内容正文:
重难点06 菱形的性质与判定的综合运用
▲知识点一:菱形的定义
●定义:有一组邻边相等的平行的四边形叫做菱形.
★1、菱形必须满足两个条件:一是平行四边形;二是一组邻边相等,二者必须同时具备,缺一不可.
★2、菱形的定义既是菱形的性质,也是菱形的基本判定方法.
▲知识点二:菱形的性质
★1、菱形的性质
①菱形具有平行四边形的一切性质.
②菱形的四条边都相等.
③菱形的两条对角线互相垂直,并且每一条对角线平分一组对角.
④菱形是轴对称图形,它有2条对称轴,分别是两条对角线所在直线.
⑤利用菱形的性质可证线段线段,角相等.
性质定理应用格式:
∵ 四边形ABCD是菱形,
∴ AB=BC=CD=AD,AC⊥BD;
AC平分∠BAD,AC平分∠BCD;
BD平分∠ABC,BD平分∠ADC;
★2、菱形的面积计算
①利用平行四边形的面积公式=底×高. ②菱形面积=ab.(a、b是两条对角线的长度)
③ 四个小直角三角形的面积之和(或一个小直角三角形面积的 4 倍);
▲知识点三:菱形的判定
●菱形的判定方法:
★1、定义法:有一组邻边相等的平行的四边形叫做菱形.
★2、判定定理1(从对角线):对角线互相垂直的平行四边形是菱形.
定理1应用格式:
∵ 四边形ABCD是平行四边形,且AC⊥BD,
∴ 四边形ABCD是菱形.
★3、判定定理2(从边):四条边相等四边形是菱形.
定理2应用格式:
∵ AB=BC=CD=AD,
∴ 四边形ABCD是菱形.
【要点解析】
(1)判断菱形时,一定要明确前提条件是从“四边形”出发的,还是从“平行四边形”出发的;
(2)①若从“四边形”出发的,则还需四条边相等.
②若从“平行四边形”出发的,则还需一组邻边相等或对角线互相垂直.
(3)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.
【题型一 利用菱形的性质求角度】
【例题1】(2024•自贡一模)若菱形的周长为8,高为1,则菱形两邻角的度数比为( )
A.3:1 B.4:1 C.5:1 D.6:1
【变式1-1】(2024秋•丰城市校级期末)如图,菱形ABCD中对角线相交于点O,AB=AC,则∠ADB的度数是( )
A.30° B.40° C.50° D.60°
【变式1-2】(2024秋•电白区期末)已知如图,菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,DE⊥AB于E,交AC于点F,若∠BAD=α,则∠DFO一定等于( )
A.2α B.45°+α C. D.
【变式1-3】(2024秋•三明期末)如图,AC,BD是菱形ABCD的对角线,若∠1=20°,则∠2的度数为 .
【变式1-4】(2024秋•碑林区校级期末)如图,菱形ABCD的周长是40cm,对角线AC为10cm,则菱形相邻两内角的度数分别为 .
【变式1-5】如图所示,在菱形ABCD中,E、F分别是BC、CD上的点,且∠B=∠EAF=60°,∠BAE=24°,求∠CEF的度数.
【题型二 利用菱形的性质求线段长】
【例题2】(2024秋•甘州区校级期末)菱形的边长为5,它的一条对角线的长为6,则菱形的另一条对角线的长为( )
A.8 B.6 C.5 D.4
【变式2-1】(2024秋•滕州市校级期末)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,过点D作DH⊥AB于点H,连接OH,若OA=8,S菱形ABCD=64,则OH的长为( )
A. B.8 C.4 D.
【变式2-2】(2024秋•神木市期中)如图,四边形ABCD中,∠C=90°,点E是BC上一点,连接AE,DE,BD,AE与BD交于点O,四边形ABED是菱形,若EC=3,CD=4,则BO的长为( )
A.4 B. C. D.
【变式2-3】(2024秋•红古区期末)如图,已知菱形ABCD,∠B=60°,AC=3,则AB的长为 .
【变式2-4】(2024秋•山亭区期末)如图,菱形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,点E为AD的中点,连接OE,∠ABC=60°,BD=4,则OE= .
【变式2-5】(2024秋•渝中区校级期末)如图,已知四边形ABCD是边长为4的菱形,∠BAD=60°,对角线AC与BD交于点O,过点O的直线EF交AD于点E,交BC于点E.
(1)求证:△AOE≌△COF;
(2)若∠EOD=30°,求CE的长.
【题型三 利用菱形的性质求周长或面积】
【例题3】(2024•深圳模拟)如图,在菱形ABCD中,∠B=60°,连接AC,若AC=6,则菱形ABCD的周长为( )
A.24 B.30 C. D.
【变式3-1】(2024秋•长春期末)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AC=24,BD=10,则菱形ABCD的周长为( )
A.40 B.44 C.48 D.52
【变式3-2】(2024秋•峰峰矿区校级期末)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,若∠BAD=60°,AC=2,则菱形ABCD的周长为( )
A.8 B. C.6 D.4
【变式3-3】(2024秋•朝阳区校级期末)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点E为CD的中点.若OE=4,则菱形ABCD的周长为( )
A.48 B.32 C.24 D.16
【变式3-4】(2024秋•龙岗区校级月考)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,过点D作DH⊥AB于点H,连接OH,若OA=8,OH=3,则菱形ABCD的面积为( )
A.48 B.72 C.96 D.108
【变式3-5】(2024秋•达州期末)如图,菱形ABCD的边长为26,对角线AC的长为48,延长AB至E,BF平分∠CBE,点G是BF上任意一点,则△ACG的面积为 .
【变式3-6】(2024•德城区校级开学)如图,点O是菱形ABCD对角线的交点,CE∥BD,EB∥AC,连接OE,交BC于F.
(1)求证:OE=CB;
(2)如果OC:OB=1:2,OE=2,求菱形ABCD的面积.
【题型四 利用菱形的性质进行证明】
【例题4】(2024秋•富平县期中)如图,点E,F分别在菱形ABCD的边DC,DA上,且CE=AF,连接BE,BF,BD.求证:∠DBF=∠DBE.
【变式4-1】(2024秋•三元区期中)如图,菱形ABCD中,点E,F分别是AB,BC边上的点,AE=CF.
求证:∠DEF=∠DFE.
【变式4-2】(2024秋•楚雄州期末)如图,在菱形ABCD中,E是对角线AC上的一点.连BE,DE,求证:BE=DE.
【变式4-3】(2024秋•武功县期末)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,E,F在对角线BD上,且BF=DE,连接AE,AF.求证:AE=AF.
【变式4-4】(2024秋•渭滨区校级月考)如图,在菱形ABCD中,点E,F分别在边AB,BC上,AE=CF,DE,DF分别与AC交于点M,N.求证:DM=DN.
【变式4-5】(2024•邗江区校级三模)如图,在▱ABCD中,E,F分别是边AD,BC的中点,连结AF,CE,AC.
(1)求证:四边形AFCE是平行四边形.
(2)若四边形AFCE是菱形,判断△ABC的形状,并说明理由.
【变式4-6】(2024春•江汉区校级月考)如图,四边形ABCD是菱形,AC,BD交于点O,DH⊥AB于点H.
(1)若对角线AC=8cm,BD=6cm,求DH的长;
(2)连HO,求证:∠BOH=∠DAH.
【题型五 菱形判定的条件】
【例题5】(2025•大渡口区模拟)如图,要使平行四边形ABCD成为菱形,需添加的条件是( )
A.AC=BD B.∠ABC=∠ADC C.∠ABC=90° D.AC⊥BD
【变式5-1】(2024秋•芗城区校级期中)在实验课上,为判断地板瓷砖是否为菱形,甲、乙二人分别用仪器进行了测量,甲测量出两组对边分别相等,然后乙测量出________,最后得到结论:地板瓷砖是菱形.则横线处应填( )
A.两组对边分别平行 B.一组邻边相等
C.两条对角线相等 D.一组邻角相等
【变式5-2】(2024秋•温县期中)如图,已知▱ABCD的对角线交于点O,下列条件不能证明▱ABCD是菱形的是( )
A.∠ABD=∠ADB B.OA2+OB2=CD2
C.∠BAO=∠DCO D.∠ABO=∠CBO
【变式5-3】(2024•邯郸模拟)如图,已知∠A,按以下步骤作图,如图1~图3.
(1)以点A为圆心,任意长为
半径作弧,与∠A的两边分别交于点B、D;
(2)分别以点B,D为圆心,AD长为半径作弧,两弧相交于点C;
(3)分别连接DC,BC.
则可以直接判定四边形ABCD是菱形的依据是( )
A.一组邻边相等的平行四边形是菱形
B.对角线互相垂直平分的四边形是菱形
C.对角线互相垂直的平行四边形是菱形
D.四条边相等的四边形是菱形
【变式5-4】(2024•灵山县一模)如图,在平行四边形ABCD中,点E,F分别在AD,BC上,AE=FB.只需添加一个条件即可证明四边形AEFB是菱形,这个条件可以
是 (写出一个即可).
【变式5-5】(2024春•海伦市期末)如图,已知AD是△ABC的角平分线,DE∥AC交AB于点E,请你添加一个条件 ,使四边形AEDF是菱形.
【变式5-6】如图,将△ABC沿着BC方向平移得到△DEF,只需添加一个条件即可证明四边形ABED是菱形,这个条件可以是 .(写出一个即可)
【题型六 菱形的判定的证明】
【例题6】(2024秋•武功县期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=60°,点D为AB的中点,连接CD,过点D作DE∥BC,且DE=BC,连接BE,求证:四边形BCDE是菱形.
【变式6-1】(2024秋•莲湖区期末)如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,AB=CD,对角线AC,BD相交于点O,AC平分∠BAD.求证:四边形ABCD是菱形.
【变式6-2】(2024秋•新城区期末)如图,已知四边形ABEF为平行四边形,点C为BE的中点,连接AC并延长交FE的延长线于点D,若DE=2CE,求证:四边形ABEF为菱形.
【变式6-3】(2024秋•虹口区校级月考)如图,∠ABC=∠ADC=90°,M为AC中点,MN⊥BD于点O,BN∥DM,求证:BNDM为菱形.
【变式6-4】(2024•东莞市模拟)如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点E,F在BD上,且BE=DF.
(1)求证:△ADF≌△CBE;
(2)不添加辅助线,请你补充一个条件,使得四边形AECF是菱形;并给予证明.
【变式6-5】(2024•市南区校级开学)如图,在△ABC中,D是BC的中点,E是AD的中点,过点A作AF∥BC,AF与CE的延长线相交于点F,连接BF.
(1)求证:四边形AFBD是平行四边形;
(2)当△ABC满足什么条件时,四边形AFBD是菱形?请说明理由.
【变式6-6】(2024•市南区校级一模)如图,△ABC中,D是AB上一点,DE⊥AC于点E,F是AD的中点,FG⊥BC于点G,与DE交于点H,若FG=AF,AG平分∠CAB,连接GE,GD.
(1)求证:△ECG≌△GHD;
(2)当∠B为多少度时,四边形AEGF为菱形,请说明理由.
【题型七 菱形的性质与判定的综合应用】
【例题7】(2024春•龙沙区期末)如图,菱形ABCD中,∠BAD=60°,AC与BD交于点O,E为CD延长线上的一点,且DE=CD,连接BE分别交AC,AD于点F,G,连接OG.则下列结论:①;②∠FOG=30°;③S四边形ODEG=S四边形ABOG;④由点A,B,D,E构成的四边形是菱形.其中正确的个数是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【变式7-1】(2024春•高邑县期末)如图,在∠MON的两边上分别截取OA,OB,使OA=OB;再分别以点A,B为圆心,OA长为半径作弧,两弧交于点C;再连接AC,BC,AB,OC.若AB=2,OC=4.则四边形AOBC的面积是( )
A.4 B.8 C.4 D.
【变式7-2】(2024•邯山区校级一模)如图1,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于O,要在对角线BD上找两点M、N,使得四边形AMCN是菱形,现有图2中的甲、乙两种方案,则正确的方案是( )
A.只有甲 B.只有乙
C.甲和乙 D.甲乙都不是
【变式7-3】(2024春•惠民县期末)如图,剪两张对边平行的纸条,随意交叉叠放在一起,重合的部分构成了一个四边形,转动其中一张纸条,则下列相等关系:
①AD=AB;
②AD=BC;
③∠DAC=∠ACD;
④AO=BO,
其中一定成立的是 .(只填序号)
【变式7-4】(2024秋•渝中区校级期末)如图,在直角△AEC中,∠AEC=90°,B是边AE上一点,连接BC,O为AC的中点,过C作CD∥AB交BO延长线于D,且AC平分∠BCD,连接AD.
(1)求证:四边形ABCD是菱形.
(2)连接OE交BC于F,∠ACD=27°,求∠CFO的度数.
【变式7-5】(2024秋•遵义期末)小颖新房买了一盏简单而精致的吊灯(图1),其正面的平面图如图2所示,四边形ABCD是一个菱形外框架,对角线AC,BD相交于点O,四边形AECF是其内部框架,且点E、F在BD上,BE=DF.
(1)求证:四边形内部框架AECF为菱形.
(2)若AE⊥AD,F为DE的中点,,求四边形AECF的周长.
【变式7-6】(2024春•颍州区校级月考)如图,在平行四边形ABCD中,点E,F分别在边BC,AD上,CE=DF,AB=BE,AE与BF相交于点O,连接EF.
(1)求证:四边形ABEF是菱形;
(2)若平行四边形ABCD的周长为20,CE=DF=2,∠ABE=60°,求AE的长.
【题型八 菱形与矩形的综合应用】
【例题8】(2024秋•通川区期末)如图,已知在菱形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,延长DC到点E,使CE=CD,延长BC到点F,使CF=BC,顺次连接点B,E,F,D,若BD=1,AC.
(1)求证:四边形BEFD是矩形;
(2)求四边形BEFD的周长为多少.
【变式8-1】(2024•五华区校级模拟)如图,AP是△ABC的角平分线,MN垂直平分AP,且交AP于点D,判断以下结论错误的是( )
A.MP∥AC B.AM=AN
C.PA是∠MPN的平分线 D.四边形AMPN是矩形
【变式8-2】(2024春•海淀区校级期中)如图,在菱形ABCD中,对角线AC和BD交于点O,分别过点B、C作BE∥AC,CE∥BD,BE与CE交于点E.
(1)求证:四边形OBEC是矩形;
(2)当∠ABD=60°,AD=4时,求ED的长.
【变式8-3】(2024秋•铁西区校级期末)如图,菱形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,DE⊥AB于点E交AC于点P,BF⊥CD于点F.
(1)判断四边形DEBF的形状,并说明理由;
(2)如果BE=3,BF=6,求DP的长.
【变式8-4】(2024秋•通川区期末)如图,已知在菱形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,延长DC到点E,使CE=CD,延长BC到点F,使CF=BC,顺次连接点B,E,F,D,若BD=1,AC.
(1)求证:四边形BEFD是矩形;
(2)求四边形BEFD的周长为多少.
【变式8-5】(2022春•虹口区校级月考)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E是AD的中点,点F,G在AB上,EF⊥AB,OG∥EF.
(1)判断四边形OEFG的形状,并证明.
(2)若AC=8,BD=6,求四边形OEFG的面积.
【变式8-6】(2024春•琅琊区校级月考)如图,平行四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,点E,F分别是OA,OC的中点.
(1)求证:四边形DEBF是平行四边形;
(2)①对角线AC,BD满足 时,四边形DEBF是矩形;
②对角线AC,BD满足 时,四边形DEBF是菱形.
1.(2024秋•法库县期末)如图,将四根长度相等的细木条首尾相连,用钉子钉成四边形ABCD,若∠ABC=50°,则∠DAC的度数为( )
A.50° B.60° C.65° D.70°
2.(2024秋•海淀区校级期末)小雨在参观故宫博物院时,被太和殿窗棂的三交六惋菱花图案所吸引,他从中提取出一个含角的菱形ABCD(如图1所示).若AB的长度为a,则菱形ABCD的面积为( )
A. B. C.a2 D.
B.
3.(2025•汕头模拟)如图,AC为菱形ABCD的对角线,∠ACD=30°,过点D作DE⊥BC,垂足为点E,则( )
A. B. C. D.
4.(2024春•昭通期末)下面是关于如图的不完整推理过程:
∵∠BAD+∠ABC=180°,
∴AD∥BC,
∵AD=BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵____,
∴四边形ABCD是菱形;
为使推理成立,横线上可以添加的条件是( )
A.∠BCD+∠ADC=180° B.AC=BD
C.∠BAD+∠BCD=180° D.AD=AB
5.(2024春•东昌府区校级期末)如图,△ABC中,DE∥BC,DF∥AC,要判定四边形DFCE是菱形,还需要添加的条件是( )
A.AB=AC B.AE=CE
C.CD⊥AB D.CD平分∠ACB
6.(2024秋•钢城区期末)如图,菱形OABC的顶点C在x轴的正半轴上,顶点A的坐标为(﹣3,4),顶点B的坐标为 .
7.(2024春•船营区校级月考)如图,菱形ABCD的面积是10,▱AEFC的面积是 .
8.(2025•碑林区校级一模)如图,四边形ABCD为菱形,点E为CD边上一点,连接BE,点F为AD延长线上一点,连接CF,若∠DEB=∠FCB,求证:BE=CF.
9.(2024秋•西安期末)如图,点E、F分别为平行四边形ABCD的边AD、CD上的点,AE=CF,连接BE、BF,∠ABE=∠CBF,求证:四边形ABCD是菱形.
10.(2023秋•枣庄期末)如图,在四边形ABCD中,AB∥DC,AB=CD,对角线AC,BD交于点O,过点C作CE⊥AB交AB的延长线于点E,且∠ABO=∠ACE,连接OE.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若AB=2,BD=4,求OE的长.
11.(2024春•靖西市期末)如图,在▱ABCD中,DB⊥CB.
(1)延长CB到E,使BE=CB,连接AE,求证:四边形AEBD是矩形;
(2)若点F,G分别是AB,CD的中点,连接DF、BG,试判断四边形DFBG是什么特殊的四边形?并证明你的结论.
12.(2024春•嘉鱼县期末)如图,已知▱ABCD的对角线AC、BD交于点O,且∠1=∠2.
(1)求证:▱ABCD是菱形.
(2)F为AD上一点,连接BF交AC于E,且AE=AF,若AF=3,AB=5,求BD的长.
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重难点06 菱形的性质与判定的综合运用
▲知识点一:菱形的定义
●定义:有一组邻边相等的平行的四边形叫做菱形.
★1、菱形必须满足两个条件:一是平行四边形;二是一组邻边相等,二者必须同时具备,缺一不可.
★2、菱形的定义既是菱形的性质,也是菱形的基本判定方法.
▲知识点二:菱形的性质
★1、菱形的性质
①菱形具有平行四边形的一切性质.
②菱形的四条边都相等.
③菱形的两条对角线互相垂直,并且每一条对角线平分一组对角.
④菱形是轴对称图形,它有2条对称轴,分别是两条对角线所在直线.
⑤利用菱形的性质可证线段线段,角相等.
性质定理应用格式:
∵ 四边形ABCD是菱形,
∴ AB=BC=CD=AD,AC⊥BD;
AC平分∠BAD,AC平分∠BCD;
BD平分∠ABC,BD平分∠ADC;
★2、菱形的面积计算
①利用平行四边形的面积公式=底×高. ②菱形面积=ab.(a、b是两条对角线的长度)
③ 四个小直角三角形的面积之和(或一个小直角三角形面积的 4 倍);
▲知识点三:菱形的判定
●菱形的判定方法:
★1、定义法:有一组邻边相等的平行的四边形叫做菱形.
★2、判定定理1(从对角线):对角线互相垂直的平行四边形是菱形.
定理1应用格式:
∵ 四边形ABCD是平行四边形,且AC⊥BD,
∴ 四边形ABCD是菱形.
★3、判定定理2(从边):四条边相等四边形是菱形.
定理2应用格式:
∵ AB=BC=CD=AD,
∴ 四边形ABCD是菱形.
【要点解析】
(1)判断菱形时,一定要明确前提条件是从“四边形”出发的,还是从“平行四边形”出发的;
(2)①若从“四边形”出发的,则还需四条边相等.
②若从“平行四边形”出发的,则还需一组邻边相等或对角线互相垂直.
(3)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.
【题型一 利用菱形的性质求角度】
【例题1】(2024•自贡一模)若菱形的周长为8,高为1,则菱形两邻角的度数比为( )
A.3:1 B.4:1 C.5:1 D.6:1
【分析】先根据菱形的性质求出边长AB=2,再根据直角三角形的性质求出∠B=30°,得出∠DAB=150°,即可得出结论.
【解答】解:如图所示:∵四边形ABCD是菱形,菱形的周长为8,
∴AB=BC=CD=DA=2,∠DAB+∠B=180°,
∵AE=1,AE⊥BC,
∴AEAB,
∴∠B=30°,
∴∠DAB=150°,
∴∠DAB:∠B=5:1;
故选:C.
【点评】本题考查了菱形的性质、含30°角的直角三角形的判定;熟练掌握菱形的性质和含30°角的直角三角形的判定是解决问题的关键.
【变式1-1】(2024秋•丰城市校级期末)如图,菱形ABCD中对角线相交于点O,AB=AC,则∠ADB的度数是( )
A.30° B.40° C.50° D.60°
【分析】根据菱形的性质,可得△ABC是等边三角形,进一步可得∠ADC=60°,根据菱形的性质可得∠ADB的度数.
【解答】解:在菱形ABCD中,AB=BC,∠ADC=∠ABC,
∵AB=AC,
∴AB=BC=AC,
∴△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=∠ADC=60°,
在菱形ABCD中,∠ADB=∠CDB,
∴∠ADB=30°,
故选:A.
【点评】本题考查了菱形的性质,涉及等边三角形的判定和性质,熟练掌握菱形的性质是解题的关键.
【变式1-2】(2024秋•电白区期末)已知如图,菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,DE⊥AB于E,交AC于点F,若∠BAD=α,则∠DFO一定等于( )
A.2α B.45°+α C. D.
【分析】根据菱形的性质得出AC⊥BD,进而利用互余解答即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,∠BAO∠BAD,
∴∠DFO+∠FDO=90°,
∵DE⊥AB,
∴∠FDO+∠ABO=90°,
∴∠DFO=∠ABO,
∵∠BAO+∠ABO=90°,
∴∠DFO=90°﹣∠BAO=90°,
故选:C.
【点评】此题考查菱形的性质,关键是根据菱形的对角线互相垂直解答.
【变式1-3】(2024秋•三明期末)如图,AC,BD是菱形ABCD的对角线,若∠1=20°,则∠2的度数为 .
【分析】根据菱形的性质即可解答.
【解答】解:∵AC,BD是菱形ABCD的对角线,
∴∠DAC=∠1=20°,∠ADB=∠2,
∴∠DAB=40°,
∵DC∥AB,
∴∠ADC=140°,
∴∠2=70°.
故答案为:70°.
【点评】本题考查菱形的性质,熟练掌握菱形的性质是解题关键.
【变式1-4】(2024秋•碑林区校级期末)如图,菱形ABCD的周长是40cm,对角线AC为10cm,则菱形相邻两内角的度数分别为 .
【分析】证明△ACD是等边三角形,则∠D=60°,即可解决问题.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=CD10(cm),AB∥CD,
∴∠D+∠BAD=180°,
又∵AC=10cm,
∴AD=CD=AC,
∴△ACD是等边三角形,
∴∠D=60°,
∴∠DAB=120°,
故答案为:60°,120°.
【点评】本题考查了菱形的性质以及等边三角形的判定与性质等知识,证明△ACD为等边三角形是解题的关键.
【变式1-5】如图所示,在菱形ABCD中,E、F分别是BC、CD上的点,且∠B=∠EAF=60°,∠BAE=24°,求∠CEF的度数.
【分析】先连接AC,证明△ABE≌△ACF,然后推出AE=AF,证明△AEF是等边三角形,最后运用三角形外角性质,求出∠CEF的度数.
【解答】解:连接AC,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD,
∵∠B=∠EAF=60°,
∴△ABC是等边三角形,∠BCD=120°,
∴AB=AC,∠B=∠ACF=60°,
∵∠BAE+∠EAC=∠FAC+∠EAC,
∴∠BAE=∠FAC,
在△ABE与△ACF中,
,
∴△ABE≌△ACF(ASA),
∴AE=AF,
又∵∠EAF=∠D=60°,
∴△AEF是等边三角形,
∴∠AEF=60°,
又∠AEC=∠B+∠BAE=84°,
∴∠CEF=84°﹣60°=24°.
【点评】此题主要考查菱形的性质、等边三角形的判定以及三角形的内角和定理的综合应用,解答本题的关键是正确作出辅助线,构造全等三角形.
【题型二 利用菱形的性质求线段长】
【例题2】(2024秋•甘州区校级期末)菱形的边长为5,它的一条对角线的长为6,则菱形的另一条对角线的长为( )
A.8 B.6 C.5 D.4
【分析】由菱形的性质可得AB=5,AC⊥BD,AO=COAC=3,BO=DOBD,由勾股定理可求BO的长,即可求解.
【解答】解:如图所示:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=5,AC⊥BD,AO=COAC=3,BO=DOBD,
∴BO4,
∴BD=8
故选:A.
【点评】本题考查了菱形的性质,勾股定理,熟练掌握菱形的性质,并能进行推理计算是解决问题的关键.
【变式2-1】(2024秋•滕州市校级期末)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,过点D作DH⊥AB于点H,连接OH,若OA=8,S菱形ABCD=64,则OH的长为( )
A. B.8 C.4 D.
【分析】由菱形的性质得出OA=OC=8,OB=OD,AC⊥BD,则AC=16,由直角三角形斜边上的中线性质得出,再由菱形的面积求出BD=8,即可得出答案.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC=6,OB=OD,AC⊥BD,
∴AC=16,
∵DH⊥AB,
∴∠BHD=90°,
∴,
∵菱形ABCD的面积,
∴BD=8,
∴.
故选:C.
【点评】本题考查了菱形的性质,直角三角形的性质,菱形的面积公式,关键是根据直角三角形斜边上的中线性质求得.
【变式2-2】(2024秋•神木市期中)如图,四边形ABCD中,∠C=90°,点E是BC上一点,连接AE,DE,BD,AE与BD交于点O,四边形ABED是菱形,若EC=3,CD=4,则BO的长为( )
A.4 B. C. D.
【分析】求解DE5,可得DE=BE=AB=AD=5,再求解BD4,从而可得答案.
【解答】解:∵四边形ABCD中,∠C=90°,
∴△CDE是直角三角形,
在Rt△CDE中,EC=3,CD=4,
由勾股定理得:DE5.
∵四边形ABED是菱形,
∴DE=BE=AB=AD=5,OB=OD,
∴BC=BE+EC=8,
在直角三角形BCD中,由勾股定理得:BD,
∴BOBD=2,
故选:D.
【点评】本题考查勾股定理,菱形的性质,解答本题的关键是熟练运用勾股定理解决问题.
【变式2-3】(2024秋•红古区期末)如图,已知菱形ABCD,∠B=60°,AC=3,则AB的长为 .
【分析】根据菱形的性质得出AB=BC,而∠B=60°,则可判定△ABC是等边三角形,从而得出AC=AB=3.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC,
∵∠B=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴AC=AB=3.
故答案为:3.
【点评】本题考查了菱形的性质,等边三角形的判定与性质,根据有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形判定△ABC是等边三角形是解题的关键.
【变式2-4】(2024秋•山亭区期末)如图,菱形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,点E为AD的中点,连接OE,∠ABC=60°,BD=4,则OE= .
【分析】根据菱形的性质可得,∠ABO=30°,AC⊥BD,则BO=2,再利用含30°角的直角三角形的性质可得答案.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,
∴BO=DO,∠ABO=30°,AC⊥BD,AB=AD,
∴BO=2,
∴AOBO=2,
∴AB=2AO=4,
∵E为AD的中点,∠AOD=90°,
∴OEAD=2,
故答案为:2.
【点评】本题主要考查了菱形的性质,含30°角的直角三角形的性质等知识,熟练掌握菱形的性质是解题的关键.
【变式2-5】(2024秋•渝中区校级期末)如图,已知四边形ABCD是边长为4的菱形,∠BAD=60°,对角线AC与BD交于点O,过点O的直线EF交AD于点E,交BC于点E.
(1)求证:△AOE≌△COF;
(2)若∠EOD=30°,求CE的长.
【分析】(1)由菱形的性质得出AO=CO,AD∥BC,推出∠OCF=∠OAE,再利用“ASA”即可证明△AOE≌△COF;
(2)根据菱形的性质得出,AC⊥BD,AD=4,再根据含30°角的直角三角形的性质结合勾股定理得出,,求出∠AEO=90°,从而得出,AE=3,再由全等三角形的性质得出CF=AE=3,,∠CFO=∠AEO=90°,最后由勾股定理计算即可得出答案.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AO=CO,AD∥BC,
∴∠OCF=∠OAE,
在△AOE和△COF中,
,
∴△AOE≌△COF(ASA);
(2)解:∵四边形ABCD是边长为4的菱形,∠BAD=60°,
∴,AC⊥BD,AD=4,
∴,
∴,
∵∠EOD=30°,
∴∠AOE=90°﹣∠DOE=60°,
∴∠AEO=180°﹣∠OAE﹣∠AOE=90°,
∴,
∴,
∵△AOE≌△COF,
∴CF=AE=3,,∠CFO=∠AEO=90°,
∴,
∴.
【点评】本题考查了菱形的性质、全等三角形的判定与性质、含30°角的直角三角形的性质、勾股定理,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
【题型三 利用菱形的性质求周长或面积】
【例题3】(2024•深圳模拟)如图,在菱形ABCD中,∠B=60°,连接AC,若AC=6,则菱形ABCD的周长为( )
A.24 B.30 C. D.
【分析】先根据菱形的性质证明AB=BC=CD=AD,在根据已知条件证明△ABC是等边三角形,求出AB=BC=AC=6,从而求出菱形周长即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD,
∵∠B=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴AB=BC=AC=6,
∴AB=BC=CD=AD=6,
∴菱形ABCD的周长为:
AB+BC+CD+AD
=6+6+6+6
=24,
故选:A.
【点评】本题主要考查了菱形的性质、等边三角形的判定和性质,解题关键是熟练掌握菱形的性质、等边三角形的判定和性质.
【变式3-1】(2024秋•长春期末)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AC=24,BD=10,则菱形ABCD的周长为( )
A.40 B.44 C.48 D.52
【分析】菱形的四条边相等,要求周长,只需求出边长即可,菱形的对角线互相垂直且平分,根据勾股定理求边长即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=DA,AC⊥BD,AO=CO,BO=DO,
∵AC=24,BD=10,
∴AOAC=12,BOBD=5,
在Rt△AOB中,
AB13,
∴菱形的周长=13×4=52.
故选:D.
【点评】本题考查了菱形的性质,勾股定理,掌握菱形的对角线互相垂直且平分是解题的关键.
【变式3-2】(2024秋•峰峰矿区校级期末)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,若∠BAD=60°,AC=2,则菱形ABCD的周长为( )
A.8 B. C.6 D.4
【分析】根据菱形的性质得到,∠DAO=30°,再根据勾股定理和含30度角的直角三角形的性质求出AD的长即可得到答案.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴,
∵∠BAD=60°,
∴∠DAO=30°,
∴AD=2OD,
在Rt△AOD中,由勾股定理得:AD2=OD2+AO2,
∴,
∴AD=2,
∴菱形ABCD的周长为4AD=8,
故选:A.
【点评】本题主要考查了菱形的性质,勾股定理,含30度角的直角三角形的性质,熟知菱形的性质是解题的关键.
【变式3-3】(2024秋•朝阳区校级期末)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点E为CD的中点.若OE=4,则菱形ABCD的周长为( )
A.48 B.32 C.24 D.16
【分析】由菱形的性质可得出AC⊥BD,AB=BC=CD=DA,再根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得出CD的长,结合菱形的周长公式即可得出结论.
【解答】解:∵四边形ABCD为菱形,
∴AC⊥BD,AB=BC=CD=DA,
∴△COD为直角三角形.
∵OE=4,点E为线段CD的中点,
∴CD=2OE=8.
∴C菱形ABCD=4CD=4×8=32.
故选:B.
【点评】本题考查了菱形的性质以及直角三角形的性质,解题的关键是求出CD=8.
【变式3-4】(2024秋•龙岗区校级月考)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,过点D作DH⊥AB于点H,连接OH,若OA=8,OH=3,则菱形ABCD的面积为( )
A.48 B.72 C.96 D.108
【分析】由菱形的性质得AC⊥BD,OA=OC,OB=OD,由DH⊥AB于点H,得∠BHD=90°,因为OA=8,OH=3,所以AC=2OA=16,BD=2OH=6,则S菱形ABCDAC•BD=48,于是得到问题的答案.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,对角线AC、BD相交于点O,
∴AC⊥BD,OA=OC,OB=OD,
∵DH⊥AB于点H,
∴∠BHD=90°,
∵OA=8,OH=3,
∴AC=2OA=16,BD=2OH=6,
∴S菱形ABCDAC•BD16×6=48,
故选:A.
【点评】此题重点考查菱形的性质、直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半等知识,正确地求出AC的长及BD的长是解题的关键.
【变式3-5】(2024秋•达州期末)如图,菱形ABCD的边长为26,对角线AC的长为48,延长AB至E,BF平分∠CBE,点G是BF上任意一点,则△ACG的面积为 .
【分析】连接BD交AC于点O,根据菱形的性质可得BD与AC互相垂直平分,再根据AC平分∠DAB,BF平分∠CBE,可以证明AC∥FB,根据平行线间的距离处处相等可得S△CBG=S△ABG,进而可得S△ACG=S△ABC.
【解答】解:如图,连接BD交AC于点O,
∵四边形ABCD是菱形,
∴BD与AC互相垂直平分,
∴OA=OC=24,
∴OB=OD10,
∵DA∥CB,
∴∠DAB=∠CBE,
∵AC平分∠DAB,
∴∠CABDAB,
∵BF平分∠CBE,
∴∠FBECBE,
∴∠CAB=∠FBE,
∴AC∥FB,
∴S△CBG=S△ABG,
∴S△ACG=S△ABCAC•OB48×10=240,
则△ACG的面积为240.
故答案为:240.
【点评】本题考查了菱形的性质、三角形的面积,解决本题的关键是掌握菱形的性质.
【变式3-6】(2024•德城区校级开学)如图,点O是菱形ABCD对角线的交点,CE∥BD,EB∥AC,连接OE,交BC于F.
(1)求证:OE=CB;
(2)如果OC:OB=1:2,OE=2,求菱形ABCD的面积.
【分析】(1)通过证明四边形OCEB是矩形来推知OE=CB;
(2)利用(1)中的AC⊥BD、OE=CB,结合已知条件,在Rt△BOC中,由勾股定理求得,.然后由菱形的对角线互相平分和菱形的面积公式进行解答.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD.
∵CE∥BD,EB∥AC,
∴四边形OCEB是平行四边形,
∴四边形OCEB是矩形,
∴OE=CB;
(2)解:由(1)知,AC⊥BD,BC=OE=2,
∵OC:OB=1:2,
∴设OC=x,则OB=2x,
在Rt△BOC中,由勾股定理得BC2=OC2+OB2,即4=x2+4x2,
解得(负值已舍),
∴,,
∵四边形ABCD是菱形,
∴,,
∴菱形ABCD的面积是:.
【点评】本题考查了菱形的性质和勾股定理矩形的判定与性质,掌握菱形的对角线互相垂直平分是解题的关键.
【题型四 利用菱形的性质进行证明】
【例题4】(2024秋•富平县期中)如图,点E,F分别在菱形ABCD的边DC,DA上,且CE=AF,连接BE,BF,BD.求证:∠DBF=∠DBE.
【分析】根据菱形的性质可得AB=BC,∠A=∠C,∠DBA=∠DBC,再证明△ABF≌△CBE,根据全等三角形的性质即可求证.
【解答】证明:点E,F分别在菱形ABCD的边DC,DA上,且CE=AF,
∴AB=BC,∠A=∠C,∠DBA=∠DBC,
在△ABF和△CBE中,
,
∴△ABF≌△CBE(SAS),
∴∠ABF=∠CBE,
∴∠DBF=∠DBE.
【点评】此题主要考查了菱形的性质,全等三角形的判定与性质,解答本题的关键是掌握菱形的四条边都相等.
【变式4-1】(2024秋•三元区期中)如图,菱形ABCD中,点E,F分别是AB,BC边上的点,AE=CF.
求证:∠DEF=∠DFE.
【分析】先证明△DAE≌△DCF,根据性质得出DE=DF即可证明结论.
【解答】证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴DA=DC,∠A=∠C,
在△DAE和△DCF中,
,
∴△DAE≌△DCF(SAS),
∴DE=DF,
∴∠DEF=∠DFE.
【点评】本题主要考查了菱形的性质,全等三角形的性质与判定,等腰三角形的性质与判定,解题的关键在于能够熟练掌握菱形的性质.
【变式4-2】(2024秋•楚雄州期末)如图,在菱形ABCD中,E是对角线AC上的一点.连BE,DE,求证:BE=DE.
【分析】根据菱形的性质和全等三角形的判定即可证明.
【解答】证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴BC=CD,
∵AC是菱形ABCD的对角线,
∴∠BCA=∠DCA,
∵BC=CD,∠BCA=∠DCA,CE=CE,
∴△CDE≌△CBE(SAS),
∴DE=BE,
【点评】本题考查了菱形的性质、全等三角形的判定与性质,掌握菱形的性质、全等三角形的判定与性质是关键.
【变式4-3】(2024秋•武功县期末)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,E,F在对角线BD上,且BF=DE,连接AE,AF.求证:AE=AF.
【分析】由菱形的性质得到OB=OD,AC⊥BD,由BF=DE得到OF=OE,根据线段垂直平分线的性质即可得到AE=AF.
【解答】证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴OB=OD,AC⊥BD,
∵BF=DE,
∴BF﹣OB=DE﹣OD,
∴OF=OE,
∴AE=AF.
【点评】本题主要考查了菱形的性质,线段垂直平分线的性质,熟练掌握垂直平分线的性质是解决问题的关键.
【变式4-4】(2024秋•渭滨区校级月考)如图,在菱形ABCD中,点E,F分别在边AB,BC上,AE=CF,DE,DF分别与AC交于点M,N.求证:DM=DN.
【分析】根据菱形的性质和全等三角形的判定SAS,可以证明△ADE≌△CDF,再利用等腰三角形的性质,可以得到DE=DF,DM=DN.
【解答】证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴DA=DC,∠DAE=∠DCF,AB=CB,
∵BE=BF,
∴AE=CF,
在△ADE和△CDF中,
,
∴△ADE≌△CDF(SAS);
∴∠ADM=∠CDN,DE=DF,
∵四边形ABCD是菱形,
∴∠DAM=∠DCN,
∵∠ADM=∠CDN,
∴∠DMA=∠DNC,
∴∠DMN=∠DNM,
∴DM=DN.
【点评】本题考查菱形的性质、全等三角形的判定和性质,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.
【变式4-5】(2024•邗江区校级三模)如图,在▱ABCD中,E,F分别是边AD,BC的中点,连结AF,CE,AC.
(1)求证:四边形AFCE是平行四边形.
(2)若四边形AFCE是菱形,判断△ABC的形状,并说明理由.
【分析】(1)根据四边形ABCD是平行四边形,E、F分别是AD、BC的中点,得出AE=CF,AE∥CF,从而判断即可;
(2)根据菱形的性质和三角形的内角和定理解答即可.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AD=BC,
∵E、F分别是AD、BC的中点,
∴AE=DEAD,CF=BFBC,
∵AD=BC,
∴AE=CF,
又∵AE∥CF,
∴四边形AFCE是平行四边形.
(2)解:∵四边形AFCE是菱形,
∴AF=CF,
∴∠FAC=∠FCA,
又∵CF=BF,
∴∠FAB=∠FBA,
∵∠FAC+∠FCA+∠FAB+∠FBA=180°,
∴∠FAB+∠FAC=90°,
∴△ABC是直角三角形.
【点评】本题考查了平行四边形的判定和性质.菱形的性质以及直角三角形的判定,熟记各种特殊几何图形的判定方法和性质是解题的关键.
【变式4-6】(2024春•江汉区校级月考)如图,四边形ABCD是菱形,AC,BD交于点O,DH⊥AB于点H.
(1)若对角线AC=8cm,BD=6cm,求DH的长;
(2)连HO,求证:∠BOH=∠DAH.
【分析】(1)由勾股定理求出AB=5cm,根据菱形的面积公式可得出答案;
(2)由菱形的性质及三角形内角和定理可得出答案.
【解答】(1)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OA=OC,OB=OD,
∵AC=8cm,BD=6cm,
∴OA4cm,OBBD=3cm,
∴AB5(cm),
∴S菱形ABCDAC•BD=AB•DH,
∴DH(cm);
(2)证明:∵∠DHB=90°,OB=OD,
∴OH=OB,
∴∠OHB=∠OBH,
∴∠BOH=180°﹣2∠OBH,
∵四边形ABCD是菱形,
∴∠BAC=∠DAC,
∴∠DAH=2∠OAB,
∵∠OAB=90°﹣∠OBH,
∴∠DAH=180°﹣2∠OBH,
∴∠BOH=∠DAH.
【点评】本题考查了菱形的性质,勾股定理,三角形内角和定理,解决本题的关键是掌握菱形的性质.
【题型五 菱形判定的条件】
【例题5】(2025•大渡口区模拟)如图,要使平行四边形ABCD成为菱形,需添加的条件是( )
A.AC=BD B.∠ABC=∠ADC C.∠ABC=90° D.AC⊥BD
【分析】根据菱形的判定方法得出D正确,A、C、B不正确;即可得出结果.
【解答】解:A、∵四边形ABCD是平行四边形,AC=BD,
∴平行四边形ABCD是矩形,故本选项错误;
B、∵四边形ABCD是平行四边形,∠ABC=∠ADC,
不能得出平行四边形ABCD是菱形,故本选项错误;
C、∵四边形ABCD是平行四边形,∠ABC=90°,
∴四边形ABCD是矩形,
不能推出,平行四边形ABCD是菱形,故本选项错误;
D、∵四边形ABCD是平行四边形,AC⊥BD,
∴平行四边形ABCD是菱形,故本选项正确;
故选:D.
【点评】本题考查了平行四边形的性质,菱形的判定方法;注意:菱形的判定定理有:①有一组邻边相等的平行四边形是菱形,②四条边都相等的四边形是菱形,③对角线互相垂直的平行四边形是菱形.
【变式5-1】(2024秋•芗城区校级期中)在实验课上,为判断地板瓷砖是否为菱形,甲、乙二人分别用仪器进行了测量,甲测量出两组对边分别相等,然后乙测量出________,最后得到结论:地板瓷砖是菱形.则横线处应填( )
A.两组对边分别平行 B.一组邻边相等
C.两条对角线相等 D.一组邻角相等
【分析】两组对边分别相等的四边形是平行四边形,一组邻边相等的平行四边形是菱形,据此可得答案.
【解答】解:由“甲测量出两组对边分别相等”推知该地板砖是平行四边形,
则当一组邻边相等时,该平行四边形的地板砖是菱形,
则根据菱形的性质知:乙测量出一组邻边相等,
故选:B.
【点评】本题主要考查了平行四边形的性质与判定,菱形的判定,掌握判定定理即可.
【变式5-2】(2024秋•温县期中)如图,已知▱ABCD的对角线交于点O,下列条件不能证明▱ABCD是菱形的是( )
A.∠ABD=∠ADB B.OA2+OB2=CD2
C.∠BAO=∠DCO D.∠ABO=∠CBO
【分析】根据∠ABD=∠ADB得出AB=AD,根据邻边相等的平行四边形是菱形,判定A选项不符合同意;根据勾股定理得出∠AOB=90°,得出AC⊥BD,即可判断B不符合同意;根据∠BAO=∠DCO无法判断四边形ABCD为菱形,即可判断C符合题意;根据∠ABO=∠CBO,证明∠ABO=∠ADB,得出AB=AD,即可判断D不符合同意.
【解答】解:A.由∠ABD=∠ADB得出AB=AD,四边形ABCD是菱形(邻边相等的平行四边形是菱形),故不符合题意;
B.∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AB=CD,
∵OA2+OB2=CD2,
∴OA2+OB2=AB2,
∴△AOB为直角三角形,∠AOB=90°,
∴AC⊥BD,
∴四边形ABCD是菱形,故不符合题意;
C.由∠BAO=∠DCO不能证明▱ABCD是菱形,故符合题意;
D.∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠ADB=∠CBD,
∵∠ABO=∠CBO,
∴∠ABO=∠ADB,
∴AB=AD,
∴四边形ABCD为平行四边形,故不符合题意.
故选:C.
【点评】本题主要考查了菱形的判定,掌握对角线垂直的垂直或邻边相等的平行四边形是菱形解题的关键.
【变式5-3】(2024•邯郸模拟)如图,已知∠A,按以下步骤作图,如图1~图3.
(1)以点A为圆心,任意长为
半径作弧,与∠A的两边分别交于点B、D;
(2)分别以点B,D为圆心,AD长为半径作弧,两弧相交于点C;
(3)分别连接DC,BC.
则可以直接判定四边形ABCD是菱形的依据是( )
A.一组邻边相等的平行四边形是菱形
B.对角线互相垂直平分的四边形是菱形
C.对角线互相垂直的平行四边形是菱形
D.四条边相等的四边形是菱形
【分析】由作图得AB=AD=CB=CD,即可根据“四条边相等的四边形是菱形”证明四边形ABCD是菱形,于是得到问题的答案.
【解答】解:由作图得AB=AD,CB=CD=AD,
∴AB=AD=CB=CD,
∵四条边相等的四边形是菱形,
∴四边形ABCD是菱形,
故选:D.
【点评】此题重点考查尺规作图、菱形的判定定理等知识,根据“四条边相等的四边形是菱形“证明四边形ABCD是菱形是解题的关键.
【变式5-4】(2024•灵山县一模)如图,在平行四边形ABCD中,点E,F分别在AD,BC上,AE=FB.只需添加一个条件即可证明四边形AEFB是菱形,这个条件可以
是 (写出一个即可).
【分析】先证四边形AEFB是平行四边形,再由菱形的判定即可得出结论.
【解答】解:这个条件可以是AE=AB,理由如下:
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥CB,
∵AE=FB,
∴四边形AEFB是平行四边形,
又∵AE=AB,
∴平行四边形AEFB是菱形,
故答案为:AE=AB(答案不唯一).
【点评】本题考查了菱形的判定、平行四边形的判定和性质等知识,熟练掌握菱形的判定是解题的关键.
【变式5-5】(2024春•海伦市期末)如图,已知AD是△ABC的角平分线,DE∥AC交AB于点E,请你添加一个条件 ,使四边形AEDF是菱形.
【分析】根据DE∥AC交AB于点E,DF∥AB交AC于点F,可以判断四边形AEDF是平行四边形,再根据角平分线的性质和平行线的性质即可证明结论成立.
【解答】解:DF∥AB,理由如下:
∵DE∥AC交AB于点E,DF∥AB交AC于点F,
∴四边形AEDF是平行四边形,∠EAD=∠ADF,
∵AD是△ABC的角平分线,
∴∠EAD=∠FAD,
∴∠ADF=∠FAD,
∴FA=FD,
∴四边形AEDF是菱形(有一组邻边相等的平行四边形是菱形).
【点评】本题考查菱形的判定,解答本题的关键是明确题意,找出所求问题需要的需要的条件,利用菱形的判定解答.
【变式5-6】如图,将△ABC沿着BC方向平移得到△DEF,只需添加一个条件即可证明四边形ABED是菱形,这个条件可以是 .(写出一个即可)
【分析】由平移的性质得AB∥DE,AB=DE,则四边形ABED是平行四边形,再由菱形的判定即可得出结论.
【解答】解:这个条件可以是 AB=AD,理由如下:
由平移的性质得:AB∥DE,AB=DE,
∴四边形ABED是平行四边形,
又∵AB=AD,
∴平行四边形ABED是菱形,
故答案为:AB=AD(答案不唯一).
【点评】本题考查了菱形的判定、平行四边形的判定与性质以及平移的性质等知识,熟练掌握菱形的判定和平移的性质是解题的关键.
【题型六 菱形的判定的证明】
【例题6】(2024秋•武功县期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=60°,点D为AB的中点,连接CD,过点D作DE∥BC,且DE=BC,连接BE,求证:四边形BCDE是菱形.
【分析】先证明四边形BCDE是平行四边形,再根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得到,进而证明△BCD为等边三角形得到BC=CD,根据菱形的判定定理可证得结论.
【解答】证明:∵DE∥BC,且DE=BC,
∴四边形BCDE是平行四边形.
∵CD为Rt△ABC的斜边AB上的中线,
∴.
∵∠ABC=60°,
∴△BCD为等边三角形,
∴BC=CD,
∴四边形BCDE是菱形.
【点评】本题考查菱形的判定,涉及平行四边形的判定、等边三角形的判定与性质、直角三角形斜边上的中线性质,熟练掌握相关知识的联系与运用,证明△BCD为等边三角形是解答的关键.
【变式6-1】(2024秋•莲湖区期末)如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,AB=CD,对角线AC,BD相交于点O,AC平分∠BAD.求证:四边形ABCD是菱形.
【分析】先判断出∠OAB=∠DCA,进而判断出∠DAC=∠DCA,得出CD=AD=AB,即可得出结论.
【解答】证明:∵AB∥DC,
∴∠DCA=∠OAB,
∵AC平分∠BAD,
∴∠DAC=∠OAB,
∴∠DAC=∠DCA,
∴AD=CD=AB,
∵AB∥DC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AD=AB,
∴四边形ABCD是菱形.
【点评】此题主要考查了菱形的判定,平行四边形的判定和性质,角平分线的定义,勾股定理等知识,掌握其性质定理是解决此题的关键.
【变式6-2】(2024秋•新城区期末)如图,已知四边形ABEF为平行四边形,点C为BE的中点,连接AC并延长交FE的延长线于点D,若DE=2CE,求证:四边形ABEF为菱形.
【分析】由平行四边形的性质得EF∥AB,则∠D=∠CAB,由点C为BE的中点,得CE=CB,EB=2CE,而∠DCE=∠ACB,即可根据“AAS”证明△DCE≌△ACB,得DE=AB,因为DE=2CE,所以AB=2CE,推导出AB=EB,则四边形ABEF为菱形.
【解答】证明:∵四边形ABEF是平行四边形,
∴EF∥AB,
∴∠D=∠CAB,
∵点C为BE的中点,
∴CE=CB,EB=2CE,
在△DCE和△ACB中,
,
∴△DCE≌△ACB(AAS),
∴DE=AB,
∵DE=2CE,
∴AB=2CE,
∴AB=EB,
∴四边形ABEF为菱形.
【点评】此题重点考查平行四边形的性质、全等三角形的判定与性质、菱形的判定等知识,证明△DCE≌△ACB是解题的关键.
【变式6-3】(2024秋•虹口区校级月考)如图,∠ABC=∠ADC=90°,M为AC中点,MN⊥BD于点O,BN∥DM,求证:BNDM为菱形.
【分析】根据直角三角形的性质得到BM=DMAC,根据等腰三角形的性质得到∠BMN=∠DMN,由平行线的性质得到∠BNM=∠DMN,等量代换得到∠BMN=∠BNM,求得BM=BN,得到BN=DM,根据菱形的判定定理即可得到结论.
【解答】证明:∵∠ABC=∠ADC=90°,M为对角线AC的中点,
∴BM=DMAC,
∵MN⊥BD,
∴∠BMN=∠DMN,
∵BN∥DM,
∴∠BNM=∠DMN,
∴∠BMN=∠BNM,
∴BM=BN,
∴BN=DM=BM=DN,
∴四边形BNDM是菱形.
【点评】本题考查了菱形的判定,等腰三角形的判定和性质,直角三角形的性质,正确的识别图形是解题的关键.
【变式6-4】(2024•东莞市模拟)如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点E,F在BD上,且BE=DF.
(1)求证:△ADF≌△CBE;
(2)不添加辅助线,请你补充一个条件,使得四边形AECF是菱形;并给予证明.
【分析】(1)由平行四边形的性质知,AD=BC,AD∥BC,得到∠ADF=∠CBE,又有BE=DF,故由SAS证得△ADF≌△CBE;
(2)平行四边形的性质知,AO=CO,BO=DO,由BE=DF可求得OE=OF,根据平行四边形的判定得到四边形AECF是平行四边形,由AC⊥EF可得平行四边形AECF是菱形.
【解答】(1)解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,AD∥BC,
∴∠ADF=∠CBE,
在△ADF和△CBE中,
,
∴△ADF≌△CBE(SAS);
(2)解:补充的条件是:AC⊥BD.
证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OA=OC,OB=OD,
∵BE=DF,
∴OE=OF,
∴四边形AECF是平行四边形,
又∵AC⊥BD,
∴四边形AECF是菱形.
【点评】本题主要考查了平行四边形的判定和性质,菱形的判定,全等三角形的判定,证得四边形AECF是平行四边形是解决问题的关键.
【变式6-5】(2024•市南区校级开学)如图,在△ABC中,D是BC的中点,E是AD的中点,过点A作AF∥BC,AF与CE的延长线相交于点F,连接BF.
(1)求证:四边形AFBD是平行四边形;
(2)当△ABC满足什么条件时,四边形AFBD是菱形?请说明理由.
【分析】(1)由AF∥BC,得到两对内错角相等,再由E为中点,得到AE=DE,利用AAS得到△AFE与△CDE全等,利用全等三角形对应边相等得到AF=CD,再由BD=CD,等量代换得到AF=BD,利用一组对边平行且相等的四边形为平行四边形即可得证;
(2)由∠BAC=90°,AD为中线,利用斜边上的中线等于斜边的一半,得到AD=BD由邻边相等的平行四边为菱形,即可得证.
【解答】(1)证明:∵E为AD的中点,D为BC中点,
∴AE=DE,BD=CD,
∵AF∥BC,
∴∠AFE=∠DCE,∠FAE=∠CDE,
在△AFE和△DCE中,
,
∴△AFE≌△DCE(AAS),
∴AF=CD,
∴AF=BD,
∵AF∥BD
∴四边形AFBD为平行四边形;
(2)解:当△ABC满足条件∠BAC=90°时,四边形AFBD是菱形,理由为:
∵E为AD的中点,D为BC中点,
∴AE=DE,BD=CD,
∵AF∥BC,
∴∠AFE=∠DCE,∠FAE=∠CDE,
在△AFE和△DCE中,
,
∴△AFE≌△DCE(AAS),
∴AF=CD,
∴AF=BD,
∵AF∥BD
∴四边形AFBD为平行四边形;
∵∠BAC=90°,D是BC的中点,
∴ADBD,
∵四边形AFBD为平行四边形,AD=BD;
∴四边形AFBD为菱形.
【点评】此题考查了平行四边形的判定,菱形的判定,全等三角形的判定与性质,以及等腰三角形与直角三角形的性质,熟练掌握判定与性质是解本题的关键.
【变式6-6】(2024•市南区校级一模)如图,△ABC中,D是AB上一点,DE⊥AC于点E,F是AD的中点,FG⊥BC于点G,与DE交于点H,若FG=AF,AG平分∠CAB,连接GE,GD.
(1)求证:△ECG≌△GHD;
(2)当∠B为多少度时,四边形AEGF为菱形,请说明理由.
【分析】(1)证∠C=∠DHG=90°,∠CGE=∠GED,再证FH是△ADE的中位线,得FG是线段ED的垂直平分线,则GE=GD,∠CGE=∠GDE,然后由AAS证△ECG≌△GHD即可;
(2)由含30°角的直角三角形的性质得AEAD,则AE=AF=FG,得四边形AEGF是平行四边形,然后由AE=AF,即可得出结论.
【解答】(1)证明:∵AF=FG,
∴∠FAG=∠FGA,
∵AG 平分∠CAB,
∴∠CAG=∠FAG,
∴∠CAG=∠FGA,
∴AC∥FG,
∵DE⊥AC,
∴FG⊥DE,
∵FG⊥BC,
∴DE∥BC,
∴AC⊥BC,∠CGE=∠GED,
∴∠C=90°,
∵F是AD的中点,FG∥AE,
∴FH是△ADE的中位线,
∴H是ED的中点
∴FG是线段ED的垂直平分线,
∴GE=GD,∠DHG=90°,
∴∠GDE=∠GED,
∴∠CGE=∠GDE,
在△ECG和△GHD中,
,
∴△ECG≌△GHD(AAS);
(2)解:当∠B为30°,四边形AEGF为菱形,理由如下:
由(1)得:DE∥BC,
∴∠ADE=∠B=30°,
∴AEAD,
∴AE=AF=FG,
由(1)得:AE∥FG,
∴四边形AEGF是平行四边形,
∵AE=AF,
∴四边形AEGF是菱形.
【点评】本题考查了菱形的判定、全等三角形的判定与性质、平行四边形的判定与性质、三角形中位线定理、平行线的判定与性质、含30°角的直角三角形的性质等知识,熟练掌握菱形的判定和全等三角形的判定与性质,证明DE∥BC是解题的关键.
【题型七 菱形的性质与判定的综合应用】
【例题7】(2024春•龙沙区期末)如图,菱形ABCD中,∠BAD=60°,AC与BD交于点O,E为CD延长线上的一点,且DE=CD,连接BE分别交AC,AD于点F,G,连接OG.则下列结论:①;②∠FOG=30°;③S四边形ODEG=S四边形ABOG;④由点A,B,D,E构成的四边形是菱形.其中正确的个数是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【分析】由“AAS”可证△ABG≌△DEG,可得AG=DG,由三角形中位线定理可得OGCDAB,OG∥CD,可得∠FOG=∠BAC=30°,故①和②正确;由菱形的判定可证四边形ABDE是菱形,故④正确;由面积和差关系可证③正确,即可求解.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=DA,AB∥CD,OA=OC,OB=OD,AC⊥BD,∠BAC=∠CAD=30°,
∴∠BAG=∠EDG,△ABO≌△BCO≌△CDO≌△AOD,
∵CD=DE,
∴AB=DE,
在△ABG和△DEG中,
,
∴△ABG≌△DEG(AAS),
∴AG=DG,
∴OG是△ACD的中位线,
∴OGCDAB,OG∥CD,
∴OG∥AB,
∴∠FOG=∠BAC=30°,
∴①和②正确;
∵AB∥CE,AB=DE,
∴四边形ABDE是平行四边形,
∵∠BCD=∠BAD=60°,
∴△ABD、△BCD是等边三角形,
∴AB=BD=AD,∠ODC=60°,
∴OD=AG,四边形ABDE是菱形,
∴④正确;
∵四边形ABDE是菱形,
∴S△ABD=S△BDES菱形ABDE,
∵OB=OD,
∴S△BOG=S△ODG,
∴S四边形ODEG=S四边形ABOG;
∴③正确;
故选:A.
【点评】本题考查了菱形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,等边三角形的性质,三角形中位线定理,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.
【变式7-1】(2024春•高邑县期末)如图,在∠MON的两边上分别截取OA,OB,使OA=OB;再分别以点A,B为圆心,OA长为半径作弧,两弧交于点C;再连接AC,BC,AB,OC.若AB=2,OC=4.则四边形AOBC的面积是( )
A.4 B.8 C.4 D.
【分析】根据作图可得:OA=AC=BC=OB,从而可得四边形OACB是菱形,然后利用菱形的面积公式进行计算即可解答.
【解答】解:由题意得:
OA=AC=BC=OB,
∴四边形OACB是菱形,
∵AB=2,OC=4,
∴菱形OACB的面积OC•AB
4×2
=4,
故选:C.
【点评】本题考查了菱形的判定与性质,熟练掌握菱形的判定与性质是解题的关键.
【变式7-2】(2024•邯山区校级一模)如图1,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于O,要在对角线BD上找两点M、N,使得四边形AMCN是菱形,现有图2中的甲、乙两种方案,则正确的方案是( )
A.只有甲 B.只有乙
C.甲和乙 D.甲乙都不是
【分析】根据菱形的性质可得OB=OD,OA=OC,AC⊥BD,然后根据给出的方案进行判定即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴OB=OD,OA=OC,AC⊥BD,
∵BM=DN,
∴OM=ON,
∵OA=OC,MN⊥AC,
∴四边形AMCN是菱形,
故方案甲正确;
∵四边形ABCD是菱形,
∴OB=OD,OA=OC,AC⊥BD,∠BAC=∠DAC,
∵AM,AN是∠BAC和∠DAC的平分线,
∴∠MAC=∠NAC,
∵∠AOM=∠AON=90°,
在△AOM和△AON中,
,
∴△AOM≌△AON(ASA),
∴OM=ON,
∵OA=OC,
∴四边形AMCN是平行四边形,
∵AC⊥MN,
∴四边形AMCN是菱形.
故方案乙正确.
故选:C.
【点评】本题综合考查了菱形的判定和性质,解题的关键是熟练掌握菱形的判定方法,菱形的判定:①四条边都相等的四边形是菱形菱形.②对角线互相垂直的平行四边形是菱形菱形.③一组邻边相等的平行四边形是菱形菱形.
【变式7-3】(2024春•惠民县期末)如图,剪两张对边平行的纸条,随意交叉叠放在一起,重合的部分构成了一个四边形,转动其中一张纸条,则下列相等关系:
①AD=AB;
②AD=BC;
③∠DAC=∠ACD;
④AO=BO,
其中一定成立的是 .(只填序号)
【分析】由条件可知AB∥CD,AD∥BC,可证明四边形ABCD为平行四边形,得到AD=BC,即可得出结论.
【解答】解:由题意可知:AB∥CD,AD∥BC,
∴四边形ABCD为平行四边形,
∴AD=BC,
故答案为:②.
【点评】本题主要考查平行四边形的判定和性质,证明四边形ABCD为平行四边形是解题的关键.
【变式7-4】(2024秋•渝中区校级期末)如图,在直角△AEC中,∠AEC=90°,B是边AE上一点,连接BC,O为AC的中点,过C作CD∥AB交BO延长线于D,且AC平分∠BCD,连接AD.
(1)求证:四边形ABCD是菱形.
(2)连接OE交BC于F,∠ACD=27°,求∠CFO的度数.
【分析】(1)证△AOB≌△OCD(ASA),则OB=OD,再证四边形ABCD是平行四边形,然后证∠BAC=∠BCA,得AB=CB,即可得出结论;
(2)由菱形的性质得∠ACB=∠ACD=27°,则∠ECF=36°,再由直角三角形斜边上的中线性质得OEAC=OC,则∠OEC=∠OCE=63°,然后由三角形的外角性质即可得出结论.
【解答】(1)证明:∵CD∥AB,
∴∠OAB=∠OCD,
∵O为AC的中点,
∴OA=OC,
在△AOB和△OCD中,
,
∴△AOB≌△OCD(ASA),
∴OB=OD,
又∵OA=OC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵CD∥AB,
∴∠BAC=∠DCA,
∵AC平分∠BCD,
∴∠BCA=∠DCA,
∴∠BAC=∠BCA,
∴AB=CB,
∴平行四边形ABCD是菱形;
(2)解:∵CD∥AB,∠AEC=90°,
∴∠DCE+∠AEC=180°,
∴∠DCE=90°,
∴∠OCE=90°﹣∠ACD=90°﹣27°=63°,
由(1)可知,四边形ABCD是菱形,
∴∠ACB=∠ACD=27°,∠BCD=2∠ACD=54°,
∴∠ECF=90°﹣∠BCD=90°﹣54°=36°,
∵∠AEC=90°,OA=OC,
∴OEAC=OC,
∴∠OEC=∠OCE=63°,
∴∠CFO=∠OEC+∠ECF=63°+36°=99°,
即∠CFO的度数为99°.
【点评】本题考查了菱形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、平行四边形的判定与性质、等腰三角形的判定与性质、直角三角形斜边上的中线性质以及三角形的外角性质等知识,熟练掌握菱形的判定与性质是解题的关键.
【变式7-5】(2024秋•遵义期末)小颖新房买了一盏简单而精致的吊灯(图1),其正面的平面图如图2所示,四边形ABCD是一个菱形外框架,对角线AC,BD相交于点O,四边形AECF是其内部框架,且点E、F在BD上,BE=DF.
(1)求证:四边形内部框架AECF为菱形.
(2)若AE⊥AD,F为DE的中点,,求四边形AECF的周长.
【分析】(1)通过ABCD为菱形得到OB=OD,OA=OC,又BE=DF,所以可知OE=OF,从而得到AECF为平行四边形,再通过对角线垂直进而可知其为菱形.
(2)易知△ADE是直角三角形,F为斜边的中点,得到AE=EF=AF,进而可得到△AEF是等边三角形,再通过角度计算出∠ADE=30°,再通过勾股定理求出AE,进而可得到四边形AECF的周长.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴OB=OD,OA=OC.
∵BE=DF,
∴OE=OF,
∴四边形AECF是平行四边形.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,
∴平行四边形AECF是菱形;
(2)解:∵AE⊥AD,
∴△ADE是直角三角形,
∵F为DE的中点,
∴AF=EF=DF.
∵四边形AECF是菱形,
∴AE=AF,
∴AE=EF=AF,
∴△AEF是等边三角形,
∴∠AEF=∠AFE=60°,
又∵AE⊥AD.
∴∠EAD=90°.
∴∠ADE=30°,
∴DE=2AE.
∵四边形ABCD为菱形.
∴.
在Rt△ADE中,AE2+AD2=DE2,
∴
∴AE=6(负值舍去).
∵四边形AECF为菱形,
∴菱形AECF的周长为4×6=24.
【点评】本题考查菱形的性质,等边三角形性质,勾股定理、直角三角形斜边上中线等于斜边一半,熟练掌握基本知识点是解题关键.
【变式7-6】(2024春•颍州区校级月考)如图,在平行四边形ABCD中,点E,F分别在边BC,AD上,CE=DF,AB=BE,AE与BF相交于点O,连接EF.
(1)求证:四边形ABEF是菱形;
(2)若平行四边形ABCD的周长为20,CE=DF=2,∠ABE=60°,求AE的长.
【分析】(1)由平行四边形的性质得AD∥BC,AD=BC,再证四边形ABEF是平行四边形,然后由菱形的判定即可得出结论;
(2)由菱形的性质得AB+BC=10,再证AB=BE=4,然后证△ABE是等边三角形,即可得出结论.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,AD=BC,
∵CE=DF,
∴AF=BE,
∴四边形ABEF是平行四边形,
又∵AB=BE,
∴平行四边形ABEF是菱形;
(2)解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AD=BC,
∵平行四边形ABCD的周长为20,
∴AB+BC=10,
即AB+BE+CE=10,
∵AB=BE,CE=2,
∴AB=BE=4,
∵∠ABE=60°,
∴△ABE是等边三角形,
∴AE=BE=4,
即AE的长为4.
【点评】本题考查了菱形的判定与性质、平行四边形的判定与性质以及等边三角形的判定与性质等知识,熟练掌握平行四边形的判定与性质是解题的关键.
【题型八 菱形与矩形的综合应用】
【例题8】(2024秋•通川区期末)如图,已知在菱形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,延长DC到点E,使CE=CD,延长BC到点F,使CF=BC,顺次连接点B,E,F,D,若BD=1,AC.
(1)求证:四边形BEFD是矩形;
(2)求四边形BEFD的周长为多少.
【分析】(1)先证四边形BEFD是平行四边形,再由三角形中位线定理得OC∥BE,则BE⊥BD,得∠DBE=90°,即可得出结论;
(2)由三角形中位线定理得出BE的长,再由矩形的性质得EF=BD=1,BE=DF,即可求解.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OB=OD,
∵CE=CD,CF=BC,
∴四边形BEFD是平行四边形,OC是△BDE的中位线,
∴OC∥BE,
∴BE⊥BD,
∴∠DBE=90°,
∴平行四边形BEFD是矩形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴OC=OAAC,
由(2)可知,OC是△BDE的中位线,
∴BE=2OC=AC,
∵四边形BEFD是矩形,
∴EF=BD=1,BE=DF,
∴四边形BEFD的周长=2(BD+BE)=2+2.
【点评】本题考查了矩形的判定与性质、平行四边形的判定与性质、菱形的性质、三角形中位线定理等知识,熟练掌握矩形的判定与性质是解题的关键.
【变式8-1】(2024•五华区校级模拟)如图,AP是△ABC的角平分线,MN垂直平分AP,且交AP于点D,判断以下结论错误的是( )
A.MP∥AC B.AM=AN
C.PA是∠MPN的平分线 D.四边形AMPN是矩形
【分析】由线段垂直平分线的性质得AM=PM,AN=PN,则∠MAP=∠MPA,∠NAP=∠NPA,再证∠MAP=∠MPA=∠NAP=∠NPA,则AM∥PN,MP∥AC,得四边形AMPN是平行四边形,然后证平行四边形AMPN是菱形,即可得出结论.
【解答】解:∵MN垂直平分AP,
∴AM=PM,AN=PN,
∴∠MAP=∠MPA,∠NAP=∠NPA,
∵AP是△ABC的角平分线,
∴∠MAP=∠NAP,
∴∠MAP=∠MPA=∠NAP=∠NPA,
∴AM∥PN,MP∥AC,
∴四边形AMPN是平行四边形,
又∵AM=PM,
∴平行四边形AMPN是菱形,
∴AM=AN,PA是∠MPN的平分线,
故选项A、B、C不符合题意,选项D符合题意,
故选:D.
【点评】本题考查了菱形的判定与性质、平行四边形的判定与性质、线段垂直平分线的性质、平行线的判定、等腰三角形的性质等知识,熟练掌握菱形的判定与性质是解题的关键.
【变式8-2】(2024春•海淀区校级期中)如图,在菱形ABCD中,对角线AC和BD交于点O,分别过点B、C作BE∥AC,CE∥BD,BE与CE交于点E.
(1)求证:四边形OBEC是矩形;
(2)当∠ABD=60°,AD=4时,求ED的长.
【分析】(1)先由平行四边形的定义证明四边形OBEC为平行四边形,然后再由菱形的性质得到∠COB=90°,故四边形OBEC是矩形;
(2)证出△ABD为等边三角形,得BD=AD=AB=2,则OD=OB,由勾股定理求出OA,进而得出答案.
【解答】(1)证明:∵BE∥AC,CE∥BD,
∴BE∥OC,CE∥OB,
∴四边形OBEC为平行四边形,
∵四边形ABCD为菱形,
∴AC⊥BD,
∴∠BOC=90°,
∴四边形OBEC是矩形;
(2)解:∵四边形ABCD为菱形,
∴AD=AB,OB=OD,OA=OC,
∵∠DAB=60°,
∴△ABD为等边三角形,
∴BD=AD=AB=4,
∴OD=OB=2,
在Rt△AOD中,AO2,
∴OC=OA=2,
∵四边形OBEC是矩形,
∴BE=OC=2,
∴ED2.
【点评】本题主要考查的是矩形的判定与性质、菱形的性质、勾股定理、平行四边形的判定与性质、等边三角形的判定与性质等知识,熟练掌握矩形的判定与性质是解题的关键.
【变式8-3】(2024秋•铁西区校级期末)如图,菱形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,DE⊥AB于点E交AC于点P,BF⊥CD于点F.
(1)判断四边形DEBF的形状,并说明理由;
(2)如果BE=3,BF=6,求DP的长.
【分析】(1)根据菱形的性质和矩形的判定解答即可;
(2)根据菱形的性质和矩形的性质得出DE=BF,进而利用勾股定理解答即可.
【解答】(1)解:四边形DEBF是矩形,理由如下:
∵DE⊥AB,BF⊥CD,
∴∠DEB=∠BFD=90°,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB∥CD,
∴∠DEB+∠EDF=180°,
∴∠EDF=∠DEB=∠BFD=90°,
∴四边形DEBF是矩形;
(2)解:连接PB,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC垂直平分BD,
∴PB=PD,
由(1)知,四边形DEBF是矩形,
∴DE=FB=6,
设PD=BP=x,则PE=6﹣x,
在Rt△PEB中,由勾股定理得:(6﹣x)2+32=x2,
解得:x,
∴PD.
【点评】此题考查菱形的性质,关键是根据菱形的对边平行和勾股定理解答.
【变式8-4】(2024秋•通川区期末)如图,已知在菱形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,延长DC到点E,使CE=CD,延长BC到点F,使CF=BC,顺次连接点B,E,F,D,若BD=1,AC.
(1)求证:四边形BEFD是矩形;
(2)求四边形BEFD的周长为多少.
【分析】(1)先证四边形BEFD是平行四边形,再由三角形中位线定理得OC∥BE,则BE⊥BD,得∠DBE=90°,即可得出结论;
(2)由三角形中位线定理得出BE的长,再由矩形的性质得EF=BD=1,BE=DF,即可求解.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OB=OD,
∵CE=CD,CF=BC,
∴四边形BEFD是平行四边形,OC是△BDE的中位线,
∴OC∥BE,
∴BE⊥BD,
∴∠DBE=90°,
∴平行四边形BEFD是矩形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴OC=OAAC,
由(2)可知,OC是△BDE的中位线,
∴BE=2OC=AC,
∵四边形BEFD是矩形,
∴EF=BD=1,BE=DF,
∴四边形BEFD的周长=2(BD+BE)=2+2.
【点评】本题考查了矩形的判定与性质、平行四边形的判定与性质、菱形的性质、三角形中位线定理等知识,熟练掌握矩形的判定与性质是解题的关键.
【变式8-5】(2022春•虹口区校级月考)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E是AD的中点,点F,G在AB上,EF⊥AB,OG∥EF.
(1)判断四边形OEFG的形状,并证明.
(2)若AC=8,BD=6,求四边形OEFG的面积.
【分析】(1)由三角形中位线定理可得AE=DE,OE∥AB,由矩形的判定可求解;
(2)由菱形的面积公式可求面积,利用面积法可求OG,即可求EF.
【解答】解:(1)四边形OEFG是矩形.
在菱形ABCD中,DO=BO,
又∵E是AD的中点,
∴AE=DE,OE∥AB,
∴OE∥FG,
又∵OG∥EF,
∴四边形OEFG是平行四边形.
∵EF⊥AB,
∴∠EFG=90°,
∵四边形OEFG是矩形.
(2)菱形的面积.
∵四边形ABCD是菱形,
∴,
∴AB=5.
由(1)知,四边形OEFG是矩形,
∴EF=OG,OG⊥AB.
∴,
∴,
∴OEAB5,
四边形OEFG的面积=OE×OG6.
【点评】本题考查了菱形的性质,直角三角形的性质,三角形中位线定理,矩形的判定和性质,灵活运用这些性质解决问题是本题的关键.
【变式8-6】(2024春•琅琊区校级月考)如图,平行四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,点E,F分别是OA,OC的中点.
(1)求证:四边形DEBF是平行四边形;
(2)①对角线AC,BD满足 时,四边形DEBF是矩形;
②对角线AC,BD满足 时,四边形DEBF是菱形.
【分析】(1)由平行四边形的性质得出OB=OD,OA=OC,证出OE=OF,那么两组对角线互相平分,得出四边形DEBF是平行四边形;
(2)①由平行四边形对角线相等即可证明四边形ABCD是矩形;②由对角线互相垂直且平分即可证明.
【解答】(1)证明:四边形ABCD是平行四边形,
∴OB=OD,OA=OC,
∵点E、F分别为OA、OC的中点,
∴,,
∴OE=OF,
∴四边形DEBF是平行四边形.
(2)解:①当AC=2BD时,平行四边形DEBF是矩形;理由如下:
∵AC=2BD,四边形ABCD是平行四边形,
∴,
∴平行四边形DEBF是矩形;
故答案为:AC=2BD.
②当AC⊥BD时,平行四边形DEBF是菱形;理由如下:
∵AC⊥BD,四边形ABCD是平行四边形,
∴BD⊥EF,
∴平行四边形DEBF是菱形,
故答案为:AC⊥BD.
【点评】本题考查了平行四边形的判定和性质、菱形的判定、矩形的判定;解题的关键是注意掌握两组对角线互相平分的四边形是平行四边形.
1.(2024秋•法库县期末)如图,将四根长度相等的细木条首尾相连,用钉子钉成四边形ABCD,若∠ABC=50°,则∠DAC的度数为( )
A.50° B.60° C.65° D.70°
【分析】根据题意得出四边形ABCD为菱形,由菱形的性质可得∠ABC+∠DAB=180°,得到∠DAB的度数,再由,即可得到∠DAC的度数,从而得到答案.
【解答】解:由题可得:在四边形ABCD中,AB=BC=CD=DA,
∴四边形ABCD为菱形,
∴∠ABC+∠DAB=180°,,
∵∠ABC=50°,
∴∠DAB=180°﹣50°=130°,
∴.
故选:C.
【点评】本题考查了菱形的判定与性质,熟练掌握菱形的判定是解题的关键.
2.(2024秋•海淀区校级期末)小雨在参观故宫博物院时,被太和殿窗棂的三交六惋菱花图案所吸引,他从中提取出一个含角的菱形ABCD(如图1所示).若AB的长度为a,则菱形ABCD的面积为( )
A. B. C.a2 D.
【分析】过A作AH⊥BC于H,由四边形ABCD是菱形,得到AB=BC=a,又∠B=60°,推出△ABC是等边三角形,求出AHa,即可求出菱形ABCD的面积.
【解答】解:过A作AH⊥BC于H,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=a,
∵∠B=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴AHABa,
∴菱形ABCD的面积=BC•AHa2.
故选:B.
【点评】本题考查菱形的面积,等边三角形的判定和性质,菱形的面积,关键是由菱形的性质,推出△ABC是等边三角形.
3.(2025•汕头模拟)如图,AC为菱形ABCD的对角线,∠ACD=30°,过点D作DE⊥BC,垂足为点E,则( )
A. B. C. D.
【分析】根据含30°直角三角形性质求得,由菱形的性质得出CD=AD即可得出答案.
【解答】解:由题意可知,四边形ABCD是菱形,
∴CD=AD=CB,且AC平分∠BCD,
∵∠ACD=30°,
∴∠BCD=2∠ACD=2×30°=60°,
∵DE⊥BC,
∴∠DEC=90°,
在Rt△CDE中,∠CDE=30°,
∴,
即,
故选:B.
【点评】本题考查了菱形的性质,直角三角形的性质,关键是直角三角形性质的熟练掌握.
4.(2024春•昭通期末)下面是关于如图的不完整推理过程:
∵∠BAD+∠ABC=180°,
∴AD∥BC,
∵AD=BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵____,
∴四边形ABCD是菱形;
为使推理成立,横线上可以添加的条件是( )
A.∠BCD+∠ADC=180° B.AC=BD
C.∠BAD+∠BCD=180° D.AD=AB
【分析】根据一组邻边相等的平行四边形是菱形,判断即可.
【解答】解:∵∠BAD+∠ABC=180°,
∴AD∥BC,
∵AD=BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AD=AB,
∴四边形ABCD是菱形(一组邻边相等的平行四边形是菱形);
故选:D.
【点评】本题主要考查菱形的判定,掌握其性质定理是解决此题的关键.
5.(2024春•东昌府区校级期末)如图,△ABC中,DE∥BC,DF∥AC,要判定四边形DFCE是菱形,还需要添加的条件是( )
A.AB=AC B.AE=CE
C.CD⊥AB D.CD平分∠ACB
【分析】当CD平分∠ACB时,四边形DECF是菱形,可知先证明四边形DECF是平行四边形,再证明ED=EC即可解决问题.
【解答】解:当CD平分∠ACB时,四边形DECF是菱形,
理由:∵DE∥BC,
∴∠EDC=∠DCB,
∵CD平分∠ACB,
∴∠ECD=∠DCB,
∴∠EDC=∠ECD,
∴ED=EC,
∵DE∥BC,DF∥AC,
∴四边形DECF是平行四边形,
∵DE=EC,
∴四边形DECF是菱形.
其余选项均无法判断四边形DECF是菱形,
故选:D.
【点评】本题考查菱形的判定、平行四边形的判定和性质、角平分线的定义、等腰三角形的判定和性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.
6.(2024秋•钢城区期末)如图,菱形OABC的顶点C在x轴的正半轴上,顶点A的坐标为(﹣3,4),顶点B的坐标为 .
【分析】过点A作AD⊥OC于点D,过点B作BE⊥OC于点E,利用矩形的性质,菱形的性质,勾股定理解答即可.
【解答】解:过点A作AD⊥OC于点D,过点B作BE⊥OC于点E,
∴AD∥BE,∠ADO=90°,
∵四边形OABC是菱形,
∴OA=AB,AB∥OC,
∴四边形ADEB是矩形,
∴AD=BE,AB=DE,
∵点A的坐标为(﹣3,4),
∴AD=4,OD=3,
∴,
∴BE=4,AB=DE=5,
∴OE=DE﹣OD=2,
∴点B(2,4).
故答案为:(2,4).
【点评】本题考查了菱形的性质,矩形的判定和性质,勾股定理,熟练掌握性质和定理是解题的关键.
7.(2024春•船营区校级月考)如图,菱形ABCD的面积是10,▱AEFC的面积是 .
【分析】连接BD交AC于点O,根据菱形的性质得到A C⊥B D,B O=D O,,得到AC•BO=10,根据菱形的面积公式即可得到结论.
【解答】解:连接BD交AC于点O,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,BO=DO,,
∴AC•BD=AC•2BO=10×2=20,
∴AC•BO=10,
∴S▱AEFC=AC•BO=10,
故答案为:10.
【点评】本题考查了菱形的性质,熟练掌握菱形的性质是解题的关键.
8.(2025•碑林区校级一模)如图,四边形ABCD为菱形,点E为CD边上一点,连接BE,点F为AD延长线上一点,连接CF,若∠DEB=∠FCB,求证:BE=CF.
【分析】由菱形的性质得BC=CD,AF∥BC,再证∠BEC=∠F,∠CBE=∠DCF,然后由AAS证得△CBE≌△DCF,即可得出结论.
【解答】证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴BC=CD,AF∥BC,
∴∠F+∠FCB=180°,
∵∠DEB+∠BEC=180°,∠DEB=∠FCB,
∴∠BEC=∠F,
∵∠DEB=∠CBE+∠BCD,∠FCB=∠DCF+∠BCD,
∴∠CBE=∠DCF,
在△CBE和△DCF中,
,
∴△CBE≌△DCF(AAS),
∴BE=CF.
【点评】本题考查了菱形的性质、全等三角形的判定与性质等知识,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解题的关键.
9.(2024秋•西安期末)如图,点E、F分别为平行四边形ABCD的边AD、CD上的点,AE=CF,连接BE、BF,∠ABE=∠CBF,求证:四边形ABCD是菱形.
【分析】由平行四边形的性质得∠A=∠C,而∠ABE=∠CBF,AE=CF,即可根据“AAS”证明△ABE≌△CBF,得AB=CB,则四边形ABCD是菱形.
【解答】证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠A=∠C,
在△ABE和△CBF中,
,
∴△ABE≌△CBF(AAS),
∴AB=CB,
∵四边形ABCD是平行四边形,且AB=CB,
∴四边形ABCD是菱形.
【点评】此题重点考查平行四边形的性质、全等三角形的判定与性质等知识,证明△ABE≌△CBF是解题的关键.
10.(2023秋•枣庄期末)如图,在四边形ABCD中,AB∥DC,AB=CD,对角线AC,BD交于点O,过点C作CE⊥AB交AB的延长线于点E,且∠ABO=∠ACE,连接OE.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若AB=2,BD=4,求OE的长.
【分析】(1)先证AO⊥OB,再证四边形ABCD是平行四边形,然后由菱形的判定即可得出结论;
(2)由菱形的性质和勾股定理得OA=3,则AC=2OA=6,由直角三角形的性质可得出答案.
【解答】(1)证明:∵CE⊥AB,
∴∠CEA=90°,
∴∠CAE+∠ACE=90°,
∵∠ABO=∠ACE,
∴∠ABO+∠BAO=90°,
∴∠AOB=90°,
∴AO⊥OB,
∵AB∥CD,AB=CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
又∵AC⊥BD,
∴平行四边形ABCD是菱形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,BD=4,
∴OA=OC,BD⊥AC,OB=OD=2,
∴∠AOB=90°,
∴OA6,
∴AC=2OA=12,
∵CE⊥AB,
∴OEAC=6.
【点评】本题考查了菱形的判定与性质、直角三角形的性质、勾股定理等知识,熟练掌握菱形的判定与性质是解题的关键.
11.(2024春•靖西市期末)如图,在▱ABCD中,DB⊥CB.
(1)延长CB到E,使BE=CB,连接AE,求证:四边形AEBD是矩形;
(2)若点F,G分别是AB,CD的中点,连接DF、BG,试判断四边形DFBG是什么特殊的四边形?并证明你的结论.
【分析】(1)根据平行四边形的性质得出AD=BC,AD∥BC,求出AD=BE,根据平行四边形的判定得出四边形AEBD是平行四边形,再证∠DBE=90°,根据矩形的判定得出即可.
(2)根据平行四边形的性质得出AD=CB,AD∥CB,求出BF=DG,根据平行四边形的判定得出四边形AFCG是平行四边形,求出DF=BF,根据菱形的判定得出即可.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,AD∥BC,
∵BE=CB,
∴AD=BE,
∴四边形AEBD是平行四边形,
又∵DB⊥CB,
∴∠DBE=90°,
∴平行四边形AEBD是矩形;
(2)解:四边形DFBG是菱形,
证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴CD=AB,CD∥AB,
∵点F,G分别是AB,CD的中点,
∴BF,DG,
∴BF=DG,
∴四边形DFBG是平行四边形,
由(1)可知,四边形AEBD是矩形,
∴∠ADB=90°,
∵F是AB的中点,
∴DFAB=BF,
∴平行四边形DFBG是菱形.
【点评】本题考查了矩形的判定与性质、平行四边形的判定与性质、菱形的判定、直角三角形斜边上的中线性质等知识,熟练掌握矩形的判定与性质是解题的关键.
12.(2024春•嘉鱼县期末)如图,已知▱ABCD的对角线AC、BD交于点O,且∠1=∠2.
(1)求证:▱ABCD是菱形.
(2)F为AD上一点,连接BF交AC于E,且AE=AF,若AF=3,AB=5,求BD的长.
【分析】(1)由平行四边形的性质得AD∥BC,则∠2=∠ACB,证出∠1=∠ACB,得AB=CB,即可得出▱ABCD是菱形.
(2)由菱形的性质得BC=AB=5,AO=CO,BO=DO,再证∠CBE=∠CEB,得CE=BC=5,则AC=AE+CE=8,然后由勾股定理求出BO=3,即可得出结论.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠2=∠ACB,
∵∠1=∠2,
∴∠1=∠ACB,
∴AB=CB,
∴▱ABCD是菱形.
(2)解:由(1)可知,▱ABCD是菱形,
∴BC=AB=5,AO=CO,BO=DO,AC⊥BD,
∵AD∥BC,
∴∠AFE=∠CBE,
∵AE=AF=3,
∴∠AFE=∠AEF,
又∵∠AEF=∠CEB,
∴∠CBE=∠CEB,
∴CE=BC=5,
∴AC=AE+CE=3+5=8,
∴AOAC=4,
在Rt△AOB中,由勾股定理得:BO3,
∴BD=2BO=6,
即BD的长为6.
【点评】本题考查了菱形的判定与性质、平行四边形的性质、等腰三角形的判定与性质、平行线的性质以及勾股定理等知识;熟练掌握菱形的判定与性质是解题的关键.
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