内容正文:
第一章 特殊平行四边形
1 菱形的性质与判定(第三课时)
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典例讲练
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课前预习
0 1
菱形的两个面积公式.
(1)S= ;
(2)S= .
注:在对角线互相垂直的四边形中,一条对角线将四边形分成
有公共底边的两个三角形,这两个三角形的高的和恰好是四边
形的另一条对角线的长.由三角形的面积公式可得,对角线互相
垂直的四边形的面积等于两条对角线乘积的一半.
底×高
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0 2
1.平行四边形的对边 ,
对角 ,对角线 .
2.菱形具有 的一切性质.
3.菱形是 图形也是 图形.
4.菱形的四条边都 .
5.菱形的两条对角线互相 .
平行且相等
相等
互相平分
平行四边形
轴对称
中心对称
相等
垂直且平分
复习引入
导入新课
菱形的面积
问题1 菱形是特殊的平行四边形,那么能否利用平行四边形的面积公式计算菱形 ABCD 的面积呢?
A
B
C
D
思考 前面我们已经学习了菱形的对角线互相垂直,那么能否利用对角线来计算菱形 ABCD 的面积呢?
能. 过点 A 作 AE⊥BC 于点 E,则 S菱形ABCD = 底×高 = BC·AE.
E
新课讲授
问题2 如图,四边形 ABCD 是菱形,对角线 AC,BD 交于点 O,试用对角线表示出菱形 ABCD 的面积.
A
B
C
D
O
解:∵ 四边形 ABCD 是菱形,
∴ AC⊥BD.
∴ S菱形ABCD = S△ABC + S△ADC
= AC·BO + AC·DO
= AC·(BO + DO)
= AC·BD.
你有什么发现?
菱形的面积 = 底×高 = 对角线乘积的一半
如图的两张不等宽的纸条交叉重叠在一起,重叠的部分是什么图形?
做一做
平行四边形
菱形的判定与性质的综合问题
如图的两张等宽的纸条交叉重叠在一起,重叠的部分 ABCD 是什么图形?为什么?
菱形
A
C
D
B
分析:易知四边形 ABCD 是平行四边形,只需证一组邻边相等或对角线互相垂直即可.
由题意可知 BC 边上的高和 CD 边上的高相等,
然后通过证△ABE≌△ADF,即可得 AB = AD.
E
F
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典例讲练
0 3
如图,两张宽度都为1的平直纸条,交叉叠放在一起,两纸条边缘的夹角α=30°,则它们重叠部分(图中阴影部分)的面积为 .
2
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【解析】如图,过点 A 作 AE ⊥ BC 于点 E , AF ⊥ CD 于点 F ,则AE = AF =1.∵ AD ∥ BC , AB ∥ CD ,∴四边形 ABCD 是平行四边形.∴▱ ABCD 的面积= BC · AE = CD · AF . ∴ BC = CD .
∴▱ ABCD 是菱形.∴ AD = CD . ∵∠ ADC =α=30°,∠ AFD =90°,∴ CD = AD =2 AF =2.
∴菱形 ABCD 的面积= CD · AF =2×1=2.
故答案为2.
【点拨】熟练掌握菱形的判定与性质、平行四边形的判定与性质、含30°角的直角三角形的性质等知识,证明四边形 ABCD 为菱形是解决本题的关键.
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如图,已知菱形 ABC D的周长为20, AC ∶ B D=1∶2,则菱形ABC D的面积是 .
20
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如图,在四边形 ABC D中,已知 A D∥ BC ,点E为 BC 的中点BC =2 A D,
E A =ED=2, AC 与ED相交于点F.
(1)当 AB 与 AC 具有什么位置关系时,四边形 A E C D是菱形?
解:(1)当 AB ⊥ AC 时,四边形 AECD 是菱形.理由如下:
∵点 E 为 BC 的中点, BC =2 AD ,
∴ BE = EC = AD .
又∵ AD ∥ BC ,
∴四边形 ABED 和四边形 AECD 均为平行四边形.
∴ AB ∥ ED .
∵ AB ⊥ AC ,∴ DE ⊥ AC .
∴四边形 AECD 是菱形.
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(2)在(1)的条件下求出此时菱形 A E C D的面积.
(2)如图,过点 A 作 AG ⊥ BE 于点 G .
由(1)知 EA = AD = EC = BE , AB = ED .
∵ EA = ED =2,
∴ AE = BE = AB = EC =2.
∴△ ABE 是等边三角形.
∴∠ AEB =60°.
∴ AG = .
∴ = EC · AG =2× =2 .
【点拨】掌握平行四边形和菱形的性质和判定是解决本题的关键,在求菱形的面积时,若没有告诉对角线的长度,作底边上的高是关键,用底乘高得到菱形的面积.
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如图,在▱ ABC D中, A E⊥ BC , A F⊥ C D,垂足分别为E,F,且 B E=DF.
(1)求证:▱ ABC D是菱形;
(1)证明:∵四边形 ABCD 是平行四边形,
∴∠ B =∠ D . ∵ AE ⊥ BC , AF ⊥ CD ,
∴∠ AEB =∠ AFD =90°.在△ AEB 和△ AFD 中,
∴△ AEB ≌△ AFD ( A S A ).
∴ AB = AD . ∴▱ ABCD 是菱形.
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(2)若 AB =5, AC =6,求四边形 ABC D的面积.
(2)解:如图,连接 BD 交 AC 于点 O .
∵四边形 ABCD 是菱形, AC =6,
∴ AC ⊥ BD , AO = CO = AC = ×6=3.
∵ AB =5, AO =3,
∴ BO = = =4.
∴ BD =2 BO =8.
∴ S菱形 ABCD = AC · BD = ×6×8=24.
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如图,在四边形 ABC D中, AC ⊥ B D于点O, A O= C O=4, BO=DO=3,点 P 为线段 AC 上的一个动点.过点 P 分别作 PM ⊥ AD于点 M ,作 PN ⊥D C 于点 N ,连接 PB . 在点 P 运动的过程中,求 PM + PN + PB 的最小值.
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解:∵ AO = CO =4, BO = DO =3,
∴ AC =8,四边形 ABCD 是平行四边形.
∵ AC ⊥ BD 于点 O∴▱ ABCD 是菱形
AD = = =5.
∴ CD = AD =5.如图,连接 PD .
∵ + = ,
∴ AD · PM + DC · PN = AC · DO ,
即 ×5· PM + ×5· PN = ×8×3.
∴5×( PM + PN )=8×3∴ PM + PN =4.8
∴当 PB 最短时, PM + PN + PB 有最小值.
由垂线段最短可知,当 PB ⊥ AC 时, PB 最短.
∴当点 P 与点 O 重合时, PM + PN + PB 有最小值,最小值=4.8+3=7.8
【点拨】根据菱形的性质,知 PM + PN 在点 P 的整个运动过程中是定值,最终转化为点到直线的距离问题,运用垂线段最短来解决.
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已知菱形O BC D在平面直角坐标系中的位置如图所示,顶点B (2,0),∠DOB =60°,点 P 是对角线O C 上一个动点,E(0,- ).当E P + BP 最小时,求E P + BP 的值和点 P 的坐标.
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解:连接 ED ,如答图所示.∵点 B 关于 OC 的对称点是点 D ,
∴ DP = BP . 当点 D , P , E 共线时, EP + BP 最小,
ED 的长即为 EP + BP 的最小值.
∵四边形 OBCD 是菱形,顶点 B (2,0),∠ DOB =60°,
∴点 D 的坐标为(1, ),点 C 的坐标为(3, ).
∵点 E 的坐标为 ,∴由勾股定理,得 ED = = .
∴当 EP + BP 最小时, EP + BP 的值为 .
∵点 C 的坐标为(3, ),∴直线 OC 的函数表达式为 y = x .
∵点 E 的坐标为 ,点 D 的坐标为(1, ),
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∴直线 DE 的函数表达式为 y = x - .
联立解得
∴点 P 的坐标为 .
答图
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