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1、課時訓練31 正方形
限時:30分鐘
夯實基礎
1.不能判定四邊形是正方形的是( )
A.對角線互相垂直且相等的四邊形
B.對角線互相垂直的矩形
C.對角線相等的菱形
D.對角線互相垂直平分且相等的四邊形
2.如圖K31-1,邊長分別為4和8的兩個正方形ABCD和CEFG并排放在一起,連接BD并延長交FG于點P,則DP等于( )
圖K31-1
A.22 B.42 C.2 D.1
3.[2018·仙桃]如圖K31-2,正方形ABCD中,AB=6,G是BC的中點.將△ABG沿AG對折
2、至△AFG,延長GF交DC于點E,則DE的長是( )
圖K31-2
A.1 B.1.5 C.2 D.2.5
4.[2018·德陽]如圖K31-3,將邊長為3的正方形繞點B逆時針旋轉(zhuǎn)30°,那么圖中陰影部分的面積為( )
圖K31-3
A.3 B.3 C.3-3 D.3-32
5.[2018·福清模擬]在矩形ABCD中,再增加條件 (只需填一個)可使矩形ABCD成為正方形.?
6.[2018·深圳]如圖K3
3、1-4,四邊形ACDF是正方形,∠CEA和∠ABF都是直角且E,A,B三點共線,AB=4,則陰影部分的面積是 ?。?
圖K31-4
7.[2018·武漢]以正方形ABCD的邊AD為邊作等邊三角形ADE,則∠BEC的度數(shù)是 ?。?
8.如圖K31-5,BD為正方形ABCD的對角線,BE平分∠DBC,交DC于點E,將△BCE繞點C順時針旋轉(zhuǎn)90°得到△DCF.若CE=1 cm,則BF= cm.?
圖K31-5
9.[2018·青島]如圖K31-6,已知正方形ABCD的邊長為5,點E,F(xiàn)分別在AD,DC上,AE=DF=2,BE與AF相交于點G,點H為BF的中點,連接G
4、H,則GH的長為 ?。?
圖K31-6
10.[2018·陜西]如圖K31-7,已知:在正方形ABCD中,M是BC邊上一定點,連接AM.請用尺規(guī)作圖法,在AM上求作一點P,使△DPA∽△ABM.(不寫作法,保留作圖痕跡)
圖K31-7
能力提升
11.[2017·天津]如圖K31-8,正方形ABCD和正方形EFCG的邊長分別為3和1,點F,G分別在邊BC,CD上,P為AE的中點,連接PG,則PG的長為 ?。?
圖K31-8
12.[2018·北京]如圖K31-9,在正方形ABCD中,E是邊AB上的一個動點(不與點A,B重合),連接DE,點A關于
5、直線DE的對稱點為F,連接EF并延長交BC于點G,連接DG,過點E作EH⊥DE交DG的延長線于點H,連接BH.
(1)求證:GF=GC;
(2)用等式表示線段BH與AE的數(shù)量關系,并證明.
圖K31-9
拓展練習
13.[2018·臺州]如圖K31-10,在正方形ABCD中,AB=3,點E,F(xiàn)分別在CD,AD上,CE=DF,BE,CF相交于點G.若圖中陰影部分的面積與正方形ABCD的面積之比為2∶3,則△BCG的周長為 ?。?
圖K31-10
14.[2018·龍巖質(zhì)檢]如圖K31-11,邊長為6的正方形ABCD
6、中,E,F(xiàn)分別是AD,AB上的點,AP⊥BE,P為垂足.
(1)如圖①,AF=BF,AE=23,點T是射線PF上的一個動點,則當△ABT為直角三角形時,求AT的長.
(2)如圖②,若AE=AF,連接CP,求證:CP⊥FP.
圖K31-11
參考答案
1.A 2.B
3.C [解析] 連接AE.∵△ABG沿AG對折至△AFG,∴AB=AF,GB=GF=3.∵四邊形ABCD是正方形,
∴AB=AD=AF.∵AE是公共邊,∴Rt△AFE≌Rt△ADE(HL).∴DE=EF.設DE=x,則EF=DE=x,GE=x+3,C
7、E=6-x.在Rt△CGE中,由勾股定理得CG2+CE2=GE2.∴32+(6-x)2=(x+3)2.解得x=2.故選C.
4.C [解析] 由旋轉(zhuǎn)可知∠1=∠4=30°,∴∠2+∠3=60°.
∵∠BAM=∠BC'M=90°,AB=BC',BM=BM,
∴Rt△ABM≌Rt△C'BM,
∴∠2=∠3=30°.
在Rt△ABM中,AB=3,∠2=30°,
則AM=tan30°×AB=1.
∴S△ABM=S△BMC'=32,
∴S陰影=S正方形-(S△ABM+S△BMC')=3-3.
5.AB=BC(答案不唯一)
6.8 [解析] ∵四邊形ACDF是正方形,∴AC=AF,∠C
8、AF=90°,∴∠CAE+∠BAF=90°,∵∠CEA是直角,
∴∠CAE+∠ACE=90°,∴∠ACE=∠BAF,則在△ACE和△FAB中,∵∠AEC=∠ABF=90°,∠ACE=∠BAF,AC=AF,∴△ACE≌
△FAB(AAS),∴AB=CE=4,∴陰影部分的面積S△ABC=12AB·CE=12×4×4=8.
7.30°或150° [解析] 如圖①,∵△ADE是等邊三角形,∴DE=DA,∠DEA=∠1=60°.∵四邊形ABCD是正方形,∴DC=DA,∠2=90°.∴∠CDE=150°,DE=DC,∴∠3=12(180°-150°)=15°.同理可求得∠4=15°.
∴∠BEC=
9、30°.
如圖②,∵△ADE是等邊三角形,∴DE=DA,∠1=∠2=60°.∵四邊形ABCD是正方形,∴DC=DA,∠CDA=90°.∴DE=DC,∠3=30°,∴∠4=12(180°-30°)=75°.同理可求得∠5=75°.∴∠BEC=360°―∠2―∠4―∠5=150°.故答案為30°或150°.
8.(2+2)
9.342 [解析] ∵四邊形ABCD是正方形,∴AB=AD=BC=CD=5,∠BAD=∠D=∠C=90°.又∵AE=DF,∴△ABE≌△DAF,∴∠DAF=∠ABE,∴∠ABE+∠BAG=90°,∠BGF=∠BGA=90°.在Rt△BCF中,CF=3,BC=5,∴B
10、F=52+32=34.在Rt△BGF中,點H為BF的中點,∴GH=12BF=342.
10.解:如圖所示,AM與DG的交點即為滿足條件的點P.
作法如下(題目不要求寫作法,以下步驟可省略):
①以點D為圓心,以任意長為半徑畫弧交AM于E,F(xiàn)兩點,
②分別以E,F(xiàn)為圓心,以大于12EF長為半徑畫弧,兩弧交于點G,
③作直線DG交AM于點P,則點P即為所求點.
11.5 [解析] 如圖所示,延長GE交AB于點N,過點P作PM⊥GN于M.由正方形的性質(zhì)可知AN=AB-BN=AB-EF=2,NE=GN-GE=BC-FC=2.根據(jù)點P是AE的中點及PM∥AN,可得PM為△ANE的中位線,
11、所以ME=12NE=1,PM=12AN=1,因此MG=2.根據(jù)勾股定理可得PG=PM2+MG2=5.
12.解:(1)證明:連接DF,如圖:
∵點A關于直線DE的對稱點為F,∴DA=DF,∠DFE=∠A=90°.∴∠DFG=90°.
∵四邊形ABCD是正方形,∴DC=DA=DF,∠C=∠DFG=90°.
又∵DG=DG,∴Rt△DGF≌Rt△DGC(HL).
∴GF=GC.
(2)如圖,在AD上取點P,使AP=AE,連接PE,則BE=DP.
由(1)可知∠1=∠2,∠3=∠4,從而由∠ADC=90°,得2∠2+2∠3=90°,∴∠EDH=45°.
又∵EH⊥DE,∴
12、△DEH是等腰直角三角形.∴DE=EH.
∵∠1+∠AED=∠5+∠AED=90°,∴∠1=∠5.∴△DPE≌△EBH(SAS).∴PE=BH.
∵△PAE是等腰直角三角形,從而PE=2AE.
∴BH=2AE.
13.3+15 [解析] ∵正方形ABCD中,AB=3,∴S正方形ABCD=32=9,
∵陰影部分的面積與正方形ABCD的面積之比為2∶3,
∴空白部分的面積與正方形ABCD的面積之比為1∶3,∴S空白=3,
∵四邊形ABCD是正方形,∴BC=CD,∠BCE=∠CDF=90°.
∵CE=DF,∴△BCE≌△CDF(SAS),∴∠CBE=∠DCF,
∵∠DCF+∠BCG
13、=90°,∴∠CBE+∠BCG=90°,
即∠BGC=90°,△BCG是直角三角形,
易知S△BCG=S四邊形FGED=32,∴S△BCG=12BG·CG=32,
∴BG·CG=3,
根據(jù)勾股定理得:BG2+CG2=BC2,即BG2+CG2=9.
∴(BG+CG)2=BG2+2BG·CG+CG2=9+2×3=15,
∴BG+CG=15,
∴△BCG的周長=BG+CG+BC=3+15.
14.解:在正方形ABCD中,∠DAB=90°.
在Rt△BAE中,tan∠ABE=AEAB=236=33,∴∠ABE=30°.
(1)分三種情況:
①當點T在AB的上方,∠ATB=90°時
14、,
顯然此時點T和點P重合,即AT=AP=12AB=3.
②當點T在AB的下方,∠ATB=90°時,如圖①所示.
在Rt△APB中,由AF=BF,可得:AF=BF=PF=3,
∴∠BPF=∠FBP=30°,∴∠BFT=60°.
在Rt△ATB中,TF=BF=AF=3,
∴△FTB是等邊三角形,
∴TB=3,AT=AB2-BT2=33.
③當點T在AB下方,∠ABT=90°時,如圖②所示.
在Rt△FBT中,∠BFT=60°,BF=3,BT=BF·tan60°=33.
在Rt△ABT中,AT=AB2+BT2=37.
綜上所述:當△ABT為直角三角形時,AT的長為3或33或37.
(2)證明:如圖③所示,
在正方形ABCD中,AB=AD=BC,AD∥BC,∠DAB=90°,∴∠3=∠4.
在Rt△EAB中,AP⊥BE,易知∠1+∠2=90°,∠2+∠3=90°.
∴∠1=∠3,∴∠1=∠3=∠4.
∵tan∠1=PBAP,tan∠3=ABAE,
∴PBAP=ABAE,∵AE=AF,AB=BC,∴BPAP=BCAF,
∵∠4=∠1,
∴△PBC∽△PAF,∴∠5=∠6.
∵∠6+∠7=90°,∴∠5+∠7=90°,即∠CPF=90°,
∴CP⊥FP.
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