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(通用版)中考数学一轮复习精讲精练第4章第3讲 菱形(2份,原卷版+解析版)
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知识梳理 夯实基础
知识点1:菱形的性质
1.边:对边平行,四条边都相等
2.角:对角相等
3.对角线:
4.对称性:既是中心对称图形又是轴对称图形,对角线所在直线就是对称轴
知识点2:菱形的判定
定义法:有一组邻边相等的平行四边形是菱形
对角线互相垂直的平行四边形是菱形
四条边都相等的四边形是菱形
知识点3:四边形、平行四边形、菱形之间的关系
知识点4:菱形面积求法
由于菱形是平行四边形,所以菱形的面积也可以表示为(表示菱形的边长,表示此边上的高)
由于菱形的对角线把菱形分成四个全等的直角三角形,所以菱形的面积可以用对角线乘积的一半来表示.
直击中考 胜券在握
1.下列命题不正确的是( )
A.对角线互相平分且一组邻边相等的四边形是菱形
B.两组对边分别平行且一组邻边相等的四边形是菱形
C.两组对角分别相等且一组邻边相等的四边形是菱形
D.对角线互相垂直且相等的四边形是菱形
【答案】D
【详解】
选项A,B,D正确.选项C,例如下图,满足条件
不是菱形.所以选D.
2.(2021·陕西中考)如图,在菱形中,,连接、,则的值为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】
设AC与BD的交点为O,由题意易得,,进而可得△ABC是等边三角形,,然后问题可求解.
【详解】
解:设AC与BD的交点为O,如图所示:
∵四边形是菱形,
∴,,
∵,
∴△ABC是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
故选D.
【点睛】
本题主要考查菱形的性质、含30°角的直角三角形的性质及勾股定理,熟练掌握菱形的性质、含30°角的直角三角形的性质及勾股定理是解题的关键.
3.(2021·四川德阳中考)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点E是CD中点,连接OE,则下列结论中不一定正确的是( )
A.AB=ADB.OEABC.∠DOE=∠DEOD.∠EOD=∠EDO
【答案】C
【分析】
由菱形的性质可得AB=AD=CD,AC⊥BD,由直角三角形的性质可得OE=DE=CE=CD=AB,即可求解.
【详解】
解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=AD=CD,AC⊥BD,故选项A不合题意,
∵点E是CD的中点,
∴OE=DE=CE=CD=AB,故选项B不合题意;
∴∠EOD=∠EDO,故选项D不合题意;
故选:C.
【点睛】
本题考查了菱形的性质,直角三角形的性质,掌握菱形的性质是是解题的关键.
4.(2020·安徽省马鞍山二模)在菱形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,过点A作AE⊥BC,垂足为E,交BC于点E,若AC=,AE=2,则菱形ABCD的面积为( )
A.5B.4C.2D.3
【答案】A
【分析】
由三角形面积得出==,设BC=x,则OB=2x,在Rt△OBC中,由勾股定理得出方程,解方程得出BC=,即可得出答案.
【详解】
解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OA=OC=AC=,
∵AE⊥BC,
∴△ABC的面积=BC×AE=AC×OB,
∴==,
设BC=x,则OB=2x,
在Rt△OBC中,由勾股定理得:(x)2﹣(2x)2=()2,
解得:x=,
∴BC=,
∴菱形ABCD的面积=BC×AE=×2=5;
故选:A.
【点睛】
本题考查了菱形的性质、勾股定理、三角形面积等知识;熟练掌握菱形的性质,由勾股定理得出方程是解题的关键.
5.(2020·福建省三明市九年级(二检))如图,在菱形ABCD中,CE⊥AD于点E,csD= ,AE=4,则AC的长为( )
A.8B.C.D.
【答案】B
【分析】
根据三角函数、勾股定理和菱形的性质解答即可.
【详解】
∵CE⊥AD于点E,csD=,
∴csD==,
设DE=,CD=,
∵四边形ABCD是菱形,
∴CD=AD=,
∴DE+AE=AD,即,
∴,则DE=,CD=,
在Rt△EDC中,
∵,即,
∴,
在Rt△EAC中,
∵,即,
解得.
故选:B.
【点睛】
本题考查了菱形的性质、勾股定理、锐角三角函数等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.
6.(2021·四川南充中考)如图,在菱形ABCD中,,点E,F分别在边AB,BC上,,的周长为,则AD的长为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】
连接BD,过点E作EM⊥AD,可得ME=,AM=1,再证明△BDF≌△ADE,可得是等边三角形,从而得DE=,进而即可求解.
【详解】
连接BD,过点E作EM⊥AD,
∵,,
∴ME=AE×sin60°=2×=,AM= AE×cs60°=2×=1,
∵在菱形ABCD中,
∴AD=AB=BC=CD,∠C=∠A=60°,
∴△ABD和△BCD均为等边三角形,
∴∠DBF=∠A=60°,BD=AD,
又∵,
∴△BDF≌△ADE,
∴∠BDF=∠ADE,DE=DF,
∴∠ADE+∠BDE=60°=∠BDF+∠BDE,即:∠EDF=60°,
∴是等边三角形,
∵的周长为,
∴DE=×=,
∴DM=,
∴AD=AM+DM=1+.
故选C.
【点睛】
本题主要考查菱形的性质以及全等三角形的判定和性质,添加辅助线,构造全等三角形和直角三角形,是解题的关键.
7.(2021·兰州中考)如图,菱形的对角线与相交于点,点在上,连接,,,,,则( )
A.4B.3C.D.2
【答案】A
【分析】
根据菱形的性质以及已知条件,可得是等边三角形,可得,进而根据,可得,进而可得,根据, ,,即可求得.
【详解】
四边形是菱形,
,,
,
是等边三角形,
,
,
,
,
,
,
,
即,
,
.
故选A.
【点睛】
本题考查了菱形的性质,等边三角形的性质与判定,解直角三角形,等腰直角三角形的性质,综合运用以上知识是解题的关键.
8.(2021·辽宁朝阳中考)如图,在菱形ABCD中,点E,F分别在AB,CD上,且BE=2AE,DF=2CF,点G,H分别是AC的三等分点,则S四边形EHFG÷S菱形ABCD的值为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】
由题意可证EG∥BC,EG=2,HF∥AD,HF=2,可得四边形EHFG为平行四边形,即可求解.
【详解】
解:∵BE=2AE,DF=2FC,
∴,
∵G、H分别是AC的三等分点,
∴,,
∴,
∴EG∥BC
∴,
同理可得HF∥AD,,
∴,
故选:A.
【点睛】
本题考查了菱形的性质,由题意可证EG∥BC,HF∥AD是本题的关键.
9.(2021·山东潍坊中考)若菱形两条对角线的长度是方程x2﹣6x+8=0的两根,则该菱形的边长为( )
A.B.4C.25D.5
【答案】A
【分析】
先求出方程的解,即可得到,根据菱形的性质求出和 ,根据勾股定理求出即可.
【详解】
解:解方程,得,
即,
∵四边形是菱形,
∴,
由勾股定理得,
即菱形的边长为,
故选:.
【点睛】
本题考查了解一元二次方程和菱形的性质,正确求出方程的根是解题的关键.
10.(2021·海南中考)如图,在菱形中,点分别是边的中点,连接.若菱形的面积为8,则的面积为( )
A.2B.3C.4D.5
【答案】B
【分析】
连接,相交于点,交于点,先根据菱形的性质可得,再根据三角形中位线定理可得,然后根据相似三角形的判定与性质可得,从而可得,最后利用三角形的面积公式即可得.
【详解】
解:如图,连接,相交于点,交于点,
四边形是菱形,且它的面积为8,
,
点分别是边的中点,
,
,,
,
,
,
则的面积为,
故选:B.
【点睛】
本题考查了菱形的性质、三角形中位线定理、相似三角形的判定与性质等知识点,熟练掌握菱形的性质是解题关键.
11.(2021·浙江衢州中考)如图.将菱形ABCD绕点A逆时针旋转得到菱形,.当AC平分时,与满足的数量关系是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】
根据菱形的性质可得AB=AC,根据等腰三角形的性质可得∠BAC=∠BCA=,根据旋转的性质可得∠CAC′=∠BAB′=,根据AC平分可得∠B′AC=∠CAC=,即可得出,可得答案.
【详解】
∵四边形ABCD是菱形,,
∴AB=AC,
∴∠BAC=∠BCA==,
∵将菱形ABCD绕点A逆时针旋转得到菱形,
∴∠CAC′=∠BAB′=,
∵AC平分,
∴∠B′AC=∠CAC=,
∴∠BAC=∠B′AC+∠BAB′=2=,
∴,
故选;C.
【点睛】
本题考查旋转的性质及菱形的性质,熟练掌握相关性质并正确找出旋转角是解题关键.
12.(2021·辽宁营口中考)如图,在平面直角坐标系中,菱形的边与x轴平行,A,B两点纵坐标分别为4,2,反比例函数经过A,B两点,若菱形面积为8,则k值为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】
过点A作,设,,根据菱形的面积得到AB的长度,在中应用勾股定理即可求解.
【详解】
解:过点A作,
∵A,B两点纵坐标分别为4,2,反比例函数经过A,B两点,
∴设,,
∴,,
∵菱形面积为8,
∴,解得,
∴,
在中,,
即,解得,
∴,
故选:A.
【点睛】
本题考查反比例函数图象上点的坐标特征、菱形的性质等内容,根据提示做出辅助线是解题的关键.
13.(2021·北京中考)如图,在矩形中,点分别在上,.只需添加一个条件即可证明四边形是菱形,这个条件可以是______________(写出一个即可).
【答案】(答案不唯一)
【分析】
由题意易得四边形是平行四边形,然后根据菱形的判定定理可进行求解.
【详解】
解:∵四边形是矩形,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
若要添加一个条件使其为菱形,则可添加或AE=CE或CE=CF或AF=CF,理由:一组邻边相等的平行四边形是菱形;
故答案为(答案不唯一).
【点睛】
本题主要考查菱形的判定定理、矩形的性质及平行四边形的判定,熟练掌握菱形的判定定理、矩形的性质及平行四边形的判定是解题的关键.
14.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,若OA=6,S菱形ABCD=48,则OH的长为___.
【答案】4
【分析】
由菱形的性质得出OA=OC=6,OB=OD,AC⊥BD,则AC=12,由直角三角形斜边上的中线性质得出OH=BD,再由菱形的面积求出BD=8,即可得出答案.
【详解】
解:∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC=6,OB=OD,AC⊥BD,
∴AC=12,
∵DH⊥AB,
∴∠BHD=90°,
∴OH= BD,
∵菱形ABCD的面积=AC•BD=×12•BD=48,
∴BD=8,
∴OH=BD=4,
故答案为:4.
【点睛】
本题主要考查了菱形的性质,直角三角形的性质,菱形的面积公式,解题的关键是根据直角三角形斜边上的中线性质求得OH=BD.
15.(2020·哈尔滨中考)如图,在菱形中,对角线相交于点O,点E在线段BO上,连接AE,若,,,则线段AE的长为_____.
【答案】
【分析】
设BE=x,根据菱形性质可得到AB= AD=CD=2x,进而得到,解得x值,根据勾股定理即可求得AE值.
【详解】
解:设BE=x,
∵菱形,
∴AB= AD=CD=2x,
∵,
∴,
∴BD=3x,
∴OB=OD=,
∴,
∴x=2,
∴AB=4,BE=2,
∴,
∴,
故答案为:.
【点睛】
本题考查菱形的性质结合勾股定理的应用,熟练掌握菱形性质是解题的关键.
16.(2021·贵州毕节中考)如图,在菱形ABCD中,,,Q为AB的中点,P为对角线BD上的任意一点,则的最小值为_____________.
【答案】
【分析】
连接AC,CQ,则CQ的长即为AP+PQ的最小值,再根据菱形ABCD中,∠BCD=120°得出∠ABC的度数,进而判断出△ABC是等边三角形,故△BCQ是直角三角形,根据勾股定理即可得出CQ的长.
【详解】
解:连接AC,CQ,
∵四边形ABCD是菱形,
∴A、C关于直线BD对称,
∴CQ的长即为AP+PQ的最小值,
∵∠BCD=120°,
∴∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∵Q是AB的中点,
∴CQ⊥AB,BQ=BC=×2=1,
∴CQ=.
故答案为:.
【点睛】
本题考查了轴对称-最短路线问题,熟知菱形的性质及两点之间线段最短是解答此题的关键.
17.(2021·牡丹江市中考)菱形ABCD中,AB=6,∠ABC=60°,以AD为边作等腰直角三角形ADF,∠DAF=90°,连接BF,BD,则△BDF的面积为_______.
【答案】或.
【分析】
分AF在AD上方还是下方两种情况,若AF在上方,则有,若AF在下方,则有,分别求出这三部分面积即可.
【详解】
解:当AF在AD上方时,如图,延长FA交BC于E,则有∠BEF=90°,
∵AB=6,∠ABC=60°,
∴BE=3,,,
∴,,,
∴,
当AF在AD下方时,如图,
则,
故答案为:或.
【点睛】
本题主要考查了菱形的性质、以及三角形面积的和差表示,注意分类讨论是正确解答本题的关键.
18.(2021·四川绵阳中考)如图,在菱形中,,为中点,点在延长线上,、分别为、中点,,,则_____.
【答案】4
【分析】
连接CG,过点C作CM AD,交AD的延长线于M,利用平行线的性质和三角形中位线定理可得CG= 2HF= ,由ABCD,得CDM= A= 60°,设DM= x,则CD= 2x,CM=x,在Rt△CMG中,借助勾股定理得,即可求出x的值,从而解决问题.
【详解】
如图,连接CG,过点C作CM AD,交AD的延长线于M,
F、H分别为CE、GE中点,
FH是△CEG的中位线,
HF=CG,
四边形ABCD是菱形,
ADBC,ABCD,
DGE =E,
EHF= DGE,
E=EHF,
HF = EF = CF,
CG= 2HF =,
ABCD,
CDM= A = 60°,
设DM= x,则CD= 2x,CM=x,
点G为AD的中点,
DG= x,GM=2x,
在Rt△CMG中,由勾股定理得:
,
x=2,
AB = CD= 2x= 4.
故答案为:4.
【点睛】
本题主要考查了菱形的性质,三角形的中位线定理,勾股定理等知识,有一定综合性,作辅助线,构造直角三角形,利用方程思想是解题的关键.
19.(2021·江苏苏州·中考真题)如图,四边形为菱形,,延长到,在内作射线,使得,过点作,垂足为,若,则对角线的长为______.(结果保留根号)
【答案】
【分析】
先由菱形的性质得出,求得,再根据直角三角形两锐角互余得 ,连接AC交BD于点O,根据菱形的性质得,,根据AAS证明可得,从而可求出.
【详解】
解:连接AC,如图,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB//CD,,BD=2DO
∴
∵
∴
∵
∴
∵四边形ABCD是菱形,
∴
∴
在和中,
∴≌
∴
∴
故答案为:.
【点睛】
此题主要考查了菱形的性质以及全等三角形的判定与性质,连接AC并证明≌是解答此题的关键.
20.(2020·辽宁鞍山中考)如图,在菱形中,,点E,F分别在,上,且,与相交于点G,与相交于点H.下列结论:①;②;③若,则;④.其中正确的结论有_______.(只填序号即可)
【答案】①③④
【分析】
根据等边三角形的性质证明△ACF≌△CDE,可判断①;过点F作FP∥AD,交CE于P点,利用平行线分线段成比例可判断③;过点B作BM⊥AG于M,BN⊥GC于N,得到点A、B、C、G四点共圆,从而证明△ABM≌△CBN,得到S四边形ABCG=S四边形BMGN,再利用S四边形BMGN=2S△BMG求出结果即可判断④;证明△BCH∽△BGC,得到,推出GH·BG=BG2-BC2,得出若等式成立,则∠BCG=90°,根据题意此条件未必成立可判断②.
【详解】
解:∵ABCD为菱形,
∴AD=CD,
∵AE=DF,
∴DE=CF,
∵∠ADC=60°,
∴△ACD为等边三角形,
∴∠D=∠ACD=60°,AC=CD,
∴△ACF≌△CDE(SAS),故①正确;
过点F作FP∥AD,交CE于P点.
∵DF=2CF,
∴FP:DE=CF:CD=1:3,
∵DE=CF,AD=CD,
∴AE=2DE,
∴FP:AE=1:6=FG:AG,
∴AG=6FG,
∴CE=AF=7GF,故③正确;
过点B作BM⊥AG于M,BN⊥GC于N,
∵∠AGE=∠ACG+∠CAF=∠ACG+∠GCF=60°=∠ABC,
即∠AGC+∠ABC=180°,
∴点A、B、C、G四点共圆,
∴∠AGB=∠ACB=60°,∠CGB=∠CAB=60°,
∴∠AGB=∠CGB=60°,
∴BM=BN,又AB=BC,
∴△ABM≌△CBN(HL),
∴S四边形ABCG=S四边形BMGN,
∵∠BGM=60°,
∴GM=BG,BM=BG,
∴S四边形BMGN=2S△BMG=2××BG×BG=BG2,故④正确;
∵∠CGB=∠ACB=60°,∠CBG=∠HBC,
∴△BCH∽△BGC,
∴,
则BG·BH=BC2,
则BG·(BG-GH)=BC2,
则BG2-BG·GH= BC2,
则GH·BG=BG2-BC2,
当∠BCG=90°时,BG2-BC2=CG2,此时GH·BG= CG2,
而题中∠BCG未必等于90°,故②不成立,
故正确的结论有①③④,
故答案为:①③④.
【点睛】
本题考查了菱形的性质,等边三角形的判定与性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,作出辅助线构造出全等三角形,把不规则图形的面转化为两个全等三角形的面积是解题的关键.
21.(2021·四川资阳中考)如图,在菱形中,,交的延长线于点E.连结交于点F,交于点G.于点H,连结.有下列结论:①;②;③;④.其中所有正确结论的序号为__________.
【答案】①②③④
【分析】
利用菱形的性质和全等三角形的判定证明①,利用AA定理证明△FCE∽△FGC,从而证明②,由含30°直角三角形的性质和平行线分线段成比例定理分析求解,从而证明③和④.
【详解】
解:在菱形ABCD中,AD=DC,∠ADB=∠CDB
又∵DF=DF
∴△ADF≌△CDF,
∴,故①正确;
∵AD∥BC
∴∠DAF=∠FEC
又①中已证△ADF≌△CDF,
∴∠DAF=∠DCF,AF=CF
∴∠DCF=∠FEC
又∵∠CFG=∠CFG
∴△FCE∽△FGC,
∴,
即,故②正确;
∵在菱形中,,
∴∠DBC=∠BDC=30°
又∵
∴在Rt△DCF中,∠CDE=30°
∴
∴在菱形ABCD中,
又∵AD∥BC,
∴
由①已证AF=FC
∴
由②已证,
设FC=2k,EF=3k
∴FG=,EG=
∴,故③正确;
由③已知
设DF=2a,BF=3a
∴BD=5a
∴在Rt△BDE中,
在Rt△CDE中,
在Rt△DFH中,,
∴
∴在Rt△FCH中,
又由②③已证,,
设FG=4m,EG=5m,则EF=9m
∴,解得(负值舍去)
∴
∴,故④正确
故答案为:①②③④.
【点睛】
本题考查菱形的性质,平行线分线段成比例定理以及解直角三角形,题目有一定难度,掌握相关性质定理正确推理计算是解题关键.
22.(2021·遂宁中考)如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,过点O的直线EF与BA、DC的延长线分别交于点E、F.
(1)求证:AE=CF;
(2)请再添加一个条件,使四边形BFDE是菱形,并说明理由.
【答案】(1)见解析;(2)EF⊥BD或EB=ED,见解析
【分析】
(1)根据平行四边形的性质和全等三角形的证明方法证明,则可得到AE=CF;
(2)连接BF,DE,由,得到OE= OF,又AO=CO,所以四边形AECF是平行四边形,则根据EF⊥BD可得四边形BFDE是菱形.
【详解】
证明:(1)∵四边形是平行四边形
∴OA=OC,BE∥DF
∴∠E=∠F
在△AOE和△COF中
∴
∴AE=CF
(2)当EF⊥BD时,四边形BFDE是菱形,理由如下:
如图:连结BF,DE
∵四边形是平行四边形
∴OB=OD
∵
∴
∴四边形是平行四边形
∵EF⊥BD,
∴四边形是菱形
【点睛】
本题主要考查了全等三角形的性质与判定、平行四边形的性质,菱形的判定等知识点,熟悉相关性质,能全等三角形的性质解决问题是解题的关键.
23.(2021·辽宁沈阳中考)如图,在菱形中,点M,N分别是边,上的点,,.连接,,延长交线段延长线于点E.
(1)求证:;
(2)若,则的长是__________.
【答案】(1)见解析;(2).
【分析】
(1)根据菱形的性质可得,,根据,,可得,利用即可证明;
(2)根据菱形的性质可证明,根据相似的性质可求得的长度,进而可求.
【详解】
解:(1)证明:四边形为菱形,
,,
,,
,
在和中,
,
,
(2)四边形为菱形,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
【点睛】
本题考查了菱形的性质,全等三角形的判定,相似三角形的判定和性质,通过菱形的性质得到是关键.
24.(2021·广西贺州中考)如图,在四边形中,,,,交于点,过点作,垂足为,且.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)若,求的面积.
【答案】(1)见解析;(2)
【分析】
(1)先利用角平分线判定定理证得,再由已知角的等量关系推出,并可得,则可证明四边形是平行四边形,最后由得,即可证得结论;
(2)由菱形的性质可得,再根据角的等量关系求出,则可利用三角函数求得,此题得解.
【详解】
(1)证明:如图,
∵,
∴,
又∵,且,
∴为的角平分线,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴,
∴四边形是菱形.
(2)解:由(1)得四边形是菱形,
∴,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴.
【点睛】
此题主要考查了菱形的判定与性质,熟练掌握特殊四边形的判定与性质是解题的关键.
25.(2021·湖北随州中考)如图,在菱形中,,是对角线上的两点,且.
(1)求证:≌;
(2)证明四边形是菱形.
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【分析】
(1)利用SAS证明即可;
(2)从对角线的角度加以证明即可.
【详解】
(1)证明:∵四边形为菱形,
∴,且,
又∵,
∴≌.
(2)
证明:连接交于点,
∵四边形为菱形,
∴,且为,中点,
又∵,
∴
∴与互相垂直且平分,
故四边形是菱形.
【点睛】
本题考查了菱形的判定和性质,三角形的全等判定和性质,熟练掌握三角形全等判定的基本原理,菱形判定基本方法和性质是解题的关键.
26.(2021·湖南湘潭·中考真题)如图,一次函数图象与坐标轴交于点A、B,二次函数图象过A、B两点.
(1)求二次函数解析式;
(2)点B关于抛物线对称轴的对称点为点C,点P是对称轴上一动点,在抛物线上是否存在点Q,使得以B、C、P、Q为顶点的四边形是菱形?若存在,求出Q点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的解析式为:;(2)Q点坐标为(1,)或(3,0)或(-1,0).
【分析】
(1)由直线与坐标轴的交点坐标A,B,代入抛物线解析式,求出b,c坐标即可;
(2)分BC为对角线和边两种情况讨论,其中当BC为边时注意点Q的位置有两种:在点P右侧和左侧,根据菱形的性质求解即可.
【详解】
解:(1)对于:当x=0时,;
当y=0时,,妥得,x=3
∴A(3,0),B(0,)
把A(3,0),B(0,)代入得:
解得,
∴抛物线的解析式为:;
(2)抛物线的对称轴为直线
故设P(1,p),Q(m,n)
①当BC为菱形对角线时,如图,
∵B,C关于对称没对称,且对称轴与x轴垂直,
∴∴BC与对称轴垂直,且BC//x轴
∵在菱形BQCP中,BC⊥PQ
∴PQ⊥x轴
∵点P在x=1上,
∴点Q也在x=1上,
当x=1时,
∴Q(1,);
②当BC为菱形一边时,若点Q在点P右侧时,如图,
∴BC//PQ,且BC=PQ
∵BC//x轴,
∴令,则有
解得,
∴
∴PQ=BC=2
∵
∴PB=BC=2
∴迠P在x轴上,
∴P(1,0)
∴Q(3,0);
若点Q在点P的左侧,如图,
同理可得,Q(-1,0)
综上所述,Q点坐标为(1,)或(3,0)或(-1,0)
【点睛】
本题考查的知识点有用待定系数法求出二次函数的解析式,菱形的性质和判定,解一元二次方程,主要考查学生综合运用这些性质进行计算和推理的能力.
27.(2020·临沂中考)如图,菱形的边长为1,,点E是边上任意一点(端点除外),线段的垂直平分线交,分别于点F,G,,的中点分别为M,N.
(1)求证:;
(2)求的最小值;
(3)当点E在上运动时,的大小是否变化?为什么?
【答案】(1)见解析;(2);(3)不变,理由见解析.
【分析】
(1)连接CF,根据垂直平分线的性质和菱形的对称性得到CF=EF和CF=AF即可得证;
(2)连接AC,根据菱形对称性得到AF+CF最小值为AC,再根据中位线的性质得到MN+NG的最小值为AC的一半,即可求解;
(3)延长EF,交DC于H,利用外角的性质证明∠AFC=∠FCE+∠FEC+∠FAE+∠FEA,再由AF=CF=EF,得到∠AEF=∠EAF,∠FEC=∠FCE,从而推断出∠AFD=∠FAE+∠ABF=∠FAE+∠CEF,从而可求出∠ABF=∠CEF=30°,即可证明.
【详解】
解:(1)连接CF,
∵FG垂直平分CE,
∴CF=EF,
∵四边形ABCD为菱形,
∴A和C关于对角线BD对称,
∴CF=AF,
∴AF=EF;
(2)连接AC,
∵M和N分别是AE和EF的中点,点G为CE中点,
∴MN=AF,NG=CF,即MN+NG=(AF+CF),
当点F与菱形ABCD对角线交点O重合时,
AF+CF最小,即此时MN+NG最小,
∵菱形ABCD边长为1,∠ABC=60°,
∴△ABC为等边三角形,AC=AB=1,
即MN+NG的最小值为;
(3)不变,理由是:
延长EF,交DC于H,
∵∠CFH=∠FCE+∠FEC,∠AFH=∠FAE+∠FEA,
∴∠AFC=∠FCE+∠FEC+∠FAE+∠FEA,
∵点F在菱形ABCD对角线BD上,根据菱形的对称性可得:
∠AFD=∠CFD=∠AFC,
∵AF=CF=EF,
∴∠AEF=∠EAF,∠FEC=∠FCE,
∴∠AFD=∠FAE+∠ABF=∠FAE+∠CEF,
∴∠ABF=∠CEF,
∵∠ABC=60°,
∴∠ABF=∠CEF=30°,为定值.
【点睛】
本题考查了菱形的性质,最短路径,等边三角形的判定和性质,中位线定理,难度一般,题中线段较多,需要理清线段之间的关系.
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