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苏科版八年级数学下册《同步考点解读•专题训练》专题9.6菱形的性质与判定(知识解读)(原卷版+解析)
展开1. 理解菱形的概念;
2. 探索并证明菱形的性质定理和判定定理,并能运用它们进行证明和计算;
3. 通过经历菱形的性质定理和判定定理的探索过程,丰富学生的数学活动经验和体验,进一步培养和发展学生的合情推理能力;
4. 通过菱形的性质定理和判定定理以及相关问题的证明和计算,进一步培养和发展学生的演绎推理能力。
【知识点梳理】
知识点1:菱形的概念与性质
概念:一组邻边相等的平行四边形是菱形
2.性质: 边:菱形的四条边都相等.
对角线: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.
菱形的面积:菱形的面积等于对角线乘积的一半.
知识点2:菱形的判定
1. 有一组邻边相等的平行四边形是菱形(定义).
2. 对角线互相垂直的平行四边形是菱形(对角线).
3. 四条边相等的四边形是菱形(边)
【典例分析】
【考点1:菱形的概念和性质】
【典例1】(2022秋•南岸区期末)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,若AC=6,BD=8,则菱形ABCD的周长为( )
A.12B.16C.20D.40
【变式1-1】(2021春•龙马潭区期末)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,E是AB的中点,连结EO.若EO=2,则CD的长为( )
A.2B.3C.4D.5
【变式1-2】(2022秋•丰城市校级期末)如图,菱形ABCD中对角线相交于点O,AB=AC,则∠ADB的度数是( )
A.30°B.40°C.50°D.60°
【变式1-3】(2022秋•三明期中)如图,在菱形ABCD中,AC交BD于点O,DE⊥BC于点E,连接OE,若∠BCD=50°,则∠OED的度数是( )
A.25°B.30°C.35°D.20°
【典例2】(2022秋•绥化期末)下列不属于菱形性质的是( )
A.四条边都相等
B.两条对角线相等
C.两条对角线互相垂直
D.每一条对角线平分一组对角
【变式2-1】(2022秋•舞钢市期中)下列说法不正确的是( )
A.菱形的四条边都相等B.菱形的对角线相等
C.菱形是轴对称图形D.菱形的对角线互相垂直
【变式2-2】(2022•赫章县模拟)如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD为菱形,A,B两点的坐标分别是(4,0),(0,3),点C,D在坐标轴上,则菱形ABCD的周长等于( )
A.16B.20C.24D.26
【典例3-1】(2021秋•榆林期末)如图,在菱形ABCD中,若AB=5,AC=8,则菱形ABCD的面积为( )
A.24B.20C.16D.12
【典例3-2】(2022•文山州模拟)如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,AC=6,DB=8,则点A到BC的距离为( )
A.B.6C.8D.
【变式3-1】(2021秋•深圳期末)已知菱形的两条对角线的长分别为6cm和8cm,则这个菱形的面积是( )
A.20cm2B.24cm2C.48cm2D.100cm2
【变式3-2】(2021秋•毕节市期末)如图,在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,且AC=6,DB=8,AE⊥BC于点E,则AE=( )
A.6B.8C.D.
【考点2:菱形的判定】
【典例4】(2021秋•莱西市期末)如图,△ABC中,D为BC上一点,DE∥AB,DF∥AC.增加下列条件能判定四边形AFDE为菱形的是( )
A.点D在∠BAC的平分线上B.AB=AC
C.∠A=90°D.点D为BC的中点
【变式4-1】(2022春•南昌期中)下列选项中能使平行四边形ABCD成为菱形的是( )
A.AB=CDB.AB=BCC.∠BAD=90°D.AC=BD
【变式4-2】(2022秋•胶州市校级月考)如图所示,已知△ABC,AB=AC,将△ABC沿边BC翻转,得到的△DBC与原△ABC拼成四边形ABDC,则能直接判定四边形ABDC是菱形的依据是( )
A.一组邻边相等的平行四边形是菱形
B.四边相等的四边形是菱形
C.对角线互相垂直的平行四边形是菱形
D.对角线互相垂直平分的四边形是菱形
【变式4-3】(2022秋•二七区校级月考)如图▱ABCD的对角线AC和BD相交于点O,下列说法正确的是( )
A.若OB=OD,则▱ABCD是菱形
B.若AC=BD,则▱ABCD是菱形
C.若OA=OD,则▱ABCD是菱形
D.若AC⊥BD,则▱ABCD是菱形
【典例5】(2022春•长乐区期中)如图,▱ABCD的对角线AC,BD相交于点O,且AB=13,AO=12,BO=5.求证:▱ABCD是菱形.
【变式5-1】(2022春•苍溪县期末)如图,在△AFC中,∠FAC=90°,B、E分别是FC、AB的中点,过点A作AD∥FC交FE的延长线于点D.
(1)求证:BF=AD;
(2)求证:四边形ABCD是菱形.
【变式5-2】(2022春•铁西区期末)已知:如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=60°,BC的垂直平分线分别交BC和AB于点D和点E,点F在DE的延长线上,且AF=CE.
(1)∠BCE的度数为 °.
(2)求证:四边形ACEF是菱形.
【变式5-3】(2022•聊城)如图,△ABC中,点D是AB上一点,点E是AC的中点,过点C作CF∥AB,交DE的延长线于点F.
(1)求证:AD=CF;
(2)连接AF,CD.如果点D是AB的中点,那么当AC与BC满足什么条件时,四边形ADCF是菱形,证明你的结论.
【考点3:菱形的性质和判定】
【典例6】(2022秋•龙岗区期末)如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,AD∥BC,AC平分∠DAB,连接BD交AC于点O,过点C作CE⊥AB交AB延长线于点E.
(1)求证:四边形ABCD为菱形;
(2)若OA=4,OB=3,求CE的长.
【变式6-1】(2022•冷水滩区校级开学)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,线段AC的垂直平分线交AC于点D,交BC于点E,过点A作BC的平行线交ED于点F,连接AE,AF.
(1)求证:四边形AECF是菱形;
(2)若AB=10,∠ACB=30°,求菱形AECF的面积.
【变式6-2】(2022秋•罗湖区校级月考)如图,BD是△ABC的角平分线,过点D作DE∥BC交AB于点E,DF∥AB交BC于点F.
(1)求证:四边形BEDF为菱形;
(2)如果∠A=90°,∠C=30°,BD=12,求菱形BEDF的边长.
【变式6-3】(2022春•海州区校级期末)如图,在平行四边形ABCD中,∠BAD的平分线AE交BC于点E,∠ABC的平分线BF交AD于点F,AE与BF相交于点O,连接EF.
(1)求证:四边形ABEF是菱形;
(2)若AE=6,BF=8,CE=2,求平行四边形ABCD的面积.
专题9.6 菱形的性质与判定(知识解读)
【学习目标】
1. 理解菱形的概念;
2. 探索并证明菱形的性质定理和判定定理,并能运用它们进行证明和计算;
3. 通过经历菱形的性质定理和判定定理的探索过程,丰富学生的数学活动经验和体验,进一步培养和发展学生的合情推理能力;
4. 通过菱形的性质定理和判定定理以及相关问题的证明和计算,进一步培养和发展学生的演绎推理能力。
【知识点梳理】
知识点1:菱形的概念与性质
概念:一组邻边相等的平行四边形是菱形
2.性质: 边:菱形的四条边都相等.
对角线: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.
菱形的面积:菱形的面积等于对角线乘积的一半.
知识点2:菱形的判定
1. 有一组邻边相等的平行四边形是菱形(定义).
2. 对角线互相垂直的平行四边形是菱形(对角线).
3. 四条边相等的四边形是菱形(边)
【典例分析】
【考点1:菱形的概念和性质】
【典例1】(2022秋•南岸区期末)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,若AC=6,BD=8,则菱形ABCD的周长为( )
A.12B.16C.20D.40
【答案】C
【解答】解:四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD,BO=OD=4,AO=OC=3,AC⊥BD,
∴AB==5,
故菱形的周长为4×5=20.
故选:C.
【变式1-1】(2021春•龙马潭区期末)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,E是AB的中点,连结EO.若EO=2,则CD的长为( )
A.2B.3C.4D.5
【答案】C
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,AB=CD,
∵E是AB的中点,
∴AB=2EO,
∵EO=2,
∴AB=4,
∴CD=4.
故选:C.
【变式1-2】(2022秋•丰城市校级期末)如图,菱形ABCD中对角线相交于点O,AB=AC,则∠ADB的度数是( )
A.30°B.40°C.50°D.60°
【答案】A
【解答】解:在菱形ABCD中,AB=BC,∠ADC=∠ABC,
∵AB=AC,
∴AB=BC=AC,
∴△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=∠ADC=60°,
在菱形ABCD中,∠ADB=∠CDB,
∴∠ADB=30°,
故选:A.
【变式1-3】(2022秋•三明期中)如图,在菱形ABCD中,AC交BD于点O,DE⊥BC于点E,连接OE,若∠BCD=50°,则∠OED的度数是( )
A.25°B.30°C.35°D.20°
【答案】A
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,∠BCD=50°,
∴O为BD中点,∠DBE=∠ABC=65°.
∵DE⊥BC,
∴在Rt△BDE中,OE=OB=OD,
∴∠OEB=∠OBE=65°.
∴∠OED=90°﹣65°=25°.
故选:A
【典例2】(2022秋•绥化期末)下列不属于菱形性质的是( )
A.四条边都相等
B.两条对角线相等
C.两条对角线互相垂直
D.每一条对角线平分一组对角
【答案】B
【解答】解:A.菱形的四条边都相等,故A选项不符合题意;
B.菱形的两条对角线互相垂直平分,每一条对角线平分一组对角,不一定相等,故B选项符合题意;
C.菱形的两条对角线互相垂直,故C选项不符合题意;
D.菱形的每一条对角线平分一组对角,故D选项不符合题意.
故选:B.
【变式2-1】(2022秋•舞钢市期中)下列说法不正确的是( )
A.菱形的四条边都相等B.菱形的对角线相等
C.菱形是轴对称图形D.菱形的对角线互相垂直
【答案】B
【解答】解:由菱形的性质定理可知,菱形的四条边都相等,
故A正确;
菱形的两条对角线不一定相等,
故B错误;
∵菱形的两条对角线互相垂直平分,
∴菱形是以它的任意一条对角线所在直线为对称轴的轴对称图形,
故C正确;
由菱形的性质定理可知,菱形的对角线互相垂直,
故D正确,
故选:B.
【变式2-2】(2022•赫章县模拟)如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD为菱形,A,B两点的坐标分别是(4,0),(0,3),点C,D在坐标轴上,则菱形ABCD的周长等于( )
A.16B.20C.24D.26
【答案】B
【解答】解:∵点A,B的坐标分别为(4,0),(0,3),
∴OA=4,OB=3,
∴AB==5,
∴菱形ABCD的周长等于4AB=20.
故选:B.
【典例3-1】(2021秋•榆林期末)如图,在菱形ABCD中,若AB=5,AC=8,则菱形ABCD的面积为( )
A.24B.20C.16D.12
【答案】A
【解答】解:设AC与BD交于点O,作出BC边的高h,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AO⊥BO,且AC=2AO,BD=2BO.
在Rt△AOB中利用勾股定理可得BO==3.
∴BD=2BO=8.
∴菱形的面积为BD×AC=×6×8=24.
故选:A.
【典例3-2】(2022•文山州模拟)如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,AC=6,DB=8,则点A到BC的距离为( )
A.B.6C.8D.
【答案】A
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,AC=6,DB=8,
∴AD∥BC,AC⊥BD,OA=OC=AC=3,OB=OD=BD=4,
∴∠BOC=90°,
∴BC===5,
设点A到BC的距离是h,则菱形ABCD的高是h,
∵BC•h=AC•BD=S菱形ABCD,
∴5h=×6×8,
∴h=,
∴点A到BC的距离是,
故选:A.
【变式3-1】(2021秋•深圳期末)已知菱形的两条对角线的长分别为6cm和8cm,则这个菱形的面积是( )
A.20cm2B.24cm2C.48cm2D.100cm2
【答案】B
【解答】解:∵菱形的两条对角线的长分别为6cm和8cm,
∴这个菱形的面积=×6×8=24(cm2),
故选:B.
【变式3-2】(2021秋•毕节市期末)如图,在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,且AC=6,DB=8,AE⊥BC于点E,则AE=( )
A.6B.8C.D.
【答案】C
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴BD⊥AC,OC=OA,OB=OD,
∵AC=6,DB=8,
∴OC=3,OB=4,
∴BC=,
∵AC=6,DB=8,
∴菱形ABCD的面积=,
∵BC=5,
∴AE==,
故选:C.
【考点2:菱形的判定】
【典例4】(2021秋•莱西市期末)如图,△ABC中,D为BC上一点,DE∥AB,DF∥AC.增加下列条件能判定四边形AFDE为菱形的是( )
A.点D在∠BAC的平分线上B.AB=AC
C.∠A=90°D.点D为BC的中点
【答案】A
【解答】解:∵DE∥AB,DF∥AC,
∴四边形AFDE是平行四边形,
如图,连接AD,
∴三角形ADE和三角形ADF的面积相等,
∴当点D在∠BAC的平分线上,点D到AE,AF的距离相等,
∴AF=AE,
∴平行四边形AFDE是菱形;
B,D不能得平行四边形AFDE是菱形;
C能得平行四边形AFDE是矩形;
故选:A.
【变式4-1】(2022春•南昌期中)下列选项中能使平行四边形ABCD成为菱形的是( )
A.AB=CDB.AB=BCC.∠BAD=90°D.AC=BD
【答案】B
【解答】解:A、∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,故选项A不符合题意;
B、∵四边形ABCD是平行四边形,AB=BC,
∴▱ABCD为菱形,故选项B符合题意;
C、∵四边形ABCD是平行四边形,∠BAD=90°,
∴▱ABCD为矩形,故选项C不符合题意;
D、∵四边形ABCD是平行四边形,AC=BD,
∴▱ABCD为矩形,故选项D不符合题意;
故选:B.
【变式4-2】(2022秋•胶州市校级月考)如图所示,已知△ABC,AB=AC,将△ABC沿边BC翻转,得到的△DBC与原△ABC拼成四边形ABDC,则能直接判定四边形ABDC是菱形的依据是( )
A.一组邻边相等的平行四边形是菱形
B.四边相等的四边形是菱形
C.对角线互相垂直的平行四边形是菱形
D.对角线互相垂直平分的四边形是菱形
【答案】B
【解答】解:由AB=AC,将△ABC沿BC边翻折可得AB=BD=CD=AC,所以根据“四边相等的四边形是菱形”可得四边形ABDC是菱形.
故选:B.
【变式4-3】(2022秋•二七区校级月考)如图▱ABCD的对角线AC和BD相交于点O,下列说法正确的是( )
A.若OB=OD,则▱ABCD是菱形
B.若AC=BD,则▱ABCD是菱形
C.若OA=OD,则▱ABCD是菱形
D.若AC⊥BD,则▱ABCD是菱形
【答案】D
【解答】解:A、∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OB=OD,故选项A不符合题意;
B、∵四边形ABCD是平行四边形,AC=BD,
∴▱ABCD是矩形,故选项B不符合题意;
C、∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OA=OC=AC,OB=OD=BD,
∵OA=OD,
∴AC=BD,
∴▱ABCD是矩形,故选项C不符合题意;
D、∵四边形ABCD是平行四边形,AC⊥BD,
∴▱ABCD是菱形,故选项D符合题意;
故选:D
【典例5】(2022春•长乐区期中)如图,▱ABCD的对角线AC,BD相交于点O,且AB=13,AO=12,BO=5.求证:▱ABCD是菱形.
【解答】证明:∵AB=13,AO=12,OB=5,
∴AB2=132=169,AO2+OB2=122+52=169,
∴AB2=AO2+OB2,
∴△AOB为直角三角形,即∠AOB=90°.
∴AC、BD互相垂直,
又∵四边形ABCD是平行四边形,
∴四边形ABCD是菱形.
【变式5-1】(2022春•苍溪县期末)如图,在△AFC中,∠FAC=90°,B、E分别是FC、AB的中点,过点A作AD∥FC交FE的延长线于点D.
(1)求证:BF=AD;
(2)求证:四边形ABCD是菱形.
【解答】(1)证明:∵AD∥FC,
∴∠ADE=∠BFE,
∵E为AB的中点,
∴AE=BE,
又∵∠AED=∠BEF,
∴△AED≌△BEF(AAS),
∴AD=BF;
(2)证明:∵∠FAC=90°,B为CF的中点,
∴AB=BF=BC,
∵AD=BF,
∴AD=BC,
又∵AD∥BC,
∴四边形ABCD为平行四边形,
又∵AB=BC,
∴四边形ABCD是菱形.
【变式5-2】(2022春•铁西区期末)已知:如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=60°,BC的垂直平分线分别交BC和AB于点D和点E,点F在DE的延长线上,且AF=CE.
(1)∠BCE的度数为 °.
(2)求证:四边形ACEF是菱形.
【解答】(1)解:∵∠ACB=90°,DE是BC的中垂线,
∴DE⊥BC,
又∵AC⊥BC,
∴DE∥AC,
又∵D为BC中点,DF∥AC,
∴DE是△ABC的中位线,
∴E为AB边的中点,
∴CE=AE=BE,
∵∠BAC=60°,
∴∠B=180°﹣∠BAC﹣∠ACB=180°﹣60°﹣90°=30°,
∴∠BCE=∠B=30°;
故答案为:30;
(2)证明:由(1)得CE=AE=BE,
∵∠BAC=60°,
∴△ACE为正三角形,
∴∠AEF=∠DEB=∠CAB=60°,
而AF=CE,又CE=AE,
∴AE=AF,
∴△AEF也为正三角形,
∴∠CAE=∠AEF=60°,
∴AC平行且等于EF,
∴四边形ACEF为平行四边形,
又∵CE=AC,
∴平行四边形ACEF为菱形.
【变式5-3】(2022•聊城)如图,△ABC中,点D是AB上一点,点E是AC的中点,过点C作CF∥AB,交DE的延长线于点F.
(1)求证:AD=CF;
(2)连接AF,CD.如果点D是AB的中点,那么当AC与BC满足什么条件时,四边形ADCF是菱形,证明你的结论.
【解答】(1)证明:∵CF∥AB,
∴∠ADF=∠CFD,∠DAC=∠FCA,
∵点E是AC的中点,
∴AE=CE,
∴△ADE≌△CFE(AAS),
∴AD=CF;
(2)解:当AC⊥BC时,四边形ADCF是菱形,证明如下:
由(1)知,AD=CF,
∵AD∥CF,
∴四边形ADCF是平行四边形,
∵AC⊥BC,
∴△ABC是直角三角形,
∵点D是AB的中点,
∴CD=AB=AD,
∴四边形ADCF是菱形
【考点3:菱形的性质和判定】
【典例6】(2022秋•龙岗区期末)如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,AD∥BC,AC平分∠DAB,连接BD交AC于点O,过点C作CE⊥AB交AB延长线于点E.
(1)求证:四边形ABCD为菱形;
(2)若OA=4,OB=3,求CE的长.
【解答】(1)证明:∵AB∥CD,AD∥BC,
∴∠BAC=∠DCA,四边形ABCD是平行四边形,
∵AC平分∠DAB,
∴∠BAC=∠DAC,
∴∠DCA=∠DAC,
∴CD=AD,
∴▱ABCD是菱形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,OA=4,OB=3,
∴AC⊥BD,AC=2OA=8,BD=2OB=6,
∴∠AOB=90°,
∴AB===5,
∵CE⊥AB,
∴S菱形ABCD=AB•CE=AC•BD,
即5CE=×8×6,
解得:CE=,
即CE的长为.
【变式6-1】(2022•冷水滩区校级开学)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,线段AC的垂直平分线交AC于点D,交BC于点E,过点A作BC的平行线交ED于点F,连接AE,AF.
(1)求证:四边形AECF是菱形;
(2)若AB=10,∠ACB=30°,求菱形AECF的面积.
【解答】(1)证明:∵EF垂直平分AC,
∴FA=FC,EA=EC,
∴∠EAC=∠ECA,
∵AF∥BC,
∴∠FAC=∠ECA,
∴∠FAC=∠EAC,
∵EF⊥AC,
∴∠ADF=∠ADE=90°.
∴∠FAC+∠AFE=90°,∠EAC+∠AEF=90°.
∴∠AFE=∠AEF,
∴AF=AE,
∴AF=FC=CE=EA,
∴四边形AECF是菱形;
(2)解:∵四边形AECF是菱形,
∴AC⊥EF,
∴∠ADF=90°,
∵∠BAC=∠ADF=90°,
∴AB∥FE,
∵AF∥BE,
∴四边形ABEF为平行四边形,
∵AB=10,
∴EF=AB=10,
∵∠ACB=30°,
∴BC=2AB=20,
∴AC===10,
∴S菱形AECF=AC•EF=×10×10=50.
【变式6-2】(2022秋•罗湖区校级月考)如图,BD是△ABC的角平分线,过点D作DE∥BC交AB于点E,DF∥AB交BC于点F.
(1)求证:四边形BEDF为菱形;
(2)如果∠A=90°,∠C=30°,BD=12,求菱形BEDF的边长.
【解答】(1)证明:∵DE∥BC,DF∥AB,
∴四边形BEDF是平行四边形,
∵DE∥BC,
∴∠EDB=∠DBF,
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBF,
∴∠ABD=∠EDB,
∴DE=BE,
∴平行四边形BEDF是菱形;
(2)解:如图,过点D作DH⊥BC于H,
∵∠A=90,∠C=30,
∴∠ABC=60°,
由(1)得:四边形BEDF是菱形,
∴BE=DE=BF=DF,
∵DF∥AB,
∴∠ABC=∠DFC=60°,
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBC=30°,
∵BD=12,
∴DH=BD=6,
∵∠FDH=90°﹣∠DFC=30°,
∴FH=DH=2,
∴DF=2DH=4,
即菱形BEDF的边长为4.
【变式6-3】(2022春•海州区校级期末)如图,在平行四边形ABCD中,∠BAD的平分线AE交BC于点E,∠ABC的平分线BF交AD于点F,AE与BF相交于点O,连接EF.
(1)求证:四边形ABEF是菱形;
(2)若AE=6,BF=8,CE=2,求平行四边形ABCD的面积.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠DAE=∠BEA,
∵∠BAD的平分线交BC于点E,
∴∠DAE=∠BAE,
∴∠BAE=∠BEA,
∴AB=BE,
同理可得AB=AF,
∴AF=BE,
∴四边形ABEF是平行四边形,
∵AB=AF.
∴四边形ABEF是菱形;
(2)解:作FG⊥BC于G,
∵四边形ABEF是菱形,AE=6,BF=8,
∴AE⊥BF,OE=AE=3,OB=BF=4,
∴BE==5,
∵S菱形ABEF=AE•BF=BE•FG,
∴即,
解得FG=,
∴S平行四边形ABCD=BC•FG=(BE+EC)•GF=(5+2)×=.
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