1.1.3菱形的判定与性质
一.选择题(共10小题)
1.四边形ABCD中,AD∥BC,点P,Q是对角线BD上不同的两点,若四边形APCQ是菱形,则下列说法中不正确的是( )
A.BP=DQ
B.∠ABD=∠ADB
C.AB∥CD
D.∠ABP=∠BAP
2.如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,DE∥AC交AB于点E,DF∥AB交AC于点F,若AF=8,则四边形AEDF的周长是( )
A.24
B.28
C.32
D.36
3.如图平行四边形ABCD中,∠A=110°,AD=DC.E,F分别是边AB和BC的中点,EP⊥CD于点P,则∠PEF=( )
A.35°
B.45°
C.50°
D.55°
4.如图,在△ABC中,点D是边BC上的点(与B,C两点不重合),过点D作DE∥AC,DF∥AB,分别交AB,AC于E,F两点,下列条件能判定四边形AEDF是菱形的是( )
A.AD⊥BC
B.AD为BC边上的中线
C.AD=BD
D.AD平分∠BAC
第2题
第3题
第4题
5.如图,在平行四边形ABCD中,∠BAD的平分线交BC于点E,∠ABC的平分线交AD于点F.若BF=12,AB=10,则AE的长为( )
A.10
B.12
C.16
D.18
6.如图,已知四边形ABCD的四边相等,等边△AMN的顶点M、N分别在BC、CD上,且AM=AB,则∠C为( )
A.100°
B.105°
C.110°
D.120°
7.如图,在菱形ABCD中,∠BAD=60°,AC与BD交于点O,E为CD延长线上的一点,且CD=DE,连接BE分别交AC、AD于点F、G,连接OG,则下列结论中一定成立的是( )
①OG=AB;②与△DEG全等的三角形共有5个;③四边形ODEG与四边形OBAG面积相等;④由点A、B、D、E构成的四边形是菱形.
A.①③④
B.①④
C.①②③
D.②③④
第5题
第6题
第7题
8.如图所示,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠BAC=30°,分别以直角边AB、斜边AC为边,向外作等边△ABD和等边△ACE,F为AC的中点,DE与AC交于点O,DF与AB交于点G,给出如下结论:①四边形ADFE为菱形;②DF⊥AB;③AO=AE;④CE=4FG;其中正确的是( )
A.①②③
B.①②④
C.①③④
D.②③④
9.如图,菱形ABCD中,∠BAD=60°,AC、BD交于点O,E为CD延长线上的一点,且CD=DE,连接BE分别交AC,AD于点F、G,连接OG、AE.则下列结论:①OG=AB;
②四边形ABDE是菱形;③S四边形ODGF=S△ABF;其中正确的是( )
A.①②
B.①③
C.②③
D.①②③
10.如图,?ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,AD=AC,M、N、P分别是OA、OB、CD的中点,下列结论:
①CN⊥BD;②MN=NP;③四边形MNCP是菱形;④ND平分∠PNM.其中正确的有( )
A.1
个
B.2
个
C.3
个
D.4
个
第8题
第9题
第10题
二.填空题(共6小题)
11.如图,①以点A为圆心2cm长为半径画弧分别交∠MAN的两边AM、AN于点B、D;②以点B为圆心,AD长为半径画弧,再以点D为圆心,AB长为半径画弧,两弧交于点C;
③分别连接BC、CD、AC.若∠MAN=60°,则∠ACB的大小为
.
12.如图,在四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,AC与BD互相垂直且平分,BD=6,AC=8,则四边形周长为
,面积为
.
13.如图,AD是△ABC的角平分线,DE∥AC交AB于E,DF∥AB交AC于F.且AD交EF于O,则∠AOF=
度.
第11题
第12题
第13题
14.如图,两张等宽的纸条交叉叠放在一起,若重叠部分构成的四边形ABCD中,AB=5,AC=4,则BD的长为
.
15.如图所示,四边形ABCD中,AC⊥BD于点O,AO=CO=4,BO=DO=3,点P为线段AC上的一个动点.过点P分别作PM⊥AD于点M,作PN⊥DC于点N.连接PB,在点P运动过程中,PM+PN+PB的最小值等于
.
16.如图直角三角形ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,AF平分∠CAB交CD于点E、交BC于点F,EG∥AB交CB于点G,FH⊥AB于H,以下4个结论:①∠ACD=∠B;②△CEF是等边三角形;③CD=FH+DE;④BG=CE中正确的是
(将正确结论的序号填空).
第14题
第15题
第16题
三.解答题(共11小题)
17.如图,D、E、F分别是△ABC各边的中点,连接DE、EF、AE.
(1)求证:四边形ADEF为平行四边形;
(2)加上条件
后,能使得四边形ADEF为菱形,请从①∠BAC=90°;②AE平分∠BAC;③AB=AC这三个条件中选择1个条件填空(写序号),并加以证明.
18.如图,在菱形ABCD中,E,F是对角线AC上的两点,且AE=CF.
(1)求证:△ABE≌△CDF;
(2)证明四边形BEDF是菱形.
19.如图,在平行四边形ABCD中,BC=2AB,AB⊥AC,分别在边BC,AD上的点E与点F关于AC对称,连接EF,AE,CF,DE.
(1)求证:四边形AECF为菱形;
(2)求证:AE⊥DE.
20.如图,四边形ABCD是平行四边形,AE⊥BC,AF⊥CD,垂足分别为E,F,且BE=DF.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若点E是BC的中点,求∠C的度数.
21.如图,在△ABC中,BD平分∠ABC交AC于D,EF垂直平分BD,分别交AB,BC,BD于E,F,G,连接DE,DF.
(1)求证:四边形BEDF是菱形;
(2)若∠BDE=15°,∠C=45°,DE=2,求CF的长.
22.如图,在四边形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,AB∥DC,AB=BC,BD平分∠ABC,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=2,BD=4,求OE的长.
23.如图,在平行四边形ABCD中,AE平分∠BAD,交BC于点E,BF平分∠ABC,交AD于点F,AE与BF交于点P,连接EF,PD.
(1)求证:四边形ABEF是菱形;
(2)若AB=4,AD=6,∠ABC=60°,求PD.
24.如图,在四边形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,已知OA=OC,OB=OD,过点O作EF⊥BD,分别交AB、DC于点E,F,连接DE,BF.
(1)求证:四边形DEBF是菱形:
(2)设AD∥EF,AD+AB=12,BD=4,求AF的长.
25.如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,AB=AD,AC平分∠BAD.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若菱形ABCD的边长为13,对角线AC=24,点E、F分别是边CD、BC的中点,连接EF并延长,与AB的延长线相交于点G,求EG的长.
26.如图,AE∥BF,AC平分∠BAD,且交BF于点C,BD平分∠ABC,且与AE交于点D,连接CD.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若AC=6,BD=8,AM⊥BC于M,求AM的长.
27.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB,垂足为D,AF平分∠CAB,交CD于点E,交CB于点F.
(1)若∠B=30°,AC=6,求CE的长;
(2)过点F作AB的垂线,垂足为G,连接EG,试判断四边形CEGF的形状,并说明原因.
1.1.3菱形的判定与性质
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.四边形ABCD中,AD∥BC,点P,Q是对角线BD上不同的两点,若四边形APCQ是菱形,则下列说法中不正确的是( )
A.BP=DQ
B.∠ABD=∠ADB
C.AB∥CD
D.∠ABP=∠BAP
【解答】解:如图,连接AC,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AP=PC=CQ=AQ,AQ∥PC,AC⊥BD,
∴∠AQP=∠CPQ,
∴∠AQD=∠BPC,
∵AD∥BC,
∴∠ADQ=∠CBP,
在△ADQ和△CBP中,
,
∴△ADQ≌△CBP(AAS),
∴AD=BC,BP=DQ,故选项A不合题意;
又∵AD∥BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AB∥CD,故选项C不合题意;
∵AC⊥BD,
∴平行四边形ABCD是菱形,
∴AB=AD,
∴∠ABD=∠ADB,故选项B不合题意;
故选:D.
2.如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,DE∥AC交AB于点E,DF∥AB交AC于点F,若AF=8,则四边形AEDF的周长是( )
A.24
B.28
C.32
D.36
【解答】解:∵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=8,
∴C菱形AEDF=4AF=4×8=32.
故选:C.
3.如图平行四边形ABCD中,∠A=110°,AD=DC.E,F分别是边AB和BC的中点,EP⊥CD于点P,则∠PEF=( )
A.35°
B.45°
C.50°
D.55°
【解答】解:∵平行四边形ABCD中,AD=DC,
∴四边形ABCD为菱形,
∴AB=BC,∠ABC=180°﹣∠A=70°,
∵E,F分别为AB,BC的中点,
∴BE=BF,∠BEF=∠BFE=55°,
∵PE⊥AB,
∴∠PEB=90°
∴∠PEF=90°﹣55°=35°,
故选:A.
4.如图,在△ABC中,点D是边BC上的点(与B,C两点不重合),过点D作DE∥AC,DF∥AB,分别交AB,AC于E,F两点,下列条件能判定四边形AEDF是菱形的是( )
A.AD⊥BC
B.AD为BC边上的中线
C.AD=BD
D.AD平分∠BAC
【解答】解:添加AD平分∠BAC可判定四边形AEDF是菱形,
理由如下:
∵DE∥AC,DF∥AB,
∴四边形AEDF是平行四边形.
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD,
∵DE∥AC,
∴∠DAC=∠ADE,
∴∠DAB=∠ADE,
∴AE=DE,
∴平行四边形AEDF是菱形,
故选:D.
5.如图,在平行四边形ABCD中,∠BAD的平分线交BC于点E,∠ABC的平分线交AD于点F.若BF=12,AB=10,则AE的长为( )
A.10
B.12
C.16
D.18
【解答】解:如图所示:
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠DAE=∠AEB,
∵∠BAD的平分线交BC于点E,
∴∠DAE=∠BEA,
∴∠BAE=∠BEA,
∴AB=BE,同理可得AB=AF,
∴AF=BE,
∴四边形ABEF是平行四边形,
∵AB=AF,
∴四边形ABEF是菱形,
∴AE⊥BF,OA=OE,OB=OF=BF=6,
∴OA===8,
∴AE=2OA=16;
故选:C.
6.如图,已知四边形ABCD的四边相等,等边△AMN的顶点M、N分别在BC、CD上,且AM=AB,则∠C为( )
A.100°
B.105°
C.110°
D.120°
【解答】解:∵四边形ABCD的四边都相等,
∴四边形ABCD是菱形,
∴∠B=∠D,∠DAB=∠C,AD∥BC,
∴∠DAB+∠B=180°,
∵△AMN是等边三角形,AM=AB,
∴∠AMN=∠ANM=60°,AM=AD,
∴∠B=∠AMB,∠D=∠AND,
由三角形的内角和定理得:∠BAM=∠NAD,
设∠BAM=∠NAD=x,
则∠D=∠AND=180°﹣60°﹣2x,
∵∠NAD+∠D+∠AND=180°,
∴x+2(180°﹣60°﹣2x)=180°,
解得:x=20°,
∴∠C=∠BAD=2×20°+60°=100°.
故选:A.
7.如图,在菱形ABCD中,∠BAD=60°,AC与BD交于点O,E为CD延长线上的一点,且CD=DE,连接BE分别交AC、AD于点F、G,连接OG,则下列结论中一定成立的是( )
①OG=AB;②与△DEG全等的三角形共有5个;③四边形ODEG与四边形OBAG面积相等;④由点A、B、D、E构成的四边形是菱形.
A.①③④
B.①④
C.①②③
D.②③④
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=DA,AB∥CD,OA=OC,OB=OD,AC⊥BD,
∴∠BAG=∠EDG,△ABO≌△BCO≌△CDO≌△AOD,
∵CD=DE,
∴AB=DE,
在△ABG和△DEG中,
,
∴△ABG≌△DEG(AAS),
∴AG=DG,
∴OG是△ACD的中位线,
∴OG=CD=AB,①正确;
∵AB∥CE,AB=DE,
∴四边形ABDE是平行四边形,
∵∠BCD=∠BAD=60°,
∴△ABD、△BCD是等边三角形,
∴AB=BD=AD,∠ODC=60°,
∴OD=AG,四边形ABDE是菱形,④正确;
∴AD⊥BE,
由菱形的性质得:△ABG≌△BDG≌△DEG,
在△ABG和△DCO中,
,
∴△ABG≌△DCO(SAS),
∴△ABO≌△BCO≌△CDO≌△AOD≌△ABG≌△BDG≌△DEG,②不正确;
∵OB=OD,
∴S△BOG=S△DOG,
∵四边形ABDE是菱形,
∴S△ABG=S△DGE,
∴四边形ODEG与四边形OBAG面积相等,故③正确;
故选:A.
8.如图所示,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠BAC=30°,分别以直角边AB、斜边AC为边,向外作等边△ABD和等边△ACE,F为AC的中点,DE与AC交于点O,DF与AB交于点G,给出如下结论:①四边形ADFE为菱形;②DF⊥AB;③AO=AE;④CE=4FG;其中正确的是( )
A.①②③
B.①②④
C.①③④
D.②③④
【解答】解:∵∠BAC=30°,△ABD是等边三角形,
∴∠BAD=60°,
∴∠DAF=90°,
∴DF>AD,
∴四边形ADFE不可能是菱形.故①错误.
连接BF.
∵△ABC是直角三角形,AF=CF,
∴FA=FB,∵DA=DB,
∴DF垂直平分线段AB,故②正确,
∵AE⊥AB,DF⊥AB,
∴AE∥DF,
∵AE=2AF,DF=2AF,
∴AE=DF,
∴四边形AEFD是平行四边形,
∴OA=OF,
∴AE=AC=4OA,故③正确,
在Rt△AFG中,∠FAG=30°,
∴AF=2FG,
∵EC=AC=2AF,
∴EC=4FG,故④正确,
故选:D.
9.如图,菱形ABCD中,∠BAD=60°,AC、BD交于点O,E为CD延长线上的一点,且CD=DE,连接BE分别交AC,AD于点F、G,连接OG、AE.则下列结论:①OG=AB;
②四边形ABDE是菱形;③S四边形ODGF=S△ABF;其中正确的是( )
A.①②
B.①③
C.②③
D.①②③
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=DA,AB∥CD,OA=OC,OB=OD,AC⊥BD,
∴∠BAG=∠EDG,
∵CD=DE,
∴AB=DE,
在△ABG和△DEG中,
,
∴△ABG≌△DEG(AAS),
∴AG=DG,
∴OG是△ABD的中位线,
∴OG=AB,①正确;
∵△ABG≌△DEG,
∴AB=DE,
∵AB∥CE,
∴四边形ABDE是平行四边形,
∵∠BCD=∠BAD=60°,
∴△ABD、△BCD是等边三角形,
∴AB=BD=AD,
∴四边形ABDE是菱形,②正确;
∵OB=OD,AG=DG,
∴OG是△ABD的中位线,
∴OG∥AB,OG=AB,
∴△GOD∽△ABD,△ABF∽△OGF,
∴△GOD的面积=△ABD的面积,△ABF的面积=△OGF的面积的4倍,AF:OF=2:1,
∴△AFG的面积=△OGF的面积的2倍,
又∵△GOD的面积=△AOG的面积=△BOG的面积,
∴S四边形ODGF=S△ABF;③正确;
正确的是①②③.
故选:D.
10.如图,?ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,AD=AC,M、N、P分别是OA、OB、CD的中点,下列结论:
①CN⊥BD;
②MN=NP;
③四边形MNCP是菱形;
④ND平分∠PNM.
其中正确的有( )
A.1
个
B.2
个
C.3
个
D.4
个
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AB∥CD,BC=AD,OA=OC=AC,
∵AD=AC,
∴OC=BC,
∵N是OB的中点,
∴CN⊥BD,①正确;
∵M、N分别是OA、OB的中点,
∴MN是△AOB的中位线,
∴MN∥AB,MN=AB,
∵CN⊥BD,
∴∠CND=90°,
∵P是CD的中点,
∴NP=CD=PD=PC,
∴MN=NP,②正确;
∵MN∥AB,AB∥CD,
∴MN∥CD,
又∵NP=PC,MN=NP,
∴MN=PC,
∴四边形MNCP是平行四边形,无法证明四边形MNCP是菱形;③错误;
∵MN∥CD,
∴∠PDN=∠MND,
∵NP=PD,
∴∠PDN=∠PND,
∴∠MND=∠PND,
∴ND平分∠PNM,④正确;
正确的个数有3个,
故选:C.
二.填空题(共6小题)
11.如图,①以点A为圆心2cm长为半径画弧分别交∠MAN的两边AM、AN于点B、D;②以点B为圆心,AD长为半径画弧,再以点D为圆心,AB长为半径画弧,两弧交于点C;
③分别连接BC、CD、AC.若∠MAN=60°,则∠ACB的大小为 30° .
【解答】解:由题意可得:AB=BC=CD=AD=2cm,
∴四边形ABCD是菱形,
∴BC∥DA,∠CAB=∠CAD=∠MAN=30°,
∴∠ACB=∠CAD=30°,
故答案为:30°.
12.如图,在四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,AC与BD互相垂直且平分,BD=6,AC=8,则四边形周长为 20 ,面积为 24 .
【解答】解:∵AC与BD互相垂直且平分,
∴AD=AB=BC=CD,
∴四边形ABCD是菱形,
∵BD=6,AC=8,
∴OA=AC=4,OB=BD=3,
∴AB==5,
∴四边形周长为:20,面积为:×6×8=24.
故答案为:20,24.
13.如图,AD是△ABC的角平分线,DE∥AC交AB于E,DF∥AB交AC于F.且AD交EF于O,则∠AOF= 90 度.
【解答】解:∵DE∥AC,DF∥AB,
∴四边形AEDF为平行四边形,
∴OA=OD,OE=OF,∠2=∠3,
∵AD是△ABC的角平分线,
∵∠1=∠2,
∴∠1=∠3,
∴AE=DE.
∴?AEDF为菱形.
∴AD⊥EF,即∠AOF=90°.
故答案为:90.
14.如图,两张等宽的纸条交叉叠放在一起,若重叠部分构成的四边形ABCD中,AB=5,AC=4,则BD的长为 2 .
【解答】解:过点A作AE⊥BC于E,AF⊥CD于F,连接AC、BD交点为O.
∵两条纸条宽度相同,
∴AE=AF.
∵AB∥CD,AD∥BC,
∴四边形ABCD是平行四边形.
∵S?ABCD=BC?AE=CD?AF.
又∵AE=AF.
∴BC=CD,
∴四边形ABCD是菱形;
∴OB=OD,OA=OC,AC⊥BD.
∴OB===.
∴BD=2.
故答案为:2.
15.如图所示,四边形ABCD中,AC⊥BD于点O,AO=CO=4,BO=DO=3,点P为线段AC上的一个动点.过点P分别作PM⊥AD于点M,作PN⊥DC于点N.连接PB,在点P运动过程中,PM+PN+PB的最小值等于 7.8 .
【解答】解:∵AO=CO=4,BO=DO=3,
∴AC=8,四边形ABCD是平行四边形,
∵AC⊥BD于点O,
∴平行四边形ABCD是菱形,AD===5,
∴CD=AD=5,
连接PD,如图所示:
∵S△ADP+S△CDP=S△ADC,
∴AD?PM+DC?PN=AC?OD,
即×5×PM+×5×PN=×8×3,
∴5×(PM+PN)=8×3,
∴PM+PN=4.8,
∴当PB最短时,PM+PN+PB有最小值,
由垂线段最短可知:当BP⊥AC时,PB最短,
∴当点P与点O重合时,PM+PN+PB有最小值,最小值=4.8+3=7.8,
故答案为:7.8.
16.如图直角三角形ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,AF平分∠CAB交CD于点E、交BC于点F,EG∥AB交CB于点G,FH⊥AB于H,以下4个结论:①∠ACD=∠B;②△CEF是等边三角形;③CD=FH+DE;④BG=CE中正确的是 ①③④ (将正确结论的序号填空).
【解答】解:如图,连接EH,
∵∠ACB=90°,
∴∠3+∠4=90°,
∵CD⊥AB,
∴∠ADC=90°,
∴∠B+∠4=90°,
∴∠3=∠B,故①正确;
∵∠ADC=∠ACB=90°,
∴∠1+∠AFC=90°,∠2+∠AED=90°,
∵AE平分∠CAB,
∴∠1=∠2,
∵∠AED=∠CEF,
∴∠CEF=∠AFC,
∴CE=CF,
∴△CEF是等腰三角形,故②错误;
∵AF平分∠CAB,FH⊥AB,FC⊥AC,
∴FH=FC,
在Rt△CAF和Rt△HAF中,
,
∴Rt△CAF≌Rt△HAF(HL),
∴AC=AH,
在△CAE和△HAE中,
,
∴△CAE≌△HAE(SAS),
∴∠3=∠AHE,CE=EH,
∵∠3=∠B,
∴∠AHE=∠B,
∴EH∥BC,
∵CD⊥AB,FH⊥AB,
∴CD∥FH,
∴四边形CEFH是平行四边形,
∴CE=FH,
∴CD=CE+DE=FH+DE,故③正确;
∵EG∥AB,EH∥BC,
∴四边形EHBG是平行四边形,
∴EH=BG,
∵CE=EH,
∴BG=CE.故④正确.
所以正确的是①③④.
故答案为:①③④.
三.解答题(共11小题)
17.如图,D、E、F分别是△ABC各边的中点,连接DE、EF、AE.
(1)求证:四边形ADEF为平行四边形;
(2)加上条件
② 后,能使得四边形ADEF为菱形,请从①∠BAC=90°;②AE平分∠BAC;③AB=AC这三个条件中选择1个条件填空(写序号),并加以证明.
【解答】解:(1)证明:已知D、E、F为AB、BC、AC的中点,
∴DE为△ABC的中位线,根据三角形中位线定理,
∴DE∥AC,且DE==AF.
即DE∥AF,DE=AF,
∴四边形ADEF为平行四边形.
(2)证明:选②AE平分∠BAC,
∵AE平分∠BAC,
∴∠DAE=∠FAE,
又∵ADEF为平行四边形,
∴EF∥DA,
∴∠DAE=∠AEF,
∴∠FAE=∠AEF,
∴AF=EF,
∴平行四边形ADEF为菱形.
选③AB=AC,
∵EF∥AB且EF=,DE∥AC且DE=,
又∵AB=AC,
∴EF=DE,
∴平行四边形ADEF为菱形.
18.如图,在菱形ABCD中,E,F是对角线AC上的两点,且AE=CF.
(1)求证:△ABE≌△CDF;
(2)证明四边形BEDF是菱形.
【解答】证明:(1)∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=CD,AB∥CD,
∴∠BAE=∠DCF,
在△ABE和△CDF中,
,
∴△ABE≌△CDF(SAS);
(2)如图,连接BD,交AC于O,
∵四边形ABCD是菱形,
∴BD⊥AC,AO=CO,BO=DO,
∵AE=CF,
∴EO=FO,
∴四边形BEDF是平行四边形,
又∵BD⊥EF,
∴平行四边形BEDF是菱形.
19.如图,在平行四边形ABCD中,BC=2AB,AB⊥AC,分别在边BC,AD上的点E与点F关于AC对称,连接EF,AE,CF,DE.
(1)求证:四边形AECF为菱形;
(2)求证:AE⊥DE.
【解答】证明:(1)设AC,EF的交点为O,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC.∠OAF=∠OCE.
∵点E与点F关于AC对称,
∴AE=AF,CE=CF,OE=OF.
在△AOF和△COE中,
,
∴△AOF≌△COE(AAS),
∴AF=CE,
∴AE=AF=CE=CF,
∴四边形AECF是菱形;
(2)∵AE=CE,
∴∠EAC=∠ECA,
∵AB⊥AC,
∴∠B=∠BAE,
∴AE=BE=CE,
∵BC=2AB,
∴AB=AE=BE,
∴△ABE是等边三角形.
∴∠AEB=60°,
∴∠AEC=120°,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,AB=CD,
∴∠DCE=180°﹣∠B=120°,
∵CE=BE=BC=AB=CD,
∴∠CED=∠CDE=30°,
∴∠AED=120°﹣30°=90°,
∴AE⊥DE.
20.如图,四边形ABCD是平行四边形,AE⊥BC,AF⊥CD,垂足分别为E,F,且BE=DF.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若点E是BC的中点,求∠C的度数.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠B=∠D,
∵AE⊥BC,AF⊥CD,
∴∠AEB=∠AFD=90°,且BE=DF,∠B=∠D,
∴△AEB≌△AFD(ASA),
∴AB=AD,
∴四边形ABCD是菱形;
(2)解:连接AC,
∵点E是BC的中点,
∴BE=CE,
∵AE⊥BC,
∴AB=AC,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC,
∴AB=AC=BC,
∴∠B=60°,
∴∠BCD=180°﹣60°=120°.
21.如图,在△ABC中,BD平分∠ABC交AC于D,EF垂直平分BD,分别交AB,BC,BD于E,F,G,连接DE,DF.
(1)求证:四边形BEDF是菱形;
(2)若∠BDE=15°,∠C=45°,DE=2,求CF的长.
【解答】证明:(1)∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBC,
∵EF垂直平分BD,
∴BE=DE,BF=DF,
∵∠EBD=∠EDB,∠FBD=∠FDB,
∴∠EBD=∠BDF,∠EDB=∠DBF,
∴BE∥DF,DE∥BF,
∴四边形DEBF是平行四边形,且BE=DE,
∴四边形BEDF是菱形;
(2)过点D作DH⊥BC于点H,
∵四边形BEDF是菱形,
∴BF=DF=DE=2,
∴∠FBD=∠FDB=∠BDE=15°,
∴∠DFH=30°,且DH⊥BC,
∴DH=DF=1,FH=DH,
∵∠C=45°,DH⊥BC,
∴∠C=∠CDH=45°,
∴DH=CH=1,
∴FC=FH+CH=+1.
22.如图,在四边形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,AB∥DC,AB=BC,BD平分∠ABC,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=2,BD=4,求OE的长.
【解答】解:(1)∵AB∥CD,
∴∠ABD=∠CDB,
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠CBD
∴∠CDB=∠CBD,
∴BC=CD,且AB=BC
∴CD=AB,且AB∥CD
∴四边形ABCD是平行四边形,且AB=BC
∴四边形ABCD是菱形;
(2)∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC,BD⊥AC,BO=DO=2
∵AO===4
∵CE⊥AB,AO=CO
∴EO=AO=CO=4
23.如图,在平行四边形ABCD中,AE平分∠BAD,交BC于点E,BF平分∠ABC,交AD于点F,AE与BF交于点P,连接EF,PD.
(1)求证:四边形ABEF是菱形;
(2)若AB=4,AD=6,∠ABC=60°,求PD.
【解答】证明:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠AFB=∠FBE,
∵∠ABF=∠FBE,
∴∠ABF=∠AFB,
∴AB=AF,
同理AB=BE,
∴四边形ABEF是菱形;
(2)∵四边形ABEF是菱形,
∴AE⊥BF,
∵∠ABC=60°,
∴∠ABF=30°,∠BAP=∠FAP=60°,
∵AB=4,
∴AP=2,
如图,过点P作PM⊥AD于M,
∴PM=,AM=1,
∵AD=6,
∴DM=5,
∴PD===2.
24.如图,在四边形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,已知OA=OC,OB=OD,过点O作EF⊥BD,分别交AB、DC于点E,F,连接DE,BF.
(1)求证:四边形DEBF是菱形:
(2)设AD∥EF,AD+AB=12,BD=4,求AF的长.
【解答】(1)证明:∵OA=OC,OB=OD,
∴四边形ABCD为平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠ABD=∠CDB,
在△BOE和△DOF中,
,
∴BE=DF,
∵BE∥DF,
∴四边形DEBF是平行四边形,
∵EF⊥BD,
∴四边形DEBF是菱形;
(2)过点F作FG⊥AB于点G,如图,
∵AD∥EF,EF⊥BD,
∴∠ADB=90°,
∴在Rt△ABD中,AD2+BD2=AB2,
∵AD+AB=12,BD=4,
∴AD2+(4)2=(12﹣AD)2,
解得AD=4,AB=8,
∴∠ABD=30°,
∵四边形DEBF是菱形,
∴∠EBF=2∠ABD=60°,
∴△BEF是等边三角形,
∵OB=OD,EF∥AD,
∴AE=BE=4,
∵FG⊥BE,
∴EG=BG=2,
在Rt△BGF中,BF=4,BG=2,
根据勾股定理得,FG=,
在Rt△AGF中,AG=6,
根据勾股定理得,
AF===4.
25.如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,AB=AD,AC平分∠BAD.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若菱形ABCD的边长为13,对角线AC=24,点E、F分别是边CD、BC的中点,连接EF并延长,与AB的延长线相交于点G,求EG的长.
【解答】解:(1)∵AC平分∠BAD,AB∥CD.
∴∠DAC=∠BAC,∠DCA=∠BAC.
∴∠DAC=∠DCA.
∴AD=DC.
又∵AB∥CD,AB=AD.
∴AB∥CD且AB=CD
∴四边形ABCD是平行四边形.
∵AB=AD.
∴四边形ABCD是菱形.
(2)连接BD,交AC于点O,如图:
∵菱形ABCD的边长为13,对角线AC=24.
∴CD=13,AO=CO=12.
∵点E、F分别是边CD、BC的中点.
∴EF∥BD(中位线).
∵AC、BD是菱形的对角线.
∴AC⊥BD,OB=OD.
又∵AB∥CD,EF∥BD.
∴DE∥BG,BD∥EG.
∴四边形BDEG是平行四边形.
∴BD=EG.
在△COD中.
∵OC⊥OD,CD=13,CO=12.
∴.
∴EG=BD=10.
26.如图,AE∥BF,AC平分∠BAD,且交BF于点C,BD平分∠ABC,且与AE交于点D,连接CD.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若AC=6,BD=8,AM⊥BC于M,求AM的长.
【解答】(1)证明:∵AE∥BF,
∴∠ADB=∠DBC,∠DAC=∠BCA,
∵AC、BD分别是∠BAD、∠ABC的平分线,
∴∠DAC=∠BAC,∠ABD=∠DBC,
∴∠BAC=∠ACB,∠ABD=∠ADB,
∴AB=BC,AB=AD,
∴AD=BC,
∵AD∥BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AD=AB,
∴四边形ABCD是菱形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,AO=AC=3,BO=BD=4,
∴AB===5,
∴BC=AB=5,
∴BC?AM=AC?BD,
即5AM=×6×8,
∴AM=.
27.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB,垂足为D,AF平分∠CAB,交CD于点E,交CB于点F.
(1)若∠B=30°,AC=6,求CE的长;
(2)过点F作AB的垂线,垂足为G,连接EG,试判断四边形CEGF的形状,并说明原因.
【解答】解:(1)∵∠ACB=90°,∠B=30°,
∴∠CAB=60°,
∵CD⊥AB,
∴∠ADC=90°,
∴∠ACD=30°,
∵AF平分∠CAB,
∴∠CAF=∠BAF=30°,
∴CE=AE,
过点E用EH垂直于AC于点H,
∴CH=AH
∵AC=6,
∴CE=2
答:CE的长为2;
(2)∵FG⊥AB,FC⊥AC,AF平分∠CAB,
∴∠ACF=∠AGF=90°,CF=GF,
在Rt△ACF与Rt△AGF中,
AF=AF,CF=GF,
∴Rt△ACF≌Rt△AGF(HL),
∴∠AFC=∠AFG,
∵CD⊥AB,FG⊥AB,
∴CD∥FG,
∴∠CEF=∠EFG,
∴∠CEF=∠CFE,
∴CE=CF,
∴CE=FG,
∴四边形CEGF是菱形