内容正文:
第六章 特殊平行四边形
1 菱形的性质与判定
第1课时 菱形的性质
夯基础
1.如图,菱形 ABCD 的对角线AC,BD 相交于点O,则下列结论错误的是 ( )
A. AB=CD,BC=AD
B. AB∥CD,AD∥BC
C.∠BAC=∠DAC,∠ABD=∠CBD
D. OA=OB=OC=OD
2.如图,四边形ABCD是菱形,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
3.如图,在菱形 ABCD 中,∠BAD =140°,AE⊥CD 于点E,AE 与对角线BD 交于点F,则∠DFE 的度数为 ( )
A.70° B.40°
C.75° D.30°
4.如图,在平面直角坐标系中,菱形ABCD 的顶点D 在x轴上,边BC 在 y 轴上,若点 A 的坐标为(4,5),则菱形 ABCD 的对角线交点的坐标为 ( )
A.(2,1) B.(2,
C. D.(2,
5.如图,菱形 ABCD 的周长为52,过点 C 作CE⊥AC,交 AB 的延长线于点 E,若CE=10,则AC 的长为( )
A.22 B.24 C.26 D.28
6.如图,在菱形 ABCD 中,∠ABC=135°,DH⊥AB 于点 H,交对角线 AC 于点E,过点 E 作EF⊥AD 于点 F,若△DEF 的周长为 2,则菱形 ABCD 的边长为 .
7.如图,在菱形 ABCD中,AB =3,AF =2DF,∠ABC = 120°,∠EFG= 15°,FG⊥ BC,则 BE 的长为
8.如图,在菱形ABCD 中,AB=2,∠ABC=120°,点 P,E,F 分别是线段AC,AB,BC 上的任意一点,连接 PE,PF,则 PE+PF 的最小值是
9. 菱形 ABCD 中,AB=4,∠B=60°,E,F 分别是 AB,AD 上的动点,且BE=AF,连接EF,交 AC 于G,则下列结论:①△BEC≌△AFC ②△ECF 为等边三角形 ③CE 的最小值为2.其中正确的结论是 .
10.如图所示,在菱形ABCD 中,P,Q 是对角线 BD 上的两点,连接CP,CQ,且 BP=DQ.
(1)求证:∠BCP=∠DCQ;
(2)若 PQ=CQ,∠DCQ=2∠CDQ,求∠A 的度数.
11.如图,四边形ABCD 是菱形,延长AB 到点 F,使 BF=AB,连接DF 交CB 于点E.
(1)请你用无刻度的直尺和圆规把图形补充完整(保留作图痕迹),并证明 E 是 BC的中点;
(2)连接DB,若 DF⊥BC,AD=4,求 BD的长.
练能力
12.造桥选址[2024·温江期末]如图,四边形ABCD 为菱形,AB=2,∠ABC=60°,E,F 为 BD 上的两个动点,且 BE+DF=EF,点 M 是 AD 的中点,连接CE,MF,则CE+MF 的最小值为 .
13.如图,在菱形ABCD中,AC=2,BD=4,对角线 AC 与 BD 交于点O,延长 AC 到点 E,使得CE=AC,连接DE,取 DE 的中点M,OB 的中点N,连接MN,则 MN 的长为 .
14.如图所示,在菱形ABCD 中,60°<∠ABC<90°,点 E 在边BC 上(不与点 B,点 C 重合),线段 EC 的中垂线交对角线 BD 于点 F,连接AE,AF,EF,CF.
(1)求证:AF=EF;
(2)若∠ABC=2∠AEF,AB=AE,AB∥FE,求证:BF=CF+CE.
第2课时 菱形的判定
夯基础
1.四边形 ABCD为平行四边形,延长 BC 到 E, 使CE = BC, 连 接EA,ED,AC,下列条件中不能使四边形ADEC 成为菱形的是 ( )
A. AE⊥DC B. AE 平分∠DAC
C. AB=AE D.∠BAE=90°
2.用四张全等的含30°角的直角三角形纸片拼成一个图案,下列拼成的图案中,不含菱形的是 ( )
3.如图,在△ABC 中,AD是角平分线,DE∥AC 交AB 于点E,DF∥AB 交AC 于点 F,若AE=3,那么四边形AEDF 周长为 ( )
A.9 B.12
C.15 D.18
4.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 AB=2,∠A=120°.则 B,D 两点间的距离为 .
5.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠A=90°,BD=BC,点 E 为CD 的中点,射线 BE 交AD 的延长线于点F,连接CF.若 AD=1,CF=2,则 BF 为
6.以点A 为圆心,5 为半径画弧,再以点 B 为圆心,相同长度为半径画弧,交前弧于M,N 两点,已知AB=6,则以A,B,M,N四点为顶点的四边形的面积是
7.如图,在Rt△ABC 中,∠ACB=90°,AC=8,BC=6,D 为斜边AB上一点,以 CD,CB 为边作□CDEB,当AD= ,□CDEB 为菱形.
8.动点问题 如图,平行四边形 ABCD 中, 点M,N 分别以A,C 为起点,以1 cm/秒的速度沿 AD,CB 边运动,设点 M,N 运动的时间为 t 秒(0≤t≤6),连接 AN,CM,当t= 时,四边形 AMCN 为菱形.
9.如图所示,在四边形 ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,AD=2,BC=6,CD=8,E,F 分别是边 AB,CD的中点,DH⊥BC 于点H,连接EH,EC,EF,现有下列结论:
①∠CDH=30°②EF=4
③四边形 EFCH 是菱形
④S△EFC=3S△BEH
你认为结论正确的有 .(填序号)
10.如图,平行四边形 ABCD 的两条对角线AC 与 BD 相交于点O,E,F 是线段BD上的两点,连接 AE,EC,CF,FA,已知∠AEB=∠CFD.
(1)求证:△ABE≌△CDF;
(2)若AB=BC,求证:四边形AECF 为菱形.
11.如图,在Rt△ACB中,∠C=90°,AC=4,BC=3,D,E,F 分别为AC,BC,AB 上的点,四边形 ADEF为菱形.
(1)请尺规作图画出 D,E,F点(不写作法,保留作图痕迹);
(2)求菱形 ADEF 的边长.
练能力
12.在平面直角坐标系中,点A,B,C,D的坐标分别为(-3,0),(x,y),(0,4),(-6,z),若以点A,B,C,D 为顶点的四边形是菱形,则x的值为 .
13.半角模型如图,△ABC 是边长为 1 的等边三角形,D,E为线段AC 上两动点,且∠DBE=30°,过点 D,E 分别作AB,BC的平行线相交于点 F,分别交 BC,AB 于点 H,G.现有以下结论: ②当点 D 与点 C 重合时, ④当AE=CD 时,四边形 BHFG 为菱形.则其中正确的结论的序号是 .
14. 如图,在 Rt△ABC 中,∠B =90°,∠C=30°,AB=5,点 D 从点 C 出发沿CA 方向以每秒2个单位长度的速度向点 A 匀速运动,同时点 E 从点 A 出发沿AB 方向以每秒1个单位长度的速度向点B匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动,设点 D,E运动的时间是t 秒(t>0).过点 D 作 DF⊥BC 于点F,连接DE,EF.
(1)AE= ,DF= (用含t的式子表示);
(2)四边形 AEFD 能够成为菱形吗?如果能,求出相应的t 值;如果不能,说明理由;
(3)当t= 秒时,△DEF 为直角三角形.
第3课时 菱形的性质和判定的应用
夯基础
1.如图,已知平行四边形ABCD,要求利用所学知识在平行四边形ABCD 内作一个菱形,甲、乙两位同学的作法分别如下:
甲:连接 AC,作AC 的中垂线交AD,BC 于 E,F,则四 边 形AFCE 是菱形.
乙:分别作∠A 与∠B 的平分线 AE,BF,分别交BC 于点 E,交 AD 于点F,则四边形 ABEF 是菱形.
下列判断正确的是 ( )
A.甲、乙均正确 B.甲错误,乙正确
C.甲正确,乙错误 D.甲,乙均错误
2.如图,在▱ABCD 中,E,F 分别是AB,CD 的中点,连接 EF.如果只添加一个条件即可证明四边形AEFD是菱形,那么这个条件可以是 ( )
A. AB⊥AD B.∠BAD=60°
C. AD=EF D. CD=2AD
3.如图,两张宽度均为3c m的纸条交叉叠放在一起,交叉形成的锐角为 60°,则重合部分构成的四边形ABCD 的周长为 ( )
A.12 cm B.6 cm
4.如 图,在菱 形ABCD 中,过点 C作CE⊥AB 于点E,连 接 BD. 若BD = 24, AD =13,则CE 的长为( )
A. B.
C.10 D.12
5.小美同学按如下步骤作四边形 ABCD:①画∠MAN;②以点 A为圆心,1个单位长为半径画弧,分别交AM,AN 于点B,D;③分别以点 B,D 为圆心,1个单位长为半径画弧,两弧交于点 C;④连接 BC,CD, BD. 若∠A = 44°,则∠CBD 的大小是 ( )
A.64° B.66°
C.68° D.70°
6.如图,过▱ABCD 的顶点 B 作边 AD 和CD 的高,垂足分别为M,N,连接AC,BD,MN,若 BM=BN,则下列说法错误的是 ( )
A.∠MBN=∠BAD
B. MN∥AC
C.△ABD 是等边三角形
D.四边形 ABCD 为菱形
7.已知菱形的周长为8 ,对角线之和为8,则菱形的面积为 .
8.如图,两个等宽的矩形叠合得到四边形 ABCD,若四边形 ABCD 的面积为8,连接AC,BD,设AC=x,BD=y.则y与x 之间的函数关系是 .
9.如图,四边形ABCD 是菱形,对角线AC 与BD 相交于点 O, DH ⊥BC 于点 H.若AC=8,BD=6,则DH 的长度为 .
10.如图,在菱形ABCD中,对角线 AC 与 BD 相交于点O,OE⊥AB,垂足为 E,若 AC = 8,BD =6,则OE= .
11.如图,∠ACB =90°,∠BAC=30°,△ABD 和△ACE 都是等边三角形,F 为 AB 中点,DE 交 AB 于G点,下列结论中,正确的结论是 .
①EF⊥AC ②△DBF≌△EFA
③四边形 ADFE 是菱形
12.如图1所示,有一张平行四边形纸片,将纸片沿着对角线剪开,形成两个全等的三角形,∠A=100°,∠ACB=60°,将△DBC 沿着 BC 的方向以每秒 2cm 的速度运动得到△DFE(如图2),连接AF,CD.
(1)求证:四边形 AFDC 是平行四边形;
(2)若 AC=4 cm,BC=10 cm,设运动时间为 t 秒,当 t 为何值时,□AFDC 是菱形?请说明你的理由.
13.如图,在平行四边形ABCD 中,AE 平分∠BAD,交 BC 于点E,BF 平分∠ABC,交 AD 于点 F,AE 与BF 交于点 P,连接EF,PD.
(1)求证:四边形 ABEF 是菱形;
(2)若 AB=8,AD=12,∠ABC=60°,求线段 DP 的长.
练能力
14.如图,在菱形ABCD 中,∠BAD=60°,AC与BD 交于点O,E 为CD 延长线上的点,且CD=DE,连接BE 分别交AC,AD于点F,G,连接OG,则下列结论中一定成立的是 .(把所有正确结论的序号都填在横线上)
②与△EGD 全等的三角形共有5个
③S四边形ODGE=S四边形ABOG
④由点 A,B,D,E 构成的四边形是菱形.
15.如图,在□ABCD中,AD=1,AB=x(x>1),作平行四边形四个内角中某一个内角的平分线.
【第一次操作】
作∠DAB 的平分线交 DC 于点 M,过点M 作MN∥AD,交 AB 于点 N,则四边形ADMN 为菱形,且另一个四边形 MNBC为平行四边形.
【第二次操作】
作【第一次操作】所得的□MNBC 某一个内角的平分线,再次画得一个菱形和一个平行四边形.
【第三次操作】
作【第二次操作】所得的平行四边形某一个内角的平分线,画得一个菱形和一个平行四边形.
……重复上述操作.
(1)若四边形 MNBC 是菱形,则 x 的最小正整数值为 ;
(2)若对▱ABCD 进行第三次操作后,发现共得到四个菱形,则x 有 个不同的取值.
16.如图,在边长为10的菱形ABCD 中,对角线BD=16,对角线AC,BD 相交于点G,点 O 是直线 BD 上的动点,OE⊥AB 于E,OF⊥AD 于 F.
(1)求对角线AC 的长及菱形ABCD 的面积;
(2)如图1,当点 O 在对角线 BD 上运动时,OE+OF 的值是否发生变化?请说明理由;
(3)如图2,当点 O 在对角线 BD 的延长线上时,OE+OF 的值是否发生变化?若不变,请说明理由;若变化,请探究 OE,OF之间的数量关系.
第1课时菱形的性质
1. D 2. D 3. A 4. A 5. B 6.2
解析:首先作 FH⊥AB,垂足为 H.由四边形ABCD 是菱形,可得AD=AB=3,AD∥BC,求得AF=2,AH=1,FH= 证得△FHE是等腰直角三角形,继而求得答案.
8. 9.①②
10.解:(1)证明:∵四边形ABCD 是菱形,
∴BC=CD,∠CBD=∠CDB,
在△BCP 和△DCQ 中,
∴△BCP≌△DCQ(SAS),
∴∠BCP=∠DCQ;
(2)∵△BCP≌△DCQ,
∴CP=CQ,
∵PQ=CQ,
∴△PCQ 是等边三角形,
∴∠PQC=60°,
∵∠DCQ=2∠CDQ,∠PQC=∠DCQ+∠CDQ,
∴∠DCQ=∠BCP=40°,
∴∠BCD=140°,
∵四边形ABCD 是菱形,
∴∠A=∠BCD=140°.
11.解:(1)以点 B 为圆心,以AB为半径画弧交AB 的延长线于点 F,连接 DF 交 BC 于点E,如图所示:
证明∵四边形ABCD 是菱形,
∵AD=AB=BC=CD,AB∥CD,
∴∠CDE=∠F,∠C=∠FBE,
∵BF=AB,
∴CD=BF,
在△DCE 和△FBE中,
∴△DCE≌△FBE(ASA),
∴CE=BE,
∴点 E 是BC 的中点;
(2)∵△DCE≌△FBE,
∴DE=EF,
∵DF⊥BC,
∴BC 是线段DF 的垂直平分线,
∴BD=BF,
在菱形ABCD中,AB=AD=4,
∵BF=AB=4,
∴BD=BF=4.
12.
13. 解析:在菱形ABCD 中,AC=2,BD=4,AC⊥BD,
∵N 为OB 的中点,
延长DB 到点F,使BF=OD=2,连接EF,如图:
则FN=DN=3,
∵M是DE的中点,
∴DM=EM,
∴MN 是△DEF 的中位线,
∵CE=AC=2,
∴OE=CE+OC=3,
在Rt△OEF 中,OF=OB+BF=4,
14.证明:(1)∵四边形 ABCD 是菱形,
∴∠ABD=∠CBD,AB=CB,
∵BF=BF,
∴△ABF≌△CBF(SAS),
∴AF=CF,
又∵线段 EC 的中垂线交BD 于点F,
∴EF=CF,
∴AF=FE;
(2)∵AB=AE,
∴∠ABE=∠AEB,
∵AB∥FE,
∴∠FEC=∠ABE,
∴∠FEC=∠ABE=∠AEB=∠ECF,
∵∠AEB+∠CEF+∠AEF=180°,∠ABC=2∠AEF,
∴∠AEF = 36°= ∠CBF,∠FEC =∠BCF=72°,
∴∠BFC=72°,∠BFE=36°,
∵∠BFC=∠BCF=72°,
∴BF=BC,
∵∠BFE=∠FBC=36°,
∴BE=EF=CF,
∴BF=BC=BE+CE=CF+CE.
第2 课时菱形的判定
1. C 2. A 3. B
4.2 5.2 6.24
7.
8. 解析:由平行四边形的性质得 AB= 再由等腰直角三角形的性质求出AE 的长度,然后证四边形AMCN 为平行四边形,则当 AN =AM 时,四边形AMCN 为菱形.进而由AN=AM 列出方程 解方程即可.
9.①②③
10.证明:(1)∵四边形ABCD 是平行四边形,∴AO=CO,BO=DO,AB=CD,AB∥CD,∴∠ABE=∠CDF.
在△ABE 和△CDF 中,
∴△ABE≌△CDF(AAS);
(2)∵△ABE≌△CDF(AAS),
∴BE=DF,
∴OB-BE=OD-DF,即OE=OF,
∵AO=CO
∴四边形 AECF 是平行四边形.
∵AB=BC,
∴平行四边形ABCD 是菱形,
∴AC⊥BD.
∴平行四边形AECF 是菱形.
11.解:(1)作∠BAC 平分线交BC 于点E;作AE 垂直平分线交AC 于点 D,交 AB 于点F,四边形ADEF 即为所求;
(2)如图,过E作EH⊥AB 于点 H,由(1)可得EH=CE,
在 Rt△ACB 中,∠C=90°,AC=4,BC=3,根据勾股定理,得
设菱形ADEF 边长为x,则CD=4-x,在Rt△DCE 中,由勾股定理,得
解得
∴菱形 ADEF 的边长为2
12.4或 解析:若AC为边,CD 是对角线,∵ADBC 为菱形,
∴AC=AD且A(-3,0),C(0,4),D(-6,z),
-4(舍去),
若AC 为对角线,根据题意可求 AC 解析式
∵BD⊥AC,
∴设 BD 解析式 且过AC中点
∴BD 解析式 且过
13.①②④解析:①利用三角形的面积公式计算即可;
②依题意画出图形,利用等边三角形和平行线的性质求出FH 即可;
③(半角模型)将△CBD 绕点B 逆时针旋转60°,得到△ABN,过点 N 作 NP⊥CA,交CA 的延长线于点 P,由“SAS”可证△DBE≌△NBE,可得 DE=NE,在 Rt△PNE中,利用勾股定理可得AE,CD,DE 的关系,可判断③;
④先证△AGE,△DCH 都是等边三角形,可得AG=AE=CH=CD,利用菱形的判定定理判定即可.
14.解:(1)由题意,得CD=2t,AE=t.
∵DF⊥BC,∠C=30°,
故答案为:t₁t₁
(2)四边形 AEFD 能够成为菱形,t 值为 秒.理由:
由(1)知:AE=DF.
∵∠B=90°,∴AB⊥BC,
∵DF⊥BC,∴AE∥DF,
∴四边形AEFD 为平行四边形,
∴四边形AEFD 如果能够成为菱形,则需AE=AD.
∵∠B=90°,∠C=30°,AB=5,
∴AC=2AB=10,
∴AD=AC-CD=10-2t,∴t=10-2t,
∴四边形 AEFD 能够成为菱形,t 值为 秒;(3)①∵DF⊥BC,∴∠DFB=90°,
∵∠DFE<∠DFB,∴∠DFE<90°.
∴∠DFE 不可能为直角;
②当∠EDF=90°时,
∵DE⊥DF,DF⊥BC,∴DE∥BC,
∴∠ADE=∠C=30°,
∴AD=2AE,即
③当∠DEF=90°时,如图,
由(1)知:四边形 AEFD 为平行四边形,
∴AD∥EF,
∵DE⊥EF,∴DE⊥AC,
∴∠AED+∠A=90°,
∵∠A+∠C=90°,∴∠AED=∠C=30°,
综上所述,当 秒或4秒时,△DEF 为直角三角形.
故答案为: 或4.
第 3课时 菱形的性质和判定的应用
1. A 2. D 3. C
4. B解析:首先,利用菱形对角线互相垂直平分的性质和已知边长计算出对角线 AC 的长度;然后,利用菱形面积的两种计算方法,通过已知的面积和边长求解CE 的长度.
5. C 6. C 7.4
8. y=
9.
10.2.4
11.①②④解析:连接CF,∵∠ACB=90°,F为AB 中点,∠BAC=30°,
∴CF=AB=AF,
∴点 F 在AC的垂直平分线上,
∵△ACE 是等边三角形,
∴AE=CE,
∴点 E在AC的垂直平分线上,
∴EF⊥AC,①正确;
∵△ABD 是等边三角形,F 是AB 中点,
∴DF⊥AB,∴AD>DF,
∴四边形ADFE 不可能是菱形;③不正确;
∵△ABD 是等边三角形,
∴AB=AD=BD,∠DAB=60°,
∵∠ACB=90°,∠BAC=30°,
∴∠ABC=60°,
∴∠DAB=∠ABC=60°,
∴AD∥BC,
∵AC⊥EF,∠ACB=90°,
∴EF∥BC,∴AD∥EF,
∵△ACE 是等边三角形,EF⊥AC,
∴∠AEC=∠CAE=60°,∠AEF=30°,
∴EF=2AF=AB,AE= AF,
∴AD=EF,
∴四边形ADFE 是平行四边形,
④正确;
∵四边形ADFE 是平行四边形,
∴AE=DF,AD=FE,
∵AD=BD,∴BD=FE,在△DBF 与△EFA 中, ∴△DBF≌△EFA(SSS),②正确.
12.解:(1)证明:∵△ABC≌△DEF,
∴∠ABC=∠DEF,AB=DE.
根据平移的性质得到:BF=EC.
在△ABF 与△DEC 中,
∴△ABF≌△DEC(SAS),
∴AF=CD,∠AFB=∠DCE,
∴∠AFC=∠DCF,∴AF∥DC,
∴四边形AFDC 是平行四边形;
(2)当t=3秒时,四边形AFDC 是菱形,理由如下:
∵t=3,∴CF=10-3×2=4(cm),
∵AC=4 cm,∴CF=AC,
∵∠ACB=60°,∴△ACF 是等边三角形,
∴AF=AC,
∵四边形AFDC 是平行四边形,
∴四边形AFDC 是菱形.
13.解:(1)证明:∵四边形ABCD 是平行四边形,
∴AD∥BC.∴∠DAE=∠AEB.
∵AE平分∠BAD,
∴∠DAE=∠BAE,
∴∠BAE=∠AEB,
∴AB=BE.
同理:AB=AF,∴AF=BE.
∴四边形 ABEF 是平行四边形.
∵AB=BE,
∴四边形 ABEF 是菱形;
(2)∵四边形ABEF 是菱形,
∴AE⊥BF,
∵∠ABC=60°,AB=BE,
∴∠ABF=30°,∠BAP =∠FAP =60°,△ABE为等边三角形,
∴AB=AE=8,
∵AB=8,
∴AP=4,
过点 P 作PM⊥AD 于M,如图所示:
∴PM=2 ,AM=2,
∵AD=12,∴DM=10,
4
14.①③④
15.(1)2 (2)4
解析:(1)∵第一次操作后四边形 ADMN为菱形,四边形MNBC 为平行四边形,
∴AN=MN=AD,BN=MC,
∵四边形 MNBC 是菱形,AD=1,
∴MN=BN,
∴AN=MN=BN=AD=1,
∴AB=BN+AN=2,则x的最小正整数值为2,
故答案为:2;
(2)根据题意:对▱ABCD 进行第三次操作后,得到四个菱形,共有四种可能结果,如图所示:
则x=1+1+1+1=4;
②
则
③
则
④
则
综上,x有4个不同的取值.
16.解:(1)在菱形 ABCD 中,AC⊥BD,BG=
由勾股定理,得 ∴AC=2AG=2×6=12,∴菱形ABCD 的面积
(2)如图1,连接AO,则 S△ADO,
即 解得OE+OF=9.6是定值,不变;
(3)OE+OF 的值发生变化.如图2,连接AO,则
即 解得OE-OF=9.6,是定值,不变,
∴OE+OF 的值变化,OE,OF 之间的数量关系为:OE-OF=9.6.
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