菱形(基础)知识讲解--初中数学【名校学案+详细解答】

菱形（基础）
【学习目标】
1. 理解菱形的概念.
2. 掌握菱形的性质定理及判定定理．
【要点梳理】
要点一、菱形的定义
有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形.
要点诠释：菱形的定义的两个要素：①是平行四边形.②有一组邻边相等.即菱形是一个平行四边形，然后增加一对邻边相等这个特殊条件.
要点二、菱形的性质
菱形除了具有平行四边形的一切性质外，还有一些特殊性质：
1.菱形的四条边都相等；
2.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.
3.菱形也是轴对称图形，有两条对称轴（对角线所在的直线），对称轴的交点就是对称
中心.
要点诠释：（1）菱形是特殊的平行四边形，是中心对称图形，过中心的任意直线可将菱形分成完全全等的两部分.
（2）菱形的面积有两种计算方法：一种是平行四边形的面积公式：底×高；
另一种是两条对角线乘积的一半（即四个小直角三角形面积之和）.
实际上，任何一个对角线互相垂直的四边形的面积都是两条对角线乘
积的一半.
（3）菱形可以用来证明线段相等，角相等，直线平行，垂直及有关计算问题.
要点三、菱形的判定
菱形的判定方法有三种：
1.定义：有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.
3.四条边相等的四边形是菱形.
要点诠释：前两种方法都是在平行四边形的基础上外加一个条件来判定菱形，后一种方法是在四边形的基础上加上四条边相等.
【典型例题】
类型一、菱形的性质
1、如图，菱形ABCD中，E，F分别为AD，AB上的点，且AE=AF，连接EF并延长，交CB的延长线于点G，连接BD．
（1）求证：四边形EGBD是平行四边形；
（2）连接AG，若∠FGB=30°，GB=AE=1，求AG的长．
【思路点拨】（1）连接AC，再根据菱形的性质得出EG∥BD，根据对边分别平行证明是平行四边形即可．（2）过点A作AH⊥BC，再根据直角三角形的性质和勾股定理解答即可．
【答案与解析】
（1）证明：连接AC，如图1：
∵四边形ABCD是菱形，
∴AC平分∠DAB，且AC⊥BD，
∵AF=AE，
∴AC⊥EF，
∴EG∥BD．
又∵菱形ABCD中，ED∥BG，
∴四边形EGBD是平行四边形．
（2）解：过点A作AH⊥BC于H．
∵∠FGB=30°，
∴∠DBC=30°，
∴∠ABH=2∠DBC=60°，
∵GB=AE=1，
∴AB=AD=2，
在Rt△ABH中，∠AHB=90°，
∴AH=，BH=1．
∴GH=2，
在Rt△AGH中，
根据勾股定理得，AG=．
【总结升华】本题考查了菱形性质，关键是根据菱形的性质和平行四边形的判定以及直角三角形的性质解题．
举一反三：
【变式1】如图，在菱形ABCD中，点E是AB上的一点，连接DE交AC于点O，连接BO，且∠AED=50°，则∠CBO=度．
【答案】50；
解：在菱形ABCD中，
AB∥CD，∴∠CDO=∠AED=50°，
CD=CB，∠BCO=∠DCO，
∴在△BCO和△DCO中，
，
∴△BCO≌△DCO（SAS），
∴∠CBO=∠CDO=50°．
【变式2】菱形ABCD中，∠A∶∠B＝1∶5，若周长为8，则此菱形的高等于( )．
A.21
B.4
C.1
D.2
【答案】C ；
提示：由题意，∠A ＝30°，边长为2，菱形的高等于
12×2＝1. 类型二、菱形的判定
2、如图所示，在△ABC 中，CD 是∠ACB 的平分线，DE ∥AC ，DF ∥BC ，四边形DECF 是菱形吗?试说明理由．
【思路点拨】由菱形的定义去判定图形，由DE ∥AC ，DF ∥BC 知四边形DECF 是平行四边形，再由∠1＝∠2＝∠3得到邻边相等即可．
【答案与解析】
解：四边形DECF 是菱形，理由如下：
∵ DE ∥AC ，DF ∥BC
∴ 四边形DECF 是平行四边形．
∵ CD 平分∠ACB ，∴ ∠1＝∠2
∵ DF ∥BC ，
∴ ∠2＝∠3，
∴ ∠1＝∠3．
∴ CF ＝DF ，
∴ 四边形DECF 是菱形．
【总结升华】在用菱形的定义判定一个四边形是菱形时，首先判定这个四边形是平行四边形，再由一对邻边相等来判定它是菱形．
举一反三：
【变式】如图所示，AD 是△ABC 的角平分线，EF 垂直平分AD ，分别交AB 于E ，交AC 于F ，则四边形AEDF 是菱形吗?请说明理由．
【答案】
解：四边形AEDF 是菱形，理由如下：
∵ EF 垂直平分AD ，
∴ △AOF 与△DOF 关于直线EF 成轴对称．
∴ ∠ODF ＝∠OAF ，
又∵ AD 平分∠BAC ，即∠OAF ＝∠OAE ，
∴∠ODF＝∠OAE．∴ AE∥DF，
同理可得：DE∥AF．
∴四边形AEDF是平行四边形，∴ EO＝OF
又∵Y AEDF的对角线AD、EF互相垂直平分．
∴Y AEDF是菱形．
3、如图所示，在△ABC中，∠BAC＝90°，AD⊥BC于点D，CE平分∠ACD，交AD于点G，交AB于点E，EF⊥BC于点F．求证：四边形AEFG是菱形．
【思路点拨】由角平分线性质易知AE＝EF，欲证四边形AEFG是菱形，只要再证四边形AEFG是平行四边形或AG＝GF＝AE即可．
【答案与解析】
证明：方法一：∵ CE平分∠ACB，∠BAC＝90°，EF⊥BC，
∴ AE＝EF，∠1＋∠3＝90°，∠4＋∠2＝90°．
∵∠1＝∠2，
∴∠3＝∠4．
∵ EF⊥BC，AD⊥BC，∴ EF∥AD．
∴∠4＝∠5．∴∠3＝∠5．
∴ AE＝AG．∴ EF AG．
∴四边形AEFG是平行四边形．
又∵ AE＝AG，
∴四边形AEFG是菱形．
方法二：∵ CE平分∠ACB，∠BAC＝90°，EF⊥BC，
∴ AE＝EF，∠1＋∠3＝90°，∠4＋∠2＝90°．
∴∠3＝∠4．
∵ EF⊥BC，AD⊥BC，∴ EF∥AD．
∴∠4＝∠5．∴∠3＝∠5．
∴ AE＝AG．
在△AEG和△FEG中，AE＝EF，∠3＝∠4，EG＝EG，
∴△AEG≌△FEG．
∴ AG＝FG．
∴ AE＝EF＝FG＝AG．
∴四边形AEFG是菱形．
【总结升华】判定一个四边形是菱形，关键是把已知条件转化成判定方法所需要的条件．举一反三：
【变式】如图所示，在Y ABCD中，E、F分别为边AB、CD的中点，BD是对角线，过A点作AG∥DB交CB的延长线于点G．
(1)求证：DE∥BF；
(2)若∠G＝90°，求证四边形DEBF是菱形．
【答案】
证明：(1)Y ABCD中，AB∥CD，AB＝CD ∵ E、F分别为AB、CD的中点
∴ DF＝1
2
DC，BE＝
1
2
AB
∴ DF∥BE．DF＝BE
∴四边形DEBF为平行四边形
∴ DE∥BF
(2)证明：∵ AG∥BD
∴∠G＝∠DBC＝90°
∴△DBC为直角三角形
又∵ F为边CD的中点．
∴ BF＝1
2
DC＝DF
又∵四边形DEBF为平行四边形
∴四边形DEBF是菱形
类型三、菱形的应用
4、如图所示，是一种长0.3m，宽0.2m的矩形瓷砖，E、F、G、H分别为矩形四边BC、CD、DA、AB的中点，阴影部分为淡黄色花纹，中间部分为白色，现有一面长4.2 m，宽2.8m的墙壁准备贴如图所示规格的瓷砖．试问：
(1)这面墙最少要贴这种瓷砖多少块?
(2)全部贴满后，这面墙壁会出现多少个面积相同的菱形?
【答案与解析】
解：墙壁长4.2m，宽2.8m，矩形瓷砖长0.3m，宽0.2m，4.2÷0.3＝14，2.8÷0.2＝14，则可知矩形瓷砖横排14块，竖排14块可毫无空隙地贴满墙面．
(1)则至少需要这种瓷砖14×14＝196(块)．
(2)每块瓷砖中间有一个白色菱形，则共有196个白色的菱形，它的面积等于瓷砖面积的一半．另外在同一个顶点处的瓷砖能够拼成一个淡黄色花纹的菱形，它的面积也等于瓷砖面积的一半，有花纹的菱形横排有13个，竖排也有13个，则一共有淡黄色花纹菱形13×13＝169个，面积相等的菱形一共有196＋169＝365(个)．
【总结升华】菱形可以看作是由直角三角形组成的，因而铺满墙面后，要计算空白菱形的个数和阴影菱形的个数．将相同的图形拼在一起，在顶点周围的几个图形也能拼成一定的图案，不要忽略周围图形的拼接．。