专题1.2矩形的性质与判定 新版初中北师大版数学9年级上册同步培优专题题库(教师版)
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初中数学9年级上册同步培优专题题库(北师大版)专题1.2矩形的性质与判定姓名:__________________班级:______________得分:_________________注意事项:本试卷满分100分,考试时间45分钟,试题共25题.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.(2020春•武汉期中)如图,公路AC,BC互相垂直,公路AB的中点M与点C被湖隔开.测得AB的长为1.6km,则M,C两点间的距离为( )A.0.5kmB.0.6kmC.0.8kmD.1.2km【分析】利用直角三角形斜边上的中线等于斜边一半的性质即可求解.【解析】由题意可知,△ABC中,∠ACB=90°,M是AB的中点,∴MC=12AB=12×1.6=0.8(km).故选:C.2.(2020春•东湖区校级期中)如图,点P是矩形ABCD的对角线AC上一点,过点P作EF∥BC,分别交AB,CD于E、F,连接PB、PD.若AE=2,PF=6,则图中阴影部分的面积为( )A.10B.12C.16D.18【分析】由矩形的性质可证明S△PEB=S△PFD,即可求解.【解析】作PM⊥AD于M,交BC于N.第21页/共21页
则有四边形AEPM,四边形DFPM,四边形CFPN,四边形BEPN都是矩形,∴S△ADC=S△ABC,S△AMP=S△AEP,S△PBE=S△PBN,S△PFD=S△PDM,S△PFC=S△PCN,∵MP=AE=2∴S△DFP=S△PBE=12×2×6=6,∴S阴=6+6=12,故选:B.3.(2020春•江阴市期中)已知:如图,矩形ABCD中,AB=5,BC=12,对角线AC、BD相交于点O,点P是线段AD上任意一点,且PE⊥AC于点E,PF⊥BD于点F,则PE+PF等于( )A.6013B.5013C.185D.125【分析】首先连接OP.由矩形ABCD的两边AB=5,BC=12,可求得OA=OD=132,然后由S△AOD=S△AOP+S△DOP求得答案.【解析】连接PO,∵矩形ABCD的两边AB=5,BC=12,∴S矩形ABCD=AB•BC=60,OA=OC,OB=OD,AC=BD,AC=AB2+BC2=122+52=13,∴S△AOD=14S矩形ABCD=15,OA=OD=12AC=132,∴S△AOD=S△AOP+S△DOP=12OA•PE+12OD•PF=12OA(PE+PF)=12×132×(PE+PF)=15,∴PE+PF=6013,故选:A.第21页/共21页
4.(2020春•鹿城区校级期中)如图,在矩形ABCD中,AO=5,CD=6,则AD=( )A.5B.6C.7D.8【分析】根据矩形的性质得出∠ADC=90°,AC=2AO=10,根据勾股定理求出AD即可.【解析】∵四边形ABCD是矩形,AO=5,∴∠ADC=90°,AC=2AO=10,在Rt△ADC中,由勾股定理得:AD=AC2-CD2=102-62=8,故选:D.5.(2020春•西城区校级期中)一个长方形在平面直角坐标系中三个顶点的坐标为(﹣2,﹣1)(﹣2,2)和(4,﹣1),则第四个顶点的坐标为( )A.(﹣2,2)B.(4,2)C.(4,4)D.(4,3)【分析】先在平面直角坐标系中描出点(﹣2,﹣1)(﹣2,2)和(4,﹣1),然后根据矩形的性质画出矩形得到第四个点的位置,再写出第四个顶点的坐标.【解析】如图,∵A(﹣2,﹣1),B(﹣2,2),C(4,﹣1),∴BD=AC=2+4=6,∴第四个顶点D的坐标为(6﹣2,2),即(4,2).故选:B.第21页/共21页
6.(2020春•江汉区期中)下列结论中,矩形具有而平行四边形不一定具有的性质是( )A.内角和为360°B.对角线互相平分C.对角线相等D.对边平行【分析】由矩形的性质和平行四边形的性质即可得出结论.【解析】矩形的性质:内角和360°,对边平行且相等,对角线互相平分且相等;平行四边形的性质:内角和360°,对边平行且相等,对角线互相平分;故选项A、B、D不符合题意,C符合题意;故选:C.7.(2020春•栖霞区期中)下列条件中,不能判定▱ABCD为矩形的是( )A.∠A=∠CB.∠A=∠BC.AC=BDD.AB⊥BC【分析】由矩形的判定方法分别对各个选项进行判断,即可得出结论.【解析】A、在▱ABCD,若∠A=∠C,则四边形ABCD还是平行四边形;故选项A符合题意;B、在▱ABCD中,AD∥BC,∴∠A+∠B=180°,∵∠A=∠B,∴∠A=∠B=90°,∴▱ABCD是矩形,故选项B不符合题意;C、在▱ABCD中,AC=BD,则▱ABCD是矩形;故选项C不符合题意;D、在▱ABCD中,AB⊥BC,∴∠ABC=90°,∴▱ABCD是矩形,故选项D不符合题意;故选:A.8.(2020春•香坊区校级期中)如图,在矩形ABCD中,AE平分∠BAD交BC于点E,ED=5,EC=3,则矩形的周长为( )第21页/共21页
A.18B.20C.22D.24【分析】根据勾股定理求出DC=4;证明BE=AB=4,即可求出矩形的周长.【解析】∵四边形ABCD是矩形,∴∠C=90°,AB=CD,AD∥BC,AD=BC,∵ED=5,EC=3,∴DC2=DE2﹣CE2=25﹣9=16,∴DC=4,AB=4;∵AD∥BC,∴∠AEB=∠DAE;∵AE平分∠BAD,∴∠BAE=∠DAE,∴∠BAE=∠AEB,∴BE=AB=4,∴BC=BE+EC=7,∴矩形ABCD的周长=2(4+7)=22.故选:C.9.(2020春•无锡期中)如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=6,过对角线交点O作EF⊥AC交AD于点E,交BC于点F,连接CE,△DEC的周长为( )A.10B.11C.12D.13【分析】根据矩形的性质得出∠ADC=90°,DC=AB=4,AD=BC=6,AO=OC,根据线段垂直平分线的性质得出AE=CE=6﹣x,在Rt△DEC中,根据勾股定理得出DE2+DC2=EC2,求出DE即可.【解析】设DE=x,则AE=6﹣x,∵四边形ABCD是矩形,∴∠ADC=90°,DC=AB=4,AD=BC=6,AO=OC,∵EF⊥AC,AO=OC,第21页/共21页
∴AE=CE=6﹣x,在Rt△DEC中,由勾股定理得:DE2+DC2=EC2,即x2+42=(6﹣x)2,解得:x=53,即DE=53,CE=AE=6-53=135,∴△DEC的周长为DE+CE+DC=53+133+4=10,故选:A.10.(2020春•赣榆区期中)如图,△ABC中,AB=AC,DE垂直平分AB,BE⊥AC,AF⊥BC,则∠EFC的度数为( )A.35°B.40°C.45°D.60°【分析】先根据线段垂直平分线的性质及BE⊥AC得出△ABE是等腰直角三角形,再由等腰三角形的性质得出∠ABC的度数,由AB=AC,AF⊥BC,可知BF=CF,BF=EF,再根据三角形外角的性质即可得出结论.【解析】∵DE垂直平分AB,∴AE=BE,∵BE⊥AC,∴△ABE是等腰直角三角形,∴∠BAC=∠ABE=45°,又∵AB=AC,∴∠ABC=12(180°﹣∠BAC)=12(180°﹣45°)=67.5°,∴∠CBE=∠ABC﹣∠ABE=67.5°﹣45°=22.5°,∵AB=AC,AF⊥BC,∴BF=CF,第21页/共21页
∴BF=EF,∴∠BEF=∠CBE=22.5°,∴∠EFC=∠BEF+∠CBE=22.5°+22.5°=45°.故选:C.二、填空题(本大题共8小题,每小题3分,共24分)请把答案直接填写在横线上11.(2020春•西城区校级期中)如图,点E为矩形ABCD的边BC长上的一点,作DF⊥AE于点F,且满足DF=AB.下面结论:①△DEF≌△DEC;②S△ABE=S△ADF;③AF=AB;④BE=AF.其中正确的结论是 ①②④ .【分析】证明Rt△DEF≌Rt△DEC得出①正确;在证明△ABE≌△DFA得出S△ABE=S△ADF;②正确;得出BE=AF,④正确,③不正确;即可得出结论.【解析】∵四边形ABCD是矩形,∴∠C=∠ABE=90°,AD∥BC,AB=CD,∵DF=AB,∴DF=CD,∵DF⊥AE,∴∠DFA=∠DFE=90°,在Rt△DEF和Rt△DEC中,DE=DEDF=DC,∴Rt△DEF≌Rt△DEC(HL),①正确;∵AD∥BC,∴∠AEB=∠DAF,第21页/共21页
在△ABE和△DFA中,∠ABE=∠DFA∠AEB=∠DAFAB=DF,∴△ABE≌△DFA(AAS),∴S△ABE=S△ADF;②正确;∴BE=AF,④正确,③不正确;故答案为:①②④.12.(2020春•栖霞区期中)如图,在矩形ABCD中,AC、BD交于点O,DE⊥AC于点E,若∠AOD=110°,则∠CDE= 35 °.【分析】由矩形的性质得出OC=OD,得出∠ODC=∠OCD=55°,由直角三角形的性质求出∠ODE=20°,即可得出答案.【解析】∵四边形ABCD是矩形,∴∠ADC=90°,AC=BD,OA=OC,OB=OD,∴OC=OD,∴∠ODC=∠OCD,∵∠AOD=110°,∴∠DOE=70°,∠ODC=∠OCD=12(180°﹣70°)=55°,∵DE⊥AC,∴∠ODE=90°﹣∠DOE=20°,∴∠CDE=∠ODC﹣∠ODE=55°﹣20°=35°;故答案为:35.13.(2020春•宜兴市期中)如图,矩形ABCD的对角线AC与BD相交点O,AC=12,P,Q分别为AO,AD的中点,则PQ的长度为 3 .第21页/共21页
【分析】根据矩形的性质可得AC=BD=12,BO=DO=6,再根据三角形中位线定理可得PQ=12DO=3.【解析】∵四边形ABCD是矩形,∴AC=BD=12,BO=DO=12BD,∴OD=12BD=6,∵点P、Q是AO,AD的中点,∴PQ是△AOD的中位线,∴PQ=12DO=3.故答案为:3.14.(2020春•江汉区期中)如图,矩形ABCD中,对角线AC的垂直平分线EF分别交BC,AD于点E,F,若BE=3,AF=5,则线段AC的长为 45 .【分析】连接AE,由线段垂直平分线的性质得出OA=OC,AE=CE,证明△AOF≌△COE得出AF=CE=5,得出AE=CE=5,BC=BE+CE=8,由勾股定理求出AB=4,再由勾股定理求出AC即可.【解析】连接AE,如图:∵EF是AC的垂直平分线,∴OA=OC,AE=CE,∵四边形ABCD是矩形,∴∠B=90°,AD∥BC,∴∠OAF=∠OCE,在△AOF和△COE中,∠AOF=∠COEOA=OC∠OAF=∠OCE,∴△AOF≌△COE(ASA),∴AF=CE=5,∴AE=CE=5,BC=BE+CE=3+5=8,第21页/共21页
∴AB=AE2-BE2=52-32=4,∴AC=AB2+BC2=42+82=45;故答案为:45.15.(2020春•南岗区校级期中)如图,在矩形AOBC中,点A的坐标是(﹣2,1),点C的纵坐标是4,则B点的纵坐标是 3 .【分析】过点A作AD⊥x轴于点D,过点B作BE⊥x轴于点E,过点C作CF∥y轴,过点A作AF∥x轴,交点为F,则AF⊥CF,延长CA交x轴于点H,证明△AFC≌△OEB,即可求得答案.【解析】如图,过点A作AD⊥x轴于点D,过点B作BE⊥x轴于点E,过点C作CF∥y轴,过点A作AF∥x轴,交点为F,则AF⊥CF,延长CA交x轴于点H,∵四边形AOBC是矩形,∴OB=AC,AC∥OB,第21页/共21页
∴∠CAF=∠CHO=∠BOE,∵∠AFC=∠OEB=90°,∴△AFC≌△OEB(AAS),∴CF=BE=4﹣1=3,故答案为:3.16.(2020春•鹿城区校级期中)学习新知:如图1、图2,P是矩形ABCD所在平面内任意一点,则有以下重要结论:AP2+CP2=BP2+DP2.该结论的证明不难,同学们通过勾股定理即可证明.应用新知:如图3,在△ABC中,CA=4,CB=6,D是△ABC内一点,且CD=2,∠ADB=90°,则AB的最小值为 43-2 .【分析】以AD、BD为边作矩形ADBE,连接CE、DE,由矩形的性质得出AB=DE,由题意得CD2+CE2=CA2+CB2,求出CE=43,当C、D、E三点共线时,DE最小,得出AB的最小值=DE的最小值=CE﹣CD=43-2.【解析】以AD、BD为边作矩形ADBE,连接CE、DE,如图所示:则AB=DE,由题意得:CD2+CE2=CA2+CB2,即22+CE2=42+62,解得:CE=43,当C、D、E三点共线时,DE最小,∴AB的最小值=DE的最小值=CE﹣CD=43-2;故答案为:43-2.第21页/共21页
17.(2020春•明水县校级期中)如图,矩形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,CE∥BD,DE∥AC.若AC=5,则四边形CODE的周长是 10 .【分析】根据矩形的性质求出OC=OD,根据平行四边形的判定得出四边形CODE是平行四边形,根据菱形的判定得出四边形CODE是菱形,再根据菱形的性质得出即可.【解析】如图,∵四边形ABCD是矩形,AC=5,∴AO=OC=2.5,AC=BD,DO=BO,∴OC=OD,∵CE∥BD,DE∥AC,∴四边形CODE是平行四边形,∴四边形CODE是菱形,∴DE=CE=OC=OD=2.5,∴四边形CODE的周长是2.5+2.5+2.5+2.5=10,故答案为:10.18.(2020春•赣榆区期中)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=5,BC=12,D是AB上一动点,过点D作DE⊥AC于点E,DF⊥BC于点F,连接EF,则线段EF的最小值是 6013 .【分析】连接CD,利用勾股定理列式求出AB,判断出四边形CFDE是矩形,根据矩形的对角线相等可得EF=CD,再根据垂线段最短可得CD⊥AB时,线段EF的值最小,然后根据三角形的面积公式列出求解即可.【解析】如图,连接CD.∵∠ACB=90°,AC=5,BC=12,第21页/共21页
∴AB=AC2+BC2=52+122=13,∵DE⊥AC,DF⊥BC,∠C=90°,∴四边形CFDE是矩形,∴EF=CD,由垂线段最短可得CD⊥AB时,线段EF的值最小,此时,S△ABC=12BC•AC=12AB•CD,即12×12×5=12×13•CD,解得:CD=6013,∴EF=6013.故答案为:6013.三、解答题(本大题共7小题,共46分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)19.(2020春•罗湖区校级期中)如图,在平行四边形ABCD中,点O是AB的中点,且OC=OD.(1)求证:平行四边形ABCD是矩形;(2)若AD=3,∠COD=60°,求矩形ABCD的面积.【分析】(1)证△AOD≌△BOC(SSS),得出∠A=∠B=90°,即可得出结论;(2)证出∠AOD=∠BOC=60°,则∠ADO=30°,由含30°角的直角三角形的性质得出OA=33AD=3,则AB=2OA=23,由矩形面积公式即可得出答案.【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD=BC,AD∥BC,∴∠A+∠B=180°,第21页/共21页
∵点O是AB的中点,∴OA=OB,在△AOD和△BOC中,OA=OBAD=BCOD=OC,∴△AOD≌△BOC(SSS),∴∠A=∠B=90°,∴平行四边形ABCD是矩形;(2)解:由(1)得:△AOD≌△BOC,∴∠AOD=∠BOC,∵∠COD=60°,∴∠AOD=∠BOC=60°,∵∠A=90°,∴∠ADO=30°,∴OA=33AD=3,∴AB=2OA=23,∴矩形ABCD的面积=AB×AD=23×3=63.20.(2020春•吴江区期中)如图,矩形ABCD中,AB=8,BC=4,点E、F分别在AB、CD上,且BE=DF=3.(1)求证:四边形AECF是菱形;(2)求线段EF的长.【分析】(1)根据矩形的性质得到CD=AB=8,AD=BC=4,CD∥AB,∠D=∠B=90°,求得CF=AE=5,根据勾股定理得到AF=CE=5,于是得到结论;(2)过F作FH⊥AB于H,得到四边形AHFD是矩形,根据矩形的性质得到AH=DF=3,FH=AD=4,根据勾股定理即可得到结论.【解答】(1)证明:∵在矩形ABCD中,AB=8,BC=4,第21页/共21页
∴CD=AB=8,AD=BC=4,CD∥AB,∠D=∠B=90°,∵BE=DF=3,∴CF=AE=8﹣3=5,∴AF=CE=32+42=5,∴AF=CF=CE=AE=5,∴四边形AECF是菱形;(2)解:过F作FH⊥AB于H,如图所示:则四边形AHFD是矩形,∴AH=DF=3,FH=AD=4,∴EH=5﹣3=2,∴EF=EH2+FH2=22+42=25.21.(2020春•建湖县期中)已知:如图,AC、BD相交于点O,且点O是AC、BD的中点,点E在四边形ABCD的形外,且∠AEC=∠BED=90°.求证:四边形ABCD是矩形.【分析】连接EO,证四边形ABCD是平行四边形,在Rt△AEC中EO=12AC,在Rt△EBD中,EO=12BD,得到AC=BD,即可得出结论.【解答】证明:连接EO,如图所示:∵O是AC、BD的中点,∴AO=CO,BO=DO,∴四边形ABCD是平行四边形,在Rt△EBD中,第21页/共21页
∵O为BD中点,∴EO=12BD,在Rt△AEC中,∵O为AC的中点,∴EO=12AC,∴AC=BD,又∵四边形ABCD是平行四边形,∴平行四边形ABCD是矩形.22.(2020春•汉寿县期中)如图,矩形EFGH的顶点E,G分别在菱形ABCD的边AD,BC上,顶点F,H在菱形ABCD的对角线BD上.(1)求证:BG=DE;(2)若E为AD中点,求证:四边形ABGE是平行四边形.【分析】(1)根据矩形的性质得到EH=FG,EH∥FG,得到∠GFH=∠EHF,求得∠BFG=∠DHE,根据菱形的性质得到AD∥BC,得到∠GBF=∠EDH,根据全等三角形的性质即可得到结论;(2)连接EG,根据菱形的性质得到AD=BC,AD∥BC,求得AE=BG,AE∥BG,得到四边形ABGE是平行四边形即可.【解答】证明:(1)∵四边形EFGH是矩形,∴EH=FG,EH∥FG,∴∠GFH=∠EHF,第21页/共21页
∵∠BFG=180°﹣∠GFH,∠DHE=180°﹣∠EHF,∴∠BFG=∠DHE,∵四边形ABCD是菱形,∴AD∥BC,∴∠GBF=∠EDH,在△BGF和△DEH中,∠BFG=∠DHE∠GBF=∠EDHFG=HE,∴△BGF≌△DEH(AAS),∴BG=DE;(2)连接EG,如图所示:∵四边形ABCD是菱形,∴AD=BC,AD∥BC,∵E为AD中点,∴AE=ED,∵BG=DE,∴AE=BG,AE∥BG,∴四边形ABGE是平行四边形,23.(2020春•香坊区校级期中)已知,在△ABC中,AB=AC,点D、点O分别为BC、AC的中点,AE∥BC.(1)如图1,求证:四边形ADCE是矩形;(2)如图2,若点F是CE上一动点,在不添加任何辅助线的情况下,请直接写出与四边形ABDF面积相等的三角形和四边形.第21页/共21页
【分析】(1)首先得到四边形ADCE是平行四边形,然后利用有一个角是直角的平行四边形是矩形判断矩形即可;(2)根据四边形ADCE是矩形,得到AD∥CE,于是得到S△ADC=S△ADF=S△AED,即可得到结论.【解答】(1)证明:∵点D、点O别是BC、AC的中点,∴OD∥AB,BD=CD,∴DE∥AB,又∵AE∥BD,∴四边形ABDE是平行四边形,∴AE=BD,∴AE=CD,∵AE∥BC,∴四边形ADCE是平行四边形,∵AB=AC,D为BC的中点,∴AD⊥BC,∴四边形ADCE是矩形;(2)解:∵四边形ADCE是矩形,∴AD∥CE,∴S△ADC=S△ADF=S△AED,∴四边形ABDF面积=S△ABC=S四边形ABDE=S矩形ADCE.24.(2020春•武汉期中)如图,在菱形ABCD中,AB=6,∠DAB=60°,点E是AD边的中点,点M是AB边上一动点(不与点A重合),延长ME交射线CD于点N,连接MD,AN.(1)求证:四边形AMDN是平行四边形;(2)填空:①当AM的值为 3 时,四边形AMDN是矩形;第21页/共21页
②当AM的值为 6 时,四边形AMDN是菱形.【分析】(1)由菱形的性质可得∠DNE=∠AME,再由点E是AD边的中点,可得AE=DE,从而可证明△NDE≌△MAE(AAS),则NE=ME,根据对角线互相平分的四边形是平行四边形可得答案;(2)①当AM的值为3时,四边形AMDN是矩形.根据对角线相等的平行四边形是矩形即可判定;②当AM的值为6时,四边形AMDN是菱形.根据对角线互相垂直的平行四边形是菱形即可判定.【解析】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,∴AB∥CD,∴∠DNE=∠AME,∠NDE=∠MAE,∵点E是AD边的中点,∴AE=DE,∴在△NDE和△MAE中,△NDE≌△MAE(AAS),∴NE=ME,∴四边形AMDN是平行四边形;(2)①当AM的值为3时,四边形AMDN是矩形.理由如下:∵四边形ABCD为菱形,∴AB=AD=6,∵点E是AD边的中点,∴AE=12AD=3,∴AM=AE=3,∵∠DAB=60°,∴△AEM是等边三角形,∴EM=AE,∵NE=EM=12MN,∴MN=AD,∵四边形AMDN是平行四边形,第21页/共21页
∴四边形AMDN是矩形.故答案为:3;②当AM的值为6时,四边形AMDN是菱形.理由如下:∵AB=AD=6,AM=6,∴AD=AM,∵∠DAB=60°,∴△AMD是等边三角形,∴ME⊥AD,∵四边形AMDN是平行四边形,∴四边形AMDN是菱形.故答案为:6.25.(2020春•庆云县期中)矩形ABCD中,对角线AC和BD相交于O,∠AOB=60度,AC=10.(1)求矩形较短边的长.(2)矩形较长边的长;(3)矩形的面积.如果把本题改为:矩形ABCD中,对角线AC和BD相交于O,∠AOB=60度,AB=4,你能求出这个矩形的面积吗?试写出解答过程.【分析】(1)根据矩形的性质,可以得到△AOB是等边三角形,则可以求得OA的长,进而求得AB的长.(2)在直角△ABC中,根据勾股定理来求BC的长度;(3)由矩形的面积公式进行解答;如果把本题改为:根据矩形性质得出AC=2AO,BD=2BO,AC=BD,推出AO=OB,得出等边三角形AOB,求出∠ABO,即可得出答案.【解析】(1)∵四边形ABCD是矩形,∴OA=OB第21页/共21页
又∵∠AOB=60°∴△AOB是等边三角形.∴AB=OA=12AC=5,即矩形较短边的长为5;(2)在直角△ABC中,∠ABC=90°,AB=5,AC=10,则BC=AC2-AB2=102-52=53,即矩形较长边的长是53;(3)矩形的面积=AB•BC=5×53=253;如果把本题改为:矩形ABCD中,对角线AC和BD相交于O,∠AOB=60度,AB=4,能求出这个矩形的面积.解答过程为:∵四边形ABCD是矩形,∴AC=2AO,BD=2BO,AC=BD,∴AO=OB,∵∠AOB=60°,∴△AOB是等边三角形,∴∠ABO=60°,∴AD=AB•tan60°=43,∴这个矩形的面积为4×43=163.第21页/共21页