内容正文:
平行四边形
21.3.2 菱 形
1
1.理解并掌握菱形的定义和性质.
2.能熟练运用菱形的性质进行计算和证明.
学习目标
平行
四边形
矩形
前面我们学习了平行四边形和矩形,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,就变成矩形.
有一个角是直角
那么当平行四边形边发生变化时,会得到什么特殊平行四边形呢?
情景导入
探究点1
将一个菱形分别沿它的两条对角线对折,然后打开.
观察图形,回答下列问题:
(1)菱形在对称性方面有什么特点?
菱形的性质
菱形是轴对称图形,它的对角线所在的直线就是它的对称轴.
菱形在平行四边形的基础上多了邻边相等的条件.
探究点1
将一个菱形分别沿它的两条对角线对折,然后打开.
观察图形,回答下列问题:
(2)菱形是特殊的平行四边形,它和平行四边形相比,有什么特殊之处?
菱形的性质
由于菱形是有一组邻边相等的平行四边形,由平行四边形对边相等的性质容易发现菱形的四条边都相等.
探究点1
将一个菱形分别沿它的两条对角线对折,然后打开.
观察图形,回答下列问题:
(3)平行四边形的两组对边分别相等,那么菱形的四条边有怎样的关系呢?
菱形的性质
归纳总结:菱形的四条边都相等.
思考 因为菱形是平行四边形,所以它具有平行四边形的所有性质,由于它有一组邻边相等,它是否具有一般平行四边形不具有的一些特殊性质呢?
思考:从哪些方面考虑它的特殊性质呢?
(1) 分小组讨论; (2) 然后发表看法.
A
B
C
D
O
边特殊化
A
B
C
O
D
活动:准备素材:直尺、量角器、课本等.
(1) 请同学们以小组为单位,测量书本中菱形的四条边的长度、四个角的度数和对角线的长度及夹角度数,并记录测量结果.
探究新知
同样地,菱形是四条边相等的四边形.
反过来,四条边相等的四边形是菱形吗?
你能用折纸的办法得到一个菱形吗?
先将一张长方形的纸对折、再对折,然后沿图中的虚线剪下,将纸展开,就得到了一个菱形.
展开
猜想2:四条边相等的四边形是菱形.
如何证明这个猜想呢?
探究新知
猜想2:四条边相等的四边形是菱形.
已知:如图,在四边形ABCD中,AB=BC=CD=AD.
求证:四边形ABCD是菱形.
证明:∵AB=BC=CD=AD;
∴AB=CD , BC=AD.
∴四边形ABCD是平行四边形.
又∵AB=BC,
∴四边形ABCD是菱形.
A
B
C
D
有一组邻边相等的平行四边形是菱形.
求证:(2) AC⊥BD,∠DAC =∠BAC,
∠DCA =∠BCA,∠ADB =∠CDB,
∠ABD =∠CBD.
已知:如图,在平行四边形 ABCD 中,AB = AD,对角线 AC 与 BD 相交于点 O.
A
B
C
O
D
分析:
平行四边形 ABCD
OA = OC,OB = OD
AB = AD
△ABD 是等腰三角形
AO⊥BD,AO 平分∠BAD
∠DAC =∠BAC
同理可证∠DCA =∠BCA, ∠ADB =∠CDB,∠ABD =∠CBD
(2) ∵AB = AD,
∴△ABD 是等腰三角形.
又∵四边形 ABCD 是平行四边形,
∴ OB = OD (平行四边形的对角线互相平分).
在等腰三角形 ABD 中,OB = OD,
∴ AO⊥BD,AO 平分∠BAD,
即 AC⊥BD,∠DAC =∠BAC.
同理可证∠DCA =∠BCA,
∠ADB =∠CDB,∠ABD =∠CBD.
A
B
C
O
D
典型例题
例 4 如图,在□ABCD 中,对角线 AC 的垂直平分线与边 AD,BC 分别相交于点 E,F. 求证:四边形 AFCE 是菱形.
证明:∵EF 垂直平分 AC,
∴AE=EC,AF=FC,OA=OC.
∵四边形 ABCD 是平行四边形,
∴AD∥BC,∴∠1=∠2.
在△OAE 和△OCF 中,
∴△OAE≌△OCF (ASA).
∴EA=FC,
∴EA=EC=FA=FC, ∴四边形 AFCE 是菱形.
A
B
C
D
F
E
O
1
2
解:证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=∠B=∠C=∠D =90°, AD=BC,AB=CD.
∵E,F,G,H分别是AB,BC,CD ,AD的中点,
∴AH=DH=BF=CF,AE=BE=CG=DG.
∴△AHE≌△BFE≌△CFG≌△DHG(SAS),
∴HE=FE=FG=HG,∴四边形EFGH是菱形.
对应训练
1. 如图,在矩形ABCD中,E,F,G,H分别是AB,BC,CD ,AD的中点. 求证:四边形EFGH 是菱形.
F
E
H
G
C
B
A
D
2. 如图,两张等宽的纸条交叉叠放在一起,重合部分构成的四边形ABCD是一个菱形吗?为什么?
对应训练
【选自教材P58,练习第3题】
A
B
C
D
解:四边形ABCD是一个菱形.
理由:过点A作AE⊥BC于点E,作AF⊥CD于点F.
∵AD∥BC,AB∥CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∴∠B=∠D. 又∠AEB=∠AFD=90°,AE=AF,
∴△ABE≌△ADF(AAS),
∴AB=AD,∴四边形ABCD是菱形.
E
F
例2 如图,菱形花坛 ABCD 的边长为 20 m,∠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△ABO 中,AO = AB = ×20 = 10.
BO = = = .
∴花坛的两条小路长为:AC = 2AO = 20 (m) ,
BD = 2BO = ≈ 34.64 (m) .
花坛的面积为:S菱形ABCD = AC·BD = ≈ 346.4 (m2)
当堂检测
C
当堂检测
D
解:(1)∵四边形ABCD是菱形,
∴∠AED=90°,
(2)菱形ABCD的面积
∴AC=2AE=2×12=24(cm).
D
B
C
A
E
如图,四边形ABCD是边长为13cm的菱形,其中对角线BD长10cm.
求:(1)对角线AC的长度;
(2)菱形ABCD的面积.
20
证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴CB=CD, CA平分∠BCD.
∴∠BCE=∠DCE.
∵CE=CE,
∴△BCE≌△DCE(SAS).
∴∠CBE=∠CDE.
∵在菱形ABCD中,AB∥CD,
∴∠AFD=∠EDC.
∴∠AFD=∠CBE.
A
D
C
B
F
E
如图,四边形ABCD是菱形,F是AB上一点,DF交AC于E.
求证:∠AFD=∠CBE.
21
如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,点E为CD边的中点,当OE的长为2时,菱形ABCD的周长等于( )
A.32 B.24
C.16 D.18
D
A
B
C
O
E
DC=2OE=4
周长=4DC=16
C
菱形
概念
特殊性质
有一组邻边相等的平行四边形是菱形.
①四条边都相等;
②对角线互相垂直,并且每一条对角线平分一组对角;
③轴对称图形.
课堂小结
3.如图,四边形ABCD是菱形,连接AC,BD交于点O,过点A作,交BC于点E,若,则CE的长度是( )
A. B. C. D.
解析:四边形ABCD是菱形,
,.
菱形ABCD的面积为
,.故选C.
4.如图,将矩形纸片按如图所示的方式折叠,得到菱形,若,则的长为( )
A.2 B. C.4 D.
$