菱形证明专题训练
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乐学教育菱形证明专题训练
1.已知:如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,E,F为对角线AC上两点,且
AE=CF,DF∥BE,AC平分∠BAD.求证:四边形ABCD为菱形.?
【答案】∵AB∥CD,
∴∠BAE=∠DCF.?∵DF∥BE,
∴∠BEF=∠DFE,?∴∠AEB=∠CFD.
又∵AE=CF,?∴△AEB≌∠CFD,
∴AB=CD.?∵AB∥CD,?∴四边形ABCD是平行四边形.
∵AC平分∠BAD,
∴∠BAE=∠DAF.?又∠BAE=∠DCF,
∴∠DAF=∠DCF,?∴AD=CD,
∴四边形ABCD是菱形.
2.如图,矩形ABCD中,点O为AC的中点,过点O的直线分别与AB,CD交于点E,F,连接BF交AC于点M,连接DE,BO.若∠COB=60°,FO=FC.
求证:
(1)四边形EBFD是菱形;
【答案】连接OD.∵点O为矩形ABCD的对角线AC的中点,
∴B,D, O三点共线且BD=DO=CO=AO.
在矩形ABCD中,AB∥DC,AB=DC,∴∠FCO=∠EAO.
在△CFO和△AEO中,?∴△CFO≌△AEO,∴FO=EO.?又∵BO=DO,∴四边形BEFD是平行四边形.
∵BO=CO,∠COB=60°,?∴△COB是等边三角
形.∴∠OCB=60°.?∴∠FCO=∠DCB-∠OCB=30°.?∵FO=FC,∴∠FOC=∠FCO=30°.?∴∠FOB=∠FOC+∠COB=90°.
∴EF⊥BD.∴平行四边形EBFD是菱形.
(2)MB∶OE=3∶2.
【答案】∵BO=BC,∴点B在线段OC的垂直平分线上.
∵FO=FC,∴点F在线段OC的垂直平分线上.
∴BF是线段OC的垂直平分线.?∴∠FMO=∠OMB=90°.?∴∠OBM=30°.∴OF=BF.?
∵∠FOC=30°,∴FM=OF.???∴BM=BF-MF=2OF-OF=OF.
??即FO=EO,∴BM∶OE=3∶2.
3.如图,在△ABC中,∠ABC=90°,BD为AC边上的中线,过点C作CE⊥BD于点E,过点A作BD的平行线,交CE的延长线于点F,在AF的延长线上截取FG=BD,连接BG,DF.
求证:四边形BGFD是菱形.?
【答案】∵FG∥BD,BD=FG,∴四边形BGFD是平行四边形.
∵CF⊥BD,AG∥BD,∴CF⊥AG.又∵∠ABC=90°,点D是AC的中
点,∴BD=DF=AC,???∴平行四边形BGFD是菱形.
4. 如图,点O是菱形ABCD对角线的交点,DE∥AC,CE∥BD,连接OE.?求证:OE=BC.
【答案】∵DE∥AC,CE∥BD,?∴四边形OCED是平行四边形.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OB=OD,
∴∠BOC=∠COD=90°,
∴四边形OCED是矩形,
∴∠ODE=90°,∵OB=OD,∠BOC=∠ODE=90°,?∴BC=,OE=,??
∵DE=OC.?∴OE=BC.
5.[2015·兰州中考,25] (9分)如图,四边形ABCD中,AB∥CD,AB≠CD,BD=AC.
(1)求证:AD=BC;
【答案】作BM∥AC,BM交DC的延长线于点M,则∠ACD=∠BMD.1分
?
∵AB∥CD,BM∥AC,?∴四边形ABMC为平行四边形.2分
?∴AC=BM.?∵BD=AC,∴BM=BD.?∴∠BDM=∠BMD.
∴∠BDC=∠ACD.
在△BDC和△ACD中,
?∴△BDC≌△ACD.4分
∴BC=AD.5分
(2)若E,F,G,H分别是AB,CD,AC,BD的中点.求证:线段EF与线段GH互相垂直平分.
【答案】连接EG,GF,FH,HE.6分
∵E,H为AB,BD的中点,∴EH=AD.
同理FG=AD,EG=BC,FH=BC.?
∵BC=AD,∴EG=FG=FH=EH.8分?∴四边形EGFH为菱形,?∴EF与GH互相垂直平分.9分
6.[2015·长春中考,18] (7分)如图,CE是△ABC外角∠ACD的平分线,AF∥CD交CE于
点F,FG∥AC交CD于点G,求证:四边形ACGF是菱形.?
【答案】因为AF∥CD,FG∥AC,
所以四边形ACGF是平行四边形①,?又因为∠ACE=∠ECG,∠ECG=∠AFC,?所以
∠ACE=∠AFC,所以AC=AF②,
由①②得四边形ACGF是菱形.
7.[2010·上海中考,23]已知梯形ABCD中,AD∥BC,AB=AD(如图所示),∠BAD的平分线AE交BC于点E,连结
DE.?
(1)在图中,用尺规作∠BAD的平分线AE(保留作图痕迹,不写作法),并证明四边形ABED是菱形;
【答案】?
∵∠BAE=∠DAE,
∠DAE=∠BEA,?∴∠BAE=∠BEA,AB=BE=AD,
AD∥BE,∴四边形ABED的平行四边形,又AB=AD,
∴四边形ABED为菱形
(2)∠ABC=60°,EC=2BE,求证:ED⊥DC.
【答案】过D作DF∥AE,则DF=CF=1,?∴∠C=30°,而∠DEC=60°,
∴∠EDC=90°,∴ED⊥DC.
8.[2010·沈阳中考,19]如图,菱形ABCD的对角线AC与BD相交于O,点E,F分别为边AB,AD的中点,连接EF,OE,OF,求证:四边形AEOF是菱形.
【答案】∵点E,F分别为AB,AD的中点
∴AE=AB,AF=AD(2分)??
?又∵四边形ABCD是菱形
∴AB=AD
∴AE=AF(4分)
又∵菱形ABCD的对角线AC与BD相交于点O?∴O为BD的中点
∴OE,OF是△ABD的中位线(6分)?∴OE∥AD,OF∥AB
∴四边形AEOF是平行四边形(8分)
∵AE=AF
∴四边形AEOF是菱形(10分)
9. [2010·安徽中考,20]如图,AD∥FE,点B,C在AD
上,∠1=∠2,BF=BC.?
(1)求证:四边形BCEF是菱形;
【答案】∵AD∥FE,∴∠FEB=∠2.?
2,∴∠FEB=∠1.
=∠
1
∵∠
∴BF=EF
∵BF=BC,∴BC=EF.
∴四边形BCEF是平行四边形?∵BF=BC,?∴四边形BCEF是菱形(5分)
(2)若AB=BC=CD,求证:△ACF≌△BDE.
【答案】∵EF=BC,AB=BC=CD,AD∥FE,
∴四边形ABEF、四边形CDEF均为平行四边形,∴AF=BE,FC=ED.(8分)
又∵AC=2BC=BD,(9分)?∴△ACF≌△BDE.(10分)
10.[2013·长沙中考,24]如图,在?ABCD中,M,N分别是AD,BC的中
点,∠AND=90°,连接CM交DN于点O.
(1)求证:△ABN≌△CDM;
【答案】∵∠ABN=∠CDM,AB=CD,
BN=BC=AD=DM,
?
∴△ABN≌△CDM(SAS).
(2)过点C作CE⊥MN于点E,交DN于点P,若PE=1,∠1=∠2,求AN的长.
【答案】∵M,O分别为AD,ND的中点,
∴AN∥MO且AN=2MO,?∴∠MOD=∠AND=90°,即平行四边形CDMN是菱形,?在Rt△MOD与Rt△NEC中,
∵∠1=∠2,MD=NC,∴Rt△MOD≌Rt△NEC,
∴MO=NE.?根据菱形的性质可知,∠MND=∠CND,∠1=∠CND,所以
∠MND=∠CND=∠2=30°,所以在Rt△ENP中NE=PE÷tan30°=,
?
即AN=2.
11.如图,在△ABC中,∠A=90°,AH⊥BC于点H,∠B的平分线交AC于点D,交AH于点
E,DF⊥BC于点F,求证:四边形AEFD是菱形.?
【答案】∵∠ABD=∠FBD,BD=BD,∠BAD=∠DFB=90°,
∴△ABD≌△FBD,∴AD=DF,AB=FB.?又∠ABE=∠FBE,BE=BE,
∴△ABE≌△FBE.
∴∠BAE=∠BFE.?又∠BAE=90°-∠ABC=∠C,
∴∠BFE=∠C,∴EF∥AD.?∵DF⊥BC,AH⊥BC,∴AE∥DF.
∴四边形AEFD是平行四边形.?又AD=DF,∴四边形AEFD是菱形.
12. [2012·南宁中考,25]如图,已知矩形纸片ABCD,AD=2,AB=4,将纸片折叠,使顶点A 与边CD上的点E重合,折痕FG分别与AB,CD交于点G,F,AE与FG交于点O.
图1图2
(1)如图1,求证:A,G,E,F四点围成的四边形是菱形;
【答案】证法一:??证明:在矩形ABCD中,CD∥AB
∴∠1=∠3(1分)?由折叠可知:AG=EG,∠1=∠2
∴∠2=∠3?∴EF=EG(2分)?∴EF=AG
∴四边形AGEF是菱形(3分)
证法二:?证明:连接AF,由折叠可知
OA=OE,AG=EG(1分)?在矩形ABCD中,AB∥CD
∴∠AEF=∠EAG
∵∠AOG=∠EOF?∴△AOG≌△EOF(ASA)(2分)
∴AG=EF
∴四边形AGEF是菱形(3分)
(2)如图2,当△AED的外接圆与BC相切于点N时,求证,点N是线段BC的中点;
【答案】证明:连接ON,O是Rt△ADE外接圆圆心.??∵⊙O与BC相切于点N
∴ON⊥BC(4分)?在矩形ABCD中,DC⊥BC,AB⊥BC
∴CD∥ON∥AB
∴=(5分)?
∵OA=OE∴CN=NB?即N为BC的中点(6分)
(3)如图2,在第2问的条件下,求折痕FG的长.
【答案】解法一:?过点O作OM⊥AB于点M,则四边形OMBN是矩形??设⊙O半径为x,则OA=OE=ON=x(7分)?∵AB=4,AD=2∴AM=4-x?由第2问
得,NB=OM=1
在Rt△AOM中,OA2=AM2+OM2?∴x2=(4-x)2+12∴x=(8分)?
AM=4-=
∵∠FEO=∠OAM?又∵∠FOE=∠OMA=90°
∴Rt△EFO∽Rt△AOM?∴=∴=(9分)???∴OF= ∴FG=2OF=(10分)??
解法二:
延长NO交AD于点M
?∴四边形ABNM是矩形?∴AM=BN=AD=1??
∵O为Rt△ADE外接圆圆心?∴OA=OE=ON
设ON为x,则OM=4-x(7分)?在Rt△AMO中,AM2+OM2=OA2?即12+(4-x)2=x2?x=(8分)
?
∴OM=4-=
∵FG⊥AE,MN∥DC∴∠FEO=∠MOA∠AMO=∠EOF=90°
∴△EOF∽△OMA
∴= ∴=(9分)
??∴OF=FG=2OF=(10分)
13.[2013·葫芦岛中考,20] (本小题满分8分)
如图,四边形ABCD中,AD∥BC,BA⊥AD,BC=DC,BE⊥CD于点E.?
(1)求证:△ABD≌△EBD;
【答案】如图,??∵AD∥BC,?∴∠1=∠DBC.?∵BC=DC,∠2=∠DBC.∴∠1=∠2.2分
又∵∠BAD=∠BED=90°,
BD=BD,∴△ABD≌△EBD. 4分
(2)过点E作EF∥DA,交BD于点F,连接AF.求证:四边形AFED是菱形.
【答案】由第1问得,AD=ED,∠1=∠2.?∵EF∥DA,∴∠1=∠3,∴∠2=∠3.
∴EF=ED.5分?∴EF=AD. 6分
∴四边形AFED是平行四边形.
又∵AD=ED.
∴四边形AFED是菱形.8分
14. [2013·贵阳中考,20]?已知:如图,在菱形ABCD中,F为BC上的任意一点,连接AF交对角线BD于点E,连接EC.
(1)求证:AE=EC;
【答案】?
证明:连接AC.?∵BD是菱形ABCD的对角线,
∴BD垂直平分AC.?∴AE=EC.
(2)当∠ABC=60°,∠CEF=60°时,点F在线段BC上的什么位置?说明理由.
【答案】点F是线段BC的中点.
理由:∵菱形ABCD中,AB=BC,
又∵∠ABC=60°.?∴△ABC是等边三角
形,∠BAC=60°.?∵AE=EC,∠CEF=60°,∴∠EAC=30°.
∴AF是△ABC的角平分线.
∵AF交BC于点F,?∴AF是△ABC的BC边上的中线.
∴点F是线段BC的中点.
15. [2012·上海中考,23]已知:如图,在菱形ABCD中,点E,F分别在边BC,CD
上,∠BAF=∠DAE,AE与BD交于点G.
(1)求证:BE=DF;
【答案】∵四边形ABCD为菱形,?∴AB=AD=BC=CD,?∠ABD=∠ADB=∠CBD=∠CDB, ∠ABE=∠ADF
∵∠BAF=∠DAE,
且∠BAF=∠BAE+∠EAF,?∠DAE=∠DAF+∠EAF
∴∠BAE=∠DAF.
∴△ABE≌△ADF(ASA).
∴BE=DF.
(2)当=时,求证:四边形BEFG是平行四边形.
【答案】在菱形ABCD中,ADBC,
∴∠DAE=∠BEA,∠ADB=∠EBD.?∴△AGD∽△EGB.
∴=.
?又∵=,BE=DF,
?∴===?∴GF∥BE.
∴∠DGF=∠DBC.
∵∠DBC=∠CDB,?∴∠DGF=∠GDF,?∴GF=DF,?∴BE=GF.?∴BEGF,?
∴四边形BEFG是平行四边形.
16.[2013·乌鲁木齐中考,19]如图,在△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于D,AE平分∠BAC,分别与BC,CD交于E,F,EH⊥AB于H,连接FH.求证:四边形CFHE是菱
形.?
【答案】∵AE平分∠BAC,∴∠CAE=∠EAH,而
∠ACB=90°,CD⊥AB,?∴∠CEA+∠CAE=∠AFD+∠EAH=90°,又
∠APD=∠CFE,?∴∠CFE=∠CEF,∴CF=CE.
又∵AE平分
∠BAC,∠ACB=90°.EH⊥AB,∴CE=EH,?∴CF=EH=CE,∵CD⊥AB,EH⊥AB,∴CF∥EH,
∴四边形CFHE是菱形.
17.如图所示,在菱形ABCD中,CE⊥AB于点E,CF⊥AD于点F,求
证:AE=AF.?
【答案】证法1:如图所示,连接AC,??∵四边形ABCD是菱形,?∴AC平分∠BAD,即∠BAC=∠DAC.?在△ACE和△ACF中,
∠AEC=∠AFC=90°,∠BAC=∠DAC,AC=AC,
∴△ACE≌△ACF(AAS),∴AE=AF.?证法2:∵四边形ABCD是菱
形,?∴BC=DC=AD=AB,∠B=∠D.
又∵在△BCE和△DCF中,∠BEC=∠DFC=90°,
∴△BCE≌△DCF(AAS),∴BE=DF,∴AE=AF.
18.[2013·南宁中考,23]如图,在菱形ABCD中,AC是对角线,点E,F分别是边BC,AD的
中点.?
(1)求证:△ABE≌△CDF;
【答案】在菱形ABCD中,AB=BC=CD=DA(或AB=CD,BC=DA).?∠B=∠D.?∵点E,F分别是边BC,AD的中点,
∴BE=DF.
∴△ABE≌△CDF.
(2)若∠B=60°,AB=4,求线段AE的长.
【答案】解法一:∵AB=BC,∠B=60°,
∴△ABC是等边三角形.?∵点E是BC边的中点.?∴AE⊥BC.
在Rt△ABE中,sinB=.???∴AE=AB·sin B=4×=.
??解法二:∵AB=BC,∠B=60°,
∴△ABC是等边三角形.?∵点E是BC边的中点,∴AE⊥BC.
∴∠BAE=30°.
在Rt△ABE中,BE=AB=2.??
∴AE===.
19.[2012·温州中考,19](本题8分)?如图,△ABC中,∠B=90°,AB=6cm,BC=8cm,将
△ABC沿射线BC方向平移10cm,得到△DEF,A,B,C的对应点分别是D,E,F,连接AD.求证:四边形ACFD是菱
形.?
【答案】法一:∵∠B=90°,AB=6cm,BC=8cm.
∴AC=10cm.?由平移变换的性质得CF=AD=10cm,DF=AC,
∴AD=CF=AC=DF,
∴四边形ACFD是菱形.
法二:由平移变换的性质得AD∥CF,
AD=CF=10cm,
∴四边形ACFD是平行四边
形,?∵∠B=90°,AB=6cm,BC=8cm,?∴AC=10cm,?∴AC=CF,?∴?ACFD是菱形.
20.[2011?兰州中考,27](本小题满分12分)
已知:如图17所示的一张矩形纸片ABCD(AD>AB),将纸片折叠一次,使点A与点C重合,再展开,折痕EF交AD边于点E,交BC边于点F.分别连接AF和
CE.?
(1)求证:四边形AFCE是菱形;
【答案】由题意可知OA=OC,EF⊥AO.
∵AD∥BC,∴∠AEO=∠CFO,∠EAO=∠FCO,?∴△AOE≌△COF,∴AE=CF,又AE∥CF,
∴四边形AECF是平行四边形(2分)?∵AC⊥EF,∴四边形AECF是菱形.(4分)(2)若AE=10 cm,△ABF的面积为24 cm2,求△ABF的周长;
【答案】∵四边形AECF是菱形,?∴AF=AE=10cm.
设AB=a,BF=b,
∵△ABF的面积为24 cm2, a2+b2=100,ab=48(6分)
(a+b)2=196,a+b=14或a+b=-14(不合题意,舍去)(7分)?△ABF的周长为a+b+10=24 cm(8分)
(3)在线段AC上是否存在一点P,使得2AE2=AC AP?若存在,请说明点P的位置,并予以证明;若不存在,请说明理由.
【答案】存在,过点E作AD的垂线,交AC于点P,点P就是符合条件的点(9分) 证明:∵∠AEP=∠AOE=90°,∠EAO=∠EAP,
∴△AOE∽△AEP,∴=,
∴AE2=AOAP(11分)
∵四边形AECF是菱形,
∴AO=AC,∴AE2=AC AP,?
?∴2AE2=AC AP.(12分)
21. [2013·营口中考,19]如图 ,△ABC中,AB=AC,AD是△ABC一个外角的平分线,且
∠BAC=∠ACD.
(1)求证:△ABC≌△CDA;
【答案】∵AB=AC,∴∠B=∠ACB?又∵∠FAC是△ABC的一个外
角,?∴∠FAC=∠B+∠ACB?∴∠FAC=2∠ACB2分
又∵AD是∠FAC的角平分线,∴∠FAC=2∠CAD,?∴∠ACB=∠CAD3分
又∵AC=CA,∠BAC=∠DCA
∴△ABC≌△CDA4分
(2)若∠ACB=60°,求证:四边形ABCD是菱形.
【答案】∵∠BAC=∠ACD
∴AB∥CD5分
又∵∠ACB=∠CAD,
∴AD∥BC.?∴四边形ABCD是平行四边形. 6分
∵AB=AC,∠ACB=60°,?∴等腰三角形ABC是等边三角形. 7分
∴AB=BC.?∴四边形ABCD是菱形.8分
22. [2011?宁波中考,23](本小题满分8分)
如图13,在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;
【答案】在ABCD中,AB∥CD,AB=CD?∵E,F分别为边AB,CD的中点?∴DF=DC,BE=AB
?∴DF∥BE,DF=BE(2分)
∴四边形DEBF为平行四边形(3分)
∴DE∥BF(4分)
(2)若∠G=90°,求证:四边形DEBF是菱形.
【答案】∵AG∥BD
∴∠G=∠DBC=90°?∴△DBC为直角三角形(5分)
又∵F为边CD的中点?∴BF=DC=DF.(7分)
?又∵四边形DEBF为平行四边形?∴四边形DEBF是菱形(8分)
23. [2013·黄冈中考,17]如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC,BD相交于点O,DH⊥AB于H,连接OH,求
证:∠DHO=∠DCO.?
【答案】四边形ABCD是菱形,?∴OD=OB,∠COD=90°,
∵DH⊥AB于H,∴∠DHB=90°,
∴∠OHB=∠OBH,
又∵AB∥CD.∴∠OBH=∠ODC,
∴∠OHB=∠ODC.?在Rt△COD中,∠ODC+∠OCD=90°,
在Rt△DHB中,∠DHO+∠OHB=90°,?∴∠DHO=∠DCO.
24.[2013·锦州中考,20]如图,点O是菱形ABCD对角线的交点,DE∥AC,CE∥BD,连
接OE.?求证:OE=BC.?
【答案】∵DE∥AC,CE∥BD
∴四边形OCED是平行四边形2分
又∵AC,BD是菱形ABCD的对角线?∴AC⊥BD,即∠COD=90°4分
∴平行四边形OCED是矩形 6分?∴OE=CD 8分?又∵BC=CD9分?∴OE=BC 10分? (学生用其他方法证明,请参照评分标准酌情给分)