内容正文:
八年级人教版数学下册 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
布置作业
3
学习目标
1
5
课堂小结
习题巩固
4
知识详解
2
6
布置作业
典例分析
学习目标
1.了解四边形的概念及四边形的边、顶点、对角线、
内角与外角.
2. 探索并掌握四边形的内角和与外角和,提升推理力.
3.了解四边形的不稳定性及其在生活中的一些应用.
与三角形类似,如图,在平面内,由不在同一直线上的四条线段首尾顺次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,例如,图中的四边形,可以按照顶点的顺序,记作“四边形ABCD”.
如图(1),画出四边形ABCD的任何一条边(例如CD)所在直线,整个四边形都在这条直线的同一侧,这样的四边形叫作凸四边形.而图(2)中的四边形ABCD就不是凸四边形,因为画出边CD(或BC)所在直线,整个四边形不都在这条直线的同一侧.今后,如无特殊说明,所讨论的四边形都是凸四边形.
连接四边形不相邻的两个顶点的线段,叫作四边形的对角线.在图中,AC,BD是四边形ABCD的两条对角线,它们分别将四边形 ABCD分为两个三角形.
与三角形类似,四边形相邻两边组成的角叫作四边形的内角,简称四边形的角;四边形的角的一边与另一边的延长线组成的角叫作四边形的外角.
请在图中画出四边形ABCD顶点A,C处的外角.
A
D
C
B
思考
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?你能证明你的结论吗?
由于四边形的一条对角线将这个四边形分为两个三角形,所以四边形的有关问题就可以利用三角形的相关知识加以解决.
下面研究四边形的内角与外角的性质
下面按照上述思路解决这个问题.
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°.
同理∠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
1
3
4
C
A
B
D
教材 例题
例1 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?
分析:因为四边形的每一个内角与和它相邻的外角是邻补角,
所以四边形的外角和与内角和的总和为4×180°.
根据这个关系,可以利用四边形的内角和求出其外角和.
A
C
B
D
2
1
3
4
解:如图.∵∠DAB与∠1是邻补角,∴∠DAB+∠1=180°.
同理∠ABC+∠2=180°,∠BCD+∠3=180°,
∠CDA+∠4=180°. ∴∠DAB+∠1+∠ABC+∠2+∠BCD+∠3+∠CDA+∠4=720°.
而∠DAB+∠ABC+∠BCD+∠CDA=360°,∴∠1+∠2+∠3+∠4=360°.
这样,我们就证明了:四边形的外角和等于360°
1.四边形ABCD中,AC,BD交于点O.猜想AC+BD与 AB+CD的大小关系,
并证明.
解:AC+BD>AB+CD. 证明如下:
如图 所示,
在△AOB中,OA+OB>AB,
在△COD中,OC+OD>CD.
所以OA+OB+OC+OD>AB+CD,
即(OA+OC)+(OB+OD)>AB+CD,
所以AC+BD>AB+CD.
变式训练
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木条,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?
图 (1) 图(2)
可以发现,四边形木架的形状会改变.因为四边形的四条边确定后,四个角并不确定,这说明四边形不具有稳定性.而再钉一根木条后,四边形木架变成两个三角形木架,由于三角形具有稳定性、这时四边形木架的形状不会改变.
在日常生活中,有时需要利用四边形的不稳定性,如图中的伸缩门、升降机等;有时又需要克服四边形的不稳定性,如图中在窗框未安装好之前,木工师傅常常先在窗框上钉一根木条,以防窗框变形等.
教材P49 练习
课内练习
1.求出下列图形中x的值.
解:(1)由140+90+2x=360,得x=65.
(2)由3x+4x+2x+3x=360,得x=30.
(3)由120+80+75+(180-x)=360,得x=95.
2.四边形ABCD中有一组对角互补,且∠A,∠B,∠C的度数之比为2:3:4,则∠D 的度数是______.
解析:∵ 四边形ABCD 中有一组对角互补,∴ 另一组对角也互补,
∴ ∠A+∠C=∠B+∠D=180°.
设 ∠A,∠B,∠C 的度数分别为2x,3x,4x,则 2x+4x=180°,
解得 x=30°,∴∠B=3x=90°,∴ ∠D=180°−∠B=90°.
90°
3.下列图形中哪些具有稳定性?
(1) (2) (3) (4) (5)
解:(1)(4)具有稳定性; (2)(3)(5)不具有稳定性.
基础巩固题
知识点1 四边形的概念
1.【2025山西大同质检】下列图形中,是四边形的是( )
B
A. B. C. D.
【解析】根据四边形的定义可知,B选项中的图形是四边形,故选B.
2.【2025河南周口质检】如图,下面关于此四边形的表示方法:①
四边形;②四边形;③四边形 ;④四边形
.其中正确的有( )
B
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
【解析】根据题图可知,关于此四边形的表示方法正确的有①四边形 ;
④四边形 ,共2种.故选B.
知识点2 四边形内角和外角的性质
3.【2025辽宁葫芦岛期中】如图,将三角形纸片剪掉一角得四边形,设 与
四边形的外角和的度数分别为 , ,则正确的是( )
A
A. B.
C. D.无法比较 与 的大小
【解析】 三角形的外角和为 ,四边形的外角和为 , ,
, ,故选A.
17
4.[教材P49练习T2变式]如图,两根细绳将一物体E挂在两面互相垂直的墙面AD与AB上,若∠ABC=68°,BC⊥CD,CE∥AD,则∠DCE的度数为( )
A.92°
B.110°
C.112°
D.120°
C
4∶3∶2∶1
5.如图,在四边形ABCD中,∠1∶∠2∶∠3∶∠4=1∶2∶3∶4,则∠BAD∶∠ABC∶∠BCD∶∠ADC=____________.
知识点3 四边形的不稳定性
6.【2025广西南宁期中】如图所示的是电动伸缩门,则电动门能伸缩的几何原理是
( )
C
A.三角形的不稳定性 B.三角形的稳定性
C.四边形的不稳定性 D.四边形的稳定性
【解析】电动门能伸缩的几何原理是四边形的不稳定性,故选C.
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7.【2025陕西西安质检】如图所示的模板,按规定,, 的延长
线相交成 的角,但交点不在板上,不便测量.若质检员测得
, ,则该模板合格吗?为什么?
【解】该模板不合格.理由如下:
延长,交于点,
如图. ,
.
, ,四边形的内角和为 ,
,
该模板不合格.
能力提升题
21
8. 如图,在四边形ABCD中,∠A=∠C=90°,BE平分∠ABC交CD于点E,DF平分∠ADC交AB于点F.
(1)若∠ABC=42°,求∠ADF的度数;
解:∵在四边形ABCD中,∠A=∠C=90°,∠ABC=42°,
∴∠ADC=360°-∠A-∠ABC-∠C=138°.
又∵DF平分∠CDA,∴∠ADF=∠ADC=69°.
(2)求证:DF∥BE.
证明:设∠ABC=x,∵BE平分∠ABC,∴∠EBA= ∠ABC= x.
∵∠A=∠C=90°,∴∠ADC=360°-∠A-∠ABC-∠C=180°-x.
又∵DF平分∠CDA,∴∠ADF= ∠ADC=90°- x,
∴在Rt△DAF中,∠AFD=90°-∠ADF= x,∴∠EBA=∠AFD,∴BE∥DF.
90
9.规定:有一对相对的角互补的四边形叫作“智慧四边形”.例如,在四边形ABCD中,若∠A+∠C=180°或∠B+∠D=180°,则四边形ABCD是“智慧四边形”.
(1)如图①,已知四边形ABCD是“智慧四边形”,其中三个内角∠A,∠B,∠C的度数之比是4∶3∶2,则∠D的度数为________°;
(2)如图②,已知四边形ABCD是“智慧四边形”,∠ABC与∠ADC的平分线交于点O,若∠A=50°,求∠O的度数;
解:∵四边形ABCD是“智慧四边形”,∴∠ABC+∠ADC=180°.
∵BO平分∠ABC,DO平分∠ADC,∴∠ABO= ∠ABC,∠ADO= ∠ADC,∴∠ABO+∠ADO= (∠ABC+∠ADC)= ×180°=90°,
∴∠O=360°-∠A-∠ABO-∠ADO=360°-50°-90°=220°.
解:∵△ABC的两个外角∠MBC,∠BCN的平分线交于点E,∴∠CBE=∠MBC,∠BCE= ∠NCB,
∴∠CBE+∠BCE= (∠MBC+∠NCB)
= (180°-∠ABC+180°-∠ACB)
= (180°+∠A)=90°+ ∠A.
∵∠CBE+∠BCE+∠E=180°,∴90°+ ∠A+∠E=180°.
又∵∠BDC=90°+ ∠A,∴∠BDC+∠E=180°,
∴四边形DBEC为“智慧四边形”.
(3)如图③,D为△ABC内一点,且∠D=90°+∠A,△ABC的两个外角∠MBC,∠BCN的平分线交于点E,判断四边形DBEC是不是“智慧四边形”.
四边形及其内角和
相关概念
在平面内,由不在同一直线上的四条线段首尾顺次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
内角和
四边形的内角和等于360°
外角和
四边形的外角和等于360°
课堂小结
教科书第115页练习
第1,2题
布置作业
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