内容正文:
21.3.2 菱形
知识框架
· 菱形的性质
· 菱形的判定
一、性质
复习:平行四边形有哪些性质?
(1)边:对边平行且相等.(2)对角线:互相平分.(3)角:对角相等、邻角互补.
观察:
菱形:一组邻边相等的平行四边形叫做菱形.
特点:(1)是平行四边形;(2)一组邻边相等.
几何语言:
∵四边形ABCD是平行四边形,AB=BC,
∴四边形ABCD是菱形.
思考回答以下问题:
(1)有哪些相等的线段?(2)有哪些相等的角?
(3)有哪些直角三角形?(4)有哪些等腰三角形?
(5)有哪几对全等三角形?
相等的线段:AB=BC=CD=DA,OA=OC,OB=OD.
相等的角:∠DAB=∠BCD,∠ABC=∠CDA;
∠AOB=∠DOC=∠AOD=∠BOC=90°;∠1=∠2=∠3=∠4;∠5=∠6=∠7=∠8.
直角三角形:Rt△AOB,Rt△BOC,Rt△COD,Rt△DOA.
等腰三角形:△ABC,△BCD,△CDA,△DAB.
全等三角形:Rt△AOB≌Rt△COB≌Rt△COD≌Rt△AOD,△DAB≌△DCB,△ABC≌△ADC.
思考:菱形可能具有哪些一般平行四边形不具有的特殊性质?
猜想1:四条边相等.
由于平行四边形的对边相等,而菱形的邻边相等,因此得到:
菱形的性质1:菱形的四条边都相等.
几何语言:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=DA.
猜想2:两条对角线互相垂直平分,并且每一条对角线平分一组对角.
已知:如图,四边形ABCD是菱形.
求证:AC⊥BD,AC平分∠DAB和∠DCB,BD平分∠ADC和∠ABC.
证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴DA=AB(菱形的定义),OD=OB(平行四边形的对角线互相平分).
∴AC⊥DB,AC平分∠DAB(等腰三角形三线合一).
同理:AC平分∠DCB;DB平分∠ADC和∠ABC.
得到菱形的性质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.
几何语言:
∵四边形ABCD是菱形.
∴AC⊥DB,AC平分∠DAB和∠DCB,DB平分∠ADC和∠ABC.
同时可以得出:菱形是轴对称图形,对称轴有两条,是菱形两条对角线所在的直线.
总结一下菱形具有哪些性质?
(1)边:菱形的对边平行且相等;菱形的四条边都相等.
(2)角:菱形的两组对角分别相等;菱形的邻角互补.
(3)对角线:菱形的两条对角线互相垂直平分,并且每一条对角线平分一组对角.
(4)轴对称性:菱形是轴对称图形,有两条对称轴,分别是两条对角线所在的直线.
例题精析
如图,菱形花坛ABCD的边长为20m,∠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:∵花坛ABCD的形状是菱形,
∴AC⊥BD,∠ABO=∠ABC=×60°=30°.
在Rt△OAB中,AO=AB=×20=10(m),(m).
∴花坛的两条小路长AC=2AO=20(m),(m).
花坛的面积().
巩固练习
菱形ABCD两条对角线BD,AC长分别是6cm和8cm,求菱形的面积.
.
得出:菱形的面积等于对角线乘积的一半.
练习1
1.已知菱形的周长是12cm,那么它的边长是______.
2.如下图,菱形ABCD中,∠BAD=60°,则∠ABD=______.
3.如图(题2的图),菱形ABCD的两条对角线相交于点O.若AC=6,BD=4,则菱形的周长是______.
检测1
1.如图,若要使平行四边形ABCD成为菱形,则需要添加的条件是( ).
A.AB=CD B.AD=BC C.AB=BC D.AC=BD
2.
已知菱形ABCD中,AE⊥BC于E,若,且AE=6,
则菱形的边长为 A.12 B.8 C.4 D.2
3.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
∠ADC=130°,则∠AOE的大小为( ).
A.75° B.65° C.55° D.50°
作业1
1. 如图,菱形ABCD中,∠BAD=120°,AB=10cm,则AC=______cm,BD=______cm.
2.已知:如图,四边形ABCD是菱形,F是AB上一点,DF交AC于E.求证:∠AFD=∠CBE.
3.如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC、BD相交于点O,DH⊥AB于H,连接OH,求证:∠DHO=∠DCO.
2、 判定
探究1:“菱形的两条对角线互相垂直平分”的逆命题是否为真?
已知:□ABCD,对角线AC,BD相交于点O,且AC⊥BD.
求证:□ABCD是菱形.
证明:∵四边形ABCD是平行四边形,∴OB=OD.
又∵AC⊥BD,∴AO垂直平分BD.∴AB=AD.
∴□ABCD是菱形(一组邻边相等的平行四边形叫做菱形).
得出菱形的判定定理1:对角线互相垂直的平行四边形是菱形.
几何语言:
∵□ABCD,AC⊥BD(已知),
∴□ABCD是菱形(对角线互相垂直的平行四边形是菱形).
探究2:“菱形的四条边都相等”的逆命题是否为真?
已知:四边形ABCD,AB=BC=CD=DA.
求证:四边形ABCD是菱形.
证明:∵AB=BC=CD=DA,∴AB=CD,BC=DA.
∴四边形ABCD是平行四边形.
又∵AB=AD,∴四边形ABCD是菱形.
得出菱形的判定定理2:四条边相等的四边形是菱形.
几何语言:
∵AB=BC=CD=DA(已知),
∴四边形ABCD是菱形(四条边相等的四边形是菱形).
总结归纳菱形的判定方法:
(1)定义:一组邻边相等的平行四边形叫做菱形.
(2)判定定理1:对角线互相垂直的平行四边形是菱形.
判定定理2:四条边相等的四边形是菱形.
例题解析
如图,□ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AB=5,AO=4,BO=3.
求证:□ABCD是菱形.
证明:∵AB=5,AO=4,BO=3,∴.
∴△AOB是直角三角形,且∠AOB=90°,∴AC⊥BD.
∴□ABCD是菱形(对角线互相垂直的平行四边形是菱形).
巩固练习
如图,在平行四边形ABCD中,E为BC边上的一点,连接AE,BD,且AE=AB.
(1)求证:∠ABE=∠EAD;
(2)若∠AEB=2∠ADB,求证:四边形ABCD是菱形.
练习2
1.判断下列说法是否正确.
(1)对角线互相垂直的四边形是菱形;( )
(2)对角线互相垂直平分的四边形是菱形;( )
(3)对角线互相垂直,且有一组邻边相等的四边形是菱形;( )
(4)两条邻边相等,且一条对角线平分一组对角的四边形是菱形.( )
2.□ABCD的对角线AC与BD相交于点O.
(1)若AB=AD,则□ABCD是_______形;(2)若AC=BD,则□ABCD是_______形;
(3)若∠ABC是直角,则□ABCD是_______形.
(4)若∠BAO=∠DAO,则□ABCD是_______形.
总结:
检测2
1.下列命题中正确的是( ).
A.一组邻边相等的四边形是菱形 B.三条边相等的四边形是菱形
C.四条边相等的四边形是菱形 D.四个角相等的四边形是菱形
2.对角线互相垂直且平分的四边形是( ).
A.矩形 B.一般的平行四边形 C.菱形 D.以上都不对
3.下列条件中,不能判定四边形ABCD为菱形的是( ).
A.AC⊥BD,AC与BD互相平分 B.AB=BC=CD=DA
C.AB=BC,AD=CD,且AC⊥BD D.AB=CD,AD=BC,AC⊥BD
4.如图,AD是△ABC的角平分线,DE∥AC交AB于点E,DF∥AB交AC于点F.试问四边形AEDF是菱形吗?说明你的理由.
作业2
1. 如图,用直尺和圆规作一个菱形,得到四边形ABCD是菱形的依据是( ).
A.一组邻边相等的四边形是菱形 B.四边相等的四边形是菱形
C.对角线互相垂直的平行四边形是菱形
D.每条对角线平分一组对角的平行四边形是菱形
2.边长为5cm的平行四边形的两条对角线的长分别为6cm和8cm,则这个平行四边形为___________形,其面积为___________.
3.如图在菱形ABCD中,CE⊥AB,CF⊥AD,则CE______CF,BE______DF.
4.如图,AD是△ABC的角平分线,EF垂直平分AD,分别交AB于E,交AC于F,则四边形AEDF是菱形吗?请说明理由.
答案
练习1:
1.3cm. 2.60°.3..
解析:因为四边形ABCD是菱形,所以AC⊥BD,且AO=CO,BO=DO.
又因为AC=6,BD=4,所以AO=3,BO=2.所以.再根据菱形的四条边相等得到该菱形的周长为.
检测1:
1、C.2、C.3、B.
作业1:
1、解析:连接ACBD交于点O,菱形ABCD中,∠BAD=120°,
∴∠B=60°,∴三角形ABC是等边三角形.∴AC=AB=10cm.
由菱形的性质知,OA=5cm,∴OB=cm.∴BD=cm.
2、证明:∵四边形ABCD是菱形,∴CB=CD,∠BCE=∠DCE.
又CE=CE,∴△BCE≌△DCE.∴∠CBE=∠CDE.
∵在菱形ABCD中,AB∥CD,∴∠AFD=∠FDC.∴∠AFD=∠CBE.
3、证明:∵四边形ABCD是菱形,∴OD=OB,∠COD=90°.
∵DH⊥AB于H,∴∠DHB=90°.∴OH=OB.∴∠OHB=∠OBH.
又∵AB∥CD,∴∠OBH=∠ODC.∴∠OHB=∠ODC.
在Rt△COD中,∠ODC+∠DCO=90°,
在Rt△DHB中,∠DHO+∠OHB=90°,∴∠DHO=∠DCO.
巩固练习:
解答:(1)∵四边形ABCD为平行四边形,∴AD∥BC.∴∠AEB=∠EAD.
又∵AE=AB,∴∠ABE=∠AEB.∴∠ABE=∠EAD.
(2)∵AD∥BC,∴∠ADB=∠DBC.
又∵∠AEB=2∠ADB,∠AEB=∠ABE,∴∠ABE=2∠DBC.∴∠ABD=∠DBC.
∴∠ABD=∠ADB.∴AB=AD.
又∵四边形ABCD为平行四边形,∴四边形ABCD是菱形.
练习2:
1.(1)×;(2)√;(3)×;(4)×.
2.(1)菱;(2)矩;(3)矩;(3)菱.
检测2:
1.C.2.C.3.C.
4.四边形AEDF是菱形
理由:∵DE∥AC,DF∥AB,∴四边形AEDF是平行四边形.
∵DE∥AC,∴∠2=∠3.
∵AD是△ABC的角平分线,∴∠1=∠2.∴AE=DE.∴□AEDF是菱形.
作业2:
答案:1.B. 2.菱,. 3.=,=.
4.解:四边形AEDF是菱形;理由如下:
∵EF垂直平分AD,∴△AOF与△DOF关于直线EF成轴对称.∴∠ODF=∠OAF.
又∵AD平分∠BAC,即∠OAF=∠OAE,∴∠ODF=∠OAE.∴AE∥DF.
同理可得DE∥AF.∴四边形AEDF是平行四边形,∴EO=OF
又∵□AEDF的对角线AD,EF互相垂直平分,∴□AEDF是菱形.
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