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18.2.2菱形(2)同步练习
姓名:__________班级:__________学号:__________
本节应掌握和应用的知识点
1. 一组邻边相等的平行四边形是菱形.
2.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
基础知识和能力拓展训练
一、选择题
1.下列说法中,不正确的是( )
A. 两组对边分别平行的四边形是平行四边形
B. 对角线互相平分且垂直的四边形是菱形
C. 一组对边平行另外一组对边相等的四边形是平行四边形
D. 有一组邻边相等的矩形是正方形
2.如图,在□ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,过点O作EF⊥AC交BC于点E,交AD于点F,连接AE,CF,则四边形AECF是( )
A. 矩形 B. 菱形 C. 正方形 D. 无法确定
3.如图所示,矩形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,CE∥BD,DE∥AC,若AB=4,BC=3,则四边形CODE的周长是( )
A. 10 B. 12 C. 18 D. 24
4.如图,要使平行四边形ABCD成为菱形,需添加的条件是( )
A. AC=BD B. ∠1=∠2 C. ∠ABC=90° D. ∠1=90°
5.如图,已知四边形ABCD是平行四边形,下列结论中错误的是( )
A. 当AB=BC时,它是菱形 B. 当AC⊥BD时,它是菱形
C. 当∠ABC=90°时,它是矩形 D. 当AC=BD时,它是正方形
6.如图,分别以Rt△ABC的斜边AB,直角边AC为边向外作等边△ABD和△ACE,F为AB的中点,DE,AB相交于点G,若∠BAC=30°,下列结论:①EF⊥AC;②四边形ADFE为菱形;③AD=4AG;④△DBF≌△EFA.其中正确结论的序号是( )
A. ②④ B. ①③ C. ②③④ D. ①③④
7.如图,正方形ABCD中,E,F分别为AB,CD的中点,连接DE,BF,CE,AF,正方形ABCD的面积为1,则阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
8.如图,已知∠AOB,王华同学按下列步骤作图:(1)以点O为圆心,任意长为半径作弧,交OA于点C,交OB于点D,分别以点C、点D为圆心,大于CD的长为半径作弧,两弧交于点E,作射线OE;(2)在射线OE上取一点F,分别以点O、点F为圆心,大于OF的长为半径作弧,两弧交于两点G、H,作直线GH,交OA于点M,交OB于点N;(3)连接FM、FN.那么四边形OMFN一定是( )
A. 梯形 B. 矩形 C. 菱形 D. 正方形
9.如图,在四边形ABCD中,∠ABC=90°,AD∥BC,AE∥CD交BC于点E,AE平分∠BAC,AO=CO,AD=DC=2,下面结论:①AC=2AB;②AB=;③S△ADC=2S△ABE;④BO⊥AE.其中正确的有( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
10.如图,在坐标系中放置一菱形OABC,已知∠ABC=60°,点B在y轴上,OA=1,先将菱形OABC沿x轴的正方向无滑动翻转,每次翻转60°,连续翻转2017次,点B的落点依次为B1,B2,B3,…,则B2017的坐标为( )
A.(1345,0) B.(1345.5,) C.(1345,) D.(1345.5,0)
二、填空题
11.对角线相等的四边形顺次连接各边中点所得的四边形是__________.
12.用直尺和圆规作一个菱形,如图,能得到四边形ABCD是菱形的依据是__________
13.如图,AD是△ABC的高,DE∥AC,DF∥AB,则△ABC满足条件________时,四边形AEDF是菱形.
14.如图,在菱形ABCD中,E是对角线AC上一点,若AE=BE=2,AD=3,则CE=_____.
15.如图,菱形中, =2, =5, 是上一动点(不与重合),∥交于, ∥交于,则图中阴影部分的面积为______________。
16.如图,在菱形ABCD中,∠B=60°,AB=a,点E,F分别是边AB,AD上的动点,且AE+AF=a,则线段EF的最小值为_____.
三、解答题
17.如图,有一个等腰三角形ABD,AB=AD.
(1)请你用尺规作图法作出点A关于轴BD的对称点C;(不用写作法,但保留作图痕迹)
(2)连接(1)中的BC和CD,请判断四边形ABCD的形状,并证明你的结论.
18.如图,矩形ABCD中,O是AC与BD的交点,过O点的直线EF与AB,CD的延长线分别交于E,F.
(1)求证:△BOE≌△DOF;
(2)当EF与AC满足什么关系时,以A,E,C,F为顶点的四边形是菱形?证明你的结论.
19.如图所示,在菱形ABCD中,点E,F分别在CD,BC上,且CE=CF,求证:AE=AF.
20.AC是□ABCD的一条对角线,过AC中点O的直线分别交AD、BC 于点E、F.
(1)求证:AE=CF;
(2)连接AF,CE.
①当EF⊥AC时,四边形AFCE是什么四边形?请证明你的结论;
②若AB=1,BC=2,∠B=60°,则四边形AFCE为矩形时,求EF的长.
21.如图,在矩形ABCD中,AD=8cm,AB=6cm, 点P是线段AD上一动点,点O为BD的中点, PO的延长线交BC于Q.
(1)求证:OP=OQ;
(2)若P从点A出发,以1厘米/秒的速度向D运动(不与D重合).设点P运动时间为t秒,请用t表示PD的长;
(3)求t为何值时,四边形PBQD是菱形.
22.(13分)如图所示,四边形中, 于点, , ,点为线段上的一个动点。
(1)求证: 。
(2)过点分别作于点,作于点。
① 试说明为定值。
② 连结,试探索:在点运动过程中,是否存在点,使的值最小。若存在,请求出该最小值;若不存在,请说明理由。
参考答案
1.C
【解析】试题解析:C. 一组对边平行,另一组对边相等的四边形有可能是等腰梯形,故错误;
故选C.
点睛:平行四边形的判定:一组对边平行且相等的四边形是平行四边形.
2.B
【解析】AF ,∠DAC=∠BCA,∠AOF=∠COE,AC=OC,
∴.
,
四边形AECF是平行四边形,
EF⊥AC,
四边形AECF是菱形.所以选B.
3.A
【解析】首先由CE∥BD,DE∥AC,可证得四边形CODE是平行四边形,又由四边形ABCD是矩形,根据矩形的性质,易得OC=OD=2,即可判定四边形CODE是菱形,继而求得答案.
解:∵CE∥BD,DE∥AC,
∴四边形CODE是平行四边形,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=BD=4,OA=OC,OB=OD,
∴OD=OC, ,
∴四边形CODE是菱形,且,
∴四边形CODE的周长为: .
故选A.
4.B
【解析】试题分析:A、根据对角线相等的平行四边形是矩形可知四边形ABCD是矩形,故此选项不符合题意;
B、∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠DAC=∠2,
∵∠1=∠2,
∴∠DAC=∠1,
∴AD=CD,
∴平行四边形是菱形,故此选项符合题意;
C、根据有一个角是90°的平行四边形是矩形可知四边形ABCD是矩形;
D、∠1=90°无法证明四边形ABCD是菱形,故此选项不符合题意.
故选B.
定睛:本题考查了平行四边形的性质,菱形的判定方法;注意:菱形的判定定理有:①有一组邻边相等的平行四边形是菱形,②四条边都相等的四边形是菱形,③对角线互相垂直的平行四边形是菱形..
5.D
【解析】试题分析:A、根据邻边相等的平行四边形是菱形可知四边形ABCD是菱形,故本选项不符合题意;
B、根据对角线垂直的平行四边形是菱形可知四边形ABCD是菱形,故本选项不符合题意;
C、根据有一个角是直角的平行四边形是矩形可知四边形ABCD是矩形,故本选项不符合题意;
D、根据对角线相等的平行四边形是矩形可知四边形ABCD是矩形,但不一定是正方形,故本选项符合题意.
故选D.
点睛:本题考查了对矩形的判定、菱形的判定,正方形的判定的应用,能正确运用判定定理进行判断是解此题的关键,难度适中.
6.D
【解析】解:∵△ACE是等边三角形,∴∠EAC=60°,AE=AC.
∵∠BAC=30°,∴∠FAE=∠ACB=90°,AB=2BC.
∵F为AB的中点,∴AB=2AF,∴BC=AF,∴△ABC≌△EFA,∴∠AEF=∠BAC=30°,∴EF⊥AC.故①正确;(含①的只有B和D,它们的区别在于有没有④.它们都是含30°的直角三角形,并且斜边是相等的).
∵AD=BD,BF=AF,∴∠DFB=90°,∠BDF=30°.
∵∠FAE=∠BAC+∠CAE=90°,∴∠DFB=∠EAF.
∵EF⊥AC,∴∠AEF=30°,∴∠BDF=∠AEF,∴△DBF≌△EFA(AAS).
故选D.
7.C
【解析】DEBF,AFEC,
EGFH是平行四边形,
E,F是中点,易得,四边形对角线垂直,
是菱形.EF=1,GH=,
面积=1=.
8.C
【解析】由作法可知:OF平分∠AOB,即∠MOF=∠NOF,
MN是线段OF的垂直平分线,
所以MO=MF,
所以∠MOF=∠MFO,
所以∠MFO=∠NOF,
所以MF∥ON,
同理MO∥NF,
所以四边形OMFN是平行四边形,
又因为MO=MF,
所以平行四边形OMFN是菱形.
故选:C.
点睛:本题考查了基本作图,菱形的判定方法等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题.
9.D
【解析】试题分析:∵AD∥BC,AE∥CD,
∴四边形AECD是平行四边形.
∵AD=DC,
∴四边形AECD是菱形,
∴AE=EC=CD=AD=2,
∴∠2=∠3.
∵∠1=∠2,
∴∠1=∠2=∠3.
∵∠ABC=90°,
∴∠1+∠2+∠3=90°,
∴∠1=∠2=∠3=30°,
∴BE=AE=1,AC=2AB.①正确;
在Rt△ABE中,由勾股定理,得
AB===,②正确;
∵O是AC的中点,∠ABC=90°,
∴BO=AO=CO=AC.
∵∠1=∠2=∠3=30°,
∴∠BAO=60°,
∴△ABO为等边三角形.
∵∠1=∠2,
∴AE⊥BO.④正确;
∵S△ADC=S△AEC=AB·CE ,S△ABE=AB·BE,
∵CE=2,BE=1,
∴CE=2BE,
∴S△ACE=AB·2BE
=2×AB·BE ,
∴S△ACE=2S△ABE,
∴S△ADC=2S△ABE.③正确.
∴正确的个数有4个.
故选D.
点睛:本题考查了平行四边形的判定,菱形的判定及性质的运用,直角三角形的性质的性质的运用,勾股定理的运用,三角形的面积公式的运用,等边三角形的性质的运用.解答时证明出四边形AECD是菱形是解答本题的关键.
10.B
【解析】连接AC,如图所示.
∵四边形OABC是菱形,
∴OA=AB=BC=OC.
∵∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形.
∴AC=AB.
∴AC=OA.
∵OA=1,
∴AC=1.
画出第5次、第6次、第7次翻转后的图形,如图所示.
由图可知:每翻转6次,图形向右平移4.
∵2017=336×6+1,
∴点B1向右平移1344(即336×4)到点B2017.
∵B1的坐标为(1.5, ),
∴B2017的坐标为(1.5+1344,),
故选B.
点睛:本题是规律题,能正确地寻找规律 “每翻转6次,图形向右平移4”是解题的关键.
11.菱形
【解析】顺次连接对角线相等的四边形各边中点,所得四边形是菱形,理由为:根据题意画出四边形ABCD,E,F,G,H分别为各边的中点,写出已知,求证,由E,H分别为AB,AD的中点,得到EH为三角形ABD的中位线,根据三角形的中位线定理得到EH平行于BD,且等于BD的一半,同理FG平行于BD,且等于BD的一半,可得出EH与FG平行且相等,根据一组对边平行且相等的四边形为平行四边形得出EFGH为平行四边形,再由EF为三角形ABC的中位线,得出EF等于AC的一半,由EH等于BD的一半,且AC=BD,可得出EH=EF,根据邻边相等的平行四边形为菱形可得证.
12.四边相等的四边形是菱形
【解析】分析:本题利用菱形的判定定理得出即可.
解析:根据尺规作图得, 所以理论依据是四边相等的四边形是菱形.
故答案为四边相等的四边形是菱形.
13.AB=AC或∠B=∠C
【解析】∵DE∥AC,DF∥AB,
∴四边形AEDF是平行四边形.
所以当四边形AEDF中有一组邻边相等时,它就是菱形了.
由此在△ABC中可添加条件:(1)AB=AC或(2)∠B=∠C.
(1)当添加条件“AB=AC”时,
∵AD是△ABC的高,AB=AC,
∴点D是BC边的中点,
又∵DE∥AC,DF∥AB,
∴点E、F分别是AB、AC的中点,
∴AE=AB,AF=AC,
∴AE=AF,
∴平行四边形AEDF是菱形.
(2)当添加条件“∠B=∠C”时,
则由∠B=∠C可得AB=AC,同(1)的方法可证得:AE=AF,
∴平行四边形AEDF是菱形.
14.
【解析】连接BD,交AC于O点,设EO=x,
因为菱形ABCD,∴AD=AB,BD⊥AC,AO=OC
在直角三角形△ABO和△EBO中,根据勾股定理
∴AB2﹣AO2=BO2=BE2﹣EO2
∵AE=BE=2,AD=3
∴3×3﹣(2+x)2=2×2﹣x2
解得x=,
∴CE=OC+EO=OA+EO=2+x+x=,
∴CE=.
点睛:本题主要利用菱形的对角线互相垂直平分及勾股定理来解决.
15.
【解析】∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,BO=OD=12BD=2.5,
∴△ABC的面积是×AC×BO=2.5,
∵AD∥BC,AB∥DC,
又∵PE∥BC,PF∥CD,
∴PF∥AB,PE∥AD,
∴四边形AEPF是平行四边形,
∴△AEF的面积和△PEF的面积相等,
∴阴影部分的面积等于△ABC的面积是2.5.
故答案为:2.5.
16.a.
【解析】AE=AF=a,EF最短,∠A=120°,所以最长边EF是最短边AE的倍,所以EF=.
三、解答题
17.(1)画图见解析;
(2)四边形ABCD是菱形,理由见解析.
【解析】试题分析:(1)以点B为圆心,BA长度为半径画圆弧,以D为圆心,AD长度为半径画圆弧,两段圆弧的交点即为点C;(2)四边形ABCD是菱形,由C点是点A关于轴BD的对称点,不难得出AB=AD=BC=CD,即可证明.
试题解析:
(1)
(2)
连接BC、CD,
∵C点是点A关于轴BD的对称点,
∴AB=AD=BC=CD,
∴四边形ABCD是菱形.
点睛:掌握尺规作图以及菱形的判定.
18.(1)详见解析;(2)当EF⊥AC时,四边形AECF是菱形,证明见解析.
【解析】试题分析:(1)根据矩形的性质定理可得OB=OD,AE∥CF,利用AAS即可证得△BOE≌△DOF;(2)添加条件EF⊥AC,先证明四边形AECF是平行四边形,即可得四边形AECF是菱形.
试题解析:
(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴OB=OD(矩形的对角线互相平分),
AE∥CF(矩形的对边平行).
∴∠E=∠F,∠OBE=∠ODF.
∴△BOE≌△DOF(AAS).
(2)当EF⊥AC时,四边形AECF是菱形.
证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴OA=OC(矩形的对角线互相平分).
又∵由(1)△BOE≌△DOF得,OE=OF,
∴四边形AECF是平行四边形(对角线互相平分的四边形是平行四边形)
又∵EF⊥AC,
∴四边形AECF是菱形(对角线互相垂直的平行四边形是菱形).
19.证明见解析
【解析】试题分析:由四边形ABCD为菱形,可得AD=AB=CD=CB,∠B=∠D.又因为CE=CF,所以CD-CE=CB-CF,即DE=BF.可证△ADE≌△ABF,所以AE=AF.
试题分析:∵四边形ABCD为菱形,
∴AD=AB=CD=CB,∠B=∠D.
又∵CE=CF,
∴CD CE=CB CF,
即DE=BF.
∴△ADE≌△ABF.
∴AE=AF.
20.(1)证明见解析;(2)①菱形,证明见解析,②
【解析】试题分析:(1)由平行四边形的性质可知OA=OC,∠AEO=∠OFC,∠EAO=∠OCF,证出△AOE≌△COF,即可得出AE=CF.
(2)①先证明四边形AFCE是平行四边形,由EF⊥AC,即可得出四边形AFCE是菱形;
②由矩形的性质得出EF=AC,∠AFB=∠AFC=90°,求出AF、CF,由勾股定理求出AC,即可得出EF的长.
试题解析:(1)∵O是AC中点
∴AO=C0
∵ABCD是平行四边形
∴AD∥BC
∴∠DAC=∠BCA
在ΔAOE和ΔCOF中
∴ΔAOE ≌ ΔCOF(ASA)
∴AE=CF
(2)①菱形
∵AE∥CF且AE=CF
∴AECF是平行四边形
∵AC⊥EF
∴AECF是菱形
②∵AECF是矩形
∴AF⊥BC
∵∠B=60°AB=1
∴BF= AF=
∵BC=2
∴FC=
在RtΔAFC中AF=FC=
∴AC=
又∵AFCE是矩形
∴EF=AC=
21.见解析
【解析】试题分析;
由矩形ABCD中,AD∥BC可得∠PDO=∠QBO,再结合∠POD=∠QOB,OB=OD,可证△POD≌△QOB,从而得到OP=OQ;
(2)由题意可知:AP= ,∴PD=AD-AP= ;
(3)由(1)的结论OP=OQ,和题中已知OB=OD可得四边形PBQD是平行四边形,所以只需满足条件PD=PB,四边形PBQD就是菱形了.在Rt△ABP中,由勾股定理可得:AB2+AP2=PB2,把 AP= ,PD= ,AB=6代入上面式子建立方程就可求得的值.
试题解析:
(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,
∴∠PDO=∠QBO,
又∵O为BD的中点,
∴OB=OD,
在△POD与△QOB中, ,
∴△POD≌△QOB(ASA),
∴OP=OQ;
(2)由题意可知:AP= ,∴PD=AD-AP= ;
(3)∵OP=OQ,OB=OD,
∴四边形PBQD是平行四边形,
∴当PD=PB时,四边形PBQD是菱形;
由PD= 得PB= ,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=90°,
在Rt△ABP中,由勾股定理得:AB2+AP2=BP2,
即,
解得:
即运动时间为秒时,PB=PD,
∴此时平行四边形PBQD是菱形.
22.(1)见解析;(2)见解析;(3)
【解析】试题分析:(1)由AC⊥BD,AO=CO,可知BD是AC的垂直平分线,由线段垂直平分线的性质可知AD=DC,AB=BC,同理可得AD=AB,CD=BC,故AB=BC=CD=AD;或先根据对角线互相平分的四边形是平行四边形先证四边形ABCD是平行四边形,然后根据对角线互相垂直的平行四边形是菱形证明四边形ABCD是菱形,进而得出结论;
(2)连接DP,根据题意可知: S△ADC=S△ADP+S△CDP,由三角形的面积公式可知: AC OD =AD PM+DC PH,将AC、OD、AD、DC的长代入化简即可;
(3))由PM+PH为定值,当PB最短时,PM+PH+PB有最小值,由垂线的性质可知当点P与点O重合时,OB有最小值.
试题解析:
(1)证明:∵AO=CO,BD⊥AC,
∴AD=CD,AB=BC ,
同理可得AD=AB,CD=BC,
∴AB=BC=CD=AD;
另证:∵AO=CO,BO=DO,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AC⊥BD,
∴四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD.
(2)证明:∵AC⊥BD,BO=DO=5,AO=CO=12,
∴由勾股定理得AD=CD=13,
连结DP则S△ADC=S△ADP+S△CDP ,
又∵PM⊥AD,PH⊥DC,DO⊥AC,
∴
∴
∴即为定值;
(3)存在点,使的值最小.
由(2)可知, 为定值
∴要使PM+PH+PB最小,则PB要取最小值
∵BO⊥AC,
∴当P与O重合时,PB最小,最小值为OB=5,
∴PM+PH+PB的最小值为.
点睛:本题主要考查的是四边形的综合应用,解答本题主要应用了平行四边形和菱形的判定、线段垂直平分线的性质 、勾股定理、三角形的面积公式、垂线段的性质,利用面积以及三角形的面公式求得PM+PH的值是解答问题(2)的关键;利用垂线段的性质得到BP垂直于AC时,PM+PH+PB有最小值是解答问题(3)的关键.
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