人教版八年级数学18.2.2 第2课时 菱形的判定 (2)
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第2课时菱形的判定
1.掌握菱形的判定方法;(重点)
2.探究菱形的判定条件并合理利用它进行论证和计算.(难点)
一、情境导入
我们已经知道,有一组邻边相等的平行四边形是菱形.这是菱形的定义,我们可以根据定义来判定一个四边形是菱形.除此之外,还能找到其他的判定方法吗?
菱形是一个中心对称图形,也是一个轴对称图形,具有如下的性质:
1.两条对角线互相垂直平分;
2.四条边都相等;
3.每条对角线平分一组对角.
这些性质,对我们寻找判定菱形的方法有什么启示呢?
二、合作探究
探究点一:菱形的判定
【类型一】利用“有一组邻边相等的平行四边形是菱形”判定四边形是菱形
如图,在△ABC中,D、E分别是AB、AC的中点,BE=2DE,延长DE到点F,使得EF=BE,连接CF.
求证:四边形BCFE是菱形.
解析:由题意易得,EF与BC 平行且相等,∴四边形BCFE是平
行四边形.又∵EF=BE,∴四边形BCFE是菱形.
证明:∵BE=2DE,EF=BE,∴EF=2DE.∵D、E分别是AB、AC 的中点,∴BC=2DE且DE∥BC,∴EF=BC.又∵EF∥BC,∴四边形BCFE是平行四边形.又∵EF=BE,∴四边形BCFE是菱形.
方法总结:菱形必须满足两个条件:一是平行四边形;二是一组邻边相等.
【类型二】利用“对角线互相垂直的平行四边形是菱形”判定四边形是菱形
如图,AE∥BF,AC平分∠BAD,且交BF于点C,BD平分∠ABC,且交AE于点D,连接CD.求证:
(1)AC⊥BD;
(2)四边形ABCD是菱形.
解析:(1)证得△BAC是等腰三角形后利用“三线合一”的性质得到AC⊥BD即可;(2)首先证得四边形ABCD是平行四边形,然后根据“对角线互相垂直”得到平行四边形是菱形.
证明:(1)∵AE∥BF,∴∠BCA =∠CAD.∵AC平分∠BAD,
∴∠BAC=∠CAD,∴∠BCA=
∠BAC,∴△BAC是等腰三角形.∵BD平分∠ABC,∴AC⊥BD;
(2)∵△BAC是等腰三角形,∴AB=CB.∵BD平分∠ABC,
∴∠CBD=∠ABD.∵AE∥BF,
∴∠CBD=∠BDA,∴∠ABD=
∠BDA,∴AB=AD,∴DA=
CB.∵BC∥DA,∴四边形ABCD是平行四边形.∵AC⊥BD,∴四边形ABCD是菱形.
方法总结:用判定方法“对角线互相垂直的平行四边形是菱形”证明四边形是菱形的前提条
件是该四边形是平行四边形;对角线互相垂直的四边形不一定是菱形.
【类型三】利用“四条边相等的四边形是菱形”判定四边形是菱形
如图,已知△ABC,按如下步骤作图:
①分别以A,C为圆心,大于
1
2
AC的长为半径画弧,两弧交于P,Q两点;
②作直线PQ,分别交AB,AC 于点E,D,连接CE;
③过C作CF∥AB交PQ于点F,连接AF.
(1)求证:△AED≌△CFD;
(2)求证:四边形AECF是菱形.
解析:(1)由作图知PQ为线段AC的垂直平分线,从而得到AE=CE,AD=CD.然后根据
CF∥AB得到∠EAC=∠FCA,
∠CFD=∠AED,利用“AAS”证得两三角形全等即可;(2)根据(1)中全等得到AE=CF.然后根据EF 为线段AC的垂直平分线,得到EC=EA,FC=FA.从而得到EC=EA=FC=FA,利用“四边相等的四边形是菱形”判定四边形AECF为菱形.
证明:(1)由作图知PQ为线段AC的垂直平分线,∴AE=CE,AD=CD.∵CF∥AB,∴∠EAC=
∠FCA,∠CFD=∠AED.在△AED
与△CFD中,
⎩⎪
⎨
⎪⎧∠EAC=∠FCA,
∠AED=∠CFD,
AD=CD,
∴△AED≌△CFD(AAS);
(2)∵△AED≌△CFD,∴AE =CF.∵EF为线段AC的垂直平分线,∴EC=EA,FC=FA,∴EC=
EA=FC=FA,∴四边形AECF为菱形.
方法总结:判定一个四边形是菱形把握以下两起点:(1)以四边形为起点进行判定;(2)以平行四边形为起点进行判定.
探究点二:菱形的判定的应用
【类型一】菱形判定中的开放性问题
如图,平行四边形ABCD 中,AF、CE分别是∠BAD和∠BCD 的平分线,根据现有的图形,请添加一个条件,使四边形AECF 为菱形,则添加的一个条件可以是__________(只需写出一个即可,图中不能再添加别的“点”和“线”).
解析:∵AD∥BC,∴∠FAD =∠AFB.∵AF是∠BAD的平分线,∴∠BAF=∠FAD,∴∠BAF =∠AFB,∴AB=BF.同理ED=CD.∵AD=BC,AB=CD,∴AE=CF.又∵AE∥CF,∴四边形AECF是平行四边形.∵对角线互相垂直的平行四边形是菱形,则添加的一个条件可以是AC⊥EF.
方法总结:菱形的判定方法常用的是三种:(1)定义;(2)四边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.
【类型二】菱形的性质和判定的综合应用
如图,在四边形ABCD 中,AB=AD,CB=CD,E是CD上一点,BE交AC于F,连接DF.
(1)求证:∠BAC=∠DAC,∠AFD=∠CFE;
(2)若AB∥CD,试证明四边
形ABCD 是菱形;
(3)在(2)的条件下,试确定E 点的位置,使得∠EFD=∠BCD,
并说明理由.
解析:(1)首先利用“SSS”
证明△ABC≌△ADC,可得∠BAC
=∠DAC.再证明△ABF≌△ADF,
可得∠AFD=∠AFB,进而得到
∠AFD=∠CFE;(2)首先证明
∠CAD=∠ACD,再根据“等角对
等边”,可得AD =CD.再由条件
AB =AD ,CB =CD ,可得AB =CB =
CD =AD ,可得四边形ABCD 是菱
形;(3)首先证明△BCF≌△DCF,
可得∠CBF=∠CDF,再根据
BE⊥CD 可得∠BEC=∠DEF=90°,进而得到∠EFD=∠BCD.
(1)证明:在△ABC 和△ADC 中,⎩⎪⎨⎪
⎧AB =AD ,BC =DC ,AC =AC ,
∴△ABC≌△ADC(SSS),
∴∠BAC=∠DAC.在△ABF 和
△ADF 中,⎩⎪⎨⎪
⎧AB =AD ,∠BAF=∠DAF,
AF =AF ,∴△ABF≌△ADF(SAS),∴∠AFD
=∠AFB.∵∠AFB=∠CFE,
∴∠AFD=∠CFE;
(2)证明:∵AB∥CD,∴∠BAC
=∠ACD.又∵∠BAC=∠DAC,
∴∠CAD=∠ACD,∴AD=CD.∵AB
=AD ,CB =CD ,∴AB=CB =CD =
AD ,∴四边形ABCD 是菱形;
(3)解:当EB⊥CD 于E 时,
∠EFD=∠BCD.理由如下:∵四边
形ABCD 为菱形,∴BC=CD ,∠BCF
=∠DCF.在△BCF 和△DCF 中,
⎩⎪⎨⎪
⎧BC =CD ,∠BCF=∠DCF,CF =CF ,
∴△BCF≌△DCF(SAS),∴∠CBF=∠CDF.∵BE⊥CD,∴∠BEC=∠DEF=90°,则∠BCD
+∠CBF=∠EFD+∠CDF=90°,