内容正文:
专题07菱形复习讲义
知识目标
能力目标
应试目标
1.吃透菱形定义,分清与平行四边形的区别
2.牢记性质:四边相等+对角线垂直,对称性记牢
3.掌握3种判定方法,不丢前提条件
4.熟记衍生结论:对角线平分一组对角,可用于角度计算
1.会用性质算边长、对角线,快速解题
2.规范书写推理,证明菱形判定不踩坑
3.搞定折叠、对角线夹角等期中高频模型
4.综合运用知识,应对中档+简单压轴题
1.基础题不丢分,选择填空秒搞定
2.中档题不踩坑,规范步骤拿满分
3.规避高频易错点,减少不必要失分
4.轻松应对压轴基础问,高效提分
题型01.利用菱形的性质求角度
题型02.利用菱形的性质求线段长
题型03.利用菱形的性质求面积
题型04.利用菱形的性质证明
题型05.菱形的判定与证明
题型06.由菱形的性质与判定求角度
题型07.由菱形的性质与判定求线段长
题型08.由菱形的性质与判定求面积
题型09.菱形与折叠问题
题型10.菱形与动点问题
题型11.菱形与最值问题
题型12.菱形的多结论判断问题
题型13.菱形的存在性问题
解答题5题
菱形专属身份卡
定义:一组邻边相等的平行四边形(平行四边形的 “边特殊款”)
家族地位:平行四边形→菱形→正方形(边特殊化进阶,与矩形 “角特殊化” 形成双子星)
双重属性:既是平行四边形(继承所有性质),又是菱形(独有边、对角线特性)
核心性质・四字口诀速记(菱形超能力)
项目
文字语言
几何语言
图示
边
对边平行,四条边都相等
AB∥CD,AD∥BC AB=BC=CD=DA
角
对角相等,邻角互补
∠A=∠C,∠B=∠D∠A+∠B=180∘
对角线
互相平分且垂直每条对角线平分一组对角
OA=OC,OB=OD AC⊥BD
∠BAC=∠DAC,∠ABD=∠CBD
对称性
中心对称、轴对称(2 条对称轴)
对称中心:对角线交点 O
面积
底 × 高 或 对角线乘积的一半
S=底×高 S=ACBD
判定定理・三招定菱形(满足其一即可)
判定
方法
文字语言
几何语言
图示
定义
有一组邻边相等的平行四边形是菱形
∵ 平行四边形 ABCD,AB=AD
∴ 菱形 ABCD
四边相等
四条边相等的四边形是菱形
∵ AB=BC=CD=DA
∴ 菱形 ABCD
对角线垂直
对角线互相垂直的平行四边形是菱形
∵ 平行四边形 ABCD,AC⊥BD
∴ 菱形 ABCD
对角线垂直平分
对角线垂直且平分的四边形是菱形
∵ AC⊥BD,OA=OC,OB=OD
∴ 菱形 ABCD
菱形的面积计算
计算方法
符号表述
主要依据
.菱形面积=底高
菱形是特殊的平行四边形
菱形面积=两条对角线乘积的一半
特殊四边形对比表(一眼分清)
图形
边的特征
对角线特征
对称轴数量
平行四边形
对边平行且相等
互相平分
0
矩形
对边平行且相等
互相平分且相等
2(对边中点连线)
菱形
四边相等
互相垂直平分且平分对角
2(对角线)
正方形
四边相等
垂直平分且相等、平分对角
4
题型01.利用菱形的性质求角度
【典例】下列关于菱形的说法正确的是( )
A.菱形的四个内角一定相等 B.菱形的对角线一定相等
C.菱形的四条边都相等 D.菱形的周长和面积一定相等
【跟踪专练1】中国结寓意团圆、美满,以独特的东方神韵体现中国人民的智慧和深厚的文化底蕴,徐明家有一个菱形中国结装饰如图,测得,则的度数为______.
【跟踪专练2】如图,在菱形中,对角线,交于点,,现以点为旋转中心,将所在的直线绕点逆时针旋转,旋转之后的直线与边,所在的直线分别交于点,,连接、,要使四边形是矩形,则的大小可以是( )
A. B. C. D.
题型02.利用菱形的性质求线段长
【典例】已知菱形的周长是,一条较短的对角线的长是,则该菱形较小的内角是__________度
【跟踪专练1】如图,四边形是菱形,于,则等于( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,已知四边形是菱形,对角线交于点,,以点为圆心,的长为半径作圆弧交线段于点,,则菱形的周长是______.
题型03.利用菱形的性质求面积
【典例】已知菱形的两对角线长分别为和,则菱形的面积为( )
A.8 B.12 C.24 D.48
【跟踪专练1】如图,在菱形中,对角线交于点O,,.则菱形的面积是______.
【跟踪专练2】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( )
A. B. C.48 D.96
题型04.利用菱形的性质证明
【典例】有一组邻边相等的平行四边形是____________
菱形是特殊的____________,因此它具有平行四边形的所有性质,但它也有自己独特的性质.
【跟踪专练1】在菱形中,对角线相交于点,下列结论中不一定正确的是( )
A. B.
C. D.
【跟踪专练2】如图,菱形的对角线相交于点O,过点A作于点E,连接.
(1)________(填“>”“<”或“=”);
(2)若,菱形的面积为4,则的长为______.
题型05.菱形的判定与证明
【典例】下列图片中,能观察到菱形的是( )
A. B. C. D.
【跟踪专练1】如图,在四边形中,,,在不添加任何辅助线的前提下,要想四边形成为一个菱形,只需添加的一个条件是______.
【跟踪专练2】的两边、的长是关于的方程的两个实数根.当为________时,四边形是菱形.
【跟踪专练3】如图,,是的对角线,过点作,交的延长线于点,则添加下列条件,不能使为菱形的是( )
.
A. B. C. D.
题型06.由菱形的性质与判定求角度
【典例】如图,在中,,分别以C、B为圆心,的长为半径画弧,两弧交于点D,连接、、.若,则______°.
【跟踪专练1】按如下步骤作四边形:()画;()以点为圆心,个单位长度为半径画弧,分别交于点;()分别以点和点为圆心,个单位长度为半径画弧,两弧交于点;()连接.若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,是的角平分线,交于,交于.且交于,则_____度.
题型07.由菱形的性质与判定求线段长.
【典例】如图,在的两边上分别截取,使,分别以点A,B为圆心,长为半径作弧,两弧交于点C,连接,若,四边形的面积为,则的长为______.
【跟踪专练1】如图,在中,,若,则的周长为( )
A.12 B.24 C.30 D.36
【跟踪专练2】以矩形对角线上两点,为对角线作菱形,点,分别落在矩形边,上.若,,则的长为________.
题型08.由菱形的性质与判定求面积
【典例】一个平行四边形的一条边长是,两条对角线的长分别是和,这个平行四边形的面积是______.
【跟踪专练1】如图,已知,分别以点 、 为圆心,以5为半径画弧,两条弧分别交于、两点,则以、、、四点为顶点的四边形的面积是( )
A.12 B.24 C.30 D.48
【跟踪专练2】如图,在中,按以下步骤作图:①以点A为圆心,的长为半径画弧,交于点F;②分别以点F,B为圆心,以大于的长为半径画弧,两弧在内交于点G;③作射线,交边于点E,交于点O,连接.若,,则四边形的面积为_________.
题型09.菱形与折叠问题
【典例】如图,在菱形纸片中,,点在边上,将菱形纸片沿折叠,点落在边的垂直平分线上的点处,则的大小为________.
【跟踪专练1】如图,在菱形中,,M,N分别是边,上任意一点,将菱形沿翻折,点A落在对角线上的点E处,下列结论.①;②若,则;③若M是的中点,则四边形是菱形;④若菱形边长为6,M是的中点,去掉点A落在对角线上的条件,则的最小值为.其中所有正确结论的序号是_____.
【跟踪专练2】如图,在菱形中,,,点在边上,连接,将沿折叠,若点落在延长线上的点处,则的长为( )
A.3 B. C. D.
题型10.菱形与动点问题
【典例】如图,矩形中,,,点从点出发向点运动,同时点从点出发向点运动,运动速度都是1cm/s,设运动时间为(),若四边形是菱形,则的值为___________.
【跟踪专练1】如图,在菱形中,,分别是边,上的动点,是对角线上的动点,若,,则的最小值是( )
A.2 B.3 C.4 D.
【跟踪专练2】如图,在菱形 中,、交于点,,,点为线段上的一个动点.过点分别作于点 ,作于点 ,则的值为( )
A. B.5 C. D.6
题型11.菱形与最值问题
【典例】如图,菱形,点A、B、C、D均在坐标轴上,,点,点E是的中点,点P是上的一动点,则的最小值是( )
A.4 B.5 C. D.
【跟踪专练1】如图,菱形中,点为的中点,点为对角线上一个动点,连接、,若,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,在菱形中,,,E、F分别为线段和线段上两动点,且满足,连接、,则的最小值为________.
题型12.菱形的多结论判断问题
【典例】如图,在菱形中,,与交于点O,E为延长线上一点,且,连接,分别交,于点F、G,连接、,则下列结论:
①;
②四边形是菱形;
③四边形与四边形面积相等.
其中正确的有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【跟踪专练1】如图,在菱形中,,E,F分别是,的中点,,相交于点G,连接,,有下列结论:①;②;③;④.其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【跟踪专练2】如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,B为x轴上一点,菱形的边为长2,, 点D是边上一动点 (不与点 O, B重合), 点E在边上, 且,下列结论:①; ②的大小随点D的运动而变化;③直线 的解析式为 ④的最小值为 其中错误的有__________.(填写序号)
题型13.菱形的存在性问题
【典例】如图,在矩形中,,,点H在上,,E,G是矩形的边,上的动点,以E,H,G,F四点构造菱形.在点E、G运动变化过程中,点F到的距离为______;点F的运动轨迹(起点到终点)长度为______.
【跟踪专练1】如图,在中,点O是边上的一个动点,过点O作直线,设交的角平分线于点E,交的外角平分线于点F.
(1)求证:;
(2)当点O运动到何处时,四边形是矩形?并证明你的结论.
(3)当点运动到何处,且当满足什么条件时,四边形是菱形?并说明理由.
【跟踪专练2】,如图1,在平面直角坐标系中,点A、B、C、D的坐标分别为,连接和,点P为线段上从左向右运动的点,以为边作菱形,其中点E落在x轴上.
(1)则的长为_____,的度数为_____;
(2)在点P运动过程中,是否能使得四边形为正方形?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)如图2,当点P运动到使菱形的顶点F恰好在边上时,求出此时点F的坐标;
(4)若要使得顶点F不落在四边形外,请写出菱形的对角线交点的运动路径长.(直接写出答案)
【解答题】
1.如图,在菱形中,,垂足为,,垂足为.
(1)求证:;
(2)若,则的度数为__________.
2.如图,在菱形中,对角线和交于点O,分别过点B、C作,,与交于点E.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)当,时,求的长.
3.如下图,在菱形中,对角线、交于点,若,,则菱形的面积?
4.如图,在菱形中,是的中点,,的延长线交于点,连接,.
.
(1)求证:;
(2)连接,请判断与的位置关系,并说明理由;
(3)当菱形满足______时,四边形是菱形.
5.如图,四边形中,,点在边上,四边形为平行四边形,,动点从点出发,沿以每秒3个单位长度的速度向终点运动,设点的运动时间为秒.
(1)的长为___________,的长为___________;
(2)连结,若将的面积分为两部分,求的值;
(3)若为等腰三角形,求的值;
(4)在点运动过程中,作点关于直线的对称点,当直线与边或边平行或共线时,直接写出的值.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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专题07菱形复习讲义
知识目标
能力目标
应试目标
1.吃透菱形定义,分清与平行四边形的区别
2.牢记性质:四边相等+对角线垂直,对称性记牢
3.掌握3种判定方法,不丢前提条件
4.熟记衍生结论:对角线平分一组对角,可用于角度计算
1.会用性质算边长、对角线,快速解题
2.规范书写推理,证明菱形判定不踩坑
3.搞定折叠、对角线夹角等期中高频模型
4.综合运用知识,应对中档+简单压轴题
1.基础题不丢分,选择填空秒搞定
2.中档题不踩坑,规范步骤拿满分
3.规避高频易错点,减少不必要失分
4.轻松应对压轴基础问,高效提分
题型01.利用菱形的性质求角度
题型02.利用菱形的性质求线段长
题型03.利用菱形的性质求面积
题型04.利用菱形的性质证明
题型05.菱形的判定与证明
题型06.由菱形的性质与判定求角度
题型07.由菱形的性质与判定求线段长
题型08.由菱形的性质与判定求面积
题型09.菱形与折叠问题
题型10.菱形与动点问题
题型11.菱形与最值问题
题型12.菱形的多结论判断问题
题型13.菱形的存在性问题
解答题5题
菱形专属身份卡
定义:一组邻边相等的平行四边形(平行四边形的 “边特殊款”)
家族地位:平行四边形→菱形→正方形(边特殊化进阶,与矩形 “角特殊化” 形成双子星)
双重属性:既是平行四边形(继承所有性质),又是菱形(独有边、对角线特性)
核心性质・四字口诀速记(菱形超能力)
项目
文字语言
几何语言
图示
边
对边平行,四条边都相等
AB∥CD,AD∥BC AB=BC=CD=DA
角
对角相等,邻角互补
∠A=∠C,∠B=∠D∠A+∠B=180∘
对角线
互相平分且垂直每条对角线平分一组对角
OA=OC,OB=OD AC⊥BD
∠BAC=∠DAC,∠ABD=∠CBD
对称性
中心对称、轴对称(2 条对称轴)
对称中心:对角线交点 O
面积
底 × 高 或 对角线乘积的一半
S=底×高 S=ACBD
判定定理・三招定菱形(满足其一即可)
判定
方法
文字语言
几何语言
图示
定义
有一组邻边相等的平行四边形是菱形
∵ 平行四边形 ABCD,AB=AD
∴ 菱形 ABCD
四边相等
四条边相等的四边形是菱形
∵ AB=BC=CD=DA
∴ 菱形 ABCD
对角线垂直
对角线互相垂直的平行四边形是菱形
∵ 平行四边形 ABCD,AC⊥BD
∴ 菱形 ABCD
对角线垂直平分
对角线垂直且平分的四边形是菱形
∵ AC⊥BD,OA=OC,OB=OD
∴ 菱形 ABCD
菱形的面积计算
计算方法
符号表述
主要依据
.菱形面积=底高
菱形是特殊的平行四边形
菱形面积=两条对角线乘积的一半
特殊四边形对比表(一眼分清)
图形
边的特征
对角线特征
对称轴数量
平行四边形
对边平行且相等
互相平分
0
矩形
对边平行且相等
互相平分且相等
2(对边中点连线)
菱形
四边相等
互相垂直平分且平分对角
2(对角线)
正方形
四边相等
垂直平分且相等、平分对角
4
题型01.利用菱形的性质求角度
【典例】下列关于菱形的说法正确的是( )
A.菱形的四个内角一定相等 B.菱形的对角线一定相等
C.菱形的四条边都相等 D.菱形的周长和面积一定相等
【答案】C
【分析】本题考查了菱形的性质.菱形是四边相等的四边形,因此四条边一定相等;但内角不一定相等,对角线不一定相等,据此进行逐项分析,即可作答.
【详解】解:A、菱形的四个内角不一定相等,故该选项不符合题意;
B、菱形的对角线不一定相等,故该选项不符合题意;
C、菱形的四条边都相等,故该选项符合题意;
D、菱形的周长和面积一定相等是不正确的,故该选项不符合题意;
故选:C
【跟踪专练1】中国结寓意团圆、美满,以独特的东方神韵体现中国人民的智慧和深厚的文化底蕴,徐明家有一个菱形中国结装饰如图,测得,则的度数为______.
【答案】/70度
【分析】根据菱形的性质可得,再由等腰三角形的性质解答即可.
【详解】解:∵四边形是菱形,,
∴,
∵,
∴.
【跟踪专练2】如图,在菱形中,对角线,交于点,,现以点为旋转中心,将所在的直线绕点逆时针旋转,旋转之后的直线与边,所在的直线分别交于点,,连接、,要使四边形是矩形,则的大小可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由菱形的对角线互相垂直知,由矩形的两条对角线互相平分且相等的性质、等边对等角推知,则,再由求解即可.
【详解】解:在菱形中,对角线,交于点,
,,,
,
四边形是矩形,
,
,
,
,即
题型02.利用菱形的性质求线段长
【典例】已知菱形的周长是,一条较短的对角线的长是,则该菱形较小的内角是__________度
【答案】60
【分析】本题考查了菱形的性质,熟练掌握其性质是解题的关键.
先根据菱形的周长求出边长,再根据较短对角线与边长相等,得出由对角线和两边组成的三角形是等边三角形,进而求解.
【详解】解:由题意知,菱形的边长为,
又∵较短的对角线也为,
如图,,
∴为等边三角形,
∴.
故答案为:60.
【跟踪专练1】如图,四边形是菱形,于,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设与交于点,根据菱形的性质可得,,,利用勾股定理求出的长,再根据菱形的面积公式即可求出的长.
【详解】解:设与交于点,
四边形是菱形,,,
,,,
在中,,
,
,
.
【跟踪专练2】如图,已知四边形是菱形,对角线交于点,,以点为圆心,的长为半径作圆弧交线段于点,,则菱形的周长是______.
【答案】24
【分析】由菱形的性质得,,,,再证明是等边三角形,得,然后求出,即可解决问题.
【详解】解:∵四边形是菱形,
∴,,,,
∴是等边三角形,
∴,
∵以点C为圆心,的长为半径作圆弧交线段于点E,
∴,
∴,
∴菱形的周长.
题型03.利用菱形的性质求面积
【典例】已知菱形的两对角线长分别为和,则菱形的面积为( )
A.8 B.12 C.24 D.48
【答案】C
【详解】∵菱形的面积等于两条对角线乘积的一半,已知该菱形两对角线长分别为和,
∴菱形的面积.
【跟踪专练1】如图,在菱形中,对角线交于点O,,.则菱形的面积是______.
【答案】
4
【详解】解:∵四边形是菱形,,
∴,
在中,,
∴,
∴ .
【跟踪专练2】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( )
A. B. C.48 D.96
【答案】C
【分析】由菱形的性质得,,再由直角三角形斜边上的中线性质求出的长度,然后由菱形的面积公式求解即可.
【详解】解:∵四边形是菱形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
题型04.利用菱形的性质证明
【典例】有一组邻边相等的平行四边形是____________
菱形是特殊的____________,因此它具有平行四边形的所有性质,但它也有自己独特的性质.
【答案】 菱形 平行四边形
【解析】略
【跟踪专练1】在菱形中,对角线相交于点,下列结论中不一定正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了菱形的性质,理解其性质是解题的关键.
根据菱形的性质解题即可.
【详解】解:∵ 四边形是菱形,
∴ ,,,
∴选项、、不合题意;
不一定成立(仅当菱形为正方形时对角线相等)
∴选项符合题意.
故选:D.
【跟踪专练2】如图,菱形的对角线相交于点O,过点A作于点E,连接.
(1)________(填“>”“<”或“=”);
(2)若,菱形的面积为4,则的长为______.
【答案】 =
【分析】(1)由菱形的性质得,,再由等腰三角形的性质得,然后由直角三角形斜边上的中线性质得,则,即可得出结论;
(2)由菱形面积求出,再由勾股定理求出,然后由,即可得出答案.
【详解】(1)四边形是菱形,
,.
.
,
.
.
.
.
故答案为:;
(2)四边形是菱形,
,,.
.
,即,
.
.
在中,由勾股定理,得.
,即,
.
故答案为:.
【点睛】本题考查了菱形的性质、等腰三角形的性质、直角三角形的性质、勾股定理等知识,熟练掌握菱形的性质和勾股定理是解题的关键.
题型05.菱形的判定与证明
【典例】下列图片中,能观察到菱形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了菱形的定义,有一组邻边相等的平行四边形称为菱形.菱形的四条边相等,据此判定即可.
【详解】解:选项A中四边形不是平行四边形,
选项B中,四边形的四边相等,能观察到菱形,符合题意;
选项C中是矩形,
选项D中没有四边都相等的四边形.
故选:B.
【跟踪专练1】如图,在四边形中,,,在不添加任何辅助线的前提下,要想四边形成为一个菱形,只需添加的一个条件是______.
【答案】
【分析】本题考查了菱形的判定、平行四边形的判定与性质等知识,熟练掌握菱形的判定和平行四边形的判定与性质是解题的关键.先证四边形是平行四边形,再由菱形的判定即可得出结论.
【详解】解:需添加的一个条件是,理由如下:
,,
四边形是平行四边形,
,
平行四边形ABCD是菱形,
故答案为:(答案不唯一).
【跟踪专练2】的两边、的长是关于的方程的两个实数根.当为________时,四边形是菱形.
【答案】
【分析】本题考查了根与系数的关系和平行四边形和菱形的性质.先根据菱形的性质得到,则根据根的判别式的意义得到,然后解关于m的方程即可解题.
【详解】解:由题可得:,
则方程有两个相等的实数根,
∴,
解得:,
故答案为:.
【跟踪专练3】如图,,是的对角线,过点作,交的延长线于点,则添加下列条件,不能使为菱形的是( )
.
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据各选项条件,结合菱形判定依据,逐一分析能否判定平行四边形为菱形.
【详解】解:A、∵是平行四边形,
∴,.
∵,
∴,是平行四边形.
∴.
∵,
∴是菱形,不符合题意.
B、∵,
∴.
∵,
∴只能说明是的角平分线,无法推出的邻边相等或对角线垂直,不能判定其为菱形,符合题意.
C、,直接根据“对角线互相垂直的平行四边形是菱形”,可判定是菱形,不符合题意.
D、由三角形外角性质,,
∵ ,
∴ ,
∴,
∴是菱形,不符合题意.
故选:B.
【点睛】本题考查了平行四边形的性质、菱形的判定定理、三角形外角性质,解题关键是准确区分 “能判定菱形的条件” 和 “不能判定菱形的条件”,熟练将角的关系转化为边的关系.
题型06.由菱形的性质与判定求角度
【典例】如图,在中,,分别以C、B为圆心,的长为半径画弧,两弧交于点D,连接、、.若,则______°.
【答案】25
【分析】根据作图,得到,得到菱形,根据菱形的性质解得即可.
本题考查了基本作图,菱形的判定和性质,熟练掌握菱形的判定和性质是解题的关键.
【详解】解:根据作图,得到,
故四边形是菱形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
故答案为:25.
【跟踪专练1】按如下步骤作四边形:()画;()以点为圆心,个单位长度为半径画弧,分别交于点;()分别以点和点为圆心,个单位长度为半径画弧,两弧交于点;()连接.若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先证明四边形是菱形,再根据菱形的性质即可求得答案.
【详解】解:由作图可知,,
∴四边形是菱形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴.
【跟踪专练2】如图,是的角平分线,交于,交于.且交于,则_____度.
【答案】
【分析】先根据平行四边形的判定定理得出四边形为平行四边形,再根据平行线的性质及角平分线的性质得出,故可得出为菱形,根据菱形的性质即可得出结论.
【详解】解:如图:
,,
四边形为平行四边形,
,,
是的角平分线,
,
,
为菱形.
,即.
题型07.由菱形的性质与判定求线段长.
【典例】如图,在的两边上分别截取,使,分别以点A,B为圆心,长为半径作弧,两弧交于点C,连接,若,四边形的面积为,则的长为______.
【答案】10
【分析】根据作法判定出四边形是菱形,再根据菱形的面积等于对角线乘积的一半列式计算即可得解.本题考查了菱形的判定与性质,菱形的面积等于对角线乘积的一半的性质,判定出四边形是菱形是解题的关键.
【详解】解:根据作图,,
,
,
四边形是菱形,
,四边形的面积为,
,
解得.
故答案为:10.
【跟踪专练1】如图,在中,,若,则的周长为( )
A.12 B.24 C.30 D.36
【答案】B
【分析】可证明是菱形,得到,据此可得答案.
【详解】解:∵在中,,
∴是菱形,
∴,
∴的周长.
【跟踪专练2】以矩形对角线上两点,为对角线作菱形,点,分别落在矩形边,上.若,,则的长为________.
【答案】
【分析】本题考查矩形的性质,菱形的判定和性质,勾股定理,连接,交于点,连接,先证明,进而推出四边形为菱形,在中,勾股定理求出的长,在中,勾股定理求出的长,进而求出的长,在中,勾股定理求出的长,在中,勾股定理求出的长,再利用线段的和差关系求出的长即可.
【详解】解:连接,交于点,连接,
∵菱形,
∴,,,,
∴即:
∵矩形,
∴,
∴,
在和中
,
∴,
∴,
∵,
∴四边形为平行四边形,
∵,
∴四边形为菱形,
∴,,
∵,,
∴,
在中,,
在中,,
∴,
∴,
在中,,,
∴,
在中,,
∴,
∴;
故答案为:.
题型08.由菱形的性质与判定求面积
【典例】一个平行四边形的一条边长是,两条对角线的长分别是和,这个平行四边形的面积是______.
【答案】
【分析】本题考查了平行四边形的性质,勾股定理的逆定理,菱形的判定和性质,利用平行四边形的性质和勾股定理的逆定理可得,即得平行四边形是菱形,再根据菱形的面积公式计算即可求解,掌握菱形的判定和性质是解题的关键.
【详解】解:如图,平行四边形中,,,,
则,,
∵,
∴是直角三角形,,即,
∴平行四边形是菱形,
∴,
故答案为:.
【跟踪专练1】如图,已知,分别以点 、 为圆心,以5为半径画弧,两条弧分别交于、两点,则以、、、四点为顶点的四边形的面积是( )
A.12 B.24 C.30 D.48
【答案】B
【分析】此题考查了菱形的性质和判定,勾股定理,解题的关键是熟练掌握以上知识点.
首先根据题意得到四边形是菱形,进而得到,,然后利用勾股定理得到,求出,最后利用菱形的面积公式求解即可.
【详解】解:根据题意可得,,
∴四边形 是菱形,
∴设 和 交于点O,
∴,,
∴
∴
∴四边形的面积.
故选:B.
【跟踪专练2】如图,在中,按以下步骤作图:①以点A为圆心,的长为半径画弧,交于点F;②分别以点F,B为圆心,以大于的长为半径画弧,两弧在内交于点G;③作射线,交边于点E,交于点O,连接.若,,则四边形的面积为_________.
【答案】24.
【分析】根据作图可知AG是角平分线,根据等腰三角形的性质判断四边形AFEB是菱形,求出对角线长即可求面积.
【详解】解:由作图可知,AG平分∠BAF,AB=AF,
∴AG垂直平分BF,∠FAG=∠BAE,
∴EF=EB,
∵AD∥BE,
∴∠FAE=∠AEB,
∴∠BAE =∠AEB,
∴AB=BE,
∴AB=BE=EF=AF,
∴四边形ABEF是菱形,
∴BO=FO=4,
∴,
AE=6,
菱形的面积为;
故答案为:24.
【点睛】本题考查了角平分线的作法、菱形的判定与性质、勾股定理和平行四边形的性质,解题关键是明确角平分线作法,证出四边形是菱形.
题型09.菱形与折叠问题
【典例】如图,在菱形纸片中,,点在边上,将菱形纸片沿折叠,点落在边的垂直平分线上的点处,则的大小为________.
【答案】/75度
【分析】本题主要考查了翻折变换(折叠问题),菱形的性质,等边三角形的性质,以及三角形的内角和定理,熟练掌握折叠的性质是解题的关键.
连接,由菱形的性质及,得到为等边三角形,为的中点,利用三线合一得到为角平分线,得到,,,进而求出,由折叠的性质得到,再利用三角形的内角和定理即可求解.
【详解】解:如图,连接,设与交于点,
∵四边形为菱形,
∴,
∵,
∴是等边三角形,,,
∴,
∵垂直平分,
∴平分,
∴,
∴,
由折叠可得,,
∴.
故答案为:.
【跟踪专练1】如图,在菱形中,,M,N分别是边,上任意一点,将菱形沿翻折,点A落在对角线上的点E处,下列结论.①;②若,则;③若M是的中点,则四边形是菱形;④若菱形边长为6,M是的中点,去掉点A落在对角线上的条件,则的最小值为.其中所有正确结论的序号是_____.
【答案】①②③
【分析】本题利用菱形的性质和折叠的性质,结合相似三角形的判定定理和性质,以及点到直线的距离等知识进行解答.对于①,通过菱形的性质,折叠的性质及三角形内角和定理得到,再由证得;对于②,由①的结论结合三角形内角和定理求得的度数,最后利用折叠的性质即可判断;对于③,利用线段中点的性质,折叠的性质证得和是等边三角形,再证明四边形是平行四边形,最后利用平行四边形邻边相等即可判断;对于④,通过折叠的性质可得点E的轨迹是以点M为圆心,为半径的圆上,当C,E,M三点共线时,取得最小值,通过构造辅助线,利用解含30度直角三角形的性质及勾股定理即可求得目标线段的长度进行判断.
【详解】解:∵四边形是菱形,,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
由折叠可知,,
∴,
又∵,
∴,
∴,结论①正确;
∵,
由①可知,,
在中,,
由折叠可知,,
∴,
∴,结论②正确;
∵M是的中点,
∴,
由折叠可知,,
∴,
∴,
∴是等边三角形,
同理可得是等边三角形,
∴,
∴四边形是平行四边形,
又∵,
∴四边形是菱形,结论③正确;
∵菱形边长为6,M是的中点,
∴,
由折叠可知,,
∴点E的轨迹是以点M为圆心,为半径的圆上,
当C,E,M三点共线时,取得最小值,
此时,
如图,过点M作交延长线于点F,
∵,
∴,
在中,,
∴,
∴,
在中,,
∴,结论④错误,
综上,正确结论序号是①②③.
【跟踪专练2】如图,在菱形中,,,点在边上,连接,将沿折叠,若点落在延长线上的点处,则的长为( )
A.3 B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查菱形的性质,折叠的性质,等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理,熟练掌握以上知识点是解题的关键.
根据菱形的性质,得到,折叠得到垂直平分,进而推出为等腰直角三角形,求出,再根据线段的比例和差关系,进行求解即可.
【详解】解:菱形中,,
,
由折叠可得,垂直平分,
,
为等腰直角三角形,
,
,
,
故选:D.
题型10.菱形与动点问题
【典例】如图,矩形中,,,点从点出发向点运动,同时点从点出发向点运动,运动速度都是1cm/s,设运动时间为(),若四边形是菱形,则的值为___________.
【答案】
【分析】先得到四边形是平行四边形,则当时,四边形是菱形,然后表示出,再对运用勾股定理建立方程求解.
【详解】解:由题意得,,则,
∵四边形是矩形
∴,,
∴四边形是平行四边形,
∴当时,四边形是菱形,
∵
∴,
解得
∴四边形是菱形,则的值为.
【跟踪专练1】如图,在菱形中,,分别是边,上的动点,是对角线上的动点,若,,则的最小值是( )
A.2 B.3 C.4 D.
【答案】D
【分析】本题考查了菱形的性质、利用轴对称求最短路径问题、等腰直角三角形的判定与性质以及勾股定理,关键是利用轴对称将折线段转化为直线段,再结合垂线段最短的性质确定最小值的位置,通过构造直角三角形求解线段长度.
【详解】解:∵四边形是菱形,,,
∴平分,,.
作点关于的对称点,
∵是的角平分线,
∴点落在上,连接,则由轴对称的性质得,
∴,
∴当点、、三点共线时,取得最小值为,
而当时,的长度为最小的线段长,即此时取得最小值.
过点作于点,
∵,
∴.
在中,,,
∴,
∴.
由勾股定理得,
∴(舍去负根),
∴,即的最小值为.
故选:D.
【跟踪专练2】如图,在菱形 中,、交于点,,,点为线段上的一个动点.过点分别作于点 ,作于点 ,则的值为( )
A. B.5 C. D.6
【答案】C
【分析】本题考查了菱形的性质和勾股定理,解题关键是掌握菱形的性质.先利用菱形的对角线互相垂直平分求出菱形边长,再利用等面积法求解即可.
【详解】解:如图,连接,
∵四边形是菱形,
∴与互相垂直平分,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
故选:C.
题型11.菱形与最值问题
【典例】如图,菱形,点A、B、C、D均在坐标轴上,,点,点E是的中点,点P是上的一动点,则的最小值是( )
A.4 B.5 C. D.
【答案】A
【分析】连接,利用菱形的性质,等边三角形的判定和性质,勾股定理,垂线段最短解答即可.
本题考查了菱形的性质,等边三角形的判定和性质,勾股定理,垂线段最短,熟练掌握判定和性质是解题的关键.
【详解】解:∵菱形,点A、B、C、D均在坐标轴上,,点,
∴,,,
∴,
∴,是等边三角形,
∵点E是的中点,
∴,
∵点D与点B关于对称,
故连接,交于点,
当点P与点重合时,的值最小,
且最小值为的长,
由是等边三角形,
故,
∴,
∴,
故的最小值为4,
故选:A.
【跟踪专练1】如图,菱形中,点为的中点,点为对角线上一个动点,连接、,若,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了菱形的性质,等边三角形的判定和性质,三角函数,连接,与交于,由菱形的性质可得,进而可得,得到当且仅当最小,即 三点共线,且时,最大 ,此时,又根据点为边的中点,,得到,即可得到是等边三角形,,,利用三角函数可得,即可求出的最大值,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】解:如图所示,连接,与交于,
∵菱形,
∴与互相垂直平分,
∴点、点关于对称,
∴,
又∵,
∴,
当且仅当最小,即 三点共线,且时,最大 ,
此时,
∵点为边的中点,,
∴,
∵ ,
∴,
∴是等边三角形,
∴,,
∴,
∴,
故选:.
【跟踪专练2】如图,在菱形中,,,E、F分别为线段和线段上两动点,且满足,连接、,则的最小值为________.
【答案】
【分析】过点C作,且,连接,设交于点O,由菱形的性质得到,则可证明,设,则,由勾股定理得,解方程可推出;证明,得到,则可推出当A、F、G三点共线时,有最小值,最小值为线段的长,利用勾股定理求出的长即可得到答案.
【详解】解:如图所示,过点C作,且,连接,设交于点O,
∵四边形是菱形,
∴,
∵,
∴,即,
∴,
设,则,
在中,由勾股定理得,
∴,
解得或(舍去),
∴,
∴;
∵四边形是菱形,
∴,
∴;
∵,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴当A、F、G三点共线时,有最小值,最小值为线段的长,
在中,由勾股定理得,
∴的最小值为.
题型12.菱形的多结论判断问题
【典例】如图,在菱形中,,与交于点O,E为延长线上一点,且,连接,分别交,于点F、G,连接、,则下列结论:
①;
②四边形是菱形;
③四边形与四边形面积相等.
其中正确的有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】D
【分析】①由证明,得出,证出是的中位线,得出,①正确;②先证四边形是平行四边形,再证、是等边三角形,得,则四边形是菱形,②正确;③由菱形的性质可得,由中线的性质,即可得四边形与四边形面积相等,得出③正确.
【详解】解:∵四边形是菱形,
∴,,,,,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴是的中位线,
∴,故①正确;
∵,,
∴四边形是平行四边形,
∵,,
∴、是等边三角形,
∴,
∴四边形是菱形,故②正确;
∴,
∵,
∴,
∴,
∴四边形与四边形面积相等,故③正确;
故正确的结论有3个.
【跟踪专练1】如图,在菱形中,,E,F分别是,的中点,,相交于点G,连接,,有下列结论:①;②;③;④.其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】由菱形的性质及等边三角形的性质得到,由三角形的内角和为求出的值,得出,由直角三角形的性质得到,即可得到;在直角三角形中,,故与不全等,由三角形的面积公式即可判断.
【详解】解:菱形,
是等边三角形,是等边三角形,
,
分别是的中点,
,故①正确;
,
,
在和中,
,
,
,故②正确;
是直角三角形,
,
与不全等,故③错误;
,
,
,故④正确;
综上,正确的有3个.
【跟踪专练2】如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,B为x轴上一点,菱形的边为长2,, 点D是边上一动点 (不与点 O, B重合), 点E在边上, 且,下列结论:①; ②的大小随点D的运动而变化;③直线 的解析式为 ④的最小值为 其中错误的有__________.(填写序号)
【答案】②
【分析】根据菱形的边长为,,可得为等边三角形,又,可证;由,可以证出为等边三角形,所以大小不变;求出,的坐标可以求出直线的解析式为;根据垂线段最短,当时有最小值.
【详解】解:∵菱形的边长为,,
∴,为等边三角形,
∴,,,
在和中
,
∴;(故①正确)
∴,,
∴,
∴为等边三角形,
∴,
∴的大小随点的运动而是不变化的;(故②不正确)
如图,过点作轴于,
∴,
∵四边形是菱形,且边长为,,
∴,,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为;(故③正确)
根据垂线段最短,
∴当时,有最小值,
∵,
∴,
∵
∴四边形是平行四边形,
又∵,
∴四边形是矩形,
∴,
∵为等边三角形,
∴,
即的最小值为.(故④正确).
故答案为:②.
【点睛】本题考查菱形的性质,全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,待定系数法确定一次函数的解析式,直角三角形的性质,矩形的判定和性质,垂线段最短.解题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件,利用数形结合的思想解答.
题型13.菱形的存在性问题
【典例】如图,在矩形中,,,点H在上,,E,G是矩形的边,上的动点,以E,H,G,F四点构造菱形.在点E、G运动变化过程中,点F到的距离为______;点F的运动轨迹(起点到终点)长度为______.
【答案】 3
【分析】如图,过作于,延长交于点,证明,可得,可得点F到的距离为,在线段上运动,记与的交点为,此时,且,可得,当重合时,如图,,当重合时,同理:,再进一步求解即可.
【详解】解:如图,过作于,延长交于点,
而四边形是矩形;
∴,,,,
∴,
∵菱形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴点F到的距离为,
∴在线段上运动,记与的交点为,此时,且,
∴,
当重合时,如图,
,
∴,,
当重合时,
同理:,
∴,
∴,
∴点F的运动轨迹(起点到终点)长度为;
故答案为:3,
【点睛】本题考查的是全等三角形的判定与性质,矩形的性质,菱形的性质,勾股定理的应用,化为最简二次根式,作出合适的辅助线是解本题的关键.
【跟踪专练1】如图,在中,点O是边上的一个动点,过点O作直线,设交的角平分线于点E,交的外角平分线于点F.
(1)求证:;
(2)当点O运动到何处时,四边形是矩形?并证明你的结论.
(3)当点运动到何处,且当满足什么条件时,四边形是菱形?并说明理由.
【答案】(1)证明过程见解析
(2)当点运动到的中点时,四边形是矩形;证明过程见解析
(3)当是直角三角形,且运动到的中点时,四边形是菱形;证明过程见解析
【分析】(1)根据平行线的性质和等腰三角形的性质得到,,即可得证;
(2)先证明四边形是平行四边形,再根据对角线相等的平行四边形是矩形判断即可;
(3)先证明四边形是平行四边形,再根据对角线互相垂直的平行四边形是菱形,判断即可;
【详解】(1)证明:,
,
又平分,
,
,
,
同理可得:,
;
(2)解:当点运动到的中点时,四边形是矩形;
证明如下:当点运动到的中点时,,
,
四边形是平行四边形,
由(1)可得,
,
,即,
四边形是矩形;
(3)解:当是直角三角形,且运动到的中点时,四边形是菱形;
证明如下:当点运动到的中点时,,
,
四边形是平行四边形,
,,
,
,
四边形是菱形.
【跟踪专练2】,如图1,在平面直角坐标系中,点A、B、C、D的坐标分别为,连接和,点P为线段上从左向右运动的点,以为边作菱形,其中点E落在x轴上.
(1)则的长为_____,的度数为_____;
(2)在点P运动过程中,是否能使得四边形为正方形?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)如图2,当点P运动到使菱形的顶点F恰好在边上时,求出此时点F的坐标;
(4)若要使得顶点F不落在四边形外,请写出菱形的对角线交点的运动路径长.(直接写出答案)
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】(1)过点作于,证明是等腰直角三角形,即可得到答案;
(2)由题意,根据正方形的性质,只要证明,即可得到答案;
(3)过点作于,延长、交于点,证明,然后求出,即可得到答案;
(4)过点作轴于,延长,交直线于,连接、,交于点,结合菱形的性质和勾股定理,得到点的坐标为;然后找出临界点,经过讨论分析,即可求出答案.
【详解】(1)解:过点作于,如图:
由题意,点、、、坐标分别为,
,,,,
∴,
,
是等腰直角三角形,
,;
(2)解:存在;理由如下:
四边形为正方形,
,
,
,
,
,
,
,
,
点的坐标为;
(3)解:如图,过点作于,延长、交于点,则四边形是矩形,此时;
∵四边形为菱形,
∴,,
又,
,
,,
,
又∵,
,
,
,
,
,
,
点的坐标为;
(4)解:如图,过点作轴于,延长,交直线于,连接、,交于点,
由(3)可知,,
,,,
,
设,则,
,
,
,
,
点的坐标为,
的中点的坐标为;
点在直线上运动,点在直线上运动,且横坐标的值随的增大而增大;
当点在原点时,即,此时为;
当点在最右端时,即的值最大,此时点恰好在上,即;
,
,
点为;
点的最左端坐标为,最右端的坐标为;
点的运动路径长为:.
【点睛】本题以平面直角坐标系为载体,通过构造垂线、利用等腰直角三角形与全等三角形,将菱形、正方形的性质转化为坐标计算.动点路径分析时,抓住中点坐标规律,结合临界位置求解,体现了“数形结合”与“化动为静”的解题思想.
【解答题】
1.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,
∴,
∴.
2.如图,在菱形中,对角线和交于点O,分别过点B、C作,,与交于点E.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)当,时,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)2
【分析】(1)先由平行四边形的定义证明四边形为平行四边形,然后再由菱形的性质得到,故四边形是矩形;
(2)证出为等边三角形,得,则,由勾股定理求出,进而得出答案.
【详解】(1)证明:,
,
四边形是平行四边形,
四边形是菱形,
,
,
四边形是矩形;
(2)解:四边形是菱形,
,
是的中点,
,
是等边三角形,
,
,
在中,
,
,
四边形是矩形,
,
在中,
,
,
【点睛】本题主要考查的是矩形的判定与性质、菱形的性质、勾股定理、平行四边形的判定与性质、 等边三角形的判定与性质等知识,熟练掌握矩形的判定与性质是解题的关键.
3.如下图,在菱形中,对角线、交于点,若,,则菱形的面积?
【答案】
【分析】根据菱形的性质易证是等边三角形,再利用勾股定理求出,则,最后根据菱形面积等于对角线乘积的一半求解即可.
【详解】解:在菱形中,,,
,,,,
是等边三角形,
,
,
在中,,
,
菱形的面积=.
4.如图,在菱形中,是的中点,,的延长线交于点,连接,.
.
(1)求证:;
(2)连接,请判断与的位置关系,并说明理由;
(3)当菱形满足______时,四边形是菱形.
【答案】(1)见解析;
(2),理由见解析;
(3).
【分析】本题考查了菱形的判定和性质,平行线的性质,全等三角形的判定和性质,熟练掌握菱形的判定和性质定理是解题的关键.
(1)根据菱形的性质得到,求得,根据全等三角形的判定和性质定理即可得到结论;
(2)根据菱形的性质得到,求得,得到,根据垂直的定义得到;
(3)根据等边三角形的判定定理得到是等边三角形,求得,根据菱形的判定定理即可得到结论.
【详解】(1)证明∶∵四边形是菱形,
∴,
∴.
∵是的中点,
∴,
在与中.
∴,
∴;
(2)解:,理由:
如图,
∵四边形是菱形
∴.
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴;
(3)解:当菱形满足时,四边形是菱形,理由如下:
∵四边形是菱形
∴.
∵,,
∴是等边三角形,
∴,
∴.
∵,,
∴四边形是菱形.
故答案为:.
5.如图,四边形中,,点在边上,四边形为平行四边形,,动点从点出发,沿以每秒3个单位长度的速度向终点运动,设点的运动时间为秒.
(1)的长为___________,的长为___________;
(2)连结,若将的面积分为两部分,求的值;
(3)若为等腰三角形,求的值;
(4)在点运动过程中,作点关于直线的对称点,当直线与边或边平行或共线时,直接写出的值.
【答案】(1)13,20
(2)5或
(3)或或
(4)5或
【分析】(1)先根据平行四边形的性质得,再根据勾股定理求出,然后根据得出答案.
(2)先表示出,,再分两种情况可得或,然后得出两个方程,求出解即可;
(3)作,连接,根据平行四边形的性质得,再根据勾股定理求出,然后根据为等腰三角形,分三种情况,分别列出方程求出解即可;
(4)当共线时,则,根据可得,即可求出;当时,连接,先根据“边边边”证明,再说明,进而得出,即可得出四边形是菱形,然后根据边长相等可得答案.
【详解】(1)解:∵四边形为平行四边形,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴.
故答案为:13,20;
(2)解:如图所示,
由题意,得,
∵,
∴.
∵将的面积分为两部分,
即或,且等高,
∴或,
∴或,
∴或,
解得或,
∴t的值为5或;
(3)解:如图,过点E作,连接,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴.
∵,
∴.
由(1)知由(2)知,
∴.
∵为等腰三角形,
∴分三种情况:
当时,则,
解得;
当时,
∴即则,
解得;
当时,,
∵,
∴,
在中,,即,
解得.
综上所述,当为等腰三角形,t的值为或或;
(4)解:∵点B,C,D在同一条直线上,点M与点D关于直线对称,
∴如图所示,当共线时,则,
同理(3)可得,
∴,
∴;
如图,当时,连接,
由对称的性质得,
∵,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴
∴,
∴,
∴点M在上,即四边形是平行四边形.
∵,
∴四边形是菱形,
∴,即,
解得.
综上所述,当直线与边或边平行或共线时,t的值为5或.
【点睛】运用分类讨论的思想方法是解题的关键.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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