内容正文:
8.3 特殊的平行四边形
第2课时矩形的判定
第八章 四边形
学 习 目 标
1
2
3
掌握矩形的两个判定定理:“有三个角是直角的四边形是矩形”“对角线相等的平行四边形是矩形”;
能运用矩形的判定定理证明一个四边形(或平行四边形)是矩形;
理解矩形判定定理与性质定理的互逆关系,能综合运用判定与性质解决几何问题。
知识回顾
提问:矩形的定义是什么?
有一个角是直角的平行四边形叫作矩形;
回顾:矩形的性质有哪些?
角:四个角都是直角;
对角线:相等且互相平分;
思考:矩形的性质定理的逆命题,能否作为矩形的判定方法?
知识导入
提问:如何判定一个四边形是矩形?能否通过矩形性质定理的逆命题找到判定方法?
思考: “四个角是直角的四边形是矩形” 是否成立?
“对角线相等且互相平分的四边形是矩形”是否成立?
角:四个角都是直角;
对角线:相等且互相平分;
矩形
知识探究
(一)判定定理 1:有三个角是直角的四边形是矩形
问题 1:四个角是直角的四边形是矩形吗?四边形至少有几个直角能判定为矩形?
猜想1:至少有三个角是直角的四边形是矩形
∵四边形内角和为360°,
若一个四边形有 3 个角是直角,
则第4个角为360°-3×90°=90°
即每个角都是直角
判定归纳:有三个角是直角的四边形是矩形
四个角是直角的四边形是矩形
四边形至少有三个角是直角能判定为矩形
∵每个角都是直角
∴两组对边分别平行
∴四边形是平行四边形
且有一个内角是直角
∴四边形是矩形
知识探究
概括与表达
矩形的判定定理1:
有三个角都是直角的四边形是矩形
在四边形ABCD中,∠A=∠B=∠C=90°
∴四边形ABCD是矩形
几何语言:
★
A
B
C
D
知识探究
(二)判定定理 2:对角线相等的平行四边形是矩形
问题 2:对角线相等的四边形一定是矩形吗?若条件改为 “对角线相等的平行四边形” 呢?
猜想 2:对角线相等的四边形不一定是矩形
画两条等长且相交的线段(不互相平分),顺次连接端点
实验操作:
实验结果:对角线相等的四边形不一定是矩形。
知识探究
(二)判定定理 2:对角线相等的平行四边形是矩形
问题 2:对角线相等的四边形一定是矩形吗?若条件改为 “对角线相等的平行四边形” 呢?
猜想 3:对角线相等的平行四边形是矩形
A
B
C
D
O
逻辑证明:
已知:在平行四边形ABCD中,AC = BD。
求证:平行四边形ABCD是矩形。
证明:∵四边形ABCD是平行四边形
∴AB=CD,AB∥CD,∠ABC+∠DCB=180°
在△ABC和△DCB中,
AB=DC,BC=CB,AC=BD
∴△ABC≌△DCB,
∴∠ABC=∠DCB=90°
∴平行四边形ABCD为矩形
判定归纳:对角线相等的平行四边形是矩形
知识探究
概括与表达
矩形的判定定理2:
对角线相等的平行四边形是矩形
在平行四边形ABCD中,
∵AC=BD
∴平行四边形ABCD为矩形
几何语言:
★
A
B
C
D
O
典例解析
例:如图 8.3-11,△ABC中,AB = AC,AD是BC边上的中线,以AB,BD为邻边作▱ABDE,连接CE。求证:四边形ADCE是矩形。
解:∵四边形ABDE是平行四边形,
∴AE∥BD,AE=BD,AB=DE
∵AD是BC边上的中线
∴BD=DC
∴AE=DC
转化思想
将矩形判定转化为 “平行四边形 + 对角线相等”
数形结合
结合等腰三角形与平行四边形的性质推导条件
D
∴四边形ADCE是平行四边形
∵AB=DE,AB=AC
∴AC=DE
∴四边形ADCE是矩形
针对练习
1.要检验一个四边形是否是矩形,你有哪些方法?
方法 1:用矩形的定义 —— 证明它是 “有一个角是直角的平行四边形”;
方法 2:用判定定理 1—— 证明它 “有三个角是直角”;
方法 3:用判定定理 2—— 先证明它是平行四边形,再证明 “对角线相等”。
针对练习
2.在四边形ABCD中,对角线交于点O,下列各条件能否判定四边形ABCD为矩形?
A
B
C
D
O
①∠BAD =∠ABC = 90°,AC = BD;
②AB = CD,AD = BC,AC = BD;
能:由∠BAD =∠ABC = 90°得AD∥BC,结合AC = BD,可证四边形是平行四边形且有直角,故是矩形;
能:由AB = CD,AD = BC得四边形是平行四边形,结合AC = BD,由判定定理 2 得是矩形;
针对练习
2.在四边形ABCD中,对角线交于点O,下列各条件能否判定四边形ABCD为矩形?
A
B
C
D
O
③AO = CO,BO = DO,∠BAD = 90°;
④∠BAD = ∠BCD,∠ABC + ∠BCD = 180°,AC = BD。
能:由AO = CO,BO = DO得四边形是平行四边形,结合∠BAD = 90°,由定义得是矩形
不能:∠ABC +∠BCD = 180°得AB∥CD,但∠BAD =∠BCD无法判定是平行四边形,故不能判定为矩形。
课堂练习
1. 如图,在下列条件中,能够判定▱ABCD为矩形的是( D ).
A. AB=AC B. AC⊥BD C. AB=AD D. AC=BD
(第1题)
D
课堂练习
2. 如图,在▱ABCD中,AC=5,OB=OD=2.5,则▱ABCD是 .
(第2题)
矩形
(第3题)
3. 如图,AD∥BC,AD=BC,则四边形ABCD是 若对角线AC,BD交于点O,∠1=∠2,则四边形ABCD是 .
平行四边形
矩形
课堂练习
4. 下列命题中正确的是( D ).
A. 有一个角是直角的四边形是矩形
B. 三个角是直角的多边形是矩形
C. 两条对角线互相垂直且相等的四边形是矩形
D. 有三个角是直角的四边形是矩形
D
课堂练习
5. 下列四边形不.一.定.为矩形的是( A ).
A B C D
A
6. 如图,在四边形ABCD中,AB∥DC,AD∥BC,在不添加任何辅助线的前提下,要想四边形ABCD成为一个矩形,只需添加一个条件是 .
(第6题)
∠A=90°(答案不唯一)
课堂练习
7. 如图,△ABC中,AB=AC,AD平分∠BAC,射线AN平分外角∠CAM,过点C作CE⊥AN于点E,求证:四边形ADCE是矩形.
(第7题)
证明:∵AB=AC,AD平分∠BAC,∴AD⊥BC, ∠CAD= ∠BAC. ∴∠ADC=90°.∵AN是△ABC外角的平分线,∴∠CAE= ∠CAM. ∵∠BAC+∠CAM=180°,∴∠DAN=∠CAD+∠CAE= (∠BAC+∠CAM)=90°.∵CE⊥AN,∴∠CEA=90°.∴四边形ADCE为矩形.
课堂练习
8.如图,在▱ABCD中,点E,F分别在BC,AD上,BE=DF,AC=EF. 求证:四边形AECF是矩形.
(第8题)
证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,AD∥BC,∵BE=DF,
∴AD-DF=BC-BE,即AF=EC,
∴四边形AECF是平行四边形,
∵AC=EF,∴平行四边形AECF是矩形.
课堂总结
矩形的判定方法:
定义法:有一个角是直角的平行四边形是矩形;
判定定理 1:有三个角是直角的四边形是矩形;
判定定理 2:对角线相等的平行四边形是矩形。
判定方法的选择策略:
已知 “角的关系”:优先用 “定义法” 或 “判定定理 1”;
已知 “平行四边形 + 对角线关系”:优先用 “判定定理 2”;
注意:“对角线相等” 需结合 “平行四边形” 的前提,才能判定为矩形。
课堂总结
课堂总结
知识联系:
矩形的判定定理与性质定理是互逆命题,体现了 “性质→判定” 的知识迁移规律;
解决矩形问题时,常结合平行四边形的判定与性质,实现 “平行四边形→矩形” 的转化。
感谢聆听!
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