内容正文:
第二十一章 四边形
21.1 四边形及多边形
21.1.1
四边形及其内角和
初中数学人教版(2024)八年级下册
学习目标
1.理解并掌握四边形的概念及相关定义.(重点)
2.探索四边形的内角和与外角和,并能解决问题.(重点、难点)
3.了解四边形的不稳定性.
课堂引入
1.类比三角形的概念,你能说出什么是四边形吗?
2.任意三角形的内角和等于180°,试着猜想四边形的内角和是多少度.
一、
四边形的定义及相关概念
问题1 自学阅读课本第46~47页,并回答以下问题:
(1)四边形的概念是什么?
(2)四边形的表示方法是什么?四边形的对角线是什么?
(3)四边形的外角是什么?
知识梳理
1.定义:在平面内,由不在同一直线上的四条线段 相接组成的图形叫作四边形,组成四边形的各条线段叫作四边形的边,每相邻两条线段的公共端点叫作四边形的顶点.四边形用表示它的各个顶点的字母表示,如图中的四边形,可以按照顶点的顺序,记作“四边形ABCD”.
2.连接四边形 的两个顶点的线段,叫作四边形的对角线.
3.四边形的角的一边与另一边的 组成的角叫作四边形的外角.
首尾顺次
不相邻
延长线
二、
四边形的内角和与外角和
问题2 (1)我们知道,三角形的内角和是180°,长方形的内角和是360°.那么,任意一个四边形的内角和是多少度?
提示 如图,在四边形ABCD中,连接对角线AC,
则四边形ABCD被分为△ABC和△ACD两个三角形,
在ABC中,由三角形内角和定理,
得∠1+∠B+∠3=180°,∠2+∠4+∠D=180°,
由此可得∠DAB+∠B+∠BCD+∠D
=∠1+∠2+∠B+∠3+∠4+∠D
=(∠1+∠B+∠3)+(∠2+∠4+∠D)
=180°+180°=360°.
即四边形的内角和等于360°.
(2)如图,在四边形的每个顶点处各取一个外角,这些外角的和叫作四边形的外角和,四边形的外角和等于多少?
提示 ∵∠DAB与∠1是邻补角,
∴∠DAB+∠1=180°,
同理,∠ABC十∠2=180°.
∠BCD+∠3=180°,∠CDA+∠4=180°,
∴∠DAB+∠1+∠ABC+∠2+∠BCD+∠3+∠CDA+∠4=720°.
而∠DAB+∠ABC+∠BCD+∠CDA=360°,
∴∠1十∠2+∠3+∠4=360°.
这样,我们就证明了四边形的外角和等于360°.
知识梳理
1.四边形的内角和等于 .
2.四边形的外角和等于 .
360°
360°
例1 如果一个四边形的一组对角互补,那么另一组对角有什么关系?
解 如图,在四边形ABCD中,∠A+∠C=180°.
∵∠A+∠B+∠C+∠D=360°,
∴∠B+∠D=360°-(∠A+∠C)=360°-180°=180°.
这就是说,如果四边形的一组对角互补,那么另一组对角也互补.
跟踪训练1 如图,在四边形ABCD中,∠A=∠C=90°,BE平分∠ABC,DF平分∠ADC,∠ADC=110°.
(1)求∠ABE的度数;
解 ∵∠A+∠C+∠ADC+∠ABC=360°,∠A=∠C=90°,∠ADC=110°,
∴∠ABC=70°,
∵BE平分∠ABC,
∴∠ABE=∠ABC=×70°=35°.
跟踪训练1 如图,在四边形ABCD中,∠A=∠C=90°,BE平分∠ABC,DF平分∠ADC,∠ADC=110°.
(2)求证:DF∥BE.
证明 由(1)可知∠CBE=∠ABE=35°,
又∵∠C=90°,∴∠BEC=55°,
∵DF平分∠ADC,∠ADC=110°,
∴∠FDC=55°,∴∠FDC=∠BEC,
∴BE∥DF.
三、
四边形的不稳定性
问题3 如图(1),在每个角上钉一枚钉子,将四根木条钉成一个四边形木架,然后扭动它,它的形状会改变吗?如图(2),在四边形木架上再钉一根本条,将它的一对不相邻的顶点连接起来,然后再扭动它,这时木架的形状还会改变吗?为什么?
提示 四边形木架的形状会改变;再钉一根木条后,四边形木架变成两个三角形木架,这时形状不会改变.
知识梳理
1.三角形具有 .
2.四边形具有 .
稳定性
不稳定性
例2 如图,ABCD是一个四边形木框,为了使它保持稳定的形状,需在AC或BD上钉上一根木条,现量得BC=8 cm,CD=6 cm,AB=4 cm,AD=5 cm,试问一根3 cm长的木条,能否满足要求,并说明理由.
解 能满足要求,理由如下:
如图,∵四边长分别为BC=8 cm,CD=6 cm,AB=4 cm,AD=5 cm,它的形状是不稳定的,
∴BC-AB<AC<BC+AB,DC-AD<AC<DC+AD,
∴4<AC<12,1<AC<11,
∴AC的取值范围是4<AC<11,
同理AD-AB<BD<AD+AB,BC-DC<BD<BC+DC,
∴1<BD<9,2<BD<14,
∴BD的取值范围是2<BD<9.
∴一根3 cm长的木条能满足要求.
跟踪训练2 下列图形具有稳定性的是
√
解析 具有稳定性的图形是三角形.
课堂小结
1.下列多边形中,是四边形的是
课堂练习
√
2.如图,从△ABC纸片中剪去△ADE,得到四边形DBCE,且∠1+∠2=245°,则∠A的度数是
A.25° B.55°
C.65° D.115°
√
解析 ∵∠1+∠2=245°,
∴∠C+∠B=115°,
∴∠A=180°-∠C-∠B=65°.
课堂练习
3.以下生活现象不是利用三角形稳定性的是
√
课堂练习
解析 A项,木窗框与对角钉的木条形成三角形,三边和三角固定,防止安装变形,是利用三角形的稳定性;
B项,活动梯子,张开的梯腿与地面形成三角形,三边和三角固定,防止登上变形,是利用三角形的稳定性;
C项,伸缩门的结构是平行四边形,四角活动可以变形开关门,是利用四边形的不稳定性,不是利用三角形的稳定性;
D项,小马扎的座面与张开的马扎腿形成三角形,三边与三角固定,防止坐上变形,是利用三角形的稳定性.
课堂练习
4.如图,求图形中x的值.
解 140+90+2x=360,解得x=65.
所以图形中x的值为65.
课堂练习
谢谢
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