内容正文:
3.1 正方形的性质与判定
第一章 特殊平行四边形
北师大版九年级数学上册
学习&目标
1.掌握正方形的定义及性质
2.探索并证明正方形的性质,并了解平行四边形、矩形、菱形之间的联系和区别(重点)
3.会应用正方形的性质解决相关证明及计算问题(难点)
情境&导入
观察下面图形,正方形是我们熟悉的几何图形,在生活中无处不在.
你还能举出其他的例子吗?
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3
探索&交流
正方形的性质与判定
1—
图中的四边形都是特殊的平行四边形.观察这些特殊的平行四边形,你能发现它们有什么样的共同特征?
你能总结出正方形的定义吗?
探索&交流
活动一:准备一张矩形的纸片,按照下图折叠,然后展开,得到一个四边形.
问题1:折叠后得到的特殊四边形是什么四边形?
正方形
活动二:把可以活动的菱形框架的一个角变为直角,观察这时菱形框架的形状.
问题2:经过变化后得到特殊四边形是什么四边形?
有一组邻边相等,并且有一个角是直角的平行四边形是正方形.
正方形
探索&交流
(1)正方形是矩形吗?是菱形吗?
(2)你认为正方形具有哪些性质?与同伴交流.
探索&交流
正方形既是矩形,又是菱形,它具有矩形与菱形的所有性质.
A
B
C
D
a
a
a
a
议一议
探索&交流
相关图形性质的关系
平行四边形的性质
对边平行且相等
对角相等
对角线互相平分
菱形的性质
四条边相等
对角线互相垂直
四个角都是直角
对角线相等
矩形的性质
正方形的性质
探索&交流
已知:如图,四边形ABCD是正方形.
求证:正方形ABCD四边相等,四个角都是直角.
A
B
C
D
证明:∵四边形ABCD是正方形.
∴∠A=90°, AB=AC (正方形的定义).
又∵正方形是平行四边形.
∴正方形是矩形(矩形的定义),
正方形是菱形(菱形的定义).
∴∠A=∠B =∠C =∠D = 90°,
AB= BC=CD=AD.
探索&交流
已知:如图,四边形ABCD是正方形.对角线AC、BD相交于点O.求证:AO=BO=CO=DO,AC⊥BD.
A
B
C
D
O
证明:∵正方形ABCD是矩形,
∴AO=BO=CO=DO.
∵正方形ABCD是菱形.
∴AC⊥BD.
正方形的性质
定理:正方形的四个角都是直角,四条边相等.
定理:正方形的对角线相等并且互相垂直平分.
探索&交流
想一想
正方形有几条对称轴?
正方形既是轴对称图形,又是中心对称图形.
正方形有 4 条对称轴.
例题&解析
例题欣赏
☞
例1.如图,在正方形ABCD中,E为CD边上一点,F为BC延长线上一点,且CE=CF . BE与DF之间有怎样的关系?请说明理由.
解:BE=DF,且BE⊥DF.理由如下:
(1)∵四边形ABCD是正方形,
∴BC=DC,∠BCE=90°(正方形的四条边相等,四个角都是直角).
∴∠DCF=180°-∠BCE=180°-90°=90°.
∴∠BCE=∠DCF.
又∵CE=CF,∴△BCE≌△DCF.∴BE=DF.
(2)延长BE交DF于点M(如图).
∵△BCE≌△DCF,
∴∠CBE=∠CDF.
∵∠DCF=90°,
∴∠CDF+∠F=90°.
∴∠CBE+∠F=90°.
∴∠BMF=90°.
∴BE⊥DF.
例题&解析
平行四边形、菱形、矩形、正方形之间有么关系?你能用一个你喜欢的方式直观地示它们之间的关系吗 ?与同伴交流.
矩形
菱形
正
方
形
平行四边形
平行四边形、矩形、菱形、正方形之间关系:
正方形是特殊的平行四边形,也是特殊的矩形,也是特殊的菱形.所以矩形、菱形有的性质,正方形都有.
议一议
探索&交流
例题&解析
例题欣赏
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例2.如图,四边形ABCD 是正方形,点E在BC 的延长线上.如果BE=BD,且AB=2 cm,求∠ E 的度数和BE 的长.
例题&解析
例题&解析
例题欣赏
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例3.如图,在正方形ABCD中,ΔBEC是等边三角形,
求证:∠EAD=∠EDA=15° .
证明:∵ ΔBEC是等边三角形,
∴BE=CE=BC,∠EBC=∠ECB=60°,
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=CD,∠ABC=∠DCB=90°,
∴AB=BE=CE=CD, ∠ABE= ∠DCE=30°,
∴△ABE,△DCE是等腰三角形,
∴∠BAE= ∠BEA= ∠CDE= ∠CED=75°,
∴∠EAD= ∠EDA=90°-75°=15°.
练习&巩固
1.正方形具有而菱形不一定具有的性质( )
A.四条边相等 B.对角线互相垂直平分
C.对角线平分一组对角 D.对角线相等
D
练习&巩固
2.如图,正方形ABCD的边长为9,将正方形折叠,使顶点D落在BC边上的点E处,折痕为GH.若BE∶EC=2∶1,则线段CH的长是( )
A.3 B.4
C.5 D.6
B
练习&巩固
3.如图,四边形ABCD是正方形,对角线AC与BD相交于点O,AO=2,求正方形的周长与面积.
解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AC⊥BD,OA=OD=2.
在Rt△AOD中,由勾股定理,得
∴正方形的周长为4AD= ,
面积为AD2=8.
小结&反思
正方形同时具备平行四边形,矩形,菱形的所有性质,因此,正方形的四个角都是直角,四条边都相等,对角线互相垂直平分且相等,每一条对角线平分一组对角,正方形是轴对称图形,有四条对称轴.这些性质为证明线段相等、垂直,角相等提供了重要的依据.
解:∵四边形ABCD是正方形,且AB=2 cm,
∴AD=AB=2 cm,∠A=∠ABC=90°,BD平分∠ABC.
∴在Rt△ABD中,BD===2 (cm).
∵BE=BD,∴BE=2cm.
∵∠DBE=∠ABC=45°,BE=BD,
∴∠E=∠EDB==67.5°.
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