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第28课时 矩形、菱形、正方形
(62分)
一、选择题(每题4分,共24分)
1.[2017·益阳]下列性质中菱形不一定具有的性质是 ( C )
A.对角线互相平分
B.对角线互相垂直
C.对角线相等
D.既是轴对称图形又是中心对称图形
2.[2016·台州]小红用次数最少的对折方法验证了一条四边形丝巾的形状是正方形,她对折了 ( B )
A.1次 B.2次
C.3次 D.4次
图28-1
3.如图28-1,在矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,以下说法错误的是 ( D )
A.∠ABC=90° B.AC=BD
C.OA=OB D.OA=AD
4.[2017·南充]已知菱形的周长为4,两条对角线的和为6,则菱形的面积为
( D )
A.2 B. C.3 D.4
第4题答图
【解析】 如答图,四边形ABCD是菱形,AC+BD=6,
∴AB= ,AC⊥BD,AO=AC,BO=BD,∴AO+BO=3,∴AO2+BO2=AB2,(AO+BO)2=9,即AO2+BO2=5,AO2+2AO·BO+BO2=9,∴2AO·BO=4,∴菱形的面积= AC·BD=2AO·BO=4.
图28-2
5.[2017·临沂]如图28-2,在△ABC中,点D是边BC
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上的点(与B,C两点不重合),过点D作DE∥AC,DF∥AB,分别交AB,AC于E,F两点,下列说法正确的是
( D )
A.若AD⊥BC,则四边形AEDF是矩形
B.若AD垂直平分BC,则四边形AEDF是矩形
C.若BD=CD,则四边形AEDF是菱形
D.若AD平分∠BAC,则四边形AEDF是菱形
【解析】 根据DE∥AC,DF∥AB,可证明四边形AEDF是平行四边形,再根据矩形、菱形的判定方法依次分析即可做出判断.若AD⊥BC,无法判定四边形AEDF是矩形,∴A错误;若AD垂直平分BC,可以判定四边形AEDF是菱形,∴B错误;若BD=CD,无法判定四边形AEDF是菱形,∴C错误;若AD平分∠BAC,则∠EAD=∠FAD=∠ADF,∴AF=DF,又∵四边形AEDF是平行四边形,∴四边形AEDF是菱形,故D正确.
图28-3
6.小明在学习了正方形之后,给同桌小文出了道题,从下列四个条件①AB=BC;②∠ABC=90°;③AC=BD;④AC⊥BD中选两个作为补充条件,使▱ABCD成为正方形(如图28-3),现有下列四种选法,你认为其中错误的是 ( B )
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
【解析】 此题考查正方形的判定,即在▱ABCD的基础上,需要再同时具备矩形和菱形的特征.①是菱形的特征;②是矩形的特征;③是矩形的特征,④是菱形的特征.而B中都是矩形的特征.故选B.
二、填空题(每题4分,共20分)
7.[2017·菏泽]菱形ABCD中,∠A=60°,其周长为24 cm,则菱形的面积为__18___cm2.
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第7题答图
【解析】 如答图,∵四边形ABCD是菱形,∴AB=BC=CD=DA,AC⊥BD,∵∠BAD=60°,∴△ABD是等边三角形,又∵周长为24 cm,即BD=AB=6 cm,在Rt△AOD中,OD=3 cm,∴AO= ==3,∴AC=2AO=6,菱形的面积=AC·BD=18(cm2).
8.[2016·成都]如图28-4,在矩形ABCD中,AB=3,对角线AC,BD相交于点O,AE垂直平分OB于点E,则AD的长为__3__.
【解析】 ∵四边形ABCD是矩形,
∴OB=OD,OA=OC,AC=BD,∴OA=OB,
∵AE垂直平分OB,∴AB=AO,
∴OA=AB=OB=3,∴BD=2OB=6,
∴AD===3.
图28-4 图28-5
9.[2017·黄冈]已知:如图28-5,在正方形ABCD的外侧,作等边三角形ADE,则∠BED=__45__°.
【解析】 由题意,得AB=AE,∠BAD=90°,∠DAE=∠AED=60°.
∴∠BAE=150°,∠AEB=15°.∴∠BED=∠AED-∠AEB=60°-15°=45°.
10.[2017·兰州]在▱ABCD中,对角线AC与DB相交于点O.要使四边形ABCD是正方形,还需添加一组条件.下列给出了四组条件:①AB⊥AD,且AB=AD;②AB=BD,且AB⊥BD;③OB=OC,且OB⊥OC;④AB=AD,且AC=BD,其中正确的序号是__①③④__.
【解析】 ①有一个角是直角的平行四边形是矩形;有一组邻边相等的矩形是正方形,即①正确;②BD为平行四边形的对角线,AB为平行四边形的其中一条边,所以AB=BD时,平行四边形不可能是正方形,即②错误;③
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对角线相等且垂直的平行四边形是正方形.由题意OB=OC,得AC=BD,由OB⊥OC得AC⊥BD,即四边形ABCD为正方形,即③正确;④邻边相等的平行四边形是菱形,对角线相等的菱形是正方形.依题意在▱ABCD中,由AB=AD,得▱ABCD为菱形,又∵AC=BD,∴四边形ABCD为正方形.即④正确.综上,正确的是①③④.
11.如图28-6,在边长为4的正方形ABCD中,E是AB边上的一点,且AE=3,Q为对角线AC上的动点,则△BEQ周长的最小值为__6__.
图28-6 第11题答图
【解析】 如答图,连结BD,DE.
∵四边形ABCD是正方形,
∴点B与点D关于直线AC对称,
∴DE的长即为BQ+QE的最小值,
在Rt△DAE中,∵DE===5,
∴△BEQ周长的最小值为DE+BE=5+1=6.
三、解答题(共18分)
图28-7
12.(8分)[2016·广安]如图28-7,四边形ABCD是菱形,CE⊥AB交AB的延长线于点E,CF⊥AD交AD的延长线于点F.求证:DF=BE.
证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴CD=BC,∠ADC=∠ABC,∴∠CDF=∠CBE.
∵CF⊥AD,CE⊥AB,
∴∠CFD=∠CEB=90°,
在△CFD和△CEB中,
∴△CFD≌△CEB(AAS),∴DF=BE.
图28-8
13.(10分)[2017·荆州]如图28-8,在矩形ABCD中,
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连结对角线AC,BD,将△ABC沿BC方向平移,使点B移到点C,得到△DCE.
(1)求证:△ACD≌△EDC;
(2)请探究△BDE的形状,并说明理由.
解:(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC,∠ADC=∠ABC=90°,
由平移的性质得DE=AC,CE=BC,∠DCE=∠ABC=90°,∴AD=EC,
在△ACD和△EDC中,
∴△ACD≌△EDC(SAS);
(2)△BDE是等腰三角形.理由如下:
∵AC=BD,DE=AC,∴BD=DE,
∴△BDE是等腰三角形.
(24分)
图28-9
14.(12分)如图28-9,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,先把△ABC绕点B顺时针旋转90°至△DBE,再把△ABC沿射线AB平移至△FEG,DE,FG相交于点H.
(1)判断线段DE,FG的位置关系,并说明理由;
(2)连结CG,求证:四边形CBEG是正方形.
解:(1)DE⊥FG.理由:
由题意,得∠A=∠EDB=∠GFE,∠ABC=∠DBE=90°,
∵∠BDE+∠BED=90°,∴∠GFE+∠BED=90°,
∴∠FHE=90°,即DE⊥FG;
(2)证明:∵△ABC沿射线AB平移至△FEG,
∴CB∥GE,CB=GE.
∴四边形CBEG是平行四边形.
∵∠ABC=∠FEG=90°,∴四边形CBEG是矩形.
∵BC=BE,∴四边形CBEG是正方形.
图28-10
15.(12分)[2017·青岛]已知:如图28-10,在菱形
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ABCD中,点E,O,F分别为AB,AC,AD的中点,连结CE,CF,OE,OF.
(1)求证:△BCE≌△DCF;
(2)当AB与BC满足什么关系时,四边形AEOF是正方形?请说明理由.
解:(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴∠B=∠D,AB=BC=DC=AD,
∵点E,O,F分别为AB,AC,AD的中点,
∴AE=BE=DF=AF=OE=OF,
在△BCE和△DCF中,
∴△BCE≌△DCF(SAS);
(2)当AB⊥BC时,四边形AEOF是正方形,理由如下:
由(1)得AE=OE=OF=AF,∴四边形AEOF是菱形,
∵AB⊥BC,OE∥BC,∴OE⊥AB,
∴∠AEO=90°,∴四边形AEOF是正方形.
(14分)
16.(14分)[2016·兰州]阅读下面材料:
在数学课上老师请同学思考如下问题:如图28-11①,我们把一个四边形ABCD的四边中点E,F,G,H连结起来得到的四边形EFGH是平行四边形吗?
图28-11
小敏在思考问题时,有如下所示的思路:连结AC.
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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?请说明理由;
参考小敏思考问题的方法,解决以下问题:
(2)如图②,在(1)的条件下,若连结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:(1)四边形EFGH还是平行四边形.
理由:∵E,F分别是AB,BC的中点,
∴EF∥AC,EF=AC,
∵G,H分别是CD,AD的中点,
∴GH∥AC,GH=AC,∴EF∥GH,EF=GH,
∴四边形EFGH是平行四边形;
(2)①当AC=BD时,四边形EFGH是菱形.
证明:由(1)可知四边形EFGH是平行四边形,
当AC=BD时,FG=BD,EF=AC,
∴FG=EF,∴四边形EFGH是菱形;
②当AC⊥BD时,四边形EFGH是矩形.
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