
1.正方形的定義:有一組鄰邊__________且有一個角__________的平行四邊形是正方形.
2.正方形的性質(zhì):正方形既是__________________的矩形,又是__________________的菱形,因此,它既有__________的性質(zhì),又有________的性質(zhì).
3.正方形的判定:(1)有__________________的矩形是正方形.(2)有________________的菱形是正方形.(3)對角線______________________的四邊形是正方形. (4)對角線________________的矩形是正方形. (5)對角線__________________的菱形是正方形.
【例1】如圖,在正方形ABCD中,E為BC上一點, AF平分∠DAE,求證:BE+DF=AE.
【考點1】正方形的性質(zhì)
證明:延長CB到G,使GB=DF,連接AG, ∵四邊形ABCD為正方形,∴AD=AB. ∴△ADF≌△ABG. ∴∠AFD=∠G,∠GAB=∠DAF=∠EAF. 又∵AB∥CD, ∴∠AFD =∠EAF +∠BAE=∠GAB +∠BAE =∠GAE. ∴∠G=∠GAE. ∴AE=GE=GB+BE=DF+BE.
【變式1】如圖,已知點E為正方形ABCD的邊BC 上一點,連接AE,過點D作DG⊥AE,垂足為G, 延長DG交AB于點F,求證:BF=CE.
證明:在正方形ABCD中, ∠DAF=∠ABE=90°,DA=AB=BC, ∵DG⊥AE,∴∠FDA+∠DAG=90°. 又∵∠EAB+∠DAG=90°,∴∠FDA=∠EAB. 在Rt△DAF與Rt△ABE中,DA=AB,∠FDA=∠EAB, ∴Rt△DAF≌Rt△ABE. ∴AF=BE. 又AB=BC,∴BF=CE.
【考點2】正方形的判定
【例2】如圖,四邊形ABCD是正方形,分別過點A,C兩點 作l1∥l2,作BM⊥l2于點M,DN⊥l2于點N,直線MB,DN分別交l1于G,P點,求證:四邊形PGMN是正方形.
證明:l1∥l2,BM⊥l1,DN⊥l2, ∴∠GMN=∠P=∠N=90°, ∴四邊形PGMN為矩形. ∵AB=AD,∠M=∠N=90°, ∠ADN+∠NAD=90°,∠NAD+∠BAM=90°, ∴∠ADN=∠BAM. 又∵AD=BA,∴Rt△ABM≌Rt△DAN(HL),∴AM=DN. 同理AN=DP. ∴AM+AN=DN+DP,即MN=PN. ∴四邊形PGMN是正方形.
【變式2】已知:如圖,在△ABC中,∠C=90°, CD平分∠ACB,DE⊥BC于點E,DF⊥AC于點F, 求證:四邊形CFDE是正方形.
證明:∵CD平分∠ACB,DE⊥BC,DF⊥AC, ∴DE=DF,∠DFC=90°,∠DEC=90°. 又∵∠ACB=90°, ∴四邊形DECF是矩形. ∵DE=DF, ∴矩形DECF是正方形.
【考點3】正方形的綜合應用
【例3】如圖,BF平行于正方形ABCD的對角線AC,點E在BF上,且AE=AC,CF∥AE,求∠BCF的度數(shù).
解:過點A作AO⊥FB的延長線于點O, 連接BD,交AC于點Q, ∵四邊形ABCD是正方形,∴BQ⊥AC. ∵BF∥AC,∴AO∥BQ, 且∠QAB=∠QBA=45°. ∴AO=BQ=AQ= AC, ∵AE=AC,∴AO= AE. ∴∠AEO=30°. ∵BF∥AC,∴∠CAE=∠AEO=30°. ∵BF∥AC,CF∥AE,∴∠CFE=∠CAE=30°. ∵BF∥AC,∴∠CBF=∠BCA=45°. ∴∠BCF=180°-∠CBF-∠CFE=180°-45°-30°=105°.
【變式3】已知:如圖,在正方形ABCD中,對角線的交點為O,E是OB上的一點,DG⊥AE于點G,DG交OA于點F,求證:OE=OF.
證明:在正方形ABCD中,對角線是垂直平分的,所以AO=OD, AC垂直BD,∠AFG=∠OFD(對頂角),DG垂直AE,所以∠AFG+∠GAF=∠AEO+∠GAF,得∠OFD=∠AEO,△DOF≌△AOE.所以OE=OF.
1.順次連接正方形四邊中點所得的四邊形一定是( )A.正方形 B.矩形C.菱形 D.等腰梯形
3.如圖,正方形ABCD的面積為1,則以相鄰兩邊中點連線EF為邊正方形EFGH的周長為( )
2.已知四邊形ABCD是平行四邊形,下列結論中不正確的是( )A.當AB=BC時,它是菱形B.當AC⊥BD時,它是菱形C.當∠ABC=90°時,它是矩形D.當AC=BD時,它是正方形
4.如圖,正方形OABC的兩邊OA,OC分別在x軸、 y軸上,點D(5,3)在邊AB上,以C為中心,把 △CDB旋轉(zhuǎn)90°,求旋轉(zhuǎn)后點D的對應點D′的坐標.
解:∵點D(5,3)在邊AB上, ∴BC=5,BD=5-3=2,①若順時針旋轉(zhuǎn),則點D′在x軸上,OD′=2, 所以,D′(-2,0),②若逆時針旋轉(zhuǎn),則點D′到x軸的距離為10,到y(tǒng)軸的距離為2, 所以,D′(2,10),綜上所述,點D′的坐標為(2,10)或(-2,0).
5.如圖,正方形ABCD和正方形CEFG中,點D在 CG上,BC=1,CE=3,H是AF的中點,求 CH 的長.
解:連接AC,CF, ∵正方形ABCD和正方形CEFG中, BC=1,CE=3, ∴AC= ,CF= ,∠ACD=∠GCF=45°. ∴∠ACF=90°. 由勾股定理,得AF= . ∵H是AF的中點, ∴CH= AF=12× = .
6.如圖,在正方形ABCD中,點M是BC邊上的任一點,連接AM并將線段AM繞M順時針旋轉(zhuǎn)90°得到線段MN,在CD邊上取點P使CP=BM,連接NP,BP.(1)求證:四邊形BMNP是平行四邊形;(2)線段MN與CD交于點Q,連接AQ,若△MCQ∽△AMQ,則BM與MC存在怎樣的數(shù)量關系?請說明理由.
解:(1)證明:在正方形ABCD中,AB=BC,∠ABC=∠C, 在△ABM和△BCP中, ∴△ABM≌△BCP(SAS). ∴AM=BP,∠BAM=∠CBP.∵∠BAM+∠AMB=90°,∴∠CBP+∠AMB=90°.∴AM⊥BP. ∵將線段AM繞M順時針旋轉(zhuǎn)90°得到線段MN, ∴AM⊥MN,且AM=MN. ∴MN∥BP. ∴四邊形BMNP是平行四邊形.
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