专题1.30 特殊平行四边形重难点突破专题(专项练习)-2022-2023学年九年级数学上册基础知识专项讲练(北师大版).docx
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- 专题1.30 特殊平行四边形重难点突破专题专项练习-2022-2023学年九年级数学上册基础知识专项讲练北师大版 专题 1.30 特殊 平行四边形 难点 突破 专项 练习 2022 2023 学年
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1、专题1.30 特殊平行四边形重难点突破专题(专项练习)一、 填空题类型一、最值问题1如图,正方形,是对角线上一动点,且,连接,若,则长度的最小值为_2如图,矩形ABCD中,AB2,AD4,E为BC的中点,F为DE上一动点,P为AF中点,连接PC,则PC的最小值是_3如图,在矩形ABCD中,点P在边AD上,点Q在边BC上,且,连接CP,QD,则的最小值为_二、 解答题类型二、条件(结论)探究型4如图,在四边形ABCD中,ABCD,ABAD,CBCD,点E是CD上一点,连接BE交AC于点F,连接DF(1) 求证:四边形ABCD是菱形;(2) 试探究BE满足什么条件时,EFDBCD,并说明理由5已知
2、是等边三角形,点B,D关于直线AC对称,连接AD,CD(1)求证:四边形ABCD是菱形;(2)在线段AC上任取一点(端点除外),连接PD将线段PD绕点逆时针旋转,使点D落在BA延长线上的点Q处请探究:当点在线段AC上的位置发生变化时,的大小是否发生变化?说明理由(3)在满足(2)的条件下,探究线段AQ与CP之间的数量关系,并加以证明6已知,在正方形ABCD中,连接对角线BD,点E为射线CB上一点,连接AEF是AE的中点,过点F作FMAE于F,FM交直线BD于M,连接ME、MC(1)如图1,当点E在CB边上时依题意补全图1;猜想MEC与MCE之间的数量关系,并证明(2)如图2,当点E在CB边的延
3、长线上时,补全图2,并直接写出AE与MC之间的数量关系7小明学习了特殊的四边形后,对特殊四边形的探究产生了兴趣,发现另外一类特殊四边形,如图1,我们把两条对角线互相垂直的四边形叫做垂美四边形(1)概念理解:在平行四边形、矩形、菱形、正方形中,一定是垂美四边形的是_(2)性质探究:通过探究,直接写出垂美四边形ABCD的面积S与两条对角线AC、BD之间的数量关系:_(3)问题解决:如图2,分别以的直角边AC和斜边AB为边向外做正方形ACFG和正方形ABDE,连结BG、CE交于点N,CE交AB于点M,连结GE求证:四边形BCGE为垂美四边形;已知,则四边形BCGE的面积为_类型三、坐标系中的特殊四边
4、形8图,平面直角坐标系中,是坐标原点,直线经过点,与轴交于点,与轴交于点线段平行于轴,交直线于点,连接,(1) 填空:_,点的坐标是(_,_);(2) 求证:四边形是平行四边形;(3) 动点从点出发,沿对角线以每秒1个单位长度的速度向点运动,直到点为止;动点同时从点出发,沿对角线以每秒1个单位长度的速度向点运动,直到点为止设两个点的运动时间均为秒当时,的面积是_在点,运动过程中,当时请直接写出此时的值_9如图,在以点为原点的平面直角坐标系中,点A,B的坐标分别为,点C在y轴上,且轴,a,b满足点从原点出发,以每秒2个单位长度的速度沿着的路线运动(回到为止)(1) 直接写出点A,B,C的坐标;(
5、2) 求出使得三角形CPO的面积是四边形OABC面积的一半的点P的横坐标;(3) 点运动t秒后,是否存在点到x轴的距离为个单位长度的情况若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由10对于平面直角坐标系中的两点和,给出如下定义:若,是某个矩形对角线的顶点,且该矩形的每条边均与轴或轴垂直,则称该矩形为点,的“对角矩形”,下图为“对角矩形”的示意图已知点的坐标为,点的坐标为(1) 当时,点,的“对角矩形”的面积的值为_; 若点,的“对角矩形”的面积是8,则的值为_;(2) 若点,的“对角矩形”是正方形,求直线的解析式类型四、特殊平行四边形中的动点问题11如图所示,在矩形中,cm,cm,点P从A开始沿
6、边以4m/s的速度运动,点Q从C开始沿边以2m/s的速度运动,如果点P,Q分别从A,C同时出发,当其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动,设运动时间为t s(1) 当时,求P,Q两点之间的距离(2) 当为何值时,线段与互相平分?(3) 当为何值时,四边形的面积为矩形面积的12如图,在矩形ABCD中,M是边AD的中点,P是边BC上的动点,且,垂足分别为E,F(1)当矩形ABCD的长与宽满足什么数量关系时,四边形PEMF是矩形?证明你的结论(2)若四边形PEMF是矩形,当点P运动到什么位置时,四边形PEMF是正方形?证明你的结论类型五、特殊平行四边形中的折叠问题13如图,将长方形ABCD沿对角线
7、AC折叠,使点B落在E处,若,则:(1) 试判断折叠后重叠部分三角形ACF的形状,并证明;(2) 求重叠部分三角形ACF的面积14如图,将矩形纸片折叠,使顶点落在边上的点处,折痕的一端点在边上,另一端F在AD上,(1) 求证:四边形BGEF为菱形;(2) 求FG的长15图,一张矩形纸片ABCD,点E在边AB上,将BCE沿直线CE对折,点B落在对角线AC上,记为点F(1) 若AB4,BC3,求AE的长(2) 连接DF,若点D,F,E在同一条直线上,且DF2,求AE的长16 如图1,在四边形中,对角线、交于点O,平分(1)求证:四边形是菱形;(2)如图2,点E是边上一点,将四边形沿着翻折得到四边形
8、,若点恰好落在边的中点处,且,求菱形的周长17 如图,折叠矩形ABCD的一边AD,使点D落在BC边上的点F处,AE是折痕(1)如图1,若AB=4,AD=5,求折痕AE的长;(2)如图2,若AE=,且EC:FC=3:4,求矩形ABCD的周长18综合与实践在数学教学中,教师和学生都学习到了新知识,掌握了许多新技能例如教材八年级下册的数学活动折纸,就引起了许多同学的兴趣在经历图形变换的过程中,进一步发展了同学们的空间观念,积累了数学活动经验实践发现:对折矩形纸片ABCD,使AD与BC重合,折痕为EF,把纸片展平:再一次折叠纸片,使点A落在EF上的点N处,并使折痕经过点B,折痕为BM,把纸片展平,连接
9、AN,如图;(1)折痕BM所在直线是否是线段AN的垂直平分线?请判断图中是什么特殊三角形?请写出解答过程(2)继续折叠纸片,使点A落在BC边上的点H处,并使折痕经过点B,得到折痕BG,把纸片展平,如图,求GBN的度数(3)拓展延伸:如图,折叠矩形纸片ABCD,使点A落在BC边上的点处,并且折痕交BC边于点T,交AD边于点S,把纸片展平,连接交ST于点O,连接AT;求证:四边形是菱形19如图,已知以ABC的三边为边,在BC的同侧分别作等边三角形ABD、BCE和ACF(1) 求证:四边形ADEF是平行四边形;(2) ABC满足什么条件时,四边形ADEF是菱形?是矩形?并说明理由;(3) 这样的平行
10、四边形ADEF是否总是存在?请说明理由20如图,矩形OABC中,点A在x轴上,点C在y轴上,点B的坐标是,将矩形OABC沿直线BD折叠,使得点C恰好落在对角线OB上的点E处,折痕BD所在直线与y轴、x轴分别交于点D、F(1)求线段OE的长;(2)求点F的坐标;(3)若点M在直线上,则在直线BD上是否存在点P,使以C、D、M、P为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出满足条件的点P的坐标;不存在,说明理由参考答案12【解析】【分析】过C作于点,根据正方形的性质易得,进而得到,易得到是等腰直角三角形,进而求出,当E运动到时,CE最小,最小值即为CE的长度,此时EF最小值为,求出即可求解【详解】解
11、:过C作于点,如图:四边形ABCD是正方形,在和中,即,是等腰直角三角形,当CE最小时,EF最小,当E运动到时,CE最小,最小值即为CE的长度,此时EF最小值为,EF最小值为故答案为:2【点拨】本题主要考查了勾股定理,正方形的性质,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,求出是解答关键2【解析】【分析】取AD中点H,连接BH,CH,设BH与AE的交点为O,连接CO,可证四边形DEBH是平行四边形,可得,由三角形中位线定理可得,可得点P在BH上,当CPBH时,PC有最小值,即可求解【详解】解:如图,取AD中点H,连接BH,CH,设BH与AE的交点为O,连接CO,如图所示:四边形ABCD是矩
12、形,ABCD2,ADBC4,点E是BC中点,点H是AD中点,AHCEDHBEAB=CD=2,四边形BEDH是平行四边形,点P是AF的中点,点H是AD的中点,点P在BH上,点P在BH上,当CPBH时,此时点P与H重合,PC有最小值,在RtCDH中,PC的最小值为,故答案为:【点拨】本题考查了矩形的性质,三角形中位线定理,等腰直角三角形的性质,平行四边形的性质,垂线段最短等知识,确定点P的运动轨迹是本题的关键313【解析】【分析】连接BP,在BA的延长线上截取AE=AB=6,连接PE,CE,PC+QD=PC+PB,则PC+QD的最小值转化为PC+PB的最小值,在BA的延长线上截取AE=AB=6,则
13、PC+QD=PC+PB=PC+PECE,根据勾股定理可得结果【详解】解:如图,连接BP,在矩形ABCD中,ADBC,AD=BC,AP=CQ,AD-AP=BC-CQ,DP=QB,DPBQ,四边形DPBQ是平行四边形,PBDQ,PB=DQ,则PC+QD=PC+PB,则PC+QD的最小值转化为PC+PB的最小值,在BA的延长线上截取AE=AB=6,连接PE,PABE,PA是BE的垂直平分线,PB=PE,PC+PB=PC+PE,连接CE,则PC+QD=PC+PB=PC+PECE,BE=2AB=12,BC=AD=5,CE=13PC+PB的最小值为13故答案为:13【点拨】本题考查的是最短线路问题,矩形的
14、性质,全等三角形的判定与性质,熟知两点之间线段最短的知识是解答此题的关键4(1)见解析(2)当BECD时,EFDBCD,理由见解析【解析】【分析】(1)首先利用SSS定理证明ABCADC可得BAC=DAC,由平行线的性质可得CAD=ACD,再根据等角对等边可得AD=CD,再由条件AB=AD, CB=CD可得AB=CB=CD=AD,可得四边形ABCD是姜形;(2)首先证明BCFDCF可得CBF=CDF,再根据BECD可得BEC=DEF=90,进而得到EFD=BCD(1)证明:在ABC和ADC中,ABCADC(SSS)BACDACABCD,BACACDDACACDADCDABAD,CBCD,ABC
15、BCDAD四边形ABCD是菱形(2)解:当BECD时,EFDBCD理由:由(1)知四边形ABCD为菱形,BCFDCF在BCF和DCF中,BCFDCF(SAS)CBFCDFBECD,BECDEF90BCD+CBFEFD+CDF90 EFDBCD【点拨】本题主要考查了菱形的性质和判定,全等三角形的性质和判定,同角或等角的余角相等,灵活运用三角形全等的判定及性质是解本题的关键5(1)见解析(2)大小不变,理由见解析(3),证明见解析【解析】【分析】(1)连接BD,由等边三角形的性质可得AC垂直平分BD,继而得出,便可证明;(2)连接PB,过点P作交AB于点E,PFAB于点F,可证明是等边三角形,由等
16、腰三角形三线合一证明,即可求解;(3)由等腰三角形三线合一的性质可得AF = FE,QF = BF,即可证明(1)连接BD,是等边三角形,点B,D关于直线AC对称,AC垂直平分BD,四边形ABCD是菱形;(2)当点在线段AC上的位置发生变化时,的大小不发生变化,始终等于60,理由如下:将线段PD绕点逆时针旋转,使点D落在BA延长线上的点Q处,是等边三角形,连接PB,过点P作交AB于点E,PFAB于点F,则,是等边三角形,点B,D关于直线AC对称,点P在线段AC上,PB = PD,DPA =BPA,PQ = PD,QPF -APF =BPF -EPF,即QPA = BPE,DPQ =DPA -
17、QPA=BPA-BPE = APE = 60;(3)AQ= CP,证明如下:AC = AB,AP= AE,AC - AP = AB AE,即CP= BE,AP = EP,PFAB,AF = FE,PQ= PD,PFAB,QF = BF, QF - AF = BF EF,即AQ= BE,AQ= CP【点拨】本题考查了图形的旋转,等边三角形的判定和性质,等腰三角形的性质,菱形的判定等,熟练掌握知识点是解题的关键6(1)见解析;,见解析(2)见解析,AE =CM【解析】【分析】(1)根据题意作图;连接AM,利用ASA证明ADMCDM,推出MA=MC,即可得到MEC=MCE;(2)利用ASA证明ADM
18、CDM,推出MA=MC,MAD=MCD,再证明EMA是等腰直角三角形,利用勾股定理即可求解(1)解:补全图如图所示,MEC=MCE,证明:连接AM,F是AE的中点,FMAE,MA=ME,四边形ABCD是正方形,BD是对角线,ADM=CDM,AD=CD,在ADM和CDM中,ADMCDM(ASA),MA=MC,ME=MC,MEC=MCE;(2)解:AE=CM,证明:补全图如图所示,连接MA,F是AE的中点,FMAE,MA=ME,四边形ABCD是正方形,BD是对角线,ADM=CDM,AD=CD,在ADM和CDM中,ADMCDM(ASA),MA=MC,MAD=MCD,MEC=MCE,MEC+MAD=D
19、CM+MCE=90,ADCE,DAE+CEA=180,MAE+MEA=90,AME=90,EMA是等腰直角三角形,AE=AM=CM【点拨】本题主要考查正方形的性质和线段垂直平分线的性质,关键是掌握两者性质定理并能灵活使用7(1)菱形和正方形(2)ACBD(3)证明见解析;【解析】【分析】(1)由平行四边形、矩形、菱形、正方形的性质即可得出结论;(2)四边形ABCD的面积=ABC的面积+ADC的面积=ACBO+ACDO= ACBD;(3)连接CG、BE,证出GAB=CAE,由SAS证明GABCAE,得出BG=CE,ABG=AEC,再由角的互余关系和三角形内角和定理求出BNM=90,得出BGCE即
20、可;根据垂美四边形的性质、勾股定理、结合(2)的结论计算即可(1)(1) 在平行四边形、矩形、菱形、正方形中,两条对角线互相垂直的四边形是菱形、正方形,菱形和正方形一定是垂美四边形;故答案为:菱形、正方形;(2)如图1所示:四边形ABCD的面积=ABC的面积+ADC的面积=ACBO+ACDO=ACBD;故答案为:ACBD;(3)证明:连接CG、BE,如图2所示:四边形ACFG和四边形ABDE是正方形,F=CAG=BAE= 90,FG= AG= AC= CF, AB= AE,CAG +BAC=BAE+BAC,即GAB= CAE,在GAB和CAE中, GABCAE (SAS),BG=CE,ABG=
21、AEC,又AEC+AME = 90AME=BMN ,ABG十BMN=90BNM=90BGCE,四边形BCGE为垂美四边形;FG=CF=AC=4,ACB=90,AB= 5,BC=, BF= BC+CF= 7,在TtBFG中,BG= ,CE= BG=,四边形BCGE为垂美四边形,四边形BCGE的面积=,故答案为:【点拨】本题是四边形综合题目,考查的是垂美四边形的判定与性质、正方形的性质、全等三角形的判定和性质、垂直的定义、勾股定理的应用,正确理解垂美四边形的定义、灵活运用勾股定理是解题关键8(1)-3,8,6(2)见解析(3)9或【解析】【分析】(1)代入C点坐标求出k的值,再根据线段平行于轴,交
22、直线于点,得出D点的纵坐标为6,代入反比例函数解析式求解即可;(2)先通过点的坐标求出OA=CD,再根据题意得出,即可证明;(3)作CHOD与H,设H的坐标为,由勾股定理得,算出CH的长度,根据运动时间求出PQ的长度即可求解;先确定四边形CPAQ是矩形,根据对角线相等确定PQ的长度,再根据P、Q的位置分情况计算即可(1)直线经过点,线段平行于轴,交直线于点,D点的纵坐标为6,点的坐标是,故答案为:,8,6;(2)由(1)知,点的坐标为,直线与轴交于点A,点A的坐标为,点的坐标为,又线段平行于轴,四边形为平行四边形;(3)作CHOD与H,点在直线上,设H的坐标为,由勾股定理得,即,解得或8(舍去
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