两个角分别120度,其他两个角分别为60度,对角线平分了60度角就为30度角,60度角所对直角边等于斜边的一半,所以较短的对角线的一半是4,乘于2等于8.
菱形内角与对角线的关系
题目给出菱形的一个内角为120°,一边长为8,要求计算其较短对角线的长度。首先,我们需要理解菱形的基本性质:菱形是四边相等的平行四边形,其对角线互相垂直且平分,并且每条对角线平分一组对角。已知一个内角为120°,由于菱形邻角互补,因此其相邻的内角为60°。由此可知,这个菱形是由两个等边三角形组合而成的。具体来说,较短的对角线会将120°的角平分为两个60°的角,从而将菱形分割成两个全等的等边三角形。
几何推导与计算过程
设菱形ABCD,其中∠A = 120°,边长为8。连接较短对角线BD(因为∠A较大,其对边BD为较短对角线)。在△ABD中,AB = AD = 8,∠BAD = 120°。根据余弦定理,BD² = AB² + AD² - 2·AB·AD·cos∠BAD。代入数值计算:BD² = 8² + 8² - 2×8×8×cos120°。由于cos120° = -1/2,因此BD² = 64 + 64 - 2×64×(-1/2) = 128 + 64 = 192。所以BD = √192 = √(64×3) = 8√3。因此,较短对角线的长度为8√3。
另一种更直观的方法是借助菱形对角线的性质。较短对角线BD将菱形分成两个等腰三角形△ABD和△CBD,其中AB=AD=8,顶角∠BAD=120°。从A点向BD作垂线,利用30°-60°-90°直角三角形的比例关系,也可以得到BD = 2 × 8 × sin60° = 16 × (√3/2) = 8√3。两种方法均验证了结果的一致性。
