内容正文:
数 学
八年级下册 ZJ
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第5章 特殊平行四边形
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5.2
菱形
课时2 菱形的判定
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基础
知识点1 定义法
1.如图,四边形是菱形,点,,, 分别在线段
,,,上,,,, 与
相交于点 .
(1)求证:四边形 是菱形.
【证明】因为四边形是菱形,,,所以, ,
所以四边形,四边形,四边形都是平行四边形,所以 ,
.因为,所以,所以平行四边形 是菱形.
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(2)若四边形是菱形,求证:点是线段 的中点.
【解】由(1)可知,.因为四边形是菱形,所以 ,
所以.因为四边形是菱形,所以 ,所以
,所以点是线段 的中点.
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知识点2 四条边相等的四边形是菱形
(第2题图)
2.【2025云南曲靖一模】如图,将矩形 两次对折:第一
次沿对折,使边与重合,展开后又沿 对折,使边
与重合,再次展开后连结,,, ,得到四边
形.若,,则四边形 的面积为( )
B
A.2 B.4 C.5 D.6
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【解析】因为四边形是矩形,所以 ,
,,,.由对折可知, ,
,所以 ,所以
,所以四边形是菱形.由题意得, ,
,所以菱形的面积为 .故选B.
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(第3题图)
3.【2025江苏南通启东模拟】如图,小红在作线段 的垂直平分线
时,是这样操作的:分别以点,为圆心,大于 的长为半径画
弧,两弧相交于点,,则直线即为所求.连结,, ,
,根据她的作图方法可知,四边形 一定是______.
菱形
【解析】因为分别以点,为圆心,大于 的长为半径画弧,两
弧相交于点,,所以,所以四边形 一定是菱形,故
答案为菱形.
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思路分析
由尺规作图的痕迹可知,则四边形 是菱形.
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知识点3 对角线互相垂直的平行四边形是菱形
4.【2024北京朝阳区质检】如图,已知四边形 是平行四边形,
从,, 中选择一个作为条
件,补充后可使四边形 成为菱形,则应选择____(填序号).
①
【解析】①因为四边形是平行四边形,,所以四边形 为菱形,
故①符合题意;②因为四边形是平行四边形,,所以四边形 为
矩形,不能证明四边形为菱形,故②不符合题意;③因为四边形 是平行
四边形,所以,不能证明四边形 为菱形,故③不符合题意.故
答案为①.
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5.【2024云南昆明模拟】如图,在中, ,
,是的中点,过点作交于点,延长
至,使,连结,, .
(1)求证:四边形 是菱形;
【证明】因为是的中点,所以.因为,所以四边形 是
平行四边形.因为,所以平行四边形 是菱形.
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(2)若,,求 的长.
【解】由(1)知四边形是菱形,所以.因为, ,
所以在中, .因为
,所以在中, .
因为,即,所以 .
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刷易错
易错点 忽略前提条件导致错误判断菱形
6.小惠自编一题:“如图,在四边形中,对角线,交于点 ,
,.求证:四边形 是菱形”,并将自己的证明过程与同学小
洁交流.
小惠:
证明:因为, ,
所以垂直平分 ,
所以, ,
所以四边形 是菱形. 小洁:
这个题目还缺少条件,需
要补充一个条件才能
证明.
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若赞同小惠的证法,请在第一个方框内打“√”;若赞成小洁的说法,
请你补充一个条件,并证明.
【解】赞成小洁的说法,补充条件: .证明如下:
因为,,所以四边形是平行四边形.又因为 ,所
以平行四边形 是菱形.(补充条件不唯一)
易错警示
要判定一个图形是菱形,先看它的前提条件.若是四边形,则证四条边都相等,或
者先证明它是平行四边形;若是平行四边形,则需要找一组邻边相等或对角线互
相垂直.不能忽略菱形的判定的前提条件,盲目判定四边形是菱形.
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提升
1.【2025湖南怀化调研,较难】如图,在矩形中,为对角线 的中点,
,动点在线段上(包括端点),动点在线段 上
(包括端点),点,同时从点出发,以相同的速度分别向终点,运动.点
关于,的对称点分别为,,点关于,的对称点分别为, ,
在点,运动的整个过程中,四边形 形状的变化依次是( )
D
(第1题图)
A.平行四边形 矩形 平行四边形 菱形
B.平行四边形 菱形 平行四边形 菱形
C.菱形 矩形 平行四边形 菱形 平行四边形
D.菱形 平行四边形 矩形 平行四边形 菱形
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【解析】如图(1),当,,三点重合时, ,易得
,所以四边形 是菱形.
图(1)
图(2)
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如图(2),因为四边形是矩形,所以, ,所
以 ,所以 .因为
,,所以.因为点关于,的对称点分别为, ,
点关于,的对称点分别为,,所以,, ,
,所以.由对称可得 ,所以
.同理, ,所以.因为 ,所以四
边形 是平行四边形.
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如图(3),当,分别为,的中点时,连结,.因为四边形 是
矩形,所以.又因为 ,所以 是等边三角形,所以
.又因为,所以,所以 .由对称可得,
.又因为四边形是平行四边形,所以四边形 是矩形.
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如图(4),当,分别与,重合时,, 都是等边三角形,则
易得四边形是菱形,所以在点,运动的整个过程中,四边形
形状的变化依次是菱形 平行四边形 矩形 平行四边形 菱形.故选D.
图(3)
图(4)
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关键点拨
本题综合考查平行四边形与特殊平行四边形,解题的关键是熟练应用对称性和动
态思维解题.
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(第2题图)
2.[中]如图,在中, ,是 的中
点,是的中点,过点作交的延长线于点 ,
连结.若,,则四边形 的面积是____.
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【解析】因为,所以.因为是的中点,
是的中点,所以,.在和 中,
所以,所以 .因为
,所以.又因为,所以四边形 是平行四边形.因为
,是的中点,所以,所以四边形 是菱形.
连结,如图.因为,,所以四边形 是平行四边形,所以
.因为,所以四边形的面积 .
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3.【2025陕西西安调研,中】如图,中, ,将其沿折叠后点
落在处,,是上一动点,连结,.当 取最小值时,
的度数为____ .
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(第3题图)
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【解析】如图,连结.由折叠可得,, ,
.因为,所以 ,所以
,所以,所以 ,所
以四边形是菱形,所以平分.作点关于 的对
关键点拨
由折叠的性质和平行线的性质推出,进而得出四边形
是菱形是本题的解题关键.
称点,连结,易知在上,所以,所以 ,
所以当,,三点共线,且时, 的值最小,此时,
,所以 .又因为
,所以 .故答案为37.
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(第4题图)
4.【2024江苏南京秦淮区调研,中】如图,四边形 为平行四
边形,延长到点,使,连结,,, ,
若是边长为3的等边三角形,点,,分别在线段 ,
,上运动,则 的最小值为_ ___.
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【解析】因为四边形为平行四边形,所以, .
因为,所以,所以 .因为 是边
长为3的等边三角形,所以, ,
所以平行四边形是菱形, ,所以
,所以 是边长为3的等边三角形.因为
,所以.因为 ,所以 为等边
三角形,所以,所以四边形是菱形.如图,作点 关于
直线的对称点,则一定在上.过点作于点,交于点,当
与重合,与重合时,取得最小值,为菱形的高.过点 作
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于
点,则,所以 ,故
的最小值为,故答案为 .
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思路分析
根据四边形为平行四边形,得到,,, ,
结合得到 ,根据 是边长为3的等边三角形,得到
, ,从而得到平行四边形是菱形,结合 ,
,得到,故四边形是菱形.作点 关于直线
的对称点,则一定在上,根据垂线段最短,过点作于点 ,交
于点,当与重合,与重合时,取得最小值,为菱形 的高,
过点作于点,计算 的长即可.
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5.【2024辽宁阜新质检,中】在直角坐标系中,点,,, 的坐标分别为
,,,,若以点,,,为顶点的四边形是菱形,则
的值为_ _____.
4或
【解析】若为边,是对角线,因为四边形为菱形,所以 .因为
,,,所以,解得 ,
(舍去).若为对角线,根据题意可求直线的表达式为 .
因为,所以设直线的表达式为因为直线过 中点
,所以,解得,所以直线 的表达式为
.因为直线过,所以.故答案为4或 .
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6.【2025宁夏中卫期末,中】周末,小颖和妈妈买回来一盏简单而精致的吊灯,
其截面如图所示,四边形是一个菱形内框架,四边形 是其外部框架,
且点,,,在同一直线上, .
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(1)求证:四边形外框 是菱形;
【证明】因为四边形是菱形,所以, ,
.因为,所以 ,所以
,所以 .在
和中, 所以,所以 .
同理可证,.在和中, 所以 ,
所以,所以,所以四边形 是菱形.
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(2)若外框的周长为,,,求 的长.
【解】如图所示,连结,交于点.因为四边形 是菱
形,周长为,,所以 ,
, ,所以
, ,所以
,所以
,所以的长为 .
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7.【2025云南昆明期末,较难】如图,将平行四边形 沿
折叠,点恰好落在的延长线上的点处,连结,
与交于点 .
(1)求证:四边形 是菱形.
【证明】因为将平行四边形沿折叠,点恰好落在
的延长线上的点处,连结,与交于点,所以, ,
,所以.又因为 ,所以
,所以,所以四边形 是平行四边形.又因为
,所以平行四边形 是菱形.
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(2)若, .
①求 的面积;
【解】因为四边形是菱形,,,所以 ,
,所以.因为四边形 是菱形,
所以.因为四边形是平行四边形,所以 ,所以
.设菱形边上的高为,所以菱形 的面积为
,即,解得 ,所以
.
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②若直线上有一点,当为等腰三角形时,直接写出线段 的长.
【解】线段的长为2或18或或5.由①得.因为四边形 是平行四边
形,所以 .
图(1)
如图(1)所示,以点为圆心, 长为半径画
弧,与直线相交于点, .
当时, 为等腰三角形,
所以 .
当时, 为等腰三角形,
所以 .
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图(2)
如图(2)所示,以点为圆心, 长为半径画弧,
与直线相交于点 .
当时,为等腰三角形,作
于.由①可知 ,所以
,
所以 .
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图(3)
当时,如图(3).由①可知 ,因为四
边形是菱形,所以,所以 ,所
以在点处,此时为等腰三角形,则 .
综上所述,当为等腰三角形时,线段 的长为2或18或
或5.
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刷素养 走向重高
8.核心素养 推理能力[较难]如图,在平行四边形中,,分别是 ,
的中点,,,分别是对角线的四等分点,顺次连结,,, .
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(1)求证:四边形 是平行四边形.
【证明】连结,如图所示.因为四边形是平行四边形,是 的中点,所
以在上,且.因为,,分别是对角线的四等分点,所以, 分别
为,的中点.因为是的中点,所以为的中位线,所以 ,
,同理可得,,所以, ,所以四边
形 是平行四边形.
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思路分析
连结,由平行四边形的性质和已知条件得出,分别为,的中点,证出
为的中位线,由三角形中位线定理得出, ,同理可得
,,得出, ,即可得出结论;
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(2)当平行四边形满足_________时,四边形 是菱形.
【解析】当满足时,四边形 是菱形.理由如下:
连结,如图.易得,,所以四边形 是平行四边形,所以
.由(1)得四边形是平行四边形,因为,所以 ,
即,所以平行四边形是菱形.故答案为 .
思路分析
.连结,证出四边形是平行四边形,再证明 ,即可得出
平行四边形 是菱形;
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(3)若,探究四边形 的形状,并说明理由.
【解】四边形 是矩形.理由如下:
因为由(2)得四边形是平行四边形,所以.因为 ,所以
,所以 .
又因为由(1)知四边形是平行四边形,所以四边形 是矩形.
思路分析
由(2)得,四边形是平行四边形,得出,结合已知证出 ,
即可得出四边形 是矩形.
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微专题4 特殊平行四边形中等积法的应用
方法指导
如图,在矩形中,,,是的中点,连结 ,
,点在线段上(点不与点,重合),过点作 于
,于,求 的值.
解:连结.因为四边形是矩形,所以 ,
, .
因为是的中点,所以 ,所以
.
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因为的面积的面积 ______________,
所以 ,
所以,解得 _ ____.
的面积
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针对训练
1.【2025广西玉林期末,中】如图,在矩形中, ,
,于,则线段 的长是( )
C
A.3 B.2.5 C.2.4 D.2
【解析】因为四边形是矩形,所以 ,
,所以 .因为
,所以 . 故选C.
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2.【2024陕西咸阳秦都区调研,较难】如图所示,四边形中, 于点
,,,点为线段上的一个动点.过点 分别作
于点,于点.连结,在点运动过程中, 的
最小值等于_____.
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【解析】因为,,所以 ,四
边形是平行四边形.因为于点 ,所以平行四边
形是菱形, ,所以
.连结 ,如图所示.因为
,所以 ,即
,所以 ,所以
,所以当最短时, 有最小值.由垂线段最短可知,
当时,最短,所以当点与点重合时, 有最小值,最
小值为 ,故答案为7.8.
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思路分析
证得四边形是菱形,得,连结 ,由三角形面积关系求出
,则当最短时,有最小值,即当时,
最短,即可得出答案.
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