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人教版八年级下册第十八章 平行四边形18.2 特殊的平行四边形18.2.1 矩形课后练习题
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这是一份人教版八年级下册第十八章 平行四边形18.2 特殊的平行四边形18.2.1 矩形课后练习题,文件包含专题05矩形与折叠重点知识及与中点相关题型解析版docx、专题05矩形与折叠重点知识及与中点相关题型原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共47页, 欢迎下载使用。
专题05 矩形与折叠重点知识及与中点相关题型
典例解析
1.【矩形判定】
【例1-1】(2020·贵州毕节期末)在数学活动课上,老师让同学们判断一个四边形门框是否为矩形,下面是一个学习小组拟定的方案,其中正确的有( )
①测量对角线是否相互平分;②测量两组对边是否相等;
③测量对角线是否相等;④测量其中三个角是否为直角
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】A.
【解析】解:①对角线是否相互平分,能判定其为平行四边形;
②两组对边是否分别相等,能判定平行四边形;
③对角线相等的四边形不一定是矩形;
④其中四边形中三个角都为直角,能判定矩形.
故答案为:A.
【例1-2】如图,在中,点是边上的一个动点,过点作直线,以及外角的平分线分别交于点、.
(1)求证:;
(2)当点运动到边的什么位置时,四边形是矩形?回答并证明你的结论.
【答案】见解析.
【解析】解:(1)证明:∵CE平分∠ACB,
∴∠ACE=∠BCE,
∵MN∥BC,
∴∠OEC=∠BCE,
∴∠ACE=∠OEC,
∴OE=OC,
同理:OF=OC,
∴OE=OF;
(2)当点O运动到AC边的中点时,四边形AECF是矩形.
证明:∵O为AC中点,
∴OA=OC,
又∵OE=OF,
∴四边形AECF为平行四边形,
∵OE=OC,
∴2OE=2OC,
即AC=EF.
∴四边形AECF为矩形.
【例2】(2020·四川广安期末)如图,在中,过点D作于点E,点F在边上,,连接.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)已知是的平分线,若,求的长度.
【答案】(1)见解析;(2).
【解析】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴CD∥AB,CD=AB
∵CF=AE,
∴DF=BE,DF∥BE,
∴四边形DFBE是平行四边形.
又∵DE⊥AB,
∴∠DEB=90°,
∴四边形DFBE是矩形.
(2)解:∵∠DAB=60°,∠DEB=90°
∴∠ADE=30°
又AD=3
∴AE=1.5
由勾股定理得:DE=.
【变式2-1】(2021·辽宁锦州市期末)如图,过边的中点,作,交于点,过点作,与的延长线交于点,连接,,若平分,于点.
(1)求证:①;②四边形是矩形;
(2)若,求的长.
【答案】见解析.
【解析】证明:(1)①∵CE平分∠BCA,
∴∠OCE=∠ECB
∵OB⊥CE
∴∠CFO=∠CFB=90°
又CF=CF
∴△OCF≌△BCF
∴OC=BC
②∵O是AC中点,
∴OA=OC
∵AD∥BC
∴∠DAO=∠BCO,∠ADO=∠OBC
∴△OAD≌△OCB
∴AD=BC
∵AD∥BC
∴四边形ABCD是平行四边形.
∵OE⊥AC,
∴∠COE=90°
∵CE=CE,OC=BC
∴△OCE≌△BCE
∴∠EBC=∠EOC=90°
∴四边形ABCD是矩形.
(2)∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC=3,AC=BD
∴OB=OC,
又OC=BC
∴OB=OC=BC,
即△OBC是等边三角形
∴∠OCB=60°,∠ECB=30°
又∠EBC=90°
∴CE=2BE
在Rt△BCE中,BC=3
∴BE2+32=(2BE)2,
得:BE=,CE=AE=2,
在Rt△AED中,由勾股定理得:DE=.
【变式2-2】如图,平行四边形中,点、、、分别在、、、边上且,.
(1)求证:四边形是平行四边形;
(2)如果,且,求证:四边形是矩形.
【答案】见解析.
【解析】解:(1)在平行四边形ABCD中,∠A=∠C,
又∵AE=GC,AH=CF
∴△AEH≌△CGF
∴EH=GF
又AB=CD,AD=BC
∴BE=DG,DH=BF
又∠B=∠D
∴△BEF≌△DGH
∴GH=EF
∴四边形EFGH是平行四边形.
(2)在平行四边形ABC中,AB∥CD,AB=CD.
设∠A=x,则∠D=180-x,
由AE=AH知,∠AHE=∠AEH=90-0.5x,
∵AD=AB=CD,AH=AE=CG
∴DH=DG
∴∠DHG=∠DGH=0.5x
∴∠EHG=180-(90-0.5x)-0.5x=90°
又∵四边形EFGH是平行四边形,
∴四边形EFGH是矩形.
2.【矩形性质】
【例3】(2021·山西晋中期末)矩形中,点M在对角线上,过M作的平行线交于E,交于F,连接和,已知,,则图中阴影部分的面积是( )
A.12 B.10 C.8 D.6
【答案】C.
【解析】解:过M作MP⊥AB于P,交DC于Q,如图所示:
则四边形DEMQ,四边形QMFC,四边形AEMP,四边形MPBF都是矩形,
∴S△DEM=S△DQM,S△QCM=S△MFC,S△AEM=S△APM,S△MPB=S△MFB,S△ABC=S△ADC,
∴S△ABC-S△AMP-S△MCF=S△ADC-S△AEM-S△MQC,
∴S四边形DEMQ=S四边形MPBF,
∵DE=CF=2,
∴S△DEM=S△MFB=×2×4=4,
∴S阴=4+4=8,
故答案为:C.
【变式3-1】(2021·重庆巴南期末)如图,在等腰直角中,,点D是内部一点, ,,垂足分别为E,F,若, ,,则( )
A.8 B.10 C.12.5 D.15
【答案】C.
【解析】解:由题意知,∠DEB=∠DFB=90°
∵△ABC为等腰直角三角形,
∴∠ABC=90°,
∴四边形DEBF为矩形,
∴BF=DE=2.5,DF=EB,
设DF=3x,则EB=3x,
∵5DF=3AF,
∴AF=5x,AB=5x+2.5,
∵CE=3DE,
∴CE=7.5,
∴CB=7.5+3x,
∵AB=CB,
∴5x+2.5=7.5+3x,解得:x=2.5,
∴AF=12.5,
故答案为:C.
【例4】(2021·沙坪坝区月考)如图,矩形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,过点O作OE^BD交AD于点E,已知AB=2,,则AE的长为( )
A.1.5 B.2 C.2.5 D.
【答案】A.
【解析】解:连接BE,
由题意得,OE为BD的垂直平分线,
∴BE=DE,S△BOE=S△DOE=,
∴S△BDE=2S△BOE=,
∴DE•AB=,
∵AB=2,
∴DE=,
∴BE=,
在Rt△ABE中,由勾股定理得:AE==1.5,
故答案为:A.
【变式4-1】如图,在矩形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,DF垂直平分OC,交AC于点E,交BC于点F,连接AF,若AB=.则AF的长为( )
A. B.2 C.3 D.
【答案】A.
【解析】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD=,AO=CO=BO=DO,
∵DF垂直平分OC
∴OD=CD
∴OD=CD=OC
∴△ODC是等边三角形
∴OD=CD=OC=
∴AC=2
由勾股定理得:BC=3
由∠CDF=∠BDO=30°,得:CE=
∴EF=,AE=AC-CF=,
∴AF=
故答案为:A.
【例5】(2020·石家庄市期中)如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=5,AC=12,P为边BC上一动点(P不与B、C重合),PE⊥AB于E,PF⊥AC于F,M为EF中点,则AM的取值范围是( )
A.≤AM<6 B.≤AM<12 C.≤AM<12 D.≤AM<6
【答案】A.
【解析】解:在Rt△ABC中,∵∠BAC=90°,AB=5,AC=12,
∴BC=13,
∵PE⊥AB于E,PF⊥AC于F,
∴∠PEA=∠PFA=∠EAF=90°,
∴四边形AEPF是矩形,
∵M是EF的中点,
∴延长AM经过点P,
∴EF=AP,AM=EF=PA,
当PA⊥CB时,此时PA=,
即AM的最小值为,
∵PA<AC,
∴PA<12,
∴AM<6,
∴≤AM<6,
故答案为:A.
【变式5-1】(2019·苏州吴江区月考)如图,在四边形中,,、分别是、的中点.
(1)求证:;(2)求证:.
【答案】见解析.
【解析】证明:(1)连接BM、DM,
∵∠ABC=∠ADC=90°,M是AC的中点,
∴BM=AC,DM=AC,
∴BM=DM;
(2)∵BM=DM,点N是BD的中点,
∴MN⊥BD.
【变式5-2】(2021·沙坪坝区月考)如图,矩形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,点E、F分别是BO、BC的中点,若AB=5,BC=12,则EF=____;
【答案】.
【解析】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BAD=90°,OC=AC,AD=BC=12,
∴AC==13,
∴OC=,
∵点E、F分别是BO、BC的中点,
∴EF是△BOC的中位线,
∴EF=OC=,
故答案为:.
【例6】如图,将矩形ABCD的四个角向内折叠铺平,恰好拼成一个无缝隙无重叠的矩形EFGH,若EH=5,EF=12,则CD长为( )
A.13 B. C.12 D.17
【答案】B.
【解析】解:由折叠可得,∠HEM=∠AEH,∠BEF=∠FEM,
∴∠HEF=∠HEM+∠FEM=×180°=90°,
同理可得:∠EHG=∠EFG=90°,
∴四边形EFGH为矩形,
∴EF=GH,
∵AD∥BC,
∴∠DHF=∠BFH,
由折叠可得,∠DHG=∠DHF,∠BFE=∠BFH,
∴∠DHG=∠BFE,
又∵∠D=∠B=90°,
∴△DHG≌△BFE,
∴DH=BF=FM,
又∵AH=MH,
∴AH+DH=MH+FM,即AD=FH,
又∵Rt△EFH中,EH=5,EF=12,
∴HF==13,
∴AD=13,
由折叠可得,△AEH≌△MEH,△BEF≌△MEF,△CFG≌△NFG,△DGH≌△NGH,
∴S矩形ABCD=2S矩形EFGH=2×EF•EH=2×5×12=120,
∴CD=,
故答案为:B.
【变式6-1】(2021·北京昌平区期末)如图,矩形ABCD中,AC与BD交于点O,BE⊥AC,CF⊥BD,垂足分别为E, F.
(1)求证:BE=CF.
(2)若∠AOB=60°,AB=8,求矩形的面积.
【答案】(1)见解析;(2).
【解析】(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=BD,OA=OC=AC,OB=OD=BD,
∴OB=OC,
∵BE⊥AC,CF⊥BD,
∴∠BEO=∠CFO=90°,
∴△BEO≌△CFO,
∴BE=CF;
(2)解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ABC=90°,AC=BD,OA=OC=AC,OB=OD=BD,
∴OB=OA,
∵∠AOB=60°,
∴△AOB是等边三角形,
∴AB=AO=OB=8,
∴AC=16,
由勾股定理得:BC= ,
∴矩形的面积=AB·BC= .
【变式6-2】(2020·四川成都期中)如图,在矩形ABCD中,AB=3,AD=4,P是AD上不与A和D重合的一个动点,过点P分别作AC和BD的垂线,垂足分别为E、F.求PE+PF=_____.
【答案】.
【解析】解:连接OP,过点A作AG⊥BD于G,
∵AB=3,AD=4,
∴BD=,S△ABD=AB•AD=BD•AG,
即×3×4=×5×AG,
解得:AG=,
在矩形ABCD中,OA=OD,
∵S△AOD=OA•PE+OD•PF=OD•AG,
∴PE+PF=AG=.
故PE+PF=.
故答案为:.
3.【与中点相关】
【例7】(2021·西安市期末)如图,在矩形中,,M为的中点,连接,E为的中点,连接、,若为直角,则的值为( )
A.3 B. C. D.
【答案】D.
【解析】解:连接AE,过点E作EF⊥AD,并延长,交BC于点H,
∵四边形ABCD是矩形,BC=4,
∴AD=BC=4,AB=CD,AD∥BC,∠BAD=∠ABC=∠ADC,
∴四边形ABHF是矩形
∵E为DM中点
∴AE=DE,AF=DF,BH=CH
∵∠BEC=90°
∴∠EBC=45°
∴EH=2,AM=2EF
∵M为AB中点
∴AM=AB,
EF=AB,EH=AB=2
∴AB=;
故答案为:D.
【例8】(2021·辽宁丹东期末)如图,在和中,,,是的中点,连接,,,若,则的面积为( )
A.12 B.12.5 C.15 D.24
【答案】A.
【解析】解:如图,过点M作ME⊥CD于点E,
∵∠ACB=∠ADB=90°,AB=10,M是AB中点
∴CM=5,DM=5,
∴CM=DM
∵ME⊥CD
∴CE=DE=3
由勾股定理得:EM=4
∴S△MCD=CD·EM=12
故答案为:A.
【例9】如图(1),中,、分别是高,、分别是线段、的中点.
(1)求证:;
(2)若,求的度数(用含的式子表示).
(3)如图(2),若将锐角变为钝角,直接写出与的数量关系.
【答案】见解析.
【解析】解:(1)∵CD、BE分别是AB、AC边上的高,M是BC的中点,
∴DM=BC,ME=BC,
∴DM=ME
又∵N为DE中点,
∴DN=NE,
∴MN⊥DE;
(2)在△ABC中,∠ABC+∠ACB=180°-∠A,
∵CD、BE分别是AB、AC边上的高,M是BC的中点,
∴DM=ME=BM=MC,
∴∠ABC=∠BDM,∠ACB=∠MEC,
∴∠BMD+∠CME=(180°-2∠ABC)+(180°-2∠ACB),
=360°-2(∠ABC+∠ACB),
=2∠A,
∴∠DME=180°-2∠A=180°-2α;
(3)∠DME=2∠BAC-180°,
理由如下:在△ABC中,∠ABC+∠ACB=180°-∠BAC,
由(2)得:DM=ME=BM=MC,
∴∠ABC=∠BDM,∠ACB=∠MEC,
∴∠BME+∠CMD=2∠ACB+2∠ABC=2(180°-∠BAC)=360°-2∠BAC,
∴∠DME=180°-(360°-2∠BAC)=2∠BAC-180°.
【例10】(2020·苏州吴江区月考)如图,在四边形中,分别是的中点.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
【答案】(1)见解析;(2)5.
【解析】解:(1)连接BM,DM,
∵∠ABC=∠ADC=90°,
∴△ABC与△ADC是直角三角形,
∵M是AC的中点,
∴BM是△ABC的中线,DM是△ADC的中线,
∴BM=AC,DM=AC,
∴BM=DM,
∴△BMD是等腰三角形,
∵N是BD的中点,
∴MN是等腰△BMD底边上的中线,
∴MN⊥BD;
(2)在Rt△ABC中,AM=BM=CM=AC=5
∴∠BAC=∠ABM,
∴∠BMC=∠BAC+∠ABM=∠BAC+∠BAC=2∠BAC,
在Rt△ADC中,AM=DM=CM=AC=5,
∴∠DAC=∠ADM,
∴∠DMC=∠DAC+∠ADM=∠DAC+∠DAC=2∠DAC,
∵∠BAD=30°,
∴∠BAC+∠DAC=30°,
∴∠BMD=∠BMC+∠DMC=2∠BAC+2∠DAC=2(∠BAC+∠DAC)=60°,
由(1)知:BM=DM,
∴△BMD是等边三角形,
∴BD=BM=DM=5,
故BD的长为5.
【例11】(2021·浙江湖州期末)如图,已知在中,是斜边上的中线,点是边延长线上一点,连结过点作于点,且.
(1)求证:.
(2)若,求的面积.
【答案】(1)见解析;(2).
【解析】证明:(1)∵∠ACB=90°,CD是三角形ABC斜边AB上的中线
∴CD=AD=BD=AB,
∵CF⊥DE,DF=EF
∴△CEF≌△CDE
∴CE=CD
∴AD=CE.
(2)由(1)知:CE=AD=5,AB=2AD=10,
∵∠ACB=90°,AC=6,AB=10
由勾股定理得:BC=8,
∴BE=BC+CE=13,
过D作DG⊥BC于G,
∵CD=BD,DG⊥BC
∴CG=BG=4,
在Rt△BDG中,由勾股定理得:DG=3,
∴S△BED=BE·DG= .
【例12】(2020·浙江杭州月考)定义,我们把对角线互相垂直的四边形叫做和美四边形,对角线交点作为和美四边形的中心.
(1)写出一种你学过的和美四边形______;
(2)顺次连接和美四边形四边中点所得四边形是( )
A.矩形 B,菱形 C.正方形 D.无法确定
(3)如图1,点O是和美四边形的中心,分别是边的中点,连接,记四边形的面积为,用等式表示的数量关系(无需说明理由)
(4)如图2,四边形是和美四边形,若,求的长.
【答案】(1)正方形;(2)A;(3)S1+S3=S2+S4;(4).
【解析】解:(1)正方形是学过的和美四边形,
故答案为:正方形;
(2)顺次连接和美四边形四边中点所得四边形是矩形,
四边形ACBD中,对角线AB⊥CD,即为“和美四边形”,
点E、F、G、H分别是AC、AD、BD、BC的中点,
∴EF∥CD∥HG,且EF=HG=CD,
EH∥FG∥AB,且EH=FG=AB,
∴四边形EFGH为平行四边形,
∵AB⊥CD,
∴EF⊥EH,
∴平行四边形EFGH是矩形;
故选:A.
(3)连接AC和BD,由和美四边形的定义可知,AC⊥BD,
则∠AOB=∠BOC=∠COD=∠DOA=90°,
又E、F、G、H分别是边AB、BC、CD、DA的中点,
∴S△AOE=S△BOE,S△BOF=S△COF,S△COG=S△DOG,S△DOH=S△AOH,
∴S1+S3=S△AOE +S△COF+S△COG+S△AOH =S2+S4;
(4)连接AC、BD交于点O,则AC⊥BD,
∵在Rt△AOB中,AO2=AB2-BO2,
Rt△DOC中,DO2=DC2-CO2,AB=4,BC=2,CD=5,
∴可得AD2=AO2+DO2=AB2-BO2+DC2-CO2=AB2+DC2-BC2=42+52-22=37,
得:AD=.
【例13】(2021·四川成都市期中)如图,在平面直角坐标系中,长方形MNPQ的顶点M,N分别在x轴,y轴正半轴上滑动,顶点P、Q在第一象限,若MN=10,PN=4,在滑动过程中,点P与坐标原点O的距离的最大值为____.
【答案】5+.
【解析】解:如图,取MN的中点E,连接OE,PE,OP,
∵∠MON=90°,E为MN的中点,
∴OE=5,
又∵∠MQP=90°,MN=10,PN=4,NE=5,
∴在Rt△PNE中,PE=,
又∵OP≤PE+OE=,
∴OP的最大值为:,
即点P到原点O距离的最大值为:,
故答案为:.
【例14】(2020·江苏苏州月考)如图,在四边形中,,点E是的中点.若,,则_________.
【答案】.
【解析】解:∵∠ABC=∠ADC=90°,E是对角线AC的中点,
∴BE=DE=AE=EC=AC,
∴∠ABE=∠BAE,∠ADE=∠DAE,
∵∠BEC=∠ABE+∠BAE,∠DEC=∠ADE+∠DAE,∠BED=∠BEC+∠DEC,∠BAE+∠DAE=∠BAD=45°,
∴∠BED=2∠BAE+2∠DAE=2∠BAD,
∵∠BAD=45°,
∴∠BED=90°,
∵BD=2,
∴BE=DE=,
∴AC=2BE=,
故答案为:.
【例15】如图,在中,已知,,是边上的高线,是边上的中线,于点G,且.
(1)求的长;(2)求证:.
【答案】(1)8;(2)见解析.
【解析】解:(1)∵AD是BC边上的高线,
∴AD⊥BC,
∴∠ADB=∠ADC=90°,
∵∠ACB=45°,
∴△ADC是等腰直角三角形,
∴AD=CD=AC=4,∠DAC=45°,
∵∠BAC=105°,
∴∠BAD=∠BAC-∠DAC=60°,
∴∠ABD=30°,
∴AB=2AD=8;
(2)连接DE,
∵CE是AB边上中线,
∴E是AB中点,
在Rt△ABD中,E是斜边AB中点,
∴DE=AB=4,
∵DC=4,
∴DE=DC,
∵DG⊥CE,
∴CG=EG.
4.【折叠问题】
【例16】(2020·海南期末)如图,在矩形ABCD中,点E在边CD上,将该矩形沿AE折叠,恰好使的D落在边BC上的点F处,如果∠BAF=60°,则∠DAE的大小为( )
A.10° B.15 ° C.20 ° D.25°
【答案】B.
【解析】解:∵四边形ABCD为矩形,
∴∠BAD=90°
由折叠知:∠FAE=∠DAE
∵∠DAF=∠BAD-∠BAF=30°
∴∠DAE=15°
故答案为:B.
【例17】(2021·广东汕尾期末)如图,将矩形纸片折叠,使点与点重合,折痕为.若,,那么线段的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C.
【解析】解:连接EC, AC与EF交于点O.
可知线段EF和线段AC互相垂直平分.
∴AE=CE,OF=OE,OA=OC
在Rt△ABC中,由勾股定理得:AC=
∴OA=.
设AE=CE=x,则BE=8-x,
在Rt△BCE中,(8-x)2+42=x2,
解得:x=5
∴AE=5,
在Rt△AOE中,由勾股定理得:OE=.
∴EF=2OE=2.
故答案为:C.
【例18】(2020·陕西西安期末)如图,对折矩形纸片,使与重合得到折痕,将纸片展平,再一次折叠,使点落到上的点处,并使折痕经过点,已知,则线段的长度为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B.
【解析】解:由四边形ABCD是矩形及折叠知,AE=AD=BC=1,EF⊥AD,
∴∠AEF=90°,
由折叠知AG=AD=2,
∴EG=,
故答案为:B.
【例19】(2020·浙江杭州期中)在矩形纸片中,.如图所示,折叠纸片,使点A落在边上的处,折痕为,当点在边上移动时,折痕的端点P、Q也随之移动,若限定点P、Q分别在线段、边上移动,则点在边上可移动的最大距离为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B.
【解析】解:①当P与B重合时,BA′=BA=6,
CA′=BC−BA′=10−6=4,
②当Q与D重合时,由勾股定理,得:CA′===8,
CA′最大是8,CA′最小是4,点A′在BC边上可移动的最大距离为8−4=4,
故答案为:B.
【例20】(2021·四川成都月考)如图,有一张长方形纸片ABCD中,纸片宽AB=5cm,沿直线AE把ADE折叠,使点D恰好落在边BC上的点F处,若ABF的面积是30cm2.
(1)求AD的长;(2)求ADE的面积.
【答案】(1)13cm;(2)cm2
【解析】解:(1)∵△ABF的面积是30cm2,AB=5cm,
∴AB•BF=30,
即×5•BF=30,
解得BF=12(cm).
在Rt△ABF中,
AF(cm),
∵沿直线AE把△ADE折叠,
∴AD=AF=13(cm);
(2)设DE=xcm,则EC=(5﹣x)cm,
∵BF=12cm,AD=13cm,
∴FC=AD﹣BF=13﹣12=1(cm),
在Rt△EFC中,12+(5﹣x)2=x2,
解得x=,
∴ED=(cm),
∴△ADE的面积(cm2).
【例21】(2020·吴江经济开发区月考)在四边形中,,.
(1)P为边上一点,如图,将沿直线翻折至的位置(点B落在点E处)
①当点E落在边上时,利用尺规作图,作出满足条件的图形,并直接写出此时_________;
②若点P为边的中点,连接,则与有何位置关系?请说明理由;
(2)点Q为射线上的一个动点,将沿翻折,点D恰好落在直线上的点处,求的长.
【答案】(1)①6,画图见详解;②EC∥PA,理由见详解;(2)BQ=10.
【解析】解:(1)①如图1中,以A为圆心AB为半径画弧交CD于E,作∠EAB的平分线交BC于点P.
在Rt△ADE中,∠D=90°,AE=AB=10,AD=8,
∴DE===6,
故答案为:6.
②结论:EC∥PA.
理由:由翻折知:AE=AB,PE=PB,
∴PA垂直平分线段BE,即PA⊥BE,
∵PB=PC=PE,
∴∠BEC=90°,
∴EC⊥BE,
∴EC∥PA;
(2)①当点Q在线段CD上时,设DQ=QD′=x.
在Rt△AD′B中,AD′=AD=8,AB=10,∠AD′B=90°,
∴BD′=,
在Rt△BQC中,∵CQ2+BC2=BQ2,
∴(10−x)2+82=(x+6)2,
∴x=4,
∴QD′=4,
∴BQ= QD′+ BD′=4+6=10;
②当点Q在线段DC的延长线上时,
∵DQ∥AB,
∴∠DQA=∠QAB,
∵∠DQA=∠AQB,
∴∠QAB=∠AQB,
∴BQ=AB =10,
综上所述,BQ=10.
【例22】(2021·河南郑州期末)我们学习过利用尺规作图平分一个任意角,而“利用尺规作图三等分一个任意角”曾是数学史上一大难题,之后被数学家证明是不可能完成的.但人们可以通过折纸把一个角三等分,今天我们就通过折纸把一个直角三等分.操作如下:第一步:如图①,对折长方形纸片,使与重合,沿对折后,得到折痕,把纸片展平;
第二步:如图②,再一次折叠纸片,使点落在上(标记为点),并使折痕经过点;
第三步:如图③,再展开纸片,得到折痕,同时连接.
这时就可以得到把直角三等分.为了说明这一方法的正确性,需要对其进行证明.如下给出了不完整的“已知”和“求证”,请补充完整,并写出“证明”过程.
已知:如图④,线段是长方形对折后的折痕,是由沿折叠后得到的三角形 ,求证:
【答案】见解析.
【解析】解:已知:如图④,线段EF是长方形ABCD对折后的折痕,△BOR是△BAR沿BR折叠后得到的三角形,点O在折痕EF上.
求证:BR、BO将∠ABC三等分
证明:连接OA
由折叠知EF垂直平分AB
又点O在对称轴EF上
∴OA=OB
由折叠知OB=AB,∠1=∠2,
∴OA=OB=AB
即△ABO是等边三角形
∴∠ABO=60°
∴∠1=∠2=30°
∵∠ABC=90°
∴∠3=30°
∴∠1=∠2=∠3
即BR、BO将∠ABC三等分.
【例23】(2021·重庆北碚区期末)如图,长方形ABCD中,,,点E为射线DC上的一个动点,△ADE与△AD’E关于直线AE对称,当△AD’B为直角三角形时,DE的长为( )
A.2或8 B.或18 C.或2 D.2或18
【答案】D.
【解析】解:分两种情况讨论:
①当E点在线段DC上时,
易知B、D’、E三点共线,
可得:BE=AB=10,BD’=8,DE=D’E=2.
②当E点在线段DC的延长线上时,如下图,
易证,△ABD’’≌△BEC,
∴BE=AB=10,
由勾股定理得:BD’’=8,
∴DE=D’’E=BD’’+BE=18
综上所知,DE=2或18,
故选:D.
【例24】(2020·广东深圳市期中)如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点E是BC边上一点,连接AE,将∠B沿直线AE折叠,使点B落在点处.
(1)如图1,当点E与点C重合时,与AD交于点F,求证:FA=FC;
(2)如图2,当点E不与点C重合,且△为直角三角形时,求CE的长.
【答案】(1)证明见解析;(2)CE的长为或1.
【解析】解:(1)设AD∠CB’于F,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,
∴∠FAC=∠ACB,
∵∠ACB=∠ACF,
∴∠FAC=∠FCA,
∴FA=FC.
(2)分两种情况:
①当∠EB’C=90°时,设CE= x,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=90°,
∴AC2=AB2+BC2= 32+42=25,
∴AC=5,
由折叠可知:AB=AB’=3,B’E=BE=4-x,此时A、B’、C共线,
∴B’C=5-3=2,
在Rt△B’CE中,EC2=B’E2+B’C2
∴x2=(4-x)2+22,
∴x=,
∴CE=.
②当∠CEB’=90°时,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=90°,
∵∠CEB’=90°,∴∠BEB’=90°
由折叠可知:∠AEB’=∠AEB=45°,
∴△ABE是等腰直角三角形,
∴BE=AB=3,
∴CE=BC-BE=4-3=1,
综上所述,CE的长为或1.
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