内容正文:
19. 1 矩 形
1. 矩形的性质
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1.掌握矩形的概念和性质,理解矩形与平行四边形的区别与联系;(重点)
2.会运用矩形的概念和性质来解决有关问题.(难点)
一、情境导入
1.展示生活中一些平行四边形的实际应用图片(推拉门、活动衣架、篱笆、井架等),想一想:这里面应用了平行四边形的什么性质?
2.思考:拿一个活动的平行四边形教具,轻轻拉动一个点,不管怎么拉,它还是一个平行四边形吗?为什么(动画演示拉动过程如图)?
3.再次演示平行四边形的移动过程,当移动到一个角是直角时停止,让学生观察这是什么图形(小学学过的长方形),引出本课题及矩形定义.
矩形是我们最常见的图形之一,例如书桌面、教科书的封面等都是矩形.
有一个角是直角的平行四边形是矩形.矩形是平行四边形,但平行四边形不一定是矩形,矩形是特殊的平行四边形,它具有平行四边形的所有性质.
二、合作探究
探究点一:矩形的性质
【类型一】 矩形的四个角都是直角
如图,矩形ABCD中,点E在BC上,且AE平分∠BAC.若BE=4,AC=15,则△AEC的面积为( )
A.15 B.30 C.45 D.60
解析:如图,过E作EF⊥AC,垂足为F.
∵AE平分∠BAC,EF⊥AC,BE⊥AB,
∴EF=BE=4,
∴S△AEC=AC·EF=×15×4=30.故选B.
方法总结:矩形的四个角都是直角,常作为证明或求值的隐含条件.
【类型二】 矩形的对角线相等
矩形ABCD的两条对角线相交于点O,∠AOD=60°,AD=2,求AC的长.
解析:根据矩形的对角线互相平分且相等可得OC=OD=OA=AC,由∠AOD=60°得△AOD为等边三角形,即可求出AC的长.
解:∵四边形ABCD是矩形,∴OC=OD=OA=AC.又∵∠AOD=60°,∴△AOD为等边三角形,OC=OA=OD=AD=2.∴AC=4.
方法总结:矩形的两条对角线互相平分且相等,即对角线把矩形分成四个等腰三角形,当两条对角线的夹角为60°或120°时,图中有等边三角形,可以利用等边三角形的性质解题.
探究点二:矩形的性质的运用
【类型一】 利用矩形的性质求有关线段的长度
如图,已知矩形ABCD中,E是AD上的一点,F是AB上的一点,EF⊥EC,且EF=EC,DE=4cm,矩形ABCD的周长为32cm,求AE的长.
解析:先判定△AEF≌△DCE,得CD=AE,再根据矩形的周长为32cm列方程求出AE的长.
解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=∠D=90°,
∴∠CED+∠ECD=90°.
又∵EF⊥EC,
∴∠AEF+∠CED=90°,
∴∠AEF=∠ECD.
而EF=EC,
∴△AEF≌△DCE,
∴AE=DC.
设AE=x cm,
则CD=x cm,AD=(x+4)cm,
则有2(x+4+x)=32,解得x=6.
即AE的长为6 cm.
方法总结:矩形的各角为直角,常作为全等的一个条件用来证三角形全等,可借助直角的条件解决直角三角形中的问题.
【类型二】 利用矩形的性质求有关角度的大小
如图,在矩形ABCD中,AE⊥BD于点E,∠DAE∶∠BAE=3∶1,求∠BAE和∠EAO的度数.
解析:由∠BAE与∠DAE之和为90°及这两个角之比可求得这两个角的度数,从而得∠ABO的度数,再根据矩形的性质易得∠EAO的度数.
解:∵四边形ABCD是矩形,∴∠DAB=90°,
AO=AC,BO=BD,AC=BD,
∴∠BAE+∠DAE=90°,AO=BO.
又∵∠DAE:∠BAE=3:1,
∴∠BAE=22.5°,∠DAE=67.5°.
∵AE⊥BD,
∴∠ABE=90°-∠BAE=90°-22.5°=67.5°,
∴∠OAB=∠ABE=67.5°,
∴∠EAO=67.5°-22.5°=45°.
方法总结:矩形的性质是证明线段相等或倍分、角的相等与求值及线段平行或垂直的重要依据.
【类型三】 利用矩形的性质求图形的面积
如图所示,EF过矩形ABCD对角线的交点O,且分别交AB、CD于E、F,那么阴影部分的面积是矩形ABCD面积的( )
A. B. C. D.
解析:由四边形ABCD为矩形,易证得△BEO≌△DFO,则阴影部分的面积等于△AOB的面积,而△AOB的面积为矩形ABCD面积的,故阴影部分的面积为矩形面积的.故选B.
方法总结:求阴影部分的面积时,当阴影部分不规则或比较分散时,通常运用割补法将阴影部分转化为较规则的图形,再求其面积.
【类型四】 矩形中的折叠问题
如图