内容正文:
1.5 矩形
1.5.1 矩形的性质
观察下面图形,长方形在生活中无处不在.
思考:长方形跟我们前面学习的平行四边形有什么关系?
利用一个活动的平行四边形教具演示,使平行四边形的一个内角变化,请同学们注意观察.
矩形
矩形的概念
平行四边形
矩形
有一个角
是直角
矩形是特殊的平行四边形.
定义:有一个角是直角的平行四边形叫做矩形,也称为长方形.
平行四边形不一定是矩形.
因为矩形是一种特殊的平行四边形,所以它具有平行四边形的所有性质,由于它有一个角为直角,它是否具有一般平行四边形不具有的一些特殊性质呢?
可以从边、角、对角线等方面来考虑.
矩形的性质
思考
准备素材:直尺、量角器、橡皮擦、课本、铅笔盒等.
(1)请同学们以小组为单位,测量身边的矩形(如书本,课桌,铅笔盒等)的四条边长度、四个角度数和对角线的长度,并记录测量结果.
AB AD AC BD ∠BAD ∠ADC ∠AOD ∠AOB
橡皮擦
课本
桌子
A
B
C
D
O
物体
测量
(实物)
(形象图)
(2)根据测量的结果,你有什么猜想?
猜想1:矩形的四个角都是直角.
猜想2:矩形的对角线相等.
你能证明吗?
证明:根据矩形的定义可知,四边形 ABCD 是平行四边形,
于是 AD∥BC,且 AB∥DC.
因此∠B = ∠D = 180°-∠A = 90°,
∠C =∠A = 90°.
如图,四边形 ABCD 是矩形,∠A = 90°.
求证:∠A = ∠B =∠C = ∠D = 90°.
A
B
C
D
矩形的性质定理1:
矩形的四个角都是直角.
证明:如图,四边形 ABCD 是矩形,于是 AB = DC,
根据矩形性质定理1得,
∠ABC = ∠DCB = 90°.
又 BC = CB,
所以△ABC≌△DCB.
从而 AC = DB.
A
B
C
D
O
如图,四边形 ABCD 是矩形,对角线 AC 与 DB 相交于点 O. 求证:AC = DB.
矩形的性质定理2:
矩形的对角线相等.
矩形除了具有平行四边形所有性质外,还具有的性质有:
矩形的四个角都是直角.
矩形的对角线相等.
几何语言描述:
在矩形 ABCD 中,对角线 AC 与 DB 相交于点 O.
∠ABC = ∠BCD = ∠CDA = ∠DAB = 90°,AC = DB.
A
B
C
D
O
例1 如图,矩形 ABCD 的对角线 AC,BD 相交于点 O,AC = 4 cm,∠AOB = 60°,求 BC 的长.
解:因为四边形 ABCD 是矩形.
所以 OA = OB = AC.
又∠AOB = 60°,
所以△OAB 是等边三角形.
于是 AB = OA = 2 cm.
因为∠ABC = 90°,
所以在Rt △ABC 中,
A
B
C
D
O
可以考虑找特殊的三角形
例2 如图,在矩形 ABCD 中,E 是 BC 上一点,AE = AD,DF⊥AE ,垂足为 F. 求证:DF = DC.
A
B
C
D
E
F
证明:连接 DE.
∵AD = AE,∴∠AED = ∠ADE.
∵四边形 ABCD 是矩形,
∴AD∥BC,∠C = 90°.
∴∠ADE = ∠DEC.
∴∠DEC = ∠AED.
又∵DF⊥AE, ∴DF = DC.
思考:矩形是不是中心对称图形? 如果是,那么对称中心是什么?
O
矩形是中心对称图形,对角线的交点是它的对称中心.
请同学们拿出准备好的矩形纸片,折一折,观察并思考. 矩形是不是轴对称图形? 如果是,那么对称轴有几条?
对称性:______________.
对称轴:______________.
轴对称图形
2条
做一做
矩形的对角线
是对称轴吗?
矩形的性质
四个内角都是直角,对边相等
两条对角线互相平分且相等.
轴对称图形
有两条对称轴
有一个角是直角的平行四边形叫作矩形
中心对称图形,对角线的交点是它的对称中心.
概念
性质
1. 矩形具有而一般平行四边形不具有的性质是 ( )
A. 对角线相等 B. 对边相等
C. 对角相等 D. 对角线互相平分
2. 若矩形的一条对角线与一边的夹角为 40°,则两条对角线相交的锐角是( )
A. 20° B. 40° C. 80° D. 10°
A
C
3. 如图,四边形 ABCD 为矩形,试利用矩形的性质定理证明:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半.
证明:如图,∵ BD,AC 是矩形 ABCD 的对角线,
∴ BD = AC.
∴ BO = BD = AC,
即直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半.
结论:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半.
4. 如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,过点B作BE // AC,交DC的延长线于点E. 求证:BD=BE.
解:∵ AC,BD 是矩形 ABCD 的对角线,
∴AC = BD,AB // DE.
∴AC=BE.
又∵ BE // AC
∴四边形 ABEC是平行四边形.
∴BD=BE.
5. 如图,在矩形 ABCD 中,AB = 6,AD = 8,P 是 AD 上的动点,PE⊥AC,PF⊥BD 于 F,求 PE + PF 的值.
∴ PE + PF = .
∴ AO·PE + DO·PF = 12,
∴S△AOD = S△DOC = S△AOB = S△BOC
= S矩形ABCD= ×6×8 = 12.
解:连接 OP.
∵四边形 ABCD 是矩形,
∴∠DAB = 90°,OA = OD = OC = OB.
在Rt△BAD 中,由勾股定理得 BD = 10,
∴AO = OD = 5,
∵S△APO + S△DPO = S△AOD,
即 5PE + 5PF = 24,
D
A
B
C
O
E
P
F
$