内容正文:
21.3.2菱形寒假预习讲义(人教版)
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1.课前预习★目标 2.重点知识★梳理归纳
3.核心考点★精讲精练 4.强化巩固★过关测试
✅ 课前预习★目标
◆ 理解菱形的定义,能准确说出菱形与平行四边形的联系与区别;
◆ 熟记并理解菱形的性质,能运用菱形性质进行简单的计算(边长、角度、对角线、面积);
◆ 掌握解菱形的判定方法(定义+对角线垂直的平行四边形);
◆ 感受菱形在生活中的应用(如地砖窗花伸缩门等),体会几何图形的美观与实用性。
💦 重点知识★梳理归纳
【知识点1菱形的定义】
有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形.
【重点提示】 菱形的定义的两个要素:①是平行四边形.②有一组邻边相等.即菱形是一个平行四边形,然后增加一对邻边相等这个特殊条件.
【知识点2菱形的性质】
菱形除了具有平行四边形的一切性质外,还有一些特殊性质:
1.菱形的四条边都相等;
2.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.
3.菱形也是轴对称图形,有两条对称轴(对角线所在的直线),对称轴的交点就是对称中心。
性质
数学语言
图示
边
菱形的四条边都相等
四边形ABCD,AB=BC=CD=AD
对角线
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
四边形ABCD是菱形BD⊥AC
∠ABD=∠CBD,∠ACB=∠ACD,∠BAC=CAD,∠ADB=∠CDB,∠
对称性
菱形是轴对称图形,有两条对称轴
【重点提示】
(1)菱形是特殊的平行四边形,是中心对称图形,过中心的任意直线可将菱形分成完全全等的两部分.
(2)菱形可以用来证明线段相等,角相等,直线平行,垂直及有关计算问题.
【知识点3菱形的判定】
菱形的判定方法有三种:
1.定义法:有一组邻边相等的平行四边形是菱形;
2.对角线互相垂直的平行四边形是菱形;
3.四条边相等的四边形是菱形.
【知识点4菱形面积计算】
1. 通用公式:S=底×高(与平行四边形相同)
2.菱形特有公式:若两条对角线长分别为d1、d2 则 S=d1·d2
推导:菱形可分割为四个全等的直角三角形,或两个全等的等腰三角形。
【知识点5常见辅助线与解题技巧】
1. 连接对角线:利用对角线互相垂直构造直角三角形,便于用勾股定理求边长或对角线;
2. 利用对称性:折叠问题中,菱形的对称轴常作为折痕。
3. 构造全等三角形:利用对角线平分对角的性质,证明角相等或边相等。
【知识点6菱形的应用与生活实例】
1. 伸缩门:利用菱形的不稳定性(易变形)实现伸缩;
2. 图案设计:菱形对称美观,常用于地砖、窗花等服饰;
3. 几何证明题:常结合全等三角形勾股定理平行线性质综合考查。
✏ 核心考点★精讲精练
题型1利用菱形的性质求角度
例1.如图,在菱形中,点为对角线上一点,.若.则( )
A. B. C. D.
变式1.如图,在菱形中,,点E在对角线上,且,那么的度数是 .
变式2.如图,在菱形中,,.求的度数.
题型2利用菱形的性质求线段长
例2.如图,在菱形中,、是对角线,.若,则的长是( )
A.5 B.8 C.6 D.5.5
变式1.菱形的边长为5,对角线长为6,则另一条对角线长为 .
变式2. 如图,点O是菱形对角线的交点,过点C作,过点D作,与相交于点E.
(1)求证:四边形是矩形.
(2)若,则的长为 .
题型3利用菱形的性质求面积
例3.若菱形的边长为5,一条对角线长为6,则菱形的面积为( )
A.8 B.12 C.20 D.24
变式1.如图,菱形的对角线相交于点O,过点D作于点H,连接.若,则菱形的面积为 .
变式2.如图,菱形ABCD中,AC,BD相交于点O,且.若,求菱形ABCD的面积.
题型4利用菱形的性质证明
例4.如图,在菱形中,对角线与相交于点,则下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
变式1.如图,菱形中,,交于点O,E为的中点,连接,若,则 .
变式2.如图,在菱形中,点、点在对角线上,连接、,.求证:.
题型5添一个条件使四边形是菱形
例5.已知四边形是平行四边形,添加下列一个条件可以使为菱形的是( )
A. B. C. D.
变式1.如图,在中,对角线相交于点,点在上,且,添加一个适当的条件,使四边形是菱形,这个条件可以是 .(填一个正确条件即可)
变式2.如图,在中,已知为边上的中线,以,为邻边作,与交于点,连接.请你从方框中选择一个补充条件,使得四边形是菱形.
① ②平分 ③
(1)你选择的补充条件是____________(填序号).
(2)在(1)的条件下,求证:四边形是菱形.
质以及菱形的判定定理即可得到结论.
题型6证明四边形是菱形
例6.下列条件中,能判定四边形是菱形的是( )
A.两组对边分别平行 B.对角线互相平分且相等
C.对角线互相垂直且平分 D.一组对边平行且相等
变式1.如图,在中,,,是 .其判定依据是 .
变式2.如图,是平行四边形的对角线,,点,分别是,的中点,连接,.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)若,四边形的面积为,求的长.
题型7根据菱形的性质与判定求角度
例7.如图,按以下步骤作四边形:(1)画;(2)以点为圆心,1个单位长为半径画弧,分别交于点;(3)分别以点为圆心,1个单位长为半径画弧,两弧交于点;(4)连接.若,则的度数是( )
A. B. C. D.
变式1.把一张矩形纸片按如图1的方式连续折叠两次,并沿图2中的虚线,将重叠的部分剪下来一个角,展开这个角后可以得到一个四边形,已知剪口与折痕的夹角为a.
(1)当这个四边形是正方形时,a的值为 ;
(2)若这个四边形是有一个内角为的菱形,a的值为 .
变式2.已知:如图,.
求作:射线,使得平分.
作法:①在射线上取点,以点为圆心,线段的长为半径画弧,交射线于点;
②分别以点,点为圆心,线段的长为半径画弧,两弧交于点(不与点重合),
③作射线.
射线就是所求作的射线.
(1)使用直尺和圆规,依作法补全图形(保留作图痕迹);
(2)完成下面的证明.
证明:连接.
= ,
四边形是 (填“矩形”“菱形”或“正方形”)
( )(填推理的依据)
平分( )(填推理的依据).
即平分.
题型8根据菱形的性质与判定求线段长
例8.如图,剪两张等宽且对边平行的纸条,随意交叉叠放在一起,重合部分构成一个四边形,其中一张纸条在转动过程中,下列结论不一定成立的是( )
A. B. C. D.
变式1.如图,在中,以点为圆心,的长为半径作弧交于点,分别以点,为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于点,作射线交于点,交于点,若,,则的长为 .
变式2.如图,四边形中,,,于点.
(1)尺规作图:在上求作一点E(不写作法,保留作图痕迹),连接,使四边形为菱形,并说明理由;
(2)与相交于点O,连接,若,求长.
题型9根据菱形的性质与判定求面积
例9.“蓝丝带”一般指蓝丝带海洋保护协会,同时也象征着对保护海洋的呼吁,李老师用一段矩形绸缎制作了一条如图所示宽为的蓝丝带,若,则重叠部分图形的面积是( )
A. B. C. D.
变式1.如图,在四边形中,、、、分别是边、、、的中点,若,且 ,则四边形的面积为 .
变式2.如图,在矩形中,是边上一点,是边的中点,连接,,.已知,,.
(1)求的长;
(2)过点作,交于点,求四边形的面积.
✍ 强化巩固★综合测试
一、单选题
1.如图,在菱形中,,的垂直平分线交对角线于点,垂足为,连接,则的度数为( )
A. B. C. D.
2.如图,菱形的对角线与相交于点,于点,,,则的长为( )
A. B. C. D.
3.如图,在菱形中,为对角线,,,则菱形的面积为( )
A. B.30 C. D.60
4.下列说法正确的是( )
A.对角线互相垂直的四边形是菱形 B.菱形的对角线相等
C.对角线互相平分的四边形是平行四边形 D.平行四边形的对角线互相垂直
5.如图,在中,,.要判定四边形是菱形,还需要添加的条件可以是( )
A. B.
C.平分 D.
6.如图,在平行四边形中,,是对角线上两点,,若,则下列角中与相等的角是( )
①;②;③
A.① B.①② C.①③ D.①②③
7.两张全等的矩形纸片,按如图所示的方式交叉叠放在一起,,.若,,则图中阴影部分的面积( )
A.5 B. C. D.
8.如图,在四边形中,对角线与互相垂直平分,且,则四边形的面积为( )
A.8 B.16 C. D.
二、填空题
9.如图,在中,对角线,交于点O,,则的面积等于 .
10.如图,菱形的边长为10,对角线的长为16,点,分别是边,的中点,连接并延长与的延长线相交于点,则的长为 .
11.在菱形中,,,M为对角线的中点,N为边上一个动点,若为等腰三角形,则的长为 .
12.如图,在矩形中,点,分别在,上,,不添加任何字母与辅助线,添加一个适当的条件 ,使四边形是菱形.
13.如图,在矩形中,,,对角线,相交于点O,且,.连接与相交于F.则图中四边形的面积为 .
14.如图,矩形的对角线与相交于点,,,则四边形的面积为 .
三、解答题
15.如图,平行四边形中,是对角线上一点,且.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)若,,求四边形的面积.
16.如图,在矩形中,对角线的垂直平分线分别交,于点E,F,连接,.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)如果,求的度数.
17.如图,四边形是矩形().
(1)尺规作图:作的垂直平分线,分别交、于点E、F;(要求:不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,连接、,求证:四边形是菱形.
18.如图,在菱形中,,垂足为,,垂足为.
(1)求证:;
(2)若,则的度数为__________.
19.如图,在菱形中,过点B作于点E,作于点F.
(1)求证:;
(2)若,求的度数.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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3.核心考点★精讲精练 4.强化巩固★过关测试
✅ 课前预习★目标
◆ 理解菱形的定义,能准确说出菱形与平行四边形的联系与区别;
◆ 熟记并理解菱形的性质,能运用菱形性质进行简单的计算(边长、角度、对角线、面积);
◆ 掌握菱形的判定方法(定义+对角线垂直的平行四边形);
◆ 感受菱形在生活中的应用(如地砖窗花伸缩门等),体会几何图形的美观与实用性。
💦 重点知识★梳理归纳
【知识点1菱形的定义】
有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形.
【重点提示】 菱形的定义的两个要素:①是平行四边形.②有一组邻边相等.即菱形是一个平行四边形,然后增加一对邻边相等这个特殊条件.
【知识点2菱形的性质】
菱形除了具有平行四边形的一切性质外,还有一些特殊性质:
1.菱形的四条边都相等;
2.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.
3.菱形也是轴对称图形,有两条对称轴(对角线所在的直线),对称轴的交点就是对称中心.
性质
数学语言
图示
边
菱形的四条边都相等
四边形ABCD,AB=BC=CD=AD
对角线
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
四边形ABCD是菱形BD⊥AC
∠ABD=∠CBD,∠ACB=∠ACD,∠BAC=CAD,∠ADB=∠CDB,∠
对称性
菱形是轴对称图形,有两条对称轴
【重点提示】
(1)菱形是特殊的平行四边形,是中心对称图形,过中心的任意直线可将菱形分成完全全等的两部分.
(2)菱形可以用来证明线段相等,角相等,直线平行,垂直及有关计算问题.
【知识点3菱形的判定】
菱形的判定方法有三种:
1.定义法:有一组邻边相等的平行四边形是菱形;
2.对角线互相垂直的平行四边形是菱形;
3.四条边相等的四边形是菱形.
【知识点4菱形面积计算】
1. 通用公式:S=底×高(与平行四边形相同)
2.菱形特有公式:若两条对角线长分别为d1、d2 则 S=d1·d2
推导:菱形可分割为四个全等的直角三角形,或两个全等的等腰三角形。
【知识点5常见辅助线与解题技巧】
1. 连接对角线:利用对角线互相垂直构造直角三角形,便于用勾股定理求边长或对角线;
2. 利用对称性:折叠问题中,菱形的对称轴常作为折痕。
3. 构造全等三角形:利用对角线平分对角的性质,证明角相等或边相等。
【知识点6菱形的应用与生活实例】
1. 伸缩门:利用菱形的不稳定性(易变形)实现伸缩;
2. 图案设计:菱形对称美观,常用于地砖、窗花等服饰;
3. 几何证明题:常结合全等三角形勾股定理平行线性质综合考查。
✏ 核心考点★精讲精练
题型1利用菱形的性质求角度
例1.如图,在菱形中,点为对角线上一点,.若.则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了菱形的性质,等边对等角和三角形内角和定理,根据菱形的性质可得,则可证明,再根据等边对等角和三角形内角和定理可得答案.
【详解】解:∵四边形是菱形,
∴,
∵,
∴,
∴,
故选:D.
变式1.如图,在菱形中,,点E在对角线上,且,那么的度数是 .
【答案】
【分析】本题考查菱形的性质,等边对等角,先根据菱形的性质得到,再根据等边对等角和三角形内角和定理得出答案.
【详解】解:∵四边形是菱形,点在对角线上,,
∴,
∵,
∴.
故答案为:.
变式2.如图,在菱形中,,.求的度数.
【答案】
【分析】先根据菱形性质求出的度数,再利用菱形对角线性质得出的度数,最后结合直角三角形两锐角互余求出的度数.本题主要考查了菱形的性质,熟练掌握菱形的对边平行、对角线平分内角是解题的关键.
【详解】解:∵四边形是菱形,,
∴,平分,
∴,
∴.
∵四边形是菱形,平分,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴.
题型2利用菱形的性质求线段长
例2.如图,在菱形中,、是对角线,.若,则的长是( )
A.5 B.8 C.6 D.5.5
【答案】A
【分析】本题考查的是菱形的性质,含角的直角三角形的性质.
根据菱形的性质可得, ,根据含角的直角三角形的性质即可求得的长,从而得到结果.
【详解】解:∵四边形是菱形,,
∴,,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
故选:A.
变式1.菱形的边长为5,对角线长为6,则另一条对角线长为 .
【答案】8
【分析】本题考查了菱形的性质,勾股定理;根据菱形的对角线互相垂直平分的性质,利用勾股定理求解.
【详解】解:如图,在菱形中,,,
菱形,
,,
,
,
故菱形的边长为5,对角线长为6,则另一条对角线长为;
故答案为:.
变式2. 如图,点O是菱形对角线的交点,过点C作,过点D作,与相交于点E.
(1)求证:四边形是矩形.
(2)若,则的长为 .
【答案】(1)见解析
(2)2
【分析】本题考查了矩形、菱形的判定与性质,掌握矩形的判定方法及菱形的对角线互相垂直平分是解题的关键.
(1)由条件可证的四边形是平行四边形,再由菱形的性质求得,则可证得四边形是矩形.
(2)首先推知是等边三角形,所以,再由菱形的对角线互相平分求得的长,再结合(1)中结论即可求出答案.
【详解】(1)证明:,,
四边形是平行四边形,
又四边形是菱形,
,
即,
四边形是矩形.
(2)四边形是菱形,
,
,
是等边三角形,
,
,
四边形是矩形,
,
故答案为:2.
题型3利用菱形的性质求面积
例3.若菱形的边长为5,一条对角线长为6,则菱形的面积为( )
A.8 B.12 C.20 D.24
【答案】D
【分析】本题主要考查了菱形的性质,勾股定理,根据菱形对角线互相垂直平分的性质,利用勾股定理求出另一条对角线的长度,再根据菱形的面积等于其对角线乘积的一半可得答案.
【详解】解:如图所示,在菱形中,对角线交于点O,,
∴,
∴,
∴,
∴,
故选:D.
变式1.如图,菱形的对角线相交于点O,过点D作于点H,连接.若,则菱形的面积为 .
【答案】64
【分析】本题考查了菱形的性质,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,掌握相关性质是解题的关键.
根据菱形的性质可得,再根据直角三角形斜边上的中线等于斜边一半可得,即可求得菱形的面积.
【详解】解:四边形是菱形,
,
,
,
,
故答案为:.
变式2.如图,菱形ABCD中,AC,BD相交于点O,且.若,求菱形ABCD的面积.
【答案】
【分析】此题考查了菱形的性质以及勾股定理,解题的关键是掌握方程思想与数形结合思想的应用.
首先设,由可得,根据菱形的性质得到,,,在中,根据勾股定理可得到关于的方程,求得的值,继而可求得与的长,则可求得菱形的面积.
【详解】解:设,则.
∵四边形是菱形,
,,.
在中,由勾股定理得,
解得(负值已舍去),
,,
.
题型4利用菱形的性质证明
例4.如图,在菱形中,对角线与相交于点,则下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查菱形的性质,掌握“菱形的对角线互相垂直平分但不一定相等”是解题的关键.根据菱形的性质依次判断即可.
【详解】A.∵菱形的对角线互相垂直,又∵四边形是菱形,对角线与交于点,∴,该选项正确;
B.∵菱形的四条边相等,又∵四边形是菱形,、是菱形的邻边,∴,该选项正确;
C.∵菱形的对角线仅满足互相垂直且平分,不一定相等,又∵题目中仅说明四边形是菱形,未说明是正方形,∴无法推出,该选项错误;
D.∵菱形是平行四边形,平行四边形的对角线互相平分,又∵四边形是菱形,对角线与交于点,∴是的中点,即,该选项正确.
故选:C.
变式1.如图,菱形中,,交于点O,E为的中点,连接,若,则 .
【答案】/35度
【分析】本题考查菱形的性质、直角三角形的性质、等腰三角形的性质,根据菱形的性质得,,,再根据等腰对等角得,由直角三角形的性质得,最后由等腰对等角求解即可.
【详解】解:∵四边形是菱形,,
∴,,,
∴,
∵,E为的中点,
∴,
∴,
故答案为:.
变式2.如图,在菱形中,点、点在对角线上,连接、,.求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查了利用菱形的性质证明,全等的性质和()综合(或者)等知识点,解题关键是掌握上述知识点并能运用其来求解.
先利用菱形的性质得出,再证明,从而可利用线段差求得.
【详解】证明:四边形是菱形,
,
,
又,
,
,
,
即.
题型5添一个条件使四边形是菱形
例5.已知四边形是平行四边形,添加下列一个条件可以使为菱形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了平行四边形的性质,菱形的判定的应用,根据菱形的判定逐个进行证明,再进行判断即可.
【详解】解:A、中,不是邻边,不能判定是菱形,故本选项错误;
B、中,对角线,可判断平行四边形成为菱形,故本选项正确;
C、中,,判定是矩形,故本选项错误;
D、中,,可判断平行四边形成为矩形,故本选项错误.
故选:B.
变式1.如图,在中,对角线相交于点,点在上,且,添加一个适当的条件,使四边形是菱形,这个条件可以是 .(填一个正确条件即可)
【答案】(答案不唯一)
【分析】本题考查添加条件使四边形为菱形,涉及平行四边形的判定与性质、菱形的判定、全等三角形的判定与性质等知识,熟记平行四边形的判定与性质、菱形的判定是解决问题的关键.
根据题意,由平行四边形的性质及已知条件得到,再由平行四边形的判定定理得到四边形是平行四边形,结合邻边相等平行四边形是菱形、对角线相互垂直的平行四边形是菱形添加条件即可得到答案.
【详解】解:在中,对角线相交于点,则,
,
,
在四边形中,,则四边形是平行四边形,
当时,四边形是菱形;
当时,四边形是菱形;
当时,四边形是菱形;
当时,四边形是菱形;
当时,是菱形,
平分,
即,
,,,
,
则,即四边形是菱形;
当时,是菱形,
,
,,,
,
则,即四边形是菱形;
当时,是菱形,
平分,
即,
,,,
,
则,即四边形是菱形;
当时,是菱形,
,
,,,
,
则,即四边形是菱形;
此外,还有对角线垂直也可以判定四边形是菱形;
综上所述,选取其中一个即可,
故答案为:(答案不唯一).
变式2.如图,在中,已知为边上的中线,以,为邻边作,与交于点,连接.请你从方框中选择一个补充条件,使得四边形是菱形.
① ②平分 ③
(1)你选择的补充条件是____________(填序号).
(2)在(1)的条件下,求证:四边形是菱形.
【答案】(1)①
(2)见解析
【分析】
本题考查了菱形的判定,平行四边形的性质,熟练掌握平行四边形的性质是解题的关键.(1)根据题意选择条件即可;
(2)根据为边上的中线,得到,根据平行四边形的判定和性质以及菱形的判定定理即可得到结论.
【详解】(1)解:(答案不唯一)①.
(2)证明:为边上的中线,
.
在中,,,
,,
∴四边形是平行四边形.
,
∴四边形是菱形.
题型6证明四边形是菱形
例6.下列条件中,能判定四边形是菱形的是( )
A.两组对边分别平行 B.对角线互相平分且相等
C.对角线互相垂直且平分 D.一组对边平行且相等
【答案】C
【分析】本题考查菱形的判定,根据菱形的判定定理逐一分析即可.掌握菱形的判定定理是解题的关键.
【详解】解:∵两组对边分别平行的四边形是平行四边形,∴A选项不符合题意;
∵对角线互相平分且相等的四边形是矩形,∴B选项不符合题意;
∵对角线互相平分的四边形是平行四边形,对角线互相垂直的平行四边形是菱形,∴对角线互相垂直且平分的四边形是菱形,C选项符合题意;
∵一组对边平行且相等的四边形是平行四边形,∴D选项不符合题意;
故选:C.
变式1.如图,在中,,,是 .其判定依据是 .
【答案】 菱形 有一组邻边相等的平行四边形是菱形
【分析】此题重点考查等腰三角形的判定、菱形的判定等知识,正确理解和应用菱形的定义是解题的关键.
由,得,即可根据“有一组邻边相等的平行四边形是菱形”证明是菱形,于是得到问题的答案.
【详解】解:,
,
是菱形(有一组邻边相等的平行四边形是菱形).
故答案为:菱形,有一组邻边相等的平行四边形是菱形.
变式2.如图,是平行四边形的对角线,,点,分别是,的中点,连接,.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)若,四边形的面积为,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了菱形的判定与性质,平行四边形的判定与性质,勾股定理,直角三角形的性质,解题的关键是掌握相关性质定理.
(1)先证明,,得到四边形是平行四边形,再结合直角三角形的斜边上的中线等于斜边的一半得到,从而得证;
(2)先根据四边形的面积求得的长,再由勾股定理求得的长,从而得到的长,最后根据菱形的性质即可得解.
【详解】(1)证明:四边形是平行四边形,
,,
,
点,分别是,的中点,
,,
,
四边形是平行四边形,
,是的中点,
,
平行四边形是菱形.
(2)解:的面积是,,,
,即,
,
,
,
由(1)知,四边形是菱形,
.
题型7根据菱形的性质与判定求角度
例7.如图,按以下步骤作四边形:(1)画;(2)以点为圆心,1个单位长为半径画弧,分别交于点;(3)分别以点为圆心,1个单位长为半径画弧,两弧交于点;(4)连接.若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了菱形的性质与判定,等边对等角,三角形内角和定理,可证明四边形是菱形,由等边对等角可得,由菱形的对角相等可得,据此求出的度数即可得到答案.
【详解】解;由作图方法可得,
∴四边形是菱形,,
∴,
又∵,
∴,
故选:C.
变式1.把一张矩形纸片按如图1的方式连续折叠两次,并沿图2中的虚线,将重叠的部分剪下来一个角,展开这个角后可以得到一个四边形,已知剪口与折痕的夹角为a.
(1)当这个四边形是正方形时,a的值为 ;
(2)若这个四边形是有一个内角为的菱形,a的值为 .
【答案】 /度 或
【分析】本题考查了剪纸问题、通过折叠变换考查正方形的有关知识及学生的逻辑思维能力,解答此类题最好动手操作,易得出答案.
翻折变换的性质及正方形的判定进行可得四边形是是菱形,据此分析从而得到最后答案.
【详解】解:(1)一张矩形纸片对折两次后,剪下一个角,是菱形,而出现的四边形的两条对角线分别是两组对角的平分线,
所以当剪口线与折痕成45°角,菱形就变成了正方形.
(2)有一个内角为的菱形,出现的四边形的两条对角线分别是两组对角的平分线,
故,a的值等于,
或是,
故答案为:(1);(2)或.
变式2.已知:如图,.
求作:射线,使得平分.
作法:①在射线上取点,以点为圆心,线段的长为半径画弧,交射线于点;
②分别以点,点为圆心,线段的长为半径画弧,两弧交于点(不与点重合),
③作射线.
射线就是所求作的射线.
(1)使用直尺和圆规,依作法补全图形(保留作图痕迹);
(2)完成下面的证明.
证明:连接.
= ,
四边形是 (填“矩形”“菱形”或“正方形”)
( )(填推理的依据)
平分( )(填推理的依据).
即平分.
【答案】(1)见解析
(2);菱形;四条边相等的四边形是菱形;菱形的每一条对角线平分一组对角
【分析】本题考查了角平分线的尺规作图,菱形的判定与性质,角平分线的定义,掌握相关知识是解题的关键.
(1)根据几何语言画出对应的几何图形;
(2)连接由,可得四边形是菱形(四条边相等的四边形是菱形),则平分,(菱形的每一条对角线平分一组对角)
即可解答.
【详解】(1)解:作图如图所示.
(2)证明:连接,如图
,
四边形是菱形.
(四条边相等的四边形是菱形).
平分
(菱形的每一条对角线平分一组对角)
即平分.
故答案为:;菱形;四条边相等的四边形是菱形;菱形的每一条对角线平分一组对角
题型8根据菱形的性质与判定求线段长
例8.如图,剪两张等宽且对边平行的纸条,随意交叉叠放在一起,重合部分构成一个四边形,其中一张纸条在转动过程中,下列结论不一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查菱形的判定和性质.解题的关键是证明四边形是菱形.设两张等宽的纸条的宽为,根据题意可得,从而得到四边形是平行四边形,再由,可得,进而得到四边形是菱形,再进行判断即可.
【详解】解:∵两张等宽且对边平行的纸条,
∴设两张等宽的纸条的宽为,,
∴四边形是平行四边形,
∴,,
∵,
∴,
∴四边形是菱形,
∴和互相垂直平分,但不一定相等;
故选C.
变式1.如图,在中,以点为圆心,的长为半径作弧交于点,分别以点,为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于点,作射线交于点,交于点,若,,则的长为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了菱形的判定与性质、平行四边形的性质,勾股定理,熟练掌握菱形的判定与性质、平行四边形的性质,是解题的关键.连接,由作图知,平分,得到,根据平行四边形的性质得到,,求得,根据等腰三角形的性质得到,根据勾股定理即可得到结论.
【详解】解:连接,
由作图知:,,平分,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∴四边形是菱形,
∴,,,
∴,
∴,
故答案为:.
变式2.如图,四边形中,,,于点.
(1)尺规作图:在上求作一点E(不写作法,保留作图痕迹),连接,使四边形为菱形,并说明理由;
(2)与相交于点O,连接,若,求长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查尺规作图——作角平分线,菱形的判定及性质,勾股定理,直角三角形斜边上中线的性质,掌握相关知识是解题的关键.
(1)作的平分线,交于点E,则点E为所求.根据角平分线和平行线的性质得到,得到,从而得到,即可证明四边形是菱形;
(2)根据菱形的性质得到,,,从而根据勾股定理求出,进而得到的长,最后根据直角三角形斜边上中线的性质即可求解.
【详解】(1)解:如图,点E为所求.
理由如下:∵是的角平分线,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,即,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴是菱形.
(2)解:如图,
∵四边形是菱形,
∴,,,
∴,
∴
∵,
∴.
题型9根据菱形的性质与判定求面积
例9.“蓝丝带”一般指蓝丝带海洋保护协会,同时也象征着对保护海洋的呼吁,李老师用一段矩形绸缎制作了一条如图所示宽为的蓝丝带,若,则重叠部分图形的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】此题主要考查了菱形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,熟练掌握菱形判定和性质,等腰三角形的判定和性质,勾股定理是解决问题的关键.
过点D分别作,垂足分别为点M,N,连接,则,证明四边形是菱形,再根据为等腰直角三角形,可得,然后根据菱形的面积公式解答即可.
【详解】解:如图,过点D分别作,垂足分别为点M,N,连接,则,
根据题意得:,
∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
∴,
∴四边形是菱形,
在中,,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴.
即重叠部分图形的面积是.
故选:C.
变式1.如图,在四边形中,、、、分别是边、、、的中点,若,且 ,则四边形的面积为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了菱形的判定与性质、菱形的面积公式、三角形的中位线定理,根据中位线定理可证,根据四条边都相等的四边形是菱形可证四边形是菱形,根据菱形的面积公式即可求出四边形的面积.
【详解】解:、、、分别是边、、、的中点,
、、、分别是、、、的中位线,
,,
,
,
四边形是菱形,
,
.
故答案为:.
变式2.如图,在矩形中,是边上一点,是边的中点,连接,,.已知,,.
(1)求的长;
(2)过点作,交于点,求四边形的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查矩形的性质,勾股定理的逆定理,直角三角形的斜边上的中线等于斜边的一半,勾股定理,平行四边形的判定与性质,菱形的判定与性质,掌握知识点是解题的关键.
(1)根据勾股定理的逆定理推导出是直角三角形,且,再由直角三角形的斜边上的中线等于斜边的一半,即可解答;
(2)连接,交于点,推导出四边形是平行四边形,得到,证明四边形是菱形,在中,由勾股定理,得,则,继而求出菱形的面积即可.
【详解】(1)解:∵四边形是矩形,
∴
∵,,
∴,
∴是直角三角形,且.
∵是边的中点,
(2)解:如图,连接,交于点.
∵四边形是矩形,
∴
又∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,.
由(1)知,
∴,
∴四边形是菱形,
∴,,.
在中,由勾股定理,得,
∴菱形的面积为.
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一、单选题
1.如图,在菱形中,,的垂直平分线交对角线于点,垂足为,连接,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了菱形的性质,线段垂直平分线的性质,三角形内角和定理等知识,由菱形的性质得出,由线段垂直平分线的性质得出,由三角形内角和定理得出,最后由平角的定义即可得出答案.
【详解】解:∵四边形是菱形,,
∴,
∵垂直平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
故选B.
2.如图,菱形的对角线与相交于点,于点,,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查的是菱形的性质、勾股定理以及菱形面积公式的综合运用,利用“等面积法”将边长与高建立联系是解题的关键,先根据菱形对角线的性质结合勾股定理求出边长,再通过面积相等列出等式,进而求出的长.
【详解】解:在菱形中,
,,,
,
,
,
.
故选:.
3.如图,在菱形中,为对角线,,,则菱形的面积为( )
A. B.30 C. D.60
【答案】C
【分析】本题考查菱形的性质、勾股定理,熟练掌握相关性质定理是解题的关键.
连接,与交于点O,根据菱形对角线互相垂直平分求出,再利用勾股定理求出,进而得到,最后根据菱形的面积等于,据此解答即可.
【详解】解:如图,连接,与交于点O,
四边形是菱形,
、,
在中,由勾股定理得,
,
,
菱形的面积为,
故选:C.
4.下列说法正确的是( )
A.对角线互相垂直的四边形是菱形 B.菱形的对角线相等
C.对角线互相平分的四边形是平行四边形 D.平行四边形的对角线互相垂直
【答案】C
【分析】本题考查了菱形的性质与判定,平行四边形的性质与判定,根据平行四边形、菱形的判定与性质,逐一判断各选项,即可作答.
【详解】解:A、对角线互相垂直的平行四边形才是菱形,故该选项错误;
B、菱形的对角线互相垂直平分,并不相等,故该选项错误;
C、对角线互相平分的四边形是平行四边形,符合平行四边形判定定理,故该选项正确;
D、普通平行四边形的对角线仅互相平分,不互相垂直,故该选项错误;
故选:C
5.如图,在中,,.要判定四边形是菱形,还需要添加的条件可以是( )
A. B.
C.平分 D.
【答案】C
【分析】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,证得四边形是平行四边形是解题的关键.
当平分时,四边形是菱形,可先证明四边形是平行四边形,再证明即可解决问题.
【详解】解:当平分时,四边形是菱形,
理由:,
,
平分,
,
,
,
,
∴四边形是平行四边形,
,
∴四边形是菱形.
其余选项均无法判断四边形是菱形,
故选:C.
6.如图,在平行四边形中,,是对角线上两点,,若,则下列角中与相等的角是( )
①;②;③
A.① B.①② C.①③ D.①②③
【答案】D
【分析】本题主要考查了菱形的判定与性质、全等三角形的判定与性质等,熟练掌握菱形的判定与性质是解题的关键.
先根据平行四边形及邻边相等的条件判定图形为菱形,再利用菱形性质、等腰三角形性质等,逐一分析与相等的角.
【详解】解:四边形是平行四边形,且
四边形是菱形
,,,,
,
,
,故①符合题意,
,
,故②符合题意,
,
,
又,,
,
,
∴,
,故③符合题意,
故选:D.
7.两张全等的矩形纸片,按如图所示的方式交叉叠放在一起,,.若,,则图中阴影部分的面积( )
A.5 B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了矩形的性质、全等三角形的判定与性质、菱形的判定与性质、勾股定理等知识点,灵活运用相关知识是解题的关键.
设相交于点G,相交于点H,易证四边形是平行四边形,再证明可得,则平行四边形是菱形可得,设,则,再根据勾股定理列方程求得x,进而求得,最后根据三角形的面积公式求解即可.
【详解】解:如图:设相交于点G,相交于点H,
∵两张全等的矩形纸片,按如图方式交叉叠放在一起,
∴,
∴四边形是平行四边形,,
在和中,
,
∴,
∴,
∴平行四边形是菱形,
∴,
设,则,
在中,由勾股定理得:,解得:
∴,
∴图中阴影部分的面积.
故选:D.
8.如图,在四边形中,对角线与互相垂直平分,且,则四边形的面积为( )
A.8 B.16 C. D.
【答案】C
【分析】此题主要考查了菱形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,直角 三角形的性质,勾股定理,熟练掌握菱形的判定与性质是解题的关键.
先判定四边形是菱形,根据菱形的性质结合等边三角形的判定与性质得出是等边三角形,可求出的长,再根据直角三角形的性质和勾股定理求出的长,从而求面积.
【详解】解:∵在四边形ABCD中,对角线与互相垂直平分,
∴四边形是菱形,
在菱形中,对角线与相交于点,,,
又∵,
,
则是等边三角形,
,,
∴,,
∴四边形ABCD的面积为.
故选:C.
二、填空题
9.如图,在中,对角线,交于点O,,则的面积等于 .
【答案】24
【分析】本题主要考查了平行四边形的性质,根据题意判定是菱形;在直角中,利用勾股定理求得的长度,继而利用菱形的面积公式作答.
【详解】解:∵在中,,
∴,
∵在中,对角线,交于点O,,
∴是菱形,
∵,
∴在中,,
∴,
∴菱形的面积为:.
故答案为:24.
10.如图,菱形的边长为10,对角线的长为16,点,分别是边,的中点,连接并延长与的延长线相交于点,则的长为 .
【答案】12
【分析】本题主要考查了菱形的性质,平行四边形的判定与性质,三角形中位线定理及勾股定理等知识;连接,交于点O,先证是的中位线,得,再证四边形是平行四边形,得,然后由勾股定理求出,即可解决问题.
【详解】解:连接,交于点O,如图所示:
∵菱形的边长为10,
∴,,
∵点E、F分别是边的中点,
∴是的中位线,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵是菱形的对角线,,
∴,,,
在中,,,
∴,
∴,
∴;
故答案为:12.
11.在菱形中,,,M为对角线的中点,N为边上一个动点,若为等腰三角形,则的长为 .
【答案】或1
【分析】本题考查了菱形的性质,等腰三角形的性质,勾股定理,由菱形的性质可求,,可证是等边三角形,可得,,由勾股定理可求的长,分,两种情况讨论,由等腰三角形的性质可求解.
【详解】解:如图,连接,
四边形是菱形,,
与互相垂直平分,,,
是等边三角形,
,,
,
当时,则,
,
∴,
,
,
,
,
,
当时,,
故答案为:或1.
12.如图,在矩形中,点,分别在,上,,不添加任何字母与辅助线,添加一个适当的条件 ,使四边形是菱形.
【答案】(答案不唯一)
【分析】本题考查了矩形的性质,平行四边形的判定和性质,菱形的判定,熟练掌握菱形的判定定理是解题的关键.根据矩形的性质得到,即,推出四边形是平行四边形,根据菱形的判定定理即可得到结论.
【详解】解:这个条件可以是,
理由:四边形是矩形,
,即,
,
四边形是平行四边形,
,
四边形是菱形,
故答案为:(答案不唯一).
13.如图,在矩形中,,,对角线,相交于点O,且,.连接与相交于F.则图中四边形的面积为 .
【答案】18
【分析】本题考查了矩形的判定和性质,菱形的判定和性质,平行四边形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.由题意可证四边形是菱形,由菱形的性质首先求得的面积,然后证明,即可求解.
【详解】解:∵,,
∴四边形是平行四边形,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∴四边形是菱形;
∴,
连接交于点M,
∴四边形是平行四边形,,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
故答案为:18.
14.如图,矩形的对角线与相交于点,,,则四边形的面积为 .
【答案】
【分析】此题考查了矩形的性质,菱形的判定与性质,以及勾股定理,熟练掌握矩形的性质是解本题的关键.
连接,与交于点,由四边形为矩形得到对角线互相平分且相等,进而得到,再由两组对边分别平行的四边形为平行四边形得到为平行四边形,根据邻边相等的平行四边形为菱形得到四边形为菱形,得到对角线互相平分且垂直,求出菱形的面积即可.
【详解】解:连接,与交于点,
四边形为矩形,
,,且,即,
,,
四边形为平行四边形,
,
四边形为菱形,
,,,
,且,
四边形为平行四边形,
,,
,即,
在中,根据勾股定理得:,即,
则.
故答案是:.
三、解答题
15.如图,平行四边形中,是对角线上一点,且.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)若,,求四边形的面积.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】本题考查菱形的判定与性质,平行四边形的性质,菱形的面积,勾股定理;
(1)连接与交于点,证明,得到,即,则平行四边形是菱形;
(2)先求出,再勾股定理求出,则,再根据菱形的面积是代入求值即可.
【详解】(1)解:连接与交于点,
∵平行四边形,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
即,
∴平行四边形是菱形;
(2)解:∵,平行四边形是菱形,
∴,
∴,即,
∴菱形的面积是.
16.如图,在矩形中,对角线的垂直平分线分别交,于点E,F,连接,.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)如果,求的度数.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了矩形的性质、菱形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、线段的垂直平分线的性质.
(1)根据矩形的性质得到,,证明,进而证明四边形是平行四边形,根据线段的垂直平分线的性质得到,即可证明四边形是菱形;
(2)根据矩形的性质得到,进而求出,根据菱形的性质即可求出的度数.
【详解】(1)证明:∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵垂直平分线段,
∴,
∴四边形是菱形;
(2)解:∵四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
由(1)得四边形是菱形,
∴,
∴.
17.如图,四边形是矩形().
(1)尺规作图:作的垂直平分线,分别交、于点E、F;(要求:不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,连接、,求证:四边形是菱形.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)利用基本作图,作出线段的垂直平分线即可;
(2)设交于点O,如图,先证明得到,再证明四边形为菱形即可.
【详解】(1)解:如图,为所作;
(2)证明:如图,设交于点O,
∵四边形为矩形,
∴,,
∴,
∵垂直平分,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴四边形为平行四边形,
∵,
∴四边形为菱形.
【点睛】本题考查了作图——基本作图,线段垂直平分线的性质,矩形的性质,菱形的判定,全等三角形的判定和性质,熟练掌握各知识点是解题的关键.
18.如图,在菱形中,,垂足为,,垂足为.
(1)求证:;
(2)若,则的度数为__________.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】本题考查菱形的性质,全等三角形的判定与性质,三角形的内角和定理,熟练掌握菱形的性质是关键.
(1)由菱形的性质可得,,结合,,可证明,则;
(2)由三角形内角和定理可得,结合,则.根据菱形的邻角互补的性质可得,作差求得.
【详解】(1)证明:∵四边形是菱形,
∴,,
∵,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
(2)∵,,
∴,
∵,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,
∴.
19.如图,在菱形中,过点B作于点E,作于点F.
(1)求证:;
(2)若,求的度数.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】本题考查了菱形的性质,全等三角形的判定与性质,角平分线的性质定理,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
(1)由菱形的性质可得,为对角线,即是的角平分线,再由角平分线的性质定理可得,最后证明即可得证;
(2)由菱形的性质可得,再由平行线的性质计算即可得解.
【详解】(1)证明:∵四边形是菱形,
∴,为对角线,
是的角平分线.
,,
∴,
∴,
∴.
(2)解:∵四边形是菱形,
∴,
.
,即,
.
同理可得,
.
试卷第1页,共3页
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