内容正文:
1.1菱形的性质与判定
应用训练
北师版 九年级上
第一章 特殊平行四边形
【2023·凉山州】如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,D是BC的中点,E是AD的中点,过点A作AF∥BC交CE的延长线于点F.
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(1)求证:四边形ADBF是菱形;
证明:∵AF∥BC,
∴∠AFE=∠ECD,∠FAE=∠CDE.
∵点E是AD的中点,∴AE=DE.
∴△FAE≌△CDE(AAS).∴AF=CD.
∵点D是BC的中点,
∴BD=CD.∴AF=BD.
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又∵AF∥BD,∴四边形ADBF是平行四边形.
连接FD,交AB于点M.
∵四边形ADBF是平行四边形,∴BM=AM.
又∵BD=CD,∴DM∥AC.
∵∠BAC=90°,∴∠BMD=90°,∴FD⊥AB.
∴四边形ADBF是菱形.
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(2)若AB=8,菱形ADBF的面积为40,求AC的长.
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【点方法】
判定菱形的方法
1.若用对角线进行判定:先证明四边形是平行四边形,再证明对角线互相垂直,或直接证明四边形的对角线互相垂直平分;
2.若用边进行判定:先证明四边形是平行四边形,再证明一组邻边相等,或直接证明四边形的四条边都相等.
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【2023·天大附中模拟】如图,在菱形ABCD中,E,F是对角线AC上的两点,且AE=CF.
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(1)求证:△ABE≌△CDF;
(2)求证:四边形BEDF是菱形.
证明:如图,连接BD,交AC于点O.
∵四边形ABCD是菱形,
∴BD⊥AC,AO=CO,BO=DO.
∵AE=CF,∴EO=FO.
∴四边形BEDF是平行四边形.
又∵BD⊥EF,∴四边形BEDF是菱形.
【2023·广元】如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,AC平分∠DAB,AB=2CD,E为AB的中点,连接CE.
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(1)求证:四边形AECD为菱形;
证明:∵E为AB的中点,∴AB=2AE=2BE.
∵AB=2CD,∴CD=AE.
又∵AE∥CD,∴四边形AECD是平行四边形.
∵AC平分∠DAB,∴∠DAC=∠EAC.
∵AB∥CD,∴∠DCA=∠EAC.
∴∠DCA=∠DAC.∴AD=CD.
∴四边形AECD是菱形.
(2)若∠D=120°,DC=2,求△ABC的面积.
【点方法】
(1)由一组对边平行且相等可证四边形AECD是平行四边形,由平行线的性质和角平分线的定义可证AD=CD,可得结论.
(2)由菱形的性质可求AE=BE=CE=2,由等边三角形的性质和直角三角形的性质等可求BC,AC的长,即可求解.
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【2023·清华附中模拟】如图,在▱ABCD中,BC=2AB,AB⊥AC,分别在边BC,AD上的点E与点F关于AC对称,连接EF,AE,CF,DE.
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(1)试判断四边形AECF的形状,并说明理由;
解:四边形AECF是菱形.理由如下:
设AC,EF交于点O,如图所示.
(2)求证:AE⊥DE.
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解:∵四边形ADBF是菱形,∴S菱形ADBF=2S△ABD.
∵点D是BC的中点,∴S△ABC=2S△ABD.
∴S菱形ADBF=S△ABC=40.
又∵∠BAC=90°,∴AB·AC=40.
∵AB=8,∴AC=10.
证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=CD,AB∥CD.∴∠BAE=∠DCF.
在△ABE和△CDF中,
∴△ABE≌△CDF(SAS).
解:∵四边形AECD是菱形,∠D=120°,DC=2,
∴AD=AE=CE=DC=2,∠AEC=∠D=120°.
∴AE=CE=BE=2,∠CEB=60°.
∴∠CAE=∠ACE=30°,△CEB是等边三角形.
∴BC=EC=2,∠B=60°.∴∠ACB=90°.
∴AC=2.∴S△ABC=BC·AC=×2×2=2.
∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD∥BC.
∴∠OAF=∠OCE. ∵点E与点F关于AC对称,
∴AE=AF,CE=CF,OE=OF.
在△AOF和△COE中,
∴△AOF≌△COE(AAS).∴AF=CE.
∴AE=AF=CE=CF. ∴四边形AECF是菱形.
证明:∵AB⊥AC,∴∠BAC=90°.
∴∠BAE+∠EAC=∠B+∠ACB=90°.
由(1)知AE=EC,∴∠EAC=∠ACB.
∴∠BAE=∠B.∴AE=BE.
∴BE=EC=BC.
又∵BC=2AB,∴AB=BE=EC=AE.
∴△ABE是等边三角形.∴∠B=∠AEB=60°.
∴∠AEC=120°.
∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB∥CD,AB=CD.
∴∠DCE=180°-∠B=120°,CD=EC.
∴∠CED=∠CDE=(180°-120°)=30°.
∴∠AED=120°-30°=90°.∴AE⊥DE.
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