资料简介
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正方形的计算和证明问题专项练习
1. 提出问题:
(1)如图1,在正方形ABCD中,点E,H分别在BC,AB上,若AE⊥DH于点O,求证:AE=DH;
类比探究:
(2)如图2,在正方形ABCD中,点H,E,G,F分别在边AB,BC,CD,DA上,若EF⊥HG于点O,探究线段EF与HG的数量关系,并说明理由;
综合运用:
(3)在(2)问条件下,HF∥GE,如图3所示,已知BE=EC=2,EO=2FO,求图中阴影部分的面积。
2. 如图1,点为正方形的中心。
(1)将线段绕点逆时针方向旋转,点的对应点为点,连接,,,请依题意补全图1;
(2)根据图1中补全的图形,猜想并证明与的关系;
(3)如图2,点是中点,△是等腰直角三角形,是的中点,,,,△绕点逆时针方向旋转角度,请直接写出旋转过程中的最大值。
3. 如图,正方形OABC的边OA,OC在坐标轴上,点B的坐标为(﹣4,4)。点P从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴向点O运动;点Q从点O同时出发,以相同的速度沿x轴的正方向运动,规定点P到达点O时,点Q也停止运动。连接BP,过P点作BP的垂线,与过点Q平行于y轴的直线l相交于点D。BD与y轴交于点E,连接PE。设点P运动的时间为t(s)。
(1)∠PBD的度数为 ,点D的坐标为 (用t表示);
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(2)当t为何值时,△PBE为等腰三角形?
(3)探索△POE的周长是否随时间t的变化而变化?若变化,说明理由;若不变,试求这个定值。
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正方形的计算和证明问题专项练习
参考答案
1.(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=DA,∠ABE=90°=∠DAH。
∴∠HAO+∠OAD=90°。
∵AE⊥DH,
∴∠ADO+∠OAD=90°。
∴∠HAO=∠ADO。
∴△ABE≌△DAH(ASA),
∴AE=DH。
(2)EF=GH。理由如下:
将FE平移到AM处,则AM∥EF,AM=EF。
将GH平移到DN处,则DN∥GH,DN=GH。
∵EF⊥GH,
∴AM⊥DN,
根据(1)的结论得AM=DN,所以EF=GH;
(3)解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB∥CD
∴∠AHO=∠CGO
∵FH∥EG
∴∠FHO=∠EGO
∴∠AHF=∠CGE
∴△AHF∽△CGE
∴
∵EC=2
∴AF=1
过F作FP⊥BC于点P,
根据勾股定理得EF=,
∵FH∥EG,
∴
根据(2)知EF=GH,
∴FO=HO。
∴,
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,
∴阴影部分面积为。
2. 解:
(1)正确画出图形,如下图所示:
(2)延长交于点,交于点
∵为正方形的中心,
∴,∠=90
∵绕点逆时针旋转90角得到
∴
∴∠=∠=90
∴∠=∠
在△和△中,
,,∠=∠,[来源:学科网]
∴△≌△
∴
∴∠=∠
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∵∠+∠
∴∠+∠=90
∴⊥
(3)的最大值为
3. 解:(1)如图1,
由题意可得:AP=OQ=1×t=t
∴AO=PQ。
∵四边形OABC是正方形,
∴AO=AB=BC=OC,[来源:学科网]
∠BAO=∠AOC=∠OCB=∠ABC=90°。
∵DP⊥BP,
∴∠BPD=90°。
∴∠BPA=90°﹣∠DPQ=∠PDQ。
∵AO=PQ,AO=AB,
∴AB=PQ。
在△BAP和△PQD中,
[来源:Z_xx_k.Com]
∴△BAP≌△PQD。
∴AP=DQ,BP=PD。
∵∠BPD=90°,BP=PD,
∴∠PBD=∠PDB=45°。
∵AP=t,
∴DQ=t。
∴点D坐标为(t,t)。
故答案为:45°,(t,t)。
(2)①若PB=PE,
则∠PBE=∠PEB=45°。
∴∠BPE=90°。
∵∠BPD=90°,
∴∠BPE=∠BPD。
∴点E与点D重合。
∴点Q与点O重合。
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与条件“DQ∥y轴”矛盾,
∴这种情况应舍去。
②若EB=EP,
则∠PBE=∠BPE=45°。
∴∠BEP=90°。
∴∠PEO=90°﹣∠BEC=∠EBC。
在△POE和△ECB中,
∴△POE≌△ECB。
∴OE=BC,OP=EC。[来源:学#科#网Z#X#X#K]
∴OE=OC。
∴点E与点C重合(EC=0)。
∴点P与点O重合(PO=0)。
∵点B(﹣4,4),
∴AO=CO=4。
此时t=4。
③若BP=BE,
在Rt△BAP和Rt△BCE中,
∴Rt△BAP≌Rt△BCE(HL)。
∴AP=CE。
∵AP=t,
∴CE=t。
∴PO=EO=4﹣t。
∵∠POE=90°,
∴PE=
=(4﹣t)。
延长OA到点F,使得AF=CE,连接BF,如图2所示。[来源:学|科|网]
在△FAB和△ECB中,
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∴△FAB≌△ECB。
∴FB=EB,∠FBA=∠EBC。
∵∠EBP=45°,∠ABC=90°,
∴∠ABP+∠EBC=45°。
∴∠FBP=∠FBA+∠ABP
=∠EBC+∠ABP=45°。
∴∠FBP=∠EBP。
在△FBP和△EBP中,
∴△FBP≌△EBP。
∴FP=EP。
∴EP=FP=FA+AP=CE+AP。
∴EP=t+t=2t。
∴(4﹣t)=2t。
解得:t=4﹣4
∴当t为4秒或(4﹣4)秒时,△PBE为等腰三角形。
(3)∵EP=CE+AP,
∴OP+PE+OE=OP+AP+CE+OE
=AO+CO
=4+4
=8。
∴△POE的周长是定值,该定值为8。
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