变式3-3】(22-23八年级下·湖北武汉·期末)如图, 中, , ,D,E分别为
上的点, ,F,G分别为 , 的中点,连 ,则 的长度是 .
【答案】
【知识点】与三角形中位线有关的求解问题、根据矩形的性质与判定求角度、用勾股定理解三角形、证明
四边形是平行四边形
【分析】取 的中点 ,连接 , 并延长交 于点 ,交 于点 ,根据三角形中位线定理得出
, , , ,证明四边形 是矩形,再根据勾
股定理求解即可.
【详解】解:如图,取 的中点 ,连接 , 并延长交 于点 ,交 于点 ,
, 分别为 , 的中点,
是 的中位线, 是 的中位线,
, , , ,
四边形 是平行四边形,,
四边形 是矩形,
,
,
故答案为: .
【点睛】本题主要考查了三角形中位线的判定与性质,平行四边形的判定,矩形的判定与性质,勾股定理
等知识点,根据三角形中位线的性质和已知条件得到 是解答本题的关键.
【考点题型四】矩形的性质与判定( )
【例4-1】(24-25八年级下·重庆·期末)如图,在矩形 中, 和 相交于点 , 于点
,若 ,则 的度数为 (用含 的式子表示).
【答案】
【知识点】利用矩形的性质求角度、三角形内角和定理的应用、等边对等角
【分析】本题考查了矩形的性质,等腰三角形的判定与性质,三角形的内角和定理,解题的关键是掌握矩
形的性质.由矩形的性质可得: , ,得到 , ,
结合 ,推出 ,最后根据三角形的内角和定理即可求解.
【详解】解: 在四边形 是矩形,
, ,
, ,
,
,
,
,
,
故答案为: .【例4-2】(24-25八年级下·全国·期末)图①是一种矩形时钟,图②是时钟示意图,时钟数字2的刻度在
矩形 的对角线 上,若测量得时钟的长 为 ,则时钟的另一边 的长为 cm.(结
果保留根号)
【答案】
【知识点】含30度角的直角三角形、根据矩形的性质求线段长、钟面角
【分析】此题考查了矩形的性质、钟面角、含 角直角三角形的性质等知识,熟练掌握矩形的性质和直
角三角形的性质是解题的关键.过点O作 ,垂足分别为点 ,根据题意得到
,求出 ,进一步得到 ,则 ,即可求
出答案.
【详解】解:过点O作 ,垂足分别为点 ,
由题意可得, ,
∵ ,
∴ ,则 ,
∴ ,
在矩形 中, , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
故答案为:【例4-3】(23-24八年级下·湖北武汉·期末)矩形的两条对角线的夹角为 ,对角线的长为 ,则矩形
的面积为 .
【答案】16
【知识点】含30度角的直角三角形、根据矩形的性质求面积、根据矩形的性质求线段长
【分析】本题考查求矩形面积,涉及矩形性质、含 的直角三角形性质和三角形面积公式等知识,先由
题意得到 , ,过点 作 于 ,如图所示,构造直角三角形,在
中,结合矩形性质及含 的直角三角形性质得到 ,最后由三角形面积公式表示出
矩形面积代值求解即可得到答案,熟记矩形性质、含 的直角三角形性质,数形结合是解决问题的关键.
【详解】解:根据题意,如图所示:
, ,
过点 作 于 ,如图所示:
在矩形 中, ,
在 中, , , ,则 ,
矩形的面积为 ,
故答案为:16.
【例4-4】(23-24八年级下·安徽亳州·期末)如图, , ,点A在 上,四边形
是矩形,连接 , 交于点E,连接 交 于点F.(1)求证: .
(2)若点G是线段 的中点,补全图形并求证: 为等腰直角三角形.
(3)求证: .
【答案】(1)见解析
(2)补全图形见解析,证明见解析
(3)证明见解析
【知识点】用勾股定理解三角形、利用矩形的性质证明、二次根式的除法、三线合一
【分析】(1)证明 ,再利用等腰三角形的三线合一可得结论;
(2)先证明 ,可得 ,再证明 ( ).可得 ,
.再进一步可得结论;
(3)证明 ,结合 .可得 ,设
,可得 ,再进一步可得答案;
【详解】(1)证明:∵四边形 是矩形,
∴ , ,
∵ ,
∴ .
(2)证明:如图,
∵ , , ,∴ , ,
∴ ,
∴ ,
∵点G是线段 的中点,
∴ ,
在 和 中, ,
∴ ( ).
∴ , .
∴ 为等腰三角形.
∵ ,
∴ ,即 .
∴ 为等腰直角三角形.
(3)解:∵ , , ,
∴ (等腰三角形的三线合一),
由(2)可知, .
∴ ,设 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ .
【点睛】本题考查的是全等三角形的判定与性质,等腰三角形的性质,勾股定理的应用,矩形的性质,二
次根式的除法运算,掌握基础几何图形的性质是解本题的关键.
【例4-5】(23-24八年级下·安徽铜陵·期末)如图,在 中,点E在边 上,点F在边 上,,连接 .
(1)求证:
(2)若 ,求证:四边形 是矩形.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【知识点】利用平行四边形性质和判定证明、证明四边形是矩形、全等的性质和SAS综合(SAS)
【分析】本题主要考查了平行四边形和矩形.熟练掌握平行四边形的判定和性质,全等三角形的判定和性
质,矩形的判定,是解决问题的关键.
(1)根据平行四边形性质得到 ,结合 ,推出 ,即得
;
(2)根据平行四边形性质得到 ,结合 ,得到 ,推出四边形 是
平行四边形,根据 ,即得 是矩形.
【详解】(1)∵ 中, ,
且 ,
∴ ,
∴ ;
(2)∵ 中, ,
且 ,
∴ ,
∴ ,
∴四边形 是平行四边形,
∵ ,
∴ ,
∴ 是矩形.
【变式4-1】(23-24八年级下·吉林四平·期末)长为 ,宽为 的矩形的面积是( )
A. B. C. D.【答案】B
【知识点】二次根式的乘法、二次根式的应用、根据矩形的性质求面积
【分析】本题主要考查了二次根式乘法的应用,熟练掌握二次根式的乘法的运算法则,根据矩形面积等于
长乘以宽,列出式子,进行计算即可得到答案.
【详解】解:根据题意得:矩形的面积是 ,
故选:B.
【变式4-2】(23-24八年级下·山东聊城·期末)如图,四边形 为平行四边形,延长 到E,使
,连接 , , ,添加一个条件,不能使四边形 成为矩形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】添一条件使四边形是矩形
【分析】本题考查了平行四边形的性质与判定,矩形的判定等,熟练掌握相关的判定定理与性质定理是解
题的关键.
先证明四边形 为平行四边形,再根据矩形的判定进行解答.
【详解】∵四边形 为平行四边形,
∴ , ,
又∵ ,
∴ ,且 ,
∴四边形 为平行四边形,
A.∵ , ,
∴ ,
∴ 为矩形,故本选项不符合题意;
B.∵对角线互相垂直的平行四边形为菱形,不一定为矩形,故本选项符合题意;
C.∵ ,
∴ ,
∴ 为矩形,故本选项不符合题意;
D.∵ ,∴ ,
∴ 为矩形,故本选项不符合题意,
故选:B.
【变式4-3】(23-24八年级下·陕西安康·期末)如图,在矩形 中, ,点F是边 上的一点,
且 ,连接 , 的垂直平分线交 的延长线于点E,交 于点P,连接 交 于点H,点
H为边 的中点,则 的长为( )
A.8 B.7 C.4 D.3
【答案】C
【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、线段垂直平分线的性质、用勾股定理解
三角形、根据矩形的性质求线段长
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定和性质,矩形的性质,垂直平分线的性质,勾股定理,熟练掌
握性质是解题的关键.根据线段中点的定义得到 ,然后证明 ,设 ,根据题
意得到 ,然后列出方程求出 即可得到答案.
【详解】解:矩形 中, ,点 为边 的中点,
, ,
在 和 中,
,
,
,
设 ,
则 ,
在 中, ,
,的垂直平分线交 的延长线于点 ,
,
,
解得 ,
故 ,
故选:C.
【变式4-4】(23-24八年级下·浙江丽水·期末)如图, 是矩形 的一条对角线, ,依据
尺规作图的痕迹, 与 的交点为 ,则 的度数是 (用α的代数式表
示).
【答案】
【知识点】利用矩形的性质求角度、作角平分线(尺规作图)、线段垂直平分线的性质、作垂线(尺规作图)
【分析】本题考查了作图—基本作图,角平分线的定义、线段垂直平分线的性质、矩形的性质,设 与
交于点 ,由作图可得: 平分 , 垂直平分 ,从而得出 , ,
由矩形的性质得出 ,推出 ,即可得解.
【详解】解:如图,设 与 交于点 ,
由作图可得: 平分 , 垂直平分 ,
∴ , ,
∵四边形 为矩形,
∴ ,∴ ,
∴ ,
∴ ,
故答案为: .
【变式4-5】(22-23八年级下·天津东丽·期末)如图,四边形 是矩形, 三点的坐标分别是
, , ,对角线交点为 ,则点 的坐标是 .
【答案】
【知识点】写出直角坐标系中点的坐标、 求矩形在坐标系中的坐标、坐标与图形
【分析】根据题意,可得 ,由中点坐标公式直接求解即可得到答案.
【详解】解:四边形 是矩形, 三点的坐标分别是 , , ,
,
矩形 对角线交点为 ,
由平面直角坐标系中中点坐标公式可得 ,
故答案为: .
【点睛】本题考查矩形性质及中点坐标公式,熟记矩形性质及中点坐标公式是解决问题的关键.
【变式4-6】(23-24八年级下·浙江湖州·期末)如图,四边形 为平行四边形,延长 到 ,使
,连结 , , ,要使四边形 成为矩形,可添加一个条件是 .(只要写出
一个条件即可)【答案】 (或 或 等)
【知识点】添一条件使四边形是矩形
【分析】本题考查了平行四边形的判定和性质、矩形的判定,首先判定四边形 为平行四边形是解题
的关键.先证明四边形 为平行四边形,再根据矩形的判定进行解答.
【详解】解: 四边形 为平行四边形,
, ,
又 ,
,且 ,
四边形 为平行四边形,
添加 ,
为矩形;
添加 ,
,
为矩形;
添加 ,
,
为矩形.
故答案为: (或 或 )
【变式4-7】(23-24八年级下·黑龙江牡丹江·期末)如图,在平行四边形 中, , 经过
中点O,分别交 于点M,N,连接 ,且 .
(1)求证:四边形 为矩形;
(2)若 , ,求 的长.
【答案】(1)见解析(2) .
【知识点】用勾股定理解三角形、证明四边形是矩形、含30度角的直角三角形、利用平行四边形的性质求
解
【分析】(1)由平行四边形的性质推出 ,得到 ,判定四边形 是平
行四边形,再根据 ,即可证明四边形 为矩形;
(2)利用直角三角形的性质结合勾股定理求得 、 和 的长,再利用矩形的性质求得 ,
,再利用勾股定理求解即可.
【详解】(1)证明: 四边形 是平行四边形,
∴ ,
, ,
,
,
,
,
四边形 是平行四边形,
∵ ,
∴ ,
∴四边形 是矩形;
(2)解:∵ , , ,
∴ , ,
在 中, , ,
∴ ,
由(1)知四边形 是矩形,
∴ , ,
∴ .
【点睛】本题考查了平行四边形的性质,矩形的判定和性质,直角三角形的性质,勾股定理.证明四边形是矩形是解题的关键.
【考点题型五】直角三角形斜边上的中线( )
【例5】(22-23八年级下·北京朝阳·期末)如图,四边形 是矩形( ), 的平分线交
于点 ,交 的延长线于点 .
(1)求证: ;
(2) 是 的中点,连接 ,用等式表示线段 , , 之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)见解析
(2) ,见解析
【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、利用矩形的性质证明、用勾股定理解三角形、斜边的中线等
于斜边的一半
【分析】本题考查矩形的性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质,掌握这些知识点是解题的关键.
(1)根据矩形的性质得出 ,再证明 ,等量代换即可得出答案;
(2)依题意补全图形,线段 之间的数量关系是: .连接 ,先证
明 ,再证明 ,进而得出 ,根据 ,
即可得出结论.
【详解】(1)证明: 四边形 是矩形,
,
,
平分 ,
,
,
,
,;
(2)解:线段 , , 之间的数量关系是: .
证明:连接 , , .
在 中, 是 的中点,
,
, ,
,
, ,
∵ ,
,
, ,
,
,
,
.
【变式5-1】(24-25八年级下·重庆·期末)如图,在平面直角坐标系中,点 , ,C为平面内
一点且 ,连接 ,点P为 的中点,则 的最大值为 .【答案】
【知识点】与三角形中位线有关的求解问题、斜边的中线等于斜边的一半、用勾股定理解三角形、已知两
点坐标求两点距离
【分析】本题考查勾股定理,直角三角形斜边中线,三角形中位线,连接 ,取 中点 ,连接 ,
,根据勾股定理求出 ,利用斜边中线得到 ,利用 为 中
位线,得到 ,最后根据 求最大值即可.
【详解】解:连接 ,取 中点 ,连接 , ,
∵在平面直角坐标系中,点 , ,
∴ , , ,
∴ ,
∵ 为 斜边中点,
∴ ,
∵点P为 的中点,
∴ 为 中位线,
∴ ,
∵ ,
∴当 、 、 三点共线时, 最大,
故答案为: .
【变式5-2】(22-23八年级上·江苏宿迁·期末) 中, , 点D为 的中点,若,则
【答案】
【知识点】斜边的中线等于斜边的一半
【分析】本题考查了直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半的性质,熟记性质是解题的关键.
根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可以得 .
【详解】∵ , 点D为 的中点,
∴ ,
∴ .
故答案为: .
【变式5-3】(24-25八年级下·河南信阳·期末)如图,已知 中, , , ,
, 是 边上的两个动点,其中点 从点 开始沿 方向运动,且速度为 ,点 从点
开始沿 方向运动,且速度为 ,它们同时出发,设运动的时间为 .
(1)出发 后,求 的长;
(2)当点 在边 上运动时,出发几秒钟, 是直角三角形?
(3)当点 在边 上运动时,直接写出能使 成为等腰三角形的 的值 ______.
【答案】(1)
(2) 秒或 秒
(3) 或 或
【知识点】用勾股定理解三角形、等腰三角形的定义、二次根式的应用、斜边的中线等于斜边的一半
【分析】本题考查的是三角形的综合应用,涉及勾股定理、等腰三角形的性质、直角三角形的性质,分类
讨论的思想.解题的关键在于用时间 表示相应的线段以及是否能利用等腰三角形进行分类讨论.
(1)根据题意求出 和 长度,再根据勾股定理即可求出 长度;
(2)用 分别表示出 和 长度,由 是直角三角形,分 或 ,两种情况讨论即可;
(3)用 表示出 长度,分三种情况讨论即可求出答案.
【详解】(1)解:当 时, , .
,
,
如图,在 中,
由勾股定理可得, ;
(2)解:∵ 中, , , ,
∴ ,
由题意可知当点 在边 上运动时, ,即 ,
设出发 秒, 是直角三角形,则 或 ,
∵ ,
∴ ,
当 时,如图,则 ,
此时, ,
∵ ,
∴ ,即 ,
整理得: ,
解得: ;
当 时,点 与点 重合,此时, ,
综上,当点 在边 上运动时,出发 秒或 秒时, 是直角三角形;
(3)解:由(2)知 ,
当点 在 上运动时,
∵ ,
∴ ,
①当 时,过 作 于点 ,
则 ,
在 中, ,可求得 .
在 中,由勾股定理可得 ,即 ,
整理得: ,
解得: 或 (舍去);
②当 时,
则 ,
解得 ;
③当 时,则 ,,
,
,
,即 ,
解得 ;
综上,当点 在边 上运动时,使 成为等腰三角形的 的值为 或 或 .
【考点题型六】菱形的性质与判定( )
【例6-1】(23-24八年级下·新疆昌吉·期末)如图,在菱形 中, .已知 的周长
是12,则菱形 的周长是( )
A.20 B.16 C.15 D.12
【答案】B
【知识点】等边三角形的判定和性质、利用菱形的性质求角度、利用菱形的性质求线段长
【分析】本题考查了菱形的性质,等边三角形的判定和性质,解题的关键是熟练掌握菱形的性质;根据菱
形的对角线平分一组对角和菱形的四边相等可证 是等边三角形,即可求出菱形的边长,即可求出周
长.
【详解】解: 四边形 是菱形, ,
, ,
是等边三角形,
,
的周长是12,
,
菱形 的周长是 ,故选: .
【例6-2】(23-24八年级下·河北石家庄·期末)如图,在 的两边上分别截取 ,使 :
再分别以点A,B为圆心, 长为半径作弧,两弧交于点C;再连接 .若 ,
,则四边形 的面积是( )
A. B.6 C.4 D.8
【答案】C
【知识点】作线段(尺规作图)、根据菱形的性质与判定求面积
【分析】本题考查作图-基本作图、菱形的判定与性质,由尺规作图可得, ,即可得四
边形 为菱形,根据菱形的性质可得答案.
【详解】解:由尺规作图可得, ,
四边形 为菱形,
,
四边形 的面积为
故选:C.
【例6-3】(23-24八年级下·新疆昌吉·期末)如图所示, 中,E、F、D分别是 上的中
点,要使四边形 是菱形,在不改变图形的前提下,你需添加的一个条件是 (在 基础上
添加)
【答案】
【知识点】添一个条件使四边形是菱形、与三角形中位线有关的求解问题
【分析】本题主要考查了菱形的判定、三角形中位线的判定与性质等知识点,掌握菱形的判定方法成为解
题的关键.
先根据三角形的中位线得到 可得四边形 是平行四边形;再根据菱形的判定可知 ,即可解答.
【详解】解:∵ 中,E、F、D分别是 上的中点,
∴
∴四边形 是平行四边形,
要使四边形 是菱形,则 ,
∴ ,即 .
故答案为: .
【例6-4】(23-24八年级下·北京东城·期末)如图,在菱形 中,对角线 相交于点O,过点
B作 ,过点C作 , 与 相交于点E.
(1)求证:四边形 是矩形;
(2)连接 ,若 ,求 的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【知识点】用勾股定理解三角形、根据矩形的性质与判定求线段长、利用菱形的性质证明
【分析】本题考查了矩形的判定与性质,菱形的性质以及勾股定理等知识,熟练掌握矩形的判定与性质是
解题的关键.
(1)先证四边形 是平行四边形,再由菱形的性质得 ,则 ,然后由矩形的判定
即可得出结论;
(2)由菱形的性质得 , , ,由勾股定理得 ,则 ,
然后由矩形的性质得 ,由勾股定理求得 即可.
【详解】(1)证明:∵ , ,
∴四边形 是平行四边形,
∵四边形 是菱形,
∴ ,∴ ,
∴平行四边形 是矩形;
(2)解:如图,连接 ,
∵四边形 是菱形, ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵四边形 是矩形,
∴ ,
在 中,由勾股定理得: ,
即 的长为 .
【例6-5】(23-24八年级下·广西桂林·期末)如图,在四边形 中, , ,对角线
交于点O,若四边形 是矩形, 交 于点F.
(1)求证:四边形 是菱形;
(2)若 ,求菱形 的面积.
【答案】(1)证明见解析
(2)【知识点】证明四边形是菱形、利用矩形的性质证明、用勾股定理解三角形、含30度角的直角三角形
【分析】本题考查平行四边形的判定,矩形的性质,菱形的判定和性质:
(1)先证明四边形 是平行四边形,矩形的性质得到 ,即可得证;
(2)根据矩形的性质,结合含30度角的直角三角形的性质,求出 的长,利用菱形的面积公式求解
即可.
【详解】(1)解:∵ , ,
∴四边形 是平行四边形,
∵四边形 是矩形,
∴ ,
∴ ,
∴四边形 是菱形;
(2)∵四边形 是矩形,
∴ ,
∵四边形 是菱形, ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴菱形 的面积
【变式6-1】(23-24八年级下·山西晋城·期末)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 ,若测得 , 之间的距离为 , , 之间的距离为 ,则线段 的长为( )
A. B. C. D.【答案】B
【知识点】用勾股定理解三角形、根据菱形的性质与判定求线段长
【分析】本题考查了菱形的判定和性质,勾股定理,连接 相交于点 ,过点 作 于 ,
于 ,由题意可得 , , ,可得四边形 是平行四边形,进而
由平行四边形的面积可得 ,即得到四边形 是菱形,再利用菱形的性质即可求解,掌握菱形
的判定和性质是解题的关键.
【详解】解:连接 相交于点 ,过点 作 于 , 于 ,
∵四边形 由两张等宽的纸条重叠在一起形成的,
∴ , , ,
∴四边形 是平行四边形,
∵ ,
∴ ,
∴四边形 是菱形,
∴ , ,
∴ ,
∴ ,
故选: .
【变式6-2】(24-25八年级下·全国·期末)已知一菱形的边长为4,则其周长为 .
【答案】16
【知识点】利用菱形的性质求线段长
【分析】本题考查菱形的性质,根据菱形的四边相等,即可得出结果.
【详解】解:菱形的周长为 .
故答案为:16.
【变式6-3】(23-24八年级下·山东临沂·期末)如图,在 中,对角线 与 相交于点O,平分 ,过点B作 交 于点E.
(1)求证: ;
(2)若 , ,求 的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【知识点】根据等角对等边证明边相等、用勾股定理解三角形、利用平行四边形的性质求解、根据菱形的
性质与判定求角度
【分析】该题主要考查了平行四边形的性质,菱形的性质和判定,勾股定理等知识点,解题的关键是掌握
以上知识点,
(1)根据 平分 ,得到 ,结合四边形 是平行四边形,证出 ,
,得出四边形 是菱形,即可得 .
(2)根据四边形 是平行四边形,得到 ,根据勾股定理得出 ,设 ,则
,即可求解;
【详解】(1)证明:∵ 平分 ,
,
∵四边形 是平行四边形,
,
,
,
,
四边形 是菱形,
.
(2)解:∵四边形 是平行四边形,
,
∵ , ,,
,
设 ,则 ,
解得: ,
.
【变式6-4】(22-23八年级下·广东惠州·期末)如图:在菱形 中,对角线 交于点O,过点
A作 于点E,延长 至点F,使 ,连接 .
(1)求证:四边形 是矩形;
(2)若 ,求菱形 的面积.
【答案】(1)见解析
(2)80
【知识点】证明四边形是矩形、根据矩形的性质与判定求面积、利用菱形的性质求面积、利用菱形的性质
证明
【分析】本题主要考查了菱形的性质、平行四边形的判定与性质、矩形的判定与性质、勾股定理等知识点,
熟练掌握矩形的判定与性质是解题的关键.
(1)先证四边形 是平行四边形,再证 ,然后根据有一个角是直角的平行四边形是矩形
即可证明结论;
(2)由矩形的性质得 ,然后在 中,由勾股定理得 ,
求出 ,然后根据菱形的面积公式即可解答.
【详解】(1)证明:∵四边形 是菱形,
∴ ,
∵ ,
∴ ,即 ,
∴ ,∵ ,
∴四边形 是平行四边形,
∵ ,
∴ ,
∴平行四边形 是矩形.
(2)解:∵四边形 是菱形,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵四边形 是矩形,
∴ , ,
在 中,由勾股定理得: ,
∴ ,解得: ,
∴ ,
∵ ,
∴ .
【考点题型七】正方形形的性质与判定( )
【例7-1】(24-25八年级下·重庆·期末)如图,在正方形 中,点 在 边上,连接 ,
于点 , 于点 ,若 , ,则 的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、根据正方形的性质求线段长、直角三角
形的两个锐角互余、用勾股定理解三角形
【分析】本题考查了正方形的性质,直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,熟练掌握
相关知识点是解题的关键.根据正方形的性质得到 , ,推出 由 , 得到
,继而得到 ,推出 ,得到 ,
推出 , ,求出 ,得到 ,即可得到答案.
【详解】解: 四边形 是正方形,
, ,
,
, ,
,
,
,
,
, ,
,
,
故选:B.
【例7-2】(23-24八年级下·广东广州·期末)2002年在北京举行的第二十四届国际数学家大会会徽的设计
基础是 多年前中国古代数学家赵爽的“弦图”,如图,在由四个全等的直角三角形( 、 、
、 )拼成大正方形 ,中空的部分是四边形 ,连接 , 相交于点 ,
与 相交于点 ,若 ,且大正方形 边长为 ,则四边形 的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D【知识点】以弦图为背景的计算题、根据正方形的性质与判定求面积、全等三角形综合问题、用勾股定理
解三角形
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定与性质、正方形的判定与性质、勾股定理,灵活运用知识点推
理证明是解题的关键.
记 和 交于点 ,根据正方形的性质,利用 证明 ,利用 证明 ,
设 ,结合勾股定理推出
,根据大正方形 边长为 ,得出
,求出 ,即为四边形 的面积.
【详解】解:如图,记 和 交于点 ,
∵四个全等的直角三角形( 、 、 、 )拼成大正方形 ,
∴ , , , ,
∴ ,
,即 ,
∴四边形 是正方形,
∴ , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ , ,
∴ , ,
在 和 中,,
∴ ,
∴ , ,
在 和 中,
,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
设 ,则 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵大正方形 边长为 ,
∴ ,
∴ ,
∴四边形 的面积为 ,
故选:D.
【例7-3】(22-23八年级下·山东临沂·期末)如图,点E为正方形 对角线 上一点,连接 ,.过点E作 ,交边 于点F,以 , 为邻边作矩形 .
(1)求证:矩形 是正方形;
(2)连接 ,若正方形 的边长为9, ,求正方形 的边长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【知识点】全等三角形综合问题、根据正方形的性质与判定证明、用勾股定理解三角形
【分析】(1)过点E作 于点M, 于点N,先根据正方形的性质证明四边形 是矩
形,进一步证明 ,可得 ,再根据正方形的判定,即可证得答案;
(2)连接 ,先证明 ,可证明 ,并求得 的长,进一步证明 ,
并求得 的长,再利用勾股定理可求得 的长,最后在 中,根据勾股定理即可求得答案.
【详解】(1)证明:过点E作 于点M, 于点N,
四边形 是正方形,
, ,
四边形 是矩形,
,
,
, , ,
,
,
,
,
,
,
,
四边形 是矩形,
矩形 是正方形;(2)解:连接 ,
四边形 和 都是正方形,
, , , ,
,
,
, ,
,
,
, ,
,
,
,
, ,
,
正方形 的边长为 .
【点睛】本题考查了正方形的判定与性质,矩形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,构
造全等三角形是解题的关键.【变式7-1】(23-24八年级下·云南昭通·期末)在正方形 外侧作等边 ,则 的度数为
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】等边三角形的性质、根据正方形的性质求角度、等边对等角
【分析】此题主要考查了正方形和等边三角形的性质,等腰三角形的性质,熟练掌握它们的性质是解题的
关键;由四边形 是正方形, 是等边三角形,得到 , ,得
是等腰三角形,然后利用等腰三角形的性质得到 ,即可解决问题.
【详解】解: 四边形 是正方形,
, ,
又 是等边三角形,
, ,
∴ ,
是等腰三角形, ,
.
∴
故选:C.
【变式7-2】(23-24八年级下·山东济宁·期末)七巧板是我国民间流传的一种益智玩具,它由等腰直角三
角形、正方形和平行四边形组成.如图,这是一个由边长为 的正方形纸板制作的七巧板,则平行四边
形(图中⑥)的面积是 .【答案】8
【知识点】利用平行四边形的性质求解、根据正方形的性质求面积、用七巧板拼图形
【分析】本题主要考查了七巧板,正方形的性质.根据平行四边形和三角形的面积公式即可得图中⑥的面
积.
【详解】解:如图, ,
∵ ,
∴平行四边形(图中⑥)的面积是 ,
故答案为:8.
【变式7-3】(22-23八年级下·重庆·期末)如图,在正方形 中,G为对角线 上一点,连接 、
,E是边 上一点,连接 交 的延长线上于点F,且 ,若 ,则 的度
数是 .
【答案】
【知识点】全等三角形综合问题、根据正方形的性质求角度、斜边的中线等于斜边的一半
【分析】本题考查正方形的性质及全等三角形的性质,直角三角形斜边上中线等于斜边一半等知识,由正方形性质可知, , , ,易证 ,则
,过点 作 交 于 ,则 ,可证 ,得 ,证得
,可知 ,即 为 的中点,得 ,可知 ,
进而可得答案.理解并掌握相关图形的性质是解决问题的关键.
【详解】解:在正方形 中, , , ,
∵ ,
∴ ,则 ,
过点 作 交 于 ,则 ,
∴ , ,
∵ ,则 ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,即 为 的中点,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
故答案为: .
【变式7-4】(22-23八年级下·安徽合肥·期末)如图,点P是边长为4的正方形 的边 上任意一点,
过B点作 于点G,过C点作 于点E,连接 .(1)如图1,若点P是 的中点,求 的长;
(2)如图2,当点P在 边上运动时(不与B、C重合),求证: ;
(3)当 __________时, 是等腰三角形.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、根据正方形的性质证明、等腰三角形的性质和判定、用勾股
定理解三角形
【分析】(1)根据正方形的性质及勾股定理求出 的值,再根据三角形的面积求出 ,然后证明
,即可得出 的值;
(2)在 上取一点F,使 ,连接 ,先证明 ,可得 ,
再根据等量代换得 ,最后根据等腰三角形和勾股定理求出解;
(3)根据等腰三角形的性质和“角边角”可得 ,利用 ,即可得解.
【详解】(1)解:∵四边形 是正方形,
∴ .
∵P是 的中点,
∴ .
根据勾股定理,得 .
∵ ,
∴ .
∵ , ,∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ;
(2)在 上取一点F,使 ,连接 ,
∵四边形 是正方形,
∴ .
∵ ,
∴ .
∵ ,
∴ .
∵ ,
∴ ,
∴ .
∵ ,
∴
∴ .
∵ ,
∴ .
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ .∵ ,
∴ ,
即 ;
(3)当 时, 是等腰三角形.
连接 ,延长 交 的延长线于点M,连接 ,
∵ ,
∴ .
∵ , ,
∴ ,
∴ .
∵ ,
∴ ,
∴ .
∵ ,
∴ .
∵ ,
∴ ,
∴ .
故答案为: .
【点睛】本题主要考查了全等三角形的性质和判定,等腰三角形的性质,正方形的性质,作出辅助线构造
全等三角形是解题的关键.
【考点题型八】中点四边形( )
【例8】(23-24八年级下·山西朔州·期末)如图,四边形 的对角线 于点O,点E,F,G,H分别为边 和 的中点,顺次连接 和 ,得到四边形 .若
,则四边形 的面积等于( ).
A.30 B.35 C.40 D.60
【答案】A
【知识点】与三角形中位线有关的求解问题、根据矩形的性质与判定求面积
【分析】本题主要考查了三角形中位线的判定与性质、矩形的判定与性质等知识点,根据三角形中位线得
到 、 成为解题的关键.
先根据三角形中位线得到 、 ,再判定平行
四边形 是矩形,最后根据矩形的面积公式求解即可.
【详解】解:∵点E,F分别为边 的中点,
∴ 是 的中位线,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
同理可得: , ,
∴ ,
同理可得: ,
∴四边形 是平行四边形,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴平行四边形 是矩形,
∴矩形 的面积为: ,即四边形 的面积为30.故选:A.
【变式8-1】(23-24八年级下·山东东营·期末)如图,依次连接四边形 各边中点得四边形 ,
要使四边形 为菱形,添加的条件正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了三角形中位线的性质,平行四边形的性质与判定,菱形的判定,矩形的判定,掌握矩
形的判定定理是解题的关键.
根据中点四边形可得四边形 是平行四边形,进而添加一个直角或者对角先线相等,可得矩形,而添
加邻边相等得出四边形为菱形,据此即可求解.
【详解】解:如图,连接 ,
依题意, .
∴ ,
∴四边形 是平行四边形,
A.添加 ,则四边形 为矩形,故该选不符合题意;
B.添加 ,可得四边形 为菱形,符合题意;
C.添加 ,可得四边形 为矩形,故该选不符合题意;
D.添加 ,则 ,可得四边形 为矩形,故该选不符合题意;
故选:B.
【变式8-2】(23-24八年级下·北京顺义·期末)如图,在矩形 中,点 , , , 分别为 ,
, , 的中点.若 , ,则四边形 的周长为 .【答案】20
【分析】本题主要考查矩形的性质,勾股定理以及菱形的判定与性质,连接 ,证明四边形
是菱形,由勾股定理得 ,从而可得结论
【详解】解:连接 ,如图,
∵四边形 是矩形,
∴
∵点 , , , 分别为 , , , 的中点.
∴ 分别是 的中位线,
∴
∴
∴四边形 是菱形,
在 中, , ,
∴
∴菱形 的周长 ,
故答案为:20
【变式8-3】(23-24八年级下·湖北武汉·期末)已知四边形 ,(1)如图(1),若 ,点 、 、 、 分别为 、 、 、 的中点,判断四边形
的形状,并说明理由.
(2)如图(2),若 于 , , ,求 的值.
【答案】(1)四边形 是菱形,证明见解析
(2)52
【分析】本题考查的是中点四边形、勾股定理、三角形中位线定理,熟记四条边相等的四边形是菱形是解
题的关键.
(1)根据三角形中位线定理得到 , , , ,得到
,根据菱形的判定定理证明;
(2)根据勾股定理计算即可.
【详解】(1)解:四边形 是菱形,
理由如下: 点 、 、 、 分别为 、 、 、 的中点,
、 、 、 分别为 、 、 、 的中位线,
, , , ,
,
,
四边形 是菱形;
(2)解: ,
,
在 中, ,
由勾股定理得: ,
在 中, ,
由勾股定理得: ,.
【考点题型九】四边形中的线段最值问题( )
【例9】(22-23八年级下·江苏淮安·期末)问题情境:苏科版八年级下册数学教材第94页第19题第(1)
题是这样一个问题:
如图1,在正方形 中,点 、 分别在边 、 上,且 ,垂足为 .那么 与 相
等吗?
(1)直接判断: (填“ ”或“ ” ;
在“问题情境”的基础上,继续探索:
问题探究:
(2)如图2,在正方形 中,点 、 、 分别在边 、 和 上,且 ,垂足为 .
那么 与 相等吗?证明你的结论;
问题拓展:
(3)如图3,点 在边 上,且 ,垂足为 ,当 在正方形 的对角线 上时,连接
,将 沿着 翻折,点 落在点 处.
①四边形 是正方形吗?请说明理由;
②若 ,点 在 上, ,直接写出 的最小值为 .
【答案】(1) ;(2) ,理由见解析;(3)①是,理由见解析;②
【分析】(1)证明 即可得出结论;
(2)过点 作 ,证明 ,由此可得 ;
(3)①如图3,连接 ,证明 ,所以 , ;由折叠可知,
, ,由四边形内角和和平角的定义可得 ,所以 ,则
,所以四边形 是菱形,再由“有一个角是直角的菱形是正方形”可得
结论;
②作 交 的延长线于点 ,作 于点 ,可证明 ,由此可得;易证 是等腰直角三角形,所以 ,则 ,可得
,则 ;作 关于 的对称点 ,则 ,可得
,求出 的值即可得出结论.
【详解】解:(1) ,
,
,
四边形 是正方形,
, ,
,
,
在 和 中,
,
,
.
故答案为: ;
(2) ,理由如下:
如图2,过点 作 ,交 于点 ,交 于点 ,
,
,
四边形 是正方形,
, , ,
, ,
四边形 是平行四边形,,
,
,
,
,
,
,
.
(3)①如图3,连接 ,
由(2)的结论可知, ,
四边形 是正方形, 是正方形的对角线,
, ,
,
,
, ,
由折叠可知, , ,
,
,
,
,
,
,
,
四边形 是菱形,
,菱形 是正方形;
②如图4,作 交 的延长线于点 ,作 于点 ,
,
由上知四边形 是正方形,
, , ,
,
,
,
, ;
, ,
是等腰直角三角形,
,
,
,
,
;
如图4,作 关于 的对称点 ,则 ,过点 作 交 延长线于点 ,
则 是等腰直角三角形,
,即当 , , 三点共线时, 最小,最小值为
的长.
,,
,
,
,
,
,即 的最小值为 .
故答案为: .
【点睛】本题是四边形综合题目,考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,等腰三角形的性质,
等腰直角三角形的性质,矩形的判定和性质,勾股定理的应用等,熟练掌握正方形的性质和等腰直角三角
形的判定与性质,证明三角形全等是解题的关键.
【变式9-1】(22-23八年级下·江苏扬州·期末)如图,在正方形 中,点E、F、G分别在 、 、
上, , , , , 与 交于点P.连接 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】过点 作 于点 ,取 的中点 ,连接 、 ,根据正方形的性质证明
≌ ,然后根据直角三角形性质可得 ,当 、 、 共线时, 有最小值,根据勾
股定理即可解决问题.
【详解】解:如图,过点 作 于点 ,取 的中点 ,连接 、 ,四边形 是正方形,
, , ,
四边形 是矩形,
,
在 和 中,
,
≌ ,
, ,
,
,
,
,
,
,
是直角三角形, 是 的中点,
,
, ,
,
,
,
当 、 、 共线时, 有最小值,
, ,
,,
的最小值为 .
故选A.
【点睛】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,三角形的三边关系,在几何证
明中常利用三角形的三边关系解决线段的最值问题,解题的关键是得到 ≌ .
【变式9-2】(23-24八年级下·浙江丽水·期末)如图,在菱形 中,点P是对角线 上一动点,
于点E, 于点F,记菱形高线的长为h,则下列结论:①当P为 中点时,则 ;
② ;③ ;④若 ,连接 ,则 有最小值为2;⑤
若 ,连接 ,则 的最大值为 .其中错误的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】本题考查菱形的性质,含30度角的直角三角形的性质,等边三角形的判定和性质,连接 ,等
积法判断①和②,四边形的内角和为360度,结合菱形的对角相等,判断③,连接 ,过点 作
,根据菱形的性质和成轴对称的特征求解,判断④,连接 ,过点 作 ,利用含30
度角的直角三角形的性质,结合配方法判断⑤即可.
【详解】解:菱形 ,
∴ ,
连接 ,当P为 中点时,则: ,
∵ 于点E, 于点F,
∴ ,
∵ ,
∴ ,故①正确;
∵ ,
, ,
∴ ,
∴ ;故②正确;
∵ 于点E, 于点F,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ;故③正确;
连接 ,过点 作 ,则 垂直平分 ,
∴ ,
∴ ,
∴当 三点共线时, 的值最小,
∵ ,
∴当点 与点 重合时, 的值最小为 的长,
∵ ,且 ,
∴ , ,∴ ,
∴ 为等边三角形,
∴ ,
∴ ,
∴ 的最小值为 ,故④错误;
连接 ,过点 作 ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
设 ,则: ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ;
∴ 的最大值为 ;故⑤错误;
故选B.
【变式9-3】(23-24八年级下·内蒙古呼和浩特·期末)如图,在正方形 中, ,点 , 分别
是 , 的中点, , 相交于点 , 为 上一动点, 为 的中点,下列结论:①;② ;③线段MN的最大值是 ;④线段MN的最小值是 .其中正确的是
.(只填写序号)
【答案】 /
【分析】②由矩③形③的②性质推出 , , ,判定四边形 是矩形,推出
, , ,得到 , ,而 ,得到 ,又
,得到 ,由三角形中位线定理推出 ,当 与 重合时, 的值最
小,当 与 重合时, 的值最大,求出 的最小值是4, 的最大值是 ,即可求出 的最小
值和最大值.
【详解】解: 四边形 是正方形,
, , ,
点 , 分别是 、 的中点,
, ,
,
,
四边形 是矩形,
, , ,
,
, ,
,
,,
故①不符合题意;
,
,
故②符合题意;
连接 ,
是 中点, 是 中点,
是 的中位线,
当 与 重合时, 的值最小,当 与 重合时 最大,
正方形的边长是4, 是等腰直角三角形,
,
的最小值是4, 的最大值是 ,
的最小值是 , 的最大值是 ,
故④不符合题意,③符合题意,
其中正确的是②③.
故答案为:②③.
【点睛】本题考查矩形的判定,三角形中位线定理,正方形的性质,关键是由正方形的性质推出四边形
是矩形,由三角形中位线定理推出 ,明白当 与 重合时, 的值最小,当 与 重
合时 最大.
【变式9-4】(22-23八年级下·湖北十堰·期末)如图,已知, , , ,D是平面内的
一个动点,且 ,连接 ,点E是 的中点,连接 ,则 的最大值与最小值的差为
.【答案】
【分析】延长 到点F,使得 ,连接 ,由中位线定理得到 ,由勾股定理
求出 ,由D是平面内的一个动点得到 ,求出 ,当且仅当C、
D、F三点共线时, 有最小值 , 有最大值 ,由 得到 的最
小值为 , 的最大值为 ,即可到 的最大值与最小值的差.
【详解】解:延长 到点F,使得 ,连接 ,
∵点E是 的中点,
∴ 是 的中位线,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
在 中, , ,
∴ ,
∵D是平面内的一个动点,
∴ ,
∴ ,即 ,
当且仅当C、D、F三点共线时,
有最小值 , 有最大值 ,∵ ,
∴ 的最小值为 , 的最大值为 ,
∴ 的最大值与最小值的差为 ,
故答案为:
【点睛】此题考查了勾股定理、三角形中位线定理、最短路径问题等知识,熟练掌握勾股定理、三角形中
位线定理是解题的关键.
【变式9-5】(22-23八年级下·重庆涪陵·期末)如图,在平行四边形 中, ,点E为
边上一点,连结 交对角线 于点F.
(1)如图,若 , ,求 的长度;
(2)如图,若 ,点G,H为 边的两点,连接 , , ,且满足
.求证: .
(3)如图,若 , ,将 沿射线 方向平移,得到 ,连接 , ,当
的值最小时,请直接写出 的最小值.
【答案】(1) ,
(2)证明见解析(3)
【分析】(1)过点E作 ,垂足为H,根据已知求出 ,再由30度直角三角形性质求
出 ,进而由勾股定理求出 , ,由 即可解题;
(2)延长 、 交于点M,在 上取点N,使 ,通过 是等边三角形证明
,得 ,再证明 即可得出结论;
(3)方法1:延长 到Q,使 ,作等边 ,在PQ上取一点M,使 ,连接 、
、 ,通过 可得 ,再证明四边形 是平行
四边形,可得 ,进而可得 , , 三点共线,此时 ,值最小.
方法2:如图, 与 交于点M,连接 、 、 、取BC的中点 ,连接 、 ,作
,利用四边形 是平行四边形,可得 ,根据菱形的对称性可得
,由中位线定理可得 ,进而将所求转化为
,求出 的最小值即可解题.
【详解】(1)解:过点E作 ,垂足为H,
∵在平行四边形 中, ,
∴
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ 是等边三角形, ,
∴ ,
∴ ,
又∵ ,即:
∴ , ,
∴在 中, ,∴ ;
(2)证明:延长 、 交于点M,在 上取点N,使 ,
∵ ,
∴ 是等边三角形,
∴ , ,
∴ ,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
由(1)可知 ,
∴ ,
又∵
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ .
(3)解:延长 到Q,使 ,作等边 ,在PQ上取一点M,使 ,连接 、 、
,∴ ,
由平移可知, ,且 ,
∵ , ,由(1)可知 ,
∴ 是等边三角形, , ,
∴在平行四边形 是菱形, ,
∴ ,
∵在等边 中,
∴ ,
∴ , ,
∴四边形 是平行四边形,
∴ , ,
在 和 中,
,
∴
∴ ,
∴ ,
过点Q作 ,垂足为H,
∵在等边 中, , ,
∴ , ,
∴ , ,∴ ,
∴当 , , 三点共线时, 取得最小值 ,
此时,如图,
∵当 , , 三点共线时, 交BD于K,
∴
在 和 中,
,
∴
∴ ,
∵四边形 是平行四边形,
∴ ,
又∵
∴四边形 是平行四边形,
∴ ,
∴ ,
即:当平移将 沿射线 方向平移 个单位时, , , 三点共线,此时 ,值最
小,
∴ 最小值为: .
(方法2:如图, 与 交于点M,连接 、 、 、取BC的中点 ,连接 、 ,作,
由方法1可知: , ,
∴ , ,
∴ , ,
∴ , ,
由平移可知, ,且 ,
又∵在平行四边形 中, , ,
∴ ,且 ,
∴四边形 是平行四边形,
∴ , ,
又∵由方法1可知:平行四边形 是菱形,
∴ 垂直平分线 ,
∴
又∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴当A、M、N三点共线时, 最小,此时 最小,最小值为 .
【点睛】本题考查了菱形的性质,等边三角形的判定与性质,含30度角的直角三角形的性质,勾股定理,
平移的性质,平行四边形的性质与判定,全等三角形的判定与性质、线段和最值等知识,涉及知识点较多,
综合性强,综合运用以上知识是解题的关键.【考点题型十】特殊平行四边形折叠问题( )
【例10】(22-23八年级下·江苏泰州·期末)数学研究课上,老师带领大家探究《折纸中的数学问题》时,
出示如图 所示的长方形纸条 ,其中 , .然后在纸条上任意画一条线段
,将纸片沿 折叠,直线 与直线 交于点 ,得到 .如图 所示:
【基础回顾】
(1)在图 中,若 , ;(直接写出答案)
【操作探究】
(2)改变折痕 位置, 始终是______三角形,请说明理由;
(3)爱动脑筋的小明在研究 的面积时,发现 边上的高始终是个不变的值.根据这一发现,他很快
研究出 的面积最小值为 ,此时 的大小可以为______;
【拓展延伸】
(4)小明继续动手操作进行折纸,发现了 面积存在最大值,请你求出这个最大值.
【答案】(1) ;
(2)等腰 ,理由见解析;
(3) 或 ;
(4) .
【分析】(1)根据矩形的性质和折叠的性质求出 的度数,再根据平角求出 的度数,最后根
据平行线的性质即可求解;
(2)利用翻折变换的性质以及两直线平行内错角相等得出 ;
(3)利用当 的面积最小值为 时, ,则可证明 , ,从而即可求
出 ;
(4)分情况一:将矩形纸片对折,使点 与 重合,此时点 也与 重合;情况二:将矩形纸片沿对角线 对折,此时折痕即为 两种情况讨论求解.
【详解】(1)如图 ,
由折叠性质可知, ,
∴ ,
∵四边形是长方形,
∴ ,
∴ ,
故答案为: ;
(2)等 腰,理由:
∵四边形 是矩形,
∴ ,
∴ .
∵将纸片沿 折叠,
∴ ,
∴ ,
∴ 为等腰三角形;
(3)如图2,当 的面积最小值为 时, ,
∴ ,
∵ , ,∴
同理:
故答案为: 或 ;
(4)分两种情况:情况一:如图 ,将矩形纸片对折,使点 与 重合,此时点 也与 重合,设
,则 ,
由勾股定理得 ,
解得 .
∴ ,
∴ .
情况二:如图4,将矩形纸片沿对角线 对折,此时折痕即为 ,设 ,则
,
同理可得: ,
∵ ,
∴ .
综上: 的面积最大值为 .
【点睛】此题考查了翻折变换(折叠问题),矩形的性质,勾股定理,三角形的面积计算,解题的关键是注
意分类思想的运用.
【变式10-1】(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)如图,在矩形 中,点M在边 上,先将矩形
纸片 沿 所在的直线折叠,使点D落在点 处,与 交于点N.之后再将矩形纸片 折叠,
使 恰好落在直线 上,点A落在点 处,点B落在点 处,折痕为 .若 , ,则的长为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】C
【分析】本题考查矩形与折叠,勾股定理,等腰三角形的判定和性质,根据平行线的性质和折叠的性质得
出 ,根据等腰三角形的判定得出 ;根据折叠和平行线的性质得出
,根据等腰三角形的判定得出 ,证明 ,设 ,在
中,利用勾股定理求出 的值,最后求出结果即可.
【详解】解:∵矩形纸片 沿 所在的直线折叠,
∴ , ,
∵四边形 是矩形,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ;
由四边形 折叠得到四边形 ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
即 ;
设 ,则: ,
在 中,由勾股定理,得: ,
∴ ,
∵ ,∴ ,
故选:C.
【变式10-2】(22-23八年级下·内蒙古鄂尔多斯·期末)如图所示,把正方形纸片 沿对边中点所在的
直线对折后展开,折痕为 ,再过点 折叠纸片,使点 落在 上的点 处,折痕为 .若 的长
为2,则 的长为( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【分析】根据折叠和正方形的性质求出 ,再利用 求解即可.
【详解】解:由题意得:
由折叠性质可得: ,
∴
∴
故选:B.
【点睛】本题考查正方形的性质,折叠的性质,勾股定理,先求出 是关键.
【变式10-3】(23-24八年级下·浙江杭州·期末)如图,正方形 中, ,点 在边 上,且
.将 沿 对折至 ,延长 交边 于点 ,连接 、 .有以下结论:①
;② ;③ ;④ ;⑤图中与 相等的角有 个.其中,正
确结论的序号是 (把正确结论的序号都填上).【答案】①②④
【分析】根据翻折变换的性质和正方形的性质可证 ;根据角的和差关系求得
;在直角 中,根据勾股定理可证 ;通过证明 ,
由平行线的判定可得 ;求出 ,由 即可得出结论.
【详解】解:∵ ,
∴ ,
∵ ,
又∵ ,
∴ ,
∴①正确;
∵ ,
∴ ,
∵ , ,
设 ,
则 ,
中, ,
解得 ,
则 ,
∴ ,
∴②正确;
由②可知,在 中, ,
则 ,
由图可知: 与 是同高,
所以它们的面积比会等于底边之比,即 ,∴ ,
∴③错误;
∵ ,
∴ ,
∴ ,
又∵ ,
∴ , ,
∴ ,
;
∴④正确;
与 相等的角有 ,
由 可得 ,
∴⑤错误;
正确结论是①②④,
故答案为①②④.
【点睛】本题考查了正方形的折叠问题,正方形的性质,勾股定理,三角形全等,掌握正方形的性质是解
题的关键.
【变式10-4】(22-23八年级下·江苏泰州·期末)在数学综合与实践活动中,小明发现折叠矩形纸片可以得
到一些特殊角,我们将折痕与矩形原有边形成的夹角称为“折叠角”.
【尝试与感悟】
(1)如图 ,点 在 边上,将矩形 沿 折叠,点 落在 边上的点 处,此时折痕 与
边形成的夹角 就是“折叠角”,且 ______ ;
(2)如图 ,先将矩形 对折,使得 与 重合,折痕为 ,点 在 边上,再将纸片沿着
折叠,点 落在 上的点 处 求“折叠角” 的度数;
【探索与发现】
(3)在图 中与 垂直的射线 、 上分别取点 、 ,使得四边形 是矩形,将其沿着经过点的直线折叠后,点 落在边 上并且得到 的“折叠角” 请你用无刻度的直尺与圆规分别确定点 、
不写作法,保留作图痕迹
【答案】(1) ;(2) ;(3)作图见解析
【分析】(1)由折叠的性质可求 ,即可求解;
(2)由折叠的性质可得 , , ,可证 是等边三角形,可得
,即可求解;
(3)以点A、B为圆心, 为半径画弧,两弧交于点M、H,连接 , , ,作 的垂直平分
线,交 于点K,交 于点J,分别以点K、J为圆心, 为半径画弧,交 于点D,交 于点C,
连接 ,则四边形 即为所求作的矩形.
【详解】解:(1)∵将矩形 沿 折叠,
,
,
,
故答案为: ;
(2)如图 ,取 的中点 ,连接 ,
由折叠可得: , , ,
,
点 是 的中点,
,
,
是等边三角形,
,
将纸片沿着 折叠,,
;
(3)如图,以点A、B为圆心, 为半径画弧,两弧交于点M、H,连接 , , ,作 的垂
直平分线,交 于点K,交 于点J,分别以点K、J为圆心, 为半径画弧,交 于点D,交 于
点C,连接 ,则四边形 即为所求作的矩形.
根据作图可知: 垂直平分 , , ,点H在 上,
∵ ,
∴四边形 为矩形,
∵ ,
四边形 是矩形,
∵ ,
是等边三角形,
,
过点 作 ,交 于点E,
,
∵ 是等边三角形, ,
∴ 为 的对称轴,
∴点A的对称点为点H,且折叠角为 .
【点睛】本题是四边形综合题,考查了矩形的性质,折叠的性质,等边三角形的判定和性质,直角三角形
的性质,添加恰当辅助线是解题的关键.
【变式10-5】(23-24八年级下·福建泉州·期末)如图 , 是正方形 内一点, ,连接
,将 沿 翻折,得到 ,延长 ,与 的平分线相交于 .(1)当四边形 为菱形时,填空: ______ ;
(2)试求 的度数;
(3)如图 ,连接 ,交 于 ,连接 ,当 三点共线时,求证:四边形 是菱形.
【答案】(1) ;
(2) ;
(3)证明见解析.
【分析】( )根据四边形 为菱形,四边形 是正方形,得 , , ,
证明 是等边三角形,则 ,通过等边对等角及角度和差即可求解;
( )由折叠性质得 ,则有 , ,设 ,则
,通过角度和差及角平分线的定义即可求解;
( )由折叠性质得 ,则有 , ,由四边形 是正方形,则 ,
,由 , ,得 ,由 平分 ,可得
,证明 , , ,通
过全等三角形的性质和菱形的判定方法求解.
【详解】(1)解:∵四边形 为菱形,四边形 是正方形,
∴ , , ,
∵ ,
∴ ,
∴ 是等边三角形,
∴ ,
∴ ,
∴ ,∴ ,
故答案为: ;
(2)∵四边形 是正方形,
∴ , ,
∵将 沿 翻折得到 ,
∴ ,
∴ , ,
设 ,则 ,
∵ , , ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∵ 平分 ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴
∴ ;
(3)∵将 沿 翻折,得到 ,
∴ ,
∴ , ,
∵四边形 是正方形,
∴ , ,
∵ , ,
∴ ,
∵ 平分 ,∴ ,
在 和 中
,
∴ ,
∴ , ,
由( )得: ,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∵ 三点共线,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
在 和 中,
,
∴ ,
∴ , ,
在 和 中
,
∴ ,
∴ ,
∵ , , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,即 ,
∴四边形 是平行四边形,
∵ ,
∴四边形 是菱形.
【点睛】本题考查了折叠的性质,菱形的判定与性质,正方形的性质,等腰三角形的判定与性质,全等三
角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,熟练掌握知识点的应用是解题的关键.
【变式10-6】(22-23八年级下·安徽阜阳·期末)如图所示,在正方形 中,点 为边 的中点,连
接 ,将 沿着 翻折,点 的对称点为点 ,记 与 的交点为 .(1)如图1所示,连接 并延长交边 于点 ,求证:点 是 的中点;
(2)如图2所示,延长 交边 于点 ,求证:点 是 的中点;
(3)如图3所示,若 ,过点 作 ,分别交 , 于点 , ,求 的值.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据正方形的性质及折叠的性质证明 ,得到 ,即可得证;
(2)连接 ,根据平行线的性质及直角三角形的性质得到 ,即可得证;
(3)根据勾股定理得到 , ,设 ,则 ,在 与 中,
,求解即可解答.
【详解】(1)证明:如图,
∵四边形 是正方形,设 ,
∴ , , ,
∵点 为边 的中点,
∴ ,
又∵将 沿着 翻折,点 的对称点为点 ,
∴ , , ,
∴ , ,
∴ ,
在 和 中,,
∴
∴ ,
∴ ,
∴点 是 的中点;
(2)如图,连接 ,
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
又∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵点 是 的中点,点 是 的中点,
∴ ,
∴ ,
∴ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴点 是 的中点;(3)解:∵在正方形 中,点 为边 的中点, ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴
∴ ,
∴ ,
设 ,则 ,
∵ ,
在 与 中,
∵ ,
∴
∴ ,
∴ , ,
∴ ,∴ 的值为 .
【点睛】本题考查正方形的性质,折叠的性质,全等三角形的性质与判定,等腰三角形的判定和性质,勾
股定理,掌握这些性质与判定是解题的关键.
【考点题型十一】特殊平行四边形的动态问题( )
【例11】(23-24八年级下·辽宁鞍山·期末)如图,正方形 的边长为 ,点 是 边上一点,且
,对角线 , 交于点 ,点 是 中点,连接 ;
(1)如图1,过点 作 交 于点 ,判断四边形 的形状并证明;
(2)如图2,若点 是对角线 上的动点,当 平分 时,判断 , , 之间的数量关系,
并计算 的值.
【答案】(1)四边形 是平行四边形,证明见解析
(2) ,
【分析】(1)如图,过点 作 于点 ,结合正方形的性质证明四边形 是矩形,得
, ,根据勾股定理及正方形的性质得 , ,继
而得到 ,在 中,推出 ,求得 ,得到 ,进
一步推出 ,即可得证;
(2)如图,设平行四边形 的边 与 交于点 ,证明四边形 是矩形,推出 平分
,即 与 的交点为符合条件的点 ,然后在 中, , ,
,可得结论.
【详解】(1)解:四边形 是平行四边形
证明:如图,过点 作 于点 ,
∴ ,
∵四边形 是正方形,且边长为 ,
∴ , , , , , ,AC⊥BD,∠BAC=∠CAD=45°
∴ ,
∵ ,
∴四边形 是矩形,
∴ , ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∵点 是 中点,
∴ ,
在 中, , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
即 ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∵四边形 为平行四边形;(2) , , 之间的数量关系为: .
如图,设平行四边形 的边 与 交于点 ,
∵ , , ,
∴ ,
∴ , ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴四边形 是平行四边形, ,
∵ ,
∴四边形 是矩形,
∴ , ,
∴ ,
∴ ,
即 平分 ,
即 与 的交点为符合条件的点 ,
在 中, , , ,
∴ , .
【点睛】本题是四边形综合题,考查了正方形的性质,平行四边形的判定,矩形的判定与性质,等腰三角
形的判定,勾股定理等知识点,掌握特殊四边形形的判定与性质是解题的关键.
【变式11-1】(23-24八年级下·河北保定·期末)如图,在矩形 中, 分别是边
上的动点,点 从 出发到 停止运动,点 从 出发到 停止运动,若P,Q两点以相同的速
度同时出发,匀速运动.下面四个结论中:①存在四边形 是矩形;②存在四边形 是菱形;③
存在四边形 是矩形;④存在四边形 是正方形.所有正确结论的序号是( )A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
【答案】A
【分析】设 两点速度为每秒1个单位长度,则 , ,由题意可得四边形 是平行
四边形,再利用矩形,菱形,正方形的性质分别进行求解即可.
【详解】解:设 两点速度为每秒1个单位长度,则 , ,
∵四边形 是矩形, ,
∴ , , ,
∴四边形 是平行四边形,
当 时,点 与点 重合,点 与点 重合,此时四边形 是矩形,故①正确;
当四边形 是菱形时, ,
则 ,解得: ,符合题意,
即:当 时,四边形 是菱形,故②正确;
当四边形 是矩形时, ,则 ,解得 ,
即:当 时,四边形 是矩形,故③正确;
当四边形 是正方形时, ,
则 ,解得 ,但此时 ,不符合题意,故④不正确,
综上,正确的有①②③,
故选:A.
【点睛】本题考查动点问题,特殊四边形的存在问题,特殊四边形的性质等知识点,理解并熟练掌握相关
图象的性质是解决问题的关键.
【变式11-2】(23-24八年级下·河北邯郸·期末)如图,在四边形 中, , ,
,动点P从A点开始沿 边以 的速度向点D运动,动点Q从C点开始沿 边以 的速度向点B运动,P、Q分别从A、C同时出发,当其中一个动点到达终点时,另
一个动点也随之停止运动.设运动的时间为 .
(1)当t为何值时,四边形 是矩形;
(2)当t为何值时,四边形 是平行四边形;
(3)问:四边形 是否能成菱形?若能,求出运动时间,若不能,请说明理由.
【答案】(1)当 时,四边形 是矩形;
(2)当 时,四边形 是平行四边形;
(3)四边形 不能成菱形,理由见解析
【分析】(1)由题意可知, , ,则 ,根据矩形的性质列方程,求出
t的值即可;
(2)由题意可知, , ,则 ,根据平行四边形的性质列方程,求出t
的值即可;
(3)过点 作 于点 ,则四边形 是矩形,由勾股定理求得 ,若四边形 是
菱形,则四边形 是平行四边形,结合(2)的结果可知, ,即四边形 不能成菱
形.
【详解】(1)解:设运动的时间为
由题意可知, , ,
,
,四边形 是矩形,
,
,
解得: ,
即当 时,四边形 是矩形;
(2)解:由题意可知, , ,
,
,
四边形 是平行四边形,
,
,
解得: ,
即当 时,四边形 是平行四边形;
(3)解:四边形 不能成菱形,理由如下:
如图,过点 作 于点 ,
则四边形 是矩形,
, ,
,
在 中, ,
若四边形 是菱形,则四边形 是平行四边形,
由(2)可知,当 时,四边形 是平行四边形;
此时 ,
,
四边形 不能成菱形.
【点睛】本题考查了矩形的判定和性质,平行四边形的性质,菱形的判定,一元一次方程的应用、动点问题、勾股定理,掌握特殊的四边形的性质是解题关键.
【变式11-3】(23-24八年级下·广东揭阳·期末)已知, 中,一动点P在边 上,以每秒 的
速度从点A向点D运动.
(1)如图①,运动过程中,若 平分 ,且满足 ,求 的度数;
(2)如图②,在(1)问的条件下,连接 并延长,与 的延长线交于点F,连接 ,若 ,求
的面积;
(3)如图③,另一动点Q在 边上,以每秒 的速度从点C出发,在 间往返运动,两个点同时出发,
当点P到达点D时停止运动(同时Q点也停止),若 ,则时间为何值时,以P,D,Q,B四点
组成的四边形是平行四边形.
【答案】(1) ;
(2) ;
(3) 或 或 或 .
【分析】本题考查四边形综合题、平行四边形的性质、等边三角形的判定和性质、平行线的性质等知识,
解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,第二个问题的关键是灵活应用同底等高的两个三角形面积相等,
学会用分类讨论的思想思考问题.
(1)证明 是等边三角形即可;
(2)根据平行四边形的性质可得 , ,从而得到 ,
由此即可解决问题;
(3)分四种情形列出方程解方程即可.
【详解】(1)解:∵四边形 是平行四边形,
,
,
平分 ,
,
,,
,
,
是等边三角形,
;
(2)解:∵四边形 是平行四边形,
, , ,
,
,
,
,
如图,过点C作 于点K,则 ,
∴ ,
;
(3)解:如图③所示:
,
当 时,以P,D,Q,B四点组成的四边形是平行四边形.
①当 时, , ,,解得: ;
②当 时, , ,
,解得: ;
③当 时, , ,
,解得: ;
④当 时, , ,
,解得: ;
或 或 或 时,以P,D,Q,B四点组成的四边形是平行四边形.