正方形的性質及判定
知識歸納
1.正方形的定義:有一組鄰邊相等,並且有乙個角是直角的平行四邊形叫做正方形.
2.正方形的性質
正方形是特殊的平行四邊形、矩形、菱形.它具有前三者的所有性質:
① 邊的性質:對邊平行,四條邊都相等.
② 角的性質:四個角都是直角.
③ 對角線性質:兩條對角線互相垂直平分且相等,每條對角線平分一組對角.
④ 對稱性:正方形是中心對稱圖形,也是軸對稱圖形.
平行四邊形、矩形、菱形和正方形的關係:(如圖)
3.正方形的判定
判定①:有一組鄰邊相等的矩形是正方形.
判定②:有乙個角是直角的菱形是正方形.
4.重點:知曉正方形的性質和正方形的判定方法。
難點:正方形知識的靈活應用
例題講解
一、正方形的性質
例1:如圖,已知正方形的面積為,點在上,點在的延長線上,且,則的長為
變式1:如圖,在正方形中,為邊的中點,,分別為,邊上的點,若,,,則的長為 .
變式2:將個邊長都為的正方形按如圖所示擺放,點分別是正方形的中心,則個正方形重疊形成的重疊部分的面積和為
例2:如圖,是正方形對角線上的一點,求證:.
變式1:如圖,為正方形對角線上一點,於,於.求證:.
例3:如圖,已知是正方形內的一點,且為等邊三角形,那麼
變式1:如圖,已知、分別是正方形的邊、上的點,、分別與對角線相交於、,若,
則變式2:如圖,四邊形為正方形,以為邊向正方形外作正方形,與相交於點,則
例4:如圖,正方形的邊在正方形的邊上,連線,求證:.
變式1:如圖,在正方形中,為邊上的一點,為延長線上的一點,,,求的度數.
變式2:已知:如圖,在正方形中,是上一點,延長到,使,連線並延長交於.
(1)求證:;
(2)將繞點順時針旋轉得到,判斷四邊形是什麼特殊四邊形?並說明理由.
例5:若正方形的邊長為,為邊上一點,,為線段上一點,射線交正方形的一邊於點,且,則的長為
變式1:如圖1,在正方形中,、、、分別為邊、、、上的點,,連線、,交點為.
⑴ 如圖2,連線,試判斷四邊形的形狀,並證明你的結論;
⑵ 將正方形沿線段、剪開,再把得到的四個四邊形按圖3的方式拼接成乙個
四邊形.若正方形的邊長為,,則圖3中陰影部分的面積為
變式2:如圖,正方形對角線相交於點,點、分別是、上的點,,求證:(1);(2).
例6:如圖,正方形中,是邊上兩點,且於,求證:
變式1:如圖,點分別在正方形的邊上,已知的周長等於正方形周長的一半,求的度數
變式2:如圖,設正方形的對角線,在延長線上取一點,使,與交於,求證:正方形的邊長.
例7:把正方形繞著點,按順時針方向旋轉得到正方形,邊與交於點(如圖).試問線段與線段相等嗎?請先觀察猜想,然後再證明你的猜想.
變式1:如圖所示,在直角梯形中,,,是的垂直平分線,交於點,以腰為邊作正方形,作於點,求證.
二、正方形的判定
例1:四邊形的四個內角的平分線兩兩相交又形成乙個四邊形,求證:
⑴四邊形對角互補;
⑵若四邊形為平行四邊形,則四邊形為矩形.
⑶四邊形為長方形,則四邊形為正方形.
變式1:如圖,已知平行四邊形中,對角線、交於點,是延長線上的點,且是等邊三角形.
⑴ 求證:四邊形是菱形;
⑵ 若,求證:四邊形是正方形.
變式2:已知:如圖,在中,,,垂足為點,是外角的平分線,,垂足為點.
⑴ 求證:四邊形為矩形;
⑵ 當滿足什麼條件時,四邊形是乙個正方形?並給出證明.
例2:如圖,是邊長為的正方形,是內接於的正方形,,若則
例3:如圖,若在平行四邊形各邊上向平行四邊形的外側作正方形,求證:以四個正方形中心為頂點組成乙個正方形.
附加題:
1. 如圖,**段上,和都是正方形,面積分別為和,則的面積為
2. 如圖,在正方形中,、分別是、的中點,求證:.
3. 如圖,正方形中,是對角線的交點,過點作,分別交於,若,則
4. 如圖所示,是正方形,為上的一點,四邊形恰好是乙個菱形,則______.
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