
1.了解菱形的概念及其與平行四邊形的關系.2.探索并證明菱形的性質定理.(重點)3.應用菱形的性質定理解決相關計算或證明問題.(難點)
當把衣帽架拉動時,從它的形狀變化,你能看出什么?
前面我們學習了平行四邊形和矩形,知道了矩形是由平行四邊形角的變化得到,如果平行四邊形有一個角是直角時,就成為了矩形.
猜想: 如果從邊的角度,將平行四邊形特殊化,內角大小保持不變僅改變邊的長度讓它有一組鄰邊相等,這個特殊的平行四邊形叫什么呢?
平行四邊形不一定是菱形.
∵四邊形ABCD是平行四邊形,AB=BC
有一組鄰邊相等的平行四邊形叫做菱形。
∴四邊形ABCD是菱形
如何利用折紙、裁剪的方法,既快又準確的剪出一個菱形的紙片?
在自己剪出的菱形上畫出兩條折痕,折疊手中的圖形(如圖),并回答以下問題:
問題1 菱形是軸對稱圖形嗎?如果是,指出它的對稱軸. 是,兩條對角線所在直線都是它的對稱軸.問題2 根據上面折疊過程,猜想菱形的四邊在數量上 有什么關系?菱形的兩對角線有什么關系?
猜想1 菱形的四條邊都相等.
猜想2 菱形的兩條對角線互相垂直,并且每一條對 角線平分一組對角.
已知:如圖,在平行四邊形ABCD中,AB=AD,對角線AC與BD相交于點O. 求證:(1)AB = BC = CD =AD; (2)AC⊥BD; ∠DAC=∠BAC,∠DCA=∠BCA, ∠ADB=∠CDB,∠ABD=∠CBD.
證明:(1)∵四邊形ABCD是平行四邊形, ∴AB = CD,AD = BC(平行四邊形的對邊相等). 又∵AB=AD, ∴AB = BC = CD =AD.
(2)∵AB = AD, ∴△ABD是等腰三角形. 又∵四邊形ABCD是平行四邊形, ∴OB = OD (平行四邊形的對角線互相平分). 在等腰三角形ABD中, ∵OB = OD, ∴AO⊥BD,AO平分∠BAD, 即AC⊥BD,∠DAC=∠BAC. 同理可證∠DCA=∠BCA, ∠ADB=∠CDB,∠ABD=∠CBD.
∵四邊形ABCD是菱形∴
1、菱形的四條邊相等.
AB=BC=CD=AD
2、菱形的兩條對角線互相垂直,并且每一條對角線平分一組對角。
∵四邊形ABCD是菱形∴
AC平分∠DAB和∠DCB,
BD平分∠ADC和∠ABC。
菱形是特殊的平行四邊形,它除具有平行四邊形的所有性質外,還有平行四邊形所沒有的特殊性質.
對稱性:是軸對稱圖形.邊:四條邊都相等.對角線:互相垂直,且每條對角線平分一組對角.
角:對角相等.邊:對邊平行且相等.對角線:相互平分.
例1 如圖,在菱形ABCD中,對角線AC、BD相交于點O,BD=12cm,AC=6cm,求菱形的周長.
解:∵四邊形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,AO= AC,BO= BD.∵AC=6cm,BD=12cm,∴AO=3cm,BO=6cm.在Rt△ABO中,由勾股定理得∴菱形的周長=4AB=4×3 =12 (cm).
例2 如圖,在菱形ABCD中,CE⊥AB于點E,CF⊥AD于點F,求證:AE=AF.
證明:連接AC. ∵四邊形ABCD是菱形, ∴AC平分∠BAD, 即∠BAC=∠DAC. ∵CE⊥AB,CF⊥AD, ∴∠AEC=∠AFC=90°. 又∵AC=AC, ∴△ACE≌△ACF. ∴AE=AF.
例3 如圖,E為菱形ABCD邊BC上一點,且AB=AE,AE交BD于O,且∠DAE=2∠BAE,求證:OA=EB.
證明:∵四邊形ABCD為菱形,∴AD∥BC,AD=BA,
∠ABC=∠ADC=2∠ADB ,∴∠DAE=∠AEB,∵AB=AE,∴∠ABC=∠AEB, ∴∠ABC=∠DAE,?∵∠DAE=2∠BAE,∴∠BAE=∠ADB.?又∵AD=BA ,∴△AOD≌△BEA ,∴AO=BE .
例4 如圖,四邊形ABCD是菱形,對角線AC,BD交于點O,試用對角線表示出菱形ABCD的面積.
解:∵四邊形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,∴S菱形ABCD=S△ABC +S△ADC= AC·BO+ AC·DO= AC(BO+DO)= AC·BD.
菱形的面積 = 底×高 = 對角線乘積的一半
例5 如圖,菱形花壇ABCD的邊長為20m,∠ABC=60°,沿著菱形的對角線修建了兩條小路AC和BD,求兩條小路的長和花壇的面積(結果分別精確到0.01m和0.1m2 ).
解:∵花壇ABCD是菱形,
如圖,在菱形ABCD中,∠ABC與∠BAD的度數比為1:2,周長是8cm.求:(1)兩條對角線的長度; (2)菱形的面積.
解:(1)∵四邊形ABCD是菱形,∴AB=BC,AC⊥BD,AD∥BC,∴∠ABC+∠BAD=180°.∵∠ABC與∠BAD的度數比為1:2,∴∠ABC= ×180°=60°,∴∠ABO= ×∠ABC=30°,△ABC是等邊三角形.∵菱形ABCD的周長是8cm.∴AB=2cm,
∴OA= AB=1cm,AC=AB=2cm, ∴BD=2OB= cm;(2)S菱形ABCD= AC?BD = ×2× = (cm2).
菱形中的相關計算通常轉化為直角三角形或等腰三角形,當菱形中有一個角是60°時,菱形被分為以60°為頂角的兩個等邊三角形.
1.周長=邊長的四倍2.面積=底×高=兩條對角線乘積的一半
1.兩組對邊平行且相等;2.四條邊相等
兩組對角分別相等,鄰角互補鄰角互補
1.兩條對角線互相垂直平分;2.每一條對角線平分一組對角
1.經歷菱形判定定理的探究過程,掌握菱形的判 定定理.(重點) 2.會用這些菱形的判定方法進行有關的證明和計算. (難點)
1.菱形的定義是什么?
有一組鄰邊相等的平行四邊形叫做菱形.
2.你能說出菱形的性質有哪些嗎?
菱形的兩組對邊平行
菱形的兩組對角分別相等
菱形的兩條對角線互相垂直平分,每一條對角線平分一組對角。
怎樣判定一個四邊形是否為菱形?
根據菱形的定義去判定.
有一組鄰邊相等的平行四邊形是菱形.
猜想1:對角線互相垂直的平行四邊形是菱形.
猜想2:四邊相等的四邊形是菱形.
除了根據定義判定,還有其它判定菱形的方法嗎?
對角線互相垂直的平行四邊形是菱形.
證明:∵四邊形ABCD是平行四邊形 ∴AO=OC ∵AC ⊥ BD ∴∠AOB=∠COB=90° 又∵BO是公共邊 ∴△AOB≌△COB ∴AB=BC
對角線互相垂直平分的四邊形是菱形.
猜想2:四邊都相等的四邊形是菱形.
四邊都相等的四邊形是菱形.
證明:在四邊形ABCD中 ∵AB=CD,BC=AD ∴四邊形ABCD是平行四邊形 ∵AB=BC ∴平行四邊形ABCD是菱形
有一組鄰邊相等的平行四邊形叫做菱形
對角線互相垂直的平行四邊形是菱形
有四條邊相等的四邊形是菱形。
又∵四邊形ABCD是平行四邊形,
∴ OA=4,OB=3,AB=5,
∴ AB2=OA2+OB2,
∴△AOB是直角三角形,
∴四邊形ABCD是菱形.
∵ AC=8,BD=6
例2 如圖,矩形ABCD的對角線AC的垂直平分線與邊AD、BC分別交于點E、F,求證:四邊形AFCE是菱形.
證明: ∵四邊形ABCD是矩形, ∴AE∥FC,∴∠1=∠2.∵EF垂直平分AC,∴AO = OC . 又∠AOE =∠COF,∴△AOE≌△COF,∴EO =FO.∴四邊形AFCE是平行四邊形.又∵EF⊥AC ∴ 四邊形AFCE是菱形.
證明: ∵ ∠1= ∠2, 又∵AE=AC,AD=AD, ∴ △ACD≌ △AED (SAS). 同理△ACF≌△AEF(SAS) . ∴CD=ED, CF=EF. 又∵EF=ED,∴CD=ED=CF=EF, ∴四邊形ABCD是菱形.
例3 如圖,在△ABC中, AD是角平分線,點E、F分別在 AB、 AD上,且AE=AC,EF = ED. 求證:四邊形CDEF是菱形.
例4 如圖,在△ABC中,∠B=90°,AB=6cm,BC=8cm.將△ABC沿射線BC方向平移10cm,得到△DEF,A,B,C的對應點分別是D,E,F,連接AD.求證:四邊形ACFD是菱形.
證明:由平移變換的性質得CF=AD=10cm,DF=AC.∵∠B=90°,AB=6cm,BC=8cm,∴AC=DF=AD=CF=10cm,∴四邊形ACFD是菱形.
四邊形的條件中存在多個關于邊的等量關系時,運用四條邊都相等來判定一個四邊形是菱形比較方便.
證明:連接AC、BD.
∵四邊形ABCD是矩形,
∵點E、F、G、H為各邊中點,
∴EF=FG=GH=HE,
∴四邊形EFGH是菱形.
例5 如圖,順次連接矩形ABCD各邊中點,得到四邊形EFGH,求證:四邊形EFGH是菱形.
【變式題】 如圖,順次連接對角線相等的四邊形ABCD各邊中點,得到四邊形EFGH是什么四邊形?
解:四邊形EFGH是菱形.
順次連接對角線相等的四邊形的各邊中點,得到四邊形是菱形.
理由如下:連接AC、BD
拓展1 如圖,順次連接平行四邊形ABCD各邊中點,得到四邊形EFGH是什么四邊形?
∴四邊形EFGH是平行四邊形.
拓展2 如圖,若四邊形ABCD是菱形,順次連接菱形ABCD各邊中點,得到四邊形EFGH是什么四邊形?
四邊形EFGH是矩形.
例6 如圖,在△ABC中,D、E分別是AB、AC的中點,BE=2DE,延長DE到點F,使得EF=BE,連接CF.(1)求證:四邊形BCFE是菱形;
(1)證明:∵D、E分別是AB、AC的中點,∴DE∥BC且2DE=BC.又∵BE=2DE,EF=BE,∴EF=BC,EF∥BC,∴四邊形BCFE是平行四邊形.又∵EF=BE,∴四邊形BCFE是菱形;
(2)解:∵∠BCF=120°,∴∠EBC=60°,∴△EBC是等邊三角形,∴菱形的邊長為4,高為 ,∴菱形的面積為 .
(2)若CE=4,∠BCF=120°,求菱形BCFE的面積.
判定一個四邊形是菱形時,要結合條件靈活選擇方法.如果可以證明四條邊相等,可直接證出菱形;如果只能證出一組鄰邊相等或對角線互相垂直,可以先嘗試證出這個四邊形是平行四邊形.
1、□ABCD的對角線AC與BD相交于點O,
(1)若AB=AD,則□ABCD是 形;
(2)若AC=BD,則□ABCD是 形;
(3)若∠ABC是直角,則□ABCD是 形;
(4)若∠BAO=∠DAO,則□ABCD是 形。
2.判斷下列說法是否正確(1)對角線互相垂直的四邊形是菱形;(2)對角線互相垂直且平分的四邊形是菱形;(3)對角線互相垂直,且有一組鄰邊相等的 四邊形是菱形;(4)兩條鄰邊相等,且一條對角線平分一組 對角的四邊形是菱形.
3.一邊長為5cm平行四邊形的兩條對角線的長分別為 24cm和26cm,那么平行四邊形的面積是 .
4.如圖,將△ABC沿BC方向平移得到△DCE,連接AD,下列條件能夠判定四邊形ACED為菱形的是( ) A.AB=BC B.AC=BC C.∠B=60° D.∠ACB=60°
解析:∵將△ABC沿BC方向平移得到△DCE,∴AC∥DE,AC=DE,∴四邊形ABED為平行四邊形.當AC=BC時,平行四邊形ACED是菱形.故選B.
5.如圖,在平行四邊形ABCD中,AC平分∠DAB,AB=3,求平行四邊形ABCD的周長.
解:∵四邊形ABCD為平行四邊形,∴AD∥BC,AB∥CD,∴∠DAC=∠ACB,∠BAC=∠ACD,∵AC平分∠DAB,∴∠DAC=∠BAC,∴∠DAC=∠ACD,∴AD=DC,∴四邊形ABCD為菱形,∴四邊形ABCD的周長=4×3=12.
6.如圖,矩形ABCD的對角線相交于點O,BE∥AC,AE ∥BD.求證:四邊形OAEB是菱形.
證明:∵DE∥AC,CE∥BD,∴四邊形OAEB是平行四邊形.∵四邊形ABCD是矩形,∴OA=OB,∴四邊形OCED是菱形.
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