内容正文:
八年级苏科版数学下册 第八章 四边形
8.2.3正方形
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.掌握正方形的定义、性质、判定方法:
2.经历正方形的性质与判定的探索过程,发展学生主动探究的习惯和合情推理的能力.
3.在正方形的特殊性质的探索中,理解特殊与一般的关系,提高学生对知识的整合的能力。
在下面的图片中,我们可以找到熟悉的正方形.
四条边相等,四个角都是直角的四边形叫作正方形(square).
尝试
正方形与之前所学的各种四边形之间有怎样的关系?在下图的括号中分别填写恰当的条件.
一般
四边形
平行
四边形
矩形
正方形
菱形
(有一个角是直角)
(有一组邻边相等)
(有一组邻边相等)
(有一个角是直角)
(有一组邻边相等且有一个角是直角)
新课讲解
于是,我们得到正方形的判定定理:
(1)有一组邻边相等的矩形是正方形;
(2)有一个角是直角的菱形是正方形.
如图,在矩形ABCD中,
如果AB=BC,
那么矩形ABCD是正方形.
A
B
C
D
如图,在菱形ABCD中,
如果∠ABC=90°,
那么菱形ABCD是正方形.
A
B
C
D
1.(2025·乐山中考)如图,在中,对角线与相交于点 . 小乐同学欲添
加两个条件使得四边形 是正方形,现有三个条件可供选择:;
;则正确的组合
是__________________.(只需填一种组合即可)
解析:正确的组合是①②或①③.
①②组合: 四边形是平行四边形, ,
四边形 是菱形, .
, 四边形 是矩形, 四边形 是正方形.
①③组合: 四边形是平行四边形, ,
四边形 是菱形.
又 , 菱形 是正方形.
变式训练
7
新课讲解
平行四边形、矩形、菱形、正方形之间的关系如图:
正方形具有矩形的性质,同时又具有菱形的性质.
新课讲解
于是,我们得到正方形的性质定理:
(1)正方形的四条边相等,四个角都是直角;
(2)正方形的对角线相等且互相垂直平分.
如图,如果四边形ABCD是正方形,
那么AB=BC=CD=DA.
∠ABC=∠BCD=∠CDA=∠DAB=90°
AC=BD,AC⊥BD,
OA=OB=OC=OD
B
A
D
C
O
2.如图,在正方形中,点, 分别在边,上,, ,
则____ .
60
解析: 四边形 是正方形,
, .
在和中,
, .
, , , .
变式训练
10
例5 如图,在正方形ABCD中,点A′,B′,C′,D′分别在边AB,BC,CD,DA上,且AA′=BB′=CC′=DD′.求证:四边形A′B′C′D′是正方形.
A
B
C
D
A′
B′
C′
D′
1
2
3
证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=∠B=∠C=∠D=90°,
AB=BC=CD=DA.(正方形的性质定理)
∵AA′=BB′=CC′=DD′,∴DA′=A′B=B′C=C′D,
∴△AA′D≌△BB′A≌△CC′B′≌△DD′C′,
∴D′A′=A′B′=B′C′=C′D′,∴四边形A′B′C′D′是菱形.
由△AA′D′≌△BB′A′,可得∠2=∠3,
∵∠A=90°,∴∠1+∠2=90°,
∴∠1+∠3=90°,∴∠D′A′B′=90°,
∴四边形A′B′C′D′是正方形.(正方形的判定定理)
教材P82 例题
3.如图,等边三角形的顶点,分别在矩形 的边,上,且 .
求证:矩形 是正方形.
证明: 四边形是矩形, .
是等边三角形,
, .
, ,
,
, ,
矩形 是正方形.
变式训练
12
教材P83-84 练习
课内练习
1.根据图形所具有的性质,在下表相应的空格中打“√”.
1. 根据图形所具有的性质,在下表相应的空格中打 “√”.
平行四边形 矩形 菱形 正方形
对边平行且相等
四边都相等
四个角都是直角
对角线互相平分
对角线互相垂直
对角线相等
是中心对称图形
是轴对称图形
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
课内练习
教材P83-84 练习
2. 求证:对角线互相垂直的矩形是正方形.
B
A
D
C
O
已知:如图,矩形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,且AC⊥BD.
求证:矩形ABCD是正方形.
证明:∵ 四边形ABCD是矩形,
∴ BO=DO.(矩形的对角线互相平分)
又∵ AC⊥BD,∴ △ AB0≌ △ ADO
∴ AB=AD.
∴ 矩形ABCD是正方形.(有一组邻边相等的矩形是正方形)
3. 求证:对角线相等的菱形是正方形.
已知:如图,菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,且AC=BD.
求证:菱形ABCD是正方形.
证明:∵ 四边形ABCD是菱形,
∴ AO=CO=AC,BO=DO=BD,
∵ AC=BD,
∴ AO=BO.
∵ AC⊥BD,
∴∠OAB=∠OBA=45°.
同理:∠OBC=∠OCB=45°,
∴∠ABC=∠OBA+∠OBC=90°.
∴菱形ABCD是正方形.
B
A
D
C
O
基础巩固题
知识点1 正方形的定义及基本性质
1.【2024江苏苏州质检】如图,在平面直角坐标系中,已知正方
形的顶点,,则顶点 的坐标为( )
B
A. B. C. D.
【解析】如图,过点作轴,过点作轴的垂线 ,过
点作轴的垂线,与所在直线交于点 ,
四边形 是正方形,
, , ,
, , ,
, ,
,.
易知四边形 是矩形,,
,, 点 的坐标为 .
.在与 中,
,
,
为对角线 的中点, .
2.【2024江苏南京玄武区模拟】如图,在正方形中,为对角线 的中点,为正方形内
一点,连接,,连接并延长,与 的平分线交于点,连接.若,则
的长度为____.
【解析】如图,连接 四边形是正方形, ,
,., ,
, ,
平分 ,
,
18
知识点2 正方形的判定
3.【2025江苏扬州期末】小明在学习了中
心对称图形后,整理了平行四边形和特殊
平行四边形之间的关系图,如图所示,从
下列条件:; ;
;平分 中,选择一
C
A.①③ B.①④ C.①③④ D.②③④
个条件填入( )处,补全关系图,所有正确条件的序号是( )
【解析】根据一组邻边相等的矩形是正方形,可得①符合题意;矩形的对角线本身是相等的,
所以不能判定四边形 是正方形,故②不符合题意;根据对角线互相垂直的矩形是正
方形,可得③符合题意;由 ,平分,可得 ,根据一组邻边
相等的矩形是正方形,可得④符合题意,故所有正确条件的序号是①③④.故选C.
19
4.【2025江苏南京鼓楼区质检】如图,在四边形中, ,
,,垂足为点.若四边形的面积为13,则
_____.
【解析】作交延长线于,如图. ,
,, 四边形为矩形, ,
即 ,即
, .在和 中,
, ,
, 四边形为正方形,正方形的面积四边形 的
面积,.故答案为 .
20
能力提升题
(-1,3)
5.[镇江月考]如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,正方形OABC的顶点A的坐标为(1,2),点B为第二象限的点,则点B的坐标为________.
6.[北京中考]如图,在正方形ABCD中,点E在边CD上,CF⊥BE,垂足为F.若AB=1,∠EBC=30°,则△ABF的面积为________.
【点拨】如图,过点F作FM⊥BC,垂足为M,连接AM,
则∠FMC=90°. ∵四边形ABCD为正方形,∴∠ABC=90°,
AB=BC=1,∴∠ABC=∠FMC,∴AB∥FM,
∴S△ABF=S△ABM.∵CF⊥BE,垂足为F,BC=1,∠EBC=30°,
∴∠BFC=90°,∠BCF=60°,
22
7.如图,Rt△ABC两条外角平分线交于点D,∠B=90°,过点D作DE⊥BA于点E,DF⊥BC于点F.
(1)求证:四边形BFDE是正方形;
证明:∵DE⊥BA,DF⊥BC,∴∠E=∠F=90°,又∵∠B=90°,∴四边形BFDE是矩形.过点D作DG⊥AC于点G,如图.∵AD平分∠EAC,CD平分∠ACF,∴DG=DE,DG=DF,∴DE=DF,∴四边形BFDE是正方形.
解:由(1)易证Rt△AED≌Rt△AGD,Rt△CGD≌Rt△CFD,∴AE=AG,CG=CF.
∵四边形BFDE是正方形,∴BE=BF=6.∵点C为BF的中点,∴BC=CF=CG=3.
在Rt△ABC中,AB2+BC2=AC2,∴(6-AE)2+32=(AE+3)2,∴AE=2.
(2)若BF=6,点C为BF的中点,求AE的长.
23
8.如图,四边形ABCD为正方形,E为线段AC上一点,连接DE,过点E作EF⊥DE,交射线BC于点F,以DE,EF为邻边作矩形DEFG,连接CG.
(1)求证:ED=EF;
证明:如图①,过点E作EP⊥CD于点P,EQ⊥BC于点Q,则∠EQF=∠EPD=90°.易知∠DCA=∠BCA=45°,∴EQ=EP.∴易证四边形EQCP是正方形.∴∠QEC=∠PEC=45°.∴∠QEF+∠FEC=45°.又∵EF⊥DE,∴∠DEF=90°.∴∠PED+∠FEC=45°.
(2)若AB=2,CE=,则CG的长度为________;
解:①当DE与AD的夹角为30°,即∠ADE=30°时,点F在BC边上,则易得∠CDE=90°-30°=60°.在四边形CDEF中,由四边形内角和定理得∠EFC=360°-90°-90°-60°=120°.②当DE与DC的夹角为30°,即∠CDE=30°时,点F在BC的延长线上,设EF与DC交于点H,如图②所示.∵∠HCF=∠DEF=90°,∠CHF=∠EHD,∴∠EFC=∠CDE=30°.综上所述,∠EFC=120°或30°.
(3)当线段DE与正方形ABCD某条边的夹角是30°时,求∠EFC的度数.
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正方形的
性质与判定
四条边相等,四个角都是直角的四边形.
正方形的四条边相等,四个角都是直角.
判定
性质
有一组邻边相等的矩形是正方形.
有一个角是直角的菱形是正方形.
正方形的对角线相等目互相垂直平分.
正方形既是中心对称图形又是轴对称图形,有四条对称轴.
课堂小结
教科书第83-84页练习
第1,2,3题
布置作业
CF=BC=,∴∠CFM=90°-∠BCF=30°,
∴CM=CF=,∴BM=BC-CM=,∴S△ABF=S△ABM=×1×=.
∴∠QEF=∠PED.在△EQF和△EPD中,∴△EQF≌△EPD(ASA).∴ED=EF.
$