正方形(提高)知识讲解.doc

正方形（提高） 【学习目标】1理解正方形的概念，了解平行四边形、矩形及菱形与正方形的概念之间的从属关系；2掌握正方形的性质及判定方法【要点梳理】要点一、正方形的定义四条边都相等，四个角都是直角的四边形叫做正方形.要点诠释：既是矩形又是菱形的四边形是正方形，它是特殊的菱形，又是特殊的矩形，更为特殊的平行四边形，正方形是有一组邻边相等的矩形，还是有一个角是直角的菱形.要点二、正方形的性质正方形具有四边形、平行四边形、矩形、菱形的一切性质.1.边四边相等、邻边垂直、对边平行；2.角四个角都是直角；3.对角线相等，互相垂直平分，每条对角线平分一组对角；4.是轴对称图形，有4条对称轴；又是中心对称图形，两条对角线的交点是对称中心.要点诠释：正方形具有平行四边形、矩形、菱形的一切性质，其对角线将正方形分为四个等腰直角三角形.要点三、正方形的判定 正方形的判定除定义外，判定思路有两条：或先证四边形是菱形，再证明它有一个角是直角或对角线相等（即矩形）；或先证四边形是矩形，再证明它有一组邻边相等或对角线互相垂直（即菱形）.要点四、特殊平行四边形之间的关系或者可表示为：要点五、顺次连接特殊的平行四边形各边中点得到的四边形的形状（1）顺次连接平行四边形各边中点得到的四边形是平行四边形.（2）顺次连接矩形各边中点得到的四边形是菱形.（3）顺次连接菱形各边中点得到的四边形是矩形.（4）顺次连接正方形各边中点得到的四边形是正方形.要点诠释：新四边形由原四边形各边中点顺次连接而成.（1）若原四边形的对角线互相垂直，则新四边形是矩形. （2）若原四边形的对角线相等，则新四边形是菱形.（3）若原四边形的对角线垂直且相等，则新四边形是正方形.【典型例题】类型一、正方形的性质1、如图，在正方形ABCD中，对角线AC、BD相交于点O，E、F分别在OD、OC上，且DECF，连接DF、AE，AE的延长线交DF于点M求证：AMDF【思路点拨】根据DE=CF，可得出OE=OF，继而证明AOEDOF，得出OAE=ODF，然后利用等角代换可得出DME=90，即得出了结论【答案与解析】证明：ABCD是正方形，ODOC，又DECF，ODDEOCCF，即OEOF，在RtAOE和RtDOF中，AOEDOF，OAEODF，OAEAEO90，AEODEM，ODFDEM90，即可得AMDF【总结升华】此题考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质，解答本题的关键是通过全等的证明得出OAEODF，利用等角代换解题举一反三：【变式1】如图四边形ABCD是正方形，点E、K分别在BC，AB上，点G在BA的延长线上，且CEBKAG以线段DE、DG为边作DEFG (1)求证：DEDG，且DEDG(2)连接KF，猜想四边形CEFK是怎样的特殊四边形，并证明你的猜想【答案】证明：(1) 四边形ABCD是正方形， DCDA，DCEDAG90 又 CEAG， DCEDAG， EDCGDA，DEDG又 ADEEDC90， ADEGDA90， DEDG (2)四边形CEFK为平行四边形证明：设CK，DE相交于M点， 四边形ABCD和四边形DEFG都是正方形， ABCD，ABCD，EFDG，EFDG； BKAG， KGABCD 四边形CKGD为平行四边形 CKDGEF，CKDGEF 四边形CEFK为平行四边形【变式2】如图，三个边长均为2的正方形重叠在一起，O1、O2是其中两个正方形的中心，则阴影部分的面积是_ 【答案】2；提示：阴影部分面积等于正方形面积的一半.类型二、正方形的判定2、（2015闸北区模拟）如图，在RtABC中，BAC=90，AD=CD，点E是边AC的中点，连接DE，DE的延长线与边BC相交于点F，AGBC，交DE于点G，连接AF、CG（1）求证：AF=BF；（2）如果AB=AC，求证：四边形AFCG是正方形【思路点拨】（1）根据线段垂直平分线的性质，可得AF=CF，再根据等角的余角相等可得B=BAF，所以AF=BF（2）由AAS可证AEGCEF，所以AG=CF由一组对边平行且相等的四边形是平行四边形得四边形AFCG是平行四边形，进而证得四边形AFCG是菱形，最后根据有一个角为直角的菱形是正方形得证四边形AFCG是正方形【答案与解析】证明：（1）AD=CD，点E是边AC的中点，DEAC即得DE是线段AC的垂直平分线AF=CFFAC=ACB在RtABC中，由BAC=90，得B+ACB=90，FAC+BAF=90B=BAFAF=BF（2）AGCF，AGE=CFE又点E是边AC的中点，AE=CE在AEG和CEF中，AEGCEF（AAS）AG=CF又AGCF，四边形AFCG是平行四边形AF=CF，四边形AFCG是菱形在RtABC中，由AF=CF，AF=BF，得BF=CF即得点F是边BC的中点又AB=AC，AFBC即得AFC=90四边形AFCG是正方形【总结升华】本题考查的是正方形的判定方法，考查了线段垂直平分线的性质、全等三角形的判定与性质等基础知识的灵活运用，判别一个四边形是正方形主要是根据正方形的定义及其性质 举一反三：【变式】（2015春上城区期末）如图，矩形ABCD中，AD=6，DC=8，菱形EFGH的三个顶点E，G，H分别在矩形ABCD的边AB，CD，DA上，AH=2，连结CF（1）若DG=2，求证：四边形EFGH为正方形；（2）若DG=6，求FCG的面积【答案】（1）证明：四边形EFGH为菱形，HG=EH，AH=2，DG=2，DG=AH，在RtDHG和AEH中，RtDHGAEH，DHG=AEH，AEH+AHG=90，DHG+AHG=90，GHE=90，四边形EFGH为菱形，四边形EFGH为正方形；（2）解：作FQCD于Q，连结GE，如图，四边形ABCD为矩形，ABCD，AEG=QGE，即AEH+HEG=QGF+FGE，四边形EFGH为菱形，HE=GF，HEGF，HEG=FGE，AEH=QGF，在AEH和QGF中，AEHQGF，AH=QF=2，DG=6，CD=8，CG=2，FCG的面积=CGFQ=22=2类型三、正方形综合应用3、E、F分别是正方形ABCD的边AD和CD上的点，若EBF45(1)求证：AECFEF(2)若E点、F点分别是边DA、CD的延长线上的点，结论（1）仍成立吗？若成立，请证明，若不成立，写出正确结论并加以证明【答案与解析】证明：（1）延长DC，使CHAE，连接BH， 四边形ABCD是正方形， ABCH90，又ABBC，CHAE， RtBAERtBCH， 12，BEBH又 13490，445， 1345，2345，在EBF和HBF中， EBFHBF， EFFHFCCHAECF即AECFEF (2)如图所示：不成立，正确结论：EFCFAE证明：在CF上截取CHAE，连接BH 四边形ABCD是正方形， 在RtEAB和RtHCB中， RtEABRtHCB， BEBH，EBAHBC HBC ABH90， EBA ABH90又 EBF45， HBF45，即EBFHBF在EBF和HBF中 EBFHBF， EFFHCFCHCFAE，即EFCFAE 【总结升华】本题主要考察正方形的性质，全等三角形的性质和判定，关键在于用“截长补短”的方法正确地作出辅助线.4、正方形ABCD的对角线交点为O，如图所示，AE平分BAC交BC于E，交OB于F，求证：EC2FO【思路点拨】在平面几何中，要证明一条线段等于另一条线段的2倍或，通常采用折半法或加倍法而折半法又可分直接折半法和间接折半法；加倍又可分直接加倍法和间接加倍法这就需要学生仔细研究，找到解决问题的合适方法【答案与解析】 证法一：(间接折半法)如图所示 314，526 而12，4645 35，BEBF 取AE的中点G，连接OG， AOOC， OGEC 由75，83， 78， FOGO EC2OG2FO 证法二：(直接折半法)如图所示 由证法一得BEBF 取EC的中点H，连接OH AOOC， OHAE BOHBFEBEFBHO BOBH， FOEH EC2EH2FO 证法三：(直接加倍法)如图所示 由证法一得BEBF在OD上截取OMOF，连接MC易证RtAOFRtCOM OAFOCM， AEMC 由BMCBFEBEFBCM， FMEC ECFM2FO【总结升华】若题目中涉及线段的倍半关系和中点问题时，要联想中位线定理，利用中点构造中位线，要注意从不同的角度进行思构，构造不同的辅助线来解决问题举一反三：【变式】在正方形ABCD的边AB上任取一点E，作EFAB交BD于点F，取FD的中点G，连接EG、CG，如图，易证EGCG，且EGCG (1)将BEF绕点B逆时针旋转90，如图，则线段EG和CG有怎样的数量关系和位置关系?请直接写出你的猜想(2)将BEF绕点B逆时针旋转180，如图，则线段EG和CG又有怎样的数量关系和位置关系?请写出你的猜想，并加以证明【答案】解：(1)EGCG，且EGCG(2)EGCG，且EGCG 证明：延长FE交DC延长线于M，连MG，如图， AEM90，EBC90，BCM90， 四边形BEMC是矩形 BECM，EMC90， 又 BEEF， EFCM EMC90，FGDG， MGFDFG BCEM，BCCD， EMCD EFCM， FMDM， F45 又FGDG，CMGEMD45， FGMC， GFEGMC， EGCG，FGEMGC， MGDF， FGEEGM90， MGCEGM90即EGC90， EGCG