1.1菱形的性质与判定
【题型1】菱形的性质 3
【题型2】菱形的性质与坐标系 5
【题型3】菱形的性质与阴影面积 6
【题型4】菱形的性质与最小值 7
【题型5】菱形的判定 8
【题型6】菱形的性质和判定 9
【题型7】菱形的应用 11
【知识点1】菱形的性质 (1)菱形的性质
①菱形具有平行四边形的一切性质;
②菱形的四条边都相等;
③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;
④菱形是轴对称图形,它有2条对称轴,分别是两条对角线所在直线.
(2)菱形的面积计算
①利用平行四边形的面积公式.
②菱形面积=ab.(a、b是两条对角线的长度) 1.(2025春 海口期末)如图,菱形ABCD的边长为10,∠ABC=60°,则点A到BD的距离等于( ) A.5B.6C.8D.10
【知识点2】菱形的判定 ①菱形定义:一组邻边相等的平行四边形是菱形(平行四边形+一组邻边相等=菱形);
②四条边都相等的四边形是菱形.
几何语言:∵AB=BC=CD=DA∴四边形ABCD是菱形;
③对角线互相垂直的平行四边形是菱形(或“对角线互相垂直平分的四边形是菱形”).
几何语言:∵AC⊥BD,四边形ABCD是平行四边形∴平行四边形ABCD是菱形
1.(2024 重庆一模)下列条件能判定四边形是菱形的是( ) A.对角线相等的四边形B.对角线互相垂直的四边形C.对角线互相垂直平分的四边形D.对角线相等且互相垂直的四边形
【知识点3】菱形的判定与性质 (1)依次连接四边形各边中点所得的四边形称为中点四边形.不管原四边形的形状怎样改变,中点四边形的形状始终是平行四边形.
(2)菱形的中点四边形是矩形(对角线互相垂直的四边形的中点四边形定为矩形,对角线相等的四边形的中点四边形定为菱形.)______(3)菱形是在平行四边形的前提下定义的,首先它是平行四边形,但它是特殊的平行四边形,特殊之处就是“有一组邻边相等”,因而就增加了一些特殊的性质和不同于平行四边形的判定方法.
(4)正方形是特殊的菱形,菱形不一定是正方形,所以,在同一平面上四边相等的图形不只是正方形. 1.(2024 泰安模拟)如图,菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,M、N分别是边AB、AD的中点,连接OM、ON、MN,则下列叙述正确的是( ) A.△AOM和△AON都是等边三角形B.四边形MBON和四边形MODN都是菱形C.四边形MBCO和四边形NDCO都是等腰梯形D.四边形AMON与四边形ABCD是位似图形
2.(2024 大庆模拟)下列说法中,错误的是( ) A.平行四边形的对角线互相平分B.五边形的内角和是540°C.菱形的对角线互相垂直D.对角线互相垂直的四边形是菱形
【题型1】菱形的性质
【典型例题】如图,在菱形ABCD中,AC=8,BD=6,过点C作CE⊥AD,交AD的延长线于点E,则线段CE的长为( )
A. B. C.4 D.
【举一反三1】如图,在菱形ABCD中,EF∥AB,对角线AC交EF于点G,那么与∠BAC相等的角的个数有(∠BAC除外)( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【举一反三2】如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点E为BC的中点,则下列等式中一定成立的是( )
A.AB=BE B.AC=2AB C.AB=2OE D.AC=2OE
【举一反三3】如图,在菱形ABCD中,过点B作BE⊥AD,BF⊥CD,垂足分别为点E,F,延长BD至G,使得DG=BD,连接EG,FG,若AE=DE,则=__________.
【举一反三4】如图,已知菱形ABCD的对角线相交于点O,延长AB至点E,使BE=AB,连接CE,若∠E=50°,求∠BAO的大小.
【举一反三5】如图,在菱形ABCD中,∠ABC=40°,点E为对角线BD上一点,F为AD边上一点,连接AE,CE,FE,若AE=FE,∠BEC=58°,求∠AFE的度数.
【题型2】菱形的性质与坐标系
【典型例题】如图,在平面直角坐标系中,若菱形ABCD的顶点A,B的坐标分别为(3,0),(﹣2,0),点D在y轴上,则点C的坐标( )
A.(﹣3,4) B.(﹣2,3) C.(﹣5,4) D.(5,4)
【举一反三1】如图,在平面直角坐标系中,菱形ABCD的顶点D在x轴上,边BC在y轴上,若点A的坐标为(2,3),则C点的坐标为( )
A.(0,﹣2) B.(0,﹣1.5) C.(0,﹣1) D.(﹣2,0)
【举一反三2】如图,菱形ABDC的顶点 A(﹣1,0),B(3,0)在x轴上,点C在y轴正半轴上,那么菱形ABDC的面积是( )
A.16 B. C.12 D.
【举一反三3】如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是菱形,,点B的坐标为(0,﹣3),则点A的坐标为( )
A. B.(3,0) C.(﹣6,0) D.(6,0)
【举一反三4】如图,已知菱形OABC的边长为3,若顶点B的坐标为(0,4),则第一象限内的顶点C的坐标为( )
A. B. C. D.
【题型3】菱形的性质与阴影面积
【典型例题】如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AC=12,BD=4,将△CDO沿由点D到点B的方向平移,得到△C′D′O′,当点D′与点B重合时,点D与点C′之间的距离为( )
A.6 B.10 C.8 D.12
【举一反三1】如图,菱形ABCD的对角线的长分别为2和5,P是对角线AC上任一点(点P不与点A,C重合)且PE∥BC交AB于E,PF∥CD交AD于F,则阴影部分的面积是( )
A.2 B. C.3 D.
【举一反三2】如图,在菱形ABCD中,AC,BD为对角线,BC=6,∠BAD=60°,则阴影部分的面积为( )
A. B.6 C.9 D.
【举一反三3】如图,菱形ABCD沿对角线AC的方向平移到菱形A'B′C′D′的位置,点A′恰好是AC的中点.若菱形ABCD的边长为2,∠BCD=60°,则阴影部分的面积为( )
A. B. C.1 D.
【题型4】菱形的性质与最小值
【典型例题】如图,在周长为12的菱形ABCD中,AE=1,AF=2,若P为对角线BD上一动点,则EP+FP的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【举一反三1】如图,菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=4,E是边AD上一动点,将△CDE沿CE折叠,得到△CFE,则△BCF面积的最大值是( )
A.8 B. C.16 D.
【举一反三2】如图,在周长为12的菱形ABCD中,AE=1,AF=2,若P为对角线BD上一动点,则EP+FP的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【举一反三3】如图,在边长为4的菱形ABCD中,∠A=60°,E,F分别为AD,DC上的动点,∠EBF=60°,点E从点A向点D运动的过程中,AE+CF的长度( )
A.逐渐增加 B.恒等于4 C.先减小再增加 D.恒等于
【题型5】菱形的判定
【典型例题】在直角坐标系中,A,B,C,D四个点的坐标依次为(-1,0),(x,y),(-1,5),(-5,z),若这四个点构成的四边形是菱形,则满足条件的z的值有( )
A.1个 B.3个 C.4个 D.5个
【举一反三1】下列平行四边形中,根据图中所标出的数据,不能判定是菱形的是( )
A. B. C. D.
【举一反三2】在数学课上,老师提出如下问题:
如图1,将锐角三角形纸片ABC(BC>AC)经过两次折叠,得到边AB,BC,CA上的点D,E,F.使得四边形DECF恰好为菱形.
小明的折叠方法如下:
如图2,(1)AC边向BC边折叠,使AC边落在BC边上,得到折痕交AB于D;(2)C点向AB边折叠,使C点与D点重合,得到折痕交BC边于E,交AC边于F.
老师说:“小明的作法正确.”
请回答:小明这样折叠的依据是______________________________________.
【举一反三3】在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,直线l经过点O,且与AB,CD分别相交于点E,F,连接AF,CE.
(1)求证:四边形AECF是平行四边形;
(2)若∠AEF=∠CEF,求证:四边形AECF是菱形.
【题型6】菱形的性质和判定
【典型例题】如图,△ABC中,AD平分∠BAC,DE∥AC交AB于E,DF∥AB交AC于F,若AF=6,则四边形AEDF的周长是( )
A.24 B.28 C.32 D.36
【举一反三1】如图,四边形ABCD的四边相等,且面积为120 cm2,对角线AC=24 cm,则四边形ABCD的周长为( )
A.52 cm B.40 cm C.39 cm D.26 cm
【举一反三2】如图,平行四边形ABCD中,AE⊥BC,AF⊥CD,垂足分别为E,F,连接EF,给出下列判断:①若△AEF是等边三角形,则∠B=60°,②若∠B=60°,则△AEF是等边三角形,③若AE=AF,则平行四边形ABCD是菱形,④若平行四边形ABCD是菱形,则AE=AF,其中,结论正确的是__________(只需填写正确结论的序号).
【举一反三3】在Rt△ABC中,∠BAC=90°,D是BC中点,E是AD中点,过A作AF∥BC.
(1)求证:△AEF≌△DEB;
(2)求证:四边形ADCF是菱形;
(3)若AB=5,AC=4,求菱形ADCF的面积.
【题型7】菱形的应用
【典型例题】中国结寓意团圆、美满,以独特的东方神韵体现中国人民的智慧和深厚的文化底蕴,小陶家有一个菱形中国结装饰,测得BD=12cm,AC=16cm,直线EF⊥AB交两对边于点E,F,则EF的长为( )
A.8cm B.10cm C. D.
【举一反三1】如图,数学实践活动课上小明用两根木条钉成一个角形框架∠AOB,且∠AOB=120°,AO=BO=4 cm,将一根橡皮筋两端固定在点A,B处,拉展成线段AB,在平面内,拉动橡皮筋上的一点C,当四边形OACB是菱形时,橡皮筋再次被拉长了( )
A.4 cm B.8 cm C. D.
【举一反三2】如图所示的是菱形网格窗的一部分(网格窗中每个菱形边长相同),若两个固定点间的距离AB=BC=24 cm,∠1=60°,则每个小菱形的边长为( )
A.12 cm B.24 cm C.16 cm D.20 cm
【举一反三3】如图是一个边长为15 cm的活动菱形衣帽架,若墙上钉子间的距离AB=BC=15 cm,那么∠1的度数为( )
A.45° B.60° C.75° D.90°
【举一反三4】巧巧同学最近在学烘焙,使用的其中一个糕点模具底面是有一内角为60°的菱形,如图所示,已知该模具底面边长是12 cm,向内注入足量的材料,生产出的糕点底面积是( )
A. B. C.72 cm2 D.1.1菱形的性质与判定
【题型1】菱形的性质 5
【题型2】菱形的性质与坐标系 8
【题型3】菱形的性质与阴影面积 10
【题型4】菱形的性质与最小值 13
【题型5】菱形的判定 15
【题型6】菱形的性质和判定 18
【题型7】菱形的应用 21
【知识点1】菱形的性质 (1)菱形的性质
①菱形具有平行四边形的一切性质;
②菱形的四条边都相等;
③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;
④菱形是轴对称图形,它有2条对称轴,分别是两条对角线所在直线.
(2)菱形的面积计算
①利用平行四边形的面积公式.
②菱形面积=ab.(a、b是两条对角线的长度) 1.(2025春 海口期末)如图,菱形ABCD的边长为10,∠ABC=60°,则点A到BD的距离等于( ) A.5B.6C.8D.10
【答案】A 【分析】连接AC,根据菱形的性质可得AO⊥BD,∠ABD=ABC=30°,再根据直角三角形的性质可得AO=AB. 【解答】解:连接AC,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AO⊥BD,∠ABD=ABC=30°,
∵AB=10,
∴AO=5,
∴点A到BD的距离等于5,
故选:A. 【知识点2】菱形的判定 ①菱形定义:一组邻边相等的平行四边形是菱形(平行四边形+一组邻边相等=菱形);
②四条边都相等的四边形是菱形.
几何语言:∵AB=BC=CD=DA∴四边形ABCD是菱形;
③对角线互相垂直的平行四边形是菱形(或“对角线互相垂直平分的四边形是菱形”).
几何语言:∵AC⊥BD,四边形ABCD是平行四边形∴平行四边形ABCD是菱形
1.(2024 重庆一模)下列条件能判定四边形是菱形的是( ) A.对角线相等的四边形B.对角线互相垂直的四边形C.对角线互相垂直平分的四边形D.对角线相等且互相垂直的四边形
【答案】C 【分析】根据菱形的判定定理可直接选出答案. 【解答】解:根据菱形的判定定理:对角线互相垂直平分的四边形是菱形可直接选出答案,
故选:C. 【知识点3】菱形的判定与性质 (1)依次连接四边形各边中点所得的四边形称为中点四边形.不管原四边形的形状怎样改变,中点四边形的形状始终是平行四边形.
(2)菱形的中点四边形是矩形(对角线互相垂直的四边形的中点四边形定为矩形,对角线相等的四边形的中点四边形定为菱形.)______(3)菱形是在平行四边形的前提下定义的,首先它是平行四边形,但它是特殊的平行四边形,特殊之处就是“有一组邻边相等”,因而就增加了一些特殊的性质和不同于平行四边形的判定方法.
(4)正方形是特殊的菱形,菱形不一定是正方形,所以,在同一平面上四边相等的图形不只是正方形. 1.(2024 泰安模拟)如图,菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,M、N分别是边AB、AD的中点,连接OM、ON、MN,则下列叙述正确的是( ) A.△AOM和△AON都是等边三角形B.四边形MBON和四边形MODN都是菱形C.四边形MBCO和四边形NDCO都是等腰梯形D.四边形AMON与四边形ABCD是位似图形
【答案】D 【分析】在Rt△ABO中,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可得,OM=AM=BM,但AO与OM和AM的大小却无法判断,所以无法判断△AMO和△AON是等边三角形.同样,我们也无法判断BM是否等于OB和BM是否等于OC,所以也无法判断平行四边形MBON和MODN是菱形,也无法判断四边形MBCO和NDCO是等腰梯形.根据位似图形的定义可知四边形MBCO和四边形NDCO是位似图形. 【解答】解:根据位似图形的定义可知
A、OA与OM和AM的大小却无法判断,所以无法判断△AMO和△AON是等边三角形,故错误;
B、无法判断BM是否等于OB和BM是否等于OC,所以也无法判断平行四边形MBON和MODN是菱形,故错误;
C、无法判断四边形MBCO和NDCO是等腰梯形,故此选项错误;
D、四边形MBCO和四边形NDCO是位似图形,故此选项正确;
故选:D. 2.(2024 大庆模拟)下列说法中,错误的是( ) A.平行四边形的对角线互相平分B.五边形的内角和是540°C.菱形的对角线互相垂直D.对角线互相垂直的四边形是菱形
【答案】D 【分析】分别根据平行四边形的性质、多边形内角和和菱形的判定和性质逐项判断即可. 【解答】解:
∵平行四边形的对角线互相平分,
∴A选项正确;
∵五边形内角和=(5-2)×180°=540°,
∴B选项正确;
∵菱形的对角线互相垂直,
∴C选项正确;
∵只有对角线互相垂直且平分的四边形才是菱形,
∴D选项错误;
∴错误的是D,
故选:D.
【题型1】菱形的性质
【典型例题】如图,在菱形ABCD中,AC=8,BD=6,过点C作CE⊥AD,交AD的延长线于点E,则线段CE的长为( )
A. B. C.4 D.
【答案】D
【解析】记AC与BD的交点为O,
∵四边形ABCD是菱形,AC=8,BD=6,∴S菱形ABCD=×6×8=24,OA=OC=4,OD=OB=3,AC⊥BD,
∴AD==5,∴S菱形ABCD=AD CE=5CE,∴5CE=24,∴CE=.
【举一反三1】如图,在菱形ABCD中,EF∥AB,对角线AC交EF于点G,那么与∠BAC相等的角的个数有(∠BAC除外)( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【解析】∵在菱形ABCD中,EF∥AB,
∴EF∥CD,∠DAB=∠DCB,∠DAC=∠BAC=∠DAB,∠ACB=∠ACD=∠BCD,
∴∠DAC=∠ACB=∠ACD=∠BAC,AB∥CD∥EF,
∴∠AGE=∠CGF=∠BAC.
【举一反三2】如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点E为BC的中点,则下列等式中一定成立的是( )
A.AB=BE B.AC=2AB C.AB=2OE D.AC=2OE
【答案】C
【解析】∵点E为BC的中点,∴CE=BE=BC,
∵AB=BC,∴AB=2BE,故选项A错误;
∵在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,∴AO=CO=AC,∴OE是△ABC的中位线,∴OE=AB,故选项C正确;
∵AC≠BC,∴AC≠2OE,又AC<2AB,故选项B,D错误.
【举一反三3】如图,在菱形ABCD中,过点B作BE⊥AD,BF⊥CD,垂足分别为点E,F,延长BD至G,使得DG=BD,连接EG,FG,若AE=DE,则=__________.
【答案】
【解析】如图,连接AC,EF,
在菱形ABCD中,AC⊥BD,∵BE⊥AD,AE=DE,∴AB=BD,
又∵菱形的边AB=AD,∴△ABD是等边三角形,∴∠ADB=60°,
设EF与BD相交于点H,AB=4x,
∵AE=DE,∴由菱形的对称性,CF=DF,∴EF是△ACD的中位线,∴DH=DO=BD=x,
在Rt△EDH中,EH=x,
∵DG=BD,∴GH=BD+DH=4x+x=5x,
在Rt△EGH中,由勾股定理,得EG===2x,所以==.
【举一反三4】如图,已知菱形ABCD的对角线相交于点O,延长AB至点E,使BE=AB,连接CE,若∠E=50°,求∠BAO的大小.
【答案】解:菱形ABCD中,AB=BC,
∵BE=AB,∴BC=BE,∴∠BCE=∠E=50°,∴∠CBE=180°-50°×2=80°,
∵AD∥BC,∴∠BAD=∠CBE=80°,∴∠BAO=∠BAD=×80°=40°.
【举一反三5】如图,在菱形ABCD中,∠ABC=40°,点E为对角线BD上一点,F为AD边上一点,连接AE,CE,FE,若AE=FE,∠BEC=58°,求∠AFE的度数.
【答案】解:∵四边形ABCD是菱形,E点在对角线BD上,∴∠ABE=∠CBE=∠ABC=20°,AB=CB,
在△ABE和△CBE中,
∴△ABE≌△CBE(SAS),∴AE=EC,∠BEA=∠BEC=58°,
∵AD∥BC,∴∠BAD+∠ABC=180°,∴∠BAD=140°,
在△ABE中,∵∠ABE=20°,∠AEB=58°,∴∠BAE=180°﹣20°﹣58°=102°,∴∠EAF=140°﹣102°=38°,
∵AE=EF,∴∠EAF=∠AFE=38°.
【题型2】菱形的性质与坐标系
【典型例题】如图,在平面直角坐标系中,若菱形ABCD的顶点A,B的坐标分别为(3,0),(﹣2,0),点D在y轴上,则点C的坐标( )
A.(﹣3,4) B.(﹣2,3) C.(﹣5,4) D.(5,4)
【答案】C
【解析】∵菱形ABCD的顶点A,B的坐标分别为(3,0),(﹣2,0),点D在y轴上,∴AB=5,∴DO=4,
∴点C的坐标是(﹣5,4).
【举一反三1】如图,在平面直角坐标系中,菱形ABCD的顶点D在x轴上,边BC在y轴上,若点A的坐标为(2,3),则C点的坐标为( )
A.(0,﹣2) B.(0,﹣1.5) C.(0,﹣1) D.(﹣2,0)
【答案】C
【解析】∵A(2,3),∴OD=2,AD=3,
∵四边形ABCD是菱形,∴CD=AD=3,
在Rt△ODC中,OC===1,∴C(0,﹣1).
【举一反三2】如图,菱形ABDC的顶点 A(﹣1,0),B(3,0)在x轴上,点C在y轴正半轴上,那么菱形ABDC的面积是( )
A.16 B. C.12 D.
【答案】D
【解析】∵A(﹣1,0),B(3,0),∴AB=3﹣(﹣1)=4,
∵四边形ABDC是菱形,∴AC=AB=4,
在Rt△ACO中,AC=4,AO=1,∴CO===,
∴菱形ABDC的面积是=AB CO=×4×=2.
【举一反三3】如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是菱形,,点B的坐标为(0,﹣3),则点A的坐标为( )
A. B.(3,0) C.(﹣6,0) D.(6,0)
【答案】A
【解析】∵点B的坐标为(0,﹣3),∴OB=3,
∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=120°,∴∠ABO=ABC=60°,
∵∠AOB=90°,∴OA=3,∴A(﹣3,0).
【举一反三4】如图,已知菱形OABC的边长为3,若顶点B的坐标为(0,4),则第一象限内的顶点C的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】如图,连接AC交OB于点D,
∵四边形OABC是菱形,∴OD=DB,AC⊥OB,
∵B的坐标为(0,4),∴OB=4,∴OD=2,
∵菱形OABC的边长为3,即OC=3,∴,∴AC⊥OB,OB⊥x轴,∴AC∥x轴,
∴,
【题型3】菱形的性质与阴影面积
【典型例题】如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AC=12,BD=4,将△CDO沿由点D到点B的方向平移,得到△C′D′O′,当点D′与点B重合时,点D与点C′之间的距离为( )
A.6 B.10 C.8 D.12
【答案】A
【解析】∵四边形ABCD是菱形,AC=12,BD=4,∴AC⊥BD,AO=AC=6,OB=BD=2,
∴∠AOB=90°,
∵△CDO沿由点D到点B的方向平移,得到△C′D′O′,当点D′与点B重合,
∴O'C=OC=OA=6,O′B=OD=2,∠C′O'B=∠AOB=90°,∴DO'=BD+O'B=6,
∴.
【举一反三1】如图,菱形ABCD的对角线的长分别为2和5,P是对角线AC上任一点(点P不与点A,C重合)且PE∥BC交AB于E,PF∥CD交AD于F,则阴影部分的面积是( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】B
【解析】AP,EF交于O点,∵PE∥BC交AB于E,PF∥CD交AD于F,∴四边形AFPE为平行四边形,
∴△AEO的面积=△FOP的面积,∴阴影部分的面积等于△ABC的面积.
∵△ABC的面积等于菱形ABCD的面积的一半,菱形ABCD的面积=AC·BD=5,
∴图中阴影部分的面积为5÷2=.
【举一反三2】如图,在菱形ABCD中,AC,BD为对角线,BC=6,∠BAD=60°,则阴影部分的面积为( )
A. B.6 C.9 D.
【答案】D
【解析】如图,AC交BD于点O,
∵四边形ABCD是菱形,∴AD=AB=BC=6,∠DAC=∠BAD=30°,AC⊥BD,
∴OD=AD=3,OA=3,∴BD=2OD=6,AC=2OA=6,
观察图形得,阴影部分面积等于菱形面积的一半,∴S菱形=AC BD=×6×6=18,
∴阴影部分面积=×18=9.
【举一反三3】如图,菱形ABCD沿对角线AC的方向平移到菱形A'B′C′D′的位置,点A′恰好是AC的中点.若菱形ABCD的边长为2,∠BCD=60°,则阴影部分的面积为( )
A. B. C.1 D.
【答案】B
【解析】∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,AD=2=CD,∠DCA=∠BCD=30°,
∴A'D=1,A'C=,∴菱形ABCD的面积=4××A'D×A'C=2,
如图,
由平移的性质得, ABCD∽ A'FCE,且A'C=AC,∴四边形A'ECF的面积是 ABCD面积的,
∴阴影部分的面积==.
【题型4】菱形的性质与最小值
【典型例题】如图,在周长为12的菱形ABCD中,AE=1,AF=2,若P为对角线BD上一动点,则EP+FP的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】作F点关于BD的对称点F′,则PF=PF′,连接EF′交BD于点P.
∴EP+FP=EP+F′P.
由两点之间线段最短可知,当E,P,F′在一条直线上时,EP+FP的值最小,此时EP+FP=EP+F′P=EF′.
∵四边形ABCD为菱形,周长为12,∴AB=BC=CD=DA=3,AB∥CD,
∵AF=2,AE=1,∴DF′=AE=1,∴四边形AEF′D是平行四边形,
∴EF′=AD=3.∴EP+FP的最小值为3.
【举一反三1】如图,菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=4,E是边AD上一动点,将△CDE沿CE折叠,得到△CFE,则△BCF面积的最大值是( )
A.8 B. C.16 D.
【答案】A
【解析】∵将△CDE沿CE折叠,得到△CFE,∴CD=CF=4,∴点F在以点C为圆心,CF为半径的圆上,
∴当CF⊥BC时,△BCF面积有最大值,∴△BCF面积的最大值=×4×4=8.
【举一反三2】如图,在周长为12的菱形ABCD中,AE=1,AF=2,若P为对角线BD上一动点,则EP+FP的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】作F点关于BD的对称点F′,则PF=PF′,连接EF′交BD于点P.
∴EP+FP=EP+F′P.
由两点之间线段最短可知,当E,P,F′在一条直线上时,EP+FP的值最小,此时EP+FP=EP+F′P=EF′.
∵四边形ABCD为菱形,周长为12,∴AB=BC=CD=DA=3,AB∥CD,
∵AF=2,AE=1,∴DF′=AE=1,∴四边形AEF′D是平行四边形,
∴EF′=AD=3.∴EP+FP的最小值为3.
【举一反三3】如图,在边长为4的菱形ABCD中,∠A=60°,E,F分别为AD,DC上的动点,∠EBF=60°,点E从点A向点D运动的过程中,AE+CF的长度( )
A.逐渐增加 B.恒等于4 C.先减小再增加 D.恒等于
【答案】B
【解析】如图,连接BD.
∵四边形ABCD是菱形,∴AB=AD=CD=4,
∵∠A=60°,∴△ABD是等边三角形,∴AB=BD,∠ABD=60°.
∵DC∥AB,∴∠CDB=∠ABD=60°.∴∠A=∠CDB.
∵∠EBF=60°,∴∠ABE=∠DBF=60°﹣∠DBE,
在△ABE和△DBF中,
∴△ABE≌△DBF(ASA),∴AE=DF,∴AE+CF=DF+CF=CD=4,
即AE+CF的长度保持不变恒等于4.
【题型5】菱形的判定
【典型例题】在直角坐标系中,A,B,C,D四个点的坐标依次为(-1,0),(x,y),(-1,5),(-5,z),若这四个点构成的四边形是菱形,则满足条件的z的值有( )
A.1个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】D
【解析】如图,
∵A(-1,0),C(-1,5),∴AC⊥x轴,且AC=5-0=5,过点D(-5,z)作x轴的垂线,则z的数值就在直线x=-5上,
∵A,B,C,D四个点构成的四边形是菱形,∴当DC=DA,z有1个值,
当DC=AC,则42+(5-z)2=52,z有两个值,
当AD=AC,则42+z2=52,则z有两个值,
综上所知,符合条件的z的值有5个.
【举一反三1】下列平行四边形中,根据图中所标出的数据,不能判定是菱形的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据等腰三角形的判定定理可得,平行四边形的一组邻边相等,即可判定该平行四边形是菱形,故A不符合题意;
根据三角形内角和定理可得,平行四边形的对角线互相垂直,即可判定该平行四边形是菱形,故B不符合题意;
一组邻角互补,不能判定该平行四边形是菱形,故C符合题意;
根据平行四边形的邻角互补,对角线平分一个120°的角,可得平行四边形的一组邻边相等,即可判定该平行四边形是菱形,故D不符合题意.
【举一反三2】在数学课上,老师提出如下问题:
如图1,将锐角三角形纸片ABC(BC>AC)经过两次折叠,得到边AB,BC,CA上的点D,E,F.使得四边形DECF恰好为菱形.
小明的折叠方法如下:
如图2,(1)AC边向BC边折叠,使AC边落在BC边上,得到折痕交AB于D;(2)C点向AB边折叠,使C点与D点重合,得到折痕交BC边于E,交AC边于F.
老师说:“小明的作法正确.”
请回答:小明这样折叠的依据是______________________________________.
【答案】CD和EF是四边形DECF对角线,而CD和EF互相垂直且平分(答案不唯一)
【解析】如图,连接DF,DE.
根据折叠的性质知,CD⊥EF,且OD=OC,OE=OF.则四边形DECF恰为菱形.
【举一反三3】在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,直线l经过点O,且与AB,CD分别相交于点E,F,连接AF,CE.
(1)求证:四边形AECF是平行四边形;
(2)若∠AEF=∠CEF,求证:四边形AECF是菱形.
【答案】证明:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,∴AO=CO,AB∥CD,∴∠EAO=∠FCO,
在△AOE与△COF中,∠EAO=∠FCO,AO=CO,∠AOE=∠COF,
∴△AOE≌△COF(ASA),∴OE=OF,
∵AO=CO,
∴四边形AECF是平行四边形.
(2)∵AB∥CD,∴∠AEO=∠CFO,
∵∠AEF=∠CEF,∴∠CFO=∠CEF,∴CE=CF,
由(1)知四边形AECF是平行四边形,
∴四边形AECF是菱形.
【题型6】菱形的性质和判定
【典型例题】如图,△ABC中,AD平分∠BAC,DE∥AC交AB于E,DF∥AB交AC于F,若AF=6,则四边形AEDF的周长是( )
A.24 B.28 C.32 D.36
【答案】A
【解析】∵DE∥AC,DF∥AB,∴四边形AEDF为平行四边形,∠EAD=∠FDA.
∵AD平分∠BAC,∴∠EAD=∠FAD=∠FDA,∴FA=FD,∴平行四边形AEDF为菱形.
∵AF=6,∴C菱形AEDF=4AF=4×6=24.
【举一反三1】如图,四边形ABCD的四边相等,且面积为120 cm2,对角线AC=24 cm,则四边形ABCD的周长为( )
A.52 cm B.40 cm C.39 cm D.26 cm
【答案】A
【解析】如图,连接AC,BD相交于点O,
∵四边形ABCD的四边相等,∴四边形ABCD为菱形,∴AC⊥BD,S四边形ABCD=AC·BD,
∴×24BD=120,解得BD=10 cm,∴OA=12cm,OB=5cm,
在Rt△AOB中,由勾股定理可得AB==13(cm),
∴四边形ABCD的周长=4×13=52(cm).
【举一反三2】如图,平行四边形ABCD中,AE⊥BC,AF⊥CD,垂足分别为E,F,连接EF,给出下列判断:①若△AEF是等边三角形,则∠B=60°,②若∠B=60°,则△AEF是等边三角形,③若AE=AF,则平行四边形ABCD是菱形,④若平行四边形ABCD是菱形,则AE=AF,其中,结论正确的是__________(只需填写正确结论的序号).
【答案】①③④
【解析】①∵△AEF是等边三角形,∴∠EAF=60°,AE=AF,
又∵AE⊥BC,AF⊥CD,∴∠C=120°,
∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB∥CD,∠C=∠BAD=120°,∴∠B=180°-∠C=60°,故①正确;
②∵∠D=∠B=60°,∴∠BAE=∠DAF=90°-60°=30°,∴∠EAF=120°-30°-30°=60°,但是AE不一定等于AF,故②错误;
③若AE=AF,则BC·AE=CD·AF,∴BC=CD,∴平行四边形ABCD是菱形,故③正确;
④若平行四边形ABCD是菱形,则BC=CD,∴BC·AE=CD·AF,∴AE=AF,故④正确.
【举一反三3】在Rt△ABC中,∠BAC=90°,D是BC中点,E是AD中点,过A作AF∥BC.
(1)求证:△AEF≌△DEB;
(2)求证:四边形ADCF是菱形;
(3)若AB=5,AC=4,求菱形ADCF的面积.
【答案】解:(1)证明:∵AF∥BC,∴∠AFE=∠DBE,
∵E是AD的中点,AD是BC边上的中线,∴AE=DE,BD=CD,
在△AEF和△DEB中,∠AFE=∠DBE,∠FEA=∠BED,AE=DE,
∴△AEF≌△DEB(AAS).
(2)证明:由(1)知,△AFE≌△DBE,则AF=DB.
∵DB=DC,∴AF=CD.
∵AF∥BC,∴四边形ADCF是平行四边形,
∵∠BAC=90°,D是BC的中点,E是AD的中点,∴AD=DC=BC,
∴四边形ADCF是菱形.
(3)∵D是BC的中点,四边形ADCF是菱形,
∴△ABD的面积=△ACD的面积=△ACF的面积,
∴菱形ADCF的面积=Rt△ABC的面积=AB·AC=×5×4=10.
【题型7】菱形的应用
【典型例题】中国结寓意团圆、美满,以独特的东方神韵体现中国人民的智慧和深厚的文化底蕴,小陶家有一个菱形中国结装饰,测得BD=12cm,AC=16cm,直线EF⊥AB交两对边于点E,F,则EF的长为( )
A.8cm B.10cm C. D.
【答案】C
【解析】∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,AO=AC=8cm,BO=BD=6cm,
∴AB==10(cm),
∵S菱形ABCD=AC BD=AB EF,∴×16×12=10EF,
∴EF=cm.
【举一反三1】如图,数学实践活动课上小明用两根木条钉成一个角形框架∠AOB,且∠AOB=120°,AO=BO=4 cm,将一根橡皮筋两端固定在点A,B处,拉展成线段AB,在平面内,拉动橡皮筋上的一点C,当四边形OACB是菱形时,橡皮筋再次被拉长了( )
A.4 cm B.8 cm C. D.
【答案】C
【解析】连接CO,交AB于H,
∵四边形OACB是菱形,∠AOB=120°,∴AB⊥OC,∠AOC=∠BOC=60°,AH=BH,AC=BC=AO=4 cm,
∴∠BAO=30°,∴OH=AO=2 cm,AH=2 cm,∴AB=2AH=4 cm,
∴橡皮筋再次被拉长了(8﹣4) cm.
【举一反三2】如图所示的是菱形网格窗的一部分(网格窗中每个菱形边长相同),若两个固定点间的距离AB=BC=24 cm,∠1=60°,则每个小菱形的边长为( )
A.12 cm B.24 cm C.16 cm D.20 cm
【答案】B
【解析】如图:
∵四边形ADHE和四边形BEIF是全等的菱形,∴AD=AE=BE,
又∵∠1=60°,∴△ABE是等边三角形,∴AE=BE=AB=24 cm.
【举一反三3】如图是一个边长为15 cm的活动菱形衣帽架,若墙上钉子间的距离AB=BC=15 cm,那么∠1的度数为( )
A.45° B.60° C.75° D.90°
【答案】B
【解析】因为菱形的边长为15 cm,AB=15 cm,∴三角形的顶点与点A,B连接成为等边三角形,∴∠1=60°.
【举一反三4】巧巧同学最近在学烘焙,使用的其中一个糕点模具底面是有一内角为60°的菱形,如图所示,已知该模具底面边长是12 cm,向内注入足量的材料,生产出的糕点底面积是( )
A. B. C.72 cm2 D.
【答案】D
【解析】根据题意,作出图形,如图所示:
由题意设菱形ABCD中,∠BAD=∠BCD=60°,则△ABD是等边三角形,
∴AB=BC=CD=AD=BD=12(cm),
在菱形ABCD中,AC⊥BD,且由菱形对角线平分对角得到∠BAO=30°,
∴在Rt△ABO中,∠AOB=90°,∠BAO=30°,AB=12cm,则BO=6cm,
∴由勾股定理可得,
∴ cm,
.