内容正文:
21.3.2菱形
第二十一章 四边形
人教版(2024)
素养目标
1 理解菱形的概念及其与平行四边形的关系;
2 探索并证明菱形的性质定理;
3 能熟练运用菱形的性质进行计算和证明.
新知导入
平行四边形
有一个角是直角
矩形
前面研究了角满足特殊条件的平行四边形——矩形.
再来看边满足特殊条件的平行四边形.
平行四边形
一组邻边相等
菱形
探索新知
前面我们学习了矩形,知道了矩形是由平行四边形角的变化得到,如果平行四边形有一个角是直角时,就成为了矩形.
思考 如果从边的角度将平行四边形特殊化,让它有一组邻边相等,这个特殊的平行四边形叫什么呢?
一个角是直角
探索新知
菱形的定义
定义:有一组邻边相等的平行四边形叫作菱形.
注意:菱形是特殊的平行四边形,平行四边形不一定是菱形.
平行四边形
菱形
一组邻边相等
探索新知
菱形也是常见的几何图形. 有些门窗的窗格、美丽的中国结、活动挂架等都有菱形的形象.
地砖等
你还能举出一些例子吗?
菱形是特殊的平行四边形,它除具有平行四边形的所有性质外,还有平行四边形所没有的特殊性质.
对称性:是轴对称图形.
边:四条边都相等.
对角线:互相垂直,且每
条对角线平分一组对角.
角:对角相等.
边:对边平行且相等.
对角线:相互平分.
菱形的特殊性质
平行四边形的性质
7
【例1-1】如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,BD=12cm,AC=6cm,求菱形的周长.
解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,AO=0.5AC,BO=0.5BD.
∵AC=6cm,BD=12cm,
∴AO=3cm,BO=6cm.
在Rt△ABO中,由勾股定理得
∴菱形的周长=4AB=4×3 =12 (cm).
B
A
D
O
C
8
问题2 预习课本P74~P75思考:
已知线段AC,用尺规作图的方法作一个菱形ABCD,使AC为菱形的一条对角线.
小刚的作法如下:如图,分别以A,C为圆心,以大于AC的长为半径作弧,两条弧分别相交于点B,D,依次连接A,B,C,D四点,四边形ABCD是菱形.
根据小刚的作法猜想有什么条件可以判定一个四边形是菱形?对你的猜想进行证明.
提示 猜想:四条边都相等的四边形是菱形.
∵AB=CD,BC=AD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
又∵AB=BC,
∴四边形ABCD是菱形.
探究新知
菱形的性质:
1.菱形的四条边都相等.
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.
符号语言:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD;
A
B
C
O
D
AC平分∠BAD和∠BCD ;
BD平分∠ABC和∠ADC.
AC⊥BD ;
猜想证明 形成性质
我们得到了菱形的性质.如果把矩形和菱形的性质进行比较,发现它们很相似.你能写出矩形、菱形的定义及它们的特殊性质并进行比较吗?
矩形和菱形特殊性质比较
平行四边形
矩形
菱形
一个角是直角
一组邻角相等
一组邻边相等
四个角是直
角(相等)
对角线
相等
四条边
相等
对角线互
相垂直
轴对称性
例4 如图,在菱形ABCD中,点O为对角线AC与BD的交点,且在△AOB中,OA=5,OB=12.求菱形ABCD两对边的距离h.
解:在Rt△AOB中,OA=5,OB=12,
∴S△AOB= OA·OB= ×5×12=30,
∴S菱形ABCD=4S△AOB=4×30=120.
∵
又∵菱形两组对边的距离相等,
∴S菱形ABCD=AB·h=13h,
∴13h=120,得h= .
菱形的面积计算有如下方法:
(1)一边长与两对边的距离(即菱形的高)的积;
(2)四个小直角三角形的面积之和(或一个小直角三角形面积的4倍);
(3)两条对角线长度乘积的一半.
C
当堂检测
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)对角线互相垂直且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.
√
╳
╳
╳
A
B
C
D
O
E
如图,矩形ABCD的对角线相交于点O,DE∥AC,
CE ∥BD.求证:四边形OCED是菱形.
证明:∵DE∥AC,CE∥BD,
∴四边形OCED是平行四边形.
∵四边形ABCD是矩形,
∴OC=OD,
∴四边形OCED是菱形.
证明:∵MN是AC的垂直平分线,
∴AE=CE,AD=CD,OA=OC,
∠AOD=∠EOC=90°.
∵CE∥AB,
∴∠DAO=∠ECO,
∴△ADO≌△CEO(ASA).
∴AD=CE,
∴四边形ADCE是平行四边形.
又∵∠AOD=90°,
∴四边形ADCE是菱形.
如图,△ABC中,AC的垂直平分线MN交AB于点D,交AC于点O,CE∥AB交MN于点E,连接AE、CD.求证:四边形ADCE是菱形.
B
C
A
D
O
E
M
N
(1)证明:由尺规作∠BAF的平分线的过程可得AB=AF,∠BAE=∠FAE,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,∴∠FAE=∠AEB,
∴∠BAE=∠AEB,∴AB=BE,
∴BE=FA,∴四边形ABEF为平行四边形,
∵AB=AF,
∴四边形ABEF为菱形.
如图,在平行四边形ABCD中,用直尺和圆规作∠BAD的
平分线交BC于点E,连接EF.
(1)求证:四边形ABEF为菱形;
(2)AE,BF相交于点O,若BF=6,AB=5,求AE的长.
D
A
B
C
O
D
A
如图,在平行四边形ABCD中,AC平分∠DAB,AB=2,求平行四边形ABCD的周长.
解 ∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AD∥BC,AB∥CD,
∴∠DAC=∠ACB,∠BAC=∠ACD,
∵AC平分∠DAB,
∴∠DAC=∠BAC,
∴∠DAC=∠ACD,
∴AD=DC,
∴四边形ABCD为菱形,
∴四边形ABCD的周长=4×2=8.
练习1 下列平行四边形中,根据图中所标出的数据,不一定是菱形的是( )
A.
B.
C.
D.
解析:A、根据等角对等边可得平行四边形的两条邻边相等,即可得到平行四边形为菱形,不符合题意;
B、根据三角形的内角和定理,得到平行四边形的对角线互相垂直,即可得到平行四边形为菱形,不符合题意;
C、根据同旁内角互补,两直线平行,不能得到平行四边形是菱形,符合题意;
D、根据平行四边形的对边平行,两直线平行,内错角相等,以及等角对等边可得平行四边形的两条邻边相等,即可得到平行四边形为菱形,不符合题意;故选C.
练习2 在菱形
中,对角线
,
相交于点O,
,
,则
的长为( )
A.4
B.5
C.6
D.3
解析:如图,∵四边形ABCD是菱形,
∴
,
,
∵
,∴
.故选D.
练习3 如图,在菱形
中,
,
,O为对角线
的中点,过O作
,垂足为E,则
的长为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
$