


人教版2024-2025年九年级数学2年全国中考真题汇编 5.2 矩形、菱形与正方形 第2课时 菱形
展开 这是一份人教版2024-2025年九年级数学2年全国中考真题汇编 5.2 矩形、菱形与正方形 第2课时 菱形,共116页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
一、选择题
1.(2025·四川内江)按如下步骤作四边形ABCD:(1)画∠EAF;(2)以点A为圆心,1个单位长为半径画弧,分别交AE、AF于点B、D:(3)分别以点B和点D为圆心,1个单位长为半径画弧,两弧交于点C;(4)连接BC、DC、BD.若∠A=40°,则∠BDC的度数是( )
A.64°B.66°C.68°D.70°
2.(2024·四川自贡)如图,以点A为圆心,适当的长为半径画弧,交∠A两边于点M,N,再分别以M、N为圆心,AM的长为半径画弧,两弧交于点B,连接MB,NB.若∠A=40°,则∠MBN=( )
A.40°B.50°C.60°D.140°
3.(2024·湖北武汉)小美同学按如下步骤作四边形ABCD:①画∠MAN;②以点A为圆心,1个单位长为半径画弧,分别交AM,AN于点B,D;③分别以点B,D为圆心,1个单位长为半径画弧,两弧交于点C;④连接BC,CD,BD.若∠A=44°,则∠CBD的大小是( )
A.64°B.66°C.68°D.70°
4.(2025·湖南)如图,在四边形ABCD中,对角线AC与BD互相垂直平分,AB=3,则四边形ABCD的周长为( )
A.6B.9C.12D.18
5.(2024·四川攀枝花)如图,四边形ABCD是平行四边形,给出下列四个条件:①AB=BC;②AC=BD;③AC⊥BD;④AC平分∠BAD.若添加其中一个条件,不能使四边形ABCD是菱形的为( )
A.①B.②C.③D.④
6.(2024·湖南)下列命题中,正确的是( )
A.两点之间,线段最短B.菱形的对角线相等
C.正五边形的外角和为720°D.直角三角形是轴对称图形
7.(2024·甘肃临夏)如图,O是坐标原点,菱形ABOC的顶点B在x轴的负半轴上,顶点C的坐标为3,4,则顶点A的坐标为( )
A.−4,2B.−3,4C.−2,4D.−4,3
8.(2024·黑龙江绥化)如图,四边形ABCD是菱形,CD=5,BD=8,AE⊥BC于点E,则AE的长是( )
A.245B.6C.485D.12
9.(2025·江苏常州)如图,在菱形ABCD中,AC、BD是对角线,AB=5.若∠ABD=30°,则AC的长是( )
A.4B.5C.6D.10
10.(2024·上海)四边形ABCD为矩形,过A、C作对角线BD的垂线,过B、D作对角线AC的垂线,如果四个垂线拼成一个四边形,那这个四边形为( )
A.菱形B.矩形C.直角梯形D.等腰梯形
11.(2024·内蒙古通辽)如图,▱ABCD的对角线AC,BD交于点O,以下条件不能证明▱ABCD是菱形的是( )
A.∠BAC=∠BCAB.∠ABD=∠CBD
C.OA2+OD2=AD2D.AD2+OA2=OD2
12.(2024·黑龙江大兴安岭地)如图,菱形ABCD中,点O是BD的中点,AM⊥BC,垂足为M,AM交BD于点N,OM=2,BD=8,则MN的长为( )
A.5B.455C.355D.255
13.(2024·湖南长沙)如图,在菱形ABCD中,AB=6,∠B=30°,点E是BC边上的动点,连接AE,DE,过点A作AF⊥DE于点F.设DE=x,AF=y,则y与x之间的函数解析式为(不考虑自变量x的取值范围)( )
A.y=9xB.y=12xC.y=18xD.y=36x
14.(2024·辽宁)如图,在平面直角坐标系xOy中,菱形AOBC的顶点A在x轴负半轴上,顶点B在直线y=34x上,若点B的横坐标是8,则点C的坐标为( )
A.(−1,6)B.(−2,6)C.(−3,6)D.(−4,6)
15.(2024·山东济宁)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E是AB的中点,连接OE.若OE=3,则菱形的边长为( )
A.6B.8C.10D.12
16.(2024·江苏无锡)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,E是CD的中点,则sin∠EBC的值为( )
A.35B.75C.2114D.5714
17.(2024·四川攀枝花)如图,在菱形ABCD中,∠C=120°,DC=4,点E为AB的中点,在对角线BD上有一动点P,则PA+PE的最小值为( )
A.4B.22C.23D.25
18.(2025·山东烟台)如图,菱形OABC的顶点A在x轴正半轴上,OA=3,反比例函数y=kxx>0的图象过点C和菱形的对称中心M,则k的值为( )
A.4B.42C.2D.22
19.(2025·河南)如图,在菱形ABCD中,∠B=45°,AB=6,点E在边BC上,连接AE,将△ABE沿AE折叠,若点B落在BC延长线上的点F处,则CF的长为( )
A.2B.6−32C.22D.62−6
20.(2025·广东广州)如图,菱形ABCD的面积为10,点E,F,G,H分别为AB,BC,CD,DA的中点,则四边形EFGH的面积为( )
A.52B.5C.4D.8
21.(2024·四川乐山)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=1,点P是BC边上一个动点,在BC延长线上找一点Q,使得点P和点Q关于点C对称,连接DP、AQ交于点M.当点P从B点运动到C点时,点M的运动路径长为( )
A.36B.33C.32D.3
22.(2024·山东泰安)如图,菱形ABCD中,∠B=60°,点E是AB边上的点,AE=4,BE=8,点F是BC上的一点,△EGF是以点G为直角顶点,∠EFG为30°角的直角三角形,连结AG.当点F在直线BC上运动时,线段AG的最小值是( )
A.2B.43−2C.23D.4
二、填空题
23.(2024·四川)如图,在菱形ABCD中,AB=2,则菱形ABCD的周长为 .
24.(2025·黑龙江)如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,请添加一个条件 ,使平行四边形ABCD为菱形.
25.(2024·上海)在菱形ABCD中,∠ABC=66°,则∠BAC= .
26.(2024·江苏南通)若菱形的周长为20cm,且有一个内角为45°,则该菱形的高为 cm.
27.(2025·云南)如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC, BD相交于点O.若AC=6,BD=5,则菱形ABCD的面积是 .
28.(2025·四川成都)如图,⊙O的半径为1,A,B,C是⊙O上的三个点.若四边形OABC为平行四边形,连接AC,则图中阴影部分的面积为 .
29.(2024·广西)如图,两张宽度均为3cm的纸条交叉叠放在一起,交叉形成的锐角为60°,则重合部分构成的四边形ABCD的周长为 cm.
30.(2024·西藏)如图,在四边形ABCD中,AD=BC,AB=CD,AC与BD相交于点O,请添加一个条件 ,使四边形ABCD是菱形.
31.(2024·四川眉山)如图,菱形ABCD的边长为6,∠BAD=120°,过点D作DE⊥BC,交BC的延长线于点E,连结AE分别交BD,CD于点F,G,则FG的长为 .
32.(2024·内蒙古包头)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=6,AC是一条对角线,E是AC上一点,过点E作EF⊥AB,垂足为F,连接DE.若CE=AF,则DE的长为 .
33.(2024·广东)如图,菱形ABCD的面积为24,点E是AB的中点,点F是BC上的动点.若△BEF的面积为4,则图中阴影部分的面积为 .
34.(2024·山东青岛)如图,菱形ABCD中,BC=10,面积为60,对角线AC与BD相交于点O,过点A作AE⊥BC,交边BC于点E,连接EO,则EO= .
35.(2024·山东滨州)如图,四边形ABCD内接于⊙O,若四边形OABC是菱形,则∠D= .
36.(2024·陕西)如图,在菱形ABCD中,AB=5,BD=8,过点A作AE⊥AB,与BD相交于点E,连接CE,则四边形ABCE的面积为 .
37.(2025·四川凉山)如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC,BD相交于点O,E是边CD的中点,过点E作EF⊥BD于点F,EG⊥AC于点G,若AC=12,BD=16,则FG的长为 .
38.(2025·上海)在矩形ABCD中,E在边CD上,E关于直线AD的对称点为F,联结BE,AF,如果四边形AFEB是菱形,那么AB:AD的值为 .
39.(2025·江苏连云港)如图,在菱形ABCD中,AC=4,BD=2,E为线段AC上的动点,四边形DAEF为平行四边形,则BE+BF的最小值为 .
40.(2025·黑龙江绥化)如图,在菱形ABCD中,AB=4,对角线BD=43,点P是边CD的中点,点M是对角线BD上的一个动点,连接PM、CM.则PM+CM的最小值是 .
41.(2025·内蒙古)如图,在菱形ABCD中,AB=45,对角线BD的长为16,E是AD的中点,F是BD上一点,连接EF.若BF=3,则EF的长为 .
42.(2025·辽宁)如图,在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,AC=8,BD=12,点E在线段OA上,AE=2,点F在线段OC上,OF=1,连接BE,点G为BE的中点,连接FG,则FG的长为 .
43.(2025·青海)如图,在菱形ABCD中,BD=6,E,F分别为AB,BC的中点,且EF=2,则菱形ABCD的面积为 .
44.(2025·青海西宁)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AE⊥BC,垂足为E,连接OE.若BD=6,OE=5,则菱形ABCD的面积是 .
45.(2025·四川巴中)如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC、BD相交于点O,AO=4,BO=3,DH⊥AB于点H,DH的长为 .
46.(2025·海南)如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O.以点A为圆心,适当长为半径画弧,分别交AB、AC于点M、N;再分别以M、N为圆心,大于12MN的长为半径画弧,两弧在∠BAC内交于点G;作射线AG,交BD于点H.若AB=7,OH=2,则S△ABH= .
47.(2025·江苏无锡)如图,菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,对角线AC、BD相交于点M.过点D作AC的平行线交BC的延长线于点N,连接MN.则MN的长为 .
48.(2024·贵州)如图,在菱形ABCD中,点E,F分别是BC,CD的中点,连接AE,AF.若sin∠EAF=45,AE=5,则AB的长为 .
49.(2024·浙江)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,ACBD=53.线段AB与A′B′关于过点O的直线l对称,点B的对应点B′在线段OC上,A′B′交CD于点E,则△B′CE与四边形OB′ED的面积比为
50.(2025·甘肃兰州)如图,在菱形ABCD中,AE⊥BC,垂足为E,交BD于点F,BE=CE.若AB=43,则AF= .
51.(2025·西藏)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=4,连接BD,点P是BD上的一个动点,连接PA,PC,则PA+PB+PC的最小值是 .
三、解答题
52.(2025·四川达州)归纳与应用
归纳是学好数学的敲门砖,尤其对几何而言.例如,我们看到图1是平行四边形,就会联想到:从边的角度,平行四边形对边平行且相等;从角的角度,平行四边形对角相等,邻角互补;从对角线的角度,平行四边形对角线互相平分;从对称性的角度,平行四边形是中心对称图形通过如此归纳形成知识体系的学习方法,成为我们解决相关问题的金钥匙:
(1)尝试归纳:请你根据图2,写出3条直角三角形的性质
①____________________________________________________________________________;
②____________________________________________________________________________;
③____________________________________________________________________________.
(2)实践应用:小明同学在思考直角三角形的性质时,作出如图3,∠ABC=90°,点D是AC的中点,BE∥AC,AE∥BD,试帮他判断四边形ADBE的形状,并证明你的结论.
53.(2025·吉林长春)如图,▱ABCD的对角线AC、BD相交于点O,AB=5,OA=4,OB=3.求证:▱ABCD是菱形.
54.(2024·福建)如图,在菱形ABCD中,点E、F分别在BC、CD边上,∠BAF=∠DAE,求证:BE=DF.
55.(2024·山东济南)如图,在菱形ABCD中,AE⊥CD,垂足为E,CF⊥AD,垂足为F.
求证:AF=CE.
56.(2024·四川广安)如图,在菱形ABCD中,点E在AB上,点F在BC上,且AE=CF,连接EF,求证:∠DEF=∠DFE.
57.(2025·四川泸州)如图,在菱形ABCD中,E, F分别是边AB, BC上的点,且AE=CF.
求证:AF=CE.
58.(2024·山东德州)如图,▱ABCD中,对角线AC平分∠BAD.
(1)求证:▱ABCD是菱形;
(2)若AC=8,∠DCB=74°,求菱形ABCD的边长.(参考数据:sin37°≈0.60,cs37°≈0.80,tan37°≈0.75)
59.(2024·黑龙江哈尔滨)四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AD∥BC,OA=OC,AB=BC.
(1)如图1,求证:四边形ABCD是菱形;
(2)如图2,AB=AC,CH⊥AD于点H,交BD于点E,连接AE,点G在AB上,连接EG交AC于点F,若∠FEC=75°,在不添加任何辅助线的情况下直接写出四条与线段CE相等的线段(线段CE除外).
60.(2025·广东深圳)如图1,在Rt△ABC中,D是AB的中点,AE=CD,AD=EC.
(1)求证:四边形ADCE为菱形;
(2)如图2,若点O为AC上一点,AC=4,且E,A,D三点均在⊙O上,连接OD,CD与⊙O相切于点D,
①求∠ACD=__________;
②求⊙O的半径r;
(3)利用圆规和无刻度直尺在图2中作射线DF∥AC,交BC于点F,保留作图痕迹,不用写出作法和理由.
61.(2025·贵州)如图,在▱ABCD中,E为对角线AC上的中点,连接BE,且BE⊥AC,垂足为E.延长BC至F,使CF=CE,连接EF,FD,且EF交CD于点G.
(1)求证:▱ABCD是菱形;
(2)若BE=EF,EC=4,求△DCF的面积.
62.(2025·黑龙江大庆)如图.在四边形ABCD中,AB∥CD,对角线AC与BD相交于点O.点B,点D关于AC所在直线对称.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)过点D作BC的垂线交BC延长线于点E.若CE=3,AD=5,求线段OC长.
63.(2024·江苏盐城)如图1,E、F、G、H分别是平行四边形ABCD各边的中点,连接AF、CE交于点M,连接AG、CH交于点N,将四边形AMCN称为平行四边形ABCD的“中顶点四边形”.
(1)求证:中顶点四边形AMCN为平行四边形;
(2)①如图2,连接AC、BD交于点O,可得M、N两点都在BD上,当平行四边形ABCD满足________时,中顶点四边形AMCN是菱形;
②如图3,已知矩形AMCN为某平行四边形的中顶点四边形,请用无刻度的直尺和圆规作出该平行四边形.(保留作图痕迹,不写作法)
64.(2024·云南)如图,在四边形ABCD中,点E、F、G、H分别是各边的中点,且AB∥CD,AD∥BC,四边形EFGH是矩形.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若矩形EFGH的周长为22,四边形ABCD的面积为10,求AB的长.
65.(2024·四川广元)如图,已知矩形ABCD.
(1)尺规作图:作对角线AC的垂直平分线,交CD于点E,交AB于点F;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)连接AE、CF.求证:四边形AFCE是菱形.
66.(2025·四川遂宁)如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,点E,F在对角线BD上,BE=EF=FD,且AF⊥AB,CE⊥CD.
(1)求证:△ABF≌△CDE;
(2)连接AE,CF,若∠ABD=30°,请判断四边形AECF的形状,并说明理由.
67.(2025·江苏扬州)如图,在▱ABCD中,对角线AC的垂直平分线与边AD,BC分别相交于点E,F.
(1)求证:四边形AFCE是菱形;
(2)若AB=3,BC=5,CE平分∠ACD,求DE的长.
68.(2025·山东青岛)如图,在▱ABCD中,E为AB的中点,F为ED延长线上一点,连接AF,BF,过点B作BG∥AF交FE的延长线于点G,连接AG.
(1)求证:△AEF≌△BEG;
(2)已知____(从以下两个条件中选择一个作为已知,填写序号),请判断四边形AGBF的形状,并证明你的结论.
条件①:EF=12CD;
条件②:EF⊥CD.
(注:如果选择条件①条件②分别进行解答,按第一个解答计分)
69.(2025·宁夏)如图,点P在直线l外.
①在直线l上任取一点A,连接AP;
②以点A为圆心,AP长为半径画弧,交直线l于点B;
③分别以点P和点B为圆心,以大于12BP的长为半径画弧,两弧在∠BAP内交于点Q,作射线AQ;
④以点P为圆心,PA长为半径画弧,交射线AQ于点C;
⑤连接CB,CP.
(1)由②得AP与AB的数量关系是__________;由③得到的结论是__________.
(2)求证:四边形ABCP是菱形.
70.(2025·江苏徐州)已知:如图,在▱ABCD中,E为BC的中点,EF⊥AC于点G,交AD于点F,AB⊥AC,连接AE,CF.求证:
(1)△AGF≌△CGE;
(2)四边形AECF是菱形.
71.(2025·青海西宁)如图,AB,AC是⊙O的弦,AB=AC,半径OE,OF分别与弦AB,AC垂直,垂足分别为G,H,AM∥OF交OE于点M,AN∥OE交OF于点N,连接OA.
(1)求证:∠AOE=∠AOF;
(2)求证:四边形AMON是菱形;
(3)若AB=16,OA=10,则OM=_______.
72.(2025·西藏)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,BC=2AD,点E是BC的中点,且AC平分∠DAE.
(1)求证:四边形ADCE是菱形;
(2)已知AB=3,AE=2,求线段AC的长.
73.(2024·四川凉山)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60∘,AB=2,E是BC边上一个动点,连接AE,AE的垂直平分线MN交AE于点M,交BD于点N.连接EN,CN.
(1)求证:EN=CN;
(2)求2EN+BN的最小值.
74.(2024·江西)如图,AC为菱形ABCD的对角线,请仅用无刻度的直尺按要求完成以下作图(保留作图痕迹)
(1)如图1,过点B作AC的垂线;
(2)如图2,点E为线段AB的中点,过点B作AC的平行线.
75.(2024·内蒙古呼伦贝尔)如图,在平行四边形ABCD中,点F在边AD上,AB=AF,连接BF,点O为BF的中点,AO的延长线交边BC于点E,连接EF
(1)求证:四边形ABEF是菱形:
(2)若平行四边形ABCD的周长为22,CE=1,∠BAD=120°,求AE的长.
76.(2024·江苏南京)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,O是AB上一点,△DEF和△ABC关于点O对称,连接AF, CD.
(1)求证:四边形ACDF是平行四边形;
(2)已知AC=4, BC=3,求四边形ACDF是菱形时AO的长.
77.(2025·四川德阳)如图,已知菱形OABC,点C在x轴上,反比例函数y=kx(x>0)的图象经过菱形的顶点A3,4,连接OB,OB与反比例函数图象交于点D.
(1)求反比例函数解析式;
(2)求直线OB的解析式和点D的坐标.
78.(2024·山东威海)如图,在菱形ABCD中,AB=10cm,∠ABC=60°,E为对角线AC上一动点,以DE为一边作∠DEF=60°,EF交射线BC于点F,连接BE,DF.点E从点C出发,沿CA方向以每秒2cm的速度运动至点A处停止.设△BEF的面积为ycm2,点E的运动时间为x秒.
(1)求证:BE=EF;
(2)求y与x的函数表达式,并写出自变量x的取值范围;
(3)求x为何值时,线段DF的长度最短.
79.(2025·黑龙江)如图,在平面直角坐标系中,菱形OABC的边OA在x轴上,tan∠COA=3,OA的长是一元二次方程x2−3x−18=0的根,过点C作CQ⊥OA交OA于点Q,交对角线OB于点P.动点M从点O以每秒1个单位长度的速度沿OA向终点A运动,动点N从点B以每秒3个单位长度的速度沿BO向终点O运动,M、N两点同时出发,设运动时间为t秒.
(1)求点P坐标;
(2)连接MN、PM,求△PMN的面积S关于运动时间t的函数解析式;
(3)当t=3时,在对角线OB上是否存在一点E,使得△MNE是含30°角的等腰三角形.若存在,请直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
80.(2025·贵州)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,点P为线段AC上一动点,点E为射线BP上的一点(点E与点B不重合).
【问题解决】
(1)如图①,若点P与线段AC的中点O重合,则∠PBC= 度,线段BP与线段AC的位置关系是 ;
【问题探究】
(2)如图②,在点P运动过程中,点E在线段BP上,且∠AEP=30°,∠PEC=60°,探究线段BE与线段EC的数量关系,并说明理由;
【拓展延伸】
(3)在点P运动过程中,将线段BE绕点E逆时针旋转120°得到EF,射线EF交射线BC于点G,若BE=2FG,AB=5,求AP的长.
81.(2024·广东广州)如图,在菱形ABCD中,∠C=120°.点E在射线BC上运动(不与点B,点C重合),△AEB关于AE的轴对称图形为△AEF.
(1)当∠BAF=30°时,试判断线段AF和线段AD的数量和位置关系,并说明理由;
(2)若AB=6+63,⊙O为△AEF的外接圆,设⊙O的半径为r.
①求r的取值范围;
②连接FD,直线FD能否与⊙O相切?如果能,求BE的长度;如果不能,请说明理由.
82.(2025·浙江)在菱形ABCD中,AB=5,AC=8.
(1)如图1,求sin∠BAC的值.
(2)如图2,E是AD延长线上的一点,连接BE,作△FBE与△ABE关于直线BE对称,EF交射线AC于点P,连接BP.
①当EF⊥AC时,求AE的长.
②求PA−PB的最小值.
参考答案与解析
一、选择题
1.(2025·四川内江)按如下步骤作四边形ABCD:(1)画∠EAF;(2)以点A为圆心,1个单位长为半径画弧,分别交AE、AF于点B、D:(3)分别以点B和点D为圆心,1个单位长为半径画弧,两弧交于点C;(4)连接BC、DC、BD.若∠A=40°,则∠BDC的度数是( )
A.64°B.66°C.68°D.70°
【答案】D
【分析】本题考查了作线段,菱形的性质与判定,根据作图可得四边形ABCD是菱形,进而根据菱形的性质,即可求解.
【详解】解:根据作图可得AB=AD=BC=CD
∴四边形ABCD是菱形,则AB∥CD,∠BDC=∠BDA=12∠ADC
又∵∠A=40°,
∴∠BDC=∠BDA=12∠ADC=12180°−∠A=70°
故选:D.
2.(2024·四川自贡)如图,以点A为圆心,适当的长为半径画弧,交∠A两边于点M,N,再分别以M、N为圆心,AM的长为半径画弧,两弧交于点B,连接MB,NB.若∠A=40°,则∠MBN=( )
A.40°B.50°C.60°D.140°
【答案】A
【分析】本题考查了菱形的判定和性质.证明四边形AMBN是菱形,即可求解.
【详解】解:由作图知AM=AN=BM=BN,
∴四边形AMBN是菱形,
∵∠A=40°,
∴∠MBN=∠A=40°,
故选:A.
3.(2024·湖北武汉)小美同学按如下步骤作四边形ABCD:①画∠MAN;②以点A为圆心,1个单位长为半径画弧,分别交AM,AN于点B,D;③分别以点B,D为圆心,1个单位长为半径画弧,两弧交于点C;④连接BC,CD,BD.若∠A=44°,则∠CBD的大小是( )
A.64°B.66°C.68°D.70°
【答案】C
【分析】本题考查了基本作图,菱形的判定和性质,根据作图可得四边形ABCD是菱形,进而根据菱形的性质,即可求解.
【详解】解:作图可得AB=AD=BC=DC
∴四边形ABCD是菱形,
∴AD∥BC,∠ABD=∠CBD
∵∠A=44°,
∴∠MBC=∠A=44°,
∴∠CBD=12180°−∠MBC=12180°−44°=68°,
故选:C.
4.(2025·湖南)如图,在四边形ABCD中,对角线AC与BD互相垂直平分,AB=3,则四边形ABCD的周长为( )
A.6B.9C.12D.18
【答案】C
【分析】本题考查了线段垂直平分线的性质,解题的关键是熟练掌握线段垂直平分线的性质.
根据线段垂直平分线的性质,可得四边形的四条边长相等,代入已知边长,计算周长即可.
【详解】解:∵在四边形ABCD中,对角线AC与BD互相垂直平分,
∴AB=AD,CB=CD,BA=BC,
∴BC=CD=DA=AB,
∵AB=3,
∴四边形ABCD的周长为3×4=12,
解法二:
∵在四边形ABCD中,对角线AC与BD互相垂直平分,
∴四边形ABCD为菱形,
∴菱形ABCD的周长为3×4=12,
故选:C.
5.(2024·四川攀枝花)如图,四边形ABCD是平行四边形,给出下列四个条件:①AB=BC;②AC=BD;③AC⊥BD;④AC平分∠BAD.若添加其中一个条件,不能使四边形ABCD是菱形的为( )
A.①B.②C.③D.④
【答案】B
【分析】本题主要考查了菱形的判定、平行四边形的性质、等腰三角形的判定,熟练掌握菱形的判定是解题的关键.根据菱形的判定方法,逐项进行判断即可.
【详解】解:A、添加AB=BC,根据一组邻边相等的平行四边形是菱形,可以得出四边形ABCD是菱形,不符合题意;
B、添加AC=BD,不能得出四边形ABCD是菱形,故符合题意;
C、添加AC⊥BD,根据对角线互相垂直的平行四边形是菱形,可以得出四边形ABCD是菱形,不符合题意;
D、四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠BAC=∠DCA,
∵AC平分∠BAD,
∴∠BAC=∠DAC,
∴∠DCA=∠DAC,
∴AD=CD,
∴平行四边形ABCD是菱形,
∴添加AC平分∠BAD,可以得出四边形ABCD是菱形,故不符合题意;
故选:B.
6.(2024·湖南)下列命题中,正确的是( )
A.两点之间,线段最短B.菱形的对角线相等
C.正五边形的外角和为720°D.直角三角形是轴对称图形
【答案】A
【分析】本题考查了命题与定理的知识,多边形外角性质,菱形性质及轴对称图形的特点,解题的关键是掌握这些基础知识点.
【详解】解:A、两点之间,线段最短,正确,是真命题,符合题意;
B、菱形的对角线互相垂直,不一定相等,选项错误,是假命题,不符合题意;
C、正五边形的外角和为360°,选项错误,是假命题,不符合题意;
D、直角三角形不一定是轴对称图形,只有等腰直角三角形是轴对称图形,选项错误,是假命题,不符合题意;
故选:A.
7.(2024·甘肃临夏)如图,O是坐标原点,菱形ABOC的顶点B在x轴的负半轴上,顶点C的坐标为3,4,则顶点A的坐标为( )
A.−4,2B.−3,4C.−2,4D.−4,3
【答案】C
【分析】本题考查平面直角坐标系内两点间的距离公式,菱形的性质,坐标与图形.结合菱形的性质求出AC=OC=5是解题关键.由两点间的距离公式结合菱形的性质可求出AC=OC=5,从而可求出AD=2,即得出顶点A的坐标为−2,4.
【详解】解:如图,
∵点C的坐标为3,4,
∴OC=32+42=5.
∵四边形ABOC为菱形,
∴AC=OC=5,
∴AD=AC−CD=AC−xC=5−3=2,
∴顶点A的坐标为−2,4.
故选C.
8.(2024·黑龙江绥化)如图,四边形ABCD是菱形,CD=5,BD=8,AE⊥BC于点E,则AE的长是( )
A.245B.6C.485D.12
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理,菱形的性质,根据勾股定理求得OC,进而得出AC=6,进而根据等面积法,即可求解.
【详解】解:∵四边形ABCD是菱形,CD=5,BD=8,
∴DO=12BD=4,AC⊥BD,BC=CD=5,
在Rt△CDO中,CO=DC2−DO2=3,
∴AC=2OC=6,
∵菱形ABCD的面积为12AC×BD=BC×AE,
∴AE=12×8×65=245,
故选:A.
9.(2025·江苏常州)如图,在菱形ABCD中,AC、BD是对角线,AB=5.若∠ABD=30°,则AC的长是( )
A.4B.5C.6D.10
【答案】B
【分析】本题考查的是菱形的性质,含30°角的直角三角形的性质,解答本题的关键是熟练掌握菱形的性质.
根据菱形的性质可得AC⊥BD, AO=CO,根据含30°角的直角三角形的性质即可求得AO的长,从而得到结果.
【详解】解:如图,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD, AO=CO,
∴∠AOB=90°,
∵∠ABD=30°,AB=5,
∴AO=12AB=52,
∴AC=2AO=5,
故选:B.
10.(2024·上海)四边形ABCD为矩形,过A、C作对角线BD的垂线,过B、D作对角线AC的垂线,如果四个垂线拼成一个四边形,那这个四边形为( )
A.菱形B.矩形C.直角梯形D.等腰梯形
【答案】A
【分析】本题考查矩形性质、等面积法、菱形的判定等知识,熟练掌握矩形性质及菱形的判定是解决问题的关键.由矩形性质得到S△OBC=S△OAD,OC=OB=OA=OD,进而由等面积法确定CH=BF=AE=DG,再由菱形的判定即可得到答案.
【详解】解:如图所示:
∵四边形ABCD为矩形,
∴S△OBC=S△OAD,OC=OB=OA=OD,
∵过A、C作对角线BD的垂线,过B、D作对角线AC的垂线,
∴S△OBC=S△OAD=12OC⋅BF=12OB⋅CH=12OD⋅AE=12OA⋅DG
∴ CH=BF=AE=DG,
如果四个垂线拼成一个四边形,那这个四边形为菱形,
故选:A.
11.(2024·内蒙古通辽)如图,▱ABCD的对角线AC,BD交于点O,以下条件不能证明▱ABCD是菱形的是( )
A.∠BAC=∠BCAB.∠ABD=∠CBD
C.OA2+OD2=AD2D.AD2+OA2=OD2
【答案】D
【分析】本题主要考查了菱形的判定,勾股定理的逆定理,等腰三角形的判定.根据菱形的判定,勾股定理的逆定理,等腰三角形的判定,逐项判断即可求解.
【详解】解:A、∵∠BAC=∠BCA,
∴AB=BC,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴▱ABCD是菱形,故本选项不符合题意;
B、∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠ADB=∠CBD,
∵∠ABD=∠ADB,
∴∠ABD=∠CBD
∴AB=AD,
∴▱ABCD是菱形,故本选项不符合题意;
C、∵OA2+OD2=AD2,
∴∠AOD=90°,即AC⊥BD,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴▱ABCD是菱形,故本选项不符合题意;
D、∵AD2+OA2=OD2,
∴∠OAD=90°,无法得到▱ABCD是菱形,故本选项符合题意;
故选:D
12.(2024·黑龙江大兴安岭地)如图,菱形ABCD中,点O是BD的中点,AM⊥BC,垂足为M,AM交BD于点N,OM=2,BD=8,则MN的长为( )
A.5B.455C.355D.255
【答案】C
【分析】本题主要考查了解三角形,菱形的性质、直角三角形斜边中线等于斜边一半.
先由菱形性质可得对角线AC与BD交于点O,由直角三角形斜边中线等于斜边一半可得OA=OC=OM=2,进而由菱形对角线求出边长,由sin∠MAC=sin∠OBC=55解三角形即可求出MC=ACsin∠MAC=455,MN=BMtan∠OBC=355.
【详解】解:连接AC,如图,
∵菱形ABCD中,AC与BD互相垂直平分,
又∵点O是BD的中点,
∴A、O、C三点在同一直线上,
∴OA=OC,
∵OM=2,AM⊥BC,
∴OA=OC=OM=2,
∵BD=8,
∴OB=OD=12BD=4,
∴BC=OB2+OC2=42+22=25,tan∠OBC=OCOB=24=12,
∵∠ACM+∠MAC=90°,∠ACM+∠OBC=90°,
∴∠MAC=∠OBC
∴sin∠MAC=sin∠OBC=OCBC=225=55,
∴MC=ACsin∠MAC=455,
∴BM=BC−MC=25−455=655,
∴MN=BMtan∠OBC=655×12=355,
故选:C.
13.(2024·湖南长沙)如图,在菱形ABCD中,AB=6,∠B=30°,点E是BC边上的动点,连接AE,DE,过点A作AF⊥DE于点F.设DE=x,AF=y,则y与x之间的函数解析式为(不考虑自变量x的取值范围)( )
A.y=9xB.y=12xC.y=18xD.y=36x
【答案】C
【分析】本题考查菱形的性质、含30度角的直角三角形的性质、相似三角形的判定与性质,利用相似三角形的性质求解x、y的关系式是解答的关键.过D作DH⊥BC,交BC延长线于H,则∠DHE=90°,根据菱形的性质和平行线的性质得到CD=AD=AB=6,∠ADF=∠DEH,∠DCH=∠B=30°,进而利用含30度角的直角三角形的性质DH=12CD=3,证明△AFD∽△DHE得到AFDH=ADDE,然后代值整理即可求解.
【详解】解:如图,过D作DH⊥BC,交BC延长线于H,则∠DHE=90°,
∵在菱形ABCD中,AB=6,∠B=30°,
∴AB∥CD,AD∥BC,CD=AD=AB=BC=6,
∴∠ADF=∠DEH,∠DCH=∠B=30°,
在Rt△CDH中,DH=12CD=3,
∵AF⊥DE,
∴∠AFD=∠DHE=90°,又∠ADF=∠DEH,
∴△AFD∽△DHE,
∴AFDH=ADDE,
∵DE=x,AF=y,
∴y3=6x,
∴y=18x,
故选:C.
(法二:同理,DH=3,BC=6,
∵AD∥BC,
∴S△AED=12S菱形ABCD,
∴12DE·AF=12BC·DH,
∵DE=x,AF=y,
∴xy=6×3=18,
∴y=18x,
故选:C.
14.(2024·辽宁)如图,在平面直角坐标系xOy中,菱形AOBC的顶点A在x轴负半轴上,顶点B在直线y=34x上,若点B的横坐标是8,则点C的坐标为( )
A.(−1,6)B.(−2,6)C.(−3,6)D.(−4,6)
【答案】B
【分析】过点B作BD⊥x轴,垂足为点D,先求出B8,6,由勾股定理求得BO=10,再由菱形的性质得到BC=BO=10,BC∥x轴,最后由平移即可求解.
【详解】解:过点B作BD⊥x轴,垂足为点D,
∵顶点B在直线y=34x上,点B的横坐标是8,
∴yB=8×34=6,即BD=6,
∴B8,6,
∵BD⊥x轴,
∴由勾股定理得:BO=BD2+DO2=10,
∵四边形ABCD是菱形,
∴BC=BO=10,BC∥x轴,
∴将点B向左平移10个单位得到点C,
∴点C−2,6,
故选:B.
【点睛】本题考查了一次函数的图像,勾股定理,菱形的性质,点的坐标平移,熟练掌握知识点,正确添加辅助线是解题的关键.
15.(2024·山东济宁)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E是AB的中点,连接OE.若OE=3,则菱形的边长为( )
A.6B.8C.10D.12
【答案】A
【分析】根据菱形的性质可得AC⊥BD,根据“直角三角形斜边中线等于斜边的一半”可得OE=12AB,即可得解.
本题主要考查了菱形的性质和“直角三角形中斜边中线等于斜边一半”的性质,熟练掌握以上知识是解题的关键.
【详解】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,
∵E是AB的中点,
∴OE=12AB,
∴AB=2OE=2×3=6。
故选:A.
16.(2024·江苏无锡)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,E是CD的中点,则sin∠EBC的值为( )
A.35B.75C.2114D.5714
【答案】C
【分析】本题考查了解直角三角形,菱形的性质,解题的关键是掌握菱形四边都相等,以及正确画出辅助线,构造直角三角形求解.
延长BC,过点E作BC延长线的垂线,垂足为点H,设BC=CD=x,易得∠ABC=∠DCH=60°,则CE=12CD=12x,进而得出EH=CE⋅sin60°=34x,CH=CE⋅cs60°=14x,再得出BH=BC+CH=54x,最后根据sin∠EBC=EHBE,即可解答.
【详解】解:延长BC,过点E作BC延长线的垂线,垂足为点H,
∵四边形ABCD是菱形,
∴BC=CD,AB∥CD,
∴∠ABC=∠DCH=60°,
设BC=CD=x,
∵E是CD的中点,
∴CE=12CD=12x,
∵EH⊥BH,
∴EH=CE⋅sin60°=34x,CH=CE⋅cs60°=14x,
∴BH=BC+CH=54x,
BE=BH2+EH2=72x
∴sin∠EBC=EHBE=34x72x=2114,
故选:C.
17.(2024·四川攀枝花)如图,在菱形ABCD中,∠C=120°,DC=4,点E为AB的中点,在对角线BD上有一动点P,则PA+PE的最小值为( )
A.4B.22C.23D.25
【答案】C
【分析】本题主要考查了菱形的性质,勾股定理,等边三角形的性质与判定,连接AC,PC,EC,由菱形的性质可得AB=BC=CD=4,∠ACB=12∠BCD=60°,BD垂直平分AC,则可证明△ABC是等边三角形,AP=CP,求出CE的长,根据PA+PE=PC+PE,可得当C、P、E三点共线时,PC+PE有最小值,即此时PA+PE有最小值,最小值为CE的长,据此可得答案.
【详解】解:如图所示,连接AC,PC,EC,
∵四边形ABCD是菱形,∠C=120°,DC=4,
∴AB=BC=CD=4,∠ACB=12∠BCD=60°,BD垂直平分AC,
∴△ABC是等边三角形,AP=CP,
∵点E为AB的中点,
∴BE=12AB=2,CE⊥AB,
∴CE=BC2−BE2=42−22=23,
∵PA+PE=PC+PE,
∴当C、P、E三点共线时,PC+PE有最小值,即此时PA+PE有最小值,最小值为CE的长,
∴PA+PE的最小值为23,
故选:C.
18.(2025·山东烟台)如图,菱形OABC的顶点A在x轴正半轴上,OA=3,反比例函数y=kxx>0的图象过点C和菱形的对称中心M,则k的值为( )
A.4B.42C.2D.22
【答案】D
【分析】本题考查的是菱形的性质,勾股定理的应用,反比例函数的性质,先证明AM=CM,OC=OA=BC=AB=3,设Cx,y,可得Mx+32,y2,xy=x+32⋅y2,求解x=1,过C作CH⊥AO于H,再进一步求解即可.
【详解】解:∵菱形OABC的顶点A在x轴正半轴上,OA=3,
∴AM=CM,OC=OA=BC=AB=3,
∴A3,0,
设Cx,y,
∴Mx+32,y2,
∴xy=x+32⋅y2,
解得:x=1,
过C作CH⊥AO于H,
∴OH=1,
∴CH=32−12=22,
∴C1,22,
∴k=1×22=22;
故选:D
19.(2025·河南)如图,在菱形ABCD中,∠B=45°,AB=6,点E在边BC上,连接AE,将△ABE沿AE折叠,若点B落在BC延长线上的点F处,则CF的长为( )
A.2B.6−32C.22D.62−6
【答案】D
【分析】由折叠的性质可知,∠AEB=∠AEF=90°,BE=EF,再根据菱形的性质,得出AE=BE,从而求出BE=32,则BF=62,即可求解.
【详解】解:由折叠的性质可知,∠AEB=∠AEF=90°,BE=EF,
在菱形ABCD中,∠B=45°,AB=6,
∴∠BAE=∠B=45°,BC=AB=6,
∴AE=BE,
∴AB=AE2+BE2=2BE=6,
∴BE=32,
∴BF=2BE=62,
∴CF=BF−BC=62−6,
故选:D.
【点睛】本题考查了折叠的性质,菱形的性质,等腰三角形的判定和性质,勾股定理,分母有理化等知识,掌握菱形的性质是解题关键.
20.(2025·广东广州)如图,菱形ABCD的面积为10,点E,F,G,H分别为AB,BC,CD,DA的中点,则四边形EFGH的面积为( )
A.52B.5C.4D.8
【答案】B
【分析】本题考查的是中点四边形,根据三角形中位线定理得EF∥AC∥HG,EH∥BD∥FG,BD=2EH,AC=2EF,证明四边形EFGH是矩形,进而得菱形ABCD的面积=12AC⋅BD=2EF⋅EH.四边形EFGH面积是EF×EH故可得结论.
【详解】解:连接AC、BD交于O,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,
∵点E、F、G、H分别是边AB、BC、CD和DA的中点,
∴EH∥BD,FG∥BD,EF∥AC,HG∥AC,BD=2EH,AC=2EF,
∴EH∥FG,EF∥HG,
∴四边形EFGH是平行四边形,
∵AC⊥BD,
∴∠AOB=90°,
∴∠BAO+∠ABO=90°,
∵∠AEH=∠ABO,∠BEF=∠EAO,
∴∠AEH+∠BEF=90°,
∴∠HEF=90°,
∴四边形EFGH是矩形,
∴菱形ABCD的面积=12AC⋅BD=2EF⋅EH,
∴2EF⋅EH=10,
∴EF⋅EH=5,
∴四边形EFGH的面积为5,
故选:B.
21.(2024·四川乐山)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=1,点P是BC边上一个动点,在BC延长线上找一点Q,使得点P和点Q关于点C对称,连接DP、AQ交于点M.当点P从B点运动到C点时,点M的运动路径长为( )
A.36B.33C.32D.3
【答案】B
【分析】该题主要考查了菱形的性质,垂直平分线的性质和判定,全等三角形的性质和判定等知识点,解题的关键是掌握以上点M的运动路径.
过点C作CH⊥AD交AD于点H,根据∠ABC=60°,四边形ABCD是菱形,得出 CH垂直平分AD,再证明CH垂直平分PQ,点M在CH上运动,根据解直角三角形 CM′=BC⋅tan30°=33.即可求解.
【详解】解:过点C作CH⊥AD交AD于点H,连接AC,
∵∠ABC=60°,四边形ABCD是菱形,AB=1,
∴∠ADC=60°,CD=BC=AB=AD=1,
∴△ACD是等边三角形,
∴CH垂直平分AD,
∵AD∥BC,
∴CH⊥BC,
∵点P和点Q关于点C对称,
∴PC=QC,即CH垂直平分PQ,
∵DP、AQ交于点M.
∴
∴点M在CH上运动,
当点P与点B重合时,点M位于点M′,
此时,∵∠ABC=60°,四边形ABCD是菱形,AB=1,
∴∠M′BC=12∠ABC=30°,BC=1
∴CM′=BC⋅tan30°=33.
故点M的运动路径长为CM′=33.
故选:B.
22.(2024·山东泰安)如图,菱形ABCD中,∠B=60°,点E是AB边上的点,AE=4,BE=8,点F是BC上的一点,△EGF是以点G为直角顶点,∠EFG为30°角的直角三角形,连结AG.当点F在直线BC上运动时,线段AG的最小值是( )
A.2B.43−2C.23D.4
【答案】C
【分析】如图:过E作EM⊥BC于点M,作MH⊥AB于点H,作AI⊥GM于点I,则点E、M、F、G四点共圆,从而得到AI=MH,因为AG≥GF,所以求出MH的值即可解答.
【详解】解:如图,过E作EM⊥BC于点M,作MH⊥AB于点H,作AI⊥GM于点I,
∵∠EMF+∠EGF=180°,
∴点E、M、F、G四点共圆,
∴∠EMG=∠EFG=30°,
∵∠B=60°,
∴∠BEM=30°=∠EMG,
∴MG∥AB,
∴∠HMF=∠MHA=90°,
∠HAI=∠AIM=90°
∴四边形MHAI是矩形,
∴MH=AI,
∵BE=8,
∴EM=BE⋅cs30°=43,
∴MH=12EM=23=AI,
∴AG≥AI=23,
∴AG最小值是23.
故选:C.
【点睛】本题主要考查了菱形的性质、解直角三角形、垂线段最短、圆内接四边形对角互补等知识点,熟练掌握相关知识点和添加合适的辅助线是解题关键.
二、填空题
23.(2024·四川)如图,在菱形ABCD中,AB=2,则菱形ABCD的周长为 .
【答案】8
【分析】本题主要考查菱形的性质.根据菱形的性质“菱形的四条边相等”可直接进行求解.
【详解】解:由菱形的四条边相等可得:菱形的周长为2×4=8,
故答案为:8.
24.(2025·黑龙江)如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,请添加一个条件 ,使平行四边形ABCD为菱形.
【答案】AB=AD(或AC⊥BD,答案不唯一)
【分析】本题考查添加条件使平行四边形为菱形,根据菱形的判定方法,添加条件即可.
【详解】解:根据有一组邻边相等的平行四边形为菱形,可以添加:AB=AD;
根据对角线互相垂线的平行四边形为菱形,可以添加:AC⊥BD;
故答案为:AB=AD(或AC⊥BD,答案不唯一).
25.(2024·上海)在菱形ABCD中,∠ABC=66°,则∠BAC= .
【答案】57°/57度
【分析】本题考查了菱形的性质,等腰三角形的性质以及三角形内角和定理,利用菱形性质得出AB=BC,利用等边对等角得出∠BAC=∠ACB,然后结合三角形内角和定理求解即可.
【详解】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC,
∴∠BAC=∠ACB=12180°−∠ABC=12180°−66°=57°,
故答案为:57°.
26.(2024·江苏南通)若菱形的周长为20cm,且有一个内角为45°,则该菱形的高为 cm.
【答案】522
【分析】本题考查的是菱形的性质,锐角的正弦的含义,先画图,求解EF=EH=5cm,过E作FI⊥EH于H,结合∠E=45°可得答案.
【详解】解:如图,菱形EFGH的周长为20cm,
∴EF=EH=5cm,
过E作FI⊥EH于H,而∠E=45°,
∴FI=EF⋅sin45°=5×22=522,
故答案为:522
27.(2025·云南)如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC, BD相交于点O.若AC=6,BD=5,则菱形ABCD的面积是 .
【答案】15
【分析】本题考查了菱形的性质,根据菱形面积等于对角线积的一半进行计算即可,掌握菱形的性质是解题的关键.
【详解】解:∵四边形ABCD是菱形,AC=6,BD=5,
∴菱形ABCD的面积是12AC×BD=12×6×5=15,
故答案为:15.
28.(2025·四川成都)如图,⊙O的半径为1,A,B,C是⊙O上的三个点.若四边形OABC为平行四边形,连接AC,则图中阴影部分的面积为 .
【答案】π6
【分析】本题考查菱形的判定和性质,求不规则图形的面积,连接OB,证明四边形OABC为菱形,易得△AOB为等边三角形,S△AOB=S△ABC=12S菱形OABC,得到∠AOB=60°,根据阴影部分的面积等于弓形AB的面积加上△ABC的面积,即为扇形OAB的面积,进行求解即可.
【详解】解:连接OB,交AC于点D,则:OA=OB=1,
∵四边形OABC为平行四边形,OA=OC,
∴四边形OABC为菱形,
∴OA=AB=OB,S△AOB=S△ABC=12S菱形OABC,
∴△AOB为等边三角形,
∴∠AOB=60°,
∴AC=2AD=3,
∴阴影部分的面积=S扇形OAB−S△OBA+S△ABC=S扇形OAB=60π360×12=π6;
故答案为:π6.
29.(2024·广西)如图,两张宽度均为3cm的纸条交叉叠放在一起,交叉形成的锐角为60°,则重合部分构成的四边形ABCD的周长为 cm.
【答案】83
【分析】本题考查了平行四边形的判定,菱形的判定和性质,菱形的周长,过点A作AM⊥BC于M,AN⊥CD于N,由题意易得四边形ABCD是平行四边形,进而由平行四边形的面积可得AM=AN,即可得到四边形ABCD是菱形,再解Rt△ADN可得AD=ANsin60°=23cm,即可求解,得出四边形ABCD是菱形是解题的关键.
【详解】解:过点A作AM⊥BC于M,AN⊥CD于N,则∠AND=90°,
∵两张纸条的对边平行,
∴AB∥CD,AD∥BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
又∵两张纸条的宽度相等,
∴AM=AN,
∵S▱ABCD=BC·AM=CD·AN,
∴BC=CD,
∴四边形ABCD是菱形,
在Rt△ADN中,∠ADN=60°,AN=3cm,
∴AD=ANsin60°=332=23cm,
∴四边形ABCD的周长为23×4=83cm,
故答案为:83.
30.(2024·西藏)如图,在四边形ABCD中,AD=BC,AB=CD,AC与BD相交于点O,请添加一个条件 ,使四边形ABCD是菱形.
【答案】AD=AB(答案不唯一)
【分析】本题考查了菱形的判定定理,由题干的已知条件可得出四边形ABCD是平行四边形,再根据有一组邻边相等的平行四边形是菱形即可得解,熟练掌握菱形的判定定理是解此题的关键.
【详解】解:添加AD=AB(答案不唯一),
∵在四边形ABCD中,AD=BC,AB=CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AD=AB,
∴四边形ABCD是菱形,
故答案为:AD=AB(答案不唯一).
31.(2024·四川眉山)如图,菱形ABCD的边长为6,∠BAD=120°,过点D作DE⊥BC,交BC的延长线于点E,连结AE分别交BD,CD于点F,G,则FG的长为 .
【答案】475/457
【分析】此题考查了菱形的性质,相似三角形的性质和判定,勾股定理等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
首先根据菱形的性质得到AD=BC=CD=6,AD∥BC,∠BCD=120°,然后勾股定理求出DE=CD2−CE2=33,AE=DE2+AD2=37,然后证明出△AFD∽△EFB,得到AFFE=ADBE=69=23,求出AF=675,然后证明出△AGD∽△EGC,得到AGEG=ADCE=63=2,求出AG=27,进而求解即可.
【详解】解:∵菱形ABCD的边长为6,∠BAD=120°,
∴AD=BC=CD=6,AD∥BC,∠BCD=120°,
∴∠DCE=60°,
∵DE⊥BC,
∴∠DEC=90°,
在Rt△DCE中,∵∠CDE=90°−∠DCE=30°,
∴CE=12CD=3,
∴DE=CD2−CE2=33,
∴BE=BC+CE=9,
∵AD∥BE,
∴∠ADE=180°−∠DEC=90°,
在Rt△ADE中,AE=DE2+AD2=332+62=37,
∵AD∥BE,
∴△AFD∽△EFB,
∴AFFE=ADBE=69=23,
∴AF=25AE=25×37=675,
∵AD∥CE,
∴△AGD∽△EGC,
∴AGEG=ADCE=63=2,
∴AG=23AE=23×37=27,
∴FG=AG−AF=27−675=475.
故答案为:475.
32.(2024·内蒙古包头)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=6,AC是一条对角线,E是AC上一点,过点E作EF⊥AB,垂足为F,连接DE.若CE=AF,则DE的长为 .
【答案】27
【分析】本题考查了菱形的性质,等边三角形的判定与性质,勾股定理等知识,过D作DH⊥AC于H,先判断△ABC,△ACD都是等边三角形,得出∠EAF=60°,AC=AB=6,AH=CH=12AC=3,利用含30°的直角三角形的性质可得出AE=2AF=2CE,进而求出CE,HE,然后利用勾股定理求解即可.
【详解】解∶过D作DH⊥AC于H,
∵菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=6,
∴AB=BC=CD=AD,∠ADC=∠ABC=60°,
∴△ABC,△ACD都是等边三角形,
∴∠EAF=60°,AC=AB=6,AH=CH=12AC=3,
∵EF⊥AB,
∴∠AEF=30°,
∴AE=2AF,
又CE=AF,
∴AE=2CE,
∴CE=2,
∴HE=CH−CE=1,
在Rt△CDH中,DH2=CD2−CH2=27,
∴DE=DH2+HE2=27,
故答案为:27.
33.(2024·广东)如图,菱形ABCD的面积为24,点E是AB的中点,点F是BC上的动点.若△BEF的面积为4,则图中阴影部分的面积为 .
【答案】10
【分析】本题考查了菱形的性质,三角形中线的性质,利用菱形的性质、三角形中线的性质求出S△ADE=6,S△ABF=8,根据△ABF和菱形的面积求出BFBC=23,BFCF=2,则可求出△CDF的面积,然后利用S阴影=S菱形ABCD−S△ADE−S△BEF−S△CDF求解即可.
【详解】解:连接AF、BD,
∵菱形ABCD的面积为24,点E是AB的中点,△BEF的面积为4,
∴S△ADE=12S△ABD=12×12S菱形ABCD=6,S△ABF=2S△BEF=8,
设菱形ABCD中BC边上的高为h,
则S△ABFS菱形ABCD=12BF⋅hBC⋅h,即824=12BFBC,
∴BFBC=23,
∴BFCF=2,
∴S△ABFS△CDF=12BF⋅h12CF⋅h=BFCF=2,
∴S△CDF=4,
∴S阴影=S菱形ABCD−S△ADE−S△BEF−S△CDF=10,
故答案为:10.
34.(2024·山东青岛)如图,菱形ABCD中,BC=10,面积为60,对角线AC与BD相交于点O,过点A作AE⊥BC,交边BC于点E,连接EO,则EO= .
【答案】10
【分析】本题考查了菱形的性质,勾股定理,直角三角形斜边的中线,解题的关键是利用菱形的性质求 出AC、BD的长度.根据菱形的面积公式结合BC的长度即可得出BD、AC的长度,在Rt△BOC中利用勾股定理即可求出CO的长度,再根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半即可得出结论.
【详解】解:∵四边形ABCD为菱形,
∴AC⊥BD,OA=OC,OB=OD,AB=BC=CD=DA=10,
∵S菱形ABCD=12AC⋅BD=60,
∴AC⋅BD=120,
∴BO⋅OC=30.
∵BO2+CO2=BC2=100,
∴BO+OC2−2BO⋅CO=100,
∴BO+CO=410(负值已舍去),
∴BO=410−OC,
∴BO2+CO2=102,
∴410−OC2+CO2=100,
∴CO=10,CO=310(舍去).
∵AE⊥BC,AO=CO,
∴EO=CO=10.
故答案为:10.
35.(2024·山东滨州)如图,四边形ABCD内接于⊙O,若四边形OABC是菱形,则∠D= .
【答案】60°
【分析】本题考查的是圆内接四边形的性质,菱形的性质,掌握圆内接四边形的对角互补是解题的关键;
根据圆内接四边形的性质得到∠B+∠D=180°,根据菱形的性质,圆周角定理列式计算即可求解.
【详解】解:∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠B+∠D=180°,
∵四边形OABC是菱形,
∴∠AOC=∠B,
∵ABC=ABC,
∴∠D=12∠AOC,
∵∠B+∠D=180°,∠AOC=∠B,
∴∠B+12∠AOC=∠B+12∠B=180°,
解得:∠B=120°,
∴∠D=180°−∠B=180°−120°=60°,
故答案为:60°.
36.(2024·陕西)如图,在菱形ABCD中,AB=5,BD=8,过点A作AE⊥AB,与BD相交于点E,连接CE,则四边形ABCE的面积为 .
【答案】754
【分析】本题考查了菱形的性质,勾股定理,解直角三角形,连接AC交BD于点O,根据菱形的性质以及勾股定理求得AC=6,进而根据余弦的定义求得BE=254,进而根据四边形ABCE的面积为BE×AC2,即可求解.
【详解】解:如图所示,连接AC交BD于点O,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,BO=DO=12BD=4,
在Rt△AOB中,AO=AB2−BO2=3,则AC=6,
∵AE⊥AB,AC⊥BD,
∴cs∠ABO=OBAB=cs∠ABE=ABBE,
∴45=5BE,
∴BE=254,
∴四边形ABCE的面积为BE×AC2=254×62=754,
故答案为:754.
37.(2025·四川凉山)如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC,BD相交于点O,E是边CD的中点,过点E作EF⊥BD于点F,EG⊥AC于点G,若AC=12,BD=16,则FG的长为 .
【答案】5
【分析】本题主要考查了菱形的性质,勾股定理,直角三角形的性质,矩形的性质与判定,连接OE,由菱形对角线互相垂直平分可得AC⊥BD,OC=6,OD=8,则可由勾股定理求出CD=10,再由直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可得OE=5,最后证明四边形OGEF是矩形,即可得到FG=OE=5.
【详解】解:如图所示,连接OE,
∵四边形ABCD是菱形,对角线AC,BD相交于点O,
∴AC⊥BD,OC=12AC=6,OD=12BD=8,
∴∠COD=90°,
在Rt△COD中,由勾股定理得CD=OC2+OD2=62+82=10,
∵E是边CD的中点,
∴OE=12CD=5,
∵EF⊥BD,EG⊥AC,
∴∠OGE=∠OFE=∠GOF=90°,
∴四边形OGEF是矩形,
∴FG=OE=5,
故答案为:5.
38.(2025·上海)在矩形ABCD中,E在边CD上,E关于直线AD的对称点为F,联结BE,AF,如果四边形AFEB是菱形,那么AB:AD的值为 .
【答案】233/233
【分析】本题主要考查了矩形的性质,菱形的性质,轴对称的性质,勾股定理,由轴对称的性质可得DF=DE,设DF=DE=m,则EF=DE+DF=2m,由菱形的性质得到AB=AF=EF=2m,证明∠ADF=90°,利用勾股定理可得AD=3m,据此可得答案.
【详解】解;∵E关于直线AD的对称点为F,
∴DF=DE,
设DF=DE=m,则EF=DE+DF=2m,
∵四边形AFEB是菱形,
∴AB=AF=EF=2m,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ADC=90°,
∴∠ADF=180°−∠ADC=90°,
∴AD=AF2−DF2=3m,
∴AB:AD=2m:3m=233,
故答案为:233.
39.(2025·江苏连云港)如图,在菱形ABCD中,AC=4,BD=2,E为线段AC上的动点,四边形DAEF为平行四边形,则BE+BF的最小值为 .
【答案】13
【分析】利用四边形DAEF为平行四边形,得出EF=AD,EF=AD,由E为线段AC上的动点,可知E、F运动方向和距离相等,利用相对运动,可以看作EF是定线段,菱形ABCD在AC方向上水平运动,过点B作AC的平行线MN, 过点E作关于线段MN的对称点E′,由对称性得BE=BE′,则BE+BF=BE′+BF≤E′F,当且仅当E′、B、F依次共线时,BE′+BF取得最小值E′F,此时,设AC与BD交于点O,EE′交MN于点H,延长E′E交FD延长线于点G,分别证明四边形EOBH和四边形DOEG是矩形,求出GF=GD+DF=EO+AE=AO=2,GE=EH=E′H=1,再利用勾股定理求出E′H即可.
【详解】解:∵四边形DAEF为平行四边形,
∴EF=AD,DF=AE,
∵E为线段AC上的动点,
∴可以看作EF是定线段,菱形ABCD在AC方向上水平运动,
则如图,过点B作AC的平行线MN,
过点E作关于线段MN的对称点E′,
由对称性得BE=BE′,
∴BE+BF=BE′+BF≤E′F,当且仅当E′、B、F依次共线时,BE′+BF取得最小值E′F,
此时如图,设AC与BD交于点O,EE′交MN于点H,延长E′E交FD延长线于点G,
∵菱形ABCD中,AC=4,BD=2,
∴AO=12AC=2,BO=DO=12BD=1,AC⊥BD,
由题可得AC∥MN,
∴由对称性可得EH⊥HB,
∴AC⊥GH,
∴∠OEH=∠EOB=∠EHB=90°,
∴四边形EOBH是矩形,
∴E′H=EH=OB=1,
∵四边形DAEF为平行四边形,
∴DF=AE,DF∥AC,
∴GD⊥DO,
∴∠GDO=∠DOE=∠GEO=90°,
∴四边形DOEG是矩形,
∴GD=EO,GE=DO=1,
∴GF=GD+DF=EO+AE=AO=2,GE′=GE+EH+E′H=3,
∴E′F=GF2+GE′2=22+32=13,
即BE+BF的最小值为13,
故答案为:13.
【点睛】本题考查菱形的性质,平行四边形的性质,矩形的判定与性质,勾股定理,轴对称的性质,两点之间线段最短,根据题意结合相对运动得出运动轨迹,再利用将军饮马解决问题是解题的关键.
40.(2025·黑龙江绥化)如图,在菱形ABCD中,AB=4,对角线BD=43,点P是边CD的中点,点M是对角线BD上的一个动点,连接PM、CM.则PM+CM的最小值是 .
【答案】23
【分析】本题主要考查了菱形的性质,勾股定理,等边三角形的性质和判定,
连接AC,根据两点之间线段最短可知PM+CM的最小值为CP′,再结合菱形的性质得AD=AB=CD=4,AC⊥BD,DO=12BD=23,AO=12AC,然后根据勾股定理得AO,可得AC=AD=CD=4,结合等腰三角形的性质得CP′⊥AD,AP′=12AD=2,接下来根据勾股定理得CP′,此题可解.
【详解】解:如图,连接AC,
作点P关于直线BD的对称点P′,则PM=P′M,点P′是AD的中点,
∴PM+CM=P′M+CM≥CP′.
根据两点之间线段最短,可知PM+CM的最小值为CP′,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=AB=CD=4,AC⊥BD,DO=12BD=23,AO=12AC,
根据勾股定理,得AO=AD2−DO2=2,
∴AC=AD=CD=4.
∵点P′是AD的中点,
∴CP′⊥AD,AP′=12AD=2.
在Rt△ACP′中,CP′2=AC2−AP′2=23.
所以PM+CM的最小值为23.
故答案为:23.
41.(2025·内蒙古)如图,在菱形ABCD中,AB=45,对角线BD的长为16,E是AD的中点,F是BD上一点,连接EF.若BF=3,则EF的长为 .
【答案】85
【分析】本题考查菱形的性质,相似三角形的判定与性质,勾股定理,熟练掌握相关性质与判定是解题的关键.连接AC,交BD于点O,过点E作EG⊥OD于点G,利用四边形ABCD是菱形,得出AD=AB=45,BO=OD=12BD=8,AO⊥BD,得出AO=AD2−OD2=4,EG∥AO,即可证明△DEG∽△DAO,即可计算出EG=2,DG=4,求出FG=BD−BF−DG=16−3−4=9,再利用勾股定理即可求解.
【详解】解:连接AC,交BD于点O,过点E作EG⊥OD于点G,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=AB=45,BO=OD=12BD=8,AO⊥BD,
∴AO=AD2−OD2=4,EG∥AO,
∴△DEG∽△DAO,
∴DEAD=EGAO=DGOD,
∵E是AD的中点,
∴DEAD=EG4=DG8=12,
∴EG=2,DG=4,
∴FG=BD−BF−DG=16−3−4=9,
∴EF=FG2+EG2=92+22=85,
故答案为:85.
42.(2025·辽宁)如图,在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,AC=8,BD=12,点E在线段OA上,AE=2,点F在线段OC上,OF=1,连接BE,点G为BE的中点,连接FG,则FG的长为 .
【答案】13
【分析】本题考查菱形的性质,勾股定理,三角形中位线的性质等.由菱形对角线互相垂直且平分,可得OA=12AC=4,OB=12BD=6,AC⊥BD,取OE中点H,连接GH,则GH=12OB,GH∥OB,再用勾股定理解Rt△GHF即可.
【详解】解:∵在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,AC=8,BD=12,
∴ OA=12AC=4,OB=12BD=6,AC⊥BD,
∵ AE=2,
∴ OE=OA−AE=4−2=2,
如图,取OE中点H,连接GH,
∵点G为BE的中点,点H为OE的中点,
∴ GH=12OB=3,GH∥OB,
∴ ∠GHE=∠BOA=90°,
∵ OF=1,
∴ HF=OH+OF=12OE+OF=12×2+1=2,
∴ GF=GH2+HF2=32+22=13,
故答案为:13.
43.(2025·青海)如图,在菱形ABCD中,BD=6,E,F分别为AB,BC的中点,且EF=2,则菱形ABCD的面积为 .
【答案】12
【分析】本题主要考查了菱形的性质,三角形中位线定理,由E,F分别为AB,BC的中点,得EF=12AC=2,所以AC=4,然后根据菱形ABCD的面积为12BD×AC即可求解,掌握相关知识的应用是解题的关键.
【详解】解:∵E,F分别为AB,BC的中点,
∴EF=12AC=2,
∴AC=4,
∵四边形ABCD是菱形,
∴菱形ABCD的面积为12BD×AC=12×6×4=12,
故答案为:12.
44.(2025·青海西宁)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AE⊥BC,垂足为E,连接OE.若BD=6,OE=5,则菱形ABCD的面积是 .
【答案】65
【分析】本题考查菱形的性质,直角三角形中斜边上的中线等于斜边的一半,根据菱形的性质,得到OA=OC,直角三角形中斜边上的中线等于斜边的一半,得到AC=2OE,再根据菱形的面积公式对角线乘积的一半,进行求解即可.
【详解】解:∵菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AE⊥BC,
∴OA=OC,∠AEC=90°,
∴AC=2OE=25,
∵BD=6,
∴菱形ABCD的面积=12BD⋅AC=12×6×25=65;
故答案为:65.
45.(2025·四川巴中)如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC、BD相交于点O,AO=4,BO=3,DH⊥AB于点H,DH的长为 .
【答案】245
【分析】本题考查了菱形的性质,勾股定理,根据勾股定理可得AB=5,利用面积法即可求得DH的值.
【详解】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴∠AOB=90°,AC=2AO=8,BD=2BO=6,
∴AB=AO2+BO2=5,
菱形ABCD的面积=AC⋅BD2=AB⋅DH=24,
∴DH=24AB=245,
故答案为:245.
46.(2025·海南)如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O.以点A为圆心,适当长为半径画弧,分别交AB、AC于点M、N;再分别以M、N为圆心,大于12MN的长为半径画弧,两弧在∠BAC内交于点G;作射线AG,交BD于点H.若AB=7,OH=2,则S△ABH= .
【答案】7
【分析】本题考查了菱形的性质,尺规作图作角平分线,角平分线的性质定理.
作HI⊥AB交AB于I,根据菱形的性质可知HO⊥AC,由作图可知AG平分∠BAC,即HI=OH=2,进而根据三角形面积公式计算即可.
【详解】如图,作HI⊥AB交AB于I,
∵菱形ABCD,
∴BD⊥AC,即HO⊥AC,
由作图可知AG平分∠BAC,
∴HI=OH=2,
∴S△ABH=12×AB×HI=12×7×2=7,
故答案为:7.
47.(2025·江苏无锡)如图,菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,对角线AC、BD相交于点M.过点D作AC的平行线交BC的延长线于点N,连接MN.则MN的长为 .
【答案】7
【分析】本题考查菱形的性质,等边三角形的判定和性质,勾股定理,先证明△ACD为等边三角形,进而得到AC=2,三线合一求出DM的长,证明四边形ACND为平行四边形,进而得到DN=AC=2,推出∠MDN=90°,再利用勾股定理进行求解即可.
【详解】解:∵菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,
∴AC⊥BD,∠ADC=∠ABC=60°,∠ADB=∠CDB=12∠ADC=30°,AD=DC=2,AD∥BC,
∴△ACD为等边三角形,
∴AC=AD=2,∠ACD=60°,
∵AC⊥BD,
∴AM=12AC=1,DM=AD2−AM2=3,
∵DN∥AC,
∴四边形ACND为平行四边形,∠CDN=∠ACD=60°,
∴DN=AC=2,∠MDN=∠CDB+∠CDN=90°,
∴MN=DN2+DM2=7;
故答案为:7.
48.(2024·贵州)如图,在菱形ABCD中,点E,F分别是BC,CD的中点,连接AE,AF.若sin∠EAF=45,AE=5,则AB的长为 .
【答案】2365/2653
【分析】延长BC,AF交于点M,根据菱形的性质和中点性质证明△ABE≌△ADF,△ADF≌△MCF,过E点作EN⊥AF交N点,根据三角函数求出EN,AN,NF,MN,在Rt△ENM中利用勾股定理求出EM,根据菱形的性质即可得出答案.
【详解】延长BC,AF交于点M,
在菱形ABCD中,点E,F分别是BC,CD的中点,
∴AB=BC=CD=AD,BE=EC=CF=DF,AD∥BC,∠D=∠FCM,∠B=∠D
在△ABE和△ADF中
AB=AD∠B=∠DBE=DF,
∴ △ABE≌△ADFSAS,
∴ AE=AF,
在△ADF和△MCF中
∠D=∠FCMDF=CF∠AFD=∠MFC,
∴ △ADF≌△MCFASA,
∴ CM=AD,AF=MF,
∵AE=5,
∴AE=AF=MF=5,
过E点作EN⊥AF于N点,
∴∠ANE=90°
∵ sin∠EAF=45,AE=5,
∴EN=4,AN=3,
∴ NF=AF−AN=2,
∴MN=5+2=7,
在Rt△ENM中
EM=EN2+MN2=42+72=65,
即EM=EC+CM=12BC+BC=65,
∵AB=BC=CD=AD,
∴AB=BC=2365,
故答案为:2365.
【点睛】本题考查了菱形的性质,全等三角形的判定和性质,运用三角函数解直角三角形,勾股定理等,正确添加辅助线构造直角三角形是解本题的关键.
49.(2024·浙江)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,ACBD=53.线段AB与A′B′关于过点O的直线l对称,点B的对应点B′在线段OC上,A′B′交CD于点E,则△B′CE与四边形OB′ED的面积比为
【答案】1:3 /13
【分析】此题考查了菱形的性质,轴对称性质,全等三角形的性质和判定等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
设AC=10a,BD=6a,首先根据菱形的性质得到OA=OC=12AC=5a,OB=OD=12BD=3a,连接A′D,OE,直线l交BC于点F,交AD于点G,得到点A′,D,O三点共线,A′D=A′O−OD=2a,B′C=OC−OB′=2a,S△CEB′S△OEB′=B′COB′=2a3a=23,然后证明出△A′ED≌△CEB′AAS,得到A′E=CE,然后证明出△ODE≌△OB′ESSS,得到S△ODE=S△OB′E,进而求解即可.
【详解】∵四边形ABCD是菱形,ACBD=53
∴设AC=10a,BD=6a
∴OA=OC=12AC=5a,OB=OD=12BD=3a
如图所示,连接A′D,OE,直线l交BC于点F,交AD于点G,
∵线段AB与A′B′关于过点O的直线l对称,点B的对应点B′在线段OC上,
∴∠BOF=∠COF=12∠BOB′=45°,AO=A′O=5a,OB′=OB=3a
∴∠AOG=∠DOG=45°
∴点A′,D,O三点共线
∴A′D=A′O−OD=2a,B′C=OC−OB′=2a
∴S△CEB′S△OEB′=B′COB′=2a3a=23
∴A′D=B′C
∵CD∥AB
∴∠CDO=∠ABO
由对称可得,∠A′B′O=∠ABO
∴∠A′B′O=∠CDO
∴∠A′DE=∠CB′E
又∵∠A′ED=∠CEB′
∴△A′ED≌△CEB′AAS
∴A′E=CE
∵A′B′=AB=CD
∴DE=B′E
又∵OD=OB′,OE=OB′
∴△ODE≌△OB′ESSS
∴S△ODE=S△OB′E
∴S△CEB′S四边形OB′ED=S△CEB′S△OEB′+S△ODE=23+3=26=13.
故答案为:13.
50.(2025·甘肃兰州)如图,在菱形ABCD中,AE⊥BC,垂足为E,交BD于点F,BE=CE.若AB=43,则AF= .
【答案】4
【分析】根据菱形的性质,得BC=AB,又结合AE⊥BC,BE=CE,得出△ABC是等边三角形,就可以得知△ABE和△FBE都是含30°的直角三角形,解出三角形,即可求出AF的长.
【详解】解:连接AC,CF,
∵AE⊥BC,BE=CE,
∴AE垂直平分BC,
∴AB=AC,
∵菱形ABCD,
∴BC=AB=43,
∴△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=60°,
∴∠BAE=∠FBC=30°,
∵BE=12AB=12×43=23,
∴AE=3BE=3×23=6,EF=BE3=233=2,
∴AF=AE−EF=6−2=4.
故答案为:4.
【点睛】本题考查了菱形的性质、垂直平分线的性质、等边三角形的判定与性质以及解直角三角形,熟练掌握这些性质定理是关键.
51.(2025·西藏)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=4,连接BD,点P是BD上的一个动点,连接PA,PC,则PA+PB+PC的最小值是 .
【答案】43
【分析】本题考查了旋转-最短路线问题,三角形全等的判定,菱形的性质以及等边三角形的性质.通过将AP绕点A顺时针方向旋转60°的点P′,此时证明△DAP′和△CAP全等后找到对应的线段,PA+PB+PC的最小值即为点B,P′,P,D四点共线时,线段BD的长度即为所求.
【详解】如图,将线段AP绕点A顺时针方向旋转60°,得到线段AP′,连接AC,DP′,PP′,
由题意知,在菱形ABCD中,∠ABC=∠ADC=60°,AB=BC=CD=AD,
∴△ABC和△ACD为等边三角形,
∵∠DAP′+∠P′AC=∠P′AC+∠CAP=60°,
∴∠DAP′=∠CAP,
在△DAP′和△CAP中,
DA=AC∠DAP′=∠CAPAP′=AP,
∴△DAP'≌△CAPSAS,
∴PA+PB+PC=P′D+PP′+BP≥BD,即点B,P′,P,D四点共线时,PA+PB+PC的最小,
此时最小值BD的长度为43.
故答案为:43.
三、解答题
52.(2025·四川达州)归纳与应用
归纳是学好数学的敲门砖,尤其对几何而言.例如,我们看到图1是平行四边形,就会联想到:从边的角度,平行四边形对边平行且相等;从角的角度,平行四边形对角相等,邻角互补;从对角线的角度,平行四边形对角线互相平分;从对称性的角度,平行四边形是中心对称图形通过如此归纳形成知识体系的学习方法,成为我们解决相关问题的金钥匙:
(1)尝试归纳:请你根据图2,写出3条直角三角形的性质
①____________________________________________________________________________;
②____________________________________________________________________________;
③____________________________________________________________________________.
(2)实践应用:小明同学在思考直角三角形的性质时,作出如图3,∠ABC=90°,点D是AC的中点,BE∥AC,AE∥BD,试帮他判断四边形ADBE的形状,并证明你的结论.
【答案】(1)见解析
(2)四边形ADBE是菱形,见解析
【分析】本题考查了菱形的判定,直角三角形的性质,熟练掌握各知识点并灵活运用是解题的关键.
(1)可写出直角三角形的性质,如勾股定理,直角三角形两锐角互余,斜边大于直角边等;
(2)先证明为平行四边形,再由直角三角形斜边中线的性质得到DB=DA=12AC,即可证明为菱形.
【详解】(1)解:直角三角形的3条性质:
①∠A+∠B=90°;
②a2+b2=c2;
③c>a;
(2)解:四边形ADBE是菱形,理由如下:
∵BE∥AC,AE∥BD,
∴四边形ADBE是平行四边形,
∵∠ABC=90°,点D是AC的中点,
∴DB=DA=12AC,
∴四边形ADBE是菱形.
53.(2025·吉林长春)如图,▱ABCD的对角线AC、BD相交于点O,AB=5,OA=4,OB=3.求证:▱ABCD是菱形.
【答案】见解析
【分析】本题考查了菱形的判定,勾股定理逆定理,熟练掌握菱形的几种判定定理是解题的关键.
先由勾股定理逆定理得到∠AOB=90°,再根据对角线垂直的平行四边形是菱形即可证明.
【详解】证明:∵AB=5,OA=4,OB=3,
∴OB2+OA2=32+42=25,AB2=52=25,
∴OB2+OA2=AB2,
∴∠AOB=90°,
∴AC⊥BD,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴四边形ABCD是菱形.
54.(2024·福建)如图,在菱形ABCD中,点E、F分别在BC、CD边上,∠BAF=∠DAE,求证:BE=DF.
【答案】见解析
【分析】本题考查的是菱形的性质,全等三角形的判定与性质,先证明∠BAE=∠DAF,再证明△BAE≌△DAF,从而可得结论.
【详解】证明:在菱形ABCD中,
AB=AD,∠B=∠D,
∵∠BAF=∠DAE,
∴∠BAE+∠EAF=∠EAF+∠DAF,
∴∠BAE=∠DAF,
在△BAE和△DAF中∠B=∠DAB=AD∠BAE=∠DAF,
∴△BAE≌△DAF,
∴BE=DF.
55.(2024·山东济南)如图,在菱形ABCD中,AE⊥CD,垂足为E,CF⊥AD,垂足为F.
求证:AF=CE.
【答案】证明见解析.
【分析】本题主要考查了菱形的性质, 全等三角形的判定以及性质,由菱形的性质得出AD=CD,用AAS证明△AED≌△CFD,由全等三角形的性质可得出DE=DF, 由线段的和差关系即可得出AF=CE.
【详解】证明:∵四边形ABCD是菱形
∴AD=CD
∵AE⊥CD,CF⊥AD
∴∠AED=∠CFD=90°
∵∠D=∠D
∴△AED≌△CFD
∴DE=DF
∴AD−DF=CD−DE
∴AF=CE
56.(2024·四川广安)如图,在菱形ABCD中,点E在AB上,点F在BC上,且AE=CF,连接EF,求证:∠DEF=∠DFE.
【答案】见解析
【分析】本题考查菱形的性质,全等三角形的判定与性质,等边对等角.根据菱形的性质可得∠A=∠C,AD=CD,证明△ADE≌△CDF,即可得出结论.
【详解】证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴∠A=∠C,AD=CD,
在△ADE和△CDF中,AE=CF,∠A=∠C,AD=CD,
∴△ADE≌△CDFSAS,
∴DE=DF,
∴∠DEF=∠DFE.
57.(2025·四川泸州)如图,在菱形ABCD中,E, F分别是边AB, BC上的点,且AE=CF.
求证:AF=CE.
【答案】证明见解析
【分析】本题主要考查了菱形的性质,全等三角形的性质与判定,先根据菱形的性质得到AB=BC,再由线段的和差关系证明BE=BF,则可利用SAS证明△ABF≌△CBE,据此由全等三角形对应边相等可证明AF=CE.
【详解】证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC,
∵AE=CF,
∴AB−AE=BC−CF,即BE=BF,
在△ABF和△CBE中,
BF=BE∠B=∠BBA=BC,
∴△ABF≌△CBESAS,
∴AF=CE.
58.(2024·山东德州)如图,▱ABCD中,对角线AC平分∠BAD.
(1)求证:▱ABCD是菱形;
(2)若AC=8,∠DCB=74°,求菱形ABCD的边长.(参考数据:sin37°≈0.60,cs37°≈0.80,tan37°≈0.75)
【答案】(1)见解析
(2)5
【分析】此题考查平行四边形性质和菱形的判定和性质,等腰三角形的判定,解直角三角形.
(1)根据平行四边形性质得出∠BAC=∠ACD,再结合角平分线的定义及等腰三角形的判定即可得出∠DAC=∠ACD,AD=CD,根据邻边相等的平行四边形是菱形进而得出结论;
(2)连接BD,由菱形性质可知∠COB=90°,OA=OC=12AC=4,∠ACB=12∠DCB=37°,在利用余弦求出BC长即可.
【详解】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD.
∴∠BAC=∠ACD.
∵AC平分∠BAD,
∴∠DAC=∠BAC.
∴∠DAC=∠ACD.
∴AD=CD.
∴四边形ABCD是菱形.
(2)连接BD,交AC于点O,
∵四边形ABCD是菱形.AC=8,∠DCB=74°,
∴∠COB=90°,OA=OC=12AC=4,∠ACB=12∠DCB=37°,
∴BC=OCcs∠ACB=4cs37°≈40.8=5,
即菱形ABCD的边长为5.
59.(2024·黑龙江哈尔滨)四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AD∥BC,OA=OC,AB=BC.
(1)如图1,求证:四边形ABCD是菱形;
(2)如图2,AB=AC,CH⊥AD于点H,交BD于点E,连接AE,点G在AB上,连接EG交AC于点F,若∠FEC=75°,在不添加任何辅助线的情况下直接写出四条与线段CE相等的线段(线段CE除外).
【答案】(1)见解析
(2)AG,AE,FC,DE
【分析】(1)首先证明出△AOD≌△BOCASA,得到AD=BC,然后结合AB=BC即可证明;
(2)首先由菱形的对称性得到AE=CE;然后证明出△ABC,△ACD是等边三角形,得到∠ABC=∠ACB=∠BAC=∠ACD=∠ADC=∠CAD=60°,求出∠ACH=∠HCD=∠ODC=12×60°=30°,得到CE=DE;然后求出∠CFE=∠FEC, 得到CF=CE;然后求出∠AGF=∠AFG,得到AG=AE,进而求解即可.
【详解】(1)∵AD∥BC
∴∠DAC=∠ACB
∵OA=OC,∠AOD=∠BOC
∴△AOD≌△BOCASA
∴AD=BC
∴四边形ABCD是平行四边形
∵AB=BC
∴四边形ABCD是菱形;
(2)∵四边形ABCD是菱形,对角线AC,BD相交于点O,
∴点A和点C关于BD所在直线对称
∴AE=CE;
∵AB=AC,AB=BC
∴AB=BC=AC=AD=CD
∴△ABC,△ACD是等边三角形
∴∠ABC=∠ACB=∠BAC=∠ACD=∠ADC=∠CAD=60°
∵CH⊥AD,OD⊥AC
∴∠ACH=∠HCD=∠ODC=12×60°=30°
∴CE=DE;
∵∠FEC=75°
∴∠AFG=∠CFE=180°−∠FEC−∠FCE=75°
∴∠CFE=∠FEC
∴CF=CE;
∵AE=CE
∴∠EAC=∠ECA=30°
∴∠AEC=180°−∠EAC−∠ECA=120°
∴∠AEG=∠AEC−∠FEC=45°
∵∠AGF=180°−∠BAC−∠AFG=45°
∴∠AGF=∠AFG
∴AG=AE
∴AG=CE;
综上所述,与线段CE相等的线段有AG,AE,FC,DE.
【点睛】本题考查菱形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,等腰三角形判定与性质,三角形全等的判定与性质,三角形内角和定理等知识点,熟练运用等腰三角形的性质是解题的关键.
60.(2025·广东深圳)如图1,在Rt△ABC中,D是AB的中点,AE=CD,AD=EC.
(1)求证:四边形ADCE为菱形;
(2)如图2,若点O为AC上一点,AC=4,且E,A,D三点均在⊙O上,连接OD,CD与⊙O相切于点D,
①求∠ACD=__________;
②求⊙O的半径r;
(3)利用圆规和无刻度直尺在图2中作射线DF∥AC,交BC于点F,保留作图痕迹,不用写出作法和理由.
【答案】(1)见解析
(2)①30°;②r=43
(3)见解析
【分析】(1)先证明四边形ADCE为平行四边形,斜边上的中线得到CD=12AB=AD=BD,即可得证;
(2)①根据菱形的性质,得到∠DAC=∠ACD,等角对等边得到∠OAD=∠ODA,三角形的外角得到∠COD=∠OAD+∠ODA=2∠OAD=2∠OCD,切线得到∠CDO=90°,再根据角的和差关系进行求解即可;②解直角三角形OCD,进行求解即可;
(3)利用尺规作图作∠CDF=∠ACD,即可.
【详解】(1)解:∵AD=CE,CD=AE
∴四边形ADCE为平行四边形,
又∵∠ACB=90°,且D为AB中点
∴CD=12AB=AD=BD,
∴平行四边形ADCE为菱形.
(2)①∵四边形ADCE为菱形.
∴DA=DC,
∴∠DAC=∠ACD,
又∵OA=OD=r,
∴∠OAD=∠ODA,
∴∠COD=∠OAD+∠ODA=2∠OAD=2∠OCD,
∵CD切⊙O于D,
∴∠CDO=90°,
∴∠COD+∠ACD=2∠ACD+∠ACD=90°;
∴∠ACD=30°;
②设半径为r,
∵AC=4,
∴OC=4−r,
∵∠ACD=30°,∠CDO=90°,
∴sin∠ACD=ODOC=r4−r=12;
解得:r=43;
(3)由题意,作图如下:
【点睛】本题考查菱形的判定和性质,斜边上的中线,切线的性质,解直角三角形,尺规作平行线,熟练掌握相关知识点,是解题的关键.
61.(2025·贵州)如图,在▱ABCD中,E为对角线AC上的中点,连接BE,且BE⊥AC,垂足为E.延长BC至F,使CF=CE,连接EF,FD,且EF交CD于点G.
(1)求证:▱ABCD是菱形;
(2)若BE=EF,EC=4,求△DCF的面积.
【答案】(1)见解析
(2)83
【分析】(1)BE垂直平分AC,根据线段垂直平分线得到BA=BC,即可证明其为菱形;
(2)先由等腰三角形可设∠3=∠2=∠1=α,求出α=30°,由30°角直角三角形得到BC=2CE=8,可得△ABC为等边三角形,再由等腰三角形的性质证明CG⊥EF,则CG=12CF=2,由勾股定理得FG=23,最后由S△DCF=12CD×FG即可求解.
【详解】(1)证明:∵E为对角线AC上的中点,且BE⊥AC,
∴BE垂直平分AC,
∴BA=BC,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴▱ABCD是菱形;
(2)解:如图:
∵EB=EF,CE=CF=4,
∴∠3=∠2=∠1,
设∠3=∠2=∠1=α
∴∠4=∠1+∠2=2α,
∵BE⊥AC,
∴∠3+∠4=90°,
∴α+2α=90°,
解得:α=30°
∴∠4=60°,
∵BE⊥AC,
∴BC=2CE=2×4=8,
又∵BC=BA,
∴△ABC为等边三角形,
∴∠ABC=∠BAC=60°
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB∥CD,CD=BC=8,
∴∠FCG=∠ABC,∠ECG=∠BAC,
∴∠FCG=∠ECG,
∵CF=CE=4,
∴CG⊥EF,
∵∠2=30°,
∴CG=12CF=2,
∴FG=FC2−CG2=23,
∴S△DCF=12CD×FG=12×8×23=83.
【点睛】本题考查了菱形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,勾股定理,30°角直角三角形的性质,等腰三角形的性质,线段垂直平分线的性质等知识点,熟练掌握各知识点并灵活运用是解题的关键.
62.(2025·黑龙江大庆)如图.在四边形ABCD中,AB∥CD,对角线AC与BD相交于点O.点B,点D关于AC所在直线对称.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)过点D作BC的垂线交BC延长线于点E.若CE=3,AD=5,求线段OC长.
【答案】(1)见解析
(2)5
【分析】本题考查了菱形的判定与性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质,以及对称轴的性质,熟练掌握菱形的判定与性质是解题的关键.
(1)根据对称可得OD=OB,AC⊥BD,然后证明△AOB≌△CODAAS,则可先证明四边形ABCD是平行四边形,再由对角线互相垂直即可证明其为菱形;
(2)先对Rt△DEC运用勾股定理求解DE,再对Rt△BDE运用勾股定理求解BD,最后由面积法求解即可.
【详解】(1)证明:∵点B,点D关于AC所在直线对称,
∴OD=OB,AC⊥BD,
∵AB∥CD,
∴∠OAB=∠OCD,∠OBA=∠ODC,
∴△AOB≌△CODAAS,
∴AB=CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
又∵AC⊥BD,
∴四边形ABCD是菱形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=CD=BC=5,
由题意得:DE⊥CE,
∴DE=CD2−CE2=52−32=4,
∵BE=BC+CE=5+3=8,
∴BD=DE2+BE2=45,
∵AC⊥BD,
∴12BD×OC=12BC×DE,
∴OC=BC×DEBD=5×445=5.
63.(2024·江苏盐城)如图1,E、F、G、H分别是平行四边形ABCD各边的中点,连接AF、CE交于点M,连接AG、CH交于点N,将四边形AMCN称为平行四边形ABCD的“中顶点四边形”.
(1)求证:中顶点四边形AMCN为平行四边形;
(2)①如图2,连接AC、BD交于点O,可得M、N两点都在BD上,当平行四边形ABCD满足________时,中顶点四边形AMCN是菱形;
②如图3,已知矩形AMCN为某平行四边形的中顶点四边形,请用无刻度的直尺和圆规作出该平行四边形.(保留作图痕迹,不写作法)
【答案】(1)见解析
(2)①AC⊥BD;②见解析.
【分析】题目主要考查平行四边形及菱形的判定和性质,三角形重心的性质,理解题意,熟练掌握三角形重心的性质是解题关键.
(1)根据平行四边形的性质,线段的中点平分线段,推出四边形AECG,四边形AFCH均为平行四边形,进而得到:AM∥CN,AN∥CM,即可得证;
(2)①根据菱形的性质结合图形即可得出结果;
②连接AC,作直线MN,交于点O,然后作ND=2ON,MB=2OB,然后连接AB、BC、CD、DA即可得出点M和N分别为△ABC、△ADC的重心,据此作图即可.
【详解】(1)证明:∵▱ABCD,
∴AB∥CD,AD∥BC,AB=CD,AD=BC,
∵点E、F、G、H分别是▱ABCD各边的中点,
∴AE=12AB=12CD=CG,AE∥CG,
∴四边形AECG为平行四边形,
同理可得:四边形AFCH为平行四边形,
∴AM∥CN,AN∥CM,
∴四边形AMCN是平行四边形;
(2)①当平行四边形ABCD满足AC⊥BD时,中顶点四边形AMCN是菱形,
由(1)得四边形AMCN是平行四边形,
∵AC⊥BD,
∴MN⊥AC,
∴中顶点四边形AMCN是菱形,
故答案为:AC⊥BD;
②如图所示,即为所求,
连接AC,作直线MN,交于点O,然后作ND=2ON,MB=2OM(或作BM=MN=ND),然后连接AB、BC、CD、DA即可,
∴点M和N分别为△ABC、△ADC的重心,符合题意;
证明:矩形AMCN,
∴AC=MN,OM=ON,
∵ND=2ON,MB=2OM,
∴OB=OD,
∴四边形ABCD为平行四边形;
分别延长CM、AM、AN、CN交四边于点E、F、G、H如图所示:
∵矩形AMCN,
∴AM∥CN,MO=NO,
由作图得BM=MN,
∴△MBF∽△NBC,
∴BFBC=BMBN=12,
∴点F为BC的中点,
同理得:点E为AB的中点,点G为DC的中点,点H为AD的中点.
64.(2024·云南)如图,在四边形ABCD中,点E、F、G、H分别是各边的中点,且AB∥CD,AD∥BC,四边形EFGH是矩形.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若矩形EFGH的周长为22,四边形ABCD的面积为10,求AB的长.
【答案】(1)见解析
(2)111
【分析】(1)连接BD,AC,证明四边形ABCD是平行四边形,再利用三角形中位线定理得到GF∥BD,HG∥AC,利用矩形的性质得到BD⊥AC,即可证明四边形ABCD是菱形;
(2)利用三角形中位线定理和菱形性质得到12BD+12AC=OA+OB=11,利用lx 面积公式得到2OA⋅OB=10,再利用完全平方公式结合勾股定理进行变形求解即可得到AB.
【详解】(1)解:连接BD,AC,
∵ AB∥CD,AD∥BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵四边形ABCD中,点E、F、G、H分别是各边的中点,
∴GF∥BD,HG∥AC,
∵四边形EFGH是矩形,
∴HG⊥GF,
∴ BD⊥AC,
∴四边形ABCD是菱形;
(2)解:∵四边形ABCD中,点E、F、G、H分别是各边的中点,
∴GF=EH=12BD,HG=EF=12AC,
∵矩形EFGH的周长为22,
∴ BD+AC=22,
∵四边形ABCD是菱形,
即12BD+12AC=OA+OB=11,
∵四边形ABCD的面积为10,
∴12BD⋅AC=10,即2OA⋅OB=10,
∵OA+OB2=OA2+2OA⋅OB+OB2=121,
∴ OA2+OB2=121−10=111,
∴ AB=OA2+OB2=111.
【点睛】本题考查了平行四边形性质和判定,矩形的性质和判定,三角形中位线定理,菱形的性质和判定,菱形面积公式,勾股定理,完全平方公式,熟练掌握相关性质是解题的关键.
65.(2024·四川广元)如图,已知矩形ABCD.
(1)尺规作图:作对角线AC的垂直平分线,交CD于点E,交AB于点F;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)连接AE、CF.求证:四边形AFCE是菱形.
【答案】(1)见解析;
(2)见解析.
【分析】本题主要考查矩形的性质,垂直平分线的画法及性质,三角形全等的判定与性质,菱形的判定.
(1)根据垂直平分线的画法即可求解;
(2)由直线EF是线段AC的垂直平分线.得到EA=EC,FA=FC,∠COE=∠AOF=90°,OA=OC,根据矩形的性质可证△COE≌△AOFASA,可得EC=FA,即可得到EA=EC=FA=FC,即可求证.
【详解】(1)解:如图1所示,直线EF为所求;
(2)证明:如图2,设EF与AC的交点为O,
由(1)可知,直线EF是线段AC的垂直平分线.
∴EA=EC,FA=FC,∠COE=∠AOF=90°,OA=OC,
又∵四边形ABCD是矩形,
∴CD∥AB,
∴∠ECO=∠FAO,
∴△COE≌△AOFASA,
∴EC=FA,
∴EA=EC=FA=FC,
∴四边形AFCE是菱形.
66.(2025·四川遂宁)如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,点E,F在对角线BD上,BE=EF=FD,且AF⊥AB,CE⊥CD.
(1)求证:△ABF≌△CDE;
(2)连接AE,CF,若∠ABD=30°,请判断四边形AECF的形状,并说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)四边形AECF是菱形,理由见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质、菱形和平行四边形的判定等知识;
(1)根据垂直的定义可得∠BAF=∠DCE=90°,根据平行线的性质可得∠ABF=∠CDE,根据已知条件可得BF=DE,即可证明结论;
(2)根据△ABF≌△CDE可得AF=CE,∠AFB=∠CED,即得AF∥CE,进而可得四边形AECF是平行四边形,然后根据30度角的直角三角形的性质和直角三角形斜边上的中线的性质证得AF=CF,即可得到结论.
【详解】(1)证明:∵AF⊥AB,CE⊥CD,
∴∠BAF=∠DCE=90°,
∵AB∥CD,
∴∠ABF=∠CDE,
∵BE=EF=FD,
∴BF=DE,
∴△ABF≌△CDEAAS;
(2)解:四边形AECF是菱形,理由如下:
∵△ABF≌△CDE,
∴AF=CE,∠AFB=∠CED,
∴AF∥CE,
∴四边形AECF是平行四边形,
在直角三角形ABF中,∵∠ABD=30°,
∴AF=12BF,
在直角三角形DCE中,∵EF=DF,
∴CF=12DE,
∵BF=DE,
∴AF=CF,
∴四边形AECF是菱形.
67.(2025·江苏扬州)如图,在▱ABCD中,对角线AC的垂直平分线与边AD,BC分别相交于点E,F.
(1)求证:四边形AFCE是菱形;
(2)若AB=3,BC=5,CE平分∠ACD,求DE的长.
【答案】(1)见解析
(2)95
【分析】(1)先证明△AOE≌△COFAAS得到AE=CF,根据▱ABCD得到AD∥BC,那么可得四边形AFCE是平行四边形,再由线段垂直平分线的性质得到EA=EC,即可证明其为菱形;
(2)根据菱形的性质结合已知条件证明△CBA∽△CDE,即可求解.
【详解】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠AEO=∠CFO,
∵对角线AC的垂直平分线是EF,
∴AO=OC,EA=EC,
∵∠AOE=∠COF,
∴△AOE≌△COFAAS,
∴AE=CF,
∴四边形AFCE是平行四边形,
∵EA=EC,
∴四边形AFCE是菱形;
(2)解:如图,
∵CE平分∠ACD,
∴∠1=∠2,
∵菱形AFCE,
∴∠1=∠3,
∴∠2=∠3,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠B=∠D,AB=CD=3,
∴△CBA∽△CDE,
∴CBCD=ABDE,
∴53=3DE,
∴DE=95.
【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质,菱形的判定,平行四边形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,线段垂直平分线的性质等知识点,熟练掌握各知识点并灵活运用是解题的关键.
68.(2025·山东青岛)如图,在▱ABCD中,E为AB的中点,F为ED延长线上一点,连接AF,BF,过点B作BG∥AF交FE的延长线于点G,连接AG.
(1)求证:△AEF≌△BEG;
(2)已知____(从以下两个条件中选择一个作为已知,填写序号),请判断四边形AGBF的形状,并证明你的结论.
条件①:EF=12CD;
条件②:EF⊥CD.
(注:如果选择条件①条件②分别进行解答,按第一个解答计分)
【答案】(1)证明见解析
(2)条件①,四边形AGBF为矩形;条件②,四边形AGBF为菱形,证明见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,平行四边形的判定与性质,菱形和矩形的判定,熟练掌握各四边形的判定与性质是解题的关键.
(1)根据平行得到∠AFE=∠BGE,∠FAE=∠GBE,再由EA=EB,即可由AAS证明全等;
(2)先证明四边形AGBF为平行四边形,再根据选择的条件结合菱形和矩形判定证明即可.
【详解】(1)证明:∵BG∥AF,
∴∠AFE=∠BGE,∠FAE=∠GBE,
∵E为AB的中点,
∴EA=EB,
∴△AEF≌△BEGAAS
(2)解:选择条件①,四边形AGBF为矩形,理由如下:
∵△AEF≌△BEG
∴EF=EG,
∵EA=EB,
∴四边形AGBF为平行四边形,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,
∵EF=12CD,
∴EF=12AB,
∵EF=EG,
∴EF=12FG,
∴AB=FG,
∴四边形AGBF为矩形;
选择条件②,四边形AGBF为菱形,理由如下:
∵△AEF≌△BEG
∴EF=EG,
∵EA=EB,
∴四边形AGBF为平行四边形,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∵EF⊥CD,
∴EF⊥AB,
∴四边形AGBF为菱形.
69.(2025·宁夏)如图,点P在直线l外.
①在直线l上任取一点A,连接AP;
②以点A为圆心,AP长为半径画弧,交直线l于点B;
③分别以点P和点B为圆心,以大于12BP的长为半径画弧,两弧在∠BAP内交于点Q,作射线AQ;
④以点P为圆心,PA长为半径画弧,交射线AQ于点C;
⑤连接CB,CP.
(1)由②得AP与AB的数量关系是__________;由③得到的结论是__________.
(2)求证:四边形ABCP是菱形.
【答案】(1)AP=AB;射线AQ平分∠BAP
(2)见解析
【分析】本题考查了尺规作图——基本作图,全等三角形的判定与性质,菱形的判定定理,解题的关键是理解尺规作图中所蕴含的线段等量关系,利用“四边相等的四边形是菱形”进行判定.
(1)根据步骤②中“以点A为圆心,AP长为半径画弧交直线l于点B”,直接得出AP与AB的数量关系;步骤③是作角平分线的尺规作图方法,据此得出射线AQ的性质.
(2)利用尺规作图得到相等线段和角度,可证△ABC≌△APC(SAS),结合菱形的判定定理“四边相等的四边形是菱形”进行证明,即可得出结论.
【详解】(1)解:∵以点A为圆心,AP长为半径画弧,交直线l于点B,
∴AP=AB,
∵步骤③是作角平分线的尺规作图方法,
∴射线AQ平分∠BAP.
故答案为:AP=AB;射线AQ平分∠BAP.
(2)证明:∵以点A为圆心,AP长为半径画弧,交直线l于点B,
∴AP=AB,
∵射线AQ平分∠BAP,
∴∠BAC=∠PAC;
在△ABC和△APC中,
AB=AP∠BAC=∠PACAC=AC,
∴△ABC≌△APC(SAS),
∴BC=PC,
又∵以点P为圆心,PA长为半径画弧,交射线AQ于点C,
∴PA=PC,
∴AP=AB=BC=PC,
∴四边形ABCP是菱形.
70.(2025·江苏徐州)已知:如图,在▱ABCD中,E为BC的中点,EF⊥AC于点G,交AD于点F,AB⊥AC,连接AE,CF.求证:
(1)△AGF≌△CGE;
(2)四边形AECF是菱形.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)证明EG∥AB,可得CGAG=CEBE=1,可得AG=CG,再证明∠CAF=∠ACE,∠AFG=∠CEG,即可得到结论;
(2)先证明四边形AECF为平行四边形,结合E为BC的中点,∠BAC=90°,可得EA=EC=EB,从而可得结论.
【详解】(1)证明:∵EF⊥AC,AB⊥AC,
∴∠BAC=∠EGC=90°,
∴EG∥AB,
∵E为BC的中点,
∴CGAG=CEBE=1,
∴AG=CG,
∵在▱ABCD中,AD∥BC,
∴∠CAF=∠ACE,∠AFG=∠CEG,
∴△AGF≌△CGE.
(2)证明:∵△AGF≌△CGE,
∴AF=CE,
∵AD∥BC,
∴四边形AECF为平行四边形,
∵E为BC的中点,∠BAC=90°,
∴EA=EC=EB,
∴四边形AECF为菱形.
【点睛】本题考查的是全等三角形的判定与性质,平行四边形的判定与性质,菱形的性质,直角三角形斜边上的中线的性质,平行线分线段成比例,掌握以上基础知识是解本题的关键.
71.(2025·青海西宁)如图,AB,AC是⊙O的弦,AB=AC,半径OE,OF分别与弦AB,AC垂直,垂足分别为G,H,AM∥OF交OE于点M,AN∥OE交OF于点N,连接OA.
(1)求证:∠AOE=∠AOF;
(2)求证:四边形AMON是菱形;
(3)若AB=16,OA=10,则OM=_______.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
(3)253
【分析】本题考查弧,弦,角之间的关系,垂径定理,勾股定理,菱形的判定和性质,熟练掌握相关知识点是解题的关键:
(1)根据弧,弦,角之间的关系以及垂径定理,即可得证;
(2)先证明四边形AMON为平行四边形,等积法推出OM=ON,即可得证;
(3)垂径定理结合勾股定理求出OG的长,设OM=AM=x,在Rt△AGM中,利用勾股定理进行求解即可.
【详解】(1)证明:∵AB=AC,
∴AB=AC,
∵半径OE,OF分别与弦AB,AC垂直,
∴AE=BE,AF=CF,
∴AE=BE=AF=CF,
∴∠AOE=∠AOF;
(2)证明:∵AM∥OF,AN∥OE,
∴四边形AMON为平行四边形,
∵半径OE,OF分别与弦AB,AC垂直,
∴AG=12AB,AH=12AC,
∵AB=AC,
∴AG=AH,
∵S四边形AMON=OM⋅AG=ON⋅AH,
∴OM=ON,
∴四边形AMON为菱形;
(3)∵AB=16,
∴AG=12AB=8,
在Rt△AOG中,由勾股定理,得:OG=OA2−AG2=6,
由(2)知:四边形AMON为菱形,
∴设OM=AM=x,则:MG=OM−OG=x−6,
在Rt△AGM中,由勾股定理,得:x2=82+x−62,
解得x=253;
∴OM=253.
72.(2025·西藏)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,BC=2AD,点E是BC的中点,且AC平分∠DAE.
(1)求证:四边形ADCE是菱形;
(2)已知AB=3,AE=2,求线段AC的长.
【答案】(1)见详解
(2)7
【分析】(1)先证明四边形AECD为平行四边形,再由等腰三角形的判定求得AE=EC,进而由菱形的判定定理得结论;
(2)根据(1)可得CE=BE=AE=2,BC=4,证明∠BAC=90°,再根据勾股定理求解即可.
【详解】(1)证明:∵点E是BC的中点,
∴BC=2CE,
∵BC=2AD,
∴CE=AD,
∵AD∥BC,
∴四边形AECD为平行四边形,
∵AD∥BC,
∴∠DAC=∠ACE,
∵AC平分∠DAE,
∴∠DAC=∠EAC,
∴∠ACE=∠EAC,
∴AE=CE,
∴平行四边形AECD为菱形;
(2)解:∵AE=2,
根据(1)可得CE=BE=AE=2,BC=4,
∴∠ACE=∠EAC,∠ABE=∠EAB,
∵∠ACE+∠ABE+∠EAC+∠EAB=180°,
∴∠BAC=∠EAC+∠EAB=90°,
∵AB=3,
∴AC=BC2−AB2=42−32=7.
【点睛】该题考查了平行四边形的性质和判定,菱形的性质和判定,等腰三角形的性质和判定,勾股定理等知识点,解题的关键是掌握以上知识点.
73.(2024·四川凉山)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60∘,AB=2,E是BC边上一个动点,连接AE,AE的垂直平分线MN交AE于点M,交BD于点N.连接EN,CN.
(1)求证:EN=CN;
(2)求2EN+BN的最小值.
【答案】(1)见详解
(2)23
【分析】(1)根据菱形的性质证明△ABN≌△CBN,再结合MN是AE的垂直平分线,即可证明EN=CN;
(2)过点N作NF⊥BC于点F,连接NF,AF,∠DBC=30°,则NF=12BN,故2EN+BN=2EN+12BN=2AN+NF≥2AF,此时AF⊥BC,在Rt△ABF中,进行解直角三角形即可.
【详解】(1)证明:连接AN,
∵四边形ABCD是菱形,
∴∠ABD=∠CBD=12∠ABC=30°,BA=BC,
∵BN=BN,
∴△ABN≌△CBN,
∴AN=CN,
∵MN是AE的垂直平分线,
∴AN=NE,
∴EN=CN;
(2)解:过点N作NF⊥BC于点F,连接NF,AF,
∵∠DBC=30°,
∴NF=12BN,
∵AN=EN,
∴2EN+BN=2EN+12BN=2AN+NF≥2AF,
当点A、N、F三点共线时,取得最小值,如图:
即AF⊥BC,
∴在Rt△ABF中,AF=AB⋅sinABC=2×32=3,
∴2EN+BN的最小值为23.
【点睛】本题考查了菱形的性质,垂直平分线的性质,全等三角形的判定与性质,垂线段最短,解直角三角形,正确添加辅助线是解决本题的关键.
74.(2024·江西)如图,AC为菱形ABCD的对角线,请仅用无刻度的直尺按要求完成以下作图(保留作图痕迹)
(1)如图1,过点B作AC的垂线;
(2)如图2,点E为线段AB的中点,过点B作AC的平行线.
【答案】(1)作图见解析;
(2)作图见解析.
【分析】(1)作直线BD,由菱形的性质可得BD⊥AC,即BD为AC的垂线;
(2)连接CE并延长,与DA的延长线相交于点M,作直线BM,因为点E为线段AB的中点,所以AE=BE,因为AM∥BC,所以∠EAM=∠EBC,∠EMA=∠ECB,故可得△AEM≌△BEC,得到ME=CE,所以四边形ACBM为平行四边形,即BM∥AC;
本题考查了菱形的性质,平行四边形的判定,掌握菱形的性质及平行四边形的判定方法是解题的关键.
【详解】(1)解:如图,BD即为AC所求;
(2)解:如图,BM即为所求.
75.(2024·内蒙古呼伦贝尔)如图,在平行四边形ABCD中,点F在边AD上,AB=AF,连接BF,点O为BF的中点,AO的延长线交边BC于点E,连接EF
(1)求证:四边形ABEF是菱形:
(2)若平行四边形ABCD的周长为22,CE=1,∠BAD=120°,求AE的长.
【答案】(1)见解析
(2)AE=5
【分析】本题主要考查平行四边形的判定与性质,菱形的判定与性质,等边三角形的判定与性质等知识 :
(1)由平行四边形的性质得AF∥BE,∠AFB=∠EBF,∠FAE=∠BEA,再证明△AOF≌△EOB,得出BE=AF,证明出四边形ABEF是平行四边形,由AB=AF得出四边形ABEF是菱形:
(2)求出菱形ABEF的周长为20,得出AB=5,再证明△ABE是等边三角形,得出AE=AB=5.
【详解】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,即AF∥BE,
∴∠AFB=∠EBF,∠FAE=∠BEA,
∵O为BF的中点,
∴BO=FO,
∴△AOF≌△EOB,
∴BE=FA,
∵AF∥BE,
∴四边形ABEF是平行四边形,
又AB=AF,
∴四边形ABEF是菱形;
(2)解:∵AD=BC,AF=BE,
∴DF=CE=1,
∵平行四边形ABCD的周长为22,
∴菱形ABEF的周长为:22−2=20,
∴AB=20÷4=5,
∵四边形ABEF是菱形,
∴∠BAE=12∠BAD=12×120°=60°,
又AB=AE,
∴△ABE是等边三角形,
∵AE=AB=5.
76.(2024·江苏南京)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,O是AB上一点,△DEF和△ABC关于点O对称,连接AF, CD.
(1)求证:四边形ACDF是平行四边形;
(2)已知AC=4, BC=3,求四边形ACDF是菱形时AO的长.
【答案】(1)见解析
(2)165
【分析】本题考查中心对称,平行四边形的判定和性质,菱形的性质,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
(1)由中心对称的性质证明DF=AC,DF∥AC即可证明;
(2)利用勾股定理求出AB,再利用面积法求出OC,利用勾股定理求AO即可.
【详解】(1)证明:∵△DEF和△ABC关于点O对称,
∴△ABC≌△DEF
∴∠BAC=∠EDF,DF=AC,
∴DF∥AC,
∴四边形ACDF是平行四边形;
(2)解:连接CF,
∵△DEF和△ABC关于点O对称,四边形ACDF是平行四边形;
∴F,O,C三点共线,
∵∠ACB=90°, AC=4, BC=3,
∴AB=AC2+BC2=42+32=5,
∵四边形ACDF是菱形,
∴CF⊥AD,
∵12AC⋅CB=12AB⋅CO,
∴CO=125,
∴AO=AC2−OC2=42−1252=165.
77.(2025·四川德阳)如图,已知菱形OABC,点C在x轴上,反比例函数y=kx(x>0)的图象经过菱形的顶点A3,4,连接OB,OB与反比例函数图象交于点D.
(1)求反比例函数解析式;
(2)求直线OB的解析式和点D的坐标.
【答案】(1)y=12x;
(2)y=12x,D26,6.
【分析】本题考查了正比例函数和反比例函数的性质,菱形的性质,勾股定理等知识,掌握知识点的应用是解题的关键.
(1)利用待定系数法即可求解;
(2)由A3,4得OA=32+42=5,又四边形OABC是菱形,则AB=OA=5,得到B8,4,从而求出直线OB的解析式为y=12x,然后联立y=12xy=12x,即可求解.
【详解】(1)解:把A3,4代入y=kx,得k=3×4=12,
∴反比例函数解析式为y=12x;
(2)解:∵A3,4,
∴OA=32+42=5,
∵四边形OABC是菱形,
∴AB=OA=5,
∴B8,4,
设直线OB的解析式为y=mxm≠0,
把B8,4代入得4=8m,
∴m=12
∴直线OB的解析式为y=12x,
∵点D是反比例函数与正比例函数的交点,
∴联立解析式y=12xy=12x,
解得x=26y=6或x=−26y=−6,
∵x>0,
∴D26,6.
78.(2024·山东威海)如图,在菱形ABCD中,AB=10cm,∠ABC=60°,E为对角线AC上一动点,以DE为一边作∠DEF=60°,EF交射线BC于点F,连接BE,DF.点E从点C出发,沿CA方向以每秒2cm的速度运动至点A处停止.设△BEF的面积为ycm2,点E的运动时间为x秒.
(1)求证:BE=EF;
(2)求y与x的函数表达式,并写出自变量x的取值范围;
(3)求x为何值时,线段DF的长度最短.
【答案】(1)证明见解析;
(2)y=−3x2+103x0
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