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第24讲 特殊四边形-菱形(讲义)-2025年中考数学一轮复习讲义(含练习)
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这是一份第24讲 特殊四边形-菱形(讲义)-2025年中考数学一轮复习讲义(含练习),文件包含第24讲特殊四边形-菱形讲义教师版docx、第24讲特殊四边形-菱形讲义学生版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共139页, 欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \n \h \z \u \l "_Tc156917260" \l "_Tc156807534" 一、考情分析
二、知识建构
\l "_Tc156917261" 考点一 菱形的性质与判定
\l "_Tc156917262" 题型01 利用菱形的性质求角度
\l "_Tc156917263" 题型02 利用菱形的性质求线段长
\l "_Tc156917264" 题型03 利用菱形的性质求周长
\l "_Tc156917265" 题型04 利用矩形的性质求面积
\l "_Tc156917266" 题型05 利用矩形的性质求坐标
\l "_Tc156917267" 题型06 利用矩形的性质证明
\l "_Tc156917268" 题型07 添加一个条件证明四边形是菱形
\l "_Tc156917269" 题型08 证明四边形是菱形
\l "_Tc156917270" 题型09 根据菱形的性质与判定求角度
\l "_Tc156917271" 题型10 根据菱形的性质与判定求线段长
\l "_Tc156917272" 题型11 根据菱形的性质与判定求面积
\l "_Tc156917273" 题型12 根据菱形的性质与判定解决多结论问题
\l "_Tc156917274" 题型13 与菱形有关的新定义问题
\l "_Tc156917275" 题型14 与菱形有关的规律探究问题
\l "_Tc156917276" 题型15 与菱形有关的动点问题
\l "_Tc156917277" 题型16 菱形与一次函数综合
\l "_Tc156917278" 题型17 菱形与反比例函数综合
\l "_Tc156917279" 题型18 菱形与一次函数、反比例函数综合
\l "_Tc156917280" 题型19 菱形与二次函数综合
考点一 菱形的性质与判定
菱形的定义:有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形.
菱形的性质:
1)具有平行四边形的所有性质;
2)四条边都相等;
3)两条对角线互相垂直,且每条对角线平分一组对角.
4)菱形既是中心对称图形,又是轴对称图形,菱形的对称中心是菱形对角线的交点,菱形的对称轴是菱形对角线所在的直线,菱形的对称轴过菱形的对称中心.
菱形的判定:
1)A
对角线互相垂直的平行四边形是菱形.
2)一组邻边相等的平行四边形是菱形.
3)四条边相等的四边形是菱形.
【解题思路】判定一个四边形是菱形时,可先说明它是平行四边形,再说明它的一组邻边相等或它的对角线互相垂直,也可直接说明它的四条边都相等或它的对角线互相垂直平分.
菱形的面积公式:S=ah=对角线乘积的一半(其中a为边长,h为高).
菱形的周长公式:周长l=4a(其中a为边长).
1. 对于菱形的定义要注意两点:a.是平行四边形;b.一组邻边相等.
2. 定义说有一组邻边相等的平行四边形才是菱形,不要错误地理解为有一组邻边相等的四边形是菱形.
3. 菱形的面积S=对角线乘积的一半,适用于对角线互相垂直的任意四边形的面积的计算.
4. 在求菱形面积时,要根据图形特点及已知条体灵活选择面积公式来解决问题,
5. 在利用对角线长求菱形的面积时,要特别注意不要漏掉计算公式中的12 .
题型01 利用菱形的性质求角度
【例1】(2022·河北石家庄·校考模拟预测)如图,菱形ABCD中,∠1=15°,则∠D=( )
A.115°B.150°C.125°D.130°
【变式1-1】(2023·陕西西安·一模)如图,将菱形纸片沿着线段AB剪成两个全等的图形,则∠1的度数是( )
A.40°B.60°C.80°D.100°
【变式1-2】(2023·浙江嘉兴·统考二模)如图,菱形ABCD中,以点A为圆心,以AB长为半径画弧,分别交BC,CD于点E,F. 若∠EAF=60°,则∠D的度数为 .
【变式1-3】(2020·吉林长春·统考二模)如图,菱形ABCD中,AC交BD于O,DE⊥BC于E,连接OE,若∠ABC=124°,则∠OED= 度.
【变式1-4】(2023·湖南永州·统考一模)如图,菱形ABCD中,∠CBD=75,分别以A、B为圆心,大于AB的一半长为半径画弧,两弧在AB的两侧分别交于点P、Q,作直线PQ交AB于点E,交AD于点F,连接BF,求∠DBF的度数.
题型02 利用菱形的性质求线段长
【例2】(2022·安徽·合肥38中校考模拟预测)如图在菱形ABCD中,AD=12,对角线AC和BD交于点O,点E,F分别是OD和OC的中点,AE与BF交于点G,则EF的长为 .
【变式2-1】(2023·浙江·模拟预测)已知菱形的一个内角为60°,一条对角线的长为43,则另一条对角线的长为 .
【变式2-2】(2022·湖南长沙·校考二模)如图,四边形ABCD是边长为5的菱形,对角线AC,BD的长度分别是一元二次方程x2-2m+1x+8m=0的两实数根,DH是AB边上的高,则DH= .
【变式2-3】(2022·黑龙江哈尔滨·哈尔滨市萧红中学校考模拟预测)如图,在菱形ABCD中,AC、BD交于点O,点E在线段OD上,连接CE,若BE=CD=2DE,AC=27,则CE的长为 .
【变式2-4】(2023·山西吕梁·校联考模拟预测)如图,在菱形ABCD中,对角线AC=2,BD=1,AC,BD相交于点O,过点C作CE⊥AB交AB的延长线于点E,过点O作OF⊥CE交CE于点F,则OF的长度为 .
题型03 利用菱形的性质求周长
【例3】(2023·河北沧州·校考模拟预测)矩形ABCD的对角线AC、BD相交于O,CE∥BD,DE∥AC,若AB=6,AD=8,则四边形OCED的周长是( )
A.10B.20C.28D.30
【变式3-1】(2023·广东汕头·统考一模)如图,在平面直角坐标系中,菱形ABCD的顶点A,B,C在坐标轴上,若点A的坐标为0,3,∠D=60°,则菱形ABCD的周长为( )
A.13B.14C.15D.83
【变式3-2】(2023·河南商丘·统考一模)如图,菱形ABCD中,点E,F,G分别为AB,AD,CD的中点,EF=4,FG=3,则菱形ABCD的周长为( )
A.12B.16C.18D.20
【变式3-3】(2023·湖南永州·校考二模)如图,在菱形ABCD中,M、N分别为AB、AC的中点,若MN=3,则菱形ABCD的周长为 .
【变式3-4】(2023·湖南长沙·长沙市南雅中学统考一模)如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,点E,F分别为边AB,AD上的中点,连接EF.
(1)求证:AC⊥EF;
(2)若EF=6,tan∠AEF=13,求菱形ABCD的周长.
题型04 利用矩形的性质求面积
【例4】(2022·黑龙江哈尔滨·统考一模)一个菱形的周长是20,两条对角线的比是4:3,则这个菱形的面积是( )
A.12B.96C.48D.24
【变式4-1】(2023·青海海东·统考三模)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,过点D作DH⊥AB于点H,连接OH,若OA=6,OH=4,则菱形ABCD的面积为( )
A.72B.48C.24D.9
【变式4-2】(2023·福建泉州·统考模拟预测)已知菱形ABCD的周长为24,对角线AC、BD交于点O,且AC+BD=16,则该菱形的面积等于 .
【变式4-3】(2022·福建龙岩·校考模拟预测)如图,菱形ABCD中,∠CBA=60°,其中一条对角线AC=6cm,则该菱形的面积是 cm2.
题型05 利用矩形的性质求坐标
【例5】(2022·陕西西安·校考模拟预测)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顺时针旋转,使点D落在x轴正半轴上,则旋转后点C的对应点的坐标是( )
A.0,23B.2,-4C.23,0D.0,-23
【变式5-1】(2023·天津河西·天津市新华中学校考一模)如图,四边形ABCD是菱形,点D在x轴上,顶点A,B的坐标分别是(0,2),(4,4),则点C的坐标是( )
A.(4,2)B.(6,2)C.(6,4)D.(8,2)
【变式5-2】(2023·河南周口·淮阳第一高级中学校考三模)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知菱形ABCD的顶点A-3,3,C1,-1,对角线BD交AC于点M,交x轴于点N,若BN=2ND,则点B的坐标是( )
A.32,72B.2,22C.(4,2)D.(2,4)
【变式5-3】(2023·河南南阳·统考三模)菱形OABC在平面直角坐标系中的位置如图所示,已知顶点A8,0,点D是OA的中点,点P是对角线OB上的一个动点,∠AOC=60°,当PA+PD最短时,点P的坐标为( )
A.6,23B.6,433C.4,2D.4,433
【变式5-4】(2023·天津红桥·统考三模)如图,四边形ABCD为菱形,点A-3,0,点D0,4,点B在x轴的正半轴上,则点C的坐标为( ).
A.5,4B.4,5C.4,3D.3,4
【变式5-5】(2023·陕西咸阳·统考一模)如图,在平面直角坐标系中,菱形OABC的顶点A的坐标为4,0,点B、C 在第一象限, ∠AOC=60°,求点C的坐标.
题型06 利用矩形的性质证明
【例6】(2023·新疆乌鲁木齐·统考模拟预测)如图,在菱形ABCD中,E,F是对角线AC上的两点,且AE=CF.
(1)求证:△ADE≌△CBF;
(2)证明四边形BEDF是菱形.
【变式6-1】(2023·山西·山西实验中学校考模拟预测)如图,在菱形ABCD中,AC是对角线,点E是线段AC延长线上的一点,在线段CA的延长线上截取AF=CE,连接DF,BF,DE,BE.试判断四边形FBED的形状,并说明理由.
【变式6-2】(2024上·黑龙江哈尔滨·九年级统考期末)【操作探究】
已知:在菱形ABCD中,点M在直线BD上,过M作AC的平行线交直线AD于点E,交直线AB于点F.
(1)【举例感知】如图1,当点M在线段BD上时,求证:AC=ME+MF;
(2)【类比探究】
①当点M在DB延长线上时,直接写出AC、ME、MF三条线段之间的数量关系.
②当点M在BD延长线上时,直接写出AC、ME、MF三条线段之间的数量关系.
【变式6-3】(2020·北京·统考中考真题)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E是AD的中点,点F,G在AB上,EF⊥AB,OG∥EF.
(1)求证:四边形OEFG是矩形;
(2)若AD=10,EF=4,求OE和BG的长.
【变式6-4】(2022·湖北宜昌·统考中考真题)已知菱形ABCD中,E是边AB的中点,F是边AD上一点.
(1)如图1,连接CE,CF.CE⊥AB,CF⊥AD.
①求证:CE=CF;
②若AE=2,求CE的长;
(2)如图2,连接CE,EF.若AE=3,EF=2AF=4,求CE的长.
题型07 添加一个条件证明四边形是菱形
【例7】(2022·湖北襄阳·统考中考真题)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
【变式7-1】(2019·宁夏·统考中考真题)如图,四边形ABCD的两条对角线相交于点O,且互相平分.添加下列条件,仍不能判定四边形ABCD为菱形的是( )
A.AC⊥BDB.AB=ADC.AC=BDD.∠ABD=∠CBD
【变式7-2】(2021·北京·统考中考真题)如图,在矩形ABCD中,点E,F分别在BC,AD上,AF=EC.只需添加一个条件即可证明四边形AECF是菱形,这个条件可以是 (写出一个即可).
【变式7-3】(2022·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题)如图,在四边形ABCD中,AC⊥BD,垂足为O,AB∥CD,要使四边形ABCD为菱形,应添加的条件是 .(只需写出一个条件即可)
题型08 证明四边形是菱形
【例8】(2022·江苏连云港·统考中考真题)如图,四边形ABCD为平行四边形,延长AD到点E,使DE=AD,且BE⊥DC.
(1)求证:四边形DBCE为菱形;
(2)若△DBC是边长为2的等边三角形,点P、M、N分别在线段BE、BC、CE上运动,求PM+PN的最小值.
【变式8-1】(2022·浙江嘉兴·统考中考真题)小惠自编一题:“如图,在四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,AC⊥BD,OB=OD.求证:四边形ABCD是菱形”,并将自己的证明过程与同学小洁交流.
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.
【变式8-2】(2023·云南·统考中考真题)如图,平行四边形ABCD中,AE、CF分别是∠BAD、∠BCD的平分线,且E、F分别在边BC、AD上,AE=AF.
(1)求证:四边形AECF是菱形;
(2)若∠ABC=60°,△ABE的面积等于43,求平行线AB与DC间的距离.
【变式8-3】(2022·山东青岛·统考中考真题)如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,点E,F在对角线BD上,BE=EF=FD,∠BAF=∠DCE=90°.
(1)求证:△ABF≌△CDE;
(2)连接AE,CF,已知__________(从以下两个条件中选择一个作为已知,填写序号),请判断四边形AECF的形状,并证明你的结论.
条件①:∠ABD=30°;
条件2:AB=BC.
(注:如果选择条件①条件②分别进行解答,按第一个解答计分)
题型09 根据菱形的性质与判定求角度
【例9】(2020·河北唐山·统考一模)如图,①以点A为圆心2cm长为半径画弧分别交∠MAN的两边AM、AN于点B、D;②以点B为圆心,AD长为半径画弧,再以点D为圆心,AB长为半径画弧,两弧交于点C;③分别连接BC、CD、AC,若∠MAN=60°,则∠ACB的大小为 .
【变式9-1】(2023·四川成都·统考一模)如图,在△ABC中,AB=AC,分别以C、B为圆心,取AB的长为半径作弧,两弧交于点D.连接BD、AD.若∠ABD=130°,则∠CAD= .
【变式9-2】(2022·宁夏中卫·统考一模)如图,四边形ABCD为⊙O的内接四边形,若四边形OBCD为菱形,则∠BAD的度数是 .
【变式9-3】(2022·浙江金华·统考一模)如图,雨伞不论张开还是收紧,伞柄AP始终平分同一平面内两条伞骨所成的角∠BAC.当伞收紧时,点D与点M重合,且点A,E(F),D在同一条直线上.已知伞骨的部分长度如下(单位:cm):DE=DF=AE=AF=40.
(1)求AM的长.
(2)当伞撑开时,量得∠BAC=110°,求AD的长.(结果精确到1cm)
参考数据:sin55°≈0.8192,cs55°≈0.5736,tan55°≈1.4281.
题型10 根据菱形的性质与判定求线段长
【例10】(2023·湖北荆州·统考模拟预测)在▱ABCD中,用直尺和圆规作∠BAD的平分线AG交BC于点E.若BF=6,AB=5,则AE的长为( )
A.4B.6C.8D.10
【变式10-1】(2023·海南省直辖县级单位·校考三模)如图,在矩形ABCD中,过AC的中点O作EF⊥AC,交BC于E,交AD于F,连接AE、CF.若AB=3,∠DCF=30°,则EF的长为( )
A.2B.5C.3D.22
【变式10-2】(2023·青海海东·统考三模)如图所示,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=3,BC=5,P为BC边上的任意一点,连接PA,以PA、PC为邻边作▱PAQC,连接PQ,当AP=PC时,PQ的长为 .
【变式10-3】(2023·吉林长春·统考二模)如图,小李将一张边长分别为4和10的矩形纸片对折、再对折,然后沿图中的虚线AC剪下,将纸展开,就得到一个四边形.若∠ACB=60°,则这个四边形的周长为 .
题型11 根据菱形的性质与判定求面积
【例11】(2023·云南·模拟预测)在Rt△ABC中,∠BAC=90°,D是BC的中点,E是AD的中点,过点A作AF∥BC交CE的延长线于点F.
(1)求证:四边形ADBF是菱形;
(2)若AB=8,菱形ADBF的面积为40,求AC的长.
【变式11-1】(2022·贵州贵阳·统考模拟预测)折叠矩形纸片ABCD,使点B落在点D处,折痕为MN,已知AB=8,AD=4,则MN的长是( )A.535B.25C.735D.45
【变式11-2】(2019·山东德州·校联考二模)如图,在▱ABCD中,AE⊥BC,AF⊥CD,垂足分别为E,F,且BE=DF
(1)求证:▱ABCD是菱形;
(2)若AB=5,AC=6,求▱ABCD的面积.
【变式11-3】(2022·吉林长春·校考模拟预测)如图,矩形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,BE//AC,AE//BD.
(1)求证:四边形AOBE是菱形;
(2)若∠AOB=60°,AC=4,求菱形AOBE的面积.
【变式11-4】(2022·江苏南京·统考一模)如图,在菱形ABCD中,E、F分别是BC、DC的中点.
(1)求证∠AEF=∠AFE;
(2)若菱形ABCD的面积为8,则△AEF的面积为______.
题型12 根据菱形的性质与判定解决多结论问题
【例12】(2023·内蒙古·一模)如图,在矩形ABCD中,AB<BC,连接AC,分别以点A,C为圆心,大于12AC的长为半径画弧,两弧交于点M,N,直线MN分别交AD,BC于点E,F.下列结论:
①四边形AECF是菱形;②∠AFB=2∠ACB;③AC•EF=CF•CD;
④若AF平分∠BAC,则CF=2BF.
其中正确结论的个数是( )
A.4B.3C.2D.1
【变式12-1】(2023·广东深圳·校考模拟预测)如图,四边形ABCD为菱形,BF∥AC,DF交AC的延长线于点E,交BF于点F,且CE:AC=1:2.则下列结论:①△ABE≌△ADE;②∠CBE=∠CDF;③DE=FE;④S△BCE:S四边形ABFD=1:10.其中正确结论是( )
A.①③B.①②④C.②③④D.①②③④
【变式12-2】(2022·湖南长沙·长沙市长郡双语实验中学校考模拟预测)如图,直线CE是平行四边形ABCD的边AB的垂直平分线,垂足为点O,CE与DA的延长线交于点E.连接AC,BE,DO,DO与AC交于点F,则下列结论:
①四边形ACBE是菱形; ②∠ACD=∠BAE; ③AF:FC=1:2;
其中正确的结论有 .(填写所有正确结论的序号)
【变式12-3】(2023·福建宁德·校考模拟预测)如图,在一张矩形纸片ABCD中,AB=4,点M,N分别在AD,将矩形纸片ABCD沿直线MN折叠,使得点C落在AD上的一点E处,现给出以下结论:
①连接CM,四边形ENCM一定是菱形;
② F,M,C三点一定在同一直线上;
③当点E与A重合时,A,B,C,D,F五点在同一个圆上;
④点E到边MN,BN的距离可能相等.
其中正确的是 .(写出所有正确结论的序号)
题型13 与菱形有关的新定义问题
【例13】(2020·河北唐山·统考模拟预测)定义:如图,若菱形AECF与正方形ABCD两个顶点A,C重合,另外两个顶点E,F在正方形ABCD的内部,则称菱形AECF为正方形ABCD的内含菱形.
若正方形的周长为16,其内含菱形边长是整数,则内含菱形的周长为 ;
若正方形的面积为18,其内含菱形的面积为6,则内含菱形的边长为 .
【变式13-1】(2023·江苏盐城·统考一模)定义:若四边形中某个顶点与其它三个顶点距离相等,则这个四边形叫做等距四边形,这个顶点叫做这个四边形的等距点.
(1)判断:一个内角为60°的菱形________等距四边形.(填“是”或“不是”)
(2)如图2,在5×5的网格图中有A、B两点,请在答题卷给出的两个网格图上各找出C、D两个格点,使得以A、B、C、D为顶点的四边形以A为等距点的“等距四边形”,画出相应的“等距四边形”(互不全等),并写出该等距四边形的端点均为非等距点的对角线长.端点均为非等距点的对角线长为________.
(3)如图,在海上A,B两处执行任务的两艘巡逻艇,根据接到指令A,B两艇同时出发,A艇直接回到驻地O,B艇到C岛执行某项任务后回到驻地O(在C岛执行任务的时间忽略不计),已知A,B,C三点到O点的距离相等,AO∥BC,BC=100km,tanA=32,若A艇速度为65km/h,试问B艇的速度是多少时,才可以和A艇同时回到驻地?
【变式13-2】(2022·辽宁沈阳·东北育才双语学校校考三模)【定义】在平面直角坐标系xOy中,如果点A,C为某个菱形的一组对角的顶点,且点A,C在直线y=x上,那么称该菱形为点A,C的“阳光菱形”,如图是点A,C的“阳光菱形”的一个示意图.
【运用】已知点M的坐标为2,2,点P的坐标为4,4.
(1)下列各组点,能与点M,P形成“阳光菱形”的是______.(直接填写序号)
①E-4,10,F10,-4 ;②G1,6,H6,1 ;③I0,5,J5,0.
(2)如果四边形MNPQ是点M,P的“阳光菱形”,点N在MP下方,且面积为16.
①求点N、点Q的坐标;
②如果直线y=kx-3k与折线MN-NP有唯一公共点,直接写出满足条件的k的取值范围.
【变式13-3】(2022·江西萍乡·校考模拟预测)若四边形对角线互相垂直,那么我们定义这种四边形为“对垂”四边形.
特征辨析
(1)下列4个图中,四边形ABCD不是“对垂”四边形的是( )
归纳探究
(2)如图1,ED⊥AF于O,动点P,Q都从O点出发,点P沿OE运动到B,点Q沿OF运动到C.
①当∠BAC=30°,OB=OC,OD=1,OA=4时,则AB2+CD2=___________,AD2+CB2=___________,据此结合(1)中相关图形试猜想“对垂”四边形ABCD两组对边AB,CD与BC,AD之间的数量关系:___________(用等式表示);
②在“对垂”四边形ABCD中,当①中的条件都不存在时,①中所猜想的数量关系还成立吗?若成立,请予以证明;若不成立,请说明理由.
拓展应用
(3)如图2,四边形AEDB和四边形AGFC均为正方形,点B恰好在FC的延长线上,且已知AC=2,AB=3,求GE的长.
题型14 与菱形有关的规律探究问题
【例14】(2023·广东深圳·校考一模)如图,菱形OABC的顶点O(0,0),A(-2,0),∠B=60°,若菱形OABC绕点O顺时针旋转90°后得到菱形OA1B1C1,依此方式,绕点O连续旋转2024次得到菱形OA2024B2024C2024,那么点C2024的坐标是( )
A.3,1B.1,-3C.-3,-1D.-1,3
【变式14-1】(2023·河南南阳·统考模拟预测)如图,正方形ABCD的顶点均在坐标轴上,且点B的坐标为2,0,以AB为边构造菱形ABEF,将菱形ABEF与正方形ABCD组成的图形绕点O顺时针旋转,每次旋转90°,则第2023次旋转结束时,点F的对应点F2023的坐标为( )
A.-2,22B.22,-2C.-22,2D.-2,-22
【变式14-2】(2023·湖南永州·统考二模)如图,已知矩形ABCD的边长分别为6,4,进行如下操作:第一次,顺次连接矩形ABCD各边的中点,得到四边形A1B1C1D1;第二次,顺次连接四边形A1B1C1D1各边的中点,得到四边形A2B2C2D2;…如此反复操作下去,则第n次操作后,得到四边形AnBnCnDn的面积是( )
A.32n-4B.32n-3C.32n-2D.322n-3
【变式14-3】(2023·贵州铜仁·校考一模)如图,菱形ABCD中,∠ABC=120°,AB=1,延长CD至A1,使DA1=CD,以A1C为一边,在BC的延长线上作菱形A1CC1D1,连接AA1,得到△ADA1;再延长C1D1至A2,使D1A2=C1D1,以A2C1为一边,在CC1的延长线上作菱形A2C1C2D2,连接A1A2,得到△A1D1A2…按此规律,得到△A2021D2021A2022,记△ADA1的面积为S1,△A1D1A2的面积为S2⋅⋅⋅,△A2021D2021A2022的面积为S2022,则S2022= .
【变式14-4】(2020·甘肃兰州·兰州市外国语学校校考二模)如图,在菱形ABCD中,边长为1,∠A=60˚,顺次连接菱形ABCD各边中点,可得四边形A1B1C1D1;顺次连结四边形A1B1C1D1各边中点,可得四边形A2B2C2D2;顺次连结四边形A2B2C2D2各边中点,可得四边形A3B3C3D3;按此规律继续下去,…,则四边形A2019B2019C2019D2019的面积是 .
【变式14-5】(2019·甘肃白银·校联考一模)如图,作出边长为1的菱形ABCD,∠DAB=60°,连接对角线AC,以AC为边作第二个菱形ACC1D1,使∠D1AC=60°,连接AC1,再以AC1为边作第三个菱形ACC2D2,使∠D2AC1=60°;…按此规律所作的第2019个菱形的边长为 .
题型15 与菱形有关的动点问题
【例15】(2023·广东东莞·统考一模)如图菱形ABCD的边长为4cm,,∠A=60°,动点P,Q同时从点A出发,都以1cm/s的速度分别沿A→B→C和A→D→C的路经向点C运动,设运动时间为x(单位:s),四边形PBDQ的面积为y(单位:cm2),则y与x0≤x≤8之间的函数关系可用图象表示为( )
A.B.C.D.
【变式15-1】(2017·山东潍坊·统考一模)菱形OBCD在平面直角坐标系中的位置如图所示,顶点B2,0,∠DOB=60°,点E坐标为0,-3,点P是对角线OC上一个动点.则EP+BP的最短距离是 .
【变式15-2】(2023·湖北省直辖县级单位·模拟预测)用四根一样长的木棍搭成菱形ABCD,P是线段DC上的动点(点P不与点D和点 C重合),在射线BP上取一点M,连接DM,CM,使∠CDM=∠CBP.
操作探究一
(1)如图1,调整菱形ABCD,使∠A=90°,当点M在菱形ABCD外时,在射线BP上取一点N,使BN=DM,连接CN,则∠BMC= ,MCMN=
操作探究二
(2)如图2,调整菱形ABCD,使∠A=120°,当点M在菱形ABCD外时,在射线BP上取一点N,使BN=DM,连接CN,探索MC与MN的数量关系,并说明理由;
拓展迁移
(3)在菱形ABCD中,∠A=120°,AB=6.若点P在直线CD上,点M在射线BP上,且当∠CDM=∠PBC=45°时,请直接写出MD的长.
【变式15-3】(2023·江苏盐城·景山中学校考模拟预测)如图,BD是菱形ABCD的对角线,AB=BD=2cm.动点P从点A出发,沿折线AB-BC以1cm/s的速度向终点C运动,当点P出发后,且不与点B重合时,过点P作PQ∥BD交折线AD-DC于点Q.以PQ为边作正三角形PQE,且点E与BD始终在PQ的同侧.设正三角形PQE与△ABD重叠部分图形的面积为Scm2,点P运动的时间为ts.
(1)当点E落在BD上时,求t的值;
(2)当点P在AB边上时,求S与t之间的函数关系式;
(3)当点E落在∠BDC的平分线上时,直接写出t的值.
【变式15-4】(2023·广东梅州·统考一模)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,AB=6cm.动点P从点A出发,以2cm/s的速度沿边AB向终点B匀速运动.以PA为一边作∠APQ=120°,另一边PQ与折线AC-CB相交于点Q,以PQ为边作菱形PQMN,点N在线段PB上.设点P的运动时间为xs,菱形PQMN与△ABC重叠部分图形的面积为ycm2.
(1)当点Q在边AC上时,PQ的长为 cm.(用含x的代数式表示)
(2)当点M落在边BC上时,求x的值.
(3)求y关于x的函数解析式,并写出自变量x的取值范围.
题型16 菱形与一次函数综合
【例16】(2022·江苏常州·统考二模)如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=-43x+4的图像与x轴、y轴分别交于点A、B,以AB为边作菱形ABCD,BC∥x轴,则菱形ABCD的周长是 .
【变式16-1】(2018·江苏无锡·统考一模)已知一次函数y=﹣3x+3的图象与x轴、y轴分别交于A、B两点.直线l过点A且垂直于x轴.两动点D、E分别从A B两点间时出发向O点运动(运动到O点停止).运动速度分别是每秒1个单位长度和3个单位长度.点G、E关于直线l对称,GE交AB于点F.设D、E的运动时间为t(s).
(1)当t为何值时,四边形是菱形?判断此时△AFG与AGB是否相似,并说明理由;
(2)当△ADF是直角三角形时,求△BEF与△BFG的面积之比.
题型17 菱形与反比例函数综合
【例17】(2023·吉林长春·吉林大学附属中学校考模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,菱形ABCO的顶点O为坐标原点,边CO在x轴正半轴上,∠AOC=60°,反比例函数y=3xx>0的图象经过点A,且交菱形对角线BO于点D,DE⊥x轴于点E,则CE长为( )
A.1B.3C.2-3D.3-1
【变式17-1】(2023·浙江嘉兴·统考二模)如图,平面直角坐标系中,菱形ABCD的顶点A,C在反比例函数y=kx(k0)的图像上.
(1)求该反比例函数的解析式;
(2)若点N是反比例函数图像上一点,当四边形ABCN是菱形时,求出点N坐标.
【变式17-4】(2023·河南周口·统考二模)如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为6,8,连接OA,过点A作x轴的垂线,垂足为B,∠AOB的平分线与线段AB交于点P.
(1)若反比例函数y=kxx>0的图像经过点P,求反比例函数的解析式.
(2)如图,过点A作x轴的平行线,交射线OP于点Q,过点Q作OA的平行线,交x轴于点R.求证:四边形OAQR是菱形.
【变式17-5】(2023·河南商丘·统考三模)如图,菱形OBAC顶点A在反比例函数y=kx (x>0)的图象上,点B在y轴上,点C为(4,3).
(1)求k的值;
(2)点P为反比例函数图象上一个动点,过点P作PN⊥x轴于点N,交OA于点M,若PM=MN,求点P的坐标.
题型18 菱形与一次函数、反比例函数综合
【例18】(2023·江苏连云港·统考二模)如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=kx+b的图像与反比例函数y=mxm>0的图像相交于A3,4,B-4,n两点,与x轴相交于点C.
(1)求m和n的值;
(2)若点Pe,f在该反比例函数的图像上,且它到y轴的距离小于3,则f的取值范围是 ;(直接写出答案)
(3)以AC为边在右侧作菱形ACDE.使点D在x轴正半轴上,点E在第一象限,双曲线交DE于点F,连接AF,CF,则△ACF的面积为 .(直接写出答案)
【变式18-1】(2023·浙江金华·统考一模)如图,已知反比例函数y1=kx与一次函数y2=x+2图象在第一象限内相交于A3,n与x轴相交于点B.
(1)求n和k的值.
(2)根据图象,当y1≥y2时,求x的取值范围.
(3)如图,以AB为边作菱形ABCD,使点C在x轴正半轴上,点D在第一象限,求点D的坐标.
【变式18-2】(2023·安徽合肥·统考模拟预测)如图,已知一次函数y1=32x-3的图象与反比例函数y2=kx第一象限内的图象相交于点A4,n,与x轴相交于点B.
(1)求n和k的值;
(2)如图,以AB为边作菱形ABCD,使点C在x轴正半轴上,点D在第一象限,双曲线交CD于点E,连接AE、BE,求S△ABE.
【变式18-3】(2021·山东济南·统考二模)如图,一次函数y=mx+1的图象与反比例函数y=kx的图象相交于A、B两点,点C在x轴正半轴上,点D(1,-2),连接OA、OD、DC、AC,四边形OACD为菱形.
(1)求一次函数与反比例函数的解析式;
(2)根据图象,直接写出反比例函数的值小于2时,x的取值范围;
(3)设点P是直线AB上一动点,且S△OAP=12S菱形OACD,求点P的坐标.
题型19 菱形与二次函数综合
【例19】(2023·江苏盐城·校考三模)规定:若一个四边形中,有且仅有三条边相等,那么我们称这个四边形为“准菱形”
(1)若二次函数y=ax2+bx+c的顶点为A(1,4),且与x轴交于点B(-1,0)及点C.
①求二次函数表达式.
②y轴上是否存在点D,使得四边形ABDC为“准菱形”,若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
(2)已知四边形ABCD,点P为对角线BD上一点,PG∥AD,PQ∥BC,且PG=BG=CQ,
求证:四边形ABCD为“准菱形”.
(3)利用无刻度的直尺及圆规按要求进行作图:分别在线段BC、AD上找点P、Q,使得BP=PQ=QD.
提示:小红同学已写了一些步骤,请你按照小红的思路继续完成(保留作图痕迹;也可作自己的方法)
步骤一:分别以B、D为圆心,相同长度为半径画圆,交BC、AD于点E、F;
【变式19-1】(2022·广东广州·统考一模)在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=ax2+bx+4(a<0)的图象与x轴交于点A(﹣2,0)和点B(4,0),与y轴交于点C,直线BC与对称轴交于点D.
(1)求二次函数的解析式.
(2)若抛物线y=ax2+bx+4(a<0)的对称轴上有一点M,以O、C、D、M四点为顶点的四边形是平行四边形时,求点M的坐标.
(3)将抛物线y=ax2+bx+4(a<0)向右平移2个单位得到新抛物线,新抛物线与原抛物线交于点E,点F是新抛物线的对称轴上的一点,点G是坐标平面内一点,当以D、E、F、G四点为顶点的四边形是菱形时,求点F的坐标.
【变式19-2】(2022·湖南永州·统考一模)如图,一次函数y=33x-3图象与坐标轴交于点A、B,二次函数y=33x2+bx+c图象过A、B两点.
(1)求二次函数解析式;
(2)点B关于抛物线对称轴的对称点为点C,点P是对称轴上一动点,在抛物线上是否存在点Q,使得以B、C、P、Q为顶点的四边形是菱形?若存在,求出Q点坐标;若不存在,请说明理由.
【变式19-3】(2021·江苏泰州·统考二模)如图,已知二次函数y=ax2-4ax+3a(a>0)的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,横坐标分别为m,n(m
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