(通用版)中考数学总复习考点26 菱形(含解析)
展开专题26 菱形问题
1.菱形的定义 :有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形。
2.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。
3.菱形的判定定理
(1)一组邻边相等的平行四边形是菱形;
(2)对角线互相垂直的平行四边形是菱形;
(3)四条边相等的四边形是菱形。
4.菱形的面积:S=ah=mn/2(菱形底边长为a,高为h,两条对角线长分别为m和n)
【例题1】(2020•牡丹江)如图,在平面直角坐标系中,O是菱形ABCD对角线BD的中点,AD∥x轴且AD=4,∠A=60°,将菱形ABCD绕点O旋转,使点D落在x轴上,则旋转后点C的对应点的坐标是( )
A.(0,2) B.(2,﹣4)
C.(2,0) D.(0,2)或(0,﹣2)
【答案】D
【解析】分点C旋转到y轴正半轴和y轴负半轴两种情况分别讨论,结合菱形的性质求解.
根据菱形的对称性可得:当点D在x轴上时,
A、B、C均在坐标轴上,如图,
∵∠BAD=60°,AD=4,
∴∠OAD=30°,
∴OD=2,
∴AOOC,
∴点C的坐标为(0,),
同理:当点C旋转到y轴正半轴时,
点C的坐标为(0,),
∴点C的坐标为(0,)或(0,).
【对点练习】(泸州)一个菱形的边长为6,面积为28,则该菱形的两条对角线的长度之和为( )
A.8 B.12 C.16 D.32
【答案】C
【解析】如图所示:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AO=COAC,DO=BOBD,AC⊥BD,
∵面积为28,
∴AC•BD=2OD•AO=28 ①
∵菱形的边长为6,
∴OD2+OA2=36 ②,
由①②两式可得:(OD+AO)2=OD2+OA2+2OD•AO=36+28=64.
∴OD+AO=8,
∴2(OD+AO)=16,即该菱形的两条对角线的长度之和为16.
【例题2】(2020•营口)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,其中OA=1,OB=2,则菱形ABCD的面积为 .
【答案】4
【解析】根据菱形的面积等于对角线之积的一半可得答案.
∵OA=1,OB=2,
∴AC=2,BD=4,
∴菱形ABCD的面积为2×4=4.
【对点练习】(湖北十堰)如图,已知菱形ABCD的对角线AC,BD交于点O,E为BC的中点,若OE=3,则菱形的周长为 .
【答案】24
【解析】∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD,BO=DO,
∵点E是BC的中点,
∴OE是△BCD的中位线,
∴CD=2OE=2×3=6,
∴菱形ABCD的周长=4×6=24
【例题3】(2020•福建)如图,点E,F分别在菱形ABCD的边BC,CD上,且BE=DF.求证:∠BAE=∠DAF.
【答案】见解析。
【解析】根据菱形的性质可得∠B=∠D,AB=AD,再证明△ABE≌△ADF,即可得∠BAE=∠DAF.
证明:四边形ABCD是菱形,
∴∠B=∠D,AB=AD,
在△ABE和△ADF中,
,
∴△ABE≌△ADF(SAS),
∴∠BAE=∠DAF.
【对点练习】(湖南岳阳)如图,在菱形ABCD中,点E、F分别为AD、CD边上的点,DE=DF,
求证:∠1=∠2.
【答案】见解析.
【解析】证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=CD,
在△ADF和△CDE中,,
∴△ADF≌△CDE(SAS),
∴∠1=∠2.
一、选择题
1.(2020•黄冈)若菱形的周长为16,高为2,则菱形两邻角的度数之比为( )
A.4:1 B.5:1 C.6:1 D.7:1
【答案】B
【解析】如图,AH为菱形ABCD的高,AH=2,利用菱形的性质得到AB=4,利用正弦的定义得到∠B=30°,则∠C=150°,从而得到∠C:∠B的比值.
如图,AH为菱形ABCD的高,AH=2,
∵菱形的周长为16,
∴AB=4,
在Rt△ABH中,sinB,
∴∠B=30°,
∵AB∥CD,
∴∠C=150°,
∴∠C:∠B=5:1.
2.(2020•盐城)如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,H为BC中点,AC=6,BD=8.则线段OH的长为( )
A. B. C.3 D.5
【答案】B
【解析】先根据菱形的性质得到AC⊥BD,OB=ODBD=4,OC=OAAC=3,再利用勾股定理计算出BC,然后根据直角三角形斜边上的中线性质得到OH的长.
∵四边形ABCD为菱形,
∴AC⊥BD,OB=ODBD=4,OC=OAAC=3,
在Rt△BOC中,BC5,
∵H为BC中点,
∴OHBC.
3.(2020•乐山)如图,在菱形ABCD中,AB=4,∠BAD=120°,O是对角线BD的中点,过点O作OE⊥CD于点E,连结OA.则四边形AOED的周长为( )
A.9+2 B.9 C.7+2 D.8
【答案】B
【解析】先利用菱形的性质得AD=AB=4,AB∥CD,∠ADB=∠CDB=30°,AO⊥BD,利用含30度的直角三角形三边的关系得到AO=2,OD=2,然后计算出OE、DE的长,最后计算四边形AOED的周长.
∵四边形ABCD为菱形,
∴AD=AB=4,AB∥CD,
∵∠BAD=120°,∴∠ADB=∠CDB=30°,
∵O是对角线BD的中点,∴AO⊥BD,
在Rt△AOD中,AOAD=2,
ODOA=2,
∵OE⊥CD,∴∠DEO=90°,
在Rt△DOE中,OEOD,
DEOE=3,
∴四边形AOED的周长=4+23=9.
4.(2020•甘孜州)如图,菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,E为AB的中点.若菱形ABCD的周长为32,则OE的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解析】由菱形的性质得出AB=BC=CD=AD=8,AC⊥BD,则∠AOB=90°,由直角三角形斜边上的中线性质即可得出答案.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD,AC⊥BD,
∴∠AOB=90°,
∵菱形ABCD的周长为32,
∴AB=8,
∵E为AB边中点,
∴OEAB=4.
5.(2020•遵义)如图,在菱形ABCD中,AB=5,AC=6,过点D作DE⊥BA,交BA的延长线于点E,则线段DE的长为( )
A. B. C.4 D.
【答案】D
【解析】由在菱形ABCD中,AB=5,AC=6,利用菱形的性质以及勾股定理,求得OB的长,继而可求得BD的长,然后由菱形的面积公式可求得线段DE的长.如图.
∵四边形ABCD是菱形,AC=6,
∴AC⊥BD,OAAC=3,BD=2OB,
∵AB=5,
∴OB4,
∴BD=2OB=8,
∵S菱形ABCD=AB•DEAC•BD,
∴DE.
6.(内蒙古赤峰)如图,菱形ABCD周长为20,对角线AC、BD相交于点O,E是CD的中点,则OE的长是( )
A.2.5 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【解析】∵四边形ABCD为菱形,
∴CD=BC5,且O为BD的中点,
∵E为CD的中点,
∴OE为△BCD的中位线,
∴OECB=2.5
7.(•四川省绵阳市)如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC为菱形,O(0,0),A(4,0),∠AOC=60°,则对角线交点E的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】过点E作EF⊥x轴于点F,
∵四边形OABC为菱形,∠AOC=60°,
∴=30°,∠FAE=60°,
∵A(4,0),
∴OA=4,
∴=2,
∴,EF===,
∴OF=AO-AF=4-1=3,
∴.
8.(•四川省广安市)如图,在边长为的菱形中,,过点作于点,现将△ABE沿直线AE翻折至△AFE的位置,AF与CD交于点G则CG等于( )
A. B.1 C. D. .
【答案】A
【解析】因为∠B=30°,AB=,AE⊥BC,
所以BE=,所以EC=-,
则CF=3-,
又因为CG∥AB,
所以,
所以CG=.
9.(四川省雅安市)如图,在四边形ABCD中,AB=CD,AC、BD是对角线 ,E、F、G、H分别是AD、BD、BC、AC的中点,连接EF、FG、GH、HE,则四边形EFGH的形状是( )
A.平行四边形 B.矩形 C.菱形 D.正方形
【答案】C
【解析】由点E、F、G、H分别是任意四边形ABCD中AD、BD、BC、CA的中点,根据三角形中位线性质,得EF=GH=AB,EH=FG=CD,又由AB=CD,得EF=FG=GH=EH时,四边形EFGH是菱形.
∵点E、F、G、H分别是任意四边形ABCD中AD、BD、BC、CA的中点,∴EF=GH=AB,EH=FG=CD,∵AB=CD,∴EF=FG=GH=EH时,四边形EFGH是菱形,故选C.
10. (·贵州安顺)如图,在菱形ABCD中,按以下步骤作图:
①分别以点C和点D为圆心,大于CD的长为半径作弧,两弧相交于M、N两点;
②作直线MN,且MN恰好经过点A,与CD交于点E,连接BE.
则下列说法错误的是( )
A.∠ABC=60° B.S△ABE=2S△ADE
C.若AB=4,则BE=4 D.sin∠CBE=
【答案】C
【解析】由作法得AE垂直平分CD,即CE=DE,AE⊥CD,
∵四边形ABCD为菱形,
∴AD=CD=2DE,AB∥DE,
在Rt△ADE中,cosD==,
∴∠D=60°,
∴∠ABC=60°,所以A选项的结论正确;
∵S△ABE=AB•AE,S△ADE=DE•AE,
而AB=2DE,
∴S△ABE=2S△ADE,所以B选项的结论正确;
若AB=4,则DE=2,
∴AE=2,
在Rt△ABE中,BE==2,所以C选项的结论错误;
作EH⊥BC交BC的延长线于H,如图,
设AB=4a,则CE=2a,BC=4a,BE=2a,
在△CHE中,∠ECH=∠D=60°,
∴CH=a,EH=a,
∴sin∠CBE===,所以D选项的结论正确.
故选:C.
二、填空题
11.(2020•陕西)如图,在菱形ABCD中,AB=6,∠B=60°,点E在边AD上,且AE=2.若直线l经过点E,将该菱形的面积平分,并与菱形的另一边交于点F,则线段EF的长为 .
【答案】2.
【解析】过点A和点E作AG⊥BC,EH⊥BC于点G和H,可得矩形AGHE,再根据菱形ABCD中,AB=6,∠B=60°,可得BG=3,AG=3EH,由题意可得,FH=FC﹣HC=2﹣1=1,进而根据勾股定理可得EF的长.
如图,过点A和点E作AG⊥BC,EH⊥BC于点G和H,
得矩形AGHE,
∴GH=AE=2,
∵在菱形ABCD中,AB=6,∠B=60°,
∴BG=3,AG=3EH,
∴HC=BC﹣BG﹣GH=6﹣3﹣2=1,
∵EF平分菱形面积,
∴FC=AE=2,
∴FH=FC﹣HC=2﹣1=1,
在Rt△EFH中,根据勾股定理,得
EF2.
12.(2020•哈尔滨)如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,点E在线段BO上,连接AE,若CD=2BE,∠DAE=∠DEA,EO=1,则线段AE的长为 .
【答案】2.
【解析】设BE=x,则CD=2x,根据菱形的性质得AB=AD=CD=2x,OB=OD,AC⊥BD,再证明DE=DA=2x,所以1+xx,解得x=2,然后利用勾股定理计算OA,再计算AE的长.
设BE=x,则CD=2x,
∵四边形ABCD为菱形,
∴AB=AD=CD=2x,OB=OD,AC⊥BD,
∵∠DAE=∠DEA,
∴DE=DA=2x,
∴BD=3x,
∴OB=ODx,
∵OE+BE=BO,
∴1+xx,解得x=2,
即AB=4,OB=3,
在Rt△AOB中,OA,
在Rt△AOE中,AE2.
13.(2020•嘉兴)如图,▱ABCD的对角线AC,BD相交于点O,请添加一个条件: ,使▱ABCD是菱形.
【答案】AD=DC(答案不唯一).
【解析】根据菱形的定义得出答案即可.
∵邻边相等的平行四边形是菱形,
∴平行四边形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,试添加一个条件:可以为:AD=DC.
14.(广西北部湾)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD交与点O,过点A作AH⊥BC于点H,已知BO=4,S菱形ABCD=24,则AH= .
【答案】.
【解析】本题考查了菱形的性质、勾股定理以及菱形面积公式,根据菱形面积=对角线积的一半可求AC,再根据勾股定理求出BC,然后由菱形的面积即可得出结果.
∵四边形ABCD是菱形,
∴BO=DO=4,AO=CO,AC⊥BD,
∴BD=8.
∵S菱形ABCD=AC×BD=24,∴AC=6,∴OC=AC=3,
∴BC==5,
∵S菱形ABCD=BC×AH=24,∴AH=.
15.(内蒙古通辽)如图,在边长为3的菱形ABCD中,∠A=60°,M是AD边上的一点,且AM=AD,N是AB边上的一动点,将△AMN沿MN所在直线翻折得到△A′MN,连接A′C.则A′C长度的最小值是 .
【答案】﹣1
【解析】过点M作MH⊥CD交CD延长线于点H,连接CM,
∵AM=AD,AD=CD=3
∴AM=1,MD=2
∵CD∥AB,
∴∠HDM=∠A=60°
∴HD=MD=1,HM=HD=
∴CH=4
∴MC==
∵将△AMN沿MN所在直线翻折得到△A′MN,
∴AM=A'M=1,
∴点A'在以M为圆心,AM为半径的圆上,
∴当点A'在线段MC上时,A'C长度有最小值
∴A'C长度的最小值=MC﹣MA'=﹣1
16.(湖南常德)规定:如果一个四边形有一组对边平行,一组邻边相等,那么称此四
边形为广义菱形.根据规定判断下面四个结论:①正方形和菱形都是广义菱形;②平行四边
形是广义菱形;③对角线互相垂直,且两组邻边分别相等的四边形是广义菱形;④若M、N
的坐标分别为(0,1),(0,﹣1),P是二次函数y=x2的图象上在第一象限内的任意一
点,PQ垂直直线y=﹣1于点Q,则四边形PMNQ是广义菱形.其中正确的是 .(填
序号)
【答案】①②④.
【解析】①根据广义菱形的定义,正方形和菱形都有一组对边平行,一组邻边相等,①正确;
②平行四边形有一组对边平行,没有一组邻边相等,②错误;
③由给出条件无法得到一组对边平行,③错误;
④设点P(m,m2),则Q(m,﹣1),
∴MP==,PQ=+1,
∵点P在第一象限,
∴m>0,
∴MP=+1,
∴MP=PQ,
又∵MN∥PQ,
∴四边形PMNQ是广义菱形.
④正确;
故答案为①②④.
17.(广西梧州)如图,在菱形中,,,将菱形绕点逆时针方向旋转,对应得到菱形,点在上,与交于点,则的长是 .
【答案】
【解析】连接交于,如图所示:
四边形是菱形,
,,,,,
,
,
,
由旋转的性质得:,,
,
四边形是菱形,,
,
,,
,,
。
三、解答题
18.(2020•滨州)如图,过▱ABCD对角线AC与BD的交点E作两条互相垂直的直线,分别交边AB、BC、CD、DA于点P、M、Q、N.
(1)求证:△PBE≌△QDE;
(2)顺次连接点P、M、Q、N,求证:四边形PMQN是菱形.
【答案】见解析。
【解析】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴EB=ED,AB∥CD,
∴∠EBP=∠EDQ,
在△PBE和△QDE中,,
∴△PBE≌△QDE(ASA);
(2)证明:如图所示:
∵△PBE≌△QDE,
∴EP=EQ,
同理:△BME≌△DNE(ASA),
∴EM=EN,
∴四边形PMQN是平行四边形,
∵PQ⊥MN,
∴四边形PMQN是菱形.
19.(2020•郴州)如图,在菱形ABCD中,将对角线AC分别向两端延长到点E和F,使得AE=CF.连接DE,DF,BE,BF.求证:四边形BEDF是菱形.
【答案】见解析。
【解析】四边形ABCD是菱形,可得AB=BC=CD=DA,∠DCA=∠BCA,∠DAC=∠BAC,可以证明△CDF≌△CBF,△DAE≌△BFC,△DCF≌△BEA,进而证明平行四边形BEDF是菱形.
证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴BC=CD,∠DCA=∠BCA,
∴∠DCF=∠BCF,
∵CF=CF,
∴△CDF≌△CBF(SAS),
∴DF=BF,
∵AD∥BC,
∴∠DAE=∠BCF,
∵AE=CF,DA=AB,
∴△DAE≌△BFC(SAS),
∴DE=BF,
同理可证:△DCF≌△BEA(SAS),
∴DF=BE,
∴四边形BEDF是平行四边形,
∵DF=BF,
∴平行四边形BEDF是菱形.
20. (•海南省)如图,在边长为l的正方形ABCD中,E是边CD的中点,点P是边AD上一点(与点A、D不重合),射线PE与BC的延长线交于点Q.
(1)求证:△PDE≌△QCE;
(2)过点E作EF∥BC交PB于点F,连结AF,当PB=PQ时,
①求证:四边形AFEP是平行四边形;
②请判断四边形AFEP是否为菱形,并说明理由.
【解析】(1)由四边形ABCD是正方形知∠D=∠ECQ=90°,由E是CD的中点知DE=CE,结合∠DEP=∠CEQ即可得证;
(2)①由PB=PQ知∠PBQ=∠Q,结合AD∥BC得∠APB=∠PBQ=∠Q=∠EPD,由△PDE≌△QCE知PE=QE,再由EF∥BQ知PF=BF,根据Rt△PAB中AF=PF=BF知∠APF=∠PAF,从而得∠PAF=∠EPD,据此即可证得PE∥AF,从而得证;
②设AP=x,则PD=1﹣x,若四边形AFEP是菱形,则PE=PA=x,由PD2+DE2=PE2得关于x的方程,解之求得x的值,从而得出四边形AFEP为菱形的情况.
【解答】(1)∵四边形ABCD是正方形,∴∠D=∠ECQ=90°,
∵E是CD的中点,∴DE=CE,
又∵∠DEP=∠CEQ,
∴△PDE≌△QCE(ASA);
(2)①∵PB=PQ,∴∠PBQ=∠Q,
∵AD∥BC,
∴∠APB=∠PBQ=∠Q=∠EPD,
∵△PDE≌△QCE,∴PE=QE,
∵EF∥BQ,∴PF=BF,
∴在Rt△PAB中,AF=PF=BF,
∴∠APF=∠PAF,
∴∠PAF=∠EPD,
∴PE∥AF,
∵EF∥BQ∥AD,
∴四边形AFEP是平行四边形;
②当AP=时,四边形AFEP是菱形.
设AP=x,则PD=1﹣x,
若四边形AFEP是菱形,则PE=PA=x,
∵CD=1,E是CD中点,∴DE=,
在Rt△PDE中,由PD2+DE2=PE2得(1﹣x)2+()2=x2,解得x=,
即当AP=时,四边形AFEP是菱形.
21. (北京市)如图1,在菱形ABCD中,AC为对角线,点E,F分别在AB,AD上,BE=DF,连接EF.
(1)求证:AC⊥EF;
(2)如图2,延长EF交CD的延长线于点G,连接BD交AC于点O,若BD=4,tanG=,求AO的长.
图1 图2
【答案】见解析。
【解析】由四边形ABCD为菱形易得AB=AD,AC平分∠BAD,结合BE=DF,根据等腰△AEF中的三线合一,证得AC⊥EF.;菱形ABCD中有AC⊥BD,结合AC⊥EF得BD∥EF.进而有;得出OA的值.
(1)证明:∵四边形ABCD为菱形
∴AB=AD,AC平分∠BAD
∵BE=DF
∴
∴AE=AF
∴△AEF是等腰三角形
∵AC平分∠BAD
∴AC⊥EF
(2)解:∵菱形ABCD中有AC⊥BD,结合AC⊥EF.
∴BD∥EF.
又∵BD=4,tanG=
∴
∴AO==OC=1.
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