
探索并證明正方形的性質(zhì),并了解平行四邊形、 矩形、菱形之間的聯(lián)系和區(qū)別
會(huì)應(yīng)用正方形的性質(zhì)解決相關(guān)證明及計(jì)算問(wèn)題
你能分別從邊、角、對(duì)角線(xiàn)、對(duì)稱(chēng)性的角度說(shuō)一說(shuō)下面圖形的性質(zhì)嗎?
通過(guò)判定,我們知道四邊形的分類(lèi)有這樣的關(guān)系:
你知道中間重疊部分會(huì)是什么特殊的四邊形嗎?
除了矩形和菱形外,還有什么特殊的平行四邊形嗎?
怎樣研究這類(lèi)圖形?我們回憶一下是怎樣研究矩形和菱形的。
目標(biāo)導(dǎo)學(xué):正方形的性質(zhì)
菱形怎樣變化后就成了正方形呢?你有什么發(fā)現(xiàn)?
有一組鄰邊相等并且有一個(gè)角是直角的平行四邊形叫正方形.
現(xiàn)在,你對(duì)正方形有哪些新的認(rèn)識(shí)? 正方形既是矩形又是菱形.
正方形,菱形,矩形,平行四邊形,四邊形之間的關(guān)系集合圖解:
現(xiàn)在,你對(duì)正方形有哪些新的認(rèn)識(shí)? 正方形既是矩形又是菱形.
正方形是特殊的平行四邊形,也是特殊的矩形,也是特殊的菱形。
正方形既是特殊的矩形,又是特殊的菱形.正方形有哪些性質(zhì)?
正方形的角有什么性質(zhì)呢?
證明:因?yàn)? 正方形ABCD是特殊的矩形 所以 ∠A=∠B=∠C=∠D=90°
正方形的四個(gè)角都相等,都是90°
因?yàn)? 四邊形ABCD是正方形 所以 ∠A=∠B=∠C=∠D=90°
正方形的對(duì)角線(xiàn)有什么性質(zhì)呢?
證明:因?yàn)? 正方形ABCD是特殊的菱形 所以 AC⊥BD ∠1=∠2,,∠3=∠4, ∠5=∠6,∠7=∠8 又因?yàn)? 正方形ABCD是特殊的矩形 所以 AC=BD
正方形的對(duì)角線(xiàn)垂直并且相等,每條對(duì)角線(xiàn)平分每一組對(duì)角
因?yàn)? 四邊形ABCD是正方形 所以 AC⊥BD,AC=BD
正方形是軸對(duì)稱(chēng)圖形嗎?如果是,它的對(duì)稱(chēng)軸是什么?請(qǐng)同學(xué)們拿出準(zhǔn)備好的正方形紙片,折一折,觀(guān)察并思考。
對(duì)稱(chēng)性: .對(duì)稱(chēng)軸:.
例1 求證: 正方形的兩條對(duì)角線(xiàn)把這個(gè)正方形分成四個(gè)全等的等腰直角三角形.
已知: 如圖,四邊形ABCD是正方形,對(duì)角線(xiàn)AC、BD相 交于點(diǎn)O.
求證: △ABO、 △BCO、 △CDO、 △DAO是全等的 等腰直角三角形.
證明: ∵ 四邊形ABCD是正方形,∴ AC=BD,AC⊥BD,AO=BO=CO=DO.∴ △ABO、 △BCO、 △CDO、 △DAO都是等腰直角三角形,并且△ABO≌ △BCO ≌ △CDO ≌ △DAO.
例2.如圖(3),正方形ABCD中,AC、BD相交于O,MN∥AB且MN分別交OA、OB于M、N,求證:BM=CN?! ?
證明: ∵四邊形ABCD是正方形
∴OA=OB , ∠1=∠2=∠3=45°
又∵M(jìn)N∥AB ∴∠OMN=∠1=∠3=∠ONM=45°
∴OM=ON
∴OA-OM=OB-ON
即AM=BN
四邊形ABCD是正方形,以正方形ABCD的一邊作等邊△ADE,求∠BEC的大?。?br/>解:當(dāng)?shù)冗叀鰽DE在正方形ABCD外部時(shí),如圖①,AB=AE,∠BAE=90°+60°=150°.∴∠AEB=15°.同理可得∠DEC=15°.∴∠BEC=60°-15°-15°=30°;
當(dāng)?shù)冗叀鰽DE在正方形ABCD內(nèi)部時(shí),如圖②,AB=AE,∠BAE=90°-60°=30°,∴∠AEB=75°.同理可得∠DEC=75°.∴∠BEC=360°-75°-75°-60°=150°.綜上所述,∠BEC的大小為30°或150°.
注意:因?yàn)榈冗叀鰽DE與正方形ABCD有一條公共邊,所以邊相等.本題分兩種情況:等邊△ADE在正方形的外部或在正方形的內(nèi)部.
例3.已知:如圖,△ABC中,∠C=90°,CD平分∠ACB,DE⊥BC于E,DF⊥AC于F.求證:四邊形CFDE是正方形.
證明:∵∠C=90°,DE⊥BC于E, DF⊥AC于F∴四邊形CEDF有三個(gè)直角, 它是矩形又∵CD平分∠ACB∴矩形CEDF是正方形
例4 如圖,在正方形ABCD中,P為BD上一點(diǎn),PE⊥BC于E, PF⊥DC于F.試說(shuō)明:AP=EF.
又∵PE⊥BC , PF⊥DC,
∵四邊形ABCD是正方形,
∴∠FCE=90°, AC垂直平分BD,
∴四邊形PECF是矩形,
在正方形的條件下證明兩條線(xiàn)段相等:通常連接對(duì)角線(xiàn)構(gòu)造垂直平分的模型,利用垂直平分線(xiàn)性質(zhì),角平分線(xiàn)性質(zhì),等腰三角形等來(lái)說(shuō)明.
1.如圖,四邊形ABCD是正方形,對(duì)角線(xiàn)AC與BD相交于點(diǎn)O,AO=2,求正方形的周長(zhǎng)與面積.
解:∵四邊形ABCD是正方形,∴AC⊥BD,OA=OD=2.在Rt△AOD中,由勾股定理,得∴正方形的周長(zhǎng)為4AD= , 面積為AD2=8.
2.已知:如圖(4)在正方形ABCD中,F(xiàn)為CD延長(zhǎng)線(xiàn)上一點(diǎn),CE⊥AF于E,交AD于M?! ? 求證:∠MFD=45°
分析:欲證∠MFD=45°,由于△MDF是直角三角形,只須證△MDF是等腰三角形,即只要證 _____=_____
要證MD=FD,大家只須證得哪兩個(gè)三角形全等?
試一試看能不能完成證明???
根據(jù)圖形所具有的性質(zhì),在下表相應(yīng)的空格中打”√”
3.對(duì)角線(xiàn)相等且互相垂直平分
有一組鄰相等,并且有一個(gè)角是直角的平行四邊形叫做正方形.
1.如圖,有一平行四邊形ABCD與一正方形CEFG,其中E點(diǎn)在AD上.若∠ECD=35°,∠AEF=15°,則∠B的度數(shù)為何?( ?。〢.50B.55C.70D.75
分析:由平角的定義求出∠CED的度數(shù),由三角形內(nèi)角和定理求出∠D的度數(shù),再由平行四邊形的對(duì)角相等即可得出結(jié)果.
分析:陰影部分的面積=S△ACD-S△MEC,△ACD和△MEC都是等腰直角三角形,利用面積公式即可求解.
3.如圖,四邊形ABCD是正方形,以CD為邊作等邊三角形CDE,BE與AC相交于點(diǎn)M,則∠AMD的度數(shù)是( ?。〢.75°B.60°C.54°D.67.5°
分析:連接BD,根據(jù)BD,AC為正方形的兩條對(duì)角線(xiàn)可知AC為BD的垂直平分線(xiàn),所以∠AMD=AMB,要求∠AMD,求∠AMB即可.
解析:如圖,∵BE=BF,∴∠BFE=45°∵∠CAB=45°,∴FH⊥AC,又CB⊥AF,∴E是△ACF的垂心,因此AG⊥CF。
4.已知正方形ABCD,E為BC上任一點(diǎn)延長(zhǎng)AB至F,使BF=BE,連AE并延長(zhǎng)交CF于G,求證:AG⊥CF.
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