Các dạng toán về Hình thoi và cách giải - Toán lớp 8
I. Kiến thức cần nhớ
1. Định nghĩa: Hình thoi là tứ giác có bốn cạnh bằng nhau.
ABCD là hình thoi⇔ AB = BC = CD = DA.
Nhận xét: Hình thoi cũng là một hình bình hành.
2. Tính chất:
- Hình thoi có tất cả các tính chất của hình bình hành.
- Trong hình thoi:
a) Hai đường chéo vuông góc với nhau;
b) Hai đường chéo là đường phân giác của các góc ở đỉnh của hình thoi.
3. Dấu hiệu nhận biết:
a) Tứ giác có bốn cạnh bằng nhau là hình thoi;
b) Hình bình hành có hai cạnh kề bằng nhau là hình thoi;
c) Hình bình hành có hai đường chéo vuông góc là hình thoi;
d) Hình bình hành có một đường chéo là đường phân giác của một góc ở đỉnh là hình thoi.
II. Các dạng bài tập và phương pháp giải
Dạng 1. Chứng minh tứ giác là hình thoi
Phương pháp giải: Vận dụng các dấu hiệu nhận biết để chứng minh một tứ giác là hình thoi
Ví dụ 1. Cho tứ giác ABCD có AC = BD. Gọi E, F, G, H theo thứ tự là trung điểm của các cạnh AB, BC, CD, DA. Chứng minh tứ giác EFGH là hình thoi.
Lời giải
Vì E là trung điểm của AB, F là trung điểm của BC nên EF là đường trung bình của tam giác ABC
⇒EF//ACEF=12AC(1)
Vì G là trung điểm của DC, H là trung điểm của DA nên HG là đường trung bình của tam giác ADC
⇒HG//ACHG=12AC(2)
Từ (1) và (2)⇒HG//EFHG=EF
⇒Tứ giác EFGH là hình bình hành.
Lại có G là trung điểm của DC, F là trung điểm của BC nên GF là đường trung bình của tam giác BCD.
⇒GF=12BD
Mà BD = AC
Nên GF = EF
Hình bình hành có hai cạnh kề bằng nhau là hình thoi nên tứ giác EFGH là hình thoi.
Dạng 2. Vận dụng tính chất của hình thoi để chứng minh các tính chất hình học
Phương pháp giải: Vận dụng định nghĩa và các tính chất về cạnh, góc và đường chéo của hình thoi
Ví dụ: Cho hình thoi ABCD có B^=60o. Kẻ AE⊥DC, AF⊥BC
a) Chứng minh AE = AF;
b) Chứng minh tam giác AEF đều.
Lời giải:
a) Vì ABCD là hình thoi nên ta có:
ADE^=ABF^AD=AB(tính chất)
Lại có:
AE⊥CD⇒AED^=90°AF⊥BC⇒AFB^=90°
Xét tam giác ADE và tam giác ABF có:
ADE^=ABF^AD=ABAED^=BFA^=90°
⇒ΔADE=ΔABF (cạnh huyền - góc nhọn)
⇒AE = AF (hai cạnh tương ứng)
b) Xét ΔABF vuông tại F ta có:
BFA^+ABF^+FAB^=180°
⇔90°+60°+FAB^=180°
⇔FAB^=30°
Xét ΔADE vuông tại E ta có:
DEA^+ADE^+EAD^=180°
⇔90°+60°+EAD^=180°
⇔EAD^=30°
Ta có: ABCD là hình thoi nên AD // BC⇒DAB^+B^=180°(hai góc trong cùng phía)
Nên DAB^=180°−B^=180°−60°=120°
Lại có:DAB^=DAE^+EAF^+FAB^=120°
30°+EAF^+30°=120°
⇒EAF^=60°
Xét ΔAEF có:
AE = AF
EAF^=60°
Do đó: ΔAEF là tam giác đều.
Dạng 3. Tìm điều kiện để tứ giác là hình thoi
Phương pháp giải: Vận dụng định nghĩa, các tính chất và dấu hiệu nhận biết của hình thoi
Ví dụ: Cho hình thang ABCD (AB // CD). Gọi M, N, P, Q lần lượt là trung điểm của AB, CD, BD, AC.
a) Chứng minh tứ giác MPNQ là hình bình hành;
b) Hình thang ABCD phải có thêm điều kiện gì để tứ giác MPNQ là hình thoi?
Lời giải:
a) Vì M là trung điểm của AB, P là trung điểm của BD nên MP là đường trung bình của tam giác ABD
⇒MP//ADMP=12AD(1)
Vì Q là trung điểm của AC, N là trung điểm của DC nên QN là đường trung bình của tam giác ACD
⇒NQ//ADNQ=12AD(2)
Từ (1) và (2)⇒NQ//MPNQ=MP
Xét tứ giác MPNQ có:
NQ // MP
Do đó: tứ giác MPNQ là hình bình hành.
b) Để hình bình hành MPNQ là hình thoi thì MP = MQ
Vì M là trung điểm của AB, Q là trung điểm của AC nên MQ là đường trung bình của tam giác ABC
⇒MQ=12BC
Để MQ = MP thì 12BC=12AD hay BC = AD
Vậy để MPNQ là hình thoi thì hình thang ABCD phải có hai cạnh bên AD và BC bằng nhau.
III. Bài tập tự luyện
Bài 1.
a) Cho hình thoi ABCD có hai đường cao AH, AK. Chứng minh AH = AK.
b) Cho hình bình hành ABCD có hai đường cao AH, AK bằng nhau. Chứng minh ABCD là hình thoi.
Bài 2. Hình thoi ABCD có A^=60o. Kẻ hai đường cao BE, BF. Tam giác BEF là tam giác gì? Vì sao?
Bài 3. Cho tam giác ABC, phân giác AD. Qua D kẻ đường thẳng song song với AC cắt AB tại E, qua D kẻ đường thẳng song song với AB cắt AC tại F. Chứng minh EF là phân giác của góc AED.
Bài 4. Cho hình chữ nhật ABCD. Gọi E, F, G, H lần lượt là trung điểm của AB, BC, CD, DA.
a) EFGH là hình gì? Vì sao?
b) Chứng minh AC, BD, EG, FH đồng quy.
Bài 5. Cho tam giác ABC cân tại A, trung tuyến AM. Qua M kẻ đường thẳng song song với AC cắt AB tại P và đường thẳng song song với AB cắt AC tại Q.
a) Tứ giác APMQ là hình gì? Vì sao?
b) Chứng minh PQ // BC.
Bài 6. Cho hình bình hành ABCD. Trên các cạnh AB và CD lần lượt lấy các điểm M và N sao cho AM = DN. Đường trung trực của BM lần lượt cắt các đường thẳng MN và BC tại E và F.
a) Chứng minh E và F đối xứng nhau qua AB;
b) Chứng minh tứ giác MEBF là hình thoi;
c) Hình bình hành ABCD có thêm điều kiện gì để tứ giác BCNE là hình thang cân.
Bài 7. Cho hình thoi ABCD, O là giao điểm của hai đường chéo. Gọi E, F, G, H lần lượt là chân các đường vuông góc kẻ từ O đến AB, BC, CD, DA. Tứ giác EFGH là hình gì? Vì sao?
Bài 8. Hình thoi ABCD có A^=60o. Trên cạnh AD lấy điểm M, trên cạnh DC lấy điểm N sao cho AM = DN. Tam giác BMN là tam giác gì? Vì sao?
Bài 9. Dựng hình thoi ABCD biết cạnh bằng 2cm, một đường chéo bằng 3cm.
Bài 10. Cho tam giác ABC. Lấy các điểm D, E theo thứ tự trên các cạnh AB, AC sao cho BD = CE. Gọi M, N, I, K theo thứ tự là trung điểm của BE, CD, DE, BC. Chứng minh IK⊥MN.
Bài 11. Cho tam giác ABC nhọn, các đường cao BD, CE. Tia phân giác của các góc ABD và ACE cắt nhau tại O và lần lượt cắt AC, BD tại N, M. Tia BN cắt CE tại K, tia CM cắt BD tại H. Chứng minh:
a) BN⊥CM;
b) Tứ giác MNHK là hình thoi.
Bài 12. Cho tứ giác ABCD có AD = BC. Gọi I, J lần lượt là trung điểm của các cạnh AB và CD; K, H theo thứ tự là trung điểm của hai đường chéo AC và BD. Chứng minh rằng: IJ⊥HK
Bài 13. Cho hình bình hành ABCD có AB = 2BC. Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AB và CD.
a) Chứng minh tứ giác AMND là hình thoi.
b) Gọi E là giao điểm của AN và DM; F là giao điểm của BN và MC. Tứ giác MENF là hình gì? Vì sao?
Bài 14. Cho hình thoi ABCD có AB = AC.
Kẻ AE⊥BC E∈BC; AF⊥CD (F∈CD)
a) Chứng minh ΔAEF đều.
b) Biết AB = 4cm. Tính độ dài các đường chéo của hình thoi.
Bài 15. Cho tam giác ABC có ba góc nhọn, các đường cao AD, BE. Tia phân giác của góc DAC cắt BE, BC theo thứ tự tại I và K. Tia phân giác của góc EBC cắt AB, AC tại M và N. Chứng minh tứ giác MINK là hình thoi.
Bài 16. Cho hình bình hành ABCD, các đường chéo cắt nhau tại O. Gọi E, F, G, H theo thứ tự là giao điểm của các đường phân giác của các tam giác AOB, BOC, COD, DOA. Chứng minh EFGH là hình thoi.
Bài 17. Cho tam giác ABC, qua điểm D thuộc cạnh BC, kẻ các đường thẳng song song với AB, AC cắt AC, AB theo thứ tự tại E và F.
a) Tứ giác AEDF là hình gì?
b) Điểm D ở vị trí nào trên BC thì AEDF là hình thoi?
Xem thêm các dạng bài tập Toán lớp 8 có đáp án và lời giải chi tiết khác:
Các dạng toán về Hình vuông và cách giải
Các dạng toán về đường thẳng song song và cách giải
Phân thức đại số và các tính chất cơ bản của phân thức và cách giải
Rút gọn phân thức đại số và cách giải bài tập
Quy đồng mẫu thức nhiều phân thức và cách giải bài tập
