活用正方形性质解题
正方形具有四个角都是直角,四条边都相等,对角线互相垂直平分且相等,每条对角线平分一组对角等性质.在解决有关正方形问题时,要注意其性质的灵活应用.
计算问题
例1.如图1,E为正方形ABCD的对角线BD上的一点,且BE=BC, 试求∠DCE的度数.
分析:因为BD是正方形ABCD的对角线,所以∠DBC=45°.又因为BE=BC,所以∠BCE=∠BEC=,所以可求出∠DCE的度数.
解:因为四边形ABCD是正方形,
所以∠BCD=∠ABC=90°
因为BD是正方形ABCD的对角线,
所以∠DBC=45°.
又因为BE=BC,
所以∠BCE=∠BEC=,
所以∠DCE=∠BCD-∠BCE=22.5°.
证明问题
例2. 已知:如图2,过正方形ABCD的对角线BD上的一点P, 作PE⊥BC于E,PF⊥CD于F ,求证:PA=EF.
分析:如图3,由PE⊥BC,PF⊥CD可知四边形PECF为矩形,连接PC, 则有PC= EF. 这时只须证AP=PC. 根据正方形的对称性可知AP=PC,故可得证.
证明:连接PC、AC.
因为四边形ABCD是正方形,
所以BD垂直平分AC,∠BCD =90°,
所以AP=PC,
又因为PE⊥BC,PF⊥CD,∠BCD =90°,
所以四边形PECF为矩形,
所以PC= EF,所以PA=EF.
三、探索问题
例3. 如图4,已知正方形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,E是AC上一点,连接EB,过点A作AM⊥BE,垂足为M,AM交BD于点F.
(1)求证:OE=OF;
(2)如图5,若点E在AC的延长线上,AM与EB的延长线交于点M,交DB的延长线于点F,其他条件不变,则结论“OE=OF”还成立吗?如果成立,请给出证明;如果不成立,请说明理由.
分析:(1)要证OE=OF,只需证明△AOF和△BOE重合,根据已知条件和正方形的特征容易得证. (2)“问题”的基本思路是先假设结论成立,然后用分析法探求其成立条件,如果题设所给条件满足要求,则成立,反之则不成立.
(1)证明:因为四边形ABCD是正方形.
所以∠BOE=∠AOF=90°,OA=OB.
又因为AM⊥EB,
所以∠MAE+∠MEA=90°=∠OBE+∠MEA.
所以∠MAE=∠OBE.
所以△AOF绕O点逆时针方向旋转90°可与△BOE重合.
所以OE=OF.
(2)解:OE=OF仍成立,理由如下:
因为四边形ABCD是正方形,
所以∠BOE=∠AOF=90°,BO=AO.
因为AM⊥EB,所以∠OEB+∠OAM=90°=∠OFA+∠OAM.
所以∠OEB=∠OFA.
所以△AOF绕O点逆时针旋转90°后可与△BOE重合.
所以OE=OF.
点评:在正方形中,我们常利用对角线互相垂直平分证明线段相等.无论是正方形还是矩形,经常通过连接对角线来解题,这样可将分散的条件集中起来.
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