歡迎來到百家號「米粉老師說數學」,在菱形的各種幾何計算題型中,最常見的是菱形中出現特殊角,如60或120角,這時的幾何計算存在一定的規律性,今天我們通過幾道例題,來說一說當菱形出現特殊角時,該如何利用邊角關係進行幾何計算。
【知識梳理】
1.若菱形有一個內角為60或120,則對角線分成的三角形中,有兩個等邊三角形、兩個等腰三角形、四個含30角的直角三角形,如圖:
2.幾何計算中需記憶的幾個特殊圖形邊與邊倍數關係
【典型例題】
例1.如圖,菱形ABCD的邊長為6,∠ABC=60°,則對角線AC的長是______ .
【解析】
∵四邊形ABCD是菱形,∴AB=BC=6.∵∠ABC=60°,∴△ABC為等邊三角形,∴AC=AB=BC=6.
例2.如圖,菱形ABCD的周長為8cm,高AE長為√3cm,則對角線AC長和BD長之比為_____
【解析】
設AC與BD的交點為O,根據周長可得AB=BC=2,根據AE=√3可得BE=1,則△ABC為等邊三角形,則AC=2,BO=√3,即BD=2√3,即AC:BD=1:√3..
例3.如圖,在邊長為2的菱形ABCD中,∠A=60°,點M是AD邊的中點,連接MC,將菱形ABCD翻折,使點A落在線段CM上的點E處,摺痕交AB於點N,則線段EC的長為______.
【解析】利用摺疊性質和菱形性質解題。
解:如圖所示:過點M作MF⊥DC於點F,∵在邊長為2的菱形ABCD中,∠A=60°,M為AD中點,∴2MD=AD=CD=2,∠FDM=60°,∴∠FMD=30°,∴FD=MD/2=1/2,由勾股定理可得FM=√3/2,MC=√7,∴EC=MC﹣ME=√7﹣1.
例4.如圖,在菱形ABCD中,∠BAD=120°,點E、F分別在邊AB、BC上,△BEF與△GEF關於直線EF對稱,點B的對稱點是點G,且點G在邊AD上.若EG⊥AC,AB=6√2,則FG的長為______.
【解析】首先證明△ABC,△ADC都是等邊三角形,再證明FG是菱形的高,根據三角形面積公式即可解題.
解:∵四邊形ABCD是菱形,∠BAD=120°,∴AB=BC=CD=AD,∠CAB=∠CAD=60°,∴△ABC,△ACD是等邊三角形,∵EG⊥AC,∴∠AEG=∠AGE=30°,∵∠B=∠EGF=60°,∴∠AGF=90°,∴FG⊥BC,∴△ABC的面積=BC×FG÷2,(√3/4)×(6√2)*2=(6√2)×FG÷2,∴FG=3√6.
例5.如圖,四邊形ABCD與四邊形AECF都是菱形,點E,F在BD上,已知∠BAD=120°,∠EAF=30°,則AB:AE的值為______ .
【解析】利用菱形性質及含特殊角的直角三角形邊角關係解題.
解:∵四邊形ABCD與AECF都是菱形,∠BAD=120°,∠EAF=30°,∴∠ABE=30°,∠BAE=45°.作EH⊥AB於點H,可設AE=√2,∴在等腰直角△AEH中,AH=EH=1,;在直角△中,BH=√3,.∴AB=√+1,. ∴AB:AE=(√3+1):√2=(√6+√2)/2.
例6.如圖,在菱形ABCD和菱形BEFG中,點A、B、E在同一直線上,P是線段DF的中點,連接PG,PC.若∠ABC=∠BEF=60°,則PG:PC的值為____
【解析】利用菱形性質、等腰三角形「三線合一」性質及三角形全等解題。
解:如圖,延長GP交DC於點H,∵P是線段DF的中點,∴FP=DP,由題意可知DC∥GF,∴∠GFP=∠HDP,∵∠GPF=∠HPD,∴△GFP≌△HDP,∴GP=HP,GF=HD,∵四邊形ABCD是菱形,∴CD=CB,∴CG=CH,∴△CHG是等腰三角形,∴PG⊥PC,(三線合一)又∵∠ABC=∠BEF=60°,∴∠GCP=60°,∴PG:PC=√3.
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