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初中数学中考复习:34四边形综合复习(含答案)
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这是一份初中数学中考复习:34四边形综合复习(含答案),共11页。
中考总复习:四边形综合复习--巩固练习(提高)
【巩固练习】
一、选择题
1.如图,在中,,是上异于、的一点,则的值
是( ).A.16 B.20 C.25 D.30
2. 如图1,在矩形中,动点从点出发,沿→→→方向运动至点处停止.设点运动的路程为,的面积为,如果关于的函数图象如图2所示,则当
时,点应运动到( ). A.处 B.处 C.处 D.处
3.(2012•孝感)如图,在菱形ABCD中,∠A=60°,E、F分别是AB,AD的中点,DE、BF相交于点G,连接BD,CG.有下列结论:①∠BGD=120°;②BG+DG=CG;③△BDF≌△CGB;④S△ABD=AB2其中正确的结论有( ). A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
;
4.一个正方形纸片,用剪刀沿一条不过任何顶点的直线将其剪成两部分;拿出其中一部分,再沿一条不过任何顶点的直线将其剪成两部分;又从得到的三部分中拿出其中之一,还是沿一条不过任何顶点的直线将其剪成两部分……如此下去,最后得到了34个六十二边形和一些多边形纸片,则至少要剪的刀数是( ).A. 2004 B. 2005 C. 2006 D. 2007
5.如图所示,已知菱形OABC,点C在x轴上,直线y=x经过点A,菱形OABC的面积是.若反比例函数的图象经过点B,则此反比例函数表达式为( ).
A. B. C. D.
A
B
C
Q
R
M
D
第5题 第6题
6. 如图,正方形ABCD的边长为2,将长为2的线段QR的两端放在正方形的相邻的两边上同时滑动.如果Q点从A点出发,沿图中所示方向按A→B→C→D→A滑动到A止,同时点R从B点出发,沿图中所示方向按B→C→D→A→B滑动到B止,在这个过程中,线段QR的中点M所经过的路线围成的图形的面积为( ).
A.2 B. C. D.
二、填空题
7. 如图,将两张长为8,宽为2的矩形纸条交叉,使重叠部分是一个菱形,容易知道当两张纸条垂直
时,菱形的周长有最小值8,那么菱形周长的最大值是_________.
第7题 第8题
8. 如图,在等腰梯形中,,= 4=,=45°.直角三角板含45°角
的顶点在边上移动,一直角边始终经过点,斜边与交于点.若为等腰三角
形,则的长等于____________.
9.(2012•锦州)如图,正方形A1B1B2C1,A2B2B3C2,A3B3B4C3,…,AnBnBn+1Cn,按如图所示放置,使点A1、A2、A3、A4、…、An在射线OA上,点B1、B2、B3、B4、…、Bn在射线OB上.若∠AOB=45°,OB1=1,图中阴影部分三角形的面积由小到大依次记作S1,S2,S3,…,Sn,则Sn=________________-
.
第9题 第10题
10.(2012•深圳)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,以斜边AB为边向外作正方形ABDE,且正方形对角线交于点O,连接OC,已知AC=5,OC=6,则另一直角边BC的长为 .
11.(2012•天津)如图,已知正方形ABCD的边长为1,以顶点A、B为圆心,1为半径的两弧交于点E,以顶点C、D为圆心,1为半径的两弧交于点F,则EF的长为 .
第11题 第12题
12.(2012•丽水)如图,在直角梯形ABCD中,∠A=90°,∠B=120°,AD=,AB=6.在底边AB上取点E,在射线DC上取点F,使得∠DEF=120°.
(1)当点E是AB的中点时,线段DF的长度是______;
(2)若射线EF经过点C,则AE的长是_______.
三、解答题
13.如图,在边长为4cm的正方形ABCD中,点E,F,G,H分别按A⇒B,B⇒C,C⇒D,D⇒A的方向同时出发,以1cm/s的速度匀速运动.在运动过程中,设四边形EFGH的面积为S(cm2),运动时间为t(s).
(1)试证明四边形EFGH是正方形;
(2)写出S关于t的函数关系式,并求运动几秒钟时,面积最小,最小值是多少?
(3)是否存在某一时刻t,使四边形EFGH的面积与正方形ABCD的面积比是5:8?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
14.如图,在矩形ABCD中,AB=3,AD=1,点P在线段AB上运动,设AP=x,现将纸片还原,使点D与P重合,得折痕EF(点E、F为折痕与矩形边的交点,再将纸片还原。
(1)当x=0时,折痕EF的长为 ;当点与E与A重合时,折痕EF的长为 ;
(2)请求出使四边形EPFD为菱形的x的取值范围,并求出x=2时菱形的边长:
(3)令EF2为y,当点E在AD,点F在BC上时,写出y与x的函数关系式。当y取最大值时,判断△EAP与△PBF是否相似;若相似,求出x的值;若不相似,请说明理由。
15.如图,在梯形ABCD中,,,,,点由B出发沿BD方向匀速运动,速度为1cm/s;同时,线段EF由DC出发沿DA方向匀速运动,速度为1cm/s,交于Q,连接PE.若设运动时间为(s)().解答下列问题:
(1)当为何值时,?(2)设的面积为(cm2),求与之间的函数关系式;
(3)是否存在某一时刻,使?若存在,求出此时的值;若不存在,说明理由.
(4)连接,在上述运动过程中,五边形的面积是否发生变化?说明理由.
A
E
D
Q
P
B
F
C
16.已知,以AC为边在外作等腰,其中AC=AD.
(1)如图1,若,AC=BC,四边形ABCD是平行四边形,则 °;
(2)如图2,若,是等边三角形, AB=3,BC=4.求BD的长;
(3)如图3,若为锐角,作于H,当时,
是否成立?若不成立,说明你的理由,若成立,并证明你的结论.
【答案与解析】
一.选择题
1.【答案】A.
2.【答案】C.
3.【答案】C.
【解析】①由菱形的性质可得△ABD、BDC是等边三角形,∠DGB=∠GBE+∠GEB=30°+90°=120°,故①正确;
②∵∠DCG=∠BCG=30°,DE⊥AB,∴可得DG=CG(30°角所对直角边等于斜边一半)、BG=CG,故可得出BG+DG=CG,即②也正确;
③首先可得对应边BG≠FD,因为BG=DG,DG>FD,故可得△BDF不全等△CGB,即③错误;
④S△ABD=AB•DE=AB•(BE)=AB•AB=AB2,即④正确.综上可得①②④正确,共3个.
4.【答案】B.
根据题意,用剪刀沿不过顶点的直线剪成两部分时,每剪开一次,使得各部分的内角和增加360°.于是,剪过k次后,可得(k+1)个多边形,这些多边形的内角和为(k+1)×360°.
因为这(k+1)个多边形中有34个六十二边形,它们的内角和为34×(62-2)×180°=34×60×180°,其余多边形有(k+1)-34= k-33(个),而这些多边形的内角和不少于(k-33) ×180°.
所以(k+1)×360°≥34×60×180°+(k-33)×180°,解得k≥2005.
当我们按如下方式剪2005刀时,可以得到符合条件的结论.先从正方形上剪下1个三角形,得到1个三角形和1个五边形;再在五边形上剪下1个三角形,得到2个三角形和1个六边形……如此下去,剪了58刀后,得到58个三角形和1个六十二边形.再取33个三角形,在每个三角形上剪一刀,又可得到33个三角形和33个四边形,对这33个四边形,按上述正方形的剪法,再各剪58刀,便34个六十二边形和33×58个三角形.于是共剪了58+33+33×58=2005(刀).
5.【答案】C.
【解析】提示:可得A(1,1),B(1+,1).
6.【答案】B.
【解析】根据题意得点M到正方形各顶点的距离都为1,点M所走的运动轨迹为以正方形各顶点为圆心,以1为半径的四个扇形,
∴点M所经过的路线围成的图形的面积为正方形ABCD的面积减去4个扇形的面积.
而正方形ABCD的面积为2×2=4,4个扇形的面积为4×=π,
∴点M所经过的路线围成的图形的面积为4 -π.
二.填空题
7.【答案】17.
【解析】提示:当两张矩形纸条的对角线重合时,矩形纸条的一条对角线也是菱形的对角线,菱形的对角线有最大值,那么菱形的边长也有最大值。菱形的边长就成为不重叠的两个全等直角三角形的斜边,此时重叠部分的菱形有最大值.
设菱形边长为x,根据勾股定理,x²=2²+(8-x)², 解得:X=4.25,所以,周长为4×4.25=17.
8.【答案】.
9.【答案】.
【解析】根据正方形性质和等腰直角三角形性质得出OB1=A1B1=1,求出A1C1=A2C1=1,A2C2=A3C2=2,A3C3=A4C3=4,根据三角形的面积公式求出S1=×20×20,S2=×21×21,S3=×22×22,推出Sn=×2n-1×2n-1,求出即可.
10.【答案】7.
【解析】如图2所示,
过点O作OM⊥CA,交CA的延长线于点M;过点O作ON⊥BC于点N.
易证△OMA≌△ONB,∴OM=ON,MA=NB.
∴O点在∠ACB的平分线上,∴△OCM为等腰直角三角形.
∵OC=6,∴CM=6.∴MA=CM﹣AC=6﹣5=1,
∴BC=CN+NB=6+1=7.
11.【答案】﹣1.
【解析】解:连接AE,BE,DF,CF.
∵以顶点A、B为圆心,1为半径的两弧交于点E,AB=1,
∴AB=AE=BE,∴△AEB是等边三角形,∴边AB上的高线为:,
同理:CD边上的高线为:,
延长EF交AB于N,并反向延长EF交DC于M,则E、F、M,N共线,
∵AE=BE,∴点E在AB的垂直平分线上,
同理:点F在DC的垂直平分线上,
∵四边形ABCD是正方形,∴AB∥DC,∴MN⊥AB,MN⊥DC,
设F到AB到距离为x,E到DC的距离为x′,EF=y,
由题意可知:x=x′,则x+y+x=1,
∵x+y=,∴x=1﹣,∴EF=1﹣2x=﹣1.
12.【答案】6;2或5.
【解析】(1)过E点作EG⊥DF,由E是AB的中点,得出DG=3,再根据∠DEG=60°得出∠DEF=
120°,由tan60°=即可求出GF的长,进而得出结论;
(2)过点B作BH⊥DC,延长AB至点M,过点C作CM⊥AB于F,则BH=AD=,再由锐角三角函数的定义求出CH及BC的长,设AE=x,则BE=6-x,利用勾股定理用x表示出DE及EF的长,再判断出△EDF∽△BCE,由相似三角形的对应边成比例即可得出关于x的方程,求出x的值即可.
三.综合题
13.【解析】(1)∵点E,F,G,H在四条边上的运动速度相同,
∴AE=BF=CG=DH,
在正方形ABCD中,∠A=∠B=∠C=∠D=90°,
且AB=BC=CD=DA,
∴EB=FC=GD=HA,
∴△AEH≌△BFE≌△CGF≌△DHG(SAS),
∴EH=FE=GF=HG(全等三角形的对应边相等),
∠AEH=∠BFE(全等三角形的对应角相等),
∴四边形EFGH是菱形.(四条边相等的四边形是菱形),
又∵∠BEF+∠BFE=90°,
∴∠BEF+∠AEH=90°,
∴∠FEH=180°-(∠BEF+∠AEH)=90°,
∴四边形EFGH为正方形.(有一个角是直角的菱形是正方形).
(2)∵运动时间为t(s),运动速度为1cm/s,
∴AE=tcm,AH=(4-t)cm,
由(1)知四边形EFGH为正方形,
∴S=EH2=AE2+AH2=t2+(4-t)2
即S=2t2-8t+16=2(t-2)2+8,
当t=2秒时,S有最小值,最小值是8cm2;
(3)存在某一时刻t,使四边形EFGH的面积与正方形ABCD的面积比是5:8.
∵S=S正方形ABCD,
∴2(t-2)2+8=×16,∴t1=1,t2=3;
当t=1或3时,
四边形EFGH的面积与正方形ABCD的面积的比是5:8.
14.【解析】(1)∵纸片折叠,使点D与点P重合,得折痕EF,
当AP=x=0时,点D与点P重合,即为A,D重合,B,C重合,那么EF=AB=CD=3;
当点E与点A重合时,
∵点D与点P重合是已知条件,
∴∠DEF=∠FEP=45°,
∴∠DFE=45°,
即:ED=DF=1,
利用勾股定理得出EF=
∴折痕EF的长为;
(2)∵要使四边形EPFD为菱形,
∴DE=EP=FP=DF,
只有点E与点A重合时,EF最长为,此时x=1,
当EF最短时,即EF=BC,此时x=3,
∴探索出1≤x≤3
当x=2时,如图,连接DE、PF.
∵EF是折痕,
∴DE=PE,设PE=m,则AE=2-m
∵在△ADE中,∠DAE=90°,
∴AD2+AE2=DE2,即12+(2-m)2=m2
解得m=,此时菱形EPFD的边长为.
(3)过E作EH⊥BC;
∵∠OED+∠DOE=90°,∠FEO+∠EOD=90°,
∴∠ODE=∠FEO,
∴△EFH∽△DPA,
∴,
∴FH=3x;
∴y=EF2=EH2+FH2=9+9x2;
当F与点C重合时,如图,连接PF;
∵PF=DF=3,
∴PB==2,
∴0≤x≤3-2.
15.【解析】(1)∵PE∥AB,
∴.
而DE=t,DP=10-t,
∴,
∴t=,
∴当t=(s),PE∥AB.
(2)∵线段EF由DC出发沿DA方向匀速运动,
∴EF平行且等于CD,
∴四边形CDEF是平行四边形.
∴∠DEQ=∠C,∠DQE=∠BDC.
∵BC=BD=10,
∴△DEQ∽△BCD.
∴.
.
∴EQ=t.
过B作BM⊥CD,交CD于M,过P作PN⊥EF,交EF于N,
∵BC=BD,BM⊥CD,CD=4cm,
∴CM=CD=2cm,
∴BM==cm,
∵EF∥CD,
∴∠BQF=∠BDC,∠BFG=∠BCD,
又∵BD=BC,
∴∠BDC=∠BCD,
∴∠BQF=∠BFG,
∵ED∥BC,
∴∠DEQ=∠QFB,
又∵∠EQD=∠BQF,
∴∠DEQ=∠DQE,
∴DE=DQ,
∴ED=DQ=BP=t,
∴PQ=10-2t.
又∵△PNQ∽△BMD,
∴.
∴.
∴PN=4(1-).
∴S△PEQ=EQ•PN=×t×(1-)=.
(3)S△BCD=CD•BM=×4×4=8,
若S△PEQ=S△BCD,
则有=×8,
解得t1=1,t2=4.
(4)在△PDE和△FBP中,
∵DE=BP=t,PD=BF=10-t,∠PDE=∠FBP,
∴△PDE≌△FBP(SAS).
∴S五边形PFCDE=S△PDE+S四边形PFCD=S△FBP+S四边形PFCD=S△BCD=8.
∴在运动过程中,五边形PFCDE的面积不变.
16. 【解析】(1)45;
(2)如图2,以A为顶点AB为边在外作=60°,并在AE上取AE=AB,连结BE和CE.
∵是等边三角形,
∴AD=AC,=60°.
∵=60°,
∴+=+.
即=.
∴≌.
∴EC=BD.
∵=60°,AE=AB=3,
∴是等边三角形,
∴=60°, EB= 3,
∵,
∴.
∵,EB=3,BC=4,
∴EC=5.
∴BD=5.
(3)=2成立.
以下证明:
如图3,过点B作BE∥AH,并在BE上取BE=2AH,连结EA,EC. 并取BE的中点K,连结AK.
∵于H,
∴.
∵BE∥AH,
∴.
∵,BE=2AH,
∴.
∵,
∴EC=BD.
∵K为BE的中点,BE=2AH,
∴BK=AH.
∵BK∥AH,
∴四边形AKBH为平行四边形.
又∵,
∴四边形AKBH为矩形.
∴.
∴AK是BE的垂直平分线.
∴AB=AE.
∵AB=AE,EC=BD,AC=AD,
∴≌.
∴.
∴.
即.
∵,为锐角,
∴.
∵AB=AE,
∴.
∴.
∴=2.
∴=2.
中考总复习:四边形综合复习--巩固练习(提高)
【巩固练习】
一、选择题
1.如图,在中,,是上异于、的一点,则的值
是( ).A.16 B.20 C.25 D.30
2. 如图1,在矩形中,动点从点出发,沿→→→方向运动至点处停止.设点运动的路程为,的面积为,如果关于的函数图象如图2所示,则当
时,点应运动到( ). A.处 B.处 C.处 D.处
3.(2012•孝感)如图,在菱形ABCD中,∠A=60°,E、F分别是AB,AD的中点,DE、BF相交于点G,连接BD,CG.有下列结论:①∠BGD=120°;②BG+DG=CG;③△BDF≌△CGB;④S△ABD=AB2其中正确的结论有( ). A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
;
4.一个正方形纸片,用剪刀沿一条不过任何顶点的直线将其剪成两部分;拿出其中一部分,再沿一条不过任何顶点的直线将其剪成两部分;又从得到的三部分中拿出其中之一,还是沿一条不过任何顶点的直线将其剪成两部分……如此下去,最后得到了34个六十二边形和一些多边形纸片,则至少要剪的刀数是( ).A. 2004 B. 2005 C. 2006 D. 2007
5.如图所示,已知菱形OABC,点C在x轴上,直线y=x经过点A,菱形OABC的面积是.若反比例函数的图象经过点B,则此反比例函数表达式为( ).
A. B. C. D.
A
B
C
Q
R
M
D
第5题 第6题
6. 如图,正方形ABCD的边长为2,将长为2的线段QR的两端放在正方形的相邻的两边上同时滑动.如果Q点从A点出发,沿图中所示方向按A→B→C→D→A滑动到A止,同时点R从B点出发,沿图中所示方向按B→C→D→A→B滑动到B止,在这个过程中,线段QR的中点M所经过的路线围成的图形的面积为( ).
A.2 B. C. D.
二、填空题
7. 如图,将两张长为8,宽为2的矩形纸条交叉,使重叠部分是一个菱形,容易知道当两张纸条垂直
时,菱形的周长有最小值8,那么菱形周长的最大值是_________.
第7题 第8题
8. 如图,在等腰梯形中,,= 4=,=45°.直角三角板含45°角
的顶点在边上移动,一直角边始终经过点,斜边与交于点.若为等腰三角
形,则的长等于____________.
9.(2012•锦州)如图,正方形A1B1B2C1,A2B2B3C2,A3B3B4C3,…,AnBnBn+1Cn,按如图所示放置,使点A1、A2、A3、A4、…、An在射线OA上,点B1、B2、B3、B4、…、Bn在射线OB上.若∠AOB=45°,OB1=1,图中阴影部分三角形的面积由小到大依次记作S1,S2,S3,…,Sn,则Sn=________________-
.
第9题 第10题
10.(2012•深圳)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,以斜边AB为边向外作正方形ABDE,且正方形对角线交于点O,连接OC,已知AC=5,OC=6,则另一直角边BC的长为 .
11.(2012•天津)如图,已知正方形ABCD的边长为1,以顶点A、B为圆心,1为半径的两弧交于点E,以顶点C、D为圆心,1为半径的两弧交于点F,则EF的长为 .
第11题 第12题
12.(2012•丽水)如图,在直角梯形ABCD中,∠A=90°,∠B=120°,AD=,AB=6.在底边AB上取点E,在射线DC上取点F,使得∠DEF=120°.
(1)当点E是AB的中点时,线段DF的长度是______;
(2)若射线EF经过点C,则AE的长是_______.
三、解答题
13.如图,在边长为4cm的正方形ABCD中,点E,F,G,H分别按A⇒B,B⇒C,C⇒D,D⇒A的方向同时出发,以1cm/s的速度匀速运动.在运动过程中,设四边形EFGH的面积为S(cm2),运动时间为t(s).
(1)试证明四边形EFGH是正方形;
(2)写出S关于t的函数关系式,并求运动几秒钟时,面积最小,最小值是多少?
(3)是否存在某一时刻t,使四边形EFGH的面积与正方形ABCD的面积比是5:8?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
14.如图,在矩形ABCD中,AB=3,AD=1,点P在线段AB上运动,设AP=x,现将纸片还原,使点D与P重合,得折痕EF(点E、F为折痕与矩形边的交点,再将纸片还原。
(1)当x=0时,折痕EF的长为 ;当点与E与A重合时,折痕EF的长为 ;
(2)请求出使四边形EPFD为菱形的x的取值范围,并求出x=2时菱形的边长:
(3)令EF2为y,当点E在AD,点F在BC上时,写出y与x的函数关系式。当y取最大值时,判断△EAP与△PBF是否相似;若相似,求出x的值;若不相似,请说明理由。
15.如图,在梯形ABCD中,,,,,点由B出发沿BD方向匀速运动,速度为1cm/s;同时,线段EF由DC出发沿DA方向匀速运动,速度为1cm/s,交于Q,连接PE.若设运动时间为(s)().解答下列问题:
(1)当为何值时,?(2)设的面积为(cm2),求与之间的函数关系式;
(3)是否存在某一时刻,使?若存在,求出此时的值;若不存在,说明理由.
(4)连接,在上述运动过程中,五边形的面积是否发生变化?说明理由.
A
E
D
Q
P
B
F
C
16.已知,以AC为边在外作等腰,其中AC=AD.
(1)如图1,若,AC=BC,四边形ABCD是平行四边形,则 °;
(2)如图2,若,是等边三角形, AB=3,BC=4.求BD的长;
(3)如图3,若为锐角,作于H,当时,
是否成立?若不成立,说明你的理由,若成立,并证明你的结论.
【答案与解析】
一.选择题
1.【答案】A.
2.【答案】C.
3.【答案】C.
【解析】①由菱形的性质可得△ABD、BDC是等边三角形,∠DGB=∠GBE+∠GEB=30°+90°=120°,故①正确;
②∵∠DCG=∠BCG=30°,DE⊥AB,∴可得DG=CG(30°角所对直角边等于斜边一半)、BG=CG,故可得出BG+DG=CG,即②也正确;
③首先可得对应边BG≠FD,因为BG=DG,DG>FD,故可得△BDF不全等△CGB,即③错误;
④S△ABD=AB•DE=AB•(BE)=AB•AB=AB2,即④正确.综上可得①②④正确,共3个.
4.【答案】B.
根据题意,用剪刀沿不过顶点的直线剪成两部分时,每剪开一次,使得各部分的内角和增加360°.于是,剪过k次后,可得(k+1)个多边形,这些多边形的内角和为(k+1)×360°.
因为这(k+1)个多边形中有34个六十二边形,它们的内角和为34×(62-2)×180°=34×60×180°,其余多边形有(k+1)-34= k-33(个),而这些多边形的内角和不少于(k-33) ×180°.
所以(k+1)×360°≥34×60×180°+(k-33)×180°,解得k≥2005.
当我们按如下方式剪2005刀时,可以得到符合条件的结论.先从正方形上剪下1个三角形,得到1个三角形和1个五边形;再在五边形上剪下1个三角形,得到2个三角形和1个六边形……如此下去,剪了58刀后,得到58个三角形和1个六十二边形.再取33个三角形,在每个三角形上剪一刀,又可得到33个三角形和33个四边形,对这33个四边形,按上述正方形的剪法,再各剪58刀,便34个六十二边形和33×58个三角形.于是共剪了58+33+33×58=2005(刀).
5.【答案】C.
【解析】提示:可得A(1,1),B(1+,1).
6.【答案】B.
【解析】根据题意得点M到正方形各顶点的距离都为1,点M所走的运动轨迹为以正方形各顶点为圆心,以1为半径的四个扇形,
∴点M所经过的路线围成的图形的面积为正方形ABCD的面积减去4个扇形的面积.
而正方形ABCD的面积为2×2=4,4个扇形的面积为4×=π,
∴点M所经过的路线围成的图形的面积为4 -π.
二.填空题
7.【答案】17.
【解析】提示:当两张矩形纸条的对角线重合时,矩形纸条的一条对角线也是菱形的对角线,菱形的对角线有最大值,那么菱形的边长也有最大值。菱形的边长就成为不重叠的两个全等直角三角形的斜边,此时重叠部分的菱形有最大值.
设菱形边长为x,根据勾股定理,x²=2²+(8-x)², 解得:X=4.25,所以,周长为4×4.25=17.
8.【答案】.
9.【答案】.
【解析】根据正方形性质和等腰直角三角形性质得出OB1=A1B1=1,求出A1C1=A2C1=1,A2C2=A3C2=2,A3C3=A4C3=4,根据三角形的面积公式求出S1=×20×20,S2=×21×21,S3=×22×22,推出Sn=×2n-1×2n-1,求出即可.
10.【答案】7.
【解析】如图2所示,
过点O作OM⊥CA,交CA的延长线于点M;过点O作ON⊥BC于点N.
易证△OMA≌△ONB,∴OM=ON,MA=NB.
∴O点在∠ACB的平分线上,∴△OCM为等腰直角三角形.
∵OC=6,∴CM=6.∴MA=CM﹣AC=6﹣5=1,
∴BC=CN+NB=6+1=7.
11.【答案】﹣1.
【解析】解:连接AE,BE,DF,CF.
∵以顶点A、B为圆心,1为半径的两弧交于点E,AB=1,
∴AB=AE=BE,∴△AEB是等边三角形,∴边AB上的高线为:,
同理:CD边上的高线为:,
延长EF交AB于N,并反向延长EF交DC于M,则E、F、M,N共线,
∵AE=BE,∴点E在AB的垂直平分线上,
同理:点F在DC的垂直平分线上,
∵四边形ABCD是正方形,∴AB∥DC,∴MN⊥AB,MN⊥DC,
设F到AB到距离为x,E到DC的距离为x′,EF=y,
由题意可知:x=x′,则x+y+x=1,
∵x+y=,∴x=1﹣,∴EF=1﹣2x=﹣1.
12.【答案】6;2或5.
【解析】(1)过E点作EG⊥DF,由E是AB的中点,得出DG=3,再根据∠DEG=60°得出∠DEF=
120°,由tan60°=即可求出GF的长,进而得出结论;
(2)过点B作BH⊥DC,延长AB至点M,过点C作CM⊥AB于F,则BH=AD=,再由锐角三角函数的定义求出CH及BC的长,设AE=x,则BE=6-x,利用勾股定理用x表示出DE及EF的长,再判断出△EDF∽△BCE,由相似三角形的对应边成比例即可得出关于x的方程,求出x的值即可.
三.综合题
13.【解析】(1)∵点E,F,G,H在四条边上的运动速度相同,
∴AE=BF=CG=DH,
在正方形ABCD中,∠A=∠B=∠C=∠D=90°,
且AB=BC=CD=DA,
∴EB=FC=GD=HA,
∴△AEH≌△BFE≌△CGF≌△DHG(SAS),
∴EH=FE=GF=HG(全等三角形的对应边相等),
∠AEH=∠BFE(全等三角形的对应角相等),
∴四边形EFGH是菱形.(四条边相等的四边形是菱形),
又∵∠BEF+∠BFE=90°,
∴∠BEF+∠AEH=90°,
∴∠FEH=180°-(∠BEF+∠AEH)=90°,
∴四边形EFGH为正方形.(有一个角是直角的菱形是正方形).
(2)∵运动时间为t(s),运动速度为1cm/s,
∴AE=tcm,AH=(4-t)cm,
由(1)知四边形EFGH为正方形,
∴S=EH2=AE2+AH2=t2+(4-t)2
即S=2t2-8t+16=2(t-2)2+8,
当t=2秒时,S有最小值,最小值是8cm2;
(3)存在某一时刻t,使四边形EFGH的面积与正方形ABCD的面积比是5:8.
∵S=S正方形ABCD,
∴2(t-2)2+8=×16,∴t1=1,t2=3;
当t=1或3时,
四边形EFGH的面积与正方形ABCD的面积的比是5:8.
14.【解析】(1)∵纸片折叠,使点D与点P重合,得折痕EF,
当AP=x=0时,点D与点P重合,即为A,D重合,B,C重合,那么EF=AB=CD=3;
当点E与点A重合时,
∵点D与点P重合是已知条件,
∴∠DEF=∠FEP=45°,
∴∠DFE=45°,
即:ED=DF=1,
利用勾股定理得出EF=
∴折痕EF的长为;
(2)∵要使四边形EPFD为菱形,
∴DE=EP=FP=DF,
只有点E与点A重合时,EF最长为,此时x=1,
当EF最短时,即EF=BC,此时x=3,
∴探索出1≤x≤3
当x=2时,如图,连接DE、PF.
∵EF是折痕,
∴DE=PE,设PE=m,则AE=2-m
∵在△ADE中,∠DAE=90°,
∴AD2+AE2=DE2,即12+(2-m)2=m2
解得m=,此时菱形EPFD的边长为.
(3)过E作EH⊥BC;
∵∠OED+∠DOE=90°,∠FEO+∠EOD=90°,
∴∠ODE=∠FEO,
∴△EFH∽△DPA,
∴,
∴FH=3x;
∴y=EF2=EH2+FH2=9+9x2;
当F与点C重合时,如图,连接PF;
∵PF=DF=3,
∴PB==2,
∴0≤x≤3-2.
15.【解析】(1)∵PE∥AB,
∴.
而DE=t,DP=10-t,
∴,
∴t=,
∴当t=(s),PE∥AB.
(2)∵线段EF由DC出发沿DA方向匀速运动,
∴EF平行且等于CD,
∴四边形CDEF是平行四边形.
∴∠DEQ=∠C,∠DQE=∠BDC.
∵BC=BD=10,
∴△DEQ∽△BCD.
∴.
.
∴EQ=t.
过B作BM⊥CD,交CD于M,过P作PN⊥EF,交EF于N,
∵BC=BD,BM⊥CD,CD=4cm,
∴CM=CD=2cm,
∴BM==cm,
∵EF∥CD,
∴∠BQF=∠BDC,∠BFG=∠BCD,
又∵BD=BC,
∴∠BDC=∠BCD,
∴∠BQF=∠BFG,
∵ED∥BC,
∴∠DEQ=∠QFB,
又∵∠EQD=∠BQF,
∴∠DEQ=∠DQE,
∴DE=DQ,
∴ED=DQ=BP=t,
∴PQ=10-2t.
又∵△PNQ∽△BMD,
∴.
∴.
∴PN=4(1-).
∴S△PEQ=EQ•PN=×t×(1-)=.
(3)S△BCD=CD•BM=×4×4=8,
若S△PEQ=S△BCD,
则有=×8,
解得t1=1,t2=4.
(4)在△PDE和△FBP中,
∵DE=BP=t,PD=BF=10-t,∠PDE=∠FBP,
∴△PDE≌△FBP(SAS).
∴S五边形PFCDE=S△PDE+S四边形PFCD=S△FBP+S四边形PFCD=S△BCD=8.
∴在运动过程中,五边形PFCDE的面积不变.
16. 【解析】(1)45;
(2)如图2,以A为顶点AB为边在外作=60°,并在AE上取AE=AB,连结BE和CE.
∵是等边三角形,
∴AD=AC,=60°.
∵=60°,
∴+=+.
即=.
∴≌.
∴EC=BD.
∵=60°,AE=AB=3,
∴是等边三角形,
∴=60°, EB= 3,
∵,
∴.
∵,EB=3,BC=4,
∴EC=5.
∴BD=5.
(3)=2成立.
以下证明:
如图3,过点B作BE∥AH,并在BE上取BE=2AH,连结EA,EC. 并取BE的中点K,连结AK.
∵于H,
∴.
∵BE∥AH,
∴.
∵,BE=2AH,
∴.
∵,
∴EC=BD.
∵K为BE的中点,BE=2AH,
∴BK=AH.
∵BK∥AH,
∴四边形AKBH为平行四边形.
又∵,
∴四边形AKBH为矩形.
∴.
∴AK是BE的垂直平分线.
∴AB=AE.
∵AB=AE,EC=BD,AC=AD,
∴≌.
∴.
∴.
即.
∵,为锐角,
∴.
∵AB=AE,
∴.
∴.
∴=2.
∴=2.
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