内容正文:
第二十一章四边形
21.3.2 菱 形
第1课时 菱形的性质
初中数学人教版(2024)八年级下册
学习目标
1.了解菱形的概念及其与平行四边形的关系.
2.探索并证明菱形的性质定理.(重点)
3.应用菱形的性质定理解决相关计算或证明问题.(难点)
课堂引入
前面我们学习了平行四边形和矩形,知道了矩形是由平行四边形角的变化得到的,即当平行四边形有一个角是直角时,就成为了矩形.
一、
菱形的定义及性质
问题1 预习课本P72~P73思考:
如果从边的角度,将平行四边形特殊化,内角大小保持不变,仅改变边的长度,让它有一组邻边相等,如图所示,这个特殊的平行四边形叫什么呢?
提示 菱形.
问题2 预习课本P72~P73思考:
(1)将一张矩形的纸按如图所示的方式对折、再对折,然后沿图③中的虚线剪下,打开后你知道它是什么图形吗?
提示 菱形.
(2)在自己剪出的菱形上画出两条折痕,折叠手中的图形(如图),并回答以下问题:
提示 是,两条对角线所在的直线都是它的对称轴.
①菱形是轴对称图形吗?如果是,指出它的对称轴;
提示 菱形的四条边都相等;
②根据上面折叠过程,猜想菱形的四边在数量上有什么关系?
③猜想菱形的两条对角线有什么关系?并证明你的猜想.
提示 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.
已知:如图,在平行四边形ABCD中,AB=AD,对角线AC与BD相交于点O.
求证:AC⊥BD;∠DAC=∠BAC,∠DCA=∠BCA,∠ADB=∠CDB,∠ABD=∠CBD.
证明:∵AB=AD,∴△ABD是等腰三角形.
又∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OB=OD(平行四边形的对角线互相平分).
在等腰三角形ABD中,∵OB=OD,
∴AO⊥BD,AO平分∠BAD,即AC⊥BD,∠DAC=∠BAC.
同理可证∠DCA=∠BCA,∠ADB=∠CDB,∠ABD=∠CBD.
知识梳理
1.定义:有一组 的平行四边形叫作菱形.
注意点:(1)菱形的定义有两个要素:①四边形是平行四边形;②有一组邻边相等,二者缺一不可.
(2)菱形是特殊的平行四边形,平行四边形不一定是菱形.
邻边相等
知识梳理
2.菱形是特殊的平行四边形,它除了具有平行四边形的所有性质外,还有平行四边形所没有的特殊性质.
菱形的特殊性质 平行四边形的性质
(1)对称性:是轴对称图形.
(2)边:四条边都相等.
(3)对角线:互相垂直,且每一条对角线平分一组对角 (1)角:对角相等.
(2)边:对边平行且相等.
(3)对角线:互相平分
例1 如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,BD=12 cm,AC=6 cm,求菱形的周长.
解 ∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,
AO=AC,BO=BD.
∵AC=6 cm,BD=12 cm,
∴AO=3 cm,BO=6 cm.
在Rt△ABO中,由勾股定理得
AB===3(cm),
∴菱形的周长=4AB=4×3=12(cm).
跟踪训练1 (1)在菱形ABCD中,已知∠A=60°,AB=5,则△ABD的周长是
A.10 B.12
C.15 D.20
√
(2)如图,菱形ABCD的周长为48 cm,对角线AC,BD相交于O点,E是AD的中点,连接OE,则线段OE的长为 cm.
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二、
菱形的面积
问题3 (1)如图,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?
提示 能,过点A作AE⊥BC于点E,如图,
则S菱形ABCD=底×高=BC·AE.
(2)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?
提示 ∵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.
知识梳理
菱形的面积=底×高=对角线乘积的一半.
例2 (课本P73例3)如图,菱形花坛ABCD的边长为20 m,∠ABC=60°,沿着菱形的对角线修建了两条小路AC和BD,求两条小路的长(结果保留小数点后两位)和花坛的面积(结果保留小数点后一位).
解 设AC,BD相交于点O.
∵花坛ABCD的形状是菱形,
∴AC⊥BD,∠ABO=∠ABC=×60°=30°,
在Rt△ABO中,AO=AB=×20=10(cm),
BO===10(m),
∴花坛的两条小路长AC=2AO=20(m),BD=2BO=20≈34.64(m),
花坛的面积S菱形ABCD=4×S△ABO=4×AO·BO=200≈346.4(m2).
反思感悟
菱形面积的计算方法:
(1)一边长与两对边的距离(即菱形的高)的积.
(2)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).
(3)两条对角线长度乘积的一半.
跟踪训练2 (1)已知菱形的两对角线BD,AC的长分别是6和8,求菱形的周长和面积.
解 如图,∵四边形ABCD是菱形,且AC=8,BD=6,
∴AC⊥BD,AO=AC=4,BO=BD=3,
在Rt△AOB中,AB===5,
∴C菱形ABCD=4×5=20,
S菱形ABCD=×6×8=24.
(2)如图,在菱形ABCD中,点O为对角线AC与BD的交点,且在△AOB中,OA=5,OB=12.求菱形ABCD两对边的距离h.
解 在Rt△AOB中,OA=5,OB=12,
∴S△AOB=OA·OB=×5×12=30,
∴S菱形ABCD=4S△AOB=4×30=120.
∵AB===13,
又S菱形ABCD=AB·h=13h,
∴13h=120,解得h=.
∴菱形ABCD两对边的距离h为.
课堂小结
1.菱形具有而一般平行四边形不具有的性质是
A.对角相等 B.对边相等
C.对角线互相垂直 D.对角线相等
课堂练习
√
2.如图,已知菱形ABCD的两条对角线BD,AC分别为6 cm和8 cm,则这个菱形的高DE为
A.2.4 cm B.4.8 cm
C.5 cm D.9.6 cm
√
课堂练习
3.填空.
(1)已知菱形ABCD的周长是12 cm,那么它的边长是 cm;
(2)菱形的一个内角为120°,平分这个内角的对角线长为11 cm,菱形的周长为 cm.
3
44
课堂练习
4.如图,四边形ABCD是边长为13 cm的菱形,其中对角线BD长10 cm.
求:(1)对角线AC的长度;
解 ∵四边形ABCD是菱形,
∴∠AED=90°,DE=BD=×10=5(cm).
∴AE===12(cm).
∴AC=2AE=2×12=24(cm).
课堂练习
4.如图,四边形ABCD是边长为13 cm的菱形,其中对角线BD长10 cm.
求:(2)菱形ABCD的面积.
解 菱形ABCD的面积为BD·AC=×10×24=120(cm2).
课堂练习
谢谢
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