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专题 1.1 菱形的性质与判定
菱形的基本性质问题.................................................................................................................1
求线段长度.................................................................................................................................2
求角度.........................................................................................................................................5
与中点有关.................................................................................................................................8
重叠图形...................................................................................................................................10
菱形判定的条件.......................................................................................................................13
求菱形的高...............................................................................................................................16
求菱形的面积...........................................................................................................................19
求阴影面积...............................................................................................................................21
菱形证明综合...........................................................................................................................24
动点问题...................................................................................................................................28
菱形的基本性质问题
菱形的定义:
有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形.
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.
【例1】菱形具有而平行四边形不具有的性质是
A.对角线互相平分 B.对角线相等
C.对角线互相垂直 D.四个角都相等
【解答】解: 、菱形和平行四边形的对角线都互相平分,故 选项不符合题意;
、菱形和平行四边形的对角线都不一定相等,故 选项不符合题意;
、菱形的对角线互相垂直,平行四边形的对角线不一定互相垂直,故 选项符合题意;
、菱形和平行四边形的四个角都不一定相等,故 选项不符合题意;
故选: .
【变式训练1】下列不属于菱形性质的是A.两组对边分别平行 B.两组对边分别相等
C.每一条对角线平分一组内角 D.两条对角线相等
【解答】解: .菱形的两组对边分别平行,所以 选项不符合题意;
.菱形的两组对边分别线段,所以 选项不符合题意;
.菱形的每一条对角线平分一组内角,所以 选项不符合题意;
.菱形的对角线互相垂直平分,所以 选项符合题意.
故选: .
【变式训练2】下列说法中,错误的是
A.平行四边形的对角线互相平分
B.对角线互相平分的四边形是平行四边形
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
【解答】解:根据平行四边形和菱形的性质得到 均正确,而 不正确,因为对角线互
相垂直的四边形也可能是梯形,
故选: .
【变式训练3】菱形具有而平行四边形不一定具有的性质是
A.两组对边分别平行 B.两组对角分别相等
C.对角线互相平分 D.对角线互相垂直
【解答】解: 、不正确,两组对边分别平行;
、不正确,两组对角分别相等,两者均有此性质正确,;
、不正确,对角线互相平分,两者均具有此性质;
、菱形的对角线互相垂直但平行四边形却无此性质.
故选: .
求线段长度
【例2】已知菱形 的对角线 , 相交于点 ,若 , ,则 的长
是
A.3 B.4 C.7 D.8
【解答】解:如图, 四边形 是菱形, ,
, , ,在 中,根据勾股定理,得: ,
,
故选: .
【变式训练1】如图,在菱形 中, ,对角线 ,则菱形的边 的
长为
A.4 B.6 C. D.8
【解答】解: 四边形 为菱形,
,
,
为等边三角形,
,
故选: .
【变式训练2】如图,菱形 的两条对角线 、 的长分别是 、 ,则此菱
形的周长是A. B. C. D.
【解答】解: 四边形 是菱形,对角线 、 的长分别是 、 ,
, , , ,
在 中,由勾股定理得: ,
菱形 的周长 ,
故选: .
【变式训练3】如图,在菱形 中, , ,对角线 与 相交于
点 ,经过点 作与边 , 都垂直的线段 ,分别与边 , 相交于点 , ,
则四边形 的周长为
A.8 B. C. D.12
【解答】解: 四边形 是菱形,
, , ,
是等边三角形,
,
,
, ,
,
,
,
,
在 和 中,,
,
, ,
,
四边形 的周长 ,
故选: .
求角度
【例3】如图,菱形 中对角线相交于点 , ,则 的度数是
A. B. C. D.
【解答】解:在菱形 中, , ,
,
,
是等边三角形,
,
在菱形 中, ,
,
故选: .
【变式训练1】如图,在菱形 中, 是 的中点, ,连接 ,则
等于A. B. C. D.
【解答】解:如图, 是 的中点, ,
,
四边形 是菱形,
, ,
, ,
是等边三角形,
,
,
故选: .
【变式训练2】如图,在菱形 中, 与 相交于点 , 的垂直平分线 分别
交 , 于点 、 ,连接 ,若 ,则 的度数是
A. B. C. D.
【解答】解:连接 ,如图所示:
四边形 是菱形,, 垂直平分 , ,
,
是 的垂直平分线,
,
,
,
,
,
,
,
故选: .
【变式训练3】如图,四边形 是菱形,对角线 , 相交于点 , 于
,连接 , ,则 的度数是
A. B. C. D.
【解答】解: 四边形 是菱形,
, , ,
,
,
,,
,
,
,
故选: .
与中点有关
【例4】如图,菱形 的对角线 、 相交于点 ,过点 作 于点 ,
连接 ,若 , ,则 的长为
A.12 B.6 C. D.
【解答】解: 四边形 是菱形,
, , ,
,
,
,
,
解得: ,
,
,
,
,
故选: .
【变式训练1】如图,在菱形 中,对角线 、 相交于点 , 为 的中点,且 ,则菱形 的周长为
A. B. C. D.
【解答】解:因为菱形的对角线互相垂直平分,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的
一半,可得 ,则菱形 的周长为 .故选 .
【变式训练2】如图,在菱形 中, , , 分别是边 和 的中点,
于点 ,则
A. B. C. D.
【解答】解:延长 交 的延长线于 点.
在菱形 中, , , 分别是边 和 的中点,
, .
.
, .
又 , ,
.
.
,
.
,则 .
故选: .重叠图形
【例5】如图,由两个长为9,宽为3的全等矩形叠合而得到四边形 (不完全重合),
则四边形 面积的最大值是
A.15 B.16 C.19 D.20
【解答】解:如图1,作 于 , 于 ,
,
, ,
四边形 是平行四边形,
两个矩形的宽都是3,
,
,
,
平行四边形 是菱形.如图2,当菱形的一条对角线为矩形的对角线时,四边形 的面积最大,
,
设 ,则 ,
,
,
解得 ,
四边形 面积的最大值是:15
.
故选: .
【变式训练1】如图,两条宽度分别为2和4方形纸条交叉放置,重叠部分为四边形 ,
若 ,则四边形 的面积是
A.4 B.12 C.8 D.6
【解答】解:依题意得: , ,则四边形 是平行四边形.
如图,过点 作 于点 ,过点 作 于点 ,
, ,
,
.
又 ,
, ,
四边形 的面积
故选: .【变式训练2】如图,两张等宽的纸条交叉重叠在一起,重叠的部分为四边形 ,若
测得 , 之间的距离为 ,点 , 之间的距离为 ,则线段 的长为
A. B. C. D.
【解答】解:作 于 , 于 ,连接 、 交于点 .
由题意知: , ,
四边形 是平行四边形,
两个矩形等宽,
,
,
,
平行四边形 是菱形,
,
在 中, , ,
,
故选: .
【变式训练3】如图,将两条宽度都为 3的纸条重叠在一起,使 ,则四边形的面积为 .
【解答】解: 纸条的对边平行,即 , ,
四边形 是平行四边形,
两张纸条的宽度都是3,
,
,
平行四边形 是菱形,即四边形 是菱形.
如图,过 作 ,垂足为 ,
,
,
,
在 中, ,
即 ,
解得 ,
.
故答案是: .菱形判定的条件
菱形的判别方法:
一组邻边相等的平行四边形是菱形。
对角线互相垂直的平行四边形是菱形。
四条边都相等的四边形是菱形。
【例6】不能判定一个四边形是菱形的条件是
A.四边相等
B.对角线互相平分且有一组邻边相等
C.两组对边互相平行,且一组邻边相等
D.对角线互相垂直
【解答】解: 、 四边相等的四边形是菱形,
选项 不符合题意;
、 对角线互相平分的四边形是平行四边形,
有一组邻边相等,
这个平行四边形是菱形, 选项 不符合题意;
、 两组对边互相平行的四边形是平行四边形,
一组邻边相等,
这个平行四边形是菱形,
选项 不符合题意;
、 对角线互相垂直的四边形不一定是菱形,
选项 符合题意;
故选: .
【变式训练1】如图,四边形 中, 于点 ,则下列条件能判定该四边形是
菱形的是A. B.
C. D. 、 互相平分
【解答】解:能判定该四边形是菱形的是 、 互相平分,理由如下:
、 互相平分,
四边形 是平行四边形,
又 ,
平行四边形 是菱形,
故选: .
【变式训练2】如图,在 中,对角线 , 相交于点 ,添加下列条件不能
判定 是菱形的只有
A. B. C. D.
【解答】解: 、正确.对角线垂直的平行四边形的菱形.
、正确.邻边相等的平行四边形是菱形.
、错误.对角线相等的平行四边形是矩形,不一定是菱形.
、正确.可以证明平行四边形 的邻边相等,即可判定是菱形.
故选: .
【变式训练3】如图, 中, , ,要判定四边形 是菱形,还需要添加的条件是
A. B. C. D. 平分
【解答】解:当 平分 时,四边形 是菱形,
理由: ,
,
,
,
,
, ,
四边形 是平行四边形,
,
四边形 是菱形.
其余选项均无法判断四边形 是菱形,
故选: .
求菱形的高
【例7】如图,四边形 是菱形, , , 于 ,则
A. B. C.12 D.24
【解答】解:如图,设对角线相交于点 ,
, ,,
,
由勾股定理得到, ,
,
,
即 ,
解得 .
故选: .
【变式训练1】如图,已知菱形的两条对角线分别为 和 ,则这个菱形的高 为
A. B. C. D.
【解答】解:如图所示: 四边形 是菱形,
, , ,
,
菱形 的面积 ,;
故选: .
【变式训练2】如图,已知菱形 对角线 、 的长分别为 、 ,
于点 ,则 的长是
A. B. C. D.
【解答】解: 四边形 是菱形, , ,
, , ,
,
故 ,
解得: .
故选: .
【变式训练3】如图,在菱形 中, ,对角线 .若过点 作 ,
垂足为 ,则 的长为A.4 B. C. D.5
【解答】解:连接 ,交 于 点,
四边形 是菱形,
,
, , ,
,
,
,
,
,
菱形 的面积是 ,
,
,
故选: .
求菱形的面积
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= (a、b是两条对角线的长度)
【例8】菱形的面积为 ,一条对角线是 ,那么菱形的另一条对角线长为
A. B. C. D.
【解答】解:设另一条对角线长为 ,则 ,
解得 .
故选: .
【变式训练1】如图,菱形 的两条对角线 , 相交于点 ,若 ,菱形
的面积为96,则 长为
A.6 B.5 C.8 D.10
【解答】解: 四边形 是菱形, ,菱形 的面积为96,
, , , ,
,
解得: ,
,
在 中, .
故选: .
【变式训练2】如图,在菱形 中, , ,则菱形 的面积是
A.18 B. C.36 D.
【解答】解:如图,过点 于点 ,在菱形 中, , ,
,
,
,
菱形 的面积 .
故选: .
【变式训练3】如图,在菱形 中, ,点 为边 上一点(点 不与端点
重合),连接 ,点 、 分别为 、 的中点,连接 ,若 ,则菱形
的面积为
A.8 B. C.9 D.
【解答】解:如图,连接 , 交于点 ,
点 、 分别为 、 的中点, ,
,
在菱形 中, , , ,
,
,
是等边三角形,,
四边形 是菱形,
, , ,
,
,
则菱形 的面积 .
故选: .
求阴影面积
【例9】将矩形纸片 按如图所示的方式折叠,恰好得到菱形 .若 ,则
菱形 的面积为
A.1 B. C. D.4
【解答】解: 四边形 是菱形, ,
假设 ,则 , ,
四边形 是菱形,
,
,
,
,
,
,
解得: ,
,利用勾股定理得出:
,,
又 ,
则菱形的面积是: .
故选: .
【变式训练1】如图,菱形 的对角线的长分别为2和5, 是对角线 上任一点
(点 不与点 、 重合),且 交 于 , 交 于 ,则阴影部分
的面积是
A.2 B. C.3 D.
【解答】解:设 , 交于 点,
交 于 , 交 于 ,
四边形 为平行四边形, 的面积 的面积,
阴影部分的面积等于 的面积.
的面积等于菱形 的面积的一半,
菱形 的面积 ,
图中阴影部分的面积为 .
故选: .
【变式训练2】如图,在边长为2的菱形 中, , 为 边上的高,将
沿 所在直线翻折得△ ,则△ 与四边形 重叠部分的面积是.
【解答】解:如图,设 与 交于点 ,
在边长为2的菱形 中, , 为 边上的高,
,
由折叠易得 为等腰直角三角形,
, ,
,
,
,
又由折叠的性质知, ,
.
,
重叠部分的面积为: .
【变式训练3】如图,在菱形 中, , ,点 是直线 、 之间任意
一点,连接 、 、 、 ,则 和 的面积和等于 .【解答】解:连接 交 于 ,
四边形 是菱形,
, ,
,
由勾股定理得: ,
,
,
和 的高的和等于点 到直线 的距离,
和 的面积和 菱形 的面积 .
故答案为:12
菱形证明综合
【例10】如图,在四边形 中, , ,对角线 , 交于点 ,
平分 ,过点 作 交 的延长线于点 ,连接 .
(1)求证:四边形 是菱形;(2)若 , ,求 的长.
【解答】(1)证明: ,
,
为 的平分线,
,
,
,
,
四边形 是平行四边形,
,
是菱形;
(2)解: 四边形 是菱形,
, ,
,
,
,
,
在 中, , ,
,
.
【变式训练1】如图,在 中, , 为 的中线,过点 作 于
点 ,过点 作 的平行线,交 的延长线于点 ,在 的延长线上截取 ,
连接 、 .(1)求证: ;
(2)求证:四边形 为菱形;
(3)若 , ,求四边形 的周长.
【解答】(1)证明: , 为 的中线,
,
, ,
四边形 是平行四边形,
,
,
又 点 是 中点,
,
;
(2)证明: ,
四边形 是菱形,
(3)解:设 ,则 , ,
在 中, ,
,即 ,
解得: ,
四边形 的周长 .
【变式训练2】如图,四边形 中, 垂直平分 ,垂足为点 , 为四边形
外一点,且 ,
(1)求证:四边形 是平行四边形;
(2)如果 平分 , , ,求 的长.【解答】(1)证明: ,
,
, ,
,
四边形 是平行四边形;
(2)解: 平分 ,
,
,
,
设 ,则 ,
,
,
,
,
.
【变式训练3】如图,在四边形 中, 与 交于点 , , ,
平分 .
(1)求证:四边形 是菱形;
(2) 为 上一点,连接 ,若 ,求菱形 的面积.【解答】(1)证明: , ,
四边形 是平行四边形,
,
,
平分 ,
,
,
,
平行四边形 是菱形;
(2)解:由(1)可知,四边形 是菱形,
,
,
,
,
在 中,由勾股定理得: ,
,
菱形 的面积 .
动点问题
【例11】如图1,在 和 中, ; ,
与 交于 , 与 , ,分别交于 , .
(1)求证: ;
(2)如图2, 不动,将 绕点 旋转到 时,试判断四边形
是什么四边形?并证明你的结论.【解答】(1)证明: , ,
.
在 和 中, ,
,
(全等三角形的对应边相等);
(2)解:四边形 是菱形.
证明: , ,
.
,
,
,
,
又 ,
四边形 是平行四边形(两组对角相等的四边形是平行四边形),
,
四边形 是菱形.
【变式训练1】如图,在 中, , , ,点 从点 出
发沿 方向以 秒的速度向点 匀速运动,同时点 从点 出发沿 方向以
秒的速度向点 匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点 、
运动的时间是 秒 .过点 作 于点 ,连接 , .
(1)四边形 能构成菱形吗?如果能,求出相应的 值;如果不能,请说明理由;(2)当 为何值时, 为直角三角形?请说明理由.
【解答】(1)证明:能.
理由如下:在 中, , , ,
,
又 ,
,
, ,
,
又 ,
四边形 为平行四边形,
当 时,四边形 为菱形,
即 ,解得 .
当 秒时,四边形 为菱形.
(2)①当 时,由(1)知四边形 为平行四边形,
,
,
,
,
,
又 ,即 ,解得 ;
②当 时,四边形 为矩形,在 中 ,则 ,
,即 ,解得 .
③若 ,则 与 重合, 与 重合,此种情况不存在.
综上所述,当 或5秒时, 为直角三角形.1. 如图,在菱形 中, , 分别在 , 上,且 , 与 交于点
,连接 .若 ,则 的度数为
A. B. C. D.
【解答】解: 四边形 为菱形,
, ,
, ,
在 和 中,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
故选: .2. 已知四边形 对角线互相平分,添加以下哪个条件可以使它成为菱形
A.一组对边相等 B.对角线相等
C.对角线垂直 D.一个内角为
【解答】解: 四边形 对角线互相平分,
四边形 是平行四边形,
、一组邻边相等的平行四边形是菱形,故 不符合题意;
、对角线相等的平行四边形是矩形,故 不符合题意;
、对角线互相垂直的平行四边形是菱形,故 符合题意;
、一个内角为 的平行四边形是矩形,故 不符合题意;
故选: .
3. 如图,在平面直角坐标系中、四边形 为菱形, 为原点, 点坐标为 ,
,则对角线交点 的坐标为
A. , B. , C. , D. ,
【解答】解:过点 作 轴于点 ,
四边形 为菱形, ,, ,
,
,
,
, ,
,
, ,
故选: .
4. 如图,菱形 中,对角线 、 交于点 , 为 边中点,菱形 的周
长为24,则 的长等于
A.12 B.6 C.4 D.3
【解答】解: 菱形 的周长为24,
, ,
为 边中点,
.
故选: .
5. 如图,在 中, ,平行四边形 的顶点 在边 上,联结 、
.添加一个条件,可以使四边形 成为菱形的是A. B. C. D.
【解答】解:添加 ,可以使四边形 成为菱形,理由如下:
如图,设 于 交于点 ,
四边形 是平行四边形,
, ,
,
,
,
,
,
,
在 和 中,
,
,
,
,
四边形 是平行四边形,,
四边形 是菱形.
因为添加其他条件,都不可以使四边形 成为菱形.
故选: .
6. 在一组对边平行的四边形中,增加一个条件,使得这个四边形是菱形,那么增加的条件
可以是
A.另一组对边相等,对角线相等
B.另一组对边相等,对角线互相垂直
C.另一组对边平行,对角线相等
D.另一组对边平行,对角线相互垂直
【解答】解: 、另一组对边相等,对角线相等,这个四边形可能是等腰梯形,故此选项
不符合题意;
、另一组对边相等,对角线互相垂直,这个四边形可能是等腰梯形,故此选项不符合题
意;
、另一组对边平行,对角线相等,这个四边形是矩形,故此选项不符合题意;
:另一组对边平行,对角线互相垂直,这个四边形是菱形,故此选项符合题意.
故选: .
7. 如图,由两个长为8,宽为4的全等矩形叠合(不完全重合)而得到四边形 ,则
四边形 面积的最大值是
A.15 B.16 C.19 D.20
【解答】解:如图1,作 于 , 于 ,,
, ,
四边形 是平行四边形,
两个矩形的宽都是4,
,
,
,
平行四边形 是菱形.
如图2,当菱形的一条对角线为矩形的对角线时,四边形 的面积最大,
,
设 ,则 ,
,
,
解得 ,
四边形 面积的最大值是:
,
故选: .
8. 如图,在平行四边形 中,对角线 的垂直平分线分别与 , , 相交于
点 , , .下列结论正确的个数有
①四边形 为菱形;② ;
③当 为 中点时, .
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【解答】解: 四边形 为平行四边形,
, , , , ,
,
垂直平分 ,
, ,
,
,
在 和 中,
,
,
,
四边形 为平行四边形,
垂直平分 ,
平行四边形 是菱形,①正确;
,
,
在 和 中,
,
,②正确;
四边形 是菱形,,
为 的中点,
,
,
,
,
,③正确;
正确的个数有3个,
故选: .
9. 在菱形 中, ,点 、 分别在边 、 上,满足 ,若
,则 的面积为 .
【解答】解:如图,过 作 于 ,
在菱形 中, , ,
是等边三角形,
是菱形的对角线,
,
,
,
在 和 中,
,
,
,,
是等边三角形,
,
,
,
,
,
故答案为: .
10. 如图,在菱形 中, , ,对角线 、 相交于点 ,点
是 上一点,连接 ,若 ,则 的长为 .
【解答】解: 在菱形 中, , ,
, , , ,
是等边三角形,
,
,
,
,
,
,
故答案为: .11. 如图,在 中,点 、 分别在边 , 上,且 ,则再添加一个条
件: 可判定四边形 是菱形.(只添加一个条件)
【解答】解:添加 ,
理由: 四边形 是平行四边形,
,且 ,
又 ,
.
四边形 是平行四边形.
又 ,
四边形 是菱形.
故答案为: .
12. 有两个全等矩形纸条,长与宽分别为8和6,按图所示交叉叠放在一起,则重合部分构
成的四边形周长为 .
【解答】解:如图所示:
由题意得:矩形 矩形 ,
, , , , ,
四边形 是平行四边形,
平行四边形 的面积 ,
,
四边形 是菱形,
,
设 ,则 ,
在 中,由勾股定理得: ,解得: ,
,
四边形 的周长 ;
故答案为:
13. 如图, 是菱形 的对角线, ,
(1)请用尺规作图法,在 上找点 ;使 (不要求写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)条件下,连接 ,求 的度数.
【解答】解:(1)如图所示,点 即为所求;
(2) 四边形 是菱形,
, , .
, ,
,
垂直平分线段 ,
,,
.
14. 已知:如图,在菱形 中, 、 分别在边 、 上,且 ,求证:
.
【解答】证明: 四边形 是菱形,
, ,
,
,
在 和 中,
,
,
.
15. 如图, , 平分 ,且交 于点 , 平分 ,且交 于点
,连接 ,求证:
(1) ;
(2)四边形 是菱形.
【解答】证明:(1) ,
,
平分 ,
,,
是等腰三角形,
平分 ,
;
(2) 是等腰三角形,
,
,
也是等腰三角形,
,
,
,
四边形 是平行四边形,
,
四边形 是菱形.