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19.2 菱形
第1课时 菱形的性质
学 习 目 标
1.理解菱形的概念,体会菱形与平行四边形的区别与联系,理解一般与特殊的关系.
2.理解并运用菱形的性质定理进行计算和证明.(重点)
3.菱形性质定理的理解及灵活应用.(难点)
情 境 导 入
你见过以下图形吗?你知道它们是什么形状吗?
这些是平行四边形吗?它们有什么特点?你还能举出几个例子吗
小组活动:将一张矩形的纸对折,再对折,然后沿着图中的虚线剪下,打开,你发现这是一个什么样的图形?
菱形是特殊的平行四边形.平行四边形不一定是菱形.
定义:有一组邻边相等的平行四边形叫作菱形.
A
B
C
D
做一做
思考
作为一种特殊的平行四边形,菱形具有平行四边形的一般性质,同时也具有一些特殊的性质,观察图示的菱形,将你的发现填入下表.
对称性 边 角 对角线
平行四边形的一般性质 中心对称
菱形的特殊性质
中心对称、轴对称
对角线互相平分
对边平行且相等
对角相等
对边平行,四边相等
对角相等
对角线垂直平分
菱形有几条对称轴?对称中心在哪里?
知 识 讲 解
知识点1 菱形的性质
菱形具有平行四边形的一切性质,同时还具有一些特殊性质:
菱形性质定理1:菱形的四条边都相等.
菱形性质定理2:菱形的对角线互相垂直.
你能证明吗?
证明:由定义,菱形的邻边相等,
设AD=DC,AB=CB,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=CB,AB=DC,
∴AD=CB=AB=DC.
即菱形ABCD四条边都相等.
A
B
C
D
对于性质定理1,如图,怎样根据菱形的定义和平行四边形边的性质加以证明?
对于性质定理2,如图,怎样根据菱形的定义和等腰三角形的性质加以证明?
证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=DC,AO=OC,
∴△ADC是等腰三角形,且DO是△ADC底边的中线.
根据等腰三角形中“三线合一”,
∴DO也是△ADC底边的高.
∴DO⊥AC,即AC⊥BD.
A
B
C
O
D
在性质定理2的证明过程中,你还能发现菱形对角线什么性质?
根据等腰三角形“三线合一”,对角线也是菱形内角的角平分线.
A
B
C
O
D
在菱形ABCD中,对角线AC、BD相互垂直且平分,而对角线AC、BD也是四个内角的角平分线,因此,易证得:
对角线AC、BD将菱形ABCD分成的四个三角形,是全等的直角三角形.
思考
性质拓展:
菱形的一条对角线平分一组对角.
例 1
例 题 精 讲
如图,在菱形ABCD中,∠BAD=2∠B.试求出∠B的大小,并说明△ABC是等边三角形.
解:在菱形ABCD中,
∵∠B+∠BAD=180°,∠BAD=2∠B,
∴∠B=60°.
在菱形ABCD中,
∵AB=BC(菱形的四条边都相等),∠B=60°,
∴△ABC是等边三角形.
随 堂 练 习
1.如图,在菱形ABCD中,AB=5,OA=4.求菱形的周长与两条对角线的长度.
解:在菱形ABCD中,
有AB=BC=CD=DA,AC与BD互相垂直且平分.
∴菱形周长为4×5=20,
∵OA=4,
∴AC=8,
Rt△ABO中,由勾股定理可知BO=3,∴BD=6.
2.试说明菱形的面积等于它的两条对角线长的乘积的一半.
A
B
C
O
D
解:如图,在菱形ABCD中,AC与BD互相垂直,
∴S△ABC= AC×BO ,
同理,S△ADC= AC×DO,
∴S菱形ABCD=S△ABC+S△ADC= AC×(BO+DO)= AC×BD.
∴菱形的面积等于两条对角线长的乘积的一半.
拓展:
菱形的面积=底×高=对角线乘积的一半.
3.如图,在菱形ABCD中,AB=10,BD=12.求该菱形的面积.
A
B
C
O
D
解:在菱形ABCD中,AC与BD互相垂直且平分,
∴△ABO中,AB=10,BO= BD=6.
根据勾股定理,得AO=8,
∴AC=16,
∴S菱形ABCD= AC×BD= ×16×12=96.
例 2
例 题 精 讲
如图,已知菱形ABCD的边长为2cm,∠BAD=120°,对角线AC、BD相交于点O.试求这个菱形的两条对角线AC与BD的长.(结果保留根号)
解:∵四边形ABCD是菱形,∴OB=OD,AB=AD(菱形的四条边相等).
在△ABO和△ADO中,∵AB=AD,AO=AO,OB=OD,
∴△ABO≌△ADO(SSS).
∴∠BAO=∠DAO= ∠BAD = 60°.
∴△ABC为等边三角形,∴AC=AB=2.
在菱形ABCD中,∵AC⊥BD(菱形的对角线互相垂直),∴△AOB为直角三角形.
∴BO=
∴BD=2BO= (cm).
例 3
例 题 精 讲
如图,菱形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,AE垂直且平分CD,垂足为点E.求∠BCD的大小.
解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=DC=CB=BA(菱形的四条边都相等).
又∵AE垂直平分CD,
∴AC=AD,
∴AC=AD=DC=CB=BA,
即△ADC与△ABC都为等边三角形,
∴∠ACD=∠ACB=60°.
∴∠BCD=120°
随 堂 练 习
1.如图,已知菱形ABCD的边AB长5cm,一条对角线AC长6cm.求这个菱形的周长和它的面积.
A
B
C
D
O
解:在菱形ABCD中,
有AB=BC=CD=DA,AC与BD互相垂直且平分
∴菱形周长为4×5=20(cm)
∵AC=6,∴OA=3
Rt△ABO中,由勾股定理可知BO=4,∴BD=8
∴菱形的面积为: ×6×8=24(cm2)
2.如图,已知菱形ABCD的一条对角线BD恰好与其边AB的长相等.求这个菱形各内角的大小.
解:在菱形ABCD中,
有AB=BC=CD=DA
∵BD=AB
∴三角形ABD为等边三角形
∴∠A=60°
∴∠C=∠A=60°
根据平行四边形相邻内角互补可知:
∠ADC=∠ABC=180°-60°=120°
3.如图,在菱形ABCD中,E是AB的中点,且DE⊥AB,AB=4.求:
(1)∠ABC的大小;
解:(1)在菱形ABCD中,有AB=BC=CD=DA=4
∵E是AB的中点
∴AE=2
∵DE⊥AB
∴三角形ADE是直角三角形
∴∠ADE=30°,∴∠DAE=90°-30°=60°
∴∠ABC=180°-60°=120°
(2)菱形ABCD的面积(精确到0.1)
解:Rt△ADE中,根据勾股定理,得
DE= .
连接BD,
∴S△ABD= ×AB×DE= ×4× ,
∴S菱形ABCD=2S△ABD=2× (cm2).
当 堂 检 测
1.如图,已知菱形的两条对角线的长分别为6cm和8cm,则这个菱形的高DE为( )
A.2.4cm B.4.8cm C.5cm D.9.6cm
B
2. 菱形具有而一般平行四边形不具有的性质是( )
A. 对角相等 B. 对边相等
C. 对角线互相垂直 D. 对角线相等
C
3. 如图,在菱形 ABCD 中,AC = 8,BD = 6,则 △ABD的周长等于 ( )
A. 18 B. 16
C. 15 D. 14
B
4. 根据下图填一填:
(1)已知菱形 ABCD 的周长是 12 cm,那么它的边长是 ____cm.
(2)在菱形 ABCD 中,∠ABC=120°,则∠BAC=_______.
(3)菱形 ABCD 的两条对角线长分别为 6 cm 和 8 cm,则菱形的边长是______cm.
3
30°
A
B
C
O
D
5
(4) 菱形的一个内角为 120°,平分这个内角的对角线长为 11 cm,菱形的周长为______cm.
44
(5) 菱形的面积为 64 cm2,两条对角线的比为 1∶2 , 那么菱形最短的那条对角线长为_____cm.
8
5.如图,四边形 ABCD 是边长为 13 cm 的菱形,其中对角线 BD 长 10 cm.
求:(1) 对角线 AC 的长度;
(2) 菱形 ABCD 的面积.
解:(1)∵四边形 ABCD 是菱形,
∴∠AED = 90°,
∴AC = 2AE = 2×12 = 24 (cm).
D
B
C
A
E
(2)菱形ABCD的面积
6. 如图,四边形 ABCD 是菱形,F 是 AB 上一点,DF 交 AC 于 E. 求证:∠AFD = ∠CBE.
A
D
C
B
F
E
证明:∵四边形 ABCD 是菱形,
∴CB = CD, CA 平分∠BCD.
∴∠BCE = ∠DCE.
又 CE = CE,
∴△BCE≌△DCE(SAS).
∴∠CBE = ∠CDE.
∵在菱形 ABCD 中,AB∥CD,
∴∠AFD = ∠EDC.
∴∠AFD = ∠CBE.
课 堂 小 结
菱形的性质
菱形的性质
有关计算
边
1.周长=边长的四倍
2.面积=底×高=两条对角线乘积的一半
角
对角线
1.两组对边平行且相等;
2.四条边相等
两组对角分别相等,邻角互补
1.两条对角线互相垂直平分;
2.每一条对角线平分一组对角