2020年中考數(shù)學(xué)基礎(chǔ)題型提分講練 專題22 以特殊的平行四邊形為背景的證明與計(jì)算(含解析)
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1、專題22 以特殊的平行四邊形為背景的證明與計(jì)算 考點(diǎn)分析 【例1】(2020·安徽初三)(已知:如圖所示的一張矩形紙片ABCD(AD>AB),將紙片折疊一次,使點(diǎn)A與點(diǎn)C重合,再展開(kāi),折痕EF交AD邊于點(diǎn)E,交BC邊于點(diǎn)F,分別連結(jié)AF和CE. (1)求證:四邊形AFCE是菱形; (2)若AE=10cm,△ABF的面積為24cm2,求△ABF的周長(zhǎng); (3)在線段AC上是否存在一點(diǎn)P,使得2AE2=AC·AP?若存在,請(qǐng)說(shuō)明點(diǎn)P的位置,并予以證明;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由. 【答案】(1)證明見(jiàn)解析;(2)24cm;(3)存在,過(guò)E作EP⊥AD交AC于P,則P就是所求的點(diǎn),證明見(jiàn)
2、解析. 【解析】 解:(1)∵四邊形ABCD是矩形, ∴AD∥BC,∴∠EAO=∠FCO, 由折疊的性質(zhì)可得:OA=OC,AC⊥EF, 在△AOE和△COF中, ∵, ∴△AOE≌△COF(ASA), ∴AE=CF, ∴四邊形AFCE是平行四邊形, ∵AC⊥EF, ∴四邊形AFCE是菱形; (2)∵四邊形AFCE是菱形, ∴AF=AE=10cm, ∵四邊形ABCD是矩形, ∴∠B=90°, ∴S△ABF=AB?BF=24cm2, ∴AB?BF=48(cm2), ∴AB2+BF2=(AB+BF)2-2AB?BF=(AB+BF)2-2×48=AF2=100(cm
3、2), ∴AB+BF=14(cm) ∴△ABF的周長(zhǎng)為:AB+BF+AF=14+10=24(cm). (3)證明:過(guò)E作EP⊥AD交AC于P,則P就是所求的點(diǎn). 當(dāng)頂點(diǎn)A與C重合時(shí),折痕EF垂直平分AC, ∴OA=OC,∠AOE=∠COF=90°, ∵在平行四邊形ABCD中,AD∥BC, ∴∠EAO=∠FCO, ∴△AOE≌△COF, ∴OE=OF ∴四邊形AFCE是菱形. ∴∠AOE=90°,又∠EAO=∠EAP, 由作法得∠AEP=90°, ∴△AOE∽△AEP, ∴,則AE2=AO?AP, ∵四邊形AFCE是菱形, ∴AO=AC, ∴AE2=AC?AP,
4、 ∴2AE2=AC?AP. 【點(diǎn)睛】 本題考查翻折變換(折疊問(wèn)題);菱形的判定;矩形的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),綜合性較強(qiáng),掌握相關(guān)性質(zhì)定理,正確推理論證是解題關(guān)鍵. 【例2】(2019·江蘇泰州中學(xué)附屬初中初三月考)如圖,正方形ABCD的邊長(zhǎng)為6,把一個(gè)含30°的直角三角形BEF放在正方形上,其中∠FBE=30°,∠BEF=90°,BE=BC,繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)△FBE,在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中, (1)如圖1,當(dāng)F點(diǎn)落在邊AD上時(shí),求∠EDC的度數(shù); (2)如圖2,設(shè)EF與邊AD交于點(diǎn)M,F(xiàn)E的延長(zhǎng)線交DC于G,當(dāng)AM=2時(shí),求EG的長(zhǎng); (3)如圖3,設(shè)EF與邊AD交于點(diǎn)N,當(dāng)tan∠
5、ECD=時(shí),求△NED的面積. 【答案】(1)15°;(2)3;(3) 【解析】 解:(1)如圖1中,作EH⊥BC于H,EM⊥CD于M.則四邊形EMCH是矩形. ∵四邊形ABCD是正方形, ∴BA=BC=CD,∠ABC=∠BCD=90°, ∵BC=BE, ∴AB=BE=CD, 在Rt△BFA和Rt△BFE中,, ∴Rt△BFA≌△Rt△BFE(HL), ∴∠ABF=∠EBF=30°, ∵∠ABC=90°, ∴∠EBC=30°, ∴EH=MC=BE=CD, ∴DM=CM, ∵EM⊥CD, ∴ED=EC, ∵∠BCE=(180°﹣30°)=75°, ∴∠
6、EDC=∠ECD=15°. (2)如圖2中,連接BM、BG. ∵AM=2, ∴DM=AD﹣AM=4, 由(1)可知△BMA≌△BME,△BGE≌△BGC, ∴AM=EM=2,EG=CG, 設(shè)EG=CG=x,則DG=6﹣x. 在Rt△DMG中,MG2=DG2+DM2, ∴(2+x)2=(6﹣x)2+42, ∴x=3, ∴EG=3. (3)如圖3中,連接BN,延長(zhǎng)FE交CD于G,連接BG. AN=NE,EG=CG, ∵BE=BC, ∴BG垂直平分CE, ∴∠ECG+∠BCG=90°,∵∠GBC+∠ECB=90°, ∴∠ECD=∠GCB, ∴tan∠GBC=
7、tan∠ECD=, ∴=, ∴CG=BC=2, ∵CD=6, ∴DG=CD﹣CG=4,設(shè)AN=EN=y(tǒng),則DN=6﹣y, 在Rt△DNG中,(6﹣y)2+42=(2+y)2, 解得:y=3, ∴AN=NE=3,DN=3,NG=5, ∴S△NED=?S△DNG=××3×4=. 【點(diǎn)睛】 本題是四邊形綜合題,考查了正方形的性質(zhì)、全等三角形的判定和性質(zhì)、勾股定理、銳角三角函數(shù)等知識(shí),解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)添加常用輔助線,構(gòu)造全等三角形解決問(wèn)題,學(xué)會(huì)利用參數(shù)構(gòu)建方程解決問(wèn)題,屬于中考?jí)狠S題. 考點(diǎn)集訓(xùn) 1.(2020·陜西初三期中)問(wèn)題:如圖①,在等邊三角形ABC內(nèi)有一點(diǎn)P,
8、且PA=2,PB=,PC=1,求∠BPC的度數(shù)和等邊三角形ABC的邊長(zhǎng). 李明同學(xué)的思路是:將△BPC繞點(diǎn)B逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°,畫(huà)出旋轉(zhuǎn)后的圖形(如圖②),連接PP′,可得△P′PB是等邊三角形,而△PP′A又是直角三角形(由勾股定理的逆定理可證),可得∠AP′B= °,所以∠BPC=∠AP′B= °,還可證得△ABP是直角三角形,進(jìn)而求出等邊三角形ABC的邊長(zhǎng)為 ,問(wèn)題得到解決. (1)根據(jù)李明同學(xué)的思路填空:∠AP′B= °,∠BPC=∠AP′B= °,等邊三角形ABC的邊長(zhǎng)為 . (2)探
9、究并解決下列問(wèn)題:如圖③,在正方形ABCD內(nèi)有一點(diǎn)P,且PA=,PB=,PC=1.求∠BPC的度數(shù)和正方形ABCD的邊長(zhǎng). 【答案】(1)∠AP′B=150°,∠BPC=∠AP′B=150°,等邊三角形ABC的邊長(zhǎng)為;(2)∠BPC=135°,正方形ABCD的邊長(zhǎng)為. 【解析】 (1)∵等邊△ABC, ∴∠ABC=60°, 將△BPC繞點(diǎn)B逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°得出△ABP′, ∴AP′=CP=1,BP′=BP=,∠PBC=∠P′BA,∠AP′B=∠BPC, ∵∠PBC+∠ABP=∠ABC=60°, ∴∠ABP′+∠ABP=∠ABC=60°, ∴△BPP′是等邊三角形, ∴P
10、P′=,∠BP′P=60°, ∵AP′=1,AP=2, ∴AP′2+PP′2=AP2, ∴∠AP′P=90°, ∴∠BPC=∠AP′B=90°+60°=150°, 過(guò)點(diǎn)B作BM⊥AP′,交AP′的延長(zhǎng)線于點(diǎn)M, ∴∠MP′B=30°,BM=, 由勾股定理得:P′M=, ∴AM=1+=, 由勾股定理得:AB=, 故答案為:150°,. (2)將△BPC繞點(diǎn)B逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到△AEB, 與(1)類似:可得:AE=PC=1,BE=BP=,∠BPC=∠AEB,∠ABE=∠PBC, ∴∠EBP=∠EBA+∠ABP=∠ABC=90°, ∴∠BEP=(180°-90°)=
11、45°, 由勾股定理得:EP=2, ∵AE=1,AP=,EP=2, ∴AE2+PE2=AP2, ∴∠AEP=90°, ∴∠BPC=∠AEB=90°+45°=135°, 過(guò)點(diǎn)B作BF⊥AE,交AE的延長(zhǎng)線于點(diǎn)F; ∴∠FEB=45°, ∴FE=BF=1, ∴AF=2; ∴在Rt△ABF中,由勾股定理,得AB=; ∴∠BPC=135°,正方形邊長(zhǎng)為. 答:∠BPC的度數(shù)是135°,正方形ABCD的邊長(zhǎng)是. 【點(diǎn)睛】 本題主要考查對(duì)勾股定理及逆定理,等邊三角形的性質(zhì)和判定,等腰三角形的性質(zhì),含30度角的 直角三角形的性質(zhì),正方形的性質(zhì),旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握,正確
12、作輔助線并能根據(jù)性質(zhì)進(jìn)行證明是解此題的關(guān)鍵. 2.(2019·云南初三月考)如圖,矩形ABCD中,AB=4,AD=3,E是邊AB上一點(diǎn),將△CBE沿直線CE對(duì)折,得到△CFE,連接DF. (1)當(dāng)D、E、F三點(diǎn)共線時(shí),證明:DE=CD; (2)當(dāng)BE=1時(shí),求△CDF的面積; (3)若射線DF交線段AB于點(diǎn)P,求BP的最大值. 【答案】(1)見(jiàn)解析;(2);(3)4﹣ 【解析】 證明:(1)∵四邊形ABCD是矩形 ∴AB=CD=4,AD=BC=3,AB∥CD, ∴∠DCE=∠CEB ∵△CBE翻折得到△CFE ∴∠FEC=∠CEB ∴∠DCE=∠FEC ∴DE=C
13、D (2)如圖1,延長(zhǎng)EF交CD的延長(zhǎng)線于點(diǎn)G, ∵四邊形ABCD是矩形 ∴AB=CD=4,AD=BC=3,AB∥CD, ∴∠DCE=∠CEB ∵△CBE翻折得到△CFE ∴∠FEC=CEB,CF=BC=3,EF=BE=1,∠CFE=90° ∴∠DCE=∠FEC,∠CFG=90° ∴CG=EG, ∴GF=GE﹣EF=CG﹣1 ∵在Rt△CGF中,CG2=CF2+GF2, ∴CG2=9+(CG﹣1)2, 解得:CG=5 ∵△CDF與△CGF分別以CD、CG為底時(shí),高相等 ∴ ∴S△CDF=S△CGF== (3)如圖2,過(guò)點(diǎn)C作CH⊥DP于點(diǎn)H,連接CP, ∵
14、CD∥AB ∴∠CDP=∠APD,且∠A=∠CHD=90° ∴△ADP∽△HCD ∴=, ∵CH≤CF,CF=BC=AD=3 ∴CH≤3 ∴當(dāng)點(diǎn)H與點(diǎn)F重合時(shí), CH最大,DH最小,AP最小,BP最大, 此時(shí),在△ADP與△HCD ∴△ADP≌△HCD(AAS) ∴CD=DP=4,AP=DF ∵AP== ∴BP的最大值為4﹣. 【點(diǎn)睛】 此題主要考查相似三角形的判定與性質(zhì),解題的關(guān)鍵是熟知矩形的性質(zhì)、勾股定理及相似三角形的判定與性質(zhì). 3.(2019·江蘇初二期末)如圖1,正方形ABCD的邊長(zhǎng)為4,對(duì)角線AC、BD交于點(diǎn)M. (1)直接寫(xiě)出AM=
15、 ?。? (2)P是射線AM上的一點(diǎn),Q是AP的中點(diǎn),設(shè)PQ=x. ①AP= ,AQ= ; ②以PQ為對(duì)角線作正方形,設(shè)所作正方形與△ABD公共部分的面積為S,用含x的代數(shù)式表示S,并寫(xiě)出相應(yīng)的x的取值范圍.(直接寫(xiě)出,不需要寫(xiě)過(guò)程) 【答案】(1);(2)①2x,x;②S(0<x≤). 【解析】 解:(1)∵正方形ABCD的邊長(zhǎng)為4, ∴對(duì)角線AC4, 又∴AM2. 故答案為:2. (2)①Q(mào)是AP的中點(diǎn),設(shè)PQ=x, ∴AP=2PQ=2x,AQ=x. 故答案為:2x;x. ②如圖: ∵以PQ為對(duì)角線作正方形, ∴∠GQM=∠FQM=45°
16、 ∵正方形ABCD對(duì)角線AC、BD交于點(diǎn)M, ∴∠FMQ=∠GMQ=90°, ∴△FMQ和△GMQ均為等腰直角三角形, ∴FM=QM=MG. ∵QM=AM﹣AQ=2x, ∴SFG?QM, ∴S, ∵依題意得:, ∴0<x≤2, 綜上所述:S(0<x≤2), 【點(diǎn)睛】 本題考查了正方形的性質(zhì):正方形的四條邊都相等,四個(gè)角都是直角;正方形的兩條對(duì)角線相等,互相垂直平分,并且每條對(duì)角線平分一組對(duì)角.解答本題要充分利用等腰直角三角形性質(zhì)解答. 4.(2019·江蘇初二期末)(1)如圖1,已知正方形ABCD,點(diǎn)M和N分別是邊BC,CD上的點(diǎn),且BM=CN,連接AM和BN,交于點(diǎn)
17、P.猜想AM與BN的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論; (2)如圖2,將圖(1)中的△APB繞著點(diǎn)B逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90o,得到△A′P′B,延長(zhǎng)A′P′交AP于點(diǎn)E,試判斷四邊形BPEP′的形狀,并說(shuō)明理由. 【答案】(1)AM⊥BN,證明見(jiàn)解析;(2)四邊形BPEP′是正方形,理由見(jiàn)解析. 【解析】 (1)AM⊥BN 證明:∵四邊形ABCD是正方形, ∴AB=BC,∠ABM=∠BCN=90° ∵BM=CN, ∴△ABM≌△BCN ∴∠BAM=∠CBN ∵∠CBN+∠ABN=90°, ∴∠ABN+∠BAM=90°, ∴∠APB=90° ∴AM⊥BN.
18、(2)四邊形BPEP′是正方形. △A′P′B是△APB繞著點(diǎn)B逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90o所得, ∴BP= BP′,∠P′BP=90o. 又由(1)結(jié)論可知∠APB=∠A′P′B=90°, ∴∠BP′E=90°. 所以四邊形BPEP′是矩形. 又因?yàn)锽P= BP′,所以四邊形BPEP′是正方形. 【點(diǎn)睛】 此題主要考查特殊平行四邊形的性質(zhì)與判定,解題的關(guān)鍵是熟知正方形的性質(zhì)與判定. 5.(2020·山東初三期末)如圖,正方形ABCD的邊CD在正方形ECGF的邊CE上,連接DG,過(guò)點(diǎn)A作AH∥DG,交BG于點(diǎn)H.連接HF,AF,其中AF交EC于點(diǎn)M. (1)
19、求證:△AHF為等腰直角三角形. (2)若AB=3,EC=5,求EM的長(zhǎng). 【答案】(1)見(jiàn)解析;(2)EM= 【解析】 證明:(1)∵四邊形ABCD,四邊形ECGF都是正方形 ∴DA∥BC,AD=CD,F(xiàn)G=CG,∠B=∠CGF=90° ∵AD∥BC,AH∥DG, ∴四邊形AHGD是平行四邊形 ∴AH=DG,AD=HG=CD, ∵CD=HG,∠ECG=∠CGF=90°,F(xiàn)G=CG, ∴△DCG≌△HGF(SAS), ∴DG=HF,∠HFG=∠HGD ∴AH=HF, ∵∠HGD+∠DGF=90°, ∴∠HFG+∠DGF=90° ∴DG⊥HF,且AH∥DG, ∴A
20、H⊥HF,且AH=HF ∴△AHF為等腰直角三角形. (2)∵AB=3,EC=5, ∴AD=CD=3,DE=2,EF=5. ∵AD∥EF, ∴,且DE=2. ∴EM=. 【點(diǎn)睛】 本題考查了正方形的性質(zhì),平行四邊形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),平行線分線段成比例等知識(shí)點(diǎn),綜合性較強(qiáng)難度大靈活運(yùn)用這些知識(shí)進(jìn)行推理是本題的關(guān)鍵. 6.(2020·深圳市龍崗區(qū)石芽嶺學(xué)校初三月考)如圖,將一張矩形紙片ABCD沿直線MN折疊,使點(diǎn)C落在點(diǎn)A處,點(diǎn)D落在點(diǎn)E處,直線MN交BC于點(diǎn)M,交AD于點(diǎn)N. (1)求證:CM=CN; (2)若△CMN的面積與△CDN的面積比為3:1
21、,求的值. 【答案】(1)證明見(jiàn)解析;(2) 【解析】 解:(1)證明:由折疊的性質(zhì)可得:∠ANM=∠CNM, ∵四邊形ABCD是矩形,∴AD∥BC.∴∠ANM=∠CMN. ∴∠CMN=∠CNM.∴CM=CN. (2)過(guò)點(diǎn)N作NH⊥BC于點(diǎn)H,則四邊形NHCD是矩形. ∴HC=DN,NH=DC. ∵△CMN的面積與△CDN的面積比為3:1, ∴. ∴MC=3ND=3HC.∴MH=2HC. 設(shè)DN=x,則HC=x,MH=2x,∴CM=3x=CN. 在Rt△CDN中,, ∴HN=. 在Rt△MNH中,, ∴. 7.(2020·河南初三)如下圖1,將三角板放在正方
22、形上,使三角板的直角頂點(diǎn)與正方形的頂點(diǎn)重合,三角板的一邊交于點(diǎn).另一邊交的延長(zhǎng)線于點(diǎn). (1)觀察猜想:線段與線段的數(shù)量關(guān)系是 ; (2)探究證明:如圖2,移動(dòng)三角板,使頂點(diǎn)始終在正方形的對(duì)角線上,其他條件不變,(1)中的結(jié)論是否仍然成立?若成立,請(qǐng)給予證明:若不成立.請(qǐng)說(shuō)明理由: (3)拓展延伸:如圖3,將(2)中的“正方形”改為“矩形”,且使三角板的一邊經(jīng)過(guò)點(diǎn),其他條件不變,若、,求的值. 【答案】(1);(2)成立,證明過(guò)程見(jiàn)解析;(3). 【解析】 (1),理由如下: 由直角三角板和正方形的性質(zhì)得 在和中, ; (2)成立,證明如下
23、: 如圖,過(guò)點(diǎn)分別作,垂足分別為,則四邊形是矩形 由正方形對(duì)角線的性質(zhì)得,為的角平分線 則 在和中, ; (3)如圖,過(guò)點(diǎn)分別作,垂足分別為 同(2)可知, 由長(zhǎng)方形性質(zhì)得: ,即 在和中, . 【點(diǎn)睛】 本題考查了正方形的性質(zhì)、矩形的性質(zhì)、三角形全等的判定定理與性質(zhì)、相似三角形的判定定理與性質(zhì),較難的是題(3),通過(guò)作輔助線,構(gòu)造兩個(gè)相似三角形是解題關(guān)鍵. 8.(2020·江蘇初二期中)如圖,長(zhǎng)方形紙片ABCD中,AB=8,將紙片折疊,使頂點(diǎn)B落在邊AD上的E點(diǎn)處,折痕的一端G點(diǎn)在邊BC上. (1)如圖1,當(dāng)折痕的另一端F
24、在AB邊上且AE=4時(shí),求AF的長(zhǎng); (2)如圖2,當(dāng)折痕的另一端F在AD邊上且BG=10時(shí), ①求證:△EFG是等腰三角形;②求AF的長(zhǎng); (3)如圖3,當(dāng)折痕的另一端F在AD邊上,B點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)E到AD的距離是4,且BG=5時(shí),求AF的長(zhǎng). 【答案】(1)AF=3;(2)①見(jiàn)解析;②AF=6;(3)AF=1 【解析】 (1)解:∵紙片折疊后頂點(diǎn)B落在邊AD上的E點(diǎn)處, ∴BF=EF, ∵AB=8, ∴EF=8﹣AF, 在Rt△AEF中,AE2+AF2=EF2, 即42+AF2=(8﹣AF)2, 解得AF=3; (2)①證明:∵紙片折疊后頂點(diǎn)B落在邊AD上的E點(diǎn)處
25、, ∴∠BGF=∠EGF, ∵長(zhǎng)方形紙片ABCD的邊AD∥BC, ∴∠BGF=∠EFG, ∴∠EGF=∠EFG, ∴EF=EG, ∴△EFG是等腰三角形; ②解:∵紙片折疊后頂點(diǎn)B落在邊AD上的E點(diǎn)處, ∴EG=BG=10,HE=AB=8,F(xiàn)H=AF, ∴EF=EG=10, 在Rt△EFH中,F(xiàn)H==6, ∴AF=FH=6; (3)解:如圖3,設(shè)EH與AD相交于點(diǎn)K,過(guò)點(diǎn)E作MN∥CD分別交AD、BC于M、N, ∵E到AD的距離為4, ∴EM=4,EN=8﹣4=4, 在Rt△ENG中,EG=BG=5, ∴GN==3, ∵∠GEN+∠KEM=180°﹣∠
26、GEH=180°﹣90°=90°, ∠GEN+∠NGE=180°﹣90°=90°, ∴∠KEM=∠NGE, 又∵∠ENG=∠KME=90°, ∴△GEN∽△EKM, ∴, 即, 解得EK=,KM=, ∴KH=EH﹣EK=8﹣=, ∵∠FKH=∠EKM,∠H=∠EMK=90°, ∴△FKH∽△EKM, ∴, 即, 解得FH=1, ∴AF=FH=1. 【點(diǎn)睛】 此題考查折疊的性質(zhì),勾股定理,相似三角形的判定及性質(zhì)定理,每個(gè)小問(wèn)的問(wèn)題都是求AF的長(zhǎng)度,故解題中注意思路和方法的總結(jié),(3)中的解題思路與(2)相類似,求出FH問(wèn)題得解,故將問(wèn)題轉(zhuǎn)化是解題的一種特別
27、重要的思路. 9.(2019·河南初三期中)正方形ABCD與正方形DEFG按如圖1放置,點(diǎn)A,D,G在同一條直線上,點(diǎn)E在CD邊上,AD=3,DE=,連接AE,CG. (1)線段AE與CC的關(guān)系為_(kāi)_____; (2)將正方形DEFG繞點(diǎn)D順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)銳角后,如圖2,請(qǐng)問(wèn)(1)中的結(jié)論是否仍然成立?請(qǐng)說(shuō)明理由 (3)在正方形DEFG繞點(diǎn)D順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中,當(dāng)∠AEC=90°時(shí),請(qǐng)直接寫(xiě)出AE的長(zhǎng). 【答案】(1)AE=CG,AE⊥CG;(2)仍然成立;理由見(jiàn)解析;(3)AE的長(zhǎng)為2+1或2﹣1. 【解析】 (1)線段AE與CG的關(guān)系為:AE=CG,AE⊥CG, 理由
28、如下: 如圖1,延長(zhǎng)AE交CG于點(diǎn)H, ∵四邊形ABCD和四邊形DGFE是正方形, ∴AD=CD,ED=GD,∠ADE=∠CDG=90°, ∴△ADE≌△CDG(SAS), ∴AE=CG,∠EAD=∠GCD, ∵∠EAD+∠AED=90°,∠AED=∠CEH, ∴∠GCD+∠CEH=90°, ∴∠CHE=90°,即AE⊥CG, 故答案為:AE=CG,AE⊥CG; (2)結(jié)論仍然成立,理由如下: 如圖2,設(shè)AE與CG交于點(diǎn)H, ∵四邊形ABCD和四邊形DGFE是正方形, ∴AD=CD,ED=GD,∠ADC=∠EDG=90°, ∴∠ADC+∠CDE=∠EDG+∠CDE,
29、 即∠ADE=∠CDG, ∴△ADE≌△CDG(SAS), ∴AE=CG,∠EAD=∠GCD, ∵∠EAD+∠APD=90°,∠APD=∠CPH, ∴∠GCD+∠CPH=90°, ∴∠CHP=90°,即AE⊥CG, ∴AE=CG,AE⊥CG, ∴①中的結(jié)論仍然成立; (3)如圖3﹣1,當(dāng)點(diǎn)E旋轉(zhuǎn)到線段CG上時(shí),過(guò)點(diǎn)D作DM⊥AE于點(diǎn)M, ∵∠AEC=90°,∠DEG=45°, ∴∠AED=45°, ∴Rt△DME是等腰直角三角形, ∴ME=MD=DE=1, 在Rt?△AMD中,ME=1,AD=3, ∴AM===2, ∴AE=AM+ME=2+1; 如圖3﹣2,當(dāng)
30、點(diǎn)E旋轉(zhuǎn)到線段CG的延長(zhǎng)線上時(shí),過(guò)點(diǎn)D作DN⊥CE于點(diǎn)N, 則∠END=90°, ∵∠DEN=45°, ∴∠EDN=45°, ∴Rt△DNE是等腰直角三角形, ∴NE=ND=DE=1, 在Rt△CND中,ND=1,CD=3, ∴CN===2, ∴CE=NE+CN=2+1, ∵AC=AD=3, ∴在Rt△AEC中, AE===2﹣1, 綜上所述,AE的長(zhǎng)為2+1或2﹣1. 【點(diǎn)睛】 本題考查全等三角形的判定(SAS)與性質(zhì),正方形的性質(zhì),旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)以及勾股定理,解題關(guān)鍵是在第(3)問(wèn)中能夠根據(jù)題意分情況討論并畫(huà)出圖形,才能保證解答的
31、完整性. 10.(2019·云南初三)如圖,在矩形ABCD中,E是AB邊的中點(diǎn),沿EC對(duì)折矩形ABCD,使B點(diǎn)落在點(diǎn)P處,折痕為EC,連結(jié)AP并延長(zhǎng)AP交CD于F點(diǎn), (1)求證:△CBE≌△CPE; (2)求證:四邊形AECF為平行四邊形; (3)若矩形ABCD的邊AB=6,BC=4,求△CPF的面積. 【答案】(1)見(jiàn)解析;(2)見(jiàn)解析;(3) 【解析】 (1)解:由折疊可知,EP=EB,CP=CB, ∵EC=EC, ∴△ECP≌△ECB(SSS). (2)證明:由折疊得到BE=PE,EC⊥PB, ∵E為AB的中點(diǎn), ∴AE=EB=PE, ∴AP⊥BP, ∴
32、AF∥EC, ∵AE∥FC, ∴四邊形AECF為平行四邊形; (3)過(guò)P作PM⊥DC,交DC于點(diǎn)M, 在Rt△EBC中,EB=3,BC=4, 根據(jù)勾股定理得: , , 由折疊得:BP=2BQ=, 在Rt△ABP中,AB=6,BP=, 根據(jù)勾股定理得: , ∵四邊形AECF為平行四邊形, ∴AF=EC=5,F(xiàn)C=AE=3, ∴PF=5﹣=, ∵PM∥AD, ∴△FPM∽△FAD ,即 解得:PM=, 則S△PFC=FC?PM=×3×=. 【點(diǎn)睛】 本題考查的是利用折疊性質(zhì)來(lái)證明三角形全等和平行四邊形四邊形,還考查了利用勾股定理、面積公式來(lái)求三角形的邊
33、長(zhǎng),利用相似三角形的性質(zhì)對(duì)應(yīng)邊成比例來(lái)求出三角形的高,進(jìn)而求出三角形的面積.本題第(3)中求也可利用△APB∽△EBC,對(duì)應(yīng)邊成比例,求AP,這樣比較簡(jiǎn)便. 11.(2019·江西初三期中)在正方形ABCD中,點(diǎn)P是CD上一動(dòng)點(diǎn),連結(jié)PA,分別過(guò)點(diǎn)B、D作BE⊥PA、DF⊥PA,垂足為E、F,如圖①. (1)請(qǐng)?zhí)剿鰾E、DF、EF這三條線段長(zhǎng)度具有怎樣的數(shù)量關(guān)系,若點(diǎn)P在DC的延長(zhǎng)線上(如圖②),那么這三條線段的長(zhǎng)度之間又有怎樣的數(shù)量關(guān)系?若點(diǎn)P在CD的延長(zhǎng)線上呢(如圖③)?請(qǐng)分別直接寫(xiě)出結(jié)論. (2)請(qǐng)?jiān)冢?)中的三個(gè)結(jié)論中選擇一個(gè)加以證明. 【答案】(1)圖①中,BE=DF
34、+EF;圖②中,BE=DF-EF;圖③中,BE=EF-DF;(2)見(jiàn)解析 【解析】 解:(1)在正方形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°, ∴∠BAE+∠DAF=90°, ∵BE⊥PA,DF⊥PA, ∴∠AEB=∠DFA=90°, ∠ABE+∠BAE=90°, ∴∠ABE=∠DAF, 在△ABE和△DAF中, ∴△ABE≌△DAF(AAS), ∴AE=DF,AF=BE, 如圖①,∵AF=AE+EF, ∴BE=DF+EF, 如圖②,∵AE=AF+EF, ∴BE = DF -EF, 如圖③,∵EF=AE+AF, ∴BE = EF -DF (2)證明:如圖
35、題①, ∵ABCD是正方形, ∴AB=AD, ∵BE⊥PA,DF⊥PA, ∴∠AEB=∠AFD=90°,∠ABE+∠BAE=90°. ∵∠DAF+∠BAE=90°, ∴∠ABE=∠DAF, ∴Rt△ABE≌Rt△DAF, ∴BE=AF,AE=DF, 而AF=AE+EF, ∴BE=DF+EF; 【點(diǎn)睛】 本題主要考查了正方形的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),掌握正方形的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì)是解題的關(guān)鍵. 12.(2020·河北初三期末)如圖,在正方形中,點(diǎn)是邊上的一點(diǎn)(不與、重合),點(diǎn)在的延長(zhǎng)線上,且滿足,連接、,與邊交于點(diǎn). (1)求證:; (2)如果,
36、求證:. 【答案】(1)見(jiàn)解析;(2)見(jiàn)解析 【解析】 解:證明(1)∵四邊形ABCD是正方形, ∴AB=AD,∠CAD=∠ACB=45°,∠BAD=∠CDA=∠B=90°, ∴∠BAM+∠MAD=90°,∠ADN=90° ∵∠MAN=90°, ∴∠MAD+∠DAN=90°, ∴∠BAM=∠DAN, 且AD=AB,∠ABC=∠ADN=90° ∴△ABM≌△ADN(ASA) ∴AM=AN, (2)∵AM=AN,∠MAN=90°, ∴∠MNA=45°, ∵∠CAD=2∠NAD=45°, ∴∠NAD=22.5° ∴∠CAM=∠MAN﹣∠CAD﹣∠NAD=22.5° ∴∠CAM=∠NAD,∠ACB=∠MNA=45°, ∴△AMC∽△AEN ∴=,且AN=AM, ∴AN2=AE?AC 【點(diǎn)睛】 本題主要考查正方形的性質(zhì),全等三角形和相似三角形的判定及性質(zhì),掌握正方形的性質(zhì),全等三角形和相似三角形的判定及性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
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