2026年初中同步练习册九年级数学上册北师大版北京师范大学出版社第20页答案
10 整理与复习
知识梳理
菱形、矩形、正方形以及平行四边形的关系如图所示,请在下面带箭头的线上填上文字,把图示的含义表达完整。
平行四边形
矩形
菱形
正方形
专题探究

答案


平行四边形→矩形的两个条件:有一个角是直角、对角线相等;矩形→正方形的两个条件:对角线互相垂直、邻边相等;平行四边形→菱形的两个条件:邻边相等、对角线互相垂直;菱形→正方形的两个条件:有一个角是直角、对角线相等;平行四边形→正方形的两个条件:邻边相等且一角为直角、对角线相等且互相垂直。

解析

【分析】
解题时首先回忆特殊平行四边形的定义与判定定理,明确不同四边形的特征差异:矩形是具备“直角/对角线相等”特性的平行四边形,菱形是具备“邻边相等/对角线互相垂直”特性的平行四边形,正方形同时具备矩形和菱形的全部特性。不同图形的转化本质就是补充对应缺失的特征条件:1. 平行四边形转矩形,补充矩形独有的特性;2. 平行四边形转菱形,补充菱形独有的特性;3. 矩形转正方形,给矩形补充菱形的特性;4. 菱形转正方形,给菱形补充矩形的特性;5. 平行四边形直接转正方形,同时补充矩形和菱形的特性即可。
【解析】
我们根据各类特殊平行四边形的判定定理逐一确认条件:
1. 平行四边形→矩形:根据矩形判定定理,有一个角是直角的平行四边形是矩形,对角线相等的平行四边形是矩形,因此两个条件为:有一个角是直角、对角线相等;
2. 矩形→正方形:正方形是邻边相等(或对角线互相垂直)的矩形,因此两个条件为:对角线互相垂直、邻边相等;
3. 平行四边形→菱形:根据菱形判定定理,邻边相等的平行四边形是菱形,对角线互相垂直的平行四边形是菱形,因此两个条件为:邻边相等、对角线互相垂直;
4. 菱形→正方形:正方形是有一个角是直角(或对角线相等)的菱形,因此两个条件为:有一个角是直角、对角线相等;
5. 平行四边形→正方形:正方形同时满足矩形和菱形的判定,因此条件为:邻边相等且一角为直角、对角线相等且互相垂直。
【答案】
平行四边形→矩形的两个条件:有一个角是直角、对角线相等;矩形→正方形的两个条件:对角线互相垂直、邻边相等;平行四边形→菱形的两个条件:邻边相等、对角线互相垂直;菱形→正方形的两个条件:有一个角是直角、对角线相等;平行四边形→正方形的两个条件:邻边相等且一角为直角、对角线相等且互相垂直。
【知识点】
特殊平行四边形判定;四边形从属关系;正方形判定
【点评】
本题属于基础概念考查题,核心是梳理不同特殊平行四边形之间的联系与区别,需要学生准确掌握各类四边形的判定定理,避免混淆不同转化对应的条件,是巩固四边形章节基础概念的典型习题。
【难度系数】
0.8
1. 如图,在$□ ABCD$中,$AB=4$,$BC=6$,将线段$AB$向右平移$a$个单位长度得到线段$EF$。若四边形$ECDF$为菱形,则$a$的值为(
B
)。

A.1
B.2
C.3
D.4

答案

1.B

解析

【分析】
解题时先结合已知条件逐步推导:首先回忆平行四边形的性质,可得平行四边形对边平行且相等,所以AB与CD平行且长度为4,AD和BC长度相等为6;再根据平移的性质,平移后的线段EF和AB平行且相等,平移距离等于AF、BE的长度为a,由此可推出EF和CD平行且相等,所以四边形ECDF首先是平行四边形;最后根据菱形的判定,平行四边形邻边相等时为菱形,因此只需令CD=DF,结合DF=AD-AF列等式求解即可得到a的值。
【解析】
解:
∵四边形ABCD是平行四边形
∴$AB=CD=4$,$AD=BC=6$,$AB// CD$
∵线段AB向右平移$a$个单位长度得到EF
∴$EF=AB=4$,$EF// AB$,$AF=a$
∴$EF// CD$,$EF=CD$
∴四边形ECDF是平行四边形
若四边形ECDF为菱形,需满足邻边相等,即$CD=DF$
∵$DF=AD-AF=6-a$,$CD=4$
∴$4=6-a$
解得$a=2$
【答案】
B
【知识点】
平行四边形的性质;平移的性质;菱形的判定
【点评】
本题是几何基础题,将平行四边形、平移、菱形的知识点结合考查,解题的核心是先确定四边形ECDF为平行四边形,再利用菱形邻边相等的特征建立方程计算,解题思路清晰,属于常考的基础题型。
【难度系数】
0.8
2.如图,矩形ABCD的对角线相交于点O,下列结论一定正确的是(
C
)。

A.AC平分∠BAD
B.AB=BC
C.AC=BD
D.AC⊥BD

答案

2.C

解析

【分析】
本题考查矩形的性质及各类特殊平行四边形性质的区分,解题时先回忆矩形的相关性质,再逐个分析选项,判断每个选项是否对所有矩形都成立:首先明确矩形的基本性质为对边相等、四个角为直角、对角线互相平分且相等,而对角线平分内角、邻边相等、对角线互相垂直是菱形(或正方形,正方形是特殊的矩形)的特性,普通矩形不满足,据此逐一排除错误选项即可。
【解析】
结合矩形的性质逐个分析选项:
A. 只有当矩形是正方形时,对角线AC才平分∠BAD,普通矩形不满足该结论,故A错误;
B. AB、BC是矩形的邻边,矩形仅对边相等,邻边相等是正方形的特有性质,普通矩形邻边不一定相等,故B错误;
C. 矩形的对角线相等,AC、BD是矩形的两条对角线,因此AC=BD一定成立,故C正确;
D. 对角线互相垂直是菱形的性质,只有矩形为正方形时才满足AC⊥BD,普通矩形不满足,故D错误。
综上,答案选C。
【答案】
C
【知识点】
矩形的性质;特殊平行四边形的性质
【点评】
本题属于基础题,核心考查不同特殊平行四边形的性质差异,解题时注意题干“一定正确”的要求,只有对所有矩形都成立的结论才是正确选项,牢记各类特殊四边形的性质即可快速作答。
【难度系数】
0.9
3.如图,已知正方形ABCD的边长为3,P是对角线BD上的一点,PF⊥AD于点F,PE⊥AB于点E,连接PC,当PE:PF=1:2时,PC=(
C
)。

A.$\sqrt{3}$
B.2
C.$\sqrt{5}$
D.$\frac{5}{2}$

答案

3.C

解析

【分析】
解题思路如下:1. 先结合正方形性质和垂直条件,判断四边形AEPF是矩形,同时对角线BD平分∠ABC,可得△BEP是等腰直角三角形,得到BE=PE、AE=PF的关系;2. 利用AB边长为3和PE:PF=1:2的比例,计算出PE、BE的长度;3. 过P作BC的垂线构造直角三角形,用勾股定理即可求出PC的长度。
【解析】
解:
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=∠ABC=90°,BD平分∠ABC,AB=BC=3,
∴∠EBP=45°。
∵PE⊥AB,PF⊥AD,
∴∠AEP=∠AFP=90°,
∴四边形AEPF是矩形,即AE=PF。
又
∵∠PEB=90°,∠EBP=45°,
∴△BEP是等腰直角三角形,BE=PE。
设PE=x,则PF=2x,
由AB=AE+BE=PF+PE=3,得x+2x=3,解得x=1,
∴PE=BE=1。
过点P作PG⊥BC于G,
∵PE⊥AB,PG⊥BC,∠ABC=90°,
∴四边形EBGP是矩形,
∴BG=PE=1,PG=BE=1,
∴GC=BC-BG=3-1=2。
在Rt△PGC中,由勾股定理得:
$PC=\sqrt{PG^2+GC^2}=\sqrt{1^2+2^2}=\sqrt{5}$。
【答案】
C
【知识点】
正方形的性质;矩形的判定与性质;勾股定理
【点评】
本题是几何综合基础题,需要结合特殊四边形的性质推导线段关系,通过构造直角三角形求解未知线段,熟练掌握特殊图形的性质是解题的关键。
【难度系数】
0.7
识别出错

答案

解:
在矩形$ABCD$中,由勾股定理可得对角线长度:
$AC=BD=\sqrt{AB^2 + AD^2}=\sqrt{5^2+12^2}=13$
矩形对角线互相平分且相等,因此$OB=OC=\frac{13}{2}$。
连接$OE$,利用面积法:
$S_{△ OBC}=\frac{1}{4}S_{\mathrm{矩形}ABCD}=\frac{1}{4}×5×12=15$
同时$S_{△ OBC}=S_{△ OBE}+S_{△ OCE}=\frac{1}{2}· OB· EG + \frac{1}{2}· OC· EF$,代入$OB=OC=\frac{13}{2}$得:
$15=\frac{1}{2}×\frac{13}{2}×(EG+EF)$
解得:
$EF+EG=\frac{60}{13}$
答案:$\boldsymbol{\frac{60}{13}}$

解析

【分析】
要解决这类求直角三角形斜边上高的问题,解题思路很清晰:第一步先利用勾股定理算出直角三角形斜边的长度,第二步用等面积法,即直角三角形的面积既可以用两直角边乘积的一半计算,也可以用斜边乘斜边上高的一半计算,两个面积表达式相等就能列出方程求出高的值。
【解析】
假设题目为:在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=5,BC=12,CD⊥AB于点D,求CD的长度。
1. 求斜边AB的长度:
在Rt△ABC中,根据勾股定理得:
$AB^2=AC^2+BC^2=5^2+12^2=25+144=169$
因为边长为正数,所以$AB=\sqrt{169}=13$
2. 用等面积法列方程求CD:
三角形ABC的面积可表示为$S=\frac{1}{2}AC· BC$,也可表示为$S=\frac{1}{2}AB· CD$
因此有:$\frac{1}{2}×5×12=\frac{1}{2}×13× CD$
两边同时消去$\frac{1}{2}$得:$60=13CD$
解得:$CD=\frac{60}{13}$
【答案】
$\frac{60}{13}$
【知识点】
勾股定理,三角形面积计算,等面积法
【点评】
等面积法是几何中求线段长度的常用技巧,本题将勾股定理和面积计算结合,考查学生对基础几何公式的灵活运用能力。
【难度系数】
0.7
5.如图,$□ ABCD$的对角线AC,BD相交于点O,分别以点B,C为圆心,$\frac{1}{2}AC$,$\frac{1}{2}BD$的长为半径画弧,两弧交于点P,连接BP,CP。
(1)试判断四边形BPCO的形状,并说明理由;
(2)请说明当$□ ABCD$的对角线满足什么条件时,四边形BPCO是正方形。

答案

5.解:(1)四边形 BPCO 为平行四边形。
理由:
∵ 四边形 ABCD 为平行四边形,
∴$OC=OA=\frac{1}{2}AC$,$OB=OD=\frac{1}{2}BD$。
由作图方法,得 $CP=OB$,$BP=OC$。
∴ 四边形 BPCO 为平行四边形。
(2)当 $AC⊥BD$,且 $AC=BD$ 时,四边形BPCO 为正方形。
理由:
∵$AC⊥BD$,
∴$∠BOC=90°$。
∵$AC=BD$,$OB=\frac{1}{2}BD$,$OC=\frac{1}{2}AC$,
∴$OB=OC$。
∵ 四边形 BPCO 为平行四边形,
∴ 四边形 BPCO 为正方形。

解析

【分析】
(1) 判断四边形BPCO的形状时,首先利用平行四边形ABCD的对角线互相平分的性质,得到OC与AC、OB与BD的数量关系;再结合题目的作图规则,推导得到四边形BPCO两组对边的等量关系,最后依据平行四边形的判定定理即可得出结论。
(2) 要使平行四边形BPCO成为正方形,需同时满足“有一个内角为直角”和“邻边相等”两个条件。结合平行四边形对角线的性质:若AC⊥BD,可得∠BOC为直角,平行四边形BPCO是矩形;若AC=BD,可推出OB=OC,平行四边形BPCO是菱形,同时满足两个条件即可得到正方形,进而推导出原平行四边形对角线需要满足的条件。
【解析】
(1) 四边形BPCO为平行四边形,理由如下:
∵ 四边形ABCD是平行四边形,
∴ $OC=OA=\frac{1}{2}AC$,$OB=OD=\frac{1}{2}BD$。
由作图方法可知,$BP=\frac{1}{2}AC$,$CP=\frac{1}{2}BD$,
∴ $BP=OC$,$CP=OB$,
∴ 四边形BPCO是平行四边形。
(2) 当$AC⊥BD$,且$AC=BD$时,四边形BPCO是正方形,理由如下:
∵ $AC⊥BD$,
∴ $∠BOC=90°$。
∵ $AC=BD$,$OB=\frac{1}{2}BD$,$OC=\frac{1}{2}AC$,
∴ $OB=OC$。
又
∵ 四边形BPCO是平行四边形,
∴ 四边形BPCO是正方形。
【答案】
(1) 四边形BPCO是平行四边形;
(2) 当对角线$AC⊥BD$且$AC=BD$时,四边形BPCO是正方形。
【知识点】
平行四边形的性质与判定;正方形的判定
【点评】
本题重点考查特殊四边形的相关性质和判定方法,解题时需要结合已知条件逐层推导,熟练掌握各类特殊四边形的判定规则是解决此类问题的核心,能够有效锻炼逻辑推理能力。
【难度系数】
0.7