2023 年安徽中考数学总复习专题:特殊四边形的判定与计算
1.如图, ABCD 对角线 AC,BD 相交于点 O,△AOB 是等边三角形.
(1)四边形 ABCD 是什么特殊平行四边形?请说明理由;
(2)当 AB=4 时,求 ABCD 的面积.
2.已知,如图,在 ABCD 中,延长 DA 到点 E,延长 BC 到点 F,使得 AE=CF,连接
EF,分别交 AB,CD 于点 M,N,连接 DM,BN.
(1)求证:△AEM≌△CFN;
(2)求证:四边形 BMDN 是平行四边形.
1
3.如图,四边形 ABCD 中,∠C=∠ADC=90°,点 E 是 AB 的中点,连结 DE 并延长交 CB
的延长线于点 F,连结 AF 和 BD.
(1)求证:四边形 AFBD 是平行四边形.
(2)若 AB⊥DF,且 AD=3,BE=1,求 CD 的长度.
4.如图,在四边形 ABCD 中,∠ACB=∠CAD,点 E 在 BC 上,AE∥DC.
(1)求证:四边形 AECD 是平行四边形.
(2)若 AE 平分∠BAC,∠CAD=90°,EF⊥AB,垂足为 F,BE=3,AD=2,则 cosB
的值为 .
2
5.如图,在△ABC 中,∠ABC=90°,BD 为△ABC 的中线.BE∥DC,BE=DC,连接
CE.
(1)求证:四边形 BDCE 为菱形;
(2)连接 DE,若∠ACB=60°,BC=4,求 DE 的长.
6.如图,△ABC 中,∠BCA=90°,CD 是边 AB 上的中线,分别过点 C,D 作 BA,BC 的
平行线交于点 E,且 DE 交 AC 于点 O,连接 AE.
(1)求证:四边形 ADCE 是菱形;
(2)若 AC=2DE=4,求四边形 ABCE 的面积.
3
7.如图,在 ABCD 中,E、M 分别为 AD、AB 的中点,DB⊥AD,延长 ME 交 CD 的延长
线于点 N,连接 AN.
(1)证明:四边形 AMDN 是菱形;
(2)若∠DAB=45°,判断四边形 AMDN 的形状,并说明理由.
8.如图,菱形 ABCD 的对角线 AC、BD 相交于点 O,BE∥AC,CE∥DB.
(1)求证:四边形 OBEC 是矩形.
(2)若 AB=8,∠BCD=120°,求四边形 OBEC 的面积.
4
9.如图,平行四边形 ABCD 中,对角线 AC,BD 相交于点 O,AE⊥BD 于点 E,DF⊥AC
于点 F,且 AE=DF.
(1)求证:四边形 ABCD 是矩形.
(2)若∠BAE:∠EAD=2:3,求∠AOE 的度数.
1
10.如图,菱形 ABCD 的对角线 AC、BD 相交于点 O,过点 D 作 DE∥AC,且 DE = 2AC,
连接 CE、OE,OE 交 DC 于点 F.
(1)求证:四边形 OCED 是矩形;
(2)若 AD=6,求 OF 的长.
5
11.在四边形 ABCD 中,AD∥BC,CD⊥BC,BC=2AD,F 是 BC 的中点.
(1)如图 1,求证:四边形 AFCD 是矩形.
(2)如图 2,过点 C 作 CE⊥AB 于点 E,连接 DE,EF.求证:DE=DC.
12.如图,四边形 ABCD 中,∠B=∠C=90°,点 E、F 分别在边 AB、BC 上,DE⊥AB,
DE=AB,AE=BE=3,BF=2,△ADF 的面积等于 15.
(1)求 DF 的长度.
(2)求证:∠ADE+∠BAF=∠DAF.
6
13.已知:如图,在正方形 ABCD 中,E,F 分别是 BC,CD 上的点,AE、BF 相交于点 P,
并且 AE=BF.
(1)如图 1,判断 AE 和 BF 的位置关系?并说明理由;
(2)若 AB=8,BE=6,求 BP 的长度;
(3)如图 2,FM⊥DN,DN⊥AE,点 F 在线段 CD 上运动时(点 F 不与 C、D 重合),
四边形 FMNP 是否能否成为正方形?请说明理由.
14.如图所示,在正方形 ABCD 中,DF=AP=BQ=CE.
(1)试判断四边形 PQEF 是否是正方形,并证明;
(2)PE 是否总过某一定点,并说明理由.
7
15.如图,已知平行四边形 ABCD 的对角线 AC,BD 相交于点 O,∠OBC=∠OCB.
(1)如果 ,那么四边形 ABCD 为正方形(请你填上能使结论成立的一个条件);
(2)根据题目中的条件和你添加上的条件进行证明.
16.如图,已知四边形 ABCD 是正方形,AB=4 2,点 E 为对角线 AC 上一动点,连接 DE,
过点 E 作 EF⊥DE,交射线 BC 于点 F,以 DE,EF 为邻边作矩形 DEFG,连 CG.
(1)求证:四边形 DEFG 是正方形;
(2)求 AE2+CE2 的最小值.
8
17.如图,E、F、M、N 分别是正方形 ABCD 四条边上的点,且 AE=BF=CM=DN
(1)求证:四边形 EFMN 是正方形;
(2)若 AB=7,AE=3,求四边形 EFMN 的周长.
18.如图,在矩形 ABCD 中,点 E、F 分别在 BC、CD 上,且 AE⊥BF,垂足为 M.
(1)若矩形 ABCD 为正方形,求证:AE=BF;
(2)若 AE=BF,求证:矩形 ABCD 为正方形.
9
19.如图,正方形 ABCD 中,AB=4,点 E 是对角线 AC 上的一点,连接 DE.过点 E 作 EF
⊥ED,交 AB 于点 F,以 DE、EF 为邻边作矩形 DEFG,连接 AG.
(1)求证:矩形 DEFG 是正方形;
(2)求 AG+AE 的值;
(3)若 F 恰为 AB 中点,请直接写出正方形 DEFG 的面积.
20.如图,在△ABC 中,∠CAB=90°,AD 是 BC 边上的中线,以 AD,CD 为边作平行四
边形 ADCF,连接 BF,BF 分别与 AD,AC 相交于点 E,G.
(1)当△ABC 满足什么条件时,四边形 ADCF 为正方形,并说明理由.
(2)在(1)条件下,若 AB=6 2,求 EF 的长.
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21.问题解决:如图,在矩形 ABCD 中,点 E,F 分别在 AB,BC 边上,DE=AF,DE⊥AF
于点 G.
(1)求证:四边形 ABCD 是正方形;
(2)延长 CB 到点 H,使得 BH=AE,判断△AHF 的形状,并说明理由.
11
参考答案
1.解:(1)四边形 ABCD 是矩形,理由如下:
∵四边形 ABCD 是平行四边形,
1 1
∴AO=OC = 2AC,BO=OD = 2BD,
∵△AOB 是等边三角形,
∴AO=BO.
∴AC=BD.
∴平行四边形 ABCD 是矩形;
(2)在 Rt△ABC 中,
∵AB=AO=4,
∴AC=2AO=8,
∴BC = 3AB=4 3,
∴S 平行四边形 ABCD=AB×BC=4×4 3 = 16 3.
2.证明:(1)四边形 ABCD 是平行四边形,
∴∠DAB=∠BCD,AD∥BC,
∴∠EAM=∠FCN,
∵AD∥BC,
∴∠E=∠F.
在△AEM 与△CFN 中,
∠ = ∠
= ,
∠ = ∠
∴△AEM≌△CFN(ASA);
(2)∵四边形 ABCD 是平行四边形,
∴AB=CD,AB∥CD,
∵△AEM≌△CFN,
∴AM=CN,
∴BM=DN,BM∥DN,
∴四边形 BMDN 是平行四边形.
3.(1)证明:∵E 是 AB 的中点,
12
∴AE=BE,
∵∠C=∠ADC=90°,
∴AD∥BC,
∴∠DAE=∠EBF,∠ADE=∠EFB,
在△ADE 和△BFE 中,
∠ = ∠
∠ = ∠ ,
=
∴△ADE≌△BFE(AAS),
∴DE=FE,
∵AE=BE,
∴四边形 AFBD 是平行四边形;
(2)解:∵四边形 AFBD 是平行四边形,AB⊥DF,
∴四边形 AFBD 是菱形,
∴BD=BF=AD=3,AB=2BE=2,
∴DE = 32 ― 12 = 2 2,
∴DF=2DE=4 2,
1
∵S 菱形 AFBD=BF CD = 2AB DF,
1
∴3CD = 2 × 2×4
2,
∴CD = 4 2.
3
4.(1)证明:∵∠ACB=∠CAD,
∴AD∥CE,
∵AE∥DC,
∴四边形 AECD 是平行四边形;
(2)解:∵四边形 AECD 是平行四边形,
∴EC=AD=2,
∵∠ACB=∠CAD=90°,
∴EC⊥AC,
∵AE 平分∠BAC,EF⊥AB,
∴EF=EC=2,
13
在 Rt△BEF 中,由勾股定理得:BF = 2 ― 2 = 32 ― 22 = 5,
5
∴cosB = = , 3
5
故答案为: .
3
5.(1)证明:∵BE∥AC,BE=DC,
∴四边形 BDCE 为平行四边形,
∵∠ABC=90°,BD 为 AC 边上的中线,
1
∴ = = 2 ,
∴四边形 BDCE 为菱形;
(2)解:连接 DE 交 BC 于 O 点,如图,
∵四边形 BDCE 为菱形,BC=4,
1
∴ = 2 = 2,∠ = 90°, = 2 ,
∴∠ACB=60°,
∴∠EDC=90°﹣∠ACB=30°,
∴DC=2OC=4,DO = 3OC=2 3,
∴ = 2 = 4 3.
6.(1)证明:∵DE∥BC,CE∥AB,
∴四边形 DBCE 是平行四边形.
∴CE=BD,
∵CD 是边 AB 上的中线,
∴BD=AD,
∴CE=AD,
又∵CE∥AD,
∴四边形 ADCE 是平行四边形.
∵∠BCA=90°,CD 是斜边 AB 上的中线,
14
1
∴CD = 2AB=AD,
∴平行四边形 ADCE 是菱形;
(2)解:∵CD 是边 AB 上的中线,
∴S△ACD=S△BCD,
∵AC=2DE=4,
∴DE=2,
∵四边形 ADCE 是菱形,
1 1
∴S 菱形 ADCE=2S△ACD = 2AC DE = 2 × 4×2=4,
∴S△BCD=S△ACD=2,
∴S 四边形 ABCE=S 菱形 ADCE+S△BCD=4+2=6.
7.(1)证明:∵四边形 ABCD 是平行四边形,
∴DC∥AB,
∴∠DAM=∠NDA,
∵E 为 AD 中点,
∴DE=AE,
在△NED 和△MEA 中,
∠ = ∠
= ,
∠ = ∠
∴△NED≌△MEA(ASA),
∴AM=ND,
∵CD∥AB,
∴四边形 AMDN 是平行四边形,
∵BD⊥AD,M 为 AB 的中点,
∵AM=DM=MB,
∴四边形 AMDN 是菱形;
(2)解:四边形 AMDN 是正方形,理由如下:
∵四边形 AMDN 是菱形,
∴AM=DM,
∴∠DAB=∠ADM=45°,
15
∴∠AMD=90°,
∴菱形 AMDN 是正方形.
8.(1)证明:∵BE∥AC,CE∥DB,
∴四边形 OBEC 是平行四边形,
又∵四边形 ABCD 是菱形,
∴AC⊥BD,
∴∠AOB=90°,
∴平行四边形 OBEC 是矩形.
(2)解:∵四边形 ABCD 是菱形,∠BCD=120°,
1
∴OA=OC,AB=BC,∠ACB = 2∠BCD=60°,AC⊥BD,
∴△ABC 是等边三角形,
∴AC=AB=8,
∴OA=OC=4,
在 Rt△AOB 中,由勾股定理得:OB = 2 ― 2 = 82 ― 42 = 4 3,
∴S 矩形 OBEC=OB OC=4 3 × 4=16 3.
9.(1)证明:∵四边形 ABCD 是平行四边形,
1 1
∴OA=OC = 2AC,OB=OD = 2BD,
∵AE⊥BD 于点 E,DF⊥AC 于点 F,
∴∠AEO=∠DFO=90°,
在△AEO 和△DFO 中,
∠ = ∠
∠ = ∠ ,
=
∴△AEO≌△DFO(AAS),
∴OA=OD,
∴AC=BD,
∴四边形 ABCD 是矩形.
(2)解:由(1)得:四边形 ABCD 是矩形,
∴∠ABC=∠BAD=90°,OA=OB,
∴∠OAB=∠OBA,
16
∵∠BAE:∠EAD=2:3,
∴∠BAE=36°,
∴∠OBA=∠OAB=90°﹣36°=54°,
∴∠EAO=∠OAB﹣∠BAE=54°﹣36°=18°.
∵AE⊥BD 于点 E,
∴∠AEO=90°,
∴∠AOE=90°﹣∠EAO=90°﹣18°=72°.
10.(1)证明:∵四边形 ABCD 是菱形,
1
∴OA=OC = 2AC,AC⊥BD,
∴∠COD=90°,
1
∵DE = 2AC,
∴OC=DE,
∵DE∥AC,
∴四边形 OCED 是平行四边形,
又∵∠COD=90°,
∴平行四边形 OCED 是矩形;
(2)解:由(1)可知,OA=DE,
∵DE∥AC,
∴四边形 OADE 是平行四边形,
∴OE=AD=6,
∵四边形 OCED 是矩形,
1
∴OF = 2OE=3.
11.证明:(1)∵F 是 BC 的中点,
1
∴BF=CF = 2BC,
∵BC=2AD,
1
∴AD = 2BC,
∴AD=CF,
∵AD∥BC,
17
∴四边形 AFCD 是平行四边形,
又∵CD⊥BC,
∴∠DCF=90°,
∴ AFCD 是矩形;
(2)如图 2,连接 DF 交 CE 于 G,
∵BC=2AD,F 是 BC 的中点,
∴AD=BF,
∵AD∥BC,
∴四边形 ABFD 是平行四边形,
∴AB∥DF,
∵CE⊥AB,
∴CE⊥DF,
∵CE⊥AB,
∴∠BEC=90°,
∵F 是 BC 的中点,
1
∴EF = 2BC=CF,
∴GE=GF,
∴DF 是线段 CE 的垂直平分线,
∴DE=DC.
12.(1)解:∵DE⊥AB,∠B=∠C=90°,
∴∠DEB=∠B=∠C=90°,
∴四边形 BCDE 是矩形,
∴BC=ED,BE=CD,
∵DE⊥AB,AE=BE=3,BF=2,
∴DE=AB=BC=6,CD=3,
18
∴CF=BC﹣BF=4,
∴DF = 2 + 2 = 5;
(2)证明:如图,过点 F 作 FG⊥AD,
∵AE=3,DE=AB=6,BF=2.
∴AD = 2 + 2 = 3 5,AF = 2 + 2 = 2 10,
1
∵S△ADF = 2 × AD FG=15,
∴FG=2 5,
∴AG = 2 ― 2 = 2 5 = FG,
∴∠GAF=∠GFA=45°,
∵∠ADE+∠BAF+∠DAF=90°,
∴∠ADE+∠BAF=45°,
∴∠ADE+∠BAF=∠DAF.
13.解:(1)AE⊥BF,理由如下:
∵四边形 ABCD 是正方形,
∴AB=BC,∠ABC=∠C=90°,
在 Rt△ABE 和 Rt△BCF 中,
=
= ,
∴Rt△ABE≌Rt△BCF(HL),
∴∠BAE=∠CBF,
∵∠BAE+∠BEA=90°,
∴∠CBF+∠BEA=90°,
∴AE⊥BF;
(2)在 Rt△ABE 中,AB=8,BE=6,
根据勾股定理得:AE = 2 + 2 = 10,
19
1 1
∵S△ABE = 2 × AB BE = 2 × AE BP,
∴8×6=10BP,
∴BP=4.8,
∴BP 的长度为 4.8;
(3)四边形 FMNP 不能成为正方形,理由如下:
由(1)知:AE⊥BF,
∴∠APF=90°,
∵FM⊥DN,DN⊥AE,
∴∠FMN=∠MNP=90°,
∴四边形 FMNP 是矩形,
∵∠BAP+∠NAD=∠NAD+∠ADN=90°,
∴∠BAP=∠ADN,
在△BAP 和△ADN 中,
∠ = ∠
= ,
∠ = ∠ = 90°
∴△BAP≌△ADN(ASA),
∴AN=BP,AP=DN,
∵AE=BF,
∴AE﹣AN=BF﹣BP,
∴EN=PF,
∵点 F 在线段 CD 上运动时(点 F 不与 C、D 重合),
∴P、E 不重合,
∴PN≠PF,
∴四边形 FMNP 不能成为正方形.
14.解:(1)四边形 PQEF 为正方形,
证明:在正方形 ABCD 中,AP=BQ=CE=DF,AB=BC=CD=DA,
∴BP=QC=ED=FA.
又∵∠BAD=∠B=∠BCD=∠D=90°,
∴△AFP≌△BPQ≌△CQE≌△DEF(SAS).
20
∴FP=PQ=QE=EF,∠APF=∠PQB.
∴四边形 PQEF 是菱形,
∵∠FPQ=90°,
∴四边形 PQEF 为正方形;
(2)对角线 PE 总过 AC 的中点,理由如下:
连接 AC 交 PE 于 O,
∵AP 平行且等于 EC,
∴四边形 APCE 为平行四边形.
∵O 为对角线 AC 的中点,
∴对角线 PE 总过 AC 的中点.
15.解:(1)如果 AB=AD(或 AC⊥BD,答案不唯一)那么四边形 ABCD 为正方形;
故答案为:AB=AD(或 AC⊥BD,答案不唯一);
(2)证明:∵四边形 ABCD 是平行四边形,
∴OA=OC,OB=OD,
∵∠OBC=∠OCB,
∴OB=OC,
∴AC=BD,
∴ ABCD 是矩形,
①添加条件 AB=AD,
∵四边形 ABCD 是矩形,
又∵AB=AD,
∴四边形 ABCD 是正方形.
②∵四边形 ABCD 是矩形,
又∵AC⊥BD,
∴四边形 ABCD 是正方形.
21
16.(1)证明:如图,作 EM⊥BC 于 M,EN⊥CD 于 N,
∴∠MEN=90°,
∵点 E 是正方形 ABCD 对角线上的点,
∴EM=EN,
∵∠DEF=90°,
∴∠DEN=∠MEF,
在△DEN 和△FEM 中,
∠ = ∠
= ,
∠ = ∠
∴△DEN≌△FEM(ASA),
∴EF=DE,
∵四边形 DEFG 是矩形,
∴矩形 DEFG 是正方形;
(2)解:如图,连接 EG,
∵正方形 DEFG 和正方形 ABCD,
∴DE=DG,AD=DC,
∵∠CDG+∠CDE=∠ADE+∠CDE=90°,
∴∠CDG=∠ADE,
∴△ADE≌△CDG(SAS),
∴AE=CG,∠DCG=∠DAE=45°,
22
∵∠ACD=45°,
∴∠ECG=45°+45°=90°,
∴AE2+CE2=EC2+CG2=EG2,
∴AE2+CE2 的最小值就是 EG2 的最小值,
∵四边形 ABCD 是正方形,且 AB=4 2,
∴BC=AB=4 2,∠B=90°,
∴AC=8,
设 CE=x,则 AE=CG=8﹣x,
∴EG2=EC2+CG2=x2+(8﹣x)2=2x2﹣16x+64=2(x﹣4)2+32,
∴当 x=4 时,EG2 有最小值是 32,即 AE2+CE2 的最小值是 32.
17.(1)证明:∵AE=BF=CM=DN,
∴AN=DM=CF=BE.
∵∠A=∠B=∠C=∠D=90°,
∴△AEN≌△DMN≌△CFM≌△BEF(SAS).
∴EF=EN=NM=MF,∠ENA=∠DMN.
∴四边形 EFMN 是菱形,
∵∠ENA=∠DMN,∠DMN+∠DNM=90°,
∴∠ENA+∠DNM=90°.
∴∠ENM=90°.
∴四边形 EFMN 是正方形;
(2)解:∵AB=7,AE=3,
∴AN=BE=AB﹣AE=4,
∴EN = 2 + 2 = 5,
∴正方形 EFMN 的周长=4×5=20.
18.证明:(1)∵四边形 ABCD 是正方形,
∴∠ABC=∠C=90°,AB=BC,
∴∠ABF+∠CBF=90°,
又∵AE⊥BF,
∴∠BAE+∠ABF=90°,
∴∠BAE=∠CBF,
23
在△ABE 和△BCF 中,
∠ = ∠
= ,
∠ = ∠
∴△ABE≌△BCF(ASA),
∴AE=BF;
(2)∵四边形 ABCD 是矩形,
∴∠ABC=∠C=90°,
∴∠ABF+∠CBF=90°,
∵AE⊥BF,
∴∠BAE+∠ABF=90°,
∴∠BAE=∠CBF,
在△ABE 和△BCF 中,
∠ = ∠
∠ = ∠ ,
=
∴△ABE≌△BCF(AAS),
∴AB=BC,
又∵四边形 ABCD 是矩形,
∴四边形 ABCD 是正方形.
19.(1)证明:如图,作 EM⊥AD 于 M,EN⊥AB 于 N.
∵四边形 ABCD 是正方形,
∴∠EAD=∠EAB,
∵EM⊥AD 于 M,EN⊥AB 于 N,
∴EM=EN,
∵∠EMA=∠ENA=∠DAB=90°,
∴四边形 ANEM 是矩形,
24
∵EF⊥DE,
∴∠MEN=∠DEF=90°,
∴∠DEM=∠FEN,
∵∠EMD=∠ENF=90°,
∴△EMD≌△ENF,
∴ED=EF,
∵四边形 DEFG 是矩形,
∴四边形 DEFG 是正方形;
(2)解:∵四边形 DEFG 是正方形,四边形 ABCD 是正方形,
∴DG=DE,DC=DA=AB=4,∠GDE=∠ADC=90°,
∴∠ADG=∠CDE,
∴△ADG≌△CDE(SAS),
∴AG=CE,
∴AE+AG=AE+EC=AC = 2AD=4 2;
(3)解:连接 DF,
∵四边形 ABCD 是正方形,
∴AB=AD=4,AB∥CD,
∵F 是 AB 中点,
∴AF=FB
∴DF = 22 + 42 = 2 5,
1
∴正方形 DEFG 的面积为 2 × 2 × 2
5 × 5 = 10.
20.解:(1)当△ABC 满足 AC=AB 时,四边形 ADCF 为正方形,理由如下:
∵∠CAB=90°,AC=AB,AD 是 BC 边上的中线,
∴AD=CD=BD,AD⊥BC,
25
∵四边形 ADCF 是平行四边形,且 AD=CD,
∴平行四边形 ADCF 是菱形,
∵AD⊥BC,
∴四边形 ADCF 为正方形;
(2)由(1)得,∠ADB=90°,
∵AD=BD,AB=6 2,
∴AD=BD=AF=6,
∵四边形 ADCF 为正方形,
∴∠FAD=90°,AF∥CD,
在△FAE 和△BDE 中,
∠ = ∠
∠ = ∠ = 90°,
=
∴△FAE≌△BDE(AAS),
1 1
∴AE=DE = 2AD = 2 × 6 = 3,EF=BE,
∴EF=BE = 2 + 2 = 3 5.
21.(1)证明:∵四边形 ABCD 是矩形,
∴∠DAB=∠B=90°,
∵DE⊥AF,
∴∠DAB=∠AGD=90°,
∴∠BAF+∠DAF=90°,∠ADE+∠DAF=90°,
∴∠ADE=∠BAF,
∵DE=AF,
∴△ADE≌△BAF(AAS),
∴AD=AB,
∵四边形 ABCD 是矩形,
∴四边形 ABCD 是正方形;
(2)解:△AHF 是等腰三角形,
理由:∵四边形 ABCD 是正方形,
∴∠DAB=∠ABH=90°,
26
∵DE⊥AF,
∴∠DAB=∠AGD=90°,
∴∠BAF+∠DAF=90°,∠ADE+∠DAF=90°,
∴∠ADE=∠BAF,
∵DE=AF,
∴△ADE≌△BAF(AAS),
∴AE=BF,
∵DE=AF,
∴BH=AE,
∴BH=BF,
∵∠ABH=90°,
∴AH=AF,
∴△AHF 是等腰三角形.
27
