内容正文:
专题31 菱形
一、选择题(共8小题)
1.(2025•雁塔区校级一模)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点M,N分别是边AD,CD的中点,连接MN,OM.若MN=3,S菱形ABCD=24,则OM的长为( )
A.3 B.3.5 C.2 D.2.5
2.(2025•马鞍山模拟)如图,在菱形ABCD中,AB=5,BD=8,过点D作DE⊥BA,交BA的延长线于点E,则线段DE的长是( )
A.2 B. C.3 D.
3.(2025•湖南)如图,在四边形ABCD中,对角线AC与BD互相垂直平分,AB=3,则四边形ABCD的周长为( )
A.6 B.9 C.12 D.18
4.(2025•大渡口区模拟)如图,已知菱形ABCD中,过AD中点E作EF⊥BD,交对角线BD于点M,交BC的延长线于点F.连接DF,若CF=2,BD=4,则DF的长是( )
A.4 B.4 C.2 D.5
5.(2025•大理州二模)菱形的两条对角线长分别为,,设其面积为Scm2,则S在哪两个连续整数之间( )
A.1和2 B.2和3 C.3和4 D.4和5
6.(2025•碑林区校级一模)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD交于点O,∠CBD=30°,过点O作OE⊥BC于点E,若CE=2,则OE的长为( )
A.2 B.4 C. D.
7.(2025•河南一模)已知四边形ABCD是平行四边形,下列条件中,能判定▱ABCD为菱形的是( )
A.∠A=90° B.∠B=∠C C.AC⊥BD D.AC=BD
8.(2025•淅川县二模)四边形不具有稳定性.四条边长都确定的四边形,当内角的大小发生变化时,其形状也随之改变.如图,改变正方形ABCD的内角,使正方形ABCD变为菱形ABC'D',如果∠DAD'=30°,那么菱形ABC'D'与正方形ABCD的面积之比是( )
A. B. C. D.1
二、填空题(共8小题)
9.(2025•鹤岗校级模拟)已知四边形ABCD是平行四边形,对角线AC,BD相交于点O,请你添加一个适当的条件 ,使四边形ABCD是菱形.(只需添加一个即可)
10.(2025•蓬江区校级二模)如图,在菱形ABCD中,AB=6,∠ABC=120°,点M,N分别在AB,AD上,且AM=DN,连接DM,BN交于点E,则∠BED的度数为 ;连接AE,则AE的最小值为 .
11.(2025•东光县二模)如图,菱形ABCD中,∠B=60°,点E是AB边上的点,AE=4,BE=8,点F是BC上的一点,△EGF是以点G为直角顶点,∠EFG为30°角的直角三角形,连结AG,当点F在直线BC上运动时,线段AG的最小值是 .
12.(2025•宁远县二模)如图,直线MN∥PQ,菱形ABCD的两个顶点A,C分别在直线MN,PQ上,若∠ABC=150°,∠NAD=130°,则∠DCQ= .
13.(2025•蒸湘区校级二模)如图,在菱形ABCD中,E为CD的中点,,则菱形ABCD的面积为 .
14.(2025•宝安区模拟)在菱形ABCD中,∠ADC=120°,在AB、AD上分别有一点E、F,连接CE、BF交于点G,若2AE=BE,∠EGF=60°,则的值为 .
15.(2025•辽宁)如图,在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,AC=8,BD=12,点E在线段OA上,AE=2,点F在线段OC上,OF=1,连接BE,点G为BE的中点,连接FG,则FG的长为 .
16.(2025•西宁)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AE⊥BC,垂足为E,连接OE.若BD=6,OE,则菱形ABCD的面积是 .
三、解答题(共5小题)
17.(2025•昌江区二模)追本溯源
题(1)是来自课本中的习题,请你完成解答,提炼方法并完成题(2).
(1)如图1,在菱形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,且AC=16,BD=12,求菱形ABCD的高DH.
方法应用
(2)如图2,在菱形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,过点D作DE⊥AB于点E,交AC于点F,若AF=3,FC=5,求DE的长.
18.(2025•永寿县二模)在菱形ABCD中,E、F分别是BC、CD的中点,连接AE、AF.
求证:AE=AF.
19.(2025•东莞市校级一模)如图1,已知在四边形ABCD中,AD∥BC,AB∥CD,BE平分∠ABC,交AD于点E,过点E作EF∥AB,交BC于点F,O是BE的中点,连接OF,OC,OD.
(1)求证:四边形ABFE是菱形;
(2)若∠ABC=90°,如图2所示:求证:∠ADO=∠BCO.
20.(2025•怀化模拟)如图,在▱ABCD中,对角线AC和BD交于点O,点E,F在AC上,且AE=CF,连接BE,BF,DF,DE.
(1)求证:△ABE≌△CDF;
(2)当平行四边形ABCD是菱形时,判断是四边形BEDF的形状.
21.(2025•湖北模拟)如图,在等边△ABC中,BC=6cm,射线AG∥BC,点E从点A出发沿射线AG以1cm/s的速度运动,点F从点B出发沿射线BC以2cm/s的速度运动,如果点E、F同时出发,设运动时间为t(s).当t何值时,四边形ACFE是菱形?
参考答案
一、选择题(共8小题)
1.【答案】D
【分析】由三角形中位线定理得AC=2MN=6,再由菱形的性质和勾股定理求出CD=5,然后由三角形中位线定理即可得出结论.
【解答】解:∵点M,N分别是边AD,CD的中点,
∴MN是△ACD的中位线,
∴AC=2MN=2×3=6,
∵四边形ABCD是菱形,S菱形ABCD=24,
∴OA=OCAC=3,OB=OD,AC⊥BD,AC•BD=24,
即6×BD=24,
∴BD=8,
∴ODBD=4,
在Rt△OCD中,由勾股定理得:CD5,
∵点M是AD的中点,OA=OC,
∴OM是△ACD的中位线,
∴OMCD=2.5,
故选:D.
2.【答案】D
【分析】利用菱形的性质以及勾股定理,求得OA的长,继而可求得AC的长,然后由菱形的面积公式可求得线段DE的长.
【解答】解:如图,设AC与BD的交点为O,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AO=OC,BO=DOBD=4,AC⊥BD,
∵AB=5,
∴OA3,
∴AC=2OA=6,
∵DE⊥BA,
∴S菱形ABCD=AB•DEAC•BD,
∴DE,
故选:D.
3.【答案】C
【分析】根据菱形的判定定理得到四边形ABCD为菱形,再根据菱形的性质计算即可.
【解答】解:∵对角线AC与BD互相垂直平分,
∴四边形ABCD为菱形,
∵AB=3,
∴四边形ABCD的周长为:3×4=12,
故选:C.
4.【答案】C
【分析】先证明△BCD是等边三角形,可求出BM的长,MF的长,由勾股定理可求解.
【解答】解:设CD与EF的交点为H,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=CD=BC,∠ADB=∠CDB,
∵点E是AD中点,
∴AE=DEAD,
在△DEM和△DHM中,
,
∴△DEM≌△DHM(ASA),
∴DE=DH,
∴DH=CH,
∵AD∥BC,
∴△DEH∽△CFH,
∴1,
∴DE=CF=2,
∴AD=4=CD=BC,
∴BF=6,
∵BD=4,
∴BC=CD=BD,
∴△BCD是等边三角形,
∴∠DBC=60°,
∴∠BFM=30°,
∴BMBF=3,MFBM=3,
∴DM=1,
∴DF2,
故选:C.
5.【答案】C
【分析】先计算出菱形的面积S,再利用放缩法估算无理数大小即可.
【解答】解:由菱形的面积公式可知,,
∵,
即3<S<4.
故选:C.
6.【答案】C
【分析】根据菱形的性质得∠BOD=90°,根据∠CBD=30°,OE⊥BC,得∠COE=30°,得OC=4,即得.
【解答】解:∵菱形ABCD中,AC⊥BD,
∴∠BOD=90°,
∵∠CBD=30°,
∴∠BCO=90°﹣∠CBD=60°,
∵OE⊥BC,
∴∠CEO=90°,
∴∠COE=90°﹣∠BCO=30°,
∵CE=2,
∴OC=2CE=4,
∴.
故选:C.
7.【答案】C
【分析】由菱形的判定定理即可得出答案.
【解答】解:如图,四边形ABCD是平行四边形,
∵∠A=90°,
∴四边形ABCD为矩形,
故A不符合题意;
∵四边形ABCD是平行四边形,且∠B=∠C=90°
∴四边形ABCD为矩形,
故B不符合题意;
∵AC⊥BD,
∴四边形ABCD为菱形.
故C符合题意;
又∵AC=BD,
∴四边形ABCD为矩形,
故D不符合题意;
故选:C.
8.【答案】A
【分析】过D'作D'M⊥AB于M,求出正方形ABCD的面积=AB2,再由含30°角的直角三角形的性质得AMAD',D'MAMAD',然后求出菱形ABC′D′的面积=AB×D'MAB2,即可求解.
【解答】解:过D'作D'M⊥AB于M,如图所示:
则∠D'MA=90°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴正方形ABCD的面积=AB2,AB=AD,∠BAD=90°,
∵∠DAD′=30°,
∴∠D'AM=90°﹣30°=60°,
∴∠AD'M=30°,
∴AMAD',D'MAMAD',
∵四边形ABC′D′是菱形,
∴AB=AD'=AD,菱形ABC′D′的面积=AB×D'MAB2,
∴菱形ABC′D′与正方形ABCD的面积之比,
故选:A.
二、填空题(共8小题)
9.【答案】AC⊥BD(答案不唯一).
【分析】根据对角线互相垂直的平行四边形是菱形即可得出答案.
【解答】解:添加条件是AC⊥BD,
∵四边形ABCD是平行四边形,AC⊥BD,
∴四边形ABCD是菱形,
故答案为:AC⊥BD(答案不唯一).
10.【答案】120°,.
【分析】根据菱形的性质得到AB=BC=CD=AD,∠A=∠C=60°,如图所示,连接BD,可证△ADM≌△DBN(SAS),∠ADM=∠DBN,由三角形外角的性质可得∠BEM=60°,即可得到∠BED=120°,根据题意得到点B,C,D,E四点共圆,设圆心为O,连接AE,OB,OD,如图所示,可证△ABO≌△ADO(SSS),得,△CBO≌△CDO(SSS),得,在Rt△ABO中,由,得,当点A,E,O三点共线时,AE=AO﹣OE,此时AE的值最小,由此即可求解.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=120°,
∴AB=BC=CD=AD,∠A=∠C=60°,
连接BD,
∴△ABD是等边三角形,AB=BD=AD,∠A=∠ABD=∠ADB=60°,
∵AD=DB,∠A=∠ADB=60°,AM=DN,
∴△ADM≌△DBN(SAS),
∴∠ADM=∠DBN,
∵∠ADM+∠BDM=∠ADB=60°,
∴∠DBN+∠BDM=60°=∠BEM,
∴∠BED=180°﹣∠BEM=120°,
∵∠BED+∠C=120°+60°=180°,
∴点B,C,D,E四点共圆,设圆心为O,连接AE,OB,OD,
在△ABO和△ADO中,
,
∴△ABO≌△ADO(SSS),
∴,
同理,△CBO≌△CDO(SSS),
∴,
∵OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB=30°,
∴∠ABO=∠ABC﹣∠OBC=120°﹣30°=90°,
∴在Rt△ABO中,,
∴,
∴,
当点A,E,O三点共线时,,此时AE的值最小,
故答案为:120°;.
11.【答案】2.
【分析】E作EM⊥BC,则点E、M、F、G四点共圆,从而得到AP=MH,因为AG≥GF,所以求出MH的值即可得解.
【解答】如图,过E作EM⊥BC于点M,作MH⊥AB于点H,作AP⊥GM于点P,
∵∠EMF+∠EGF=180°,
∴点E、M、F、G四点共圆,
∴∠EMG=∠EFG=30°,
∵∠B=60°,
∴∠BEM=30°=∠EMG,
∴MG∥AB,
∴四边形MHAP是矩形,
∴MH=AP,
∵BE=8,
∴EM=BE•cos30°=4,
∴MHEM=2AP,
∴AG≥AP=2,
∴AG最小值是2.
故答案为:2.
12.【答案】20°.
【分析】过点D作DE∥PQ,则DE∥PQ∥MN,得∠ADE=∠NAD=130°,由菱形的性质可知∠ADC=∠ABC=150°,则∠ECD=∠ADC﹣∠ADE=20°,进而可知∠DCQ=∠ECD=20°.
【解答】解:过点D作DE∥PQ,
∵MN∥PQ,
∴DE∥PQ∥MN,
∴∠ADE=∠NAD=130°,
∵四边形ABCD是菱形,
∴∠ADC=∠ABC=150°,
∴∠ECD=∠ADC﹣∠ADE=150°﹣130°=20°,
∵DE∥PQ,
∴∠DCQ=∠ECD=20°,
故答案为:20°.
13.【答案】24.
【分析】根据菱形的性质可得AC⊥BD,AC=2OC=6,BD=2OD,根据直角三角形中斜边上的中线等于斜边的一半,得出CD=2OE=5,进而根据勾股定理求得OD=4,然后根据菱形的性质求得其面积,即可.
【解答】解:由条件可知AC⊥BD,AC=2OC=6,BD=2OD,
∵,
∴CD=2OE=5,
在Rt△OCD中,,
∴BD=2OD=8,
∴菱形ABCD的面积为,
故答案为:24.
14.【答案】
【分析】连接BD交CE于点K,过点K作KH⊥BC于点H,设AE=a,则BE=2a,AB=3a,根据菱形性质得△ABD和△CBD都是等边三角形,AB∥CD,BD=AB=CD=3a,证明△CDK和△EBK相似得,由此得BK,BHBK,KH,则CH,CK,EK,则CE=CK+EK,证明△BCK和△ABF全等得CK=BF,由此可得的值.
【解答】解:连接BD交CE于点K,过点K作KH⊥BC于点H,如图所示:
设AE=a,
∵2AE=BE,
∴BE=2a,
∴AB=AE+BE=3a,
∴四边形ABCD是菱形,∠ADC=120°,
∴AB=AD=BC=CD=3a,∠ADB=∠CDB∠ADC=60°,∠ABC=∠ADC=120°,
AB∥CD,
∴△ABD和△CBD都是等边三角形,
∴∠CBK=∠A=60°,BD=AB=3a,
∵AB∥CD,
∴△CDK∽△EBK,
∴,
设DK=3x,BK=2x,
∴BD=BK+DK=5x=3a,
∴x,
∴BK=2x,
∵KH⊥BC,
∴在Rt△BKH中,∠BKH=90°﹣∠CBK=30°,
∴BHBK,
由勾股定理得:KH,
∴CH=BC﹣BH,
在Rt△CKH中,由勾股定理得:CK,
由,得:EKCK,
∴CE=CK+EK,
在△BCE中,∠BEC+∠BCK=180°﹣∠ABC=60°,
∵∠EGF=60°,且∠EGF是△GBE的外角,
∴∠EGF=∠BEC+∠ABF=60°,
∴∠BCK=∠ABF,
在△BCK和△ABF中,
,
∴△BCK≌△ABF(ASA),
∴CK=BF,
∴.
15.【答案】.
【分析】由菱形对角线互相垂直且平分,可得,AC⊥BD,取OE中点H,连接GH,则,GH∥OB,再用勾股定理解Rt△GHF即可.
【解答】解:方法一:在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,AC=8,BD=12,
∴,AC⊥BD,
∵AE=2,
∴OE=OA﹣AE=4﹣2=2,
如图,取OE中点H,连接GH,
∵点G为BE的中点,点H为OE的中点,
∴GH是三角形EBO的中位线,
∴,GH∥OB,
∴∠GHE=∠BOA=90°,
∵OF=1,
∴,
在直角三角形GFH中,由勾股定理得:;
方法二:在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,AC=8,AE=2,OF=1,
∴OB=6,OC=4,
∴CE=8﹣2=6,CF=OC﹣OF=4﹣1=3,
∴F为CE的中点,
又∵点G为BE的中点,
∴GF为△BCE的中位线,
∵BC2,
∴FG.
故答案为:.
16.【答案】6
【分析】由菱形的性质得AC⊥BD,OA=OC,由AE⊥BC,垂足为E,得∠AEC=90°,则OE=OA=OCAC,因为OE,所以AC=2OE=2,而BD=6,则S菱形ABCDAC•BD=6,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,
∵AE⊥BC,垂足为E,OE,
∴∠AEC=90°,
∴OE=OA=OCAC,
∴AC=2OE=2,
∵BD=6,
∴S菱形ABCDAC•BD26=6,
故答案为:6.
三、解答题(共5小题)
17.【答案】(1)9.6;
(2).
【分析】(1)根据勾股定理求出AB的值,根据等面积法列方程求解即可;
(2)根据菱形的性质得出AC⊥BD,AB∥CD,AB=CD,AO=CO,证明△CDF∽△COD,得到CD2=CO•CF,进而求出,根据勾股定理求出DO=2,根据等面积法即可得出答案.
【解答】解:(1)由菱形的性质可得,AO=8,BO=6,∠AOB=90°,
∴,
∵,
∴,
解得:DH=9.6;
(2)∵四边形ABCD为菱形,
∴AC⊥BD,AB∥CD,AB=CD,AO=CO,
∴∠AED=∠CDE,
∵DE⊥AB,
∴∠AED=90°,
∴∠CDE=90°,
∴∠CDF=∠COD=90°,
又∵∠DCF=∠OCD,
∴△CDF∽△COD,
∴,
即CD2=CO•CF,
∵AF=3,FC=5,
∴AC=AF+CF=3+5=8,
∴AO=CO=4,
∴OF=AO﹣AF=4﹣3=1,
∴CF=5,
∴CD2=4×5=20,
∴,
即,
∴,
∴DB=4,
∵,
∴,
解得:.
18.【答案】见试题解答内容
【分析】根据菱形的性质可以得出AB=BC=CD=AD,∠B=∠D,进而就可以得出△ABE≌△ADF,从而得出AE=AF.
【解答】证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD,∠B=∠D,
∴BCCD.
∵E、F分别是BC、CD的中点,
∴BEBC,DFCD,
∴BE=DF.
在△ABE和△ADF中
,
∴△ABE≌△ADF(SAS),
∴AE=AF.
19.【答案】(1)证明见解答过程;
(2)证明见解答过程.
【分析】(1)先证明四边形ABFE是平行四边形,再根据平行线的性质及角平分线定义证明∠ABE=∠AEB,进而得AB=AE,据此可得出结论
(2)先证明四边形ABCD是矩形,四边形ABFE是正方形,四边形EFCD是矩形,则DE=CF,再根据等腰直角三角形的性质得OE=OF,∠OFE=∠BEF=45°,则∠OED=∠OFC=135°,由此可依据“SAS”判定△OED和△OFC全等,然后根据全等三角形的性质即可得出结论.
【解答】(1)证明:∵AD∥BC,EF∥AB,
∴四边形ABFE是平行四边形,
∵BE平分∠ABC,
∴∠ABE=∠FBE,
∵AD∥BC,
∴∠FBE=∠AEB,
∴∠ABE=∠AEB,
∴AB=AE,
∴平行四边形ABFE是菱形;
(2)证明:∵AD∥BC,AB∥CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵∠ABC=90°,
∴四边形ABCD是矩形,
∴∠ABC=∠BCD=∠CDA=90°,
由(1)可知:四边形ABFE是菱形,
又∵∠ABC=90°,
∴菱形ABFE是正方形,
∴∠BFE=∠EFC=90°,BF=EF,∠BEF=45°,
∴∠EFC=∠BCD=∠CDA=90°,
∴四边形EFCD是矩形,
∴DE=CF,∠FED=90°,
∵BF=EF,∠BEF=45°,
∴△BFE是等腰直角三角形,
∵点O是BE的中点,
∴OF=OE=OBBE,
∴△OEF是等腰直角三角形,
∴∠OFE=∠BEF=45°,
∴∠OED=∠BEF+∠FED=45°+90°=135°,∠OFC=∠OFE+∠EFC=45°+90°=135°,
∴∠OED=∠OFC=135°,
在△OED和△OFC中,
,
∴△OED≌△OFC(SAS),
∴∠ADO=∠BCO.
20.【答案】(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AB∥CD,
∴∠BAE=∠DCF,
在△ABE和△CDF中,
,
∴△ABE≌△CDF(SAS);
(2)四边形BEDF是菱形,
∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC,OB=OD,AC⊥BD,
∵AE=CF,OE=OA﹣AE,OF=OC﹣CF,
∴OE=OF,
∴OB=OD,OE=OF,EF⊥BD,
∴四边形BEDF是菱形.
【分析】(1)先由平行四边形的性质得AB=CD,AB∥CD,进而得∠BAE=∠DCF,即可通过SAS证明△ABE≌△CDF;
(2)根据菱形的性质的性质得OA=OC,OB=OD,AC⊥BD,再根据AE=CF得OE=OF,即可得出结论.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AB∥CD,
∴∠BAE=∠DCF,
在△ABE和△CDF中,
,
∴△ABE≌△CDF(SAS);
(2)解:四边形BEDF是菱形,
∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC,OB=OD,AC⊥BD,
∵AE=CF,OE=OA﹣AE,OF=OC﹣CF,
∴OE=OF,
∴OB=OD,OE=OF,EF⊥BD,
∴四边形BEDF是菱形.
21.【答案】当t=6s时,四边形ACFE是菱形.
【分析】首先由等边三角形的性质得到AC=BC=6cm,然后得到AE=tcm,BF=2tcm,则CF=BF﹣BC=(2t﹣6)cm,然后根据菱形的判定得到t=6,进而验证求解即可.
【解答】解:∵△ABC是等边三角形,BC=6cm,
∴BC=AC=6cm,
∵点E从点A出发沿射线AG以1cm/s的速度运动,点F从点B出发沿射线BC以2cm/s的速度运动,
∴AE=tcm,BF=2tcm,
则CF=BF﹣BC=(2t﹣6)cm,
∵AG∥BC,
∴当AC=CF=AE时,四边形AECF是菱形,
∴t=6,
此时CF=2t﹣6=6,符合题意.
∴当t=6s时,四边形ACFE是菱形.
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