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第十八章 平行四边形
18.2.2 菱 形
第2课时 菱形的判定
1.理解并掌握菱形的定义及两个判定方法.
2.能根据不同的已知条件,选择适当的判定定理进行推理和计算.
重点难点:
1.经历菱形判定定理的探究过程,掌握菱形的判定定理.
2.会用这些菱形的判定方法进行有关的证明和计算.
学习目标:
情景导入
根据菱形的定义,可得菱形的第一个判定的方法:
AB=AD,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴四边形ABCD是菱形.
数学语言
有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形.
A
B
C
D
思考 还有其他的判定方法吗?
我们用一长一短两根细木条,在它们的中点处固定一个小钉,做成一个可以转动的十字,四周围上一根橡皮筋,做成一个平行四边形.那么转动木条,这个平行四边形什么时候变成菱形 对此你有什么猜想?
猜想:对角线互相垂直的平行四边形是菱形.
你能证明这一猜想吗?
知识精讲
知识点一 菱形的判定
A
B
C
O
D
已知:如图,四边形ABCD是平行四边形,对角线AC与BD相交于点O ,AC⊥BD.
求证:□ABCD是菱形.
证明: ∵四边形ABCD是平行四边形.
∴OA=OC.
又∵AC⊥BD,
∴BD是线段AC的垂直平分线.
∴BA=BC.
∴四边形ABCD是菱形(菱形的定义).
对角线互相垂直的平行四边形是菱形
AC⊥BD
几何语言描述:
∵在□ABCD中,AC⊥BD,
∴ □ABCD是菱形.
A
B
C
D
菱形ABCD
A
B
C
D
□ABCD
菱形的判定定理:
例1 如图, ABCD的两条对角线AC、BD相交于点O,AB=5,AO=4,BO=3.求证:四边形ABCD是菱形.
A
B
C
D
O
又∵四边形ABCD是平行四边形,
∵ OA=4,OB=3,AB=5,
证明:
即AC⊥BD,
∴ AB2=OA2+OB2,
∴△AOB是直角三角形,
∴四边形ABCD是菱形.
针对练习
1.在四边形ABCD中,对角线AC,BD互相平分,若添加一个条件使得四边形ABCD是菱形,则这个条件可以是 ( )
A.∠ABC=90°
B.AC⊥BD
C.AB=CD
D.AB∥CD
B
知识点二 四条边相等的四边形是菱形
小刚: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.
已知线段AC,你能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吗?
C
A
B
D
想一想:根据小刚的作法你有什么猜想?你能验证小刚的作法对吗?
猜想:四条边相等的四边形是菱形.
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
已知:如图,四边形ABCD中,AB=BC=CD=AD.
求证:四边形ABCD是菱形.
AB=BC=CD=AD
几何语言描述:
∵在四边形ABCD中,AB=BC=CD=AD,
∴四边形 ABCD是菱形.
A
B
C
D
菱形ABCD
菱形的判定定理:四条边都相等的四边形是菱形
四边形ABCD
A
B
C
D
证明: ∵ ∠1= ∠2,
又∵AE=AC,AD=AD,
∴ △ACD≌ △AED (SAS).
同理△ACF≌△AEF(SAS) .
∴CD=ED, CF=EF.
又∵EF=ED,∴CD=ED=CF=EF,
∴四边形CDEF是菱形.
2
例2 如图,在△ABC中, AD是角平分线,点E、F分别在
AB、 AD上,且AE=AC,EF = ED.
求证:四边形CDEF是菱形.
A
C
B
E
D
F
1
针对练习
1.下列命题中正确的是 ( )
A.一组邻边相等的四边形是菱形
B.三条边相等的四边形是菱形
C.四条边相等的四边形是菱形
D.四个角相等的四边形是菱形
C
知识点三 菱形的性质与判定的综合运用
例3 如图,在△ABC中,D、E分别是AB、AC的中点,BE=2DE,延长DE到点F,使得EF=BE,连接CF.
(1)求证:四边形BCFE是菱形;
(1)证明:∵D、E分别是AB、AC的中点,
∴DE∥BC且2DE=BC.
又∵BE=2DE,EF=BE,
∴EF=BC,EF∥BC,
∴四边形BCFE是平行四边形.
又∵EF=BE,∴四边形BCFE是菱形.
(2)解:∵∠BCF=120°,
∴∠EBC=60°,
∴△EBC是等边三角形,
∴菱形的边长为4,高为 ,
∴菱形的面积为 .
(2)若CE=4,∠BCF=120°,求菱形BCFE的面积.
归纳:判定一个四边形是菱形时,要结合条件灵活选择方法.如果可以证明四条边相等,可直接证出菱形;如果只能证出一组邻边相等或对角线互相垂直,可以先尝试证出这个四边形是平行四边形.
针对练习
1.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.
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
2.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.
3.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.
6.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.
(2)AE,BF相交于点O,若BF=6,AB=5,求AE的长.
解:∵四边形ABEF为菱形,
∴AE⊥BF,BO= FB=3,AE=2AO,
在Rt△AOB中,由勾股定理得AO =4,
∴AE=2AO=8.
有一组邻边相等的平行四边形是菱形.
对角线互相垂直的平行四边形是菱形.
四边相等的四边形是菱形.
运用定理进行计算和证明
菱形的判定
定义法
判定定理
课堂小结