专题31第6章四边形之与正方形有关的垂线备战2022中考数学解题方法系统训练(全国通用)(解析版).doc
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1、31第6章四边形之与正方形有关的垂线一、单选题1如图,在平面直角坐标系中,点的坐标为,点分别在轴的正半轴上,则四边形的面积为( )ABCD【答案】B【分析】过点P作,证明,再根据面积计算即可;【详解】如图所示,过点P作,点的坐标为,PM=PN,又,故答案选B【点评】本题主要考查了四边形与坐标系结合,全等三角形的应用,准确判断计算是解题的关键2如图,点,点在射线上匀速运动,运动的过程中以为对称中心,为一个顶点作正方形,当正方形的面积为40时,点的坐标是( )ABCD【答案】D【分析】作轴于,轴于E,根据的坐标求得直线的斜率,进一步得出直线的斜率为,通过证得,得出,可设,则,然后根据待定系数法求得
2、直线的斜率为,整理得,然后根据勾股定理得出,代值求解即可【详解】解:作轴于,轴于E,设直线的解析式为,点四边形是正方形,直线的斜率为又,又,设,则设直线的解析式为,解得:整理得:正方形面积为40在中,即:解得:故答案选B【点评】本题是一次函数综合题,考查了待定系数法求一次函数的解析式,正方形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理的应用等,根据直线的斜率列出方程是解题的关键二、填空题3如图,正方形的边长为3,点在上,点在的延长线上,且,则四边形的面积为:_【答案】9【分析】根据SAS判断,从而得到四边形EBFD的面积=正方形ABCD的面积,计算即可;【详解】四边形ABCD是正方形,四边形EBF
3、D的面积=正方形ABCD的面积=9故答案是9【点评】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,正方形的性质,准确计算是解题的关键4正方形ABCD在平面直角坐标系中的位置如图所示,已知A点的坐标(0,4),B点的坐标(3,0),则点D的坐标是_【答案】(4,1)【分析】过点D作DEy轴于E,由“AAS”可证ABODAE,可得AEOB,DEOA,即可求解【详解】解:如图,过点D作DEy轴于E,BAO+DAEADE+DAE90°,BAOADE,在ABO和DAE中,ABODAE(AAS),AEOB,DEOA,A(0,4),B(3,0),OA4,OB3,OE431,点D的坐标为(4,1)【点评】本
4、题考查了正方形的性质,坐标与图形性质,全等三角形的判定和性质,熟记各性质并作辅助线构造出全等三角形是解题的关键5如图,正方形ABCD中,E为BC上一点,过B作BGAE于G,延长BG至点F使CFB45°,延长FC、AE交于点M,连接DF、BM,若C为FM中点,BM5,则FD的长为_【答案】【分析】过C点作CHBF于H点,过B点作BKCM于K,过D作DQMF交MF延长线于Q,只要证明AGBBHC,BKCCQD即可解决问题【详解】解:如图,过C点作CHBF于H点,过B点作BKCM于K,过D作DQMF交MF延长线于QCFB45°CHHF,ABG+BAG90°,FBE+AB
5、G90°,BAGFBE,AGBF,CHBF,AGBBHC90°,在AGB和BHC中,AGBBHC,BAGHBC,ABBC,AGBBHC(AAS),AGBH,BGCH,BHBG+GH,BHHF+GHFG,AGFG;CHGF,CHGM,C为FM的中点,CHGM,BGGM,BM5,BG,GM2,AG2,AB5,HF,CF×,CM,CKCMCF,BK,在BKC和CQD中,CBKDCQ,BKCCQD90°,BCCD,BKCCQD(AAS),CQBK,DQCK,QFCQCF,DQQF,DF×故答案为【点评】此题考查的是全等三角形的判定及性质、等腰三角形的判
6、定及性质和正方形的性质,掌握全等三角形的判定及性质、等腰三角形的判定及性质和正方形的性质是解题关键6如图,正方形的边长为4,点在边上,若点在正方形的某一边上,满足,且与的交点为则_【答案】或【分析】分两种情况进行讨论,点F在AD上或点F在AB上,依据全等三角形的性质以及矩形的性质,即可得到CM的长【详解】解:分两种情况:如图1所示,当点F在AD上时,由CF=BE,CD=BC,BCE=CDF=90°可得,RtBCERtCDF(HL),DCF=CBE,又BCF+DCF=90°,BCF+CBE=90°,BMC=90°,即CFBE,BC=4,CE=3,BCE=9
7、0°,BE=5,CM=;如图2所示,当点F在AB上时,同理可得,RtBCFRtCBE(HL),BF=CE,又BFCE,四边形BCEF是平行四边形,又BCE=90°,四边形BCEF是矩形,CM=BE=×5=故答案为:或【点评】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质以及勾股定理的运用,全等三角形的判定是结合全等三角形的性质证明线段和角相等的重要工具在判定三角形全等时,关键是选择恰当的判定条件7如图,平面直角坐标系中有一正方形,点的坐标为点坐标为_【答案】【分析】过点作轴于,过点作轴,过点作交CE的延长线于先证明,得到,根据点的坐标定义即可求解【详解】解:如图,
8、过点作轴于,过点作轴,过点作交CE的延长线于,四边形是正方形,易求又,点的坐标为,点到轴的距离为,点的坐标为故答案为:【点评】本题考查了平面直角坐标系点的坐标,全等三角形的判定与性质,根据题意,添加辅助线构造全等三角形是解题关键8如图在直线上一次摆放着七个正方形,已知斜放置的三个正方形的面积分别为1,2,3,正放置的四个正方形的面积依次是S1,S2,S3,S4,则S12S22S3S4=_【答案】6【分析】先根据正方形的性质得到ABD=90°,AB=DB,再根据等角的余角相等得到CAB=DBE,则可根据“AAS”判断ABCBDE,于是有AC=BE,然后利用勾股定理得到DE2+BE2=B
9、D2,代换后有DE2+AC2=BD2,根据正方形的面积公式得到S1=AC2,S2=DE2,BD2=1,所以S1+S2=1,利用同样方法可得到S2+S3=2,S3+S4=3,通过计算可得到S1+2S2+2S3+S4=1+2+3=6【详解】解:如图,图中的四边形为正方形,ABD=90°,AB=DB,ABC+DBE=90°,ABC+CAB=90°,CAB=DBE,在ABC和BDE中, ,ABCBDE(AAS),AC=BE,DE2+BE2=BD2,DE2+AC2=BD2,S1=AC2,S2=DE2,BD2=1,S1+S2=1,同理可得S2+S3=2,S3+S4=3,S1+
10、2S2+2S3+S4=1+2+3=6故答案为:6【点评】本题考查了全等三角形的判定与性质:判定三角形全等的方法有“SSS”、“SAS”、“ASA”、“AAS”;全等三角形的对应边相等也考查了勾股定理和正方形的性质9如图,点A,B,E在同一条直线上,正方形ABCD,BEFG的边长分别为2,3,H为线段DF的中点,则BH_【答案】【分析】根据题意,利用勾股定理可以求得DF的长,然后根据正方形的性质可以得到DBF的形状,再根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,即可得到BH的长【详解】解:延长DC交FE于点M,连接BD、BF,正方形ABCD,BEFG的边长分别为2,3,DM5,MF1,DMF90&
11、#176;,DF,BD、BF分别是正方形ABCD,BEFG的对角线,DBC=GBF=90,DBF90°,DBF是直角三角形, 点H为DF的中点,BHDF,故答案为:【点评】本题考查了正方形的性质、直角三角形斜边上的中线与斜边的关系、勾股定理,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答10如图,直线l1/l2/l3,正方形ABCD的三个顶点A、B、C分别在l1、l2、l3上,l1、l2之间的距离是3,l2、l3之间的距离是4,则正方形ABCD的面积为_【答案】25【分析】画出1到2,2到3的距离,分别交2,3于E,F,通过证明ABEBCF,得出BF=AE,再由勾股定理即可得出结论
12、【详解】解:过点A作AEl2,过点C作CFl2,CBF+BCF=90°,四边形ABCD是正方形,AB=BC=CD=AD,DAB=ABC=BCD=CDA=90°,ABE+CBF=90°,ABE=BCF,在ABE和BCF中,ABEBCF(AAS)BF=AE,123,且l1、l2之间的距离是3,l2、l3之间的距离是4,BF=AE=3,CF=4,BF2+CF2=BC2,BC2=42+32=25故答案为:25【点评】本题主要考查了正方形的性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质以及正方形面积的求解方法证得ABEBCF是解题的关键11如图所示,直线a经过正方形ABCD的顶点A
13、,分别过正方形的顶点B、D作BFa于点F,DEa于点E,若DE8,BF5,则EF的长为_【答案】13【分析】本题是典型的一线三角模型,根据正方形的性质、直角三角形两个锐角互余以及等量代换可以证得AFBAED;然后由全等三角形的对应边相等推知AFDE、BFAE,所以EFAF+AE13【详解】解:ABCD是正方形(已知),ABAD,ABCBAD90°;又FAB+FBAFAB+EAD90°,FBAEAD(等量代换);BFa于点F,DEa于点E,在RtAFB和RtAED中, ,AFBDEA(AAS),AFDE8,BFAE5(全等三角形的对应边相等),EFAF+AEDE+BF8+51
14、3故答案为:13【点评】本题考查了正方形的性质、直角三角形的性质、全等三角形的判定和性质及熟悉一线三角模型是解本题的关键12如图,边长一定的正方形ABCD,Q为CD上一个动点,AQ交BD于点M,过M作MNAQ交BC于点N,作NPBD于点P,连接NQ,下列结论:AMMN;MPBD;BNDQNQ;为定值一定成立的是_【答案】【分析】如图1,连接AC、AN,AC交BD于点H,根据正方形的性质可得A,B,N,M四点共圆,进而可得ANMNAM45°,于是可判断;由余角的性质可得HAMPMN,从而可利用AAS证明RtAHMRtMPN,可得MPAH,再根据正方形的性质即可判断;如图2,将ADQ绕点
15、A顺时针旋转90°至ABR,使AD和AB重合,连接AN,根据旋转的性质和SAS可推得RANQAN,进而可得RN=QN,进一步即可判断;如图3,作MSAB于S,MWBC于W,由题意易得四边形SMWB是正方形,进一步即可推出AMSNMW,可得ASNW,进而得ABBN2BW,然后利用等腰直角三角形的性质即可判断,于是可得答案【详解】解:如图1,连接AC、AN,AC交BD于点H,四边形ABCD是正方形,ACBD,AC=BD,AH=CH,DBCABD45°,AMNABC90°,A,B,N,M四点共圆,NAMDBC45°,ANMABD45°,ANMNAM4
16、5°,AMMN,故正确;MAH+AMH=90°,PMN+AMH=90°,HAMPMN,AHMMPN=90°,AMMN, RtAHMRtMPN(AAS),MPAHACBD,故正确;如图2,将ADQ绕点A顺时针旋转90°至ABR,使AD和AB重合,连接AN,则AR=AQ,BAR=DAQ,ABR=ADQ=90°,R、B、N三点在同一直线上,BANQADNAQ45°,RAN=QAN=45°,又AN=AN,RANQAN(SAS),RN=QN,即BNDQNQ,故正确;如图3,作MSAB,垂足为S,作MWBC,垂足为W,点M是对
17、角线BD上的点,四边形SMWB是正方形,有MSMWBSBW,AMN=SMW=90°,AMS=NMW,又ASM=NWM=90°,AMSNMW(ASA),ASNW,ABBNSBBW2BW,BW:BM1,故正确故答案为:【点评】本题是正方形的综合题,主要考查了正方形的性质和判定、四点共圆、圆周角定理的推论、等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定和性质以及旋转的性质等知识,综合性强、具有相当的难度,正确添加辅助线、灵活应用所学知识是解题的关键三、解答题13如图,已知ABC是等腰直角三角形,BAC90°,点D是BC的中点作正方形DEFG,使点A、C分别在DG和DE上,连接A
18、E,BG(1)试猜想线段BG和AE的关系(直接写出答案,不用证明);(2)将正方形DEFG绕点D逆时针方向旋转 (0°60°),判断(1)中的结论是否仍然成立?请利用图证明你的结论;(3)若BCDE4,当等于多少度时,AE最大?并求出此时AF的值【答案】(1)BGAE,BGAE,见解析;(2)结论成立,BGAE,BGAE,见解析;(3)当为270°时,AE最大,AF【分析】(1)由等腰直角三角形的性质及正方形的性质就可以得出ADEBDG就可以得出结论(2)如图2,连接AD,由等腰直角三角形的性质及正方形的性质就可以得出ADEBDG就可以得出结论(3)由(2)可知B
19、G=AE,当BG取得最大值时,AE取得最大值,由勾股定理就可以得出结论【详解】解:(1)结论:BGAE,BGAE理由:如图1,延长EA交BG于KABC是等腰直角三角形,BAC90°,点D是BC的中点,ADBC,BDCD,ADBADC90°四边形DEFG是正方形,DEDG在BDG和ADE中,BDGADE(SAS),BGAE,BGDAED,GAKDAE,AKGADE90°,EABG(2)结论成立,BGAE,BGAE理由:如图2,连接AD,延长EA交BG于K,交DG于O在RtBAC中,D为斜边BC中点,ADBD,ADBC,ADG+GDB90°四边形EFGD为正
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