内容正文:
18.2 菱形
1.菱形的性质
第1课时 菱形的性质
菱形的定义及对称性
1.如图,四边形ABCD是菱形(∠B≠90°),直线l是菱形ABCD的一条对称轴,点E、F、G分别是边AB、CD、AD的中点,则点E关于直线l的对称点是( )
A.点C B.点D C.点F D.点G
2.(开放题)如图,在四边形ABCD中,AB=CD,AD=BC,根据菱形的定义,添加一个条件使四边形ABCD是菱形,那么所添加的条件可以是______________.(写出一个即可)
性质定理1:菱形的四条边都相等
3.如图,在菱形ABCD中,AB=2,则菱形ABCD的周长为________.
4.如图,在菱形ABCD中,点E、F分别在BC、CD边上,BE=DF,连结EA、FA.
求证:EA=FA.
性质定理2:菱形的对角线互相垂直
5.将一菱形ABCD的对角线AC按照如图所示的方式放置在数轴上,其中点A表示数-2,点C表示数6.若BD的长为6,则该菱形的边长为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
6.如图,在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,若AB= cm,BD=2 cm,则AC的长为________cm.
7.如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,E为边AB的中点,DE⊥AB.
(1)求∠DAB的度数.
(2)如果AC=4,求菱形ABCD的面积.
1.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,连结OH,若OA=3,OH=2,则菱形ABCD的面积为( )
A.12 B.10 C.6 D.24
2.如图,菱形ABCD的周长为52,对角线AC的长为10,E是线段CD上一点,过点E作EF⊥AB,交AB于点F,则线段EF的长为( )
A. B.8 C. D.10
3.若边长是6的菱形有一个内角为120°,则这个菱形的面积是________.
4.如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,AC=12,BD=16,且DE∥AC,AE∥BD.
(1)试判断四边形ODEA的形状,并说明理由.
(2)连结OE,求OE的长.
5.如图,在菱形ABCD中,∠BCD=60°,点M在BC上,点N在AC上,且MN=BN.
(1)如图1,若AC、BD相交于点O,点N恰好与点O重合,求∠DMN的度数.
(2)如图2,当点N在AC上运动时,∠DMN的度数会发生变化吗?请说明理由.
微专题7 含60°角的菱形
由菱形的性质:“四条边都相等,对角线互相垂直”可以得到菱形的每一条对角线把菱形分成两个全等的等腰三角形,当菱形有一个内角为60°(或120°)时,菱形较短的对角线把菱形分成两个全等的等边三角形.
1.已知菱形ABCD的周长是8,∠A=60°,则较短对角线的长为( )
A.1 B.
C.2 D.2
2.如图,在菱形ABCD中,∠C=120°,点E、F分别在边BC、CD上,连结EF、AE、AF.若∠EAF=60°,AB=12,AE=11,则△ECF的周长为________.
3.如图所示,在边长为2的菱形ABCD中,∠DAB=60°,点E为AB的中点,点F是AC上一动点,则EF+BF的最小值为________.(提示:根据轴对称的性质)
【详解答案】
基础达标
1.D 2.AB=AD(答案不唯一) 3.8
4.证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=AD,∠B=∠D,
在△ABE和△ADF中,
∴△ABE≌△ADF(SAS),
∴EA=FA.
5.A 6.4
7.解:(1)∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=AB,
∵E为边AB的中点,DE⊥AB,
∴DE垂直平分AB,
∴BD=AD=AB,
∴△ABD是等边三角形,
∴∠DAB=60°.
(2)∵菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,AC=4,
∴AC⊥BD,OA=OC=AC=2,OB=OD,
∴∠AOB=90°,
∵AB=BD=2OB,
∴OA===OB=2,
∴OB=2,
∴BD=2OB=4,
∴S菱形ABCD=AC·BD=×4×4=8.
能力提升
1.A 解析:∵菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,∴OA=OC,OB=OD,AC⊥BD,∵DH⊥AB于点H,OH=2,∴∠BHD=90°,∴BD=2OH=4,∵OA=3,∴AC=2OA=6,∴菱形ABCD的面积=AC×BD=×6×4=12.故选A.
2.A 解析:连结BD,交AC于点O,如图:
∵菱形ABCD的周长为52,对角线AC的长为10,∴AB=×52=13,AB∥CD,OA=OC=AC=5,OB=OD,AC⊥BD,在Rt△AOB中,OB===12,则BD=2OB=24,∵EF⊥AB,AB∥CD,∴EF是菱形AB边上的高,∴S菱形ABCD=BD·AC=AB·EF,∴×24×10=13EF,解得EF=.故选A.
3.6 解析:如图,设这个菱形是菱形ABCD,∠BAD=120°,
∴AD∥BC,AB=BC,AC⊥BD,∴∠ABC=60°,∴△ABC是等边三角形,∴AC=6,∠AOB=90°,∴AO=AC=3,∴BO==,∴BD=2BO=2,∴这个菱形的面积=×6×2=6.
4.解:(1)四边形ODEA是矩形.
理由如下:
∵DE∥AC,AE∥BD,
∴四边形ODEA是平行四边形,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,
∴∠AOD=90°,
∴四边形ODEA是矩形.
(2)∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=AC,OD=BD,
∵AC=12,BD=16,
∴AO=6,OD=8,
∵∠AOD=90°,
∴AD==10,
∵四边形ODEA是矩形,
∴OE=AD=10.
5.解:(1)∵四边形ABCD是菱形,
∴BC=CD,OB=OD,
∵∠BCD=60°,
∴△BCD是等边三角形,
∴∠CBD=60°,
∵MN=BN,
∴△BMN是等边三角形,
∴∠BNM=60°,
∴∠DNM=180°-∠BNM=120°,
又∵MN=BN,BN=DN,
∴DN=MN,
∴∠DMN=(180°-∠DNM)=×(180°-120°)=30°.
(2)当点N在AC上运动时,∠DMN的度数不发生变化,始终等于30°.
理由如下:
连结BD交AC于点O,连结DN,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC是BD的垂直平分线,
∴BN=DN,
∴设∠NBO=∠NDO=α,
由(1)可知△BCD是等边三角形,
∠DBC=60°,
依题意有以下两种情况:
①当点N在线段OA上时,如图所示:
∴∠NBM=∠DBC+∠NBO=60°+α,
∵MN=BN,
∴∠NMB=∠NBM=60°+α,
在△NBM中,∠BNM+∠NMB+∠NBM=180°,
∴∠BNM+60°+α+60°+α=180°,
∴∠BNM=60°-2α,
∵AC⊥BD,∠NBO=∠NDO=α,
∴∠BNO=∠DNO=90°-α,
∴∠MNO=∠BNO-∠BNM=90°-α-(60°-2α)=30°+α,
∴∠MND=∠MNO+∠DNO=30°+α+90°-α=120°,
∵BN=DN,MN=BN,
∴MN=DN,
∴∠DMN=(180°-∠MND)=×(180°-120°)=30°;
②当点N在线段OC上时,如图所示:
∴∠NBM=∠DBC-∠NBO=60°-α,
∵MN=BN,
∴∠NMB=∠NBM=60°-α,
在△NBM中,∠BNM+∠NMB+∠NBM=180°,
∴∠BNM+60°-α+60°-α=180°,
∴∠BNM=60°+2α,
∵AC⊥BD,∠NBO=∠NDO=α,
∴∠BNO=∠DNO=90°-α,
∴∠MNC=180°-(∠BNO+∠BNM)=180°-(90°-α+60°+2α)=30°-α,
∵∠CND=180°-∠DNO=180°-(90°-α)=90°+α,
∴∠MND=∠MNC+∠CND=30°-α+90°+α=120°,
∵BN=DN,MN=BN,
∴MN=DN,
∴∠DMN=(180°-∠MND)=×(180°-120°)=30°.
综上所述,当点N在AC上运动时,∠DMN的度数不发生变化,始终等于30°.
微专题7
1.
C 解析:如图,
∵四边形ABCD是菱形,∴AB=AD,又∵∠A=60°,
∴△ABD是等边三角形,∴BD=AB==2,∴较短对角线的长为2.故选C.
2.23 解析:连结AC,如图.
∵四边形ABCD是菱形,∴AD∥BC,AB=BC=CD=AD=12,∴∠D+∠BCD=180°,∵∠BCD=120°,∴∠D=60°,∴△ADC是等边三角形,∴∠DAC=∠ACD=60°,AC=AD,∵∠EAF=60°,∴∠DAC=∠EAF,∴∠DAF=∠CAE,∵∠ACE=∠BCD-∠ACD=60°,∴∠D=∠ACE,∴△ADF≌△ACE(ASA),∴AF=AE,DF=CE,∵∠EAF=60°,∴△AEF是等边三角形,∴EF=AE=11,∴△ECF的周长=CE+CF+EF=DF+CF+EF=CD+EF=12+11=23.
3. 解析:如图,连结DB、DE,设DE交AC于点M,连结MB、DF,
∵四边形ABCD是菱形,∴AC、BD互相垂直平分,∴点B关于AC的对称点为点D,∴FD=FB,∴FE+FB=FE+FD≥DE,只有当点F运动到点M时,取等号(两点之间线段最短),∵AD=AB,∠DAB=60°,∴△ABD是等边三角形.∵E为AB的中点,∴DE⊥AB,AE=AB=1,∴DE===,∴EF+BF的最小值为.
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第2课时 菱形性质的运用
知识点 菱形性质的运用
1.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,则小路BD的长为( )
A.40 m B.4 m
C.20 m D.2 m
2.如图,已知菱形ABCD的一个内角∠ABC=80°,对角线AC、BD相交于点O,点E在AB上,且BE=BO,则∠AOE的度数为( )
A.15° B.30° C.25° D.20°
3.(2025云南中考)如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC、BD相交于点O.若AC=6,BD=5,则菱形ABCD的面积是________.
4.如图,两条笔直的公路l1、l2相交于点O,C村庄的村民分别在两条公路的旁边各建一个加工厂B、D.已知四边形OBCD是菱形,C村庄到公路l1的距离为4 km,则C村庄到公路l2的距离是________ km.
5.如图1是一种彭罗斯瓷砖的图案,它是由两种不同的菱形非周期性拼接而成(不重叠、无缝隙),图2是其中一部分抽象出的几何图形,图中的∠α=________°.
6.如图,菱形ABCD的边长为5,以菱形ABCD的对称中心为原点O,平行于AD的直线为x轴建立平面直角坐标系,已知A(-1,2),点D在双曲线y=上.
(1)写出点B、D的坐标,并求双曲线的表达式.
(2)判断点B是否在双曲线上,并说明理由.
7.(教材变式)如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,点P、Q分别是边BC、线段OD上的点,连结AP、QP,AP与OB相交于点E.
(1)如图1,连结QA,当QA=QP时,试判断点Q是否在线段PC的垂直平分线上,并说明理由.
(2)如图2,若∠APB=90°,且∠BAP=∠ADB,求证:PB=PC.
1.如图,在面积为S的菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,E、F、G分别是BC、OB、OC的中点,则四边形EFOG的面积为( )
A.S B.S C.S D.S
2.如图,在菱形ABCD中,正三角形AEF的两个顶点分别在边BC、CD上,且AB=AE,则∠B=( )
A.85° B.80° C.75° D.70°
3.(传统文化)如图,以红色和金色的丝线精心编织的菱形中国结装饰,不仅展现了中国传统手工艺的精细与复杂,也蕴含着深厚的文化意义和美好的祝福.若最外层菱形的对角线长度分别为16 cm、12 cm,则它的两条对边间的距离为( )
A.9.6 cm B.10.8 cm
C.12 cm D.4.8 cm
4.如图,四边形ABCD是边长为4的菱形,O为其对称中心,过点O的三条直线将菱形分成阴影和空白部分.若∠ABC=60°,则阴影部分的面积为________.
5.杭州纸伞馆有制作精美的纸伞,如图,四条长度相等的伞骨围成菱形ABCD,伞骨连结点A固定在伞柄AP顶端,伞圈C能沿着伞柄AP滑动.小聪通过测量发现:当伞完全张开时,伞柄AP的中点O到伞骨连结点B、D的距离都等于AP的一半,若夹角∠BAD=2∠BOD,求∠BCD的度数.
6.(几何直观)如图1,在四边形ABCD中,AB∥CD,∠BAD的平分线交BC于点E,交直线DC于点F,下面是两位同学的对话.
(1)请你选择一位同学的说法,并进行证明.
(2)在(1)的条件下,如图2,若∠BAD=60°,四边形CEGF是菱形,分别连结DB、DG,求∠BDG的度数.
【详解答案】
基础达标
1.D 2.D 3.15 4.4 5.36
6.解:(1)由题意可得B(-4,-2),
D(4,2).
把D(4,2)代入y=得2=,
解得k=8,
所以双曲线的表达式为y=.
(2)点B在双曲线上.
理由:把x=-4代入双曲线表达式得y==-2,
所以B(-4,-2)在双曲线上.
7.解:(1)点Q在线段PC的垂直平分线上.
理由:如图,连结QC.
∵四边形ABCD是菱形,对角线AC、BD相交于点O,
∴BD⊥AC,OA=OC,
∴QA=QC,
∵QA=QP,
∴QC=QP,
∴点Q在线段PC的垂直平分线上.
(2)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=DA,
∠ABD=∠CBD,
∴∠ABD=∠CBD=∠ADB.
∵∠BAP=∠ADB,
∴∠BAP=∠ABD=∠CBD.
∴AE=BE,∠APB=90°,∠BAP+∠ABP=90°,∴∠BAP=∠ABD=∠CBD=30°,
∴∠ABC=60°,
∵AB=BC,
∴△ABC是等边三角形,
∵∠APB=90°,
∴PB=PC.
能力提升
1.B 解析:如图所示,连结OE,
∵四边形ABCD是菱形,∴∠BOC=90°,又∵E是BC的中点,∴OE=BE=CE,又∵F、G分别是BO、CO的中点,∴EF∥OC,EG∥OB,∴EF⊥OB,EG⊥OC,∴∠EFO=∠FOG=∠EGO=90°,∴四边形EFOG是矩形,∵菱形ABCD的面积为S,∴AC×BD=S,即AC×BD=2S,∴四边形EFOG的面积=OG×OF=OC×OB=AC×BD=AC×BD=×2S=S.故选B.
2.B 解析:∵四边形ABCD是菱形,∴∠D=∠B,AB=AD,AD∥BC,∵AB=AE,∴∠B=∠AEB,∵△AEF是等边三角形,∴AE=AF,∠EAF=60°,∴AD=AF,∴∠D=∠AFD,∴∠B=∠AEB=∠D=∠AFD,∴∠BAE=∠DAF,设∠B=x,则∠DAF=∠BAE=180°-2x,∴∠DAE=60°+180°-2x=240°-2x,∵AD∥BC,∴∠AEB=∠DAE,∴x=240°-2x,解得x=80°,∴∠B=80°.故选B.
3.A 解析:如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点E,AC=16 cm,BD=12 cm,
∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,AE=CE=AC=8 cm,BE=DE=BD=6 cm,∴∠AEB=90°,∴AB===10(cm),设菱形ABCD两条对边间的距离为h cm,∵S菱形ABCD=AB·h=AC·BD,∴10h=×16×12,解得h=9.6,∴它的两条对边间的距离为9.6 cm.故选A.
4.2 解析:如图,连结AC、BD.
∵O是菱形ABCD的对称中心,∴O是AC、BD的交点,且AC⊥BD,∴OA=OC=AC,OB=OD=BD,∵四边形ABCD是菱形,∴AB∥CD,AD∥BC,AB=BC,∵∠ABC=60°,∴△ABC是等边三角形,∠ABO=∠ABC=30°,∴AC=AB=4,∴OA=OC=AC=2,OB==,∴S△CBD=×2OB×OC=×2×2=2,设过点O的三条直线与菱形ABCD的各边分别交于点E、F、G、H、P、Q,∵AB∥CD,∴∠OBE=∠ODH,∠OEB=∠OHD,∵OB=OD,∴△OBE≌△ODH(AAS),∴S△OBE=S△ODH,∵AD∥BC,∴∠OAQ=∠OCG,∠OQA=∠OGC,∵OA=OC,∴△OAQ≌△OCG(AAS),∴OQ=OG,∵AD∥BC,∴∠OPQ=∠OFG,∠OQP=∠OGF,∴△OPQ≌△OFG(AAS),∴S△OPQ=S△OFG,∴S阴影=S△OBE+S△OBF+S△OPQ+S四边形OGCH=S△ODH+S△OBF+S△OFG+S四边形OGCH=S△CBD=2.
5.解:∵四边形ABCD是菱形,
∴∠BAO=∠DAO,∠BCD=∠BAD,
∵O是AP的中点,
∴OA=PA,
∵OB=OD=AP,
∴OA=OB=OD,
∴∠OBA=∠OAB,∠ODA=∠OAD,
∵∠BAD=2∠BOD,
∴∠BOD=∠BAO,
∵∠BAD+∠OBA+∠BOD+∠ODA=360°,
∴5∠OAB=360°,
∴∠OAB=72°,
∴∠BAD=2∠OAB=144°,
∴∠BCD=144°.
6.解:(1)选小丽.
证明:∵CE=CF,
∴∠CEF=∠F,
∵AB∥CD,
∴∠BAE=∠F,
∵∠BAD的平分线交BC于点E,
∴∠BAE=∠DAE,
∴∠DAE=∠CEF,
∴AD∥BC,
∴四边形ABCD为平行四边形.
选小杭.
证明:∵AB=BE,
∴∠BAE=∠BEA,
∵∠BAD的平分线交BC于点E,
∴∠BAE=∠DAE,
∴∠DAE=∠BEA,
∴AD∥BC,
∴四边形ABCD为平行四边形.
(答案不唯一,任选其一即可)
(2)如图,分别连结GB、GC.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,∠BAD=∠BCD=60°,AD∥BC,
∴∠ECF=120°,∠ABC=180°-∠BAD=120°,
∵AB=BE,
∴DC=BE,∠BAE=∠BEA=30°,
∵四边形CEGF是菱形,
∴CE=CF=EG,CF∥EG,
∴∠CEF=∠BEA=∠CFE=30°,∠CEG=∠BCD=60°,
∴△ECG为等边三角形,
∴∠EGC=∠ECG=60°,EG=CG,
∴∠DCG=∠BCD+∠ECG=120°,
∵∠CEG=60°,四边形CEGF是菱形,
∴∠GEF=∠CEG=30°,
∴∠BEG=180°-∠AEB-∠GEF=120°,
∴∠BEG=∠DCG,
在△BEG和△DCG中,
∴△BEG≌△DCG(SAS),
∴BG=DG,∠BGE=∠DGC,
∴∠BGD=∠BGE+∠DGE=∠DGC+∠DGE=∠EGC=60°,
∴△BDG是等边三角形,
∴∠BDG=60°.
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