2024-2025学年北师大版数学九(上)1.1菱形的性质与判定同步训练
一、选择题
1.(2016九上·永登期中)如图,在菱形ABCD中,∠BAD=80°,AB的垂直平分线交对角线AC于点F,点E为垂足,连接DF,则∠CDF为( )
A.80° B.70° C.65° D.60°
2.(2024九上·盘州期末)如图,要使成为菱形,则需添加的一个条件是( )
A. B. C. D.
3.(2023九上·福田开学考)如图,在菱形ABCD中,AC=6cm,BD=8cm,则菱形AB边上的高CE的长是( )
A.4.8cm B.9.6cm C.5cm D.10cm
4.(2019九上·贵阳期末)如图,菱形ABCD的周长为28,对角线AC,BD交于点O,E为AD的中点,则OE的长等于( )
A.2 B.3.5 C.7 D.14
5.(2020九上·昌图期末)下列关系中,是菱形的性质但不是平行四边形的性质的是( )
A.对角线垂直 B.两组对边分别平行
C.对角线互相平分 D.两组对角分别相等
6.(2018-2019学年数学华师大版九年级上册23.4 中位线 同步练习)如图,在菱形 中, 是 边上的一点, 分别是 的中点,则线段 的长为( )
A.8 B. C.4 D.
7.(2023九上·保定开学考)如图,已知菱形的周长为,,则对角线的长是( )
A. B. C. D.
8.(2023九上·金沙期中)已知菱形OABC在平面直角坐标系的位置如图所示,顶点,,点P是对角线OB上的一个动点,,当最短时,点P的坐标为( )
A. B. C. D.
二、填空题
9.(2023九上·肇源月考)如右图,把一个长方形的纸片对折两次,然后剪下一个角,为了得到一个锐角为60°的菱形,剪口与折痕所成的角α的度数应为 .
10.(2023九上·商河月考)如图,连接四边形ABCD各边中点,得到四边形EFGH,只要添加条件AC BD.就能保证四边形EFGH是菱形.
11.(2023九上·龙岗月考)菱形的两条对角线长分别为和,则这个菱形的周长为 .
12.如图,已知平行四边形ABCD中,AB=BC,BC=10,∠BCD=60°,两顶点B、D分别在平面直角坐标系的y轴、x轴的正半轴上滑动,连接OA,则OA的长的最小值是 .
13.(2024九上·温江期末)如图,在菱形中,,,为边上一动点,将沿折叠为,为边上一点,,则的最小值为 .
三、作图题
14.(2020九上·五华期末)已知线段AC
(1)尺规作图:作菱形ABCD,使AC是菱形的一条对角线(保留作图痕迹,不要求写作法);
(2)若AC=8,BD=6,求菱形的边长.
四、解答题
15.(2022九上·武侯期中)如图,在△ABC中,AD是BC边上的中线,点E是AD的中点,过点A作AF∥BC交BE的延长线于F,BF交AC于G,连接CF.
(1)求证:EF=EB;
(2)若∠BAC=90°,试判断四边形ADCF的形状,并证明你的结论.
16.(2023九上·光明开学考)如图,在四边形ABCD中,AB∥DC,AB=AD,对角线AC,BD交于点O,AC平分∠BAD,过点C作CE⊥AB交AB的延长线于点E,连接OE.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若AB=10,BD=8,求OE的长.
五、实践探究题
17.(2023九上·朝阳月考)综合与实践
[问题情境]
如图1,小华将矩形纸片ABCD先沿对角线BD折叠,展开后再折叠,使点B落在对角线BD上,点B的对应点记为B',折痕与边AD,BC分别交于点E,F.
(1) [活动猜想]如图2,当点B'与点D重合时,四边形BEDF是哪种特殊的四边形?并给予证明.
(2) [问题解决]如图1,当AB=4, AD=8,BF=3时,连结B'C,则B'C的长为
(3) [深入探究]如图3,请直接写出AB与BC满足什么关系时,始终有A'B'与对角线AC平行?
18.(2023九上·郑州高新技术产业开发开学考)课本再现
思考 我们知道,菱形的对角线互相垂直.反过来,对角线互相垂直的平行四边形是菱形吗 可以发现并证明菱形的一个判定定理; 对角线互相垂直的平行四边形是菱形.
(1)定理证明
为了证明该定理,小明同学画出了图形(如图1),并写出了“已知”和“求证”,请你完成证明过程.
已知:在中,对角线,垂足为.
求证:是菱形.
(2)知识应用
如图2,在中,对角线AC和BD相交于点.求证:是菱形.
六、综合题
19.(初中数学北师大版九年级上册第一章 特殊平行四边形3 练习题 (2))如图,已知正七边形ABCDEFG,请仅用无刻度的直尺,分别按下列要求画图.
(1)在图1中,画出一个以AB为边的平行四边形;
(2)在图2中,画出一个以AF为边的菱形.
20.(2022九上·湖口期中)如图,矩形的顶点E,G分别在菱形的边,上,顶点F,H在菱形的对角线上.
(1)求证:;
(2)若E为中点,,求菱形的周长.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】菱形的性质
【解析】【解答】解:如图,连接BF,
在△BCF和△DCF中,
∵CD=CB,∠DCF=∠BCF,CF=CF
∴△BCF≌△DCF
∴∠CBF=∠CDF
∵FE垂直平分AB,∠BAF= ×80°=40°
∴∠ABF=∠BAF=40°
∵∠ABC=180°﹣80°=100°,∠CBF=100°﹣40°=60°
∴∠CDF=60°.
故选D.
【分析】连接BF,利用SAS判定△BCF≌△DCF,从而得到∠CBF=∠CDF,根据已知可注得∠CBF的度数,则∠CDF也就求得了.
2.【答案】C
【知识点】菱形的判定
【解析】【解答】A、∵AC=AD,,∴无法证出成为菱形,∴A不符合题意;
B、∵,,∴成为矩形,∴B不符合题意;
C、∵,,∴成为菱形,∴C符合题意;
D、∵,,∴成为矩形,∴D不符合题意;
故答案为:C.
【分析】利用菱形的判定方法逐项分析判断即可.
3.【答案】A
【知识点】勾股定理;菱形的性质
【解析】【解答】解:设AC、BD相交于点O,
∵四边形ABCD是菱形,AC=6cm,BD=8cm
∴,,AC⊥BD,
,
由勾股定理得,
由可得,
CE=4.8cm;
故答案为:A.
【分析】根据菱形的性质及勾股定理可计算出AB的长度、菱形的面积,即可计算CE的长度.
4.【答案】B
【知识点】菱形的性质;三角形的中位线定理
【解析】【解答】∵四边形ABCD为菱形,∴AB 28=7,且O为BD的中点.
∵E为AD的中点,∴OE为△ABD的中位线,∴OE AB=3.5.
故答案为:B.
【分析】根据菱形的四边相等、对角线互相平分,可得AB=7,OB=OD,利用三角形的中位线平行且等于第三边的一半,可求出OE的长.
5.【答案】A
【知识点】平行四边形的性质;菱形的性质
【解析】【解答】解:A、菱形的对角线互相垂直平分、平行四边形的对角线互相平分,符合题意;
B、菱形、平行四边形的对边平行且相等,不符合题意;
C、菱形、平行四边形的对角线互相平分,不符合题意;
D、菱形、平行四边形的两组对角分别相等,不符合题意;
故答案为:A.
【分析】根据菱形和平行四边形的性质对每个选项一一判断即可。
6.【答案】C
【知识点】等边三角形的判定与性质;菱形的性质;三角形的中位线定理
【解析】【解答】解:如图,连接BD.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=AB=8,
∵∠A=60°,
∴△ABD是等边三角形,
∴BA=BD=8,
∵PE=ED,PF=FB,
∴EF= BD=4.
故答案为:C
【分析】连接BD.由菱形的性质可得AD=AB,根据有一个角为60度的等腰三角形是等边三角形可得△ABD是等边三角形,所以BD=AB,再根据三角形的中位线定理可得EF=BD可求解。
7.【答案】C
【知识点】等边三角形的性质;菱形的性质
【解析】【解答】解:∵菱形ABCD的周长为8
∴ AB=AD=2
∵ ∠A=60°
∴为等边三角形
∴ BD=2
故答案为:C.
【分析】本题考查菱形的性质和等边三角形的判定。根据菱形的周长和性质可知AB=AD=2,结合∠A=60°可得等边三角形,可得BD。
8.【答案】D
【知识点】待定系数法求一次函数解析式;两点之间线段最短;菱形的性质
【解析】【解答】解:连接AC、AD分别交OB于点G、点P,如图,
四边形OABC是菱形,
AC⊥OB,点A,点C关于直线OB对称,
PC+PD=PA+PD=AD,
此时PC+PD最短,
设直线OB的表达式为
直线OB过点O(0,0)和点B(8,4),
将O(0,0)和点B(8,4)代入表达式得解得
直线OB的表达式为
直线AD过点A(5,0)和点D(0,1),
同理:可求得直线AD的表达式为
联立方程组
解得
点P的坐标为()
故答案为:D.
【分析】连接AC、AD分别交OB于点G、点P,作BK⊥OA的延长线于点K,已知四边形OABC是菱形,根据菱形的性质得到点A,点C关于直线OB对称,PC+PD=PA+PD=AD,此时PC+PD最短,利用待定系数法结合点O、A、B、D的坐标分别求出直线OB、直线AD的表达式,联立方程组即可求解点P的坐标.
9.【答案】30°或60°
【知识点】菱形的性质
【解析】【解答】解:矩形展开图和折痕如下:
①设α=∠ABD,
由题意可知,∠ABC=60°;
∵四边形ABCD是菱形
∴∠ABD=∠CBD==30°,即α=30°;
②设α=∠BAC,
∵四边形ABCD是菱形
∴∠BAC=∠DAC==180°-60°=120°
∴α=∠BAC=60°
故答案为:30°和60°.
【分析】根据菱形的对角线平分菱形的对角,可以直接求出α的度数.
10.【答案】=
【知识点】菱形的判定
【解析】【解答】解:由题意可得:四边形EFGH为平行四边形,
∴只要添加条件AC=BD, 就能保证四边形EFGH是菱形,
故答案为:=.
【分析】根据菱形的判定方法,结合图形判断求解即可。
11.【答案】20
【知识点】勾股定理;菱形的性质
【解析】【解答】解:如图所示.
根据题意可知,四边形ABCD是菱形,AC=6,BD=8.
∴AC⊥BD,AO=3,BO=4.
在Rt△AOB中,由勾股定理得AB=5.
∴这个菱形的周长为 4×5=20.
故答案为:20.
【分析】根据菱形对角线垂直平分和勾股定理得边长,然后根据菱形定义即可得周长.
12.【答案】5﹣5
【知识点】菱形的判定与性质
【解析】【解答】解:如图所示:过点A作AE⊥BD于点E,
当点A,O,E在一条直线上,此时AO最短,
∵平行四边形ABCD中,AB=BC,BC=10,∠BCD=60°,
∴AB=AD=CD=BC=10,∠BAD=∠BCD=60°,
∴△ABD是等边三角形,
∴AE过点O,E为BD中点,则此时EO=5,
故AO的最小值为:AO=AE﹣EO=ABsin60°﹣×BD=5﹣5.
故答案为:5﹣5.
【分析】利用菱形的性质以及等边三角形的性质得出A点位置,进而求出AO的长.
13.【答案】
【知识点】三角形三边关系;勾股定理;菱形的性质;翻折变换(折叠问题)
【解析】【解答】解:作于点,则,
四边形是菱形,,,
,
,
,
,
,
,
,
,
由折叠得,
,
,
,
的最小值为,
故答案为:.
【分析】作EF⊥BC于点F,根据菱形的性质得BC=CD=AB=2,由BE=CE得BF=CF=1,而∠B=30°,因此BE=2EF,从而得到BF=EF=1,求得EF=,所以BE=CE=2EF=,根据折叠得CD'=CD=2,因为D'E+CE≥CD',所以D'E+≥2,则D'E≥2-,即可求得D'E的最小值.
14.【答案】(1)解:如图所示,四边形ABCD即为所求作的菱形;
(2)解:∵AC=8,BD=6,且四边形ABCD是菱形,
∴AO= 4,DO= 3,且∠AOD=90°
则AD= = =5.
【知识点】菱形的性质;尺规作图-垂直平分线
【解析】【分析】(1)先画出AC的垂直平分线,垂足为O,然后截取OB=OD即可;(2)根据菱形的性质及勾股定理即可求出边长.
15.【答案】(1)证明:∵点E是AD的中点,
∴AE=DE,
∵AF∥BC,
∴∠AFE=∠DBE,
在△AEF和△DEB中,
,
∴△AEF≌△DEB(AAS),
∴EF=EB;
(2)解:四边形ADCF是菱形,理由如下:
∵△AEF≌△DEB,
∴AF=BD,
∵AD是BC边上的中线,
∴BD=DC,
∴AF=DC,
又AF∥BC,
∴四边形ADCF是平行四边形,
∵∠BAC=90°,AD是BC边上的中线,
∴AD=DC,
∴四边形ADCF是菱形;
【知识点】平行线的性质;三角形全等的判定;平行四边形的判定;菱形的判定
【解析】【分析】⑴论证两线段EF和EB相等,可以优先考虑两线段所在的三角形全等,由图可知可以论证三角形AEF和三角形DBE全等;点E是BF的中点可知BE等于EF,平行线可以论证角相等,还有对顶角相等,可以找到两三角形全等的条件,再由全等三角形性质可得对应边相等。
⑵、由直角三角形斜边上中线的性质可知AD等于BD等于CD,再由上小题可知AF和BD平行且相等,故AF和CD平行且相等,可以论证四边形ADCF是平行四边形,再加DA等于DC就可以论证四边形ADCF是菱形,(菱形的定义)。
16.【答案】(1)证明:∵AB∥CD,
∴∠CAB=∠DCA,
∵AC为∠DAB的平分线,
∴∠CAB=∠DAC,
∴∠DCA=∠DAC,
∴CD=AD,
∵AB=AD,
∴AB=CD,
∵AB∥CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AD=AB,
∴平行四边形ABCD是菱形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC,BD⊥AC,
∵CE⊥AB,
∴OE=OA=OC,
∵BD=8,
∴OB=BD=4,
在Rt△AOB 中,AB=10,OB=4,
∴OA===,
∴OE=OA=.
【知识点】勾股定理;平行四边形的判定与性质;菱形的判定与性质
【解析】【分析】(1)由平行线的性质和角平分线的定义可得∠DCA=∠DAC,由等角对等边可得CD=AD,结合已知可得AB=CD,根据一组对边平行且相等的四边形是平行四边形可得四边形ABCD是平行四边形,然后由一组邻边相等的平行四边形是菱形可得平行四边形ABCD是菱形;
(2)由菱形的性质可得OA=OC,BD⊥AC,由直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可得OE=OA=OC,在Rt△AOB 中,用勾股定理求出OA=OE的值即可.
17.【答案】(1)解:四边形BFDE是菱形。
(2)4
(3)解:BC=AB
【知识点】勾股定理的应用;菱形的判定;矩形的性质;轴对称的性质;翻折变换(折叠问题)
【解析】【解答】解:
(1)四边形BEDF是菱形。
证明:由折叠可知,EF是BD的垂直平分线,∴BE=DE,BF=DF,EF⊥BD,
由矩形ABCD可得AD∥BC,∴∠ADB=∠FBD,
由BF=DF可得∠FDB=∠FBD,∴∠ADB=∠FDB,
又EF⊥BD,∴△DEF是等腰三角形,DE=DF
∴BE=DE=BF=DF,∴四边形BFDE是菱形。
(2)过B′作B′N⊥BC于N,设EF与BD相交于M,
∵BC=AD=8,CD=AB=4,∴BD=
易证明△BMF∽△BCD,∴,
∴,∴MF=
∴BB′=2BM=,易证明△BB′N∽△BDC,
∴,∴
∴B′N=2.4,BN=4.8,∴CN=8-4.8=3.2
∴B′C=
故答案为:4
(3)设B′F与AC相交于G,∠OCB=x,
易知OB=OC,∴OBC=∠OCB=∠x,
由折叠可知BF=B′F,∴∠OBC=∠FB′B=x,
∴∠B′FC=∠OBC+∠FB′B=2x,
当A′B′∥AC时,∠AGF=∠A′B′F=90°,
∵∠AGF=∠OBC+∠B′FC=x+2x=3x
∴3x=90°,∴x=30°,
∴BC=AB
即当BC=AB时, 始终有A'B'与对角线AC平行 。
【分析】
(1)先根据折叠的特点证明BE=DE,BF=DF,再证明∠ADB=∠FDB得DEF是等腰三角形,DE=DF,从而推导出四边形BFDE是菱形。
(2)过B′作B′N⊥BC于N,证明△BMF∽△BCD,求出BM,MF,BB′,再证明△BB′N∽△BDC得B′N,BN,CN,再运用勾股定理计算B′C即可。
(3)设B′F与AC相交于G,根据OB=OC,A′B′∥AC可推导出∠OCB=30°,从而得到AB与BC的关系。
18.【答案】(1)证明:四边形ABCD是平行四边形,
,
又,垂足为,
∴AC是BD的垂直平分线,
,
是菱形;
(2)证明:中,对角线AC和BD相交于点,
,
又,
在三角形AOD中,
即,
是菱形;
【知识点】勾股定理的逆定理;平行四边形的性质;菱形的判定
【解析】【分析】(1)由平行四边形的对角线互相平分得DO=BO,易得AC是BD的垂直平分线,由垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等得AB=AD,进而根据一组邻边相等的平行四边形是菱形可得结论;
(2)由平行四边形的对角线互相平分得DO=BO=3,AO=CO=4,在△AOD中,利用勾股定理的逆定理判断出∠AOD=90°,从而根据对角线互相垂直的平行四边形是菱形可得结论.
19.【答案】(1)解:连接AF、BE、CG,CG交AF于M,交BE于N.四边形ABNM是平行四边形.
(2)解:连接AF、DF,延长DC交AB的延长线于M,四边形AFDM是菱形.
【知识点】平行四边形的判定;菱形的判定
【解析】【分析】(1)连接AF、BE、CG,CG交AF于M,交BE于N.四边形ABNM是平行四边形.(2)连接AF、DF,延长DC交AB的延长线于M,四边形AFDM是菱形.
20.【答案】(1)证明:∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:连接EG,
∵四边形是菱形,
∴,,
∵E为中点,
∴,
∵,
∴,,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵四边形是矩形,,
∴,
∴,
∴菱形的周长.
【知识点】菱形的性质;矩形的性质;三角形全等的判定-AAS
【解析】【分析】(1)先利用“AAS”证明,再利用全等三角形的性质可得;
(2)连接EG,先证明四边形是平行四边形,可得,再求出,即可得到菱形的周长。
1 / 12024-2025学年北师大版数学九(上)1.1菱形的性质与判定同步训练
一、选择题
1.(2016九上·永登期中)如图,在菱形ABCD中,∠BAD=80°,AB的垂直平分线交对角线AC于点F,点E为垂足,连接DF,则∠CDF为( )
A.80° B.70° C.65° D.60°
【答案】D
【知识点】菱形的性质
【解析】【解答】解:如图,连接BF,
在△BCF和△DCF中,
∵CD=CB,∠DCF=∠BCF,CF=CF
∴△BCF≌△DCF
∴∠CBF=∠CDF
∵FE垂直平分AB,∠BAF= ×80°=40°
∴∠ABF=∠BAF=40°
∵∠ABC=180°﹣80°=100°,∠CBF=100°﹣40°=60°
∴∠CDF=60°.
故选D.
【分析】连接BF,利用SAS判定△BCF≌△DCF,从而得到∠CBF=∠CDF,根据已知可注得∠CBF的度数,则∠CDF也就求得了.
2.(2024九上·盘州期末)如图,要使成为菱形,则需添加的一个条件是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】菱形的判定
【解析】【解答】A、∵AC=AD,,∴无法证出成为菱形,∴A不符合题意;
B、∵,,∴成为矩形,∴B不符合题意;
C、∵,,∴成为菱形,∴C符合题意;
D、∵,,∴成为矩形,∴D不符合题意;
故答案为:C.
【分析】利用菱形的判定方法逐项分析判断即可.
3.(2023九上·福田开学考)如图,在菱形ABCD中,AC=6cm,BD=8cm,则菱形AB边上的高CE的长是( )
A.4.8cm B.9.6cm C.5cm D.10cm
【答案】A
【知识点】勾股定理;菱形的性质
【解析】【解答】解:设AC、BD相交于点O,
∵四边形ABCD是菱形,AC=6cm,BD=8cm
∴,,AC⊥BD,
,
由勾股定理得,
由可得,
CE=4.8cm;
故答案为:A.
【分析】根据菱形的性质及勾股定理可计算出AB的长度、菱形的面积,即可计算CE的长度.
4.(2019九上·贵阳期末)如图,菱形ABCD的周长为28,对角线AC,BD交于点O,E为AD的中点,则OE的长等于( )
A.2 B.3.5 C.7 D.14
【答案】B
【知识点】菱形的性质;三角形的中位线定理
【解析】【解答】∵四边形ABCD为菱形,∴AB 28=7,且O为BD的中点.
∵E为AD的中点,∴OE为△ABD的中位线,∴OE AB=3.5.
故答案为:B.
【分析】根据菱形的四边相等、对角线互相平分,可得AB=7,OB=OD,利用三角形的中位线平行且等于第三边的一半,可求出OE的长.
5.(2020九上·昌图期末)下列关系中,是菱形的性质但不是平行四边形的性质的是( )
A.对角线垂直 B.两组对边分别平行
C.对角线互相平分 D.两组对角分别相等
【答案】A
【知识点】平行四边形的性质;菱形的性质
【解析】【解答】解:A、菱形的对角线互相垂直平分、平行四边形的对角线互相平分,符合题意;
B、菱形、平行四边形的对边平行且相等,不符合题意;
C、菱形、平行四边形的对角线互相平分,不符合题意;
D、菱形、平行四边形的两组对角分别相等,不符合题意;
故答案为:A.
【分析】根据菱形和平行四边形的性质对每个选项一一判断即可。
6.(2018-2019学年数学华师大版九年级上册23.4 中位线 同步练习)如图,在菱形 中, 是 边上的一点, 分别是 的中点,则线段 的长为( )
A.8 B. C.4 D.
【答案】C
【知识点】等边三角形的判定与性质;菱形的性质;三角形的中位线定理
【解析】【解答】解:如图,连接BD.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=AB=8,
∵∠A=60°,
∴△ABD是等边三角形,
∴BA=BD=8,
∵PE=ED,PF=FB,
∴EF= BD=4.
故答案为:C
【分析】连接BD.由菱形的性质可得AD=AB,根据有一个角为60度的等腰三角形是等边三角形可得△ABD是等边三角形,所以BD=AB,再根据三角形的中位线定理可得EF=BD可求解。
7.(2023九上·保定开学考)如图,已知菱形的周长为,,则对角线的长是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】等边三角形的性质;菱形的性质
【解析】【解答】解:∵菱形ABCD的周长为8
∴ AB=AD=2
∵ ∠A=60°
∴为等边三角形
∴ BD=2
故答案为:C.
【分析】本题考查菱形的性质和等边三角形的判定。根据菱形的周长和性质可知AB=AD=2,结合∠A=60°可得等边三角形,可得BD。
8.(2023九上·金沙期中)已知菱形OABC在平面直角坐标系的位置如图所示,顶点,,点P是对角线OB上的一个动点,,当最短时,点P的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】待定系数法求一次函数解析式;两点之间线段最短;菱形的性质
【解析】【解答】解:连接AC、AD分别交OB于点G、点P,如图,
四边形OABC是菱形,
AC⊥OB,点A,点C关于直线OB对称,
PC+PD=PA+PD=AD,
此时PC+PD最短,
设直线OB的表达式为
直线OB过点O(0,0)和点B(8,4),
将O(0,0)和点B(8,4)代入表达式得解得
直线OB的表达式为
直线AD过点A(5,0)和点D(0,1),
同理:可求得直线AD的表达式为
联立方程组
解得
点P的坐标为()
故答案为:D.
【分析】连接AC、AD分别交OB于点G、点P,作BK⊥OA的延长线于点K,已知四边形OABC是菱形,根据菱形的性质得到点A,点C关于直线OB对称,PC+PD=PA+PD=AD,此时PC+PD最短,利用待定系数法结合点O、A、B、D的坐标分别求出直线OB、直线AD的表达式,联立方程组即可求解点P的坐标.
二、填空题
9.(2023九上·肇源月考)如右图,把一个长方形的纸片对折两次,然后剪下一个角,为了得到一个锐角为60°的菱形,剪口与折痕所成的角α的度数应为 .
【答案】30°或60°
【知识点】菱形的性质
【解析】【解答】解:矩形展开图和折痕如下:
①设α=∠ABD,
由题意可知,∠ABC=60°;
∵四边形ABCD是菱形
∴∠ABD=∠CBD==30°,即α=30°;
②设α=∠BAC,
∵四边形ABCD是菱形
∴∠BAC=∠DAC==180°-60°=120°
∴α=∠BAC=60°
故答案为:30°和60°.
【分析】根据菱形的对角线平分菱形的对角,可以直接求出α的度数.
10.(2023九上·商河月考)如图,连接四边形ABCD各边中点,得到四边形EFGH,只要添加条件AC BD.就能保证四边形EFGH是菱形.
【答案】=
【知识点】菱形的判定
【解析】【解答】解:由题意可得:四边形EFGH为平行四边形,
∴只要添加条件AC=BD, 就能保证四边形EFGH是菱形,
故答案为:=.
【分析】根据菱形的判定方法,结合图形判断求解即可。
11.(2023九上·龙岗月考)菱形的两条对角线长分别为和,则这个菱形的周长为 .
【答案】20
【知识点】勾股定理;菱形的性质
【解析】【解答】解:如图所示.
根据题意可知,四边形ABCD是菱形,AC=6,BD=8.
∴AC⊥BD,AO=3,BO=4.
在Rt△AOB中,由勾股定理得AB=5.
∴这个菱形的周长为 4×5=20.
故答案为:20.
【分析】根据菱形对角线垂直平分和勾股定理得边长,然后根据菱形定义即可得周长.
12.如图,已知平行四边形ABCD中,AB=BC,BC=10,∠BCD=60°,两顶点B、D分别在平面直角坐标系的y轴、x轴的正半轴上滑动,连接OA,则OA的长的最小值是 .
【答案】5﹣5
【知识点】菱形的判定与性质
【解析】【解答】解:如图所示:过点A作AE⊥BD于点E,
当点A,O,E在一条直线上,此时AO最短,
∵平行四边形ABCD中,AB=BC,BC=10,∠BCD=60°,
∴AB=AD=CD=BC=10,∠BAD=∠BCD=60°,
∴△ABD是等边三角形,
∴AE过点O,E为BD中点,则此时EO=5,
故AO的最小值为:AO=AE﹣EO=ABsin60°﹣×BD=5﹣5.
故答案为:5﹣5.
【分析】利用菱形的性质以及等边三角形的性质得出A点位置,进而求出AO的长.
13.(2024九上·温江期末)如图,在菱形中,,,为边上一动点,将沿折叠为,为边上一点,,则的最小值为 .
【答案】
【知识点】三角形三边关系;勾股定理;菱形的性质;翻折变换(折叠问题)
【解析】【解答】解:作于点,则,
四边形是菱形,,,
,
,
,
,
,
,
,
,
由折叠得,
,
,
,
的最小值为,
故答案为:.
【分析】作EF⊥BC于点F,根据菱形的性质得BC=CD=AB=2,由BE=CE得BF=CF=1,而∠B=30°,因此BE=2EF,从而得到BF=EF=1,求得EF=,所以BE=CE=2EF=,根据折叠得CD'=CD=2,因为D'E+CE≥CD',所以D'E+≥2,则D'E≥2-,即可求得D'E的最小值.
三、作图题
14.(2020九上·五华期末)已知线段AC
(1)尺规作图:作菱形ABCD,使AC是菱形的一条对角线(保留作图痕迹,不要求写作法);
(2)若AC=8,BD=6,求菱形的边长.
【答案】(1)解:如图所示,四边形ABCD即为所求作的菱形;
(2)解:∵AC=8,BD=6,且四边形ABCD是菱形,
∴AO= 4,DO= 3,且∠AOD=90°
则AD= = =5.
【知识点】菱形的性质;尺规作图-垂直平分线
【解析】【分析】(1)先画出AC的垂直平分线,垂足为O,然后截取OB=OD即可;(2)根据菱形的性质及勾股定理即可求出边长.
四、解答题
15.(2022九上·武侯期中)如图,在△ABC中,AD是BC边上的中线,点E是AD的中点,过点A作AF∥BC交BE的延长线于F,BF交AC于G,连接CF.
(1)求证:EF=EB;
(2)若∠BAC=90°,试判断四边形ADCF的形状,并证明你的结论.
【答案】(1)证明:∵点E是AD的中点,
∴AE=DE,
∵AF∥BC,
∴∠AFE=∠DBE,
在△AEF和△DEB中,
,
∴△AEF≌△DEB(AAS),
∴EF=EB;
(2)解:四边形ADCF是菱形,理由如下:
∵△AEF≌△DEB,
∴AF=BD,
∵AD是BC边上的中线,
∴BD=DC,
∴AF=DC,
又AF∥BC,
∴四边形ADCF是平行四边形,
∵∠BAC=90°,AD是BC边上的中线,
∴AD=DC,
∴四边形ADCF是菱形;
【知识点】平行线的性质;三角形全等的判定;平行四边形的判定;菱形的判定
【解析】【分析】⑴论证两线段EF和EB相等,可以优先考虑两线段所在的三角形全等,由图可知可以论证三角形AEF和三角形DBE全等;点E是BF的中点可知BE等于EF,平行线可以论证角相等,还有对顶角相等,可以找到两三角形全等的条件,再由全等三角形性质可得对应边相等。
⑵、由直角三角形斜边上中线的性质可知AD等于BD等于CD,再由上小题可知AF和BD平行且相等,故AF和CD平行且相等,可以论证四边形ADCF是平行四边形,再加DA等于DC就可以论证四边形ADCF是菱形,(菱形的定义)。
16.(2023九上·光明开学考)如图,在四边形ABCD中,AB∥DC,AB=AD,对角线AC,BD交于点O,AC平分∠BAD,过点C作CE⊥AB交AB的延长线于点E,连接OE.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若AB=10,BD=8,求OE的长.
【答案】(1)证明:∵AB∥CD,
∴∠CAB=∠DCA,
∵AC为∠DAB的平分线,
∴∠CAB=∠DAC,
∴∠DCA=∠DAC,
∴CD=AD,
∵AB=AD,
∴AB=CD,
∵AB∥CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AD=AB,
∴平行四边形ABCD是菱形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC,BD⊥AC,
∵CE⊥AB,
∴OE=OA=OC,
∵BD=8,
∴OB=BD=4,
在Rt△AOB 中,AB=10,OB=4,
∴OA===,
∴OE=OA=.
【知识点】勾股定理;平行四边形的判定与性质;菱形的判定与性质
【解析】【分析】(1)由平行线的性质和角平分线的定义可得∠DCA=∠DAC,由等角对等边可得CD=AD,结合已知可得AB=CD,根据一组对边平行且相等的四边形是平行四边形可得四边形ABCD是平行四边形,然后由一组邻边相等的平行四边形是菱形可得平行四边形ABCD是菱形;
(2)由菱形的性质可得OA=OC,BD⊥AC,由直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可得OE=OA=OC,在Rt△AOB 中,用勾股定理求出OA=OE的值即可.
五、实践探究题
17.(2023九上·朝阳月考)综合与实践
[问题情境]
如图1,小华将矩形纸片ABCD先沿对角线BD折叠,展开后再折叠,使点B落在对角线BD上,点B的对应点记为B',折痕与边AD,BC分别交于点E,F.
(1) [活动猜想]如图2,当点B'与点D重合时,四边形BEDF是哪种特殊的四边形?并给予证明.
(2) [问题解决]如图1,当AB=4, AD=8,BF=3时,连结B'C,则B'C的长为
(3) [深入探究]如图3,请直接写出AB与BC满足什么关系时,始终有A'B'与对角线AC平行?
【答案】(1)解:四边形BFDE是菱形。
(2)4
(3)解:BC=AB
【知识点】勾股定理的应用;菱形的判定;矩形的性质;轴对称的性质;翻折变换(折叠问题)
【解析】【解答】解:
(1)四边形BEDF是菱形。
证明:由折叠可知,EF是BD的垂直平分线,∴BE=DE,BF=DF,EF⊥BD,
由矩形ABCD可得AD∥BC,∴∠ADB=∠FBD,
由BF=DF可得∠FDB=∠FBD,∴∠ADB=∠FDB,
又EF⊥BD,∴△DEF是等腰三角形,DE=DF
∴BE=DE=BF=DF,∴四边形BFDE是菱形。
(2)过B′作B′N⊥BC于N,设EF与BD相交于M,
∵BC=AD=8,CD=AB=4,∴BD=
易证明△BMF∽△BCD,∴,
∴,∴MF=
∴BB′=2BM=,易证明△BB′N∽△BDC,
∴,∴
∴B′N=2.4,BN=4.8,∴CN=8-4.8=3.2
∴B′C=
故答案为:4
(3)设B′F与AC相交于G,∠OCB=x,
易知OB=OC,∴OBC=∠OCB=∠x,
由折叠可知BF=B′F,∴∠OBC=∠FB′B=x,
∴∠B′FC=∠OBC+∠FB′B=2x,
当A′B′∥AC时,∠AGF=∠A′B′F=90°,
∵∠AGF=∠OBC+∠B′FC=x+2x=3x
∴3x=90°,∴x=30°,
∴BC=AB
即当BC=AB时, 始终有A'B'与对角线AC平行 。
【分析】
(1)先根据折叠的特点证明BE=DE,BF=DF,再证明∠ADB=∠FDB得DEF是等腰三角形,DE=DF,从而推导出四边形BFDE是菱形。
(2)过B′作B′N⊥BC于N,证明△BMF∽△BCD,求出BM,MF,BB′,再证明△BB′N∽△BDC得B′N,BN,CN,再运用勾股定理计算B′C即可。
(3)设B′F与AC相交于G,根据OB=OC,A′B′∥AC可推导出∠OCB=30°,从而得到AB与BC的关系。
18.(2023九上·郑州高新技术产业开发开学考)课本再现
思考 我们知道,菱形的对角线互相垂直.反过来,对角线互相垂直的平行四边形是菱形吗 可以发现并证明菱形的一个判定定理; 对角线互相垂直的平行四边形是菱形.
(1)定理证明
为了证明该定理,小明同学画出了图形(如图1),并写出了“已知”和“求证”,请你完成证明过程.
已知:在中,对角线,垂足为.
求证:是菱形.
(2)知识应用
如图2,在中,对角线AC和BD相交于点.求证:是菱形.
【答案】(1)证明:四边形ABCD是平行四边形,
,
又,垂足为,
∴AC是BD的垂直平分线,
,
是菱形;
(2)证明:中,对角线AC和BD相交于点,
,
又,
在三角形AOD中,
即,
是菱形;
【知识点】勾股定理的逆定理;平行四边形的性质;菱形的判定
【解析】【分析】(1)由平行四边形的对角线互相平分得DO=BO,易得AC是BD的垂直平分线,由垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等得AB=AD,进而根据一组邻边相等的平行四边形是菱形可得结论;
(2)由平行四边形的对角线互相平分得DO=BO=3,AO=CO=4,在△AOD中,利用勾股定理的逆定理判断出∠AOD=90°,从而根据对角线互相垂直的平行四边形是菱形可得结论.
六、综合题
19.(初中数学北师大版九年级上册第一章 特殊平行四边形3 练习题 (2))如图,已知正七边形ABCDEFG,请仅用无刻度的直尺,分别按下列要求画图.
(1)在图1中,画出一个以AB为边的平行四边形;
(2)在图2中,画出一个以AF为边的菱形.
【答案】(1)解:连接AF、BE、CG,CG交AF于M,交BE于N.四边形ABNM是平行四边形.
(2)解:连接AF、DF,延长DC交AB的延长线于M,四边形AFDM是菱形.
【知识点】平行四边形的判定;菱形的判定
【解析】【分析】(1)连接AF、BE、CG,CG交AF于M,交BE于N.四边形ABNM是平行四边形.(2)连接AF、DF,延长DC交AB的延长线于M,四边形AFDM是菱形.
20.(2022九上·湖口期中)如图,矩形的顶点E,G分别在菱形的边,上,顶点F,H在菱形的对角线上.
(1)求证:;
(2)若E为中点,,求菱形的周长.
【答案】(1)证明:∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:连接EG,
∵四边形是菱形,
∴,,
∵E为中点,
∴,
∵,
∴,,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵四边形是矩形,,
∴,
∴,
∴菱形的周长.
【知识点】菱形的性质;矩形的性质;三角形全等的判定-AAS
【解析】【分析】(1)先利用“AAS”证明,再利用全等三角形的性质可得;
(2)连接EG,先证明四边形是平行四边形,可得,再求出,即可得到菱形的周长。
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