在几何学中,正方形是一种特殊的四边形,它的特性包括四条相等的边和四个相等的直角。正方形的判定是初中数学的重要知识点,涉及到多种几何性质的综合应用。以下是一些关于正方形判定的关键点:
1. **平行四边形升级为正方形**:已知四边形是平行四边形,要升级为正方形,可以通过以下条件之一:四条边等长;对角线互相垂直且等长;一组邻边等长且对角线垂直;四个角都是直角。
2. **选择题分析**:
- 选项A(①AB=BC,②∠ABC=90°):根据平行四边形性质,若两邻边相等且有一个内角为90度,则四边形是矩形。由于两邻边也相等,所以它是正方形。
- 选项B(②∠ABC=90°,③AC=BD):仅表明是矩形,不构成正方形。
- 选项C(①AB=BC,③AC=BD):只表明四边形是对称的,但无法确认它是正方形。
- 选项D(②∠ABC=90°,④AC⊥BD):直角加上对角线垂直,说明四边形是正方形。
3. **假命题判断**:假命题指的是不正确的陈述。例如,命题“一组对边相等且有一个角是直角的四边形是矩形”是真命题,但不是假命题。
4. **四边形性质**:
- 若平行四边形的对角线互相垂直且等长,那么它是正方形。
- 当平行四边形的一组邻边相等,或者对角线互相垂直,它可以是菱形,但不是必然的正方形。
- 当平行四边形的对角线互相平分,它是平行四边形,但不一定是菱形或正方形。
5. **构造正方形**:通过作平行线形成的新四边形EFMN,如果原四边形ABCD的对角线互相垂直且等长,新四边形将是正方形。
6. **证明正方形**:需要证明四边形的两边相等且对角线互相垂直平分,或者四个角都是直角且对角线等长。
7. **真命题识别**:
- 对角线相等的四边形可能是矩形,但不一定是正方形,因此A选项不一定是真命题。
- 对角线互相垂直的四边形是菱形,B选项是真命题。
- 对角线互相平分的四边形是平行四边形,C选项是真命题。
- 对角线互相垂直平分的四边形是正方形,D选项是真命题。
8. **添加条件**:在直角三角形中,如果垂直平分线与另一条边的延长线相交,且延长线上的点使得两边相等,不能立即得出四边形是正方形,因为还需要证明对角线是否垂直平分。
9. **填空题**:一个可能的条件是“AB=AD 且 ∠A=∠B”,这表明四边形是菱形且内角相等,从而是正方形。
10. **Rt△条件**:在直角三角形中,若AC和BC的垂直平分线相交,当它们与直角边的延长线相交,形成的新四边形DECF可以是正方形,条件可以是“AC=BC”。
11. **菱形升级**:对于菱形,若对角线互相垂直,它将成为正方形。
12. **菱形对角线性质**:若菱形的对角线互相垂直且平分,那么它是正方形。
13. **矩形升级**:在三个角都是直角的四边形中,若添加条件“对角线互相垂直”,则该四边形是正方形。
14. **菱形变正方形**:如果一个菱形的对角线相等,那么它是正方形。
15-19题为具体的证明题,涉及到正方形判定的具体应用,如角平分线、垂直平分线、旋转等几何变换,这里不再一一展开,但解题过程中都需要运用到上述的正方形判定知识。
以上就是正方形判定的相关知识点,包括理论和实际应用,这些知识对于理解和解决几何问题至关重要。