专题10 四边形问题-决胜2022中考数学压轴题全揭秘精品(解析版)
展开一、单选题
1.如图1的矩形ABCD中,有一点E在AD上,今以BE为折线将A点往右折,如图2所示,再作过A点且与CD垂直的直线,交CD于F点,如图3所示,若AB=6,BC=13,∠BEA=60°,则图3中AF的长度为何?( )
A.2 B.4 C.2 D.4
【答案】B
【关键点拨】本题考查翻折变换、矩形的性质、勾股定理、解直角三角形等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题,属于中考常考题型.
2.在矩形ABCD内,将两张边长分别为a和的正方形纸片按图1,图2两种方式放置图1,图2中两张正方形纸片均有部分重叠,矩形中未被这两张正方形纸片覆盖的部分用阴影表示,设图1中阴影部分的面积为,图2中阴影部分的面积为当时,的值为
A.2a B.2b C. D.
【答案】B
【关键点拨】本题考查了正方形的性质,整式的混合运算,“整体”思想在整式运算中较为常见,适时采用整体思想可使问题简单化,并且迅速地解决相关问题,此时应注意被看做整体的代数式通常要用括号括起来.
3.如图,已知▱AOBC的顶点O(0,0),A(﹣1,2),点B在x轴正半轴上按以下步骤作图:①以点O为圆心,适当长度为半径作弧,分别交边OA,OB于点D,E;②分别以点D,E为圆心,大于DE的长为半径作弧,两弧在∠AOB内交于点F;③作射线OF,交边AC于点G,则点G的坐标为( )
A.(﹣1,2) B.(,2) C.(3﹣,2) D.(﹣2,2)
【答案】A
【解析】
如图,过点A作AH⊥x轴于H,AG与y轴交于点M,
【关键点拨】本题主要考查了角平分线的作法,勾股定理以及平行四边形的性质的运用,解题时注意:求图形中一些点的坐标时,过已知点向坐标轴作垂线,然后求出相关的线段长,是解决这类问题的基本方法和规律.学科*网
4.如图,在矩形ABCD中,∠ADC的平分线与AB交于E,点F在DE的延长线上,∠BFE=90°,连接AF、CF,CF与AB交于G.有以下结论:
①AE=BC
②AF=CF
③BF2=FG•FC
④EG•AE=BG•AB
其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
②∵∠BFE=90°,∠BFE=∠AED=45°,
∴△BFE为等腰直角三角形,
∴则有EF=BF
又∵∠AEF=∠DFB+∠ABF=135°,∠CBF=∠ABC+∠ABF=135°,
∴∠AEF=∠CBF
在△AEF和△CBF中,AE=BC,∠AEF=∠CBF,EF=BF,
∴△AEF≌△CBF(SAS)
∴AF=CF
③假设BF2=FG•FC,则△FBG∽△FCB,
∴∠FBG=∠FCB=45°,学科*网
∵∠ACF=45°,
∴∠ACB=90°,显然不可能,故③错误,
④∵∠BGF=180°-∠CGB,∠DAF=90°+∠EAF=90°+(90°-∠AGF)=180°-∠AGF,∠AGF=∠BGC,
∴∠DAF=∠BGF,∵∠ADF=∠FBG=45°,
∴△ADF∽△GBF,
∴,
∵EG∥CD,
∴,
∴,∵AD=AE,
∴EG•AE=BG•AB,故④正确,
故选C.学科*网
【关键点拨】
本题考查相似三角形的判定和性质、矩形的性质、等腰直角三角形的判定和性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题.
5.如图,在矩形ABCD中,AD=AB,∠BAD的平分线交BC于点E,DH⊥AE于点H,连接BH并延长交CD于点F,连接DE交BF于点O,下列结论:①∠AED=∠CED;②OE=OD;③BH=HF;④BC﹣CF=2HE;⑤AB=HF,其中正确的有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】D
∴△ABE≌△AHD(AAS),
∴BE=DH,
∴AB=BE=AH=HD,
∴∠ADE=∠AED=(180°﹣45°)=67.5°,
∴∠CED=180°﹣45°﹣67.5°=67.5°,
∴∠AED=∠CED,故①正确;
∵∠AHB=(180°﹣45°)=67.5°,∠OHE=∠AHB(对顶角相等),
∴∠OHE=∠AED,
∴OE=OH,
∵∠DOH=90°﹣67.5°=22.5°,∠ODH=67.5°﹣45°=22.5°,
∴∠DOH=∠ODH,
∴OH=OD,
∴OE=OD=OH,故②正确;
∵∠EBH=90°﹣67.5°=22.5°,
∴∠EBH=∠OHD,学科*网
又BE=DH,∠AEB=∠HDF=45°
∴△BEH≌△HDF(ASA),
∴BH=HF,HE=DF,故③正确;
6.已知∠AOB=45°,求作∠AOP=22.5°,作法:
(1)以O为圆心,任意长为半径画弧分别交OA,OB于点N,M;
(2)分别以N,M为圆心,以OM长为半径在角的内部画弧交于点P;
(3)作射线OP,则OP为∠AOB的平分线,可得∠AOP=22.5°
根据以上作法,某同学有以下3种证明思路:
①可证明△OPN≌△OPM,得∠POA=∠POB,可得;
②可证明四边形OMPN为菱形,OP,MN互相垂直平分,得∠POA=∠POB,可得;
③可证明△PMN为等边三角形,OP,MN互相垂直平分,从而得∠POA=∠POB,可得.
你认为该同学以上3种证明思路中,正确的有( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】A
【关键点拨】
本题考查了菱形的判定、全等三角形的判定和角平分线的基本作图,关键是掌握全等三角形的判定定理.
7.如图1,分别沿长方形纸片ABCD和正方形纸片EFGH的对角线AC,EG剪开,拼成如图2所示的▱ALMN,若中间空白部分四边形OPQR恰好是正方形,且▱ALMN的面积为50,则正方形EFGH的面积为( )
A.24 B.25 C.26 D.27
【答案】B
【关键点拨】
此题重点考查学生对于正方形和长方形的性质的理解,熟练掌握这两个性质是解题的关键.
8.如图,在矩形ABCD中,E是AB边的中点,沿EC对折矩形ABCD,使B点落在点P处,折痕为EC,连结AP并延长AP交CD于F点,连结CP并延长CP交AD于Q点.给出以下结论:
①四边形AECF为平行四边形;
②∠PBA=∠APQ;
③△FPC为等腰三角形;
④△APB≌△EPC.
其中正确结论的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】
①如图,EC,BP交于点G;
∴AF∥EC;
∵AE∥CF,
∴四边形AECF是平行四边形,
故①正确;
③∵AF∥EC,
∴∠FPC=∠PCE=∠BCE,
∵∠PFC是钝角,
当△BPC是等边三角形,即∠BCE=30°时,才有∠FPC=∠FCP,
如右图,△PCF不一定是等腰三角形,
故③不正确;学&科网
④∵AF=EC,AD=BC=PC,∠ADF=∠EPC=90°,
∴Rt△EPC≌△FDA(HL),
∵∠ADF=∠APB=90°,∠FAD=∠ABP,
当BP=AD或△BPC是等边三角形时,△APB≌△FDA,
∴△APB≌△EPC,
故④不正确;
其中正确结论有①②,2个,
故选:B.
【关键点拨】本题考查了全等三角形的判定和性质,等腰三角形的性质和判定,矩形的性质,翻折变换,平行四边形的判定,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解本题的关键.
9.如图,AD是△ABC的角平分线,DE⊥AC,垂足为E,BF∥AC交ED的延长线于点F,若BC恰好平分∠ABF,AE=2BF.给出下列四个结论:①DE=DF;②DB=DC;③AD⊥BC;④AC=3BF,其中正确的结论共有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【答案】A
10.如图,矩形ABCD与菱形EFGH的对角线均交于点O,且EG∥BC,将矩形折叠,使点C与点O重合,折痕MN恰好过点G若AB=,EF=2,∠H=120°,则DN的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
长EG交DC于P点,连接GC、FH;如图所示:
则CP=DP=CD=,△GCP为直角三角形,∵四边形EFGH是菱形,∠EHG=120°,∴GH=EF=2,∠OHG=60°,EG⊥FH,∴OG=GH•sin60°=2×=,由折叠的性质得:CG=OG=,OM=CM,∠MOG=∠MCG,∴PG==,∵OG∥CM,∴∠MOG+∠OMC=180°,∴∠MCG+∠OMC=180°,∴OM∥CG,∴四边形OGCM为平行四边形,∵OM=CM,∴四边形OGCM为菱形,∴CM=OG=,根据题意得:PG是梯形MCDN的中位线,∴DN+CM=2PG=,∴DN=;故选C.
11.如图,在正方形ABCD中,AB=9,点E在CD边上,且DE=2CE,点P是对角线AC上的一个动点,则PE+PD的最小值是( )
A. B. C.9 D.
【答案】A
【关键点拨】此题考查了轴对称﹣﹣最短路线问题,正方形的性质,要灵活运用对称性解决此类问题.找出P点位置是解题的关键.
12.如图,正方形ABCD的边长为1,以对角线AC为边作第二个正方形ACEF,再以对角线AE为边作第三个正方形AEGH,依此下去,第n个正方形的面积为( )
A.()n﹣1 B.2n﹣1 C.()n D.2n
【答案】B
【关键点拨】本题考查了规律型:图形的变化类,正方形的性质,根据前后正方形边长之间的关系找到Sn的规律是解题的关键.
13.如图,△ABC的周长为19,点D,E在边BC上,∠ABC的平分线垂直于AE,垂足为N,∠ACB的平分线垂直于AD,垂足为M,若BC=7,则MN的长度为( )
A. B.2 C. D.3
【答案】C
∴BA=BE,
∴△BAE是等腰三角形,
同理△CAD是等腰三角形,
∴点N是AE中点,点M是AD中点(三线合一),
∴MN是△ADE的中位线,
∵BE+CD=AB+AC=19-BC=19-7=12,
∴DE=BE+CD-BC=5,
∴MN=DE=.
故选:C.学科*网
【关键点拨】本题考查的是三角形中位线定理、等腰三角形的性质,掌握三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半是解题的关键.
14.如图,平行四边形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,AE平分∠BAD,分别交BC、BD于点E、P,连接OE,∠ADC=60°,AB=BC=1,则下列结论:
①∠CAD=30°②BD=③S平行四边形ABCD=AB•AC④OE=AD⑤S△APO=,正确的个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
∴∠EAC=∠ACE,
∵∠AEB=∠EAC+∠ACE=60°,
∴∠ACE=30°,
∵AD∥BC,
∴∠CAD=∠ACE=30°,
故①正确;
②∵BE=EC,OA=OC,
∴OE=AB=,OE∥AB,
∴∠EOC=∠BAC=60°+30°=90°,
Rt△EOC中,OC=,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠BCD=∠BAD=120°,
∴∠ACB=30°,
∴∠ACD=90°,
Rt△OCD中,OD=,
∴BD=2OD=,故②正确;
③由②知:∠BAC=90°,
∴S▱ABCD=AB•AC,
故③正确;
④由②知:OE是△ABC的中位线,
又AB=BC,BC=AD,
∴OE=AB=AD,故④正确;
【关键点拨】本题考查了平行四边形的性质、等腰三角形的性质、直角三角形30度角的性质、三角形面积和平行四边形面积的计算;熟练掌握平行四边形的性质,证明△ABE是等边三角形是解决问题的关键,并熟练掌握同高三角形面积的关系.
15.如图,在正方形ABCD中,连接AC,以点A为圆心,适当长为半径画弧,交AB、AC于点M,N,分别以M,N为圆心,大于MN长的一半为半径画弧,两弧交于点H,连结AH并延长交BC于点E,再分别以A、E为圆心,以大于AE长的一半为半径画弧,两弧交于点P,Q,作直线PQ,分别交CD,AC,AB于点F,G,L,交CB的延长线于点K,连接GE,下列结论:①∠LKB=22.5°,②GE∥AB,③tan∠CGF=,④S△CGE:S△CAB=1:4.其中正确的是( )
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
【答案】A
②∵OG是AE的中垂线,
∴AG=EG,
∴∠AEG=∠EAG=22.5°=∠BAE,
∴EG∥AB,
故②正确;
③∵∠LAO=∠GAO,∠AOL=∠AOG=90°,
∴∠ALO=∠AGO,
∵∠CGF=∠AGO,∠BLK=∠ALO,
∴∠CGF=∠BLK,
在Rt△BKL中,tan∠CGF=tan∠BLK=,
故③正确;
④连接EL,
【关键点拨】
本题考查了基本作图:角平分线和线段的垂直平分线,三角形相似的性质和判定,菱形的性质和判定,三角函数,正方形的性质,熟练掌握基本作图是关键,在正方形中由于性质比较多,要熟记各个性质并能运用;是中考常考的选择题的压轴题.
二、填空题
16.如图,在△ABC中,AD,CD分别平分∠BAC和∠ACB,AE∥CD,CE∥AD.若从三个条件:①AB=AC;②AB=BC;③AC=BC中,选择一个作为已知条件,则能使四边形为菱形的是__(填序号).
【答案】②
【关键点拨】
本题考查的知识点是菱形的证明,解题关键是熟记菱形的性质.
17.如图,CE是▱ABCD的边AB的垂直平分线,垂足为点O,CE与DA的延长线交于点E.连接AC,BE,DO,DO与AC交于点F,则下列结论:
①四边形ACBE是菱形;
②∠ACD=∠BAE;
③AF:BE=2:3;
④S四边形AFOE:S△COD=2:3.
其中正确的结论有_____.(填写所有正确结论的序号)
【答案】①②④.
【解析】
∵AB⊥EC,
∴四边形ACBE是菱形,故①正确,
∵∠DCE=90°,DA=AE,
∴AC=AD=AE,
∴∠ACD=∠ADC=∠BAE,故②正确,
∵OA∥CD,学*科网
∴,
∴,故③错误,
设△AOF的面积为a,则△OFC的面积为2a,△CDF的面积为4a,△AOC的面积=△AOE的面积=3a,
∴四边形AFOE的面积为4a,△ODC的面积为6a
∴S四边形AFOE:S△COD=2:3.故④正确.
故答案是:①②④.
【关键点拨】
此题考查平行四边形的性质、菱形的判定和性质、平行线分线段成比例定理、等高模型等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用参数解决问题.
18.如图,在菱形ABCD中,∠ABC=120°,将菱形折叠,使点A恰好落在对角线BD上的点G处(不与B、D重合),折痕为EF,若DG=2,BG=6,则BE的长为______.
【答案】2.8
在Rt△EHG中,EG2=EH2+GH2,即(8-x)2=(x)2+(6-x)2,
解得,x=2.8,即BE=2.8,
故答案为:2.8.
【关键点拨】
本题考查的是翻转变换的性质、菱形的性质、勾股定理、解直角三角形,掌握翻转变换是一种对称变换,折叠前后图形的形状和大小不变,位置变化,对应边和对应角相等是解题的关键.
19.如图2,小靓用七巧板拼成一幅装饰图,放入长方形ABCD内,装饰图中的三角形顶点E,F分别在边AB,BC上,三角形①的边GD在边AD上,则的值是__.
【答案】
【关键点拨】
考查了矩形的性质,七巧板,关键是熟悉七巧板的特征,表示出AB,BC的长.
20.如图,▱ABCD中,AB=7,BC=3,连接AC,分别以点A和点C为圆心,大于AC的长为半径作弧,两弧相交于点M,N,作直线MN,交CD于点E,连接AE,则△AED的周长是_____.
【答案】10
【关键点拨】
本题考查了作图﹣基本作图,平行四边形的性质等,熟知线段垂直平分线的作法是解答此题的关键.
21.如图,ABCD的对角线相交于点O,且ADCD,过点O作OMAC,交AD于点M.如果CDM的周长为8,那么ABCD的周长是__.
【答案】16
【解析】
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OA=OC,学科*网
∵OM⊥AC,
∴AM=CM,
∵△CDM的周长为8,
∴CM+DM+CD=AM+DM+CD=AD+CD=8,
∴平行四边形ABCD的周长是:2×8=16.
故答案为:16.
【关键点拨】
本题考查了平行四边形的性质与线段垂直平分线的性质,解题的关键是熟练的掌握平行四边形与线段垂直平分线的性质.
22.如图,点E、F、G分别在菱形ABCD的边AB,BC,AD上,AE=AB,CF=CB,AG=AD.已知△EFG的面积等于6,则菱形ABCD的面积等于_____.
【答案】27
【解析】
如图,在CD上截取一点H,使得CH=CD,连接AC交BD于O,BD交EF于Q,EG交AC于P,
【关键点拨】
本题考查了菱形的性质、矩形的判定与性质、平行线分线段成比例定理等,综合性较强,有一定的难度,正确添加辅助线、熟练掌握和应用相关的性质与定理是解题的关键.
23.如图,M、N是正方形ABCD的边CD上的两个动点,满足,连接AC交BN于点E,连接DE交AM于点F,连接CF,若正方形的边长为6,则线段CF的最小值是______.
【答案】
【解析】
如图,
在正方形ABCD中,,,,
在和中,
,
≌,
,
在和中,
,
【关键点拨】
本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半的性质,三角形的三边关系等,综合性较强,有一定的难度,确定出CF最小时点F的位置是解题关键.
24.如图,在正方形ABCD中,△BPC是等边三角形,BP、CP的延长线分别交AD于点E、F,连接BD、DP,BD与CF相交于点H.给出下列结论:
①△ABE≌△DCF;②;③DP2=PH•PB;④.
其中正确的是____________.(写出所有正确结论的序号)
【答案】①③④.
∵∠PDH=∠PCD=30°,∵∠DPH=∠DPC,∴△DPH∽△CPD,∴,∴,∵PB=CD,∴,故③正确;学科*网
如图,过P作PM⊥CD,PN⊥BC,设正方形ABCD的边长是4,△BPC为正三角形,∴∠PBC=∠PCB=60°,PB=PC=BC=CD=4,∴∠PCD=30°∴PN=PB•sin60°=4×=,PM=PC•sin30°=2,S△BPD=S四边形PBCD﹣S△BCD=S△PBC+S△PDC﹣S△BCD=,∴.故答案为:①③④.
25.如图,正方形ABCD的边长为12,点E在边AB上,BE=8,过点E作EF∥BC,分别交BD、CD于G、F两点.若点P、Q分别为DG、CE的中点,则PQ的长为_____.
【答案】2
∴,
即,
解得,FG=4,
∴FN=2,
∴MN=6﹣2=4,
∴QH=4,
∵PH=PN+QM,
∴PH=6,学科*网
∴PQ==2,
故答案为:2.
【关键点拨】本题考查了三角形中位线定理、正方形的性质、勾股定理、相似三角形的判定与性质,正确添加辅助线、结合图形熟练应用相关性质和定理进行解题是关键.
26.如图,已知正方形ABCD,点M是边BA延长线上的动点(不与点A重合),且AM<AB,△CBE由△DAM平移得到.若过点E作EH⊥AC,H为垂足,则有以下结论:①点M位置变化,使得∠DHC=60°时,2BE=DM;②无论点M运动到何处,都有DM=HM;③无论点M运动到何处,∠CHM一定大于135°.其中正确结论的序号为_____.
【答案】①②③
∴∠MHD=∠AHE=90°,△DHM是等腰直角三角形,
∴DM=HM,故②正确;
当∠DHC=60°时,∠ADH=60°﹣45°=15°,
∴∠ADM=45°﹣15°=30°,
∴Rt△ADM中,DM=2AM,
即DM=2BE,故①正确;
∵点M是边BA延长线上的动点(不与点A重合),且AM<AB,
∴∠AHM<∠BAC=45°,
∴∠CHM>135°,故③正确,
故答案为:①②③.
【关键点拨】本题考查了正方形的性质、全等三角形的判定和性质、等腰直角三角形的判定与性质的综合运用,掌握正方形的性质、全等三角形的判定定理和性质定理是解题的关键.
27.如图,在矩形ABCD中,点E是CD的中点,将△BCE沿BE折叠后得到△BEF、且点F在矩形ABCD的内部,将BF延长交AD于点G.若,则=__.
【答案】
【关键点拨】本题考查了矩形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理的应用,以及翻折变换的性质,熟记性质并作辅助线构造出全等三角形是解题的关键.学&科网
28.如图,已知∠MON=120°,点A,B分别在OM,ON上,且OA=OB=a,将射线OM绕点O逆时针旋转得到OM′,旋转角为α(0°<α<120°且α≠60°),作点A关于直线OM′的对称点C,画直线BC交OM′于点D,连接AC,AD,有下列结论:
①AD=CD;
②∠ACD的大小随着α的变化而变化;
③当α=30°时,四边形OADC为菱形;
④△ACD面积的最大值为a2;
其中正确的是_____.(把你认为正确结论的序号都填上).
【答案】①③④
∵∠MON=120°,
∴∠BOE=60°,
∵OB=OE,
∴△OBE是等边三角形,
∴∠E=60°,
∵A、C、B、E四点共圆,
∴∠ACD=∠E=60°,故②不正确;
③当α=30°时,即∠AOD=∠COD=30°,
∴∠AOC=60°,
∴△AOC是等边三角形,
∴∠OAC=60°,OC=OA=AC,
由①得:CD=AD,
∴∠CAD=∠ACD=∠CDA=60°,
∴△ACD是等边三角形,
∴AC=AD=CD,
∴OC=OA=AD=CD,
∴四边形OADC为菱形,故③正确;
【关键点拨】本题考查了轴对称的性质、圆内接四边形的性质、等边三角形的判定与性质、菱形的判定等,综合性较强,有一定的难度,正确添加辅助线构建图形并能灵活应用相关知识是解题的关键.
29.如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,AB=OB,点E、点F分别是OA、OD的中点,连接EF,∠CEF=45°,EM⊥BC于点M,EM交BD于点N,FN=,则线段BC的长为_____.
【答案】
连接BE,
【关键点拨】本题考查了平行四边形的性质、等腰直角三角形的判定和性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理;解决问题的关键是设未知数,利用方程思想解决问题.
30.如图,在四边形ABCD中,AB=AD=5,BC=CD且BC>AB,BD=8.给出以下判断:
①AC垂直平分BD;
②四边形ABCD的面积S=AC•BD;
③顺次连接四边形ABCD的四边中点得到的四边形可能是正方形;
④当A,B,C,D四点在同一个圆上时,该圆的半径为;
⑤将△ABD沿直线BD对折,点A落在点E处,连接BE并延长交CD于点F,当BF⊥CD时,点F到直线AB的距离为.
其中正确的是_____.(写出所有正确判断的序号)
【答案】①③④
将△ABD沿直线BD对折,点A落在点E处,连接BE并延长交CD于点F,如图所示,
连接AF,设点F到直线AB的距离为h,
由折叠可得,四边形ABED是菱形,AB=BE=5=AD=GD,BO=DO=4,
∴AO=EO=3,
∵S△BDE=×BD×OE=×BE×DF,
∴DF=,学&科网
∵BF⊥CD,BF∥AD,
∴AD⊥CD,GF=,
∵S△ABF=S梯形ABFD﹣S△ADF,
∴×5h=×(5+5+)×﹣×5×,
解得h=,故⑤错误,
故答案为:①③④.
【关键点拨】本题主要考查了菱形的判定与性质,线段垂直平分线的性质以及勾股定理的综合运用,解决问题的关键是利用图形面积的和差关系进行计算.
三、解答题
31.如图,在矩形ABCD中,AB=2cm,∠ADB=30°.P,Q两点分别从A,B同时出发,点P沿折线AB﹣BC运动,在AB上的速度是2cm/s,在BC上的速度是2cm/s;点Q在BD上以2cm/s的速度向终点D运动,过点P作PN⊥AD,垂足为点N.连接PQ,以PQ,PN为邻边作▱PQMN.设运动的时间为x(s),▱PQMN与矩形ABCD重叠部分的图形面积为y(cm2)
(1)当PQ⊥AB时,x等于多少;
(2)求y关于x的函数解析式,并写出x的取值范围;
(3)直线AM将矩形ABCD的面积分成1:3两部分时,直接写出x的值.
【答案】(1)s;(2)y=;(3)当x=s或时,直线AM将矩形ABCD的面积分成1:3两部分.
(2)①如图1中,当0<x≤时,重叠部分是四边形PQMN.
y=2x×x=2x2.
②如图②中,当<x≤1时,重叠部分是四边形PQEN.
y=(2﹣x+2x)×x=x2+x.
③如图3中,当1<x<2时,重叠部分是四边形PNEQ.
y=(2﹣x+2)×[x﹣2(x﹣1)]=x2﹣3x+4;
综上所述,y=
(3)①如图4中,当直线AM经过BC中点E时,满足条件.
则有:tan∠EAB=tan∠QPB,
∴=,
解得x=.
②如图5中,当直线AM经过CD的中点E时,满足条件.
此时tan∠DEA=tan∠QPB,
∴=,
解得x=,
综上所述,当x=或时,直线AM将矩形ABCD的面积分成1:3两部分.
故答案为:(1)s;(2)y=;(3)x=或.
【关键点拨】
本题考查四边形综合题、矩形的性质平行四边形的性质、锐角三角函数、解直角三角形等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题,学会用方程的思想解决问题,属于中考压轴题.学科&网
32.如图1.在△ABC中,矩形EFGH的一边EF在AB上,顶点G、H分别在BC、AC上,CD是边AB上的高,CD交GH于点I.若CI=4,HI=3,AD.矩形DFGI恰好为正方形.
(1)求正方形DFGI的边长;
(2)如图2,延长AB至P.使得AC=CP,将矩形EFGH沿BP的方向向右平移,当点G刚好落在CP上时,试判断移动后的矩形与△CBP重叠部分的形状是三角形还是四边形,为什么?
(3)如图3,连接DG,将正方形DFGI绕点D顺时针旋转一定的角度得到正方形DF′G′I′,正方形DF′G′I′分别与线段DG、DB相交于点M、N,求△MNG′的周长.
【答案】(1)2;(2)三角形;(3)4.
∵∠MDN=∠NDF+∠MDI′=∠NDF′+∠DF′R=∠NDR=45°,
∵DN=DN,DM=DR,
∴△NDM≌△NDR,学科&网
∴MN=NR=NF′+RF′=NF′+MI′,
∴△MNG′的周长=MN+MG′+NG′=MG′+MI′+NG′+F′R=2I′G′=4.
【关键点拨】
本题考查的是四边形综合题,涉及了矩形的性质、正方形的性质、平行线等分线段定理、全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用旋转法添加辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考压轴题.
33.如图1,矩形ABCD中,E是AD的中点,以点E直角顶点的直角三角形EFG的两边EF,EG分别过点B,C,∠F=30°.
(1)求证:BE=CE
(2)将△EFG绕点E按顺时针方向旋转,当旋转到EF与AD重合时停止转动.若EF,EG分别与AB,BC相交于点M,N.(如图2)
①求证:△BEM≌△CEN;
②若AB=2,求△BMN面积的最大值;
③当旋转停止时,点B恰好在FG上(如图3),求sin∠EBG的值.
【答案】(1)详见解析;(2)①详见解析;②2;③.
【解析】
(1)如图1中,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=DC,∠A=∠D=90°,
∵E是AD中点,
∴AE=DE,
∴△BAE≌△CDE,
∴BE=CE.
(2)①解:如图2中,
②∵△BEM≌△CEN,
∴BM=CN,设BM=CN=x,则BN=4-x,
∴S△BMN=•x(4-x)=-(x-2)2+2,
∵-<0,
∴x=2时,△BMN的面积最大,最大值为2.
③解:如图3中,作EH⊥BG于H.设NG=m,则BG=2m,BN=EN=m,EB=m.
【关键点拨】
本题考查四边形综合题、矩形的性质、等腰直角三角形的判定和性质、全等三角形的判定和性质、旋转变换、锐角三角函数等知识,解题的关键是准确寻找全等三角形解决问题,学会添加常用辅助线,学会利用参数解决问题.
34.(1)如图1,将矩形ABCD折叠,使BC落在对角线BD上,折痕为BE,点C落在点C′处,若∠ADB=46°,则∠DBE的度数为 °.
(2)小明手中有一张矩形纸片ABCD,AB=4,AD=9.
(画一画)
如图2,点E在这张矩形纸片的边AD上,将纸片折叠,使AB落在CE所在直线上,折痕设为MN(点M,N分别在边AD,BC上),利用直尺和圆规画出折痕MN(不写作法,保留作图痕迹,并用黑色水笔把线段描清楚);
(算一算)
如图3,点F在这张矩形纸片的边BC上,将纸片折叠,使FB落在射线FD上,折痕为GF,点A,B分别落在点A′,B′处,若AG=,求B′D的长;
(验一验)
如图4,点K在这张矩形纸片的边AD上,DK=3,将纸片折叠,使AB落在CK所在直线上,折痕为HI,点A,B分别落在点A′,B′处,小明认为B′I所在直线恰好经过点D,他的判断是否正确,请说明理由.
【答案】(1)23;(2)【画一画】画图见解析;【算一算】DB′ =3;【验一验】小明的判断不正确,理由见解析.
【解析】
(1)如图1中,
(2)画一画:如图2中,
算一算:如图3中,
理由:连接ID,在Rt△CDK中,∵DK=3,CD=4,
∴CK==5,
∵AD∥BC,学科*网
∴∠DKC=∠ICK,
由折叠可知,∠A′B′I=∠B=90°,
∴∠IB′C=90°=∠D,
∴△CDK∽△IB′C,
∴,即,
【关键点拨】
本题考查了矩形的性质、折叠的性质、角平分线的作法、相似三角形的判定与性质、解直角三角形的应用等,综合性较强,有一定的难度,熟练掌握相关性质与定理、运用数形结合思想进行解题是关键.
35.已知:如图,在四边形ABCD中,AD∥BC.点E为CD边上一点,AE与BE分别为∠DAB和∠CBA的平分线.
(1)请你添加一个适当的条件 ,使得四边形ABCD是平行四边形,并证明你的结论;
(2)作线段AB的垂直平分线交AB于点O,并以AB为直径作⊙O(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法);
(3)在(2)的条件下,⊙O交边AD于点F,连接BF,交AE于点G,若AE=4,sin∠AGF=,求⊙O的半径.
【答案】(1)当AD=BC时,四边形ABCD是平行四边形,理由见解析;(2)作出相应的图形见解析;(3)圆O的半径为2.5.
(2)作出相应的图形,如图所示;
(3)∵AD∥BC,
∴∠DAB+∠CBA=180°,
∵AE与BE分别为∠DAB与∠CBA的平分线,
∴∠EAB+∠EBA=90°,
∴∠AEB=90°,
【关键点拨】此题属于圆综合题,涉及的知识有:圆周角定理,平行四边形的判定与性质,角平分线性质,以及锐角三角函数定义,熟练掌握各自的性质及定理是解本题的关键.
36.综合与实践
折纸是一项有趣的活动,同学们小时候都玩过折纸,可能折过小动物、小花、飞机、小船等,折纸活动也伴随着我们初中数学的学习.
在折纸过程中,我们可以通过研究图形的性质和运动、确定图形位置等,进一步发展空间观念,在经历借助图形思考问题的过程中,我们会初步建立几何直观,折纸往往从矩形纸片开始,今天,就让我们带着数学的眼光来玩一玩折纸,看看折叠矩形的对角线之后能得到哪些数学结论.
实践操作
如图1,将矩形纸片ABCD沿对角线AC翻折,使点B′落在矩形ABCD所在平面内,B′C和AD相交于点E,连接B′D.
解决问题
(1)在图1中,
①B′D和AC的位置关系为 ;
②将△AEC剪下后展开,得到的图形是 ;
(2)若图1中的矩形变为平行四边形时(AB≠BC),如图2所示,结论①和结论②是否成立,若成立,请挑选其中的一个结论加以证明,若不成立,请说明理由;
(3)小红沿对角线折叠一张矩形纸片,发现所得图形是轴对称图形,沿对称轴再次折叠后,得到的仍是轴对称图形,则小红折叠的矩形纸片的长宽之比为 ;
拓展应用
(4)在图2中,若∠B=30°,AB=4,当△AB′D恰好为直角三角形时,BC的长度为 .
【答案】(1)①BD′//AC,菱形;(2)见解析;(3)1:1或:1;(4)4或6或8或12.
将剪下后展开,得到的图形四边相等,
将剪下后展开,得到的图形四边是菱形.
②选择①证明如下,
四边形是平行四边形,
,学科*网
将沿翻折至△,
,
,
,
,
,
,
.
设,
,
解得,
,
,
,
,
当,时,如图4,
,,
,
,,
,,
,
,,
,
,
当时,如图6,
【关键点拨】
本题考查折叠图形的性质与运用,解题的关键时能够知道在折叠过程中的变量与形成的新的关系.
37.如图(1),已知点G在正方形ABCD的对角线AC上,GE⊥BC,垂足为点E,GF⊥CD,垂足为点F.
(1)证明与推断:
①求证:四边形CEGF是正方形;
②推断:的值为 :
(2)探究与证明:
将正方形CEGF绕点C顺时针方向旋转α角(0°<α<45°),如图(2)所示,试探究线段AG与BE之间的数量关系,并说明理由:
(3)拓展与运用:
正方形CEGF在旋转过程中,当B,E,F三点在一条直线上时,如图(3)所示,延长CG交AD于点H.若AG=6,GH=2,则BC= .
【答案】(1)①四边形CEGF是正方形;②;(2)线段AG与BE之间的数量关系为AG=BE;(3)3
∴,GE∥AB,
∴,
故答案为:;
(2)连接CG,
(3)∵∠CEF=45°,点B、E、F三点共线,
∴∠BEC=135°,
∵△ACG∽△BCE,
∴∠AGC=∠BEC=135°,
∴∠AGH=∠CAH=45°,
∵∠CHA=∠AHG,
∴△AHG∽△CHA,
∴,学科*网
设BC=CD=AD=a,则AC=a,
则由得,
∴AH=a,
则DH=AD﹣AH=a,CH==a,
∴由得,
解得:a=3,即BC=3,
故答案为:3.学科*网
【关键点拨】本题考查了正方形的性质与判定,相似三角形的判定与性质等,综合性较强,有一定的难度,正确添加辅助线,熟练掌握正方形的判定与性质、相似三角形的判定与性质是解题的关键.
38.在矩形ABCD中,AB=12,P是边AB上一点,把△PBC沿直线PC折叠,顶点B的对应点是点G,过点B作BE⊥CG,垂足为E且在AD上,BE交PC于点F.
(1)如图1,若点E是AD的中点,求证:△AEB≌△DEC;
(2)如图2,①求证:BP=BF;
②当AD=25,且AE<DE时,求cos∠PCB的值;
③当BP=9时,求BE•EF的值.
【答案】(1)证明见解析;(2)①证明见解析;②;③108.
在△ABE和△DCE中,,
∴△ABE≌△DCE(SAS);
②当AD=25时,
∵∠BEC=90°,
∴∠AEB+∠CED=90°,
∵∠AEB+∠ABE=90°,
∴∠CED=∠ABE,
∵∠A=∠D=90°,
∴△ABE∽△DEC,
∴,
设AE=x,
∴DE=25﹣x,
∴,
∴x=9或x=16,
∵AE<DE,
∴AE=9,DE=16,
∴CE=20,BE=15,
由折叠得,BP=PG,
∴BP=BF=PG,
∵BE∥PG,
∴△ECF∽△GCP,
∴,
设BP=BF=PG=y,
∴,
∴y=,
∴BP=,
在Rt△PBC中,PC=,cos∠PCB==;
③如图,连接FG,
【关键点拨】此题是四边形综合题,主要考查了矩形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,折叠的性质,利用方程的思想解决问题是解本题的关键.
39.对给定的一张矩形纸片ABCD进行如下操作:先沿CE折叠,使点B落在CD边上(如图①),再沿CH折叠,这时发现点E恰好与点D重合(如图②)
(1)根据以上操作和发现,求的值;
(2)将该矩形纸片展开.
①如图③,折叠该矩形纸片,使点C与点H重合,折痕与AB相交于点P,再将该矩形纸片展开.求证:∠HPC=90°;
②不借助工具,利用图④探索一种新的折叠方法,找出与图③中位置相同的P点,要求只有一条折痕,且点P在折痕上,请简要说明折叠方法.(不需说明理由)
【答案】(1);(2)①证明见解析;②见解析.
(2)①设AD=BC=a,则AB=CD=a,BE=a,
∴AE=(﹣1)a,
如图③,连接EH,则∠CEH=∠CDH=90°,
∵∠BEC=45°,∠A=90°,
∴∠AEH=45°=∠AHE,
∴AH=AE=(﹣1)a,
设AP=x,则BP=a﹣x,由翻折可得,PH=PC,即PH2=PC2,
∴AH2+AP2=BP2+BC2,
即[(﹣1)a]2+x2=(a﹣x)2+a2,
解得x=a,即AP=BC,
又∵PH=CP,∠A=∠B=90°,
∴Rt△APH≌Rt△BCP(HL),
∴∠APH=∠BCP,
又∵Rt△BCP中,∠BCP+∠BPC=90°,
∴∠APH+∠BPC=90°,
∴∠CPH=90°;
②折法:如图,由AP=BC=AD,可得△ADP是等腰直角三角形,PD平分∠ADC,
故沿着过D的直线翻折,使点A落在CD边上,此时折痕与AB的交点即为P;
【关键点拨】本题属于折叠问题,主要考查了等腰直角三角形的性质,矩形的性质,全等三角形的判定与性质的综合运用,折叠是一种对称变换,它属于轴对称,折叠前后图形的形状和大小不变,对应边和对应角相等.解题时常常设要求的线段长为x,然后根据折叠和轴对称的性质用含x的代数式表示其他线段的长度,选择适当的直角三角形,运用勾股定理列出方程求出答案.学科&网
40.如图1,在▱ABCD中,DH⊥AB于点H,CD的垂直平分线交CD于点E,交AB于点F,AB=6,DH=4,BF:FA=1:5.
(1)如图2,作FG⊥AD于点G,交DH于点M,将△DGM沿DC方向平移,得到△CG′M′,连接M′B.
①求四边形BHMM′的面积;
②直线EF上有一动点N,求△DNM周长的最小值.
(2)如图3,延长CB交EF于点Q,过点Q作QK∥AB,过CD边上的动点P作PK∥EF,并与QK交于点K,将△PKQ沿直线PQ翻折,使点K的对应点K′恰好落在直线AB上,求线段CP的长.
【答案】(1)①四边形BHMM′的面积为7.5;②△DNM周长的最小值为9;(2)CP的长为或.
②连接CM交直线EF于点N,连接DN,如图2,
(2)∵BF∥CE,
∴,
∴QF=2,
∴PK=PK'=6,学科&网
过点K'作E'F'∥EF,分别交CD于点E',交QK于点F',如图3,
综上所述,CP的长为或.
【关键点拨】本题考查四边形的综合题,关键是根据相似三角形的性质和平移的性质解答,注意(2)分两种情况分析.
41.在平面直角坐标系中,四边形是矩形,点,点,点.以点为中心,顺时针旋转矩形,得到矩形,点,,的对应点分别为,,.
(Ⅰ)如图①,当点落在边上时,求点的坐标;
(Ⅱ)如图②,当点落在线段上时,与交于点.
①求证;
②求点的坐标.
(Ⅲ)记为矩形对角线的交点,为的面积,求的取值范围(直接写出结果即可).
【答案】(Ⅰ)点的坐标为.(Ⅱ)①证明见解析;②点的坐标为.(Ⅲ).
(Ⅱ)①由四边形是矩形,得.
又点在线段上,得.学科*网
由(Ⅰ)知,,又,,
∴.
②由,得.
(Ⅲ).
【关键点拨】本大题主要考查了等腰三角形的判定和性质,勾股定理以及旋转变换的性质等知识,灵活运用勾股定理求解是解决本题的关键.
42.在菱形中,,点是射线上一动点,以为边向右侧作等边,点的位置随点的位置变化而变化.
(1)如图1,当点在菱形内部或边上时,连接,与的数量关系是 ,与的位置关系是 ;
(2)当点在菱形外部时,(1)中的结论是否还成立?若成立,请予以证明;若不成立,
请说明理由(选择图2,图3中的一种情况予以证明或说理).
(3) 如图4,当点在线段的延长线上时,连接,若 , ,求四边形的面积.
【答案】(1)BP=CE; CE⊥AD;(2)成立,理由见解析;(3) .
②CE⊥AD ,
∵菱形对角线平分对角,
∴,
∵△ABP≌△ACE,
∴,
∵,
∴,学*科网
∴,
∴ ,
∴CF⊥AD ,即CE⊥AD;
(2)(1)中的结论:BP=CE,CE⊥AD 仍然成立,理由如下:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,BD平分∠ABC ,
【关键点拨】本题考查了菱形的性质,全等三角形的判定与性质,等边三角形判定与性质等,熟练掌握相关知识,正确添加辅助线是解题的关键.
43.问题提出
(1)如图①,已知△ABC,请画出△ABC关于直线AC对称的三角形.
问题探究
(2)如图②,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,AE=4,AF=2,是否在边BC、CD上分别存在点G、H,使得四边形EFGH的周长最小?若存在,求出它周长的最小值;若不存在,请说明理由.
问题解决
(3)如图③,有一矩形板材ABCD,AB=3米,AD=6米,现想从此板材中裁出一个面积尽可能大的四边形EFGH部件,使∠EFG=90°,EF=FG=米,∠EHG=45°,经研究,只有当点E、F、G分别在边AD.AB、BC上,且AF<BF,并满足点H在矩形ABCD内部或边上时,才有可能裁出符合要求的部件,试问能否裁得符合要求的面积尽可能大的四边形EFGH部件?若能,求出裁得的四边形EFGH部件的面积;若不能,请说明理由.
【答案】(1)作图见解析;(2)存在,最小值为;(3)能,.
(3)能裁得,理由:∵EF=FG=,∠A=∠B=90°,∠1+∠AFE=∠2+AFE=90°,∴∠1=∠2,在△AEF与△BGF中,∵∠1=∠2,∠A=∠B,EF=FG,∴△AEF≌△BGF,∴AF=BG,AE=BF,设AF=x,则AE=BF=3﹣x,∴,解得:x=1,x=2(不合题意,舍去),∴AF=BG=1,BF=AE=2,∴DE=4,CG=5,连接EG,作△EFG关于EG的对称△EOG,则四边形EFGO是正方形,∠EOG=90°,以O为圆心,以EG为半径作⊙O,则∠EHG=45°的点在⊙O上,连接FO,并延长交⊙O于H′,则H′在EG的垂直平分线上,连接EH′GH′,则∠EH′G=45°,此时,四边形EFGH′是要想裁得符合要求的面积最大的,∴C在线段EG的垂直平分线设,∴点F,O,H′,C在一条直线上,∵EG=,∴OF=EG=,∵CF=,∴OC=,∵OH′=OE=FG=,∴OH′<OC,∴点H′在矩形ABCD的内部,∴可以在矩形ABCD中,裁得符合条件的面积最大的四边形EFGH′部件,这个部件的面积=EG•FH′==,∴当所裁得的四边形部件为四边形EFGH′时,裁得了符合条件的最大部件,这个部件的面积为()m2.
44.在正方形ABCD中,E是边CD上一点(点E不与点C、D重合),连结BE.
(感知)如图①,过点A作AF⊥BE交BC于点F.易证△ABF≌△BCE.(不需要证明)
(探究)如图②,取BE的中点M,过点M作FG⊥BE交BC于点F,交AD于点G.
(1)求证:BE=FG.
(2)连结CM,若CM=1,则FG的长为 .
(应用)如图③,取BE的中点M,连结CM.过点C作CG⊥BE交AD于点G,连结EG、MG.若CM=3,则四边形GMCE的面积为 .
【答案】(1)证明见解析;(2)2,9.
∴△ABF≌△BCE(ASA);
探究:(1)如图②,
(2)由(1)知,FG=BE,
连接CM,
∵∠BCE=90°,点M是BE的中点,
∴BE=2CM=2,
∴FG=2,
故答案为:2.学科*网
应用:同探究(2)得,BE=2ME=2CM=6,
∴ME=3,
同探究(1)得,CG=BE=6,
∵BE⊥CG,
∴S四边形CEGM=CG×ME=×6×3=9,
故答案为:9.
【关键点拨】本题是四边形综合题,主要考查了正方形的性质,同角的余角相等,全等三角形的判定和性质,直角三角形的性质,熟练掌握相关的性质与定理、判断出CG=BE是解本题的关键.
45.已知,,,斜边,将绕点顺时针旋转,如图1,连接.
(1)填空: ;
(2)如图1,连接,作,垂足为,求的长度;
(3)如图2,点,同时从点出发,在边上运动,沿路径匀速运动,沿路径匀速运动,当两点相遇时运动停止,已知点的运动速度为1.5单位秒,点的运动速度为1单位秒,设运动时间为秒,的面积为,求当为何值时取得最大值?最大值为多少?
【答案】(1)60;(2);(3)x时,y有最大值,最大值.
(2)如图1中。
(3)①当0<x时,M在OC上运动,N在OB上运动,此时过点N作NE⊥OC且交OC于点E.
则NE=ON•sin60°x,
∴S△OMN•OM•NE1.5xx,
∴yx2,
∴x时,y有最大值,最大值.学科*网
②当x≤4时,M在BC上运动,N在OB上运动.
作OG⊥BC于G.MN=12﹣2.5x,OG=AB=2,
∴y•MN•OG=12x,
当x=4时,y有最大值,最大值=2.
综上所述:y有最大值,最大值为.
【关键点拨】
本题考查几何变换综合题、30度的直角三角形的性质、等边三角形的判定和性质、三角形的面积等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题.
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