人教版八年级下册18.2.2 菱形习题
展开班级:___________________ 姓名:_________________ 得分:_______________
注意事项:
本试卷满分120分,试题共24题,其中选择10道、填空8道、解答6道.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(2022春•杜尔伯特县期中)菱形的周长为12,一个内角为60°,则较短的对角线长为( )
A.2B.3C.1D.
2.(2022春•南岗区校级期中)如图,菱形ABCD的两条对角线长分别为AC=9和BD=6,那么菱形ABCD的面积为( )
A.4B.30C.54D.27
3.(2022春•墨玉县期末)如图,菱形ABCD中,AC=8.BD=6.则菱形的面积为( )
A.20B.40C.28D.24
4.(2022春•南召县期末)四边形具有不稳定性,小明将一个菱形ABCD转动,使它形状改变,当转动到使∠B=60°时(如图),测得AC=2;当转动到使∠B=120°时,AC的值为( )
A.2B.C.D.
5.(2022春•博兴县期末)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,DE⊥AB于点E,若AB=5,DE=4,则在下列结论中正确的是( )
A.DB=5B.AE=4C.BE=2D.OA=3
6.(2022春•承德县期末)如图,在平面直角坐标系中,菱形ABCD的顶点D在x轴上,边BC在y轴上,若点A的坐标为(12,13),则点C的坐标是( )
A.(0,﹣8)B.(0,﹣5)C.(﹣5,0)D.(0,﹣6)
7.(2022春•丰泽区校级月考)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,过点D作DH⊥AB于点H,连接OH,OH=2,若菱形ABCD的面积为12,则AB的长为( )
A.10B.4C.D.6
8.(2022秋•合川区校级月考)如图,在菱形ABCD中,M.N分别在AB,CD上,且AM=CN,MN与AC交于点O,连接BC若∠DAC=28°,则∠OBC的度数为( )
A.28°B.52°C.62°D.72°
9.(2022秋•胶州市校级月考)如图,在菱形ABCD中,∠A=60°,E、F分别是AB,AD的中点,DE、BF相交于点G,连接BD,CG.有下列结论:①∠BGD=120°;②BG+DG=CG;③△BDF≌△CGB;④,其中正确的结论有( )
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
10.(2022春•新抚区期末)如图,点P是菱形ABCD的对角线AC延长线上一点,过点P分别作AD,DC延长线的垂线,垂足分别为点E,F.若∠B=120°,AB=,则PE﹣PF的值为( )
A.2B.3C.4D.6
二、填空题(本大题共8小题,每小题3分,共24分)请把答案直接填写在横线上
11.(2022秋•牡丹区校级月考)如图,菱形ABCD的对角线相交于点O,若AC=24,AB=13,则菱形ABCD的面积是 .
12.(2022秋•东明县校级月考)已知菱形的两条对角线长为10cm和24cm,那么这个菱形的周长为 ,面积为 .
13.(2022春•杭州期中)如图,菱形ABCD中,AC,BD相交于O,DE⊥BC于E,连接OE,若∠BAD=40°,则∠ODE的度数为 .
14.(2022春•吴中区校级期中)如图,在菱形ABCD中,AB=2,∠A=120°,E,F分别是边AB和CD上的点,EF⊥CD于点F,则线段EF的长度为 .
15.(2022春•集美区校级期中)如图,在菱形ABCD中,∠B=60°,AB=a,点E,F分别是边AB,AD上的动点,且AE+AF=a,则△CEF面积的最小值为 .
16.(2022•温江区校级自主招生)如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC,BD交于点O,E是边AD的中点,过点E作EF⊥BD,EG⊥AC,点F,G为垂足,若AC=10,BD=24,则FG的长为 .
17.(2022春•南岗区校级期中)如图,在边长为5的菱形ABCD中,∠BAD=60°,点E、点F分别在AD、CD上,且∠EBF=60°,连接EF,若AE=2,则EF的长度为 .
18.(2022春•鼓楼区校级期中)如图,在菱形ABCD中,AB=6,∠ABC=120°,点E在边BC上(不与端点重合),AE交BD于点F,以EF为边向外作等边△EFG,连接CF,BG,现给出以下结论:
①∠EAB=30°;
②△ABF≌△CBF;
③直线AB与直线DC的距离是9;
④BF+BG=BE.
其中正确的是 (写出所有正确结论的序号).
三、解答题(本大题共6小题,共66分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
19.(2022秋•薛城区月考)如图,已知A,F,C,D四点在同一条直线上,AF=CD,AB∥ED,且AB=ED.
(1)求证:△ABC≌△DEF.
(2)如果四边形EFBC是菱形,已知EF=3,DE=4,∠DEF=90°,求AF的长度.
20.(2022春•姑苏区校级期中)如图,已知菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,延长AB至点E,使BE=AB,连接CE.
(1)求证:四边形BECD是平行四边形;
(2)若∠E=60°,BD=8,求菱形ABCD的面积.
21.(2022•雨花区校级开学)如图,四边形ABCD是菱形,AE⊥BC于点E,AF⊥CD于点F.
(1)求证:△ABE≌△ADF;
(2)若AE=4,CF=2,求菱形的面积.
22.(2022春•南浔区期末)如图,已知四边形ABCD是菱形,点E、F分别是边AB、BC的中点,连结DE、EF、DF.
(1)求证:△DEF是等腰三角形;
(2)若AD=10,EF=8,求菱形ABCD的面积.
23.(2022春•重庆期末)如图,在菱形ABCD中,∠C=60°,E是对角线BD上一点.
(1)如图1,若E是线段BD的中点,且AB=6,求AE的长度;
(2)如图2,F是线段AB延长线上一点,且DE=BF,连接AE,EF.求证:AE=EF.
24.(2022春•抚远市期末)在菱形ABCD中,∠ABC=60°,P是射线BD上一动点,以AP为边向右侧作等边三角形APE,点E的位置随点P位置的变化而变化,连接CE.
(1)如图①,当点E在菱形ABCD内部或边上时,求证:BD=CE+PD;
(2)如图②、图③,请分别写出线段BD,CE,PD之间的数量关系,不需证明.
专题18.3菱形的判定专项提升训练(重难点培优)
班级:___________________ 姓名:_________________ 得分:_______________
注意事项:
本试卷满分120分,试题共24题,其中选择10道、填空8道、解答6道.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(2022春•杜尔伯特县期中)菱形的周长为12,一个内角为60°,则较短的对角线长为( )
A.2B.3C.1D.
【分析】根据已知可得较短的对角线与两邻边组成等边三角形,则菱形较短的对角线长=菱形的边长,根据周长可求得菱形的边长从而较短的对角线也就求得了.
【解答】解:由已知得,较短的对角线与两邻边组成等边三角形,则菱形较短的对角线长=菱形的边长=12÷4=3,
故选:B.
2.(2022春•南岗区校级期中)如图,菱形ABCD的两条对角线长分别为AC=9和BD=6,那么菱形ABCD的面积为( )
A.4B.30C.54D.27
【分析】直接根据菱形面积等于两条对角线的长度乘积的一半进行计算即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴菱形ABCD的面积=BD•AC=×6×9=27,
故选:D.
3.(2022春•墨玉县期末)如图,菱形ABCD中,AC=8.BD=6.则菱形的面积为( )
A.20B.40C.28D.24
【分析】根据菱形的面积等于对角线乘积的一半可得答案.
【解答】解:菱形的面积为6×8÷2=24,
故选:D.
4.(2022春•南召县期末)四边形具有不稳定性,小明将一个菱形ABCD转动,使它形状改变,当转动到使∠B=60°时(如图),测得AC=2;当转动到使∠B=120°时,AC的值为( )
A.2B.C.D.
【分析】根据有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形可得菱形的边长为2,再根据菱形的性质以及勾股定理解答即可.
【解答】解:因为菱形ABCD,∠B=60°时,测得AC=2,
所以△ABC是等边三角形,
所以菱形的边长为2,
当转动到使∠B=120°时,如图所示:
因为AC⊥BD,∠ABC=120°,
所以∠ABO=60°,
所以∠OAB=30°,
所以,
所以,
所以AC=2AO=.
故选:B.
5.(2022春•博兴县期末)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,DE⊥AB于点E,若AB=5,DE=4,则在下列结论中正确的是( )
A.DB=5B.AE=4C.BE=2D.OA=3
【分析】根据菱形的性质可知AB=AD,AO=OC,OD=OB,由于DE⊥AB于点E,所以在Rt△AED中,利用勾股定理可以求出AE,进而求出BE、BD,再在Rt△AOB中求出OA即可作出判断.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=AD,AO=OC,OD=OB,
∵AB=5,
∴AD=5,
∵DE⊥AB于点E,DE=4
在Rt△AED中,根据勾股定理得,AE==3,故B错误;
∴BE=AB﹣AE=5﹣3=2,故C正确;
在Rt△BDE中,根据勾股定理得,BD=,故A错误;
∴OB=BD=,
在Rt△AOB中,根据勾股定理得,OA=,故D错误.
故选:C.
6.(2022春•承德县期末)如图,在平面直角坐标系中,菱形ABCD的顶点D在x轴上,边BC在y轴上,若点A的坐标为(12,13),则点C的坐标是( )
A.(0,﹣8)B.(0,﹣5)C.(﹣5,0)D.(0,﹣6)
【分析】在Rt△ODC中,利用勾股定理求出OC即可解决问题.
【解答】解:∵A(12,13),
∴OD=12,AD=13,
∵四边形ABCD是菱形,
∴CD=AD=13,
在Rt△ODC中,OC=,
∴C(0,﹣5).
故选:B.
7.(2022春•丰泽区校级月考)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,过点D作DH⊥AB于点H,连接OH,OH=2,若菱形ABCD的面积为12,则AB的长为( )
A.10B.4C.D.6
【分析】由菱形的性质得OA=OC,OB=OD,AC⊥BD,再求出BD=4,则OB=2,然后由菱形面积求出AC=6,则OA=3,即可解决问题.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC,OB=OD,AC⊥BD,
∵DH⊥AB,
∴∠BHD=90°,
∴BD=2OH,
∵OH=2,
∴BD=4,
∴OB=2,
∵菱形ABCD的面积=AC•BD=AC×4=12,
∴AC=6,
∴OA=3,
在Rt△AOB中,由勾股定理得:AB===,
故选:C.
8.(2022秋•合川区校级月考)如图,在菱形ABCD中,M.N分别在AB,CD上,且AM=CN,MN与AC交于点O,连接BC若∠DAC=28°,则∠OBC的度数为( )
A.28°B.52°C.62°D.72°
【分析】根据菱形的性质以及AM=CN,再由ASA可得△AMO≌△CNO,得AO=CO,然后证BO⊥AC,继而可求得∠OBC的度数
【解答】解:∵四边形ABCD为菱形,
∴AB∥CD,AB=BC,
∴∠MAO=∠NCO,∠AMO=∠CNO,
在△AMO和△CNO中,
,
∴△AMO≌△CNO(ASA),
∴AO=CO,
∵AB=BC,
∴BO⊥AC,
∴∠BOC=90°,
∵∠DAC=28°,
∴∠BCA=∠DAC=28°,
∴∠OBC=90°﹣28°=62°.
故选:C.
9.(2022秋•胶州市校级月考)如图,在菱形ABCD中,∠A=60°,E、F分别是AB,AD的中点,DE、BF相交于点G,连接BD,CG.有下列结论:①∠BGD=120°;②BG+DG=CG;③△BDF≌△CGB;④,其中正确的结论有( )
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
【分析】根据菱形的性质和∠A=60°,可知△ABD是等边三角形,△BDC是等边三角形,根据等边三角形的性质可得∠BFD=∠DEB=90°,∠GDB=∠GBD=30°,即可判断①选项;根据SSS可证△CDG≌△CBG,根据全等三角形的性质可得∠DGC=∠BGC=60°,再根据含30°角的直角三角形的性质可判断②选项;根据△GBC为直角三角形,可知CG>BC,进一步可知CG≠BD,即可判断③选项;根据勾股定理可得DE=AB,再根据三角形面积的求法即可判断④选项.
【解答】解:在菱形ABCD中,AB=BC=CD=AD,
∵∠A=60°,
∴∠BCD=∠A=60°,
∴△ABD是等边三角形,△BDC是等边三角形,
∴∠ADB=∠ABD=60°,∠CDB=∠CBD=60°,
∵E,F分别是AB,AD的中点,
∴∠BFD=∠DEB=90°,
∴∠GDB=∠GBD=30°,
∴∠GDC=∠GBC=90°,DG=BG,
∴∠BGD=180°﹣30°﹣30°=120°,
故①选项正确;
在△CDG和△CBG中,
,
∴△CDG≌△CBG(SSS),
∴∠DGC=∠BGC=60°,
∴∠GCD=30°,
∴CG=2GD,
∵DG=BG,
∴CG=DG+BG,
故②选项正确;
∵△GBC为直角三角形,
∴CG>BC,
∴CG≠BD,
∴△BDF与△CGB不全等,
故③选项错误;
∵BE=AB,BD=AB,∠DEB=90°,
根据勾股定理,得DE=AB,
∴S△ABD==,
故④选项正确,
故正确的有①②④,
故选:B.
10.(2022春•新抚区期末)如图,点P是菱形ABCD的对角线AC延长线上一点,过点P分别作AD,DC延长线的垂线,垂足分别为点E,F.若∠B=120°,AB=,则PE﹣PF的值为( )
A.2B.3C.4D.6
【分析】连接BD交AC于O,由菱形的性质和勾股定理得OA=3,则AC=6,再由含30°角的直角三角形的性质得PF=CP,则PE﹣PF=(AP﹣CP)=AC,即可得出答案.
【解答】解:连接BD交AC于O,如图所示:
∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=120°,AB=2,
∴∠BAD=∠BCD=180°﹣120°=60°,∠DAC=∠DCA=∠BAD=×60°=30°,AD=AB=2,BD⊥AC,
在Rt△AOD中,OD=AD=×=,
∴OA===3,
∴AC=2OA=2×3=6,
Rt△APE中,∠DAC=30°,
∴PE=AP,
在Rt△CPF中,∠PCF=∠DCA=30°,
∴PF=CP,
∴PE﹣PF=AP﹣CP=(AP﹣CP)=AC=×6=3,
故选:B.
二、填空题(本大题共8小题,每小题3分,共24分)请把答案直接填写在横线上
11.(2022秋•牡丹区校级月考)如图,菱形ABCD的对角线相交于点O,若AC=24,AB=13,则菱形ABCD的面积是 120 .
【分析】由菱形的性质得AC⊥BD,OA=OC=AC=12,OB=OD=BD,再由勾股定理求出OB,得出BD的长,即可解决问题.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OA=OC=AC=12,OB=OD=BD,
∴∠AOB=90°,
∴OB===5,
∴BD=2OB=10,
∴菱形ABCD的面积=AC•BD=×24×10=120,
故答案为:120.
12.(2022秋•东明县校级月考)已知菱形的两条对角线长为10cm和24cm,那么这个菱形的周长为 52cm ,面积为 120cm2 .
【分析】由菱形的性质得AC⊥BD,OA=OC=AC=12(cm),OB=OD=BD,再由勾股定理求出OB,得出BD的长,即可解决问题.
【解答】解:如图,∵四边形ABCD是菱形,AC=24cm,BD=10cm,
∴AB=BC=CD=AD,AC⊥BD,OA=OC=AC=12(cm),OB=OD=BD=5(cm),
∴S菱形ABCD=AC•BD=×24×10=120(cm2),∠AOB=90°,
∴AB===13(cm),
∴菱形ABCD的周长=4AB=4×13=52(cm),
故答案为:52cm,120cm2.
13.(2022春•杭州期中)如图,菱形ABCD中,AC,BD相交于O,DE⊥BC于E,连接OE,若∠BAD=40°,则∠ODE的度数为 20° .
【分析】根据菱形的性质得出∠DAO=BAD=20°,AC⊥BD,DO=BO,AD∥BC,求出DE⊥AD,根据垂直的定义求出∠ADE=90°,∠DEB=90°,求出∠ADO,∠ODE的度数,根据直角三角形斜边上的中线的性质得出OD=OE,求出∠ODE=∠OED即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,∠BAD=40°,
∴∠DAO=BAD=20°,AC⊥BD,DO=BO,AD∥BC,
∴∠DOA=90°,
∴∠ADO=90°﹣∠DAO=70°,
∵AD∥BC,DE⊥BC,
∴DE⊥AD,
∴∠ADE=90°,
∴∠ODE=∠ADE﹣∠ADO=20°,
∵DE⊥BC,
∴∠DEB=90°,
∵DO=BO,
∴OE=BD=OD,
∴∠OED=∠ODE=20°,
故答案为:20°.
14.(2022春•吴中区校级期中)如图,在菱形ABCD中,AB=2,∠A=120°,E,F分别是边AB和CD上的点,EF⊥CD于点F,则线段EF的长度为 .
【分析】连接AC,BD,根据菱形的性质和等边三角形的性质得出AC,进而得出BD,利用菱形的面积解答即可.
【解答】解:连接AC,BD,相交于O,
∵四边形ABCD是菱形,AB=2,∠A=120°,
∴AB=BC,∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴AC=AB=2,BO=,
∴BD=2,
∴菱形ABCD的面积=,
∴EF=,
故答案为:.
15.(2022春•集美区校级期中)如图,在菱形ABCD中,∠B=60°,AB=a,点E,F分别是边AB,AD上的动点,且AE+AF=a,则△CEF面积的最小值为 .
【分析】由在边长为a的菱形ABCD中,易得△ABC、△CAD都是边长为a的正三角形,继而证得△ACE≌△DCF,继而证得△CEF是正三角形,继而可得当动点E运动到点B或点A时,CE的值最大,当CE⊥AB,即E为AB的中点时,EF的值最小,△CEF面积的最小值最小.
【解答】解:连接AC、CE、CF,如图所示:
∵四边形ABCD是边长为a的菱形,∠B=60°,
∴△ABC、△CAD都是边长为a的正三角形,
∴AB=BC=CD=AC=AD,∠CAE=∠ACB=∠ACD=∠CDF=60°,
∵AE+AF=a,
∴AE=a﹣AF=AD﹣AF=DE,
在△ACE和△DCF中,
,
∴△ACE≌△DCF(SAS),
∴∠ACE=∠DCF,
∴∠ACE+∠ACF=∠DCF+∠ACF,
∴∠ECF=∠ACD=60°,
∴△CEF是正三角形,
∴EF=CE=CF,
当动点E运动到点B或点A时,CE的最大值为a,
当CE⊥AB,即E为BD的中点时,CE的最小值为a,
∵EF=CE,
∴EF的最小值为a,
∴△CEF面积的最小值为:,
故答案为:.
16.(2022•温江区校级自主招生)如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC,BD交于点O,E是边AD的中点,过点E作EF⊥BD,EG⊥AC,点F,G为垂足,若AC=10,BD=24,则FG的长为 6.5 .
【分析】由菱形的性质得出OA=OC=5,OB=OD=12,AC⊥BD,根据勾股定理求出AD=13,由直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半求出OE=6.5,证出四边形EFOG是矩形,得到EO=GF即可得出答案.
【解答】解:连接OE,
∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC=5,OB=OD=12,AC⊥BD,
在Rt△AOD中,AD==13,
又∵E是边AD的中点,
∴OE=AD=6.5,
∵EF⊥BD,EG⊥AC,AC⊥BD,
∴∠EFO=90°,∠EGO=90°,∠GOF=90°,
∴四边形EFOG为矩形,
∴FG=OE=6.5.
故答案为:6.5.
17.(2022春•南岗区校级期中)如图,在边长为5的菱形ABCD中,∠BAD=60°,点E、点F分别在AD、CD上,且∠EBF=60°,连接EF,若AE=2,则EF的长度为 .
【分析】连接BD,过E点作EH⊥AB于H点,如图,先根据菱形的性质得到AB=AD=5,AB∥CD,则可判断△ABD为等边三角形,所以BD=AB,∠ABD=60°,再证明∠ABE=∠DBF,∠FDB=∠EAB,则可判断△BDF≌△BAE,所以BF=BE,于是可证明△BEF为等边三角形得到EF=BE,接着利用含30度角的直角三角形三边的关系得到AH=1,EH=,然后利用勾股定理计算出BE,从而得到EF的长.
【解答】解:连接BD,过E点作EH⊥AB于H点,如图,
∵四边形ABCD为菱形,
∴AB=AD=5,AB∥CD,
∵∠BAD=60°,
∴△ABD为等边三角形,
∴BD=AB,∠ABD=60°,
∵∠EBF=60°,
∴∠ABD﹣∠EBD=∠EBF﹣∠EBD,
即∠ABE=∠DBF,
∵CD∥AB,
∴∠FDB=∠ABD=60°,
∴∠FDB=∠EAB,
在△BDF和△BAE中,
,
∴△BDF≌△BAE(ASA),
∴BF=BE,
而∠EBF=60°,
∴△BEF为等边三角形,
∴EF=BE,
在Rt△AEH中,∵∠A=60°,
∴AH=AE=1,
∴EH=AH=,
在Rt△BEH中,∵EH=,BH=BA﹣AH=5﹣1=4,
∴BE==,
∴EF=BE=.
故答案为:.
18.(2022春•鼓楼区校级期中)如图,在菱形ABCD中,AB=6,∠ABC=120°,点E在边BC上(不与端点重合),AE交BD于点F,以EF为边向外作等边△EFG,连接CF,BG,现给出以下结论:
①∠EAB=30°;
②△ABF≌△CBF;
③直线AB与直线DC的距离是9;
④BF+BG=BE.
其中正确的是 ②③④ (写出所有正确结论的序号).
【分析】连接AC,先证明△ABD和△CBD都是等边三角形,再证明△ADC≌△ABC,则∠CAD=∠CAB=30°,假设∠EAB=30°,则∠EAB=∠CAB,所以点E与点C重合,这与已知条件相矛盾,所以∠EAB≠30°,可判断①错误;
由AB=CB,∠ABF=∠CBF,BF=BF根据全等三角形的判定定理“SAS”可证明△ABF≌△CBF,可判断②正确;
作DI⊥AB于点I,则∠AID=90°,所以∠ADI=30°,则AI=×6=3,可根据勾股定理求得DI=9,可判断③正确;
在BC上截取BH=BF,连接FH,则△BFH是等边三角形,而△EFG是等边三角形,可证明△BFG≌△HFE,得BG=HE,所以BF+BG=BH+HE=BE,可判断④正确.
【解答】解:如图,连接AC,
∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=120°,AB=6,
∴AD=AB=CD=CB=6,AD∥BC,AB∥CD,
∴∠DAB=∠DCB=180°﹣∠ABC=60°,
∴△ABD和△CBD都是等边三角形,
∴∠ABF=∠CBF=60°,
在△ADC和△ABC中,
,
∴△ADC≌△ABC(SSS),
∴∠CAD=∠CAB=∠DAB=30°,
假设∠EAB=30°,则∠EAB=∠CAB,
∴AE与AC重合,点E与点C重合,与已知条件相矛盾,
∴假设不成立,即∠EAB≠30°,
故①错误;
在△ABF和△CBF中,
,
∴△ABF≌△CBF(SAS),
故②正确;
作DI⊥AB于点I,则∠AID=90°,
∵∠DAI=60°,
∴∠ADI=30°,
∴AI=AD=×6=3,
∴DI===9,
∴直线AB与直线DC的距离是9,
故③正确;
在BC上截取BH=BF,连接FH,则△BFH是等边三角形,
∵△EFG是等边三角形,
∴FB=FH,FG=FE,∠BFH=∠GFE=60°,
∴∠BFG=∠HFE=60°﹣∠GFH,
在△BFG和△HFE中,
,
∴△BFG≌△HFE(SAS),
∴BG=HE,
∴BF+BG=BH+HE=BE,
故④正确,
故答案为:②③④.
三、解答题(本大题共6小题,共66分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
19.(2022秋•薛城区月考)如图,已知A,F,C,D四点在同一条直线上,AF=CD,AB∥ED,且AB=ED.
(1)求证:△ABC≌△DEF.
(2)如果四边形EFBC是菱形,已知EF=3,DE=4,∠DEF=90°,求AF的长度.
【分析】(1)根据SAS即可证明△ABC≌△DEF;
(2)解直角三角形求出DF、OE、OF的长,即可解决问题.
【解答】(1)证明:∵AB∥DE,
∴∠A=∠D,
∵AF=CD,
∴AF+FC=CD+FC,
即AC=DF,
在△ABC和△DEF中,
,
∴△ABC≌△DEF(SAS).
(2)解:如图,连接EB交AD于O.
在Rt△EFD中,∠DEF=90°,EF=3,DE=4,
∴DF===5,
∵四边形EFBC是菱形,
∴OF=OC,BE⊥CF,
∴EO===,
∴OF=OC===,
∴CF=2OF=,
∴AF=CD=DF﹣FC=5﹣=.
20.(2022春•姑苏区校级期中)如图,已知菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,延长AB至点E,使BE=AB,连接CE.
(1)求证:四边形BECD是平行四边形;
(2)若∠E=60°,BD=8,求菱形ABCD的面积.
【分析】(1)根据菱形的对边平行且相等可得AB=CD,AB∥CD,然后证明得到BE=CD,BE∥CD,从而证明四边形BECD是平行四边形;
(2)欲求菱形ABCD的面积,求得AC、BD的长度即可.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=CD=BC,AB∥CD,
又∵BE=AB,
∴BE=CD,BE∥CD,
∴四边形BECD是平行四边形;
(2)解:由(1)知,四边形BECD是平行四边形,则BD∥CE.
∵∠E=60°,
∴∠ABD=60°.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=AB.
∴△ABD是等边三角形.
∴AB=BD=8.
又∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OB=BD=4.
∴OA===4.
∴AC=8.
∴菱形ABCD的面积=AC•BD=×8×8=32.
21.(2022•雨花区校级开学)如图,四边形ABCD是菱形,AE⊥BC于点E,AF⊥CD于点F.
(1)求证:△ABE≌△ADF;
(2)若AE=4,CF=2,求菱形的面积.
【分析】(1)由菱形ABCD的四条边相等、对角相等的性质知AB=AD,∠B=∠D;然后根据已知条件“AE⊥BC,AF⊥CD”知∠AEB=∠AFD;最后由全等三角形的判定定理AAS证明△ABE≌△ADF;
(2)由全等三角形△ABE≌△ADF的对应边相等知BE=DF,然后根据菱形的四条边相等求得AB=CD,设AB=CD=x,已知CF=2,则BE=DF=x﹣2,利用勾股定理即可求出菱形的边长,进而可以求菱形的面积.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD,∠B=∠D,
∵AE⊥BC,AF⊥CD,
∴∠AEB=∠AFD,
在△ABE和△ADF中,
,
∴△ABE≌△ADF(AAS);
(2)解:设菱形的边长为x,
∵AB=CD=x,CF=2,
∴DF=x﹣2,
∵△ABE≌△ADF,
∴BE=DF=x﹣2,
在Rt△ABE中,根据勾股定理得,
AE2+BE2=AB2,
即42+(x﹣2)2=x2,
解得x=5,
∴菱形的边长是5,
∴菱形的面积=BC•AE=5×4=20.
22.(2022春•南浔区期末)如图,已知四边形ABCD是菱形,点E、F分别是边AB、BC的中点,连结DE、EF、DF.
(1)求证:△DEF是等腰三角形;
(2)若AD=10,EF=8,求菱形ABCD的面积.
【分析】(1)根据菱形的性质得到∠A=∠C,AD=CD=AB=BC,根据全等三角形的性质即可得到结论;
(2)连接AC,BD交于O,根据三角形中位线定理得到AC=16,根据菱形的性质得到AO=AC=8,AC⊥BD,根据勾股定理得到OB==6,根据菱形的面积公式即可得到结论.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴∠A=∠C,AD=CD=AB=BC,
∵点E、F分别是边AB、BC的中点,
∴AE=AB,CF=BC,
∴AE=CF,
∴△ADE≌△CDF(SAS),
∴DE=DF,
∴△DEF是等腰三角形;
(2)解:连接AC,BD交于O,
∵点E、F分别是边AB、BC的中点,
∴EF是△ABC的中位线,
∵EF=8,
∴AC=16,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AO=AC=8,AC⊥BD,
∴OB==6,
∴BD=12,
∴菱形ABCD的面积=AC•BD=×16×12=96.
23.(2022春•重庆期末)如图,在菱形ABCD中,∠C=60°,E是对角线BD上一点.
(1)如图1,若E是线段BD的中点,且AB=6,求AE的长度;
(2)如图2,F是线段AB延长线上一点,且DE=BF,连接AE,EF.求证:AE=EF.
【分析】(1)由四边形ABCD是菱形,且∠DAB=60°,证明△ABD是等边三角形,根据E是线段BD的中点,进而可以解决问题;
(2)作EG∥AB交AD于点G,先证明△DGE是等边三角形,得DG=DE=GE,再证明△AGE≌△EBF,得AE=EF.
【解答】(1)解:如图1,∵四边形ABCD是菱形,
∴∠DAB=∠C=60°,AB=AD,
∴△ABD是等边三角形,
∴AD=BD=AB=6,
∵E是线段BD的中点,
∴BE=DE=3,
∴AE=BE=3;
(2)证明:如图2,作EG∥AB交AD于点G,
∵△DAB是等边三角形,
∴∠GDE=60°,∠DGE=∠DAB=60°,∠DEG=∠DBA=60°,
∴△DGE是等边三角形,
∴DG=DE=GE,
∵BF=DE,
∴GE=BF,
∵AD=BD,
∴AD﹣DG=BD﹣DE,
∴AG=EB,
∵∠AGE=180°﹣∠DGE=120°,∠EBF=180°﹣∠DBA=120°,
∴∠AGE=∠EBF,
在△AGE和△EBF中,
,
∴△AGE≌△EBF(SAS),
∴AE=EF.
24.(2022春•抚远市期末)在菱形ABCD中,∠ABC=60°,P是射线BD上一动点,以AP为边向右侧作等边三角形APE,点E的位置随点P位置的变化而变化,连接CE.
(1)如图①,当点E在菱形ABCD内部或边上时,求证:BD=CE+PD;
(2)如图②、图③,请分别写出线段BD,CE,PD之间的数量关系,不需证明.
【分析】(1)先判断出∠BAP=∠CAE,进而判断出△BAP≌△CAE,得出BP=CE,∠ABP=∠ACE=30°,再判断出∠CAH+∠ACH=90°,即可得出结论;
(2)同(1)的方法即得出结论;
【解答】(1)证明:如图1,连接AC,延长CE交AD于H,
∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,
∴△ABC,△ACD都是等边三角形,∠ABD=∠CBD=30°,
∴AB=AC,∠BAC=60°,∠CAH=60°,
∵△APE是等边三角形,
∴AP=AE,∠PAE=60°,
∵∠BAC=∠PAE,
∴∠BAP=∠CAE,
∴△BAP≌△CAE(SAS),
∴BP=CE,
∵BD=BP+PD,
∴BD=CE+PD;
(2)解:如图2,BD=CE+PD,
连接AC,AC与BD交于点O,
∴△ABC,△ACD为等边三角形,
在△ABP和△ACE中,AB=AC,AP=AE,
又∵∠BAP=∠BAC+∠CAP=60°+∠CAP,
∠CAE=∠EAP+∠CAP=60°+∠CAP,
∴∠BAP=∠CAE,
∴△ABP≌△ACE(SAS),
∴BP=CE,
∵BD=BP+PD,
∴BD=CE+PD;
如图3,BD=CE﹣PD,
连接AC,AC与BD交于点O,
∴△ABC,△ACD为等边三角形,
在△ABP和△ACE中,AB=AC,AP=AE,
又∵∠BAP=∠BAD+∠DAP=120°+∠DAP,
∠CAE=∠CAD+∠DAP+∠PAE=120°+∠DAP,
∴∠BAP=∠CAE,
∴△ABP≌△ACE(SAS),
∴BP=CE,
∵BD=BP﹣PD,
∴BD=CE﹣PD.
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