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淘宝：学思创想
专题23 全等与相似模型之十字架模型
几何学是数学的一个重要分支，研究的是形状、大小和相对位置等几何对象的性质和变换。在初中几
何学中，十字模型就是综合了上述知识的一个重要模型。 本专题就十字模型相关的考点作梳理，帮助学
生更好地理解和掌握。
....................................................................................................................................................1
模型1.正方形中的十字架模型（全等模型）.............................................................................................................1
模型2.矩形中的十字架模型（相似模型）.................................................................................................................7
模型3.等边三角形中的斜十字模型（相似模型）..................................................................................................12
模型4.直角三角形中的十字模型（相似模型）......................................................................................................17
..................................................................................................................................................22
模型1.正方形中的十字架模型（全等模型）
“十字形”模型，基本特征是在正方形中构成了一个互相重直的 “十字形”，由此产生了两组相等的锐
角及一组全等的三角形。
条件：1）如图1，在正方形ABCD 中，若E、F 分别是BC、CD 上的点，AE⊥BF；结论：AE=BF。
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证明：
四边形
是正方形，
，
，∴
AE⊥BF，∴
，
，
，∴AE=BF。
条件：2）如图2，在正方形ABCD 中，若E、F、G 分别是BC、CD、AB 上的点，AE⊥GF；结论：
AE=GF。
证明：在FC 上取一点P，使得GB=PF，连结BP。
四边形
是正方形，∴AB//CD，∴四边形
是平行四边形，∴GF//BP，GF=BP，
同1）中证明，可得AE=GF。
条件：3）如图3，正方形ABCD 中，若E、F、G、H 分别是BC、CD、AB、AD 上的点，EH⊥GF；
结论：HE=GF。
证明：在FC、BE 上取一点P、Q，使得GB=PF，AH=QE，连结BP、AQ。
四边形
是正方形，∴AB//CD，∴四边形
是平行四边形，∴GF//BP，GF=BP，
同理可证得：四边形
是平行四边形，∴AQ//HF，AQ=HF，同1）中证明，可得HE=GF。
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例1．（2023.江苏吴江九年级期中）如下图，将边长为9cm 的正方形纸片ABCD 折叠，使得点A 落在边
CD 上的E 点，折痕为MN．若CE 的长为6cm，则MN 的长为 cm．
【答案】3
【分析】根据图形折叠前后图形不发生大小变化得出∠MWE=∠AWM=90°，进而得出∠DAE=∠DAE，再
证明△NFM≌△ADE，然后利用勾股定理的知识求出MN 的长．
【详解】解：作NF⊥AD，垂足为F，连接AE，NE，
∵将正方形纸片ABCD 折叠，使得点A 落在边CD 上的E 点，折痕为MN，
∴∠D=∠AHM=90°，∠DAE=∠DAE，∴△AHM∽△ADE，∴∠AMN=∠AED，
在△NFM 和△ADE 中∵
，∴△NFM≌△ADE（AAS），∴FM=DE=CD-CE=3cm，
又∵在Rt△MNF 中，FN=9cm，∴根据勾股定理得：MN=
=3
（cm）．故答案为
3
．
【点睛】本题考查了图形的翻折变换，根据图形折叠前后图形不发生大小变化得出三角形的全等是解决问
题的关键，难度一般．
例2．（2023 年辽宁省丹东市中考数学真题）如图，在正方形
中，
，点E，F 分别在边
，
上，
与
相交于点G，若
，则
的长为 ．
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【答案】
【分析】根据题意证明
，
，利用勾股定理即可求解．
【详解】解：
四边形
是正方形，
，
，
，
，
，
，
，
，
，
又
，
，
，
，
，
，
，
．故答案为：
．
【点睛】本题考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质，掌握这些性质
是解题的关键．
例3．（2024·广东梅州·一模）如图，E、F 分别是正方形
的边
，
上的点，且
，
，
相交于点
，下列结论：①
；②
；③
；④
中，正确的结论有
（ ）
A．1 个
B．2 个
C．3 个
D．4 个
【答案】C
【分析】本题考查正方形的性质，全等三角形的判定与性质，证明
是解题的关键．根据四
边形
是正方形及
，可证出
，则得到：①
；
可判断④；
可以证出
，则②
一定成立；用反证法可证明
，即可判断③．
【详解】解：
四边形
是正方形，
，
，
，
，
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在
和
中，
，
，
（故①正确）；
∴
∵四边形
是正方形，∴
∴
（故④正确）；
∴
∵四边形
是正方形，∴
，
，
∴
一定成立（故②正确）；假设
，
，
（线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等），
在
中，
，
，这与正方形的边长
相矛盾，
假设不成立，
（故③错误）；∴正确的有①②④共3 个正确，故选：C．
例4．（23-24 江苏九年级期中）苏科版八下数学教材中，对正方形的性质和判定进行了探究，同时课本94
页第19 题对正方形中特殊线段的位置和数量关系也进行了探究，在此，我们也来作进一步的探究，如图
1，探究所提供的正方形
的边长都为2．
【探究】(1)如图2，在正方形
中，如果点E、F 分别在
、
上，且
，垂足为M，那么
与
相等吗？证明你的结论．
【应用】(2)如图3，在正方形
中，动点E、F 分别在边
、
上，将正方形
沿直线
折
叠，使点B 对应的点M 始终落在边
上（点M 不与点A、D 重合），点C 落在点N 处，
与
交于
点P，设
，求线段
的长（用含t 的式子表示）．
【拓展】(3)如图4，在正方形
中，E 是
的中点，F、G 分别是
、
上的动点，且
，
求
的最小值．
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【答案】(1)
，理由见解析(2)
(3)
【分析】（1）据正方形的性质，可证出
，即可得证；（2）过
作
，交
于
，
连接
，由（1）得同理可证：
，由折叠的性质在
中
即可求解；
（3）过点
作
，过点
作
，当
、
、
三点共线时，
的值最小，可求
解．
【详解】（1）
．证明：
四边形
是正方形，
，
，
，
，
，
，
在
和
中
，
，
．
（2）解：过
作
，交
于
，连接
，
四边形
是正方形，
，
四边形
是平行四边形，
，
将正方形
沿直线
折叠，使点B 对应的点M 始终落在边
，
，
，
，
，
，
由（1）得同理可证：
，
，设
，
，
，
，
，
，在
中
，
，
整理得：
，
．
（3）解：如图，过点
作
，过点
作
，
当
、
、
三点共线时，
的值最小，
四边形
是平行四边形，
，
，由（2）可证：
，
，
四边形
是正方形，
，
，
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，
，
，
，
当
、
、
三点共线时，
，
的值最小
，
的值最小
．
【点睛】本题考查了全等三角形的判定及性质，等腰三角形的判定及性质，勾股定理，平行四边形的判定
及性质，正方形的性质，折叠的性质，动点线段最小值问题，掌握相关的判定方法及性质，理解折叠的性
质，会根据动点的特征找出线段和最小值的条件是解题的关键．
模型2.矩形中的十字架模型（相似模型）
矩形的十字架模型：矩形相对两边上的任意两点联结的线段是互相垂直的，此时这两条线段的的比等于矩
形的两边之比。通过平移线段构造基本图形，再借助相似三角形和平行四边的性质求得线段间的比例关系。
1）条件：如图1，在矩形ABCD 中，若E 是AB 上的点，且DE⊥AC，结论：
.
证明：
四边形
为矩形，
，
；
DE⊥AC，
，
，
，
，
.
2）条件：如图2，在矩形ABCD 中，若E、F 分别是AB、CD 上的点，且EF⊥AC，结论：
.
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证明：如图，过点F 作
于点G，则
；
四边形
为矩形，
，
四边形
为矩形，
；
；
EF⊥AC，
，
；
，
，
，易证：DC=AB，FG=BC，
.
3）条件：如图3，矩形ABCD 中，若E、F、M、N 分别是AB、CD、AD、BC 上的点，EF⊥MN，结论：
.
证明：如图：过点N、F 作
、
垂直
，
；
四边形
为矩形，
，
四边形
为矩形，
；
∵EF⊥MN，
，∴
；
又∵
（对顶角相等），∴
；
∴
，
，易证：NH=AB，FG=BC，
.
例1．（2024·山西大同·模拟预测）矩形
中，E 为AD边上一点，且
，
．将
沿
翻折到
处，延长
交
边于G 点，延长
交CD边于点H，且
，则线段
的长
为 ．
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【答案】
/3.5
【分析】过E 作
于M，根据矩形性质和折叠性质，结合勾股定理求得
，可求得
，证
明
，求得
和
，设
，证明四边形
是矩形，得到
，
，在
中，
，
，由勾股定理求解即可．
【详解】解：过E 作
于M，如图，则
，
∵四边形
是矩形，
，∴
，
，
∵
沿
翻折到
处，
，∴
，
，
，
设
，则
，在
中，由勾股定理得
，
∴
，则
，∴
，
，
∵
，
，∴
，
∴
，即
，∴
，
，
设
，∵
∴四边形
是矩形，∴
，
，
在
中，
，
，由勾股定理得
，
则
，解得
，∴
．∴
故答案为：
．
【点睛】本题考查矩形的判定与性质、翻折性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理，综合运用相关知
识求解是解答的关键．
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例2．（22-23 下·衢州·二模）在矩形
中，E 是
边的中点，连接
，过点B 作
于点F，
射线
与直线
交于点P，设
．
(1)如图①，若
，求证：
；(2)如图②，当点P 恰好与点D 重合时，试确定m 的值；
(3)作点B 关于直线
的对称点
，当以点P，D，
为顶点的三角形是等腰三角形时，求
的值．
【答案】(1)见解析(2)
(3)
或2 或
【分析】(1)根据正方形的性质，证明△ABE≌△BCP 即可．(2) 设BE=EC=x，则BC=AD=2x，证明
△ADF∽△BDA，△ADF∽△EBF 即可．(3)根据等腰三角形的性质，分三种情况求解．
【详解】（1）如图，∵
=1，四边形ABCD 是矩形，
∴AD=AB，∴四边形ABCD 是正方形，∴AB=BC，∠ABC=∠BCP=90°，
∵
，∴∠BAE=∠CBP，∴△ABE≌△BCP，∴AE=BP．
（2）∵ 矩形
中，E 是
边的中点，∴设BE=EC=x，则BC=AD=2x，∠BAD=90°．
∵
，∠ADF=∠BDA，∴△ADF∽△BDA，∴
，
∵ 四边形
是矩形，∴AD∥BC，∴△ADF∽△EBF，
∴
，∴
，
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解得
，
（舍去），∴BD=DF+EF=3EF=
，
∴
，∴
．
（3）当
时，∵ 四边形
是矩形，∴AB=DC，AD=BC，∠ADC=∠ABC=∠BCP=90°，
∵ E 是
边的中点，
，∴ AD=BC=2BE，∠PFE=90°，
∵P，D，
为顶点的三角形是等腰三角形，∴
，∴
，∴
，
∴∠AED=∠ADE，∴AD=AE，∴sin∠BAE=
，∴∠BAE=30°，根据（1）证明，得
∠BAE=∠CBP=30°，
∴tan∠BAE=tan30°=
，tan∠CBP=tan30°=
，
∴
，
，∴
=
．
如图，当点P 在CD 的延长线上时，此时
落在AD 上，
根据题意，得∠BAF=∠
AF=45°，∴∠
PD=∠P
D=45°，∴
，
∵∠BAF=45°，∴∠BEA=45°，∴四边形ABE
是正方形，故
是AD 的中点，
∴
=CD，∴
=
．如图，∵
，设AB=x，则AD=mx，BE=
，
∵∠ABG=90°-∠FBE，∠AEB=90°-∠FBE，∴∠ABG=∠AEB，∴tan∠ABG= tan∠AEB，
∴
，∴
，解得AG=
，∵四边形ABCD 是矩形，∴AB∥CD，∴
，
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∴
，∴
，∴
，∴
．
【点睛】本题考查了矩形的性质，正方形的判定和性质，三角形相似的判定和性质，三角形全等的判定和
性质，等腰三角形的判定和性质，特殊角的三角函数，熟练掌握矩形的性质，三角形的相似和特殊角的三
角函数是解题的关键．
例3．（2023 年河南九年级中考三模数学试题）综合与实践
【问题发现】(1)如图1，在正方形
中，点E，F，G，H 分别在边
，
，
，
上，且
于点O．试猜想线段
与
的数量关系为__________；
【类比探究】(2)如图2，在矩形
中，
，
，点E，F，G，H 分别在边
，
，
，
上，连接
，
，且
，垂足为O．试写出线段
与
的数量关系，并说明理由；
【拓展应用】(3)如图3，在四边形
中，
，
，点M，N 分别在边
，
上，
连接
，
，且
，垂足为O．已知
，
，若点M 为
的三等分点，直接写
出线段
的长．
【答案】(1)证明见解析(2)
，证明见解析(3)
或
．
【分析】（1）过点H 作
交于N，过点G 作
交于M，证明
即可求
解；
（2）过点H 作
交于Q，过点G 作
交于P，由（1）可得
，再结合相似三角
形的性质可得结论； （3）如图3，过点D 作
于S，根据垂直的定义得到
，根据已知条件得到
或
，根据勾股定理得到
或
，根据相似三角形的性质即可得到结论．
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【详解】（1）证明：相等，理由如下：过点H 作
交于N，过点G 作
交于M，
∵四边形
是正方形， ∴
，四边形
是矩形，四边形
是矩形，
∴
，
，
，∴
， ∵
， ∴
，
∴
， ∴
；故答案为：相等；
（2）解：
； 理由：过点H 作
交于Q，过点G 作
交于P，∴
，
由（1）同理可得，
，
，
，∴
， ∴
，
∵
，
， ∴
，
， ∴
； ∴
；
（3）解：如图3，过点D 作
于S， ∴
，
∵
，
， ∴
，
∵点M 为
的三等分点，
， ∴
或
，
∵
， ∴
或
， 由（2）同理可得：
，
∴
， ∴
或
， 解得：
或
．
【点睛】本题考查了四边形的综合题，正方形的性质，矩形的性质，全等三角形的判定和性质，相似三角
形的判定和性质，勾股定理，锐角三角函数的应用，正确地作出辅助线是解题的关键．
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模型3.等边三角形中的斜十字模型（相似模型）
条件：如图1，已知等边△ABC，BD=EC（或CD=AE），
结论：①AD=BE，②AD 和BE 夹角为60°，③
。
证明：如图，在等边
中，
，
，
在
与
中，
，
，∴AD=BE，
；
，∴AD 和BE 夹角为60°；
，
，
，同理：
，
例1．（23·24 下·淄博·一模）如图，等边
，点E，F 分别在AC，BC 边上，
，连接AF，
BE，相交于点P．(1)求
的度数；(2)求证：
．
【答案】(1)
；(2)见解析
【分析】（1）根据
证明
，利用三角形的外角性质即可得解；
（2）证明
，利用对应边对应成比例列式即可．
【详解】（1）解：∵
是等边三角形，∴
，
，
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又∵
，∴
，∴
，
∴
；
（2）证明：∵
，
，∴
．
∵
∴
，∴
，∴
．
【点睛】本题考查全等三角形的判定和性质，相似三角形的判定和性质．根据等边三角形的性质和已知条
件证明三角形全等是解题的关键．
例2．（23·24·南通·模拟预测）如图，已知
是等边
内的一点，且
，延长
，
，分
别交
，
于点D，E．若
，
，则
的周长等于 ．
【答案】
【分析】作
于点F，在等边
中，
，
，可求
，
，根据勾股定
理可求
，再利用相似三角形的判定定理可得
，根据相似三角形的性质得
，即
，求得
，
，
，即可
求
的周长．
【详解】解：如图，作
于点F，
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∵在等边
中，
，∴
，
由勾股定理得，
，∵
，∴
，在
中，
，
∵P 是等边
内的一点，且
，∴
，
∵
，∴
，又∵
，∴
，
∴
，即
，解得
，
，∴
，
∴
的周长
．故答案为：
．
【点睛】本题考查了相似三角形的性质和判定，等边三角形的性质，勾股定理，熟练掌握等边三角形的性
质，作出辅助线，求出
的长是解题的关键．
例3．（23·24 下·吉安·模拟预测）课本再现：
(1)如图1，D，E 分别是等边三角形的两边
上的点，且
．求证：
．下面是小涵同
学的证明过程：证明：∵
是等边三角形，∴
．
∵
，∴
，∴
．
小涵同学认为此题还可以得到另一个结论：
的度数是 ；
迁移应用：(2)如图2，将图1 中的
延长至点G，使
，连接
．利用（1）中的结论完成
下面的问题．①求证：
；②若
，求证：
；拓展提升：(3)在等边
中，
若点D，E 分别在射线
上，连接
交于点F，且
，将
绕点C 逆时针旋转到
，且使得
．直线
与直线
交于点P，若
，则
的值为
【答案】(1)60°(2)①见解析；②见解析(3)2 或3
【分析】（1）由全等的性质，得角相等，作等量代换得证结论；
（2）①求证
，得
，相应可证
，
淘宝：学思创想
于是
；②可证
，得
，相应的
，可证得
；
（3）如图3，当点D，点E 分别在
上时，由
，得
，可求证
是等边
三角形，进一步求证
，得
，从而
；如图4，当点D，点E 分别在
的延长线，
的延长线上时，求证
是等边三角形，得
，进一步求证
，得
，求证CB=2BD，所以CP=3BP，
．
【详解】（1）解：∵
，∴
，
∵
，∴
，故答案为：
；
（2）证明：①由（1）知
，∴
，
又∵
，∴
是等边三角形，∴
．
∴
，∴
，
又∵
，∴
，∴
，
∵
，∴
，∴
，∴
；
②∵
，∴
，∴
，
∵
，∴
，∵
，∴
；
（3）解：如图3，当点D，点E 分别在
上时，
∵
，∴
，∵
，
，∴
，∵
，∴
，
∵
，∴
是等边三角形，∴
，
∴
，∴
，由②知 AD=2BD，∴
；
淘宝：学思创想
如图4，当点D，点E 分别在
的延长线，
的延长线上时，
∵
,∴
.
∵
,∴
,
∵
,∴
∴
是等边三角形，
∴
，∴
，
又∵
，∴
，∴
，∴
，
∴CB=2BD，∴CP=3BP，∴
，故答案为：2 或3．
【点睛】本题考查等边三角形的判定和性质，相似三角形的判定和性质，全等三角形的判定和性质；当属
于动点情况时，注意分类讨论，情况完备是解题的关键．
模型4.直角三角形中的十字模型（相似模型）
该模型主要分等腰直角三角形和普通直角三角形两类情况讨论。
1）等腰直角三角形中的十字模型（全等+相似）：
条件：如图2，在△ABC 中，AB=BC，AB⊥BC，结论：①D 为BC 中点，②BF⊥AD，③AF：FC=2：1，
④∠BDA=∠CDF，⑤∠AFB=∠CFD，⑥∠AEC=135°，⑦
，以上七个结论中，可“知二得五”。
淘宝：学思创想
证明：不妨把①②作为条件，来证明③--⑦的五个结论。
如图1，过点C 作BC 的垂线交BF 于点H，过点A 作AG 垂直于CH，∴∠BCH=90°，
∴∠CBH+∠CHB=90°
∵AB⊥BC，∴∠ABC=90°，∴∠BCH=∠ABC=90°，∵BF⊥AD，∴∠CBH+∠ADB=90°，
∴∠CHB=∠ADB，
∵AB=BC，∴
，∴BD=CH，∵D 为BC 中点，∴BD=DC=CH，∴AB=2CH，
易证：四边形ABCG 为正方形，即AB//CG，∴
，∴AF：CF=BA：HC=2：1
∵AB=BC，AB⊥BC，∴∠BCA=45°，∵∠BCH=90°，∴∠BCA=∠GCA=45°，
∵DC=CH，CF=CF，∴
，∴∠CHF=∠CDF，∠CFH=∠CFD，
∴∠BDA=∠CDF，∵∠CFH=∠AFB，∴∠AFB=∠CFD，
如图2，过点C 作CQ 垂直于BF，∴∠BQC=90°，
∵AB⊥BC，∴∠ABD=∠BQC=90°，∴∠ABE+∠QBC=90°，∵AB=BC，∴
，
∴CQ=BE，AE=BQ，∵BF⊥AD，CQ⊥BF，易证：
，∴EA：QC=AF：CF=2：1。
∴AE=BQ=BE+EQ=CQ+EQ，∴CQ=EQ，∴
QEC 为等腰直角三角形，∴∠QEC=45°，
∴∠AEC=135°，
。
2）直角三角形中的十字模型：
如图3，在三角形ABC 中，BC=kAB，AB⊥BC，①D 为BC 中点，②BF⊥AD，③AF：FC=2：k2，
④∠BDA=∠CDF，⑤∠AFB=∠CFD，⑥∠AEC=135°，⑦
，以上七个结论中，可“知二得五”。
（全等+相似）
淘宝：学思创想
证明：不妨把①②作为条件，来证明③--⑦的五个结论。
由于该模型证明主要结合了前面矩形中的十字架模型和等腰直角三角形中的十字架模型，故此不再详细证
明，有兴趣的同学可以自行证明即可。
例1．（23·24 上·深圳·期中）如图，在
中，
，
，点D 为
边上的中点，
连接
，过点B 作
于点E，延长
交
于点F．则
的长为 ．
【答案】
【分析】以
为邻边作正方形，延长
交
为
，先求出
，再证明出
，得出即
为
的中点，再证明
，利用相似比及勾股定理即可求解．
【详解】解：以
为邻边作正方形，延长
交
为
，如下图：
，
，
，
在
和
中，
，
，
淘宝：学思创想
，
，
，即
为
的中点，
，
，
，
，
，
，故答案为：
．
【点睛】本题考查了三角形相似的判定及性质、三角形全等、正方形的性质、勾股定理，解题的关键是利
用相似三角形的相似比来求解．
例2．（23·24 下·沧州·二模）如图，在
中，
，
，点D 是线段
上的一点，
连接
，过点B 作
，分别交
、
于点E、F，与过点A 且垂直于
的直线相交于点G，连
接
，下列结论错误的是（ ）
A．
B．若点D 是AB 的中点，则
C．当B、C、F、D 四点在同一个圆上时，
D．若
，则
【答案】D
【分析】由
，可确定A 项正确；由
可得
，进而由
确定点F 为
的三等分点，可确定B 项正确；当B、C、F、D 四点在同一个圆上时，由圆
内接四边形的性质得到
，得到
为圆的直径，因为
，根据垂径定理得到
，故C 项正确；因为D 为
的三等分点，
即
，可得
，由此
确定D 项错误．
【详解】解：依题意可得
，∴
，∴
，
又
，∴
．故A 项正确；如图，
淘宝：学思创想
∵
，
，∴
．
在
与
中，
，∴
，∴
，
又∵
，∴
；∵
为等腰直角三角形，
∴
；∴
；
∵
，∴
，∴
，∴
．故B 项正确；
当B、C、F、D 四点在同一个圆上时，由圆内接四边形的性质可得
，
∴
是B、C、F、D 四点所在圆的直径，∵
，∴
，∴
，故C 项正确；
∵
，
，
，∴
，
∴
，
，∴
，∴
；
∴
．故D 项错误．故选：D．
【点睛】本题考查了等腰直角三角形中相似三角形与全等三角形的应用，有一定的难度．对每一个结论，
需要仔细分析，严格论证；注意各结论之间并非彼此孤立，而是往往存在逻辑关联关系，需要善加利用．
例3．（23·24 下·三明·期末）如图①，在
中，
，
，点D 在边
上，过点C 作
，垂足为M，交
于点E．
淘宝：学思创想
(1)小亮通过探究发现
，请你帮他说明理由；(2)如图②，
平分
交
于点N，小
明通过度量猜想有
，他的猜想正确吗？请你帮他说明理由；(3)如图③，连接
，若D 是
的
中点，小刚通过探究得到结论
，请你帮他说明理由．
【答案】(1)理由见解析；(2)正确，理由见解析；(3)理由见解析
【分析】（1）利用互余和三角形内角和定理进行求解，即可证明猜想；（2）根据等腰直角三角形的性质
和角平分线的性质，证明
，即可证明猜想；（3）根据
，得到
，
，再证明
，得到
，即可证明猜想．
【详解】（1）解：
，
，
，
，
，
；
（2）解：猜想正确，理由如下：
，
，
，
平分
，
，
，
在
和
中，
，
，
；
（3）解：如图，过点C 作
平分
交
于点N，
由（2）可知，
，
，
，
平分
，
，
D 是
的中点，
，
在
和
中，
，
，
，
，即
．
淘宝：学思创想
【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质，三角形内角和定理，等腰直角三角形的性质，角平分线的
定义等知识，熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题关键．
1．（23-24 江苏八年级期末）如图，将边长为3 的正方形ABCD 纸片沿EF 折叠，点C 落在AB 边上的点G
处，点D 与点H 重合，CG 与EF 交于点P，取GH 的中点Q，连接PQ，则
GPQ 的周长最小值是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【分析】连接BP，取CD 的中点M，连接PM，根据折叠的性质，PM＝PQ，GH＝DC，PC＝PG，要求
△GPQ 的周长的最小值，只需求PM+PB 的最小值，当M、P、B 三点共线时，PM+BP＝BM 最小，在
Rt△BCM 中，勾股定理求出BM，即可求解．
【详解】解：连接BP，取CD 的中点M，连接PM，由折叠可知，PM＝PQ，GH＝DC，PC＝PG，
淘宝：学思创想
在Rt△BCG 中，P 是CG 的中点，∴BP＝PG＝
GC，∵Q 是GH 的中点，∴QG＝
GH，
∴△GPQ 的周长＝PQ+QG+PG＝PM+
GH+PB＝PM+PB+
CD，
∵CD＝3，∴△GPQ 的周长＝PM+PB+
，当M、P、B 三点共线时，PM+BP＝BM 最小，
在Rt△BCM 中，BM＝
，∴△GPQ 的周长的最小值为
.故选B．
【点评】本题考查图形的翻折变换，熟练掌握正方形的性质、直角三角形的性质，正确添加辅助线是解题
的关键．
2．（2023 安徽省芜湖市九年级期中）如图，正方形
中，点E、F、H 分别是
的中点，
交于G，连接
．下列结论：①
；②
；③
；④
．正确的有（ ）
A．1 个
B．2 个
C．3 个
D．4 个
【答案】C
【分析】利用正方形的性质找条件证明
，则
，由
得到
，则
，即可判断①；连接
，同理可得：
，
淘宝：学思创想
，在
中，由直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得到
，即可
判断④；可得
是等腰三角形，由等腰三角形三线合一得到
，
垂直平分
，
；
假设
，推出矛盾，则
，即可判断②；证明
是等腰三角形，由三线合一可知
，由
得到
，由
得到
，由三角
形外角的性质得到
，即可判断③．
【详解】解：∵四边形
是正方形，∴
，
，
∵点E、F、H 分别是
的中点，∴
，
在
与
中，
，∴
，∴
，
∵
，∴
，
∴
，∴
；故①正确；连接
，如图所示：
同理可得：
，
，在
中，H 是
边的中点，
∴
，即
；故④正确；
∵
，∴
是等腰三角形，∴
，
垂直平分
， ∴
；
若
，则
是等边三角形，则
，
，
则
，而
，与
矛盾，
∴
，∴
，∴
，故②错误；
∵
，∴
是等腰三角形，
∵
，∴
，∵
，∴
，
∵
，∴
，∴
，
淘宝：学思创想
∴
；故③正确；正确的结论有3 个，故选：C．
【点睛】此题考查了正方形的性质、全等三角形的判定和性质、等腰三角形的判定和性质、直角三角形的
性质等知识，熟练掌握全等三角形的判定和性质、等腰三角形的判定和性质是解题的关键．
3．（23·24 下·贵港·一模）如图，在等边
的
，
边上各任取一点
，
，且
，
，
相交于点
，下列三个结论：①若PC=2AP，则BO=6PO；②若
，
，则
，③
，其中正确的是（ ）
A．①②
B．①③
C．②③
D．①②③
【答案】D
【分析】根据等边三角形的性质得到
，根据线段的和差得到
，过
作
交
于
，根据相似三角形的性质得到
正确；过
作
于
，解直角三角形得到
正确；在根据全等
三角形的性质得到
，
，根据相似三角形的性质得到
正确．
【详解】解：
是等边三角形，
，
，
，
，
，
过
作
交
于
，
∽
，
∽
，
，
，
淘宝：学思创想
，
，
；故①正确；
过
作
于
，则
，
，
，
，
，故
正确；
在等边
中，
，
，
在
与
中，
，
≌
，
，
，
，
∽
，
，
，
故
正确；故选：D．
【点睛】本题考查了相似三角形的判定和性质，全等三角形的判定和性质，等边三角形的性质，正确作出
辅助线是解题的关键．
4．（23·24·德州·二模）如图，正方形ABCD 中，点E 为BC 边上的一点，连接AE，过点D 作DM⊥AE，
垂足为点M，交AB 于点F．将△AMF 沿AB 翻折得到△ANF．延长DM，AN 交于点P． 给出以下结论
①
；②
；③
；④若
，则
；．
其中正确的是（ ）
A．①②③④
B．①②③
C．①②④
D．③④
【答案】A
【分析】根据正方形的性质和余角的性质证明∠BAE=∠ADM，从而得到△ABE≌△DAF，可判断①；再
由翻折的性质证明∠FAN=∠FAM=∠ADM，从而可得
，得到
，可判断③；
淘宝：学思创想
再由
得到相似比，可得面积之比，可判断④.
【详解】解：∵四边形ABCD 为正方形，∴AD=AB，∠ABC=∠BAD=90°，∴∠BAE+∠DAE=90°，
∵DM⊥AE，∴∠DMA=90°，即∠ADM+∠DAM=90°，
∴∠BAE=∠ADM，∴△ABE≌△DAF（AAS），故①正确；
∵△ANF 由△AMF 翻折得到，∴∠FAN=∠FAM=∠ADM，
∵∠P=∠P，∴
，故②正确；
∴
，∴
，故③正确；
∵
，∴AF：AD=2:3,则△APF 和△DPA 的相似比为2:3，
∴
，∴
，故④正确.故选A.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质，正方形的性质，相似三角形的判定和性质，解题的关键是
读懂题意，根据已知条件证明
.
5．（23·24 下·江门·模拟预测）如图，在Rt△ABC 中，∠ACB=90°，AC=BC．点D 是线段BC 上的一点，
连接AD，过点C 作CG⊥AD，分别交AD、AB 于点G、E，与过点B 且垂直于BC 的直线相交于点F，点D
是BC 的中点，连接DE．则
= ；
【答案】
淘宝：学思创想
【分析】先证
，得到
，再通过证明
，
为等腰直角三角形
得出
，即可求解．
【详解】
CG⊥AD
∠ACB=90°
又
，
为等腰直角三角形
，
点D 是BC 的中点
故答案为：
．
【点睛】本题考查了平行线分线段成比例定理、全等三角形的判定和性质、等腰直角三角形的判定和性质，
熟练掌握知识点并能灵活运用是解题的关键．
6．（23·24 下·山西·一模）如图，在Rt△ABC 中，∠ABC＝90°，AB＝BC＝2，AE 是BC 边上的中线，过点
B 作AE 的垂线BD，垂足为H，交AC 于点D，则AD 的长为 ．
【答案】
【分析】过点C 作FC⊥BC 于C，延长BD 交CF 于F，证明△ABE≌△BCF（ASA），得BE＝CF，再证
明△ABD∽△CFD，列比例式可得结论．
【详解】过点C 作FC⊥BC 于C，延长BD 交CF 于F，
淘宝：学思创想
∵∠ABC＝∠BCF＝90°，∴∠ABC+∠BCF＝180°，∴AB∥CF，
∵AE⊥BD，∴∠AHB＝∠BAH+∠ABH＝90°，∵∠ABH+∠CBF＝90°，∴∠CBF＝∠BAH，
在△ABE 和△BCF 中，
，∴△ABE≌△BCF（ASA），∴BE＝CF，
∵AE 是BC 边上的中线，∴BE＝
BC＝1，∴CF＝1，
在Rt△ABC 中，由勾股定理得：AC＝
＝
＝2
，
∵AB∥CF，∴∠BAD＝∠DCF，∠ABD＝∠DFC，∴△ABD∽△CFD，
∴
，即
，解得：AD＝
．故答案为：
【点睛】考核知识点：相似三角形的判定和性质．熟练运用相似三角形的判定和性质是关键．
7．（23-24 九年级上·辽宁鞍山·期中）如图，在
中，
，
，点D 为
边上
一动点（不与点B、C 重合），
垂直
交
于点E，垂足为点H，连接
并延长交
于点F，下
面结论：①若
是
边上的中线，则
；②若
平分
，则
；③若
，
则
；④当
时，
．正确的有（填序号） ．
【答案】①②③④
淘宝：学思创想
【分析】根据勾股定理
，再利用三角形面积公式求得
，即可判断①；过点C 作
交
的延长线于点M，根据等腰直角三角形的判定与性质可得
，再根据直角三角
形的性质和平行线的性质推出
，再由相似三角形的性质即可判断②；过点B 作
交
的延长线于点N，当
时，设
，则
，
，证明
，可
得
，再根据平行线的判定可得
，从而证得
，再由相似三角形的性质
即可判断③；过点D 作
交
于点M，根据三角形中位线定理可得
，再根据直角三角
形的性质和平行线的性质推得
，
，
，再由相似三角形的
性质即可判断④．
【详解】解：∵
是
边上的中线，∴
，
∵
，∴
，∵
，
，∴
，
∵
，∴
，∴
，
∴
，∴
，故①正确，符合题意；
如图，过点C 作
交
的延长线于点M，
∵
，
，∴
是等腰直角三角形，∴
，∴
，
∵
，∴
，∵
平分
，∴
，
∴
，∴
，∵
，∴
，
∴
，故②正确，符合题意；
淘宝：学思创想
当
时，设
，则
，∴
，
过点B 作
交
的延长线于点N，∴
，∴
，
∵
，∴
，∴
，
又
，
，∴
，∴
，
∵
，∴
，∴
，
∴
，∴
，故③正确，符合题意；
如图，过点D 作
交
于点M，
当
时，∴
是
的中位线，∴
，
∵
，
，∴
，
∴
，
，∴
，
∴
，∴
，∵
，
，
∴
，∴
，∵
，
，∴
，∴
，
∵
，∴
，∴
，∴
，故④符合题意；
故答案为：①②③④．
【点睛】本题考查等腰直角三角形的判定与性质、勾股定理、全等三角形的判定与性质、相似三角形的判
定与性质、三角形中位线定理及平行线的性质与判定，正确作出辅助线构造相似三角形是解题的关键．
8．（23·24 上·珠海·期中）在
中，
，
，D 为
中点，连接
，过点C 作
于点E，交
于点M．过点B 作
交
的延长线于点F，则下列结论正确的有
（请填序号）①
；②
；③连接
，则有
是等边三角形；④连接
，则有
垂直平分
．
淘宝：学思创想
【答案】①②④
【分析】①根据
证明
即可；
②证明
，得出
，即可证明
；
③根据
，得出
，根据
，得出
，证明
不可能是等边三角
形；④根据
，得出
，
，说明点M、B 在线段
的垂直平分线上，证明
垂直平分
．
【详解】解：①∵
，
，∴
，
∴
，∴
，∵
∴
，故①正确；
②∵在
中，
，
，∴
，
∵
，∴
，∵D 为
中点，∴
，
∵
，∴
，
，∴
，
∵
，∴
，∴
，∴
，故②正确；
③∵
，∴
，∵在
中
，∴
，
∴
不可能是等边三角形，故③错误；
④∵
，∴
，
，∴点M、B 在线段
的垂直平分线上，
∴
垂直平分
，故④正确；综上分析可知，正确的有①②④．故答案为：①②④．
【点睛】本题主要考查了三角形全等的判定和性质，垂直平分线的判定，余角的性质，直角三角形的性质，
解题的关键是熟练掌握三角形全等的判定方法，证明
．
淘宝：学思创想
9．（23·24 上·无锡·期末）如图，在边长为3 的等边
中，D、E 分别为边
上的点
，
与
相交于点P，
．若
，则
．
【答案】
/
度
【分析】如图所示，过点E 作
于F，证明
得到
，利用三
角形外角的性质即可推出
，利用勾股定理和含30 度角的直角三角形的性质求出
，从而求出BF，利用勾股定理求出
的长，再证明
，得到
，即可
求出
，从而求出
，由此即可得到答案．
【详解】解：如图所示，过点E 作
于F，
∵
是等边三角形，∴
，∴
，
又∵
，∴
，∴
，
∵
，∴
，
∵
，∴
，∴
，
∴
∴
，
又∵
，∴
，∴
，
∴
，∴
，∴
，故答案为：
；
．
淘宝：学思创想
【点睛】本题主要考查了等边三角形的性质，含30 度角的直角三角形的性质，勾股定理，相似三角形的性
质与判定，全等三角形的性质与判定，正确作出辅助线是解题的关键．
10．（2024·江苏泰州·模拟预测）如图所示，在矩形
中，F 是
上一点，
平分
交
于
点E，且
，垂足为点M，
，
，则
的长是
【答案】
【分析】本题考查了全等三角形的性质和判定以及相似三角形的性质和判定，勾股定理等知识点，解题的
关键在于利用三角形相似构造方程求得对应边的长度．
根据已知证
，利用勾股定理求出
的长，再证明
，得出
，然后证明
，得出对应边成比例，建立关于a、x 的方程，求解即可．
【详解】解：∵
平分
交
于点E，且
，
，∴
，
又∵
，∴
，设
，
在
和
中，
，∴
，
∴
，∴
，∴
，
淘宝：学思创想
在
和
中，
，∴
，
∴
，∴
，∴
，解得：
，故答案：
11．（2023·北京海淀·一模）如图，正方形
中，点
分别在
上，
交于
点
；(1)
_______．(2)在线段
上截取
，连接
的角平分线交
于点
．
①依题意补全图形；②用等式表示线段
与
的数量关系，并证明．
【答案】(1)
(2)①见解析；②
【分析】本题考查正方形的性质和全等三角形的判定，等腰直角三角形性质和判定等知识，解题的关键是
熟练掌握基本知识，合理作出辅助线．（1）通过证明
，得出
，根据
，得出
，即可解答；（2）①根据题意补全图形即可；②过点A 作
，
交
延长线于点H，连接
，先证明
，得出
，则
，再证明
，即
可得出结论
．
【详解】（1）解：∵四边形
为正方形，∴
，
在
和
中，
，∴
，∴
，
∵
，∴
，∴
，∴
，故答案为：
．
淘宝：学思创想
（2）解：①根据题意补全图形如图所示：
②证明：过点A 作
，
交
延长线于点H，连接
，
∵
，
平分
，∴
，
∵
，∴
，∴
，∴
，
∵四边形
为正方形，∴
，∵
，∴
，
∵
，
，
，∴
，∴
，
∵
，
，∴
，
∵
，∴
，∴
．
12．（2024·河南·一模）综合与实践
数学课上，老师提出了这样一个问题：如图1，在正方形
中，已知
，求证：
．
甲小组同学的证明思路如下：由同角的余角相等可得
．再由
，
，证得
（依据：________），从而得
．
乙小组的同学猜想，其他条件不变，若已知
，同样可证得
，证明思路如下：
由
，
可证得
，可得
，再根据角的等量代换即可
证得
．
完成任务：（1）填空：上述材料中的依据是________（填“
”或“
”或“
”或“
”）
【发现问题】同学们通过交流后发现，已知
可证得
，已知
同样可证得
，
为了验证这个结论是否具有一般性，又进行了如下探究．
【迁移探究】（2）在正方形
中，点E 在
上，点M，N 分别在
上，连接
交于点
P．甲小组同学根据
画出图形如图2 所示，乙小组同学根据
画出图形如图3 所示．甲小
组同学发现已知
仍能证明
，乙小组同学发现已知
无法证明
一定成
立．
淘宝：学思创想
①在图2 中，已知
，求证：
；②在图3 中，若
，则
的度数为多少?
【拓展应用】（3）如图4，在正方形
中，
，点E 在边
上，点M 在边
上，且
，点F，N 分别在直线
上，若
，当直线
与直线
所夹较小角的度数为
时，请直接写出
的长．
【答案】（1）
；（2）①见解析；②
；（3）
或
【分析】（1）先证明
，结合
，
可知根据
即可证明
；
（2）①作
于点H，先证明
，然后根据
即可证明
即可证明结
论成立；②
于点L，同理可证
，从而
，然后利用直角三角
形两锐角互余和三角形外角的性质即可求解；（3）①当N、F 在
边上时，作
于点G，作
于点H，则四边形
和四边形
都是矩形，同理可证
，求出
，设
，则
，利用勾股定理求出x 的值，进而可求出
的长．当N、
F 在
的延长线上时，同理可求出
的长
【详解】（1）证明：∵四边形
是正方形，∴
，
，∴
．
∵
，∴
，∴
，
淘宝：学思创想
∵
，∴
．故答案为：
；
（2）①作
于点H，∵四边形
是正方形，∴
，
，
∴四边形
是矩形，∴
，
，∴
．
．
∵
，∴
，∴
，∴
，∴
；
②作
于点L，同理可证四边形
是矩形，∴
．
∵
，∴
，∴
，
∴
，∴
．
（3）解：①当N、F 在
边上时，如图，
，作
于点G，作
于点H，
则四边形
和四边形
都是矩形，同理可证
，∴
．
∵
，∴
，∴
．
∵
，∴
∵
，∴
，∴
．设
，则
，
∵
，∴
，∴
（负值舍去），∴
．
②当N、F 在
的延长线上时，如图，
同理可得：
，
，∴
．
【点睛】本题考查了正方形的性质，全等三角形的判定与性质，矩形的判定与性质，含30 度角的直角三角
形的性质，勾股定理，以及三角形外角的性质，正确作出辅助线是解答本题的关键．
淘宝：学思创想
13．（23-24 八年级上·湖北宜昌·期中）请阅读，完成证明和填空．
九年级数学兴趣小组在学校的“数学长廊”中兴奋地展示了他们小组探究发现的结果，内容如下：
(1)如图1，正三角形
中，在
、
边上分别取点
、
，使
，连结
、
，发现
，且
.请证明：
.
(2)如图2，正方形
中，在
、
边上分别取点
、
，使
，连结
、
，那么
______，且
______度．
(3)如图3，正五边形
中，在
、
边上分别取点
、
，使
，连结
、
，那么
______，且
______度．
(4)在正n 边形中，对相邻的三边实施同样的操作过程，也会有类似的结论．
请大胆猜测，用一句话概括你的发现：________________________________．
【答案】(1)证明见解析(2)
，
(3)
，
(4)所连接的两条线段相等，所求的角恰好等于正
边形的内角
.
【分析】（1）利用
是正三角形，可得
，
，又因
，所以
，
，所以
；
（2）同（1）利用三角形全等，可知在正方形中，
，
；
（3）同（1），利用三角形全等可知在正五边形中，
，
．
（4）根据（1）（2）（3）的答案，总结归纳出结论即可；
【详解】（1）证明：∵
是正三角形，∴
，
.
在
和
中，
，∴
.∴
.
又∵
，∴
.又∵
，∴
.
淘宝：学思创想
（2）解：∵四边形
是正方形，∴
，
又∵
，∴
，∴
，
又∵
，∴
，∴
，即
；
（3）解：∵五边形
是正五边形，∴
，
又∵
，∴
，∴
，∴
，
∴
．
（4）解：所连接的两条线段相等，所求的角恰好等于正
边形的内角
.
【点睛】本题以正多边形为背景，以正三角形
为切入点，通过对问题的类比、改造、延伸和拓展来检
测分析问题、解决问题的能力.启示我们学习数学要在“做数学”，而不是“背数学”.
14．（23-24 八年级下·江西宜春·期中）[特例感知]如图1，在正方形
中，点E，F 分别为
，
的中点，
、
交于点G．
（1）易证
，可知
、
的关系为___________；（2）连接
，若
，求
的长．
[初步探究]如图2，在正方形
中，点E 为
边上一点，
分别交
、
于F、G，垂足为
O．求证：
．
[基本应用]如图3，将边长为6 的正方形
折叠，使得点A 落在边
的中点M 处，折痕为
，点
P、Q 分别在边
、
上，请直接写出折痕
的长：
________．
[应用拓展]如图4，在四边形
中，
，
，
，
，
于
E，
交
于F，则
长为________．
【答案】特例感知：（1）
且
；（2）6；初步探究：见解析；基本应用：
；应用拓
淘宝：学思创想
展：
【分析】[特例感知]（1）由“SAS”可证
，即可得出结论；
（2）由“AAS”可证
，可得AD=BH，由直角三角形的性质可求得
的长；
[初步探究]“ASA”可证
，可得DE=DH=FG；
[基本应用]由全等三角形的性质可证PQ=AM，由勾股定理可求解；[应用拓展]由“AAS”可证
,可得AH=BE, DH=AE，由“ASA"可证
,可得DE=AF=
．
【详解】[特例感知]解：（1）∵四边形
是正方形,∴
,
∵点
，
是
，
的中点,∴
，
，∴
，
在
和
中
∴
，∴
，
，
∵
，∴
，∴
，∴
．
故答案为：
且
．
（2）解：延长
交
的延长线于点H，
∵四边形
是正方形，∴
且
，∴
，
又∵
，∴
，∴
，
又由（1）知：
，∴
，∴在
中，
，∴
．
[初步探究]过点C 作
交
于点H，交DE 于N,
∵
，
， ∴四边形
是平行四边形，∴
，
∵
，
，∴
，∵
，
，∴
，
淘宝：学思创想
又∵
，
，∴
，∴
，∴
．
[基本应用]如图，连接AM,过点
作
于H 点，∴
，
∵
，∴四边形ABQH 是矩形，∴HQ=AB=6,
由折叠可知PQ⊥AM，∴
，∵
，∴
，
∵四边形
是正方形，∴
，∴
，
在
和
中
∴
， ∴
，
∵点
是
的中点，∴
，
在
中，由勾股定理得，
，∴
=
．故答案为：
．
[应用拓展]过点
作
于
，
∵
，∴
，∴
，
又∵
，
，∴
，∴
，
，
∵
，
，
，∴
，
∴四边形
是矩形，∴
，
，
∴
，∴
，
∴
，∴
，∴
，
∴
，∴
，∴
，
又∵
，
，∴
，∴
．故答案为：
．
【点睛】此题是四边形综合题,考查了正方形的性质，勾股定理,折叠的性质，全等三角形的判定和性质，
熟练掌握正方形的性质是解题的关键．
15．（23·24 下·成都市·九年级期中）已知四边形
中，
、
分别是
、
边上的点，
与
交于点
．（1）如图①，若四边形
是矩形，且
，求证：
； （2）如图②，
若四边形
是平行四边形，试探究：当
与
满足什么关系时，
成立？并证明你的
淘宝：学思创想
结论；（3）如图③，若
，
，
，
，请直接写出
的值．
【答案】（1）见解析；（2）
，见解析；（3）
【分析】（1）由矩形的性质得出
，由角的互余关系得出
，即可得出
；
（2）在
的延长线上取点
，使
，由等腰三角形的性质得出
．由平行四边形
的性质得出
，
，证出
，得出
，因此
．证明
，得出对应边成比例
，即可得出结论；
（3）连接
、
，交于点
，作
于
，由勾股定理求出
，由
证明
，
得出
，由等腰三角形的性质得出
，
，证明
，得出对应边成比例求出
，由勾股定理求出
，由
的面积求出
，证明
，得出对应边成比例，即可得出结果．
【详解】（1）证明：∵四边形
是矩形，∴
，∴
，
又∵
，
，∴
，∴
；
（2）解：当
时，
成立，理由如下：
如图所示，在
的延长线上取点
，使
，则
．
淘宝：学思创想
∵四边形
是平行四边形，∴
，
，∴
，
，
∵
，∴
，
又∵
，∴
，
∴
． ∴
，∴
，∴
；
（3）解：如图所示，连接
、
，交于点
，作
于
，
∵
，
，
，∴
，
在
和
中，
，∴
，∴
，
∵
，∴
，
，∴
，
又∵
，∴
，∴
，
∴
，即
，∴
，
∴
，∴
，
∵
，∴
，解得
，
∵
，∴
，∴
，
又∵
，∴
，
∵
，∴
，∴
，∴
．
淘宝：学思创想
【点睛】本题考查了矩形的性质，平行四边形的性质，全等三角形的判定与性质，勾股定理，以及相似三
角形的判定与性质，正确添加辅助线，构造相似三角形是解答本题的关键．
16．（23-24 九年级下·江苏连云港·期中）【实践探究】
（1）如图1，矩形
中，
交
于点E，则
的值是______；
【变式探究】（2）如图2，
中，
为
边上一点，连接
，交
于点E，若
，求
的长；
【灵活应用】（3）如图3，在矩形
中，
，点E，F 分别在
上，以
为折痕，将四边
形
翻折，使得
的对应边
恰好经过点A，过点A 作
交
于点N，若
，设
的面积为
的面积为
的面积为
，若
，则
的值为_______．
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【分析】（1）由同角的余角相等可得
，再由矩形性质和垂直定义可得
，
可证得
，即可求得答经；（2）过点
作
于点
，先证得
，可求得
，再证得
，即可求得答案；
（3）设
与
交于点
，过点
作
交
于点
，由
，可求得
，再证得
，可得
，则
，再证得
淘宝：学思创想
，可得
，再运用三角形面积公式可求得：
，代
入
，解方程求得
，由
，可得
，再利用平行四边形性质可得
，即可求得答案．
【详解】解：（1）如图1，∵四边形
是矩形，
，
，
，
，
，
，
，
，
，故答答为：
；
（2）如图2，过点
作
于点
，
则
，在
中，
，
，∵
，∴
，
∵
，∴
，∴
，∴
，
∵
，∴
，∴
，
∵
，∴
，
∴
，即
，∴
，∴
；
（3）如图3，设
与
交于点
，过点
作
交
于点
，
由对称性可知
，
淘宝：学思创想
，
，
，
，
，即
，
，
，
，
，
，
，
，
，即
，
设
，则
，
，
，
，
，
，即
，
，
，
，
，
，
，解得：
，
，
，
，
，
，
，
，
，
，
，
，
，
是平行四边形，
，
，∴四边形
是平行四边形，故答案为：
．
【点睛】本题属于四边形综合题，考查了折叠的性质，矩形的判定与性质，平行四边形的判定和性质，相
似三角形的判定和性质，勾股定理等知识，解题的关键是正确寻找相似三角形解决问题，学会利用参数解
决问题．
17．（2024·广东深圳·中考真题）垂中平行四边形的定义如下：在平行四边形中，过一个顶点作关于不相
邻的两个顶点的对角线的垂线交平行四边形的一条边，若交点是这条边的中点，则该平行四边形是“垂中
平行四边形”．
淘宝：学思创想
(1)如图1 所示，四边形
为“垂中平行四边形”，
，
，则
________；
________；
(2)如图2，若四边形
为“垂中平行四边形”，且
，猜想
与
的关系，并说明理由；
(3)①如图3 所示，在
中，
，
，
交
于点
，请画出以
为边的垂
中平行四边形，要求：点
在垂中平行四边形的一条边上（温馨提示：不限作图工具）；
②若
关于直线
对称得到
，连接
，作射线
交①中所画平行四边形的边于点
，连接
，请直接写出
的值．
【答案】(1) ，
(2)
，理由见解析(3)①见解析；②
或
．
【分析】（1）根据题意可推出
，得到
，从而推出
，再根据勾股定理可求得
，再求得
；（2）根据题意可推出
，得到
，设
，则
，
，再利用勾股定理得到
，从而推出
、
，即可求得答案；
（3）①分情况讨论，第一种情况，作
的平行线
，使
，连接
，延长
交
于点
；
第二种情况，作
的平分线，取
交
的平分线于点
，延长
交
的延长线于点
，
在射线
上取
，连接
；第三种情况，作
，交
的延长线于点
，连接
，作
的垂直平分线；在
延长线上取点F，使
，连接
；
②根据①中的三种情况讨论：第一种情况，根据题意可证得
是等腰三角形，作
，则
，可推出
，从而推出
，计算可得
，最后利用勾股定理即可求得
淘宝：学思创想
；
第二种情况，延长
、
交于点
，同理可得
是等腰三角形，连接
，可由
，结
合三线合一推出
，从而推出
，同第一种情况即可求得
；
第三种情况无交点，不符合题意．
【详解】（1）解：
，
为
的中点，
，
，
，
，
，
，即
，解得
，
，
；故答案为：1；
；
（2）解：
，理由如下：根据题意，在垂中四边形
中，
，且
为
的中点，
，
；又
，
，
；设
，则
，
，
，
，
，
，
，
，
；
（3）解：①第一种情况：作
的平行线
，使
，连接
，
则四边形
为平行四边形；延长
交
于点
，
，
，
，
，
，
，即
，
为
的中点；
故如图1 所示，四边形
即为所求的垂中平行四边形：
第二种情况：作
的平分线，取
交
的平分线于点
，延长
交
的延长线于点
，
淘宝：学思创想
在射线
上取
，连接
，故
为
的中点；
同理可证明：
，则
，则四边形
是平行四边形；
故如图2 所示，四边形
即为所求的垂中平行四边形：
第三种情况：作
，交
的延长线于点
，连接
，作
的垂直平分线；
在
延长线上取点F，使
，连接
，则
为
的中点，
同理可证明
，从而
，故四边形
是平行四边形；
故如图3 所示，四边形
即为所求的垂中平行四边形：
②若按照图1 作图， 由题意可知，
，
四边形
是平行四边形，
，
，
是等腰三角形；
过P 作
于H，则
，
，
，
，
，
，
；
,
，
，
，即
∴
若按照图2 作图， 延长
、
交于点
，同理可得：
是等腰三角形，
连接
，
，
，
，
，
；同理，
，
淘宝：学思创想
，
，
，
，即
，
，
若按照图3 作图，则：没有交点，不存在PE（不符合题意）
故答案为：
或
．
【点睛】本题考查了垂中平行四边形的定义，平行四边形的性质与判定，相似三角形的判定与性质，勾股
定理，尺规作图，等腰三角形的判定与性质等，熟练掌握以上知识点，读懂题意并作出合适的辅助线是解
题的关键．
18．（24-25 九年级上·陕西西安·阶段练习）【数学模型】（1）如图1，在矩形
中，
，
，
点
、
分别在边
、
上，
，垂足为点
，则
．
【模型探究】（2）如图2，在平行四边形
中，点
、
分别在边
、
上，
与
交于点
，
且
，请证明：
；
【拓展应用】（3）如图3，白云小区有一块四边形绿地
，为了居民出行方便计划在四边形
中
修两条小路，在边
上取一点
，连接
与
交于点
，
、
即为规划的两条小路，其中
，
，
，且
，求两条小路长度的比，即求
的值．
【答案】（1）
；（2）证明见解析；（3）
【分析】（1）证明
，根据相似三角形对应边成比例即可求解；
（2）当
时，可证明
得到
，再证明
，得到
，
由此可得
，即
；
（3）如图所示，过点C 作
交
延长线于N，过点D 作
交
延长线于M，则四边形
淘宝：学思创想
是平行四边形，证明
，则
，再证
，得
，则
，在
上取一点P，使
，连接
，证
是等边三角形，得
，
，然后证
，得
，设
，则
，
，进而由
，得出方程，求出
，即可解决问题．
【详解】解：（1）∵四边形
是矩形，
∴
，
，
，∴
，
∵
，∴
，∴
，
∴
，∴
，
，
，
，
，故答案为：
；
（2）∵
，
，∴
，
又∵
，∴
，∴
，
∵四边形
是平行四边形，∴
，
，∴
，
又∵
，∴
，∵
，∴
，
∴
，∴
，∴
，∴
；
（3）如图所示，过点C 作
交
延长线于N，过点D 作
交
延长线于M，则四边形
是平行四边形，∴
，
，
，
同（2）可得
，在
上取一点P 使得
，连接
，
∵
，∴
，∴
是等边三角形，
∴
，∴
；
∵
，∴
，
∴
，∴
，∴
，
淘宝：学思创想
设
，则
，
，∴
，
∵
，∴
，解得
，
∴
，∴
．
【点睛】本题主要考查了相似三角形的性质与判定，平行四边形的性质与判定，矩形的性质，等边三角形
的性质与判定等等，熟知相似三角形的性质与判定条件是解题的关键．
