专题22 正方形(教师版) 备战2020中考数学复习点拨(共34讲)
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1、 1 专题专题 22 正方形正方形 1正方形定义:有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形。 2正方形的性质: (1)具有平行四边形、矩形、菱形的一切性质; (2)正方形的四个角都是直角,四条边都相等; (3)正方形的两条对角线相等,并且互相垂直平分,每一条对角线平分一组对角; (4)正方形是轴对称图形,有 4 条对称轴; (5)正方形的一条对角线把正方形分成两个全等的等腰直角三角形,两条对角线把正方形分成四个全等的 小等腰直角三角形; (6)正方形的一条对角线上的一点到另一条对角线的两端点的距离相等。 3正方形的判定 判定一个四边形是正方形的主要依据是定义,途径有两种: 先证它
2、是矩形,再证有一组邻边相等。即有一组邻边相等的矩形是正方形 先证它是菱形,再证有一个角是直角。即有一个角是直角的菱形是正方形。 4正方形的面积:设正方形边长为 a,对角线长为 b ,S正方形= 2 2 2 b a 【例题【例题 1】(2019 湖南郴州)湖南郴州)我国古代数学家刘徽将勾股形(古人称直角三角形为勾股形)分割成一个正 方形和两对全等的三角形,如图所示,已知A90 ,BD4,CF6,则正方形 ADOF 的边长是( ) A2 B2 C3 D4 专题知识回顾专题知识回顾 专题典型题考法及解析专题典型题考法及解析 2 【答案】【答案】B 【解析】【解析】设正方形 ADOF 的边长为 x,
3、由题意得:BEBD4,CECF6, BCBE+CEBD+CF10, 在 RtABC 中,AC2+AB2BC2, 即(6+x)2+(x+4)2102, 整理得,x2+10 x240, 解得:x2,或 x12(舍去) , x2, 即正方形 ADOF 的边长是 2 【例题【例题 2】 (】 (2019四川省凉山州)四川省凉山州)如图,正方形 ABCD 的对角线 AC、BD 相交于点 O,E 是 OC 上一点,连 接 EB过点 A 作 AMBE,垂足为 M,AM 与 BD 相交于点 F求证:OEOF 【答案】见解析。 【解析】根据正方形的性质对角线垂直且平分,得到 OBOA,根据 AMBE,即可得出M
4、EA+MAE 90 AFO+MAE,从而证出 RtBOERtAOF,得到 OEOF 证明:四边形 ABCD 是正方形 BOEAOF90 ,OBOA 又AMBE, MEA+MAE90 AFO+MAE, MEAAFO BOEAOF(AAS) OEOF 3 一、选择题一、选择题 1 ( (2019 内蒙古包头)内蒙古包头)如图,在正方形 ABCD 中,AB1,点 E,F 分别在边 BC 和 CD 上,AEAF, EAF60 ,则 CF 的长是( ) A B C1 D 【答案】C 【解析】四边形 ABCD 是正方形, BDBAD90 ,ABBCCDAD1, 在 RtABE 和 RtADF 中, RtA
5、BERtADF(HL) , BAEDAF, EAF60 , BAE+DAF30 , DAF15 , 在 AD 上取一点 G,使GFADAF15 ,如图所示: AGFG,DGF30 , DFFGAG,DGDF, 设 DFx,则 DGx,AGFG2x, AG+DGAD, 2x+x1, 解得:x2, 专题典型训练题 专题典型训练题 4 DF2, CFCDDF1(2)1; 故选:C 2 ( (2019 湖南张家界)湖南张家界)如图,在平面直角坐标系中,将边长为 1 的正方形 OABC 绕点 O 顺 时针旋转 45 后得到正方形 OA1B1C1,依此方式,绕点 O 连续旋转 2019 次得到正方形 OA
6、2019B2019C2019,那么点 A2019的坐标是( ) A (,) B (1,0) C (,) D (0,1) 【答案】A. 【解析】解:四边形 OABC 是正方形,且 OA1, A(0,1) , 将正方形 OABC 绕点 O 逆时针旋转 45 后得到正方形 OA1B1C1, A1(,) ,A2(1,0) ,A3(,) , 发现是 8 次一循环,所以 2019 8252余 3, 点 A2019的坐标为(,) 故选:A 5 3.(2019四川省广安市)四川省广安市)把边长分别为 1 和 2 的两个正方形按图的方式放置.则图中阴影部分的面积为 ( )A 6 1 ( )B 3 1 ( )C
7、5 1 ()D 4 1 【答案】A 【解析】阴影部分面积=13 2 2 1 = 6 1 4. (2019贵州省铜仁市)贵州省铜仁市) 如图, 正方形 ABCD 中, AB6, E 为 AB 的中点, 将ADE 沿 DE 翻折得到FDE, 延长 EF 交 BC 于 G,FHBC,垂足为 H,连接 BF、DG以下结论:BFED;DFGDCG; FHBEAD;tanGEB;SBFG2.6;其中正确的个数是( ) A2 B3 C4 D5 【答案】C 【解答】正方形 ABCD 中,AB6,E 为 AB 的中点 ADDCBCAB6,AEBE3,ACABC90 ADE 沿 DE 翻折得到FDE AEDFED
8、,ADFD6,AEEF3,ADFE90 BEEF3,DFGC90 EBFEFB AED+FEDEBF+EFB DEFEFB BFED 故结论正确; ADDFDC6,DFGC90 ,DGDG RtDFGRtDCG 1 2 6 结论正确; FHBC,ABC90 ABFH,FHBA90 EBFBFHAED FHBEAD 结论正确; RtDFGRtDCG FGCG 设 FGCGx,则 BG6x,EG3+x 在 RtBEG 中,由勾股定理得:32+(6x)2(3+x)2 解得:x2 BG4 tanGEB 故结论正确; FHBEAD,且 BH2FH 设 FHa,则 HG42a 在 RtFHG 中,由勾股定
9、理得:a2+(42a)222 解得:a2(舍去)或 a SBFG 4 2.4 故结论错误。 5 (2019 黑龙江省绥化)黑龙江省绥化)如图,在正方形 ABCD 中,E、F 是对角线 AC 上的两个动点,P 是正方形四边上 的任意一点,且 AB4,EF2,设 AEx当PEF 是等腰三角形时,下列关于 P 点个数的说法中,一定 正确的是( ) 当 x0(即 E、A 两点重合)时,P 点有 6 个 当 0 x4 22 时,P 点最多有 9 个 当 P 点有 8 个时,x2 22 7 当PEF 是等边三角形时,P 点有 4 个 A B C D 【答案】B 【解析】当 x0(即 E、A 两点重合)时,
10、如下图, 分别以 A、F 为圆心,2 为半径画圆,各 2 个 P 点, 以 AF 为直径作圆,有 2 个 P 点,共 6 个, 所以,正确。 当 0 x4 22 时,P 点最多有 8 个, 故错误。 8 二、填空题二、填空题 6 ( (2019 湖南邵阳)湖南邵阳)公元 3 世纪初,中国古代数学家赵爽注周髀算经时,创造了“赵爽弦图”如图, 设勾 a=6,弦 c=10,则小正方形 ABCD 的面积是 . 【答案】4 【解析】勾 a6,弦 c10, 股8, 小正方形的边长862, 小正方形的面积224. 故答案是:4. 7 ( (2019 湖南张家界)湖南张家界)如图:正方形 ABCD 的边长为
11、1,点 E,F 分别为 BC,CD 边的中点, 连接 AE,BF 交于点 P,连接 PD,则 tanAPD 【答案】2 【解析】解:连接 AF, 9 E,F 分别是正方形 ABCD 边 BC,CD 的中点, CFBE, 在ABE 和BCF 中, , RtABERtBCF(SAS) , BAECBF, 又BAE+BEA90 , CBF+BEA90 , BPEAPF90 , ADF90 , ADF+APF180 , A、P、F、D 四点共圆, AFDAPD, tanAPDtanAFD2, 故答案为:2 8.(2019湖北省随州市湖北省随州市)如图,已知正方形 ABCD 的边长为 a,E 为 CD
12、边上一点(不与端点重合),将 ADE 沿 AE 对折至AFE,延长 EF 交边 BC 于点 G,连接 AG,CF给出下列判断: EAG=45 ; 若 DE= a,则 AGCF; 10 若 E 为 CD 的中点,则GFC 的面积为a2; 若 CF=FG,则 DE=(-1)a; BGDE+AFGE=a2 其中正确的是_(写出所有正确判断的序号) 【答案】 【解析】四边形 ABCD 是正方形, AB=BC=AD=a, 将ADE 沿 AE 对折至AFE , AFE=ADE=ABG=90 ,AF=AD=AB,EF=DE,DAE=FAE, 在 RtABG 和 RtAFG 中, RtABGRtAFG(HL)
13、, BAG=FAG, GAE=GAF+EAF=90 =45 ,故正确; BG=GF,BGA=FGA, 设 BG=GF=x,DE=a,EF=a,CG=a-x, 在 RtEGC 中,EG=x+a,CE=a,由勾股定理可得(x+a)2=x2+(a)2, 解得 x=a,此时 BG=CG=a, GC=GF=a,GFC=GCF,且BGF=GFC+GCF=2GCF, 2AGB=2GCF,AGB=GCF,AGCF,正确; 若 E 为 CD 的中点,则 DE=CE=EF=, 设 BG=GF=y,则 CG=a-y,CG2+CE2=EG2, 即,解得,y=a, 11 BG=GF=,CG=a- , ,故错误; 当 C
14、F=FG,则FGC=FCG, FGC+FEC=FCG+FCE=90 ,FEC=FCE,EF=CF=GF, BG=GF=EF=DE,EG=2DE,CG=CE=a-DE,即, DE=(-1)a,故正确; 设 BG=GF=b,DE=EF=c,则 CG=a-b,CE=a-c, 由勾股定理得,(b+y)2=(a-b)2+(a-c)2,整理得 bc=a2-ab-ac, =,即 SCEG=BGDE, SABG=SAFG,SAEF=SADE, , S五边形ABGED+SCEG=S 正方形ABCD,BGDE+AFEG=a2,故正确故答案为: 由折叠得 AD=AF=AB,再由 HL 定理证明 RtABGRtAFG
15、 便可判定正误; 设 BG=GF=x,由勾股定理可得(x+a)2=x2+(a)2,求得 BG=a,进而得 GC=GF,得GFC= GCF,再证明AGB=GCF,便可判断正误; 设 BG=GF=y,则 CG=a-y,由勾股定理得 y 的方程求得 BG,GF,EF,再由同高的两个三角形的面积比 等于底边之比,求得CGF 的面积,便可判断正误; 证明FEC=FCE,得 EF=CF=GF,进而得 EG=2DE,CG=CE=a-DE,由等腰直角三角形的斜边与直角 边的关系式便可得结论,进而判断正误; 设 BG=GF=b, DE=EF=c, 则 CG=a-b, CE=a-c, 由勾股定理得 bc=a2-a
16、b-ac, 再得CEG 的面积为 BGDE, 再由五边形 ABGED 的面积加上CEG 的面积等于正方形的面积得结论,进而判断正误 9 ( (2019 福建)福建)如图,边长为 2 的正方形 ABCD 中心与半径为 2 的O 的圆心重合,E、F 分别是 AD、BA 的延长与O 的交点,则图中阴影部分的面积是 (结果保留 ) 12 【答案】1 【解析】延长 DC,CB 交O 于 M,N,根据圆和正方形的面积公式即可得到结论 延长 DC,CB 交O 于 M,N, 则图中阴影部分的面积 (S圆OS正方形ABCD) (44)1, 10.(2019四川省凉山州)四川省凉山州)如图,正方形 ABCD 中,
17、AB12,AEAB,点 P 在 BC 上运动(不与 B、C 重合) ,过点 P 作 PQEP,交 CD 于点 Q,则 CQ 的最大值为 【答案】4 【解析】先证明BPECQP,得到与 CQ 有关的比例式,设 CQy,BPx,则 CP12x,代入解析 式,得到 y 与 x 的二次函数式,根据二次函数的性质可求最值 BEP+BPE90 ,QPC+BPE90 , BEPCPQ 又BC90 , BPECQP 设 CQy,BPx,则 CP12x ,化简得 y(x212x) , 整理得 y(x6)2+4, 所以当 x6 时,y 有最大值为 4 11. (2019广东广州广东广州)如图,正方形 ABCD 的
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