专题知识回顾
1.矩形的定义:有一个角是直角的平行四边形叫做矩形。
2.矩形的性质:(1)矩形的四个角都是直角; (2)矩形的对角线平分且相等。
3.矩形判定定理:
(1)有一个角是直角的平行四边形是矩形;(2)对角线相等的平行四边形是矩形;
(3)有三个角是直角的四边形是矩形。
4.矩形的面积:S 矩形=长×宽=ab
专题典型题考法及解析
【例题 1】(2019 广西桂林)将矩形 ABCD 按如图所示的方式折叠,BE ,EG ,FG 为折痕,若顶点 A ,C ,
D 都落在点 O 处,且点 B , O , G 在同一条直线上,同时点 E , O , F 在另一条直线上,
则 )
AD
的值为 ( AB
6 A.
5
B. 2
3 C.
2
D. 3
【答案】B
【解析】由折叠可得, AE OE DE , CG OG DG ,
E , G 分别为 AD , CD 的中点,
设 CD 2a , AD 2b ,则 AB 2a OB , DG OG CG a , BG 3a , BC AD 2b , Q C 90,
RtBCG 中, CG 2
BC 2 BG 2 ,
即 a2
(2b)2 2a 2 ,
(3a)2 ,
b2
b
即 b 2a , 2 ,a
AD
的值为 2
AB
【例题 2】(2019 贵州省安顺市) 如图,在 △RtABC 中,∠BAC=90°,AB=3,AC=4,点 D 为斜边 BC 上的一个动点,过 D 分别作 DM⊥AB 于点 M,作 DN⊥AC 于点 N,连接 MN,则线段 MN 的最小值为
.
A
M
N
B
D
C
【答案】12
5
【解析】连接 AD,即可证明四边形 AMDN 是矩形;由矩形 AMDN 得出 MN=AD,再由三角形的面积关系求出 AD 的最小值,即可得出结果.
连接 AD,如图所示:
A
M
N
B
D
C
∵DM⊥AB,DN⊥AC,∴∠AMD=∠AND=90°,
又∵∠BAC=90°,∴四边形 AMDN 是矩形;∴MN=AD, ∵∠BAC=90°,AB=3,AC=4,∴BC=5,
当 AD⊥BC 时,AD 最短,
此时△ABC 的面积= 1 2 BC•AD= 1
2AB•AC,
∴AD 的最小值=AB AC 12
BC 5, 12
∴线段 MN 的最小值为
5
。
专题典型训练题
一、选择题
1.(2019•广东广州)如图,矩形 ABCD 中,对角线 AC 的垂直平分线 EF 分别交 BC,AD 于点 E,F,若 BE =3,AF=5,则 AC 的长为(
)
A.4
B.4 C.10 D.8
【答案】A
【解析】连接 AE,由线段垂直平分线的性质得出 OA=OC,AE=CE,证 △明AOF≌△COE 得出 AF=CE
=5,得出 AE=CE=5,BC=BE+CE=8,由勾股定理求出 AB= 即可.
=4,再由勾股定理求出 AC
连接 AE,如图:
∵EF 是 AC 的垂直平分线,
∴OA=OC,AE=CE,
∵四边形 ABCD 是矩形,
∴∠B=90°,AD∥BC,
∴∠OAF=∠OCE,
在△AOF 和△COE 中,
,
∴△AOF≌△COE(ASA),
∴AF=CE=5,
∴AE=CE=5,BC=BE+CE=3+5=8,
∴AB=
=
=4,
∴AC=
= =4 ;
故选:A.
2.(2019•贵州省铜仁市)如图为矩形 ABCD,一条直线将该矩形分割成两个多边形,若这两个多边形的内角
和分别为 a 和 b,则 a+b 不可能是( )
A.360°
B.540° C.630° D.720°
【答案】C.
【解答】一条直线将该矩形 ABCD 分割成两个多边形,每一个多边形的内角和都是 180°的
倍数,都能被 180 整除,分析四个答案,
只有 630 不能被 180 整除,所以 a+b 不可能是 630°.
3.(2019•山东泰安)如图,矩形 ABCD 中,AB=4,AD=2,E 为 AB 的中点,F 为 EC 上一动点,P 为 DF 中点,连接 PB,则 PB 的最小值是(
)
A.2
B.4 C. D.
【答案】D
【解析】根据中位线定理可得出点点 P 的运动轨迹是线段 P1P2,再根据垂线段最短可得当 BP⊥P1P2 时,PB 取得最小值;由矩形的性质以及已知的数据即可知 BP1⊥P1P2,故 BP 的最小值为 BP1 的长,由勾股定理求解 即可.
如图:
当点 F 与点 C 重合时,点 P 在 P1 处,CP1=DP1, 当点 F 与点 E 重合时,点 P 在 P2 处,EP2=DP2, ∴P1P2∥CE 且 P1P2= CE
当点 F 在 EC 上除点 C、E 的位置处时,有 DP=FP 由中位线定理可知:P1P∥CE 且 P1P= CF
∴点 P 的运动轨迹是线段 P1P2,
∴当 BP⊥P1P2 时,PB 取得最小值
∵矩形 ABCD 中,AB=4,AD=2,E 为 AB 的中点,
∴△CBE △、ADE △、BCP1 为等腰直角三角形,CP1=2
∴∠ADE=∠CDE=∠CP1B=45°,∠DEC=90°
∴∠DP2P1=90°
∴∠DP1P2=45°
∴∠P2P1B=90°,即 BP1⊥P1P2,
∴BP 的最小值为 BP1 的长
在等腰直角 BCP1 中,CP1=BC=2
∴BP1=2
∴PB 的最小值是 2
4.(2019 湖北荆州)如图,矩形 ABCD 的顶点 A,B,C 分别落在∠MON 的边 OM,ON 上,若 OA=OC,要
求只用无刻度的直尺作∠MON 的平分线.小明的作法如下:连接AC,BD 交于点 E,作射线 OE,则射线 OE
平分∠MON.有以下几条几何性质:①矩形的四个角都是直角,②矩形的对角线互相平分,③等腰三角形 的“三线合一”.小明的作法依据是(
)
A.①②
B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】C
【解析】∵四边形 ABCD 为矩形,
∴AE=CE,
而 OA=OC,
∴OE 为∠AOC 的平分线.
二、填空题
5.(2019 重庆)如图,在矩形 ABCD 中, AB 3 , AD 2 ,以点 A 为圆心,AD 长为半径画弧,交 AB 于点 E,图中阴影部分的面积是___________(结果保留 ).
D C
A
【答案】 6
E
B
【解析】 S阴
90
2 3- • • 22
360
6-
6.(2019湖南娄底)如图,要使平行四边形 ABCD 是矩形,则应添加的条件是 即可).
(添加一个条件
【答案】∠ABC=90°或 AC=BD.
【解析】解:根据矩形的判定定理:对角线相等的平行四边形是矩形,有一个角是直角的平行四边形是矩形; 故添加条件:∠ABC=90°或 AC=BD.
故答案为:∠ABC=90°或 AC=BD.
7.(2019 黑龙江省龙东地区)如图,矩形 ABCD 中,AB=4,BC=6,点 P 是矩形 ABCD 内一动点,且 S
1 ,则 PC+PD 的最小值是= S ________. △PCD 2
△PAB
A
D
P
B
C
【答案】 4 5 .
1 【解析】结合已知条件,根据S △PAB=
2
△S可判断出点 P 在平行于 AB,与 AB 的距离为 2、与 CD 的距离
PCD
为 4 的直线上,再根据“将军饮马问题”的解法解之即可.
1 1
过点 P 作直线 l∥AB,作点 D 关于直线 l 的对称点 D ,连接 CD ,∵矩形 ABCD 中,AB=4,BC=6,∴CD=4,DD 1=8,
在 R△tCDD 中,由勾股定理得 CD = 4 5 ,∴PC+PD 的最小值是 4 5 .
1
1
8.(2019 内蒙古通辽)如图,在矩形 ABCD 中,AD=8,对角线 AC 与 BD 相交于点 O,AE⊥BD,垂足为点 E,且 AE 平分∠BAC,则 AB 的长为
.
【答案】
.
【解答】∵四边形 ABCD 是矩形
∴AO=CO=BO=DO,
∵AE 平分∠BAO
∴∠BAE=∠EAO,且 AE=AE,∠AEB=∠AEO,
∴△ABE≌△AOE(ASA)
∴AO=AB,且 AO=OB
∴AO=AB=BO=DO,
∴BD=2AB,
2 2, ∵AD2 +AB =BD 2 2, ∴64+AB =4AB
∴AB=
9.(2019•湖北省咸宁市)如图,先有一张矩形纸片 ABCD,AB=4,BC=8,点 M,N 分别在矩形的边 AD,
BC 上,将矩形纸片沿直线 MN 折叠,使点 C 落在矩形的边 AD 上,记为点 P,点 D 落在 G 处,连接 PC,交 MN 于点 Q,连接 CM.下列结论:
①CQ=CD;
②四边形 CMPN 是菱形;
③P,A 重合时,MN=2
;
④PQM 的面积 S 的取值范围是 3≤S≤5. △
其中正确的是 (把正确结论的序号都填上).
【答案】②③.
【解析】先判断出四边形 CFHE 是平行四边形,再根据翻折的性质可得 CN=NP,然后根据邻边相等的平行
四边形是菱形证明,判断出②正确;假设CQ=CD,得 △RtCMQ≌△CMD,进而得∠DCM=∠QCM=∠BCP
=30°,这个不一定成立,判断①错误;点 P 与点 A 重合时,设 BN=x,表示出 AN=NC=8﹣x,利用勾股定
理列出方程求解得 x 的值,进而用勾股定理求得 MN,判断出③正确;当 MN 过 D 点时,求得四边形 CMPN 的最小面积,进而得 S 的最小值,当 P 与 A 重合时,S 的值最大,求得最大值便可.
如图 1,
∵PM∥CN,
∴∠PMN=∠MNC,
∵∠MNC=∠PNM,∴∠PMN=∠PNM,∴PM=PN, ∵NC=NP,∴PM=CN,
∵MP∥CN,
∴四边形 CNPM 是平行四边形,
∵CN=NP,∴四边形 CNPM 是菱形,故②正确; ∴CP⊥MN,∠BCP=∠MCP,
∴∠MQC=∠D=90°,
∵CP=CP,
若 CQ=CD,则 △RtCMQ≌△CMD,
∴∠DCM=∠QCM=∠BCP=30°,这个不一定成立, 故①错误;
点 P 与点 A 重合时,如图 2,
设 BN=x,则 AN=NC=8﹣x,
即 4 2+x2 =(8﹣x)2 ,
在 △RtABN 中,AB2+BN2=AN2 ,
解得 x=3,
∴CN=8﹣3=5,AC=
,
∴
,
∴
,
.
∴MN=2QN=2
故③正确;
当 MN 过点 D 时,如图 3,
此时,CN 最短,四边形 CMPN 的面积最小,则 S 最小为 S=
,
当 P 点与 A 点重合时,CN 最长,四边形 CMPN 的面积最大,则 S 最大为 S=
,
∴4≤S≤5,故④错误.故答案为:②③.
10.(2019·贵州贵阳)如图,在矩形 ABCD 中,AB=4,∠DCA=30°,点 F 是对角线 AC 上的一个动点,连接
DF,以 DF 为斜边作∠DFE=30°的直角三角形 DEF,使点 E 和点 A 位于 DF 两侧,点 F 从点 A 到点 C 的运 动过程中,点 E 的运动路径长是
.
【答案】
.
【解析】E 的运动路径是 EE'的长; ∵AB=4,∠DCA=30°,
∴BC=
,
当 F 与 A 点重合时,
在 △RtADE'中,AD=
,∠DAE'=30°,∠ADE'=60°,
∴DE'=
,∠CDE'=30°,
当 F 与 C 重合时,∠EDC=60°,
∴∠EDE'=90°,∠DEE'=30°, 在 △RtDEE'中,EE'=
.
11.(2019•山东潍坊)如图,在矩形 ABCD 中,AD=2.将∠A 向内翻折,点 A 落在 BC 上,记为 A′,折痕为 DE.若将∠B 沿 EA′向内翻折,点 B 恰好落在 DE 上,记为 B′,则 AB=
.
【答案】 .
【解析】利用矩形的性质,证明∠ADE=∠A'DE=∠A'DC=30°,∠C=∠A'B'D=90°,推出D△B△ 'A'≌△DCA',
CD=B'D,设 AB=DC=x,在 △RtADE 中,通过勾股定理可求出 AB 的长度. ∵四边形 ABCD 为矩形,
∴∠ADC=∠C=∠B=90°,AB=DC,
由翻折知 △,AED≌△A△ 'ED △,A'BE≌△A'B'E,∠A'B'E=∠B=∠A'B'D=90°, ∴∠AED=∠A'ED,∠A'EB=∠A'EB',BE=B'E,
∴∠AED=∠A'ED=∠A'EB= ×180°=60°,
∴∠ADE=90°﹣∠AED=30°,∠A'DE=90°﹣∠A'EB=30°,
∴∠ADE=∠A'DE=∠A'DC=30°,
又∵∠C=∠A'B'D=90°,DA'=DA',
∴D△B△
'A'≌△DCA'(AAS),
∴DC=DB',
在 △RtAED 中,
∠ADE=30°,AD=2,
∴AE=
= ,
设 AB=DC=x,则 BE=B'E=x﹣
∵AE2+AD2=DE2 ,
∴(
)2+22=(x+x﹣ )2 ,
解得,x 1=
(负值舍去),x2 =
12.(2019 北京市)在矩形 ABCD 中,M,N,P,Q 分别为边 AB,BC,CD,于任意矩形 ABCD,下面四个结论中,
①存在无数个四边形 MNPQ 是平行四边形;
②存在无数个四边形 MNPQ 是矩形;
③存在无数个四边形 MNPQ 是菱形;
④至少存在一个四边形 MNPQ 是正方形.
所有正确结论的序号是_______.
【答案】①②③
【解析】如图,O 为矩形 ABCD 对角线的交点,
DA 上的点(不与端点重合).对
①图中任过点 O 的两条线段 PM,QN,则四边形 MNPQ 是平行四边形;显然有无数个.本结论正确.
②图中任过点 O 的两条相等的线段 PM,QN,则四边形 MNPQ 是矩形;显然有无数个.本结论正确.
③图中任过点 O 的两条垂直的线段 PM,QN,则四边形 MNPQ 是菱形;显然有无数个.本结论正确.
④图中过点 O 的两条相等且垂直的线段 PM,QN,则四边形 MNPQ 是正方形;显然有一个.本结论错误. 故填:①② ③.
13.(2019 辽宁本溪)如图,BD 是矩形 ABCD 的对角线,在 BA 和 BD 上分别截取 BE,BF,使 BE=BF;分
1
别以 E,F 为圆心,以大于 EF 的长为半径作弧,两弧在∴ABD 内交于点 G,作射线 BG 交 AD 于点 P,若
2
AP=3,则点 P 到 BD 的距离为
.
【答案】3.
【解析】过点 P 作 PQ∴BD,垂足为 Q, 根据题意可得 BP 平分∴ABD.
∴四边形 ABCD 为矩形, ∴∴A=90°,
∴PA=PQ. ∴PA=3,
∴PQ=3,
故答案为 3.
14.(2019 辽宁抚顺)在矩形 ABCD 中,AB=6,AD=3,E 是 AB 边上一点,AE=2,F 是直线 CD 上一动点,
将△AEF 沿直线 EF 折叠,点 A 的对应点为点 A',当点 E、A'、C 三点在一条直线上时,DF 的长度为 .
【答案】1 或 11;
【解析】在旋转过程中 A 有两次和 E,C 在一条直线上,第一次在利用平行的性质证出 CF=CE,即可求解;
如图 1:
将△AEF 沿直线 EF 折叠,点 A 的对应点为点 A',
∴∠AEF=∠EA'F,AE=A'E,
∵AB∥CD,
∴∠AEF=∠CFE,
∴CF=CE,
∵AB=6,AD=3,AE=2,
∴CF=CE=6﹣DF,A'E=2,BE=4,BC=3,
∴EC=5,
∴6﹣DF=5,
∴DF=1;
如图 2:
由折叠∠FEA'=∠FEA,
∵AB∥CD,
∴∠CFE=∠CEF,
∴CF=CE,
∴CF=5,
∴DF=11;
故答案为 1 或 11;
EC 线段上,第二次在 CE 线段的延长线上,
三、解答题
15.(2019 湖南怀化)已知:如图,在 ABCD 中,AE⊥BC,CF⊥AD,E,F 分别为垂足. (1)求证:△ABE≌△CDF;
(2)求证:四边形 AECF 是矩形.
【答案】(1)见解析;(2)见解析.
【解析】(1)证明:∵四边形 ABCD 是平行四边形, ∴∠B=∠D,AB=CD,AD∥BC,
∵AE⊥BC,CF⊥AD,
∴∠AEB=∠AEC=∠CFD=∠AFC=90°,
在△ABE 和△CDF 中,
,
∴△ABE≌△CDF(AAS);
(2)证明:∵AD∥BC,
∴∠EAF=∠AEB=90°,
∴∠EAF=∠AEC=∠AFC=90°,
∴四边形 AECF 是矩形.
16.(2019 湖南郴州)如图 1,矩形 ABCD 中,点 E 为 AB 边上的动点(不与 A,B 重合),
1 延长 EA 1 直线 DC 于点 F,再把∠BEF 折叠, 把△ADE 沿 DE 翻折,点 A 的对应点为 A ,交使点 B 的对应点 B 1落在 EF 上,折痕 EH 交直线 BC 于点 H.
(1)求证:△A△ 1 DE∽△B1△ EH;
(2)如图 2,直线 MN 是矩形 ABCD 的对称轴,若点 A 恰1 好落在直线 MN 上,试判断△DEF 的形状,并说 明理由;
(3)如图 3,在(2)的条件下,点 G 为△DEF 内一点,且∠DGF=150°,试探究 DG,EG,FG 的数量关系.
【答案】(1)见解析;(2)△DEF 是等边三角形,理由见解析;(3)DG2+GF2 =GE2 .
1 1= 90°,∠AED=∠ A 【解析】解:(1)证明:由折叠的性质可知:∠DAE=∠DA E=90°,∠EBH=∠EB HED,∠BEH=∠B EH,
1
1
∴∠DEA 1+ ∠HEB 1= 90°.
又∵∠HEB 1+= ∠EHB 1 90°,
∴∠DEA 1=, ∠EHB 1
∴△A△ 1 DE∽△B1△ EH;
(2)结论:△DEF 是等边三角形;
理由如下:
∵直线 MN 是矩形 ABCD 的对称轴,
∴点 A 1 是 EF 的中点,即 A 1 E=A 1F ,
∴△A△ 1 DE≌△A1△ DF(SAS),
∴DE=DF,∠FDA 1=, ∠EDA 1
又∵△ADE≌△A△ 1 DE,∠ADF=90°.
∴∠ADE=∠EDA 1== ∠FDA 1 30°,
∴∠EDF=60°,
∴△DEF 是等边三角形;
(3)DG,EG,FG 的数量关系是 DG2+GF2=GE2,
理由如下:由(2)可知△DEF 是等边三角形; △将DGE 逆时针旋转 60° △到DG'F 位置,如解图(1), ∴G'F=GE,DG'=DG,∠GDG'=60°,
∴△DGG'是等边三角形,
∴GG'=DG,∠DGG'=60°,
∵∠DGF=150°,
∴∠G'GF=90°,
∴G'G2+GF2=G'F2 , ∴DG2+GF2=GE2 ,
17.(2019 湖南益阳)如图,在平面直角坐标系 xOy 中,矩形 ABCD 的边 AB=4,BC=6.若
不改变矩形 ABCD 的形状和大小,当矩形顶点 A 在 x 轴的正半轴上左右移动时,矩形的另 一个顶点 D 始终在 y 轴的正半轴上随之上下移动.
(1)当∠OAD=30°时,求点 C 的坐标;
(2)设 AD 的中点为 M,连接 OM、MC,当四边形 OMCD 的面积为
时,求 OA 的长;
(3)当点 A 移动到某一位置时,点 C 到点 O 的距离有最大值,请直接写出最大值,并求此时 cos∠OAD 的 值.
【答案】(1)(2,3+2
);(2)OA=3 ;
(3)当 O、M、C 三点在同一直线时,OC 有最大值 8,cos∠OAD= 【解析】解:(1)如图 1,过点 C 作 CE⊥y 轴于点 E,
.
∵矩形 ABCD 中,CD⊥AD,
∴∠CDE+∠ADO=90°,
又∵∠OAD+∠ADO=90°,
∴∠CDE=∠OAD=30°,
∴在 △RtCED 中,CE= CD=2,DE= 在 Rt△OAD 中,∠OAD=30°,
=2 ,
∴OD= AD=3,
∴点 C 的坐标为(2,3+2
);
(2)∵M 为 AD 的中点,
∴DM=3,S △DCM=6,
又 S 四边形 OMCD=
,
∴S △ODM= ,
∴S △OAD=9,
1
设 OA=x、OD=y,则 x2+y2 =36, xy=9,
2
∴x 2+y2=2xy,即 x=y,
将 x=y 代入 x2+y2=36 得 x2 =18,
解得 x=3
(负值舍去), ;
∴OA=3
(3)OC 的最大值为 8,
如图 2,M 为 AD 的中点,
∴OM=3,CM=
=5,
∴OC≤OM+CM=8,
当 O、M、C 三点在同一直线时,OC 有最大值 8,
连接 OC,则此时 OC 与 AD 的交点为 M,过点 O 作 ON⊥AD,垂足为 N, ∵∠CDM=∠ONM=90°,∠CMD=∠OMN,
∴△CMD∽△OMN,
∴
= = ,即
= ,
= ,
解得 MN= ,ON=
∴AN=AM﹣MN= ,
在 Rt△OAN 中,OA=
=
.
,
∴cos∠OAD=
=
18.(2019•湖北省鄂州市)如图,矩形 ABCD 中,AB=8,AD=6,点 O 是对角线 BD 的中点,过点 O 的直线 分别交 AB、CD 边于点 E、F.
(1)求证:四边形 DEBF 是平行四边形;
(2)当 DE=DF 时,求 EF 的长.
【答案】见解析。
【解析】根据矩形的性质得到 AB∥CD,由平行线的性质得到∠DFO=∠BEO,根据全等三角形的性质得到
DF=BE,于是得到四边形 BEDF 是平行四边形;推出四边形 BEDF 是菱形,得到 DE=BE,EF⊥BD,OE= OF,设 AE=x,则 DE=BE=8﹣x 根据勾股定理即可得到结论.
(1)证明:∵四边形 ABCD 是矩形,
∴AB∥CD,
∴∠DFO=∠BEO,
又因为∠DOF=∠BOE,OD=OB,
∴△DOF≌△BOE(ASA),
∴DF=BE,
又因为 DF∥BE,
∴四边形 BEDF 是平行四边形;
(2)解:∵DE=DF,四边形 BEDF 是平行四边形
∴四边形 BEDF 是菱形,
∴DE=BE,EF⊥BD,OE=OF,
设 AE=x,则 DE=BE=8﹣x
在 △RtADE 中,根据勾股定理,有 AE +AD =DE
2=( 2, ∴x 2 +6 8﹣x)
2 2 2
解之得:x= ,
∴DE=8﹣ =
,
在 △RtABD 中,根据勾股定理,有 AB2 +AD2 =BD2
∴BD=
,
BD=5,
∴OD=
2 ﹣OD2 在 △RtDOE 中,根据勾股定理,有 DE =OE2 ,
∴OE=
,
∴EF=2OE=
.
19. (2019 黑龙江大庆)如图在矩形 ABCD 中,AB=3,BC=4,M,N 在对角线 AC 上,且 AM=CN,E,F 分别是 AD,BC 的中点.
(1)求证 △:ABM≌△CDN;
(2)点 G 是对角线 AC 上的点,∠EGF=90°,求 AG 的长.
【答案】见解析。
【解析】(1)在矩形 ABCD 中,AB∥CD,所以∠BAM=∠DCN,
又因为 AB=CD,AM=CN,
所以△ABM≌△CDN(SAS);
(2)以 EF 为直径作圆,交 AC 于点 G ,G连EG F1==1 ,2 接 EG ,FG1 ,EG1 ,FG2 ,则∠2 ∠EG F2 90°,
1 3
因为 EF=AB=3,所以 G 1 H=G H2 = EF= ,
2 2
在 Rt△ABC 中,AC=
AB 2
BC 2 =5,
1 5
所以 AH= AC= , 2 2
所以 AG 1= 1,AG 2= 4.
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