内容正文:
21.3.1矩形
第二十一章 四边形
人教版(2024)
素养目标
1 理解并掌握矩形的判定办法;
2 能熟练运用矩形的定义和判定知识进行计算和证明;
3 经历矩形的判定定理的探索和运用其解决相关问题的过程,培养和发展学生的推理能力.
知识回顾
1.矩形是特殊的平行四边形,它具有一般平行四边形的所有性质.
2.矩形的四个角都是直角.
数学语言:∵ 四边形 ABCD 是矩形,
∴ ∠ABC =∠BCD =∠CDA = ∠DAB = 90°.
3.矩形的对角线相等.
数学语言:∵ 四边形 ABCD 是矩形,
∴ AC = BD.
C
B
A
D
O
问题3:你知道如何判定一个平行四边形是矩形吗?
定义判定:有一个角是直角的平行四边形是矩形.
几何语言:
∵四边形ABCD是平行四边形,∠A=90°,
∴四边形ABCD是矩形.
思考:你还有其他的判定方法吗?
A
B
C
D
探索新知
性 质
猜 想
判定定理
逆命题
证明
你还记得学习平行四边形的判定时,我们是如何猜想并进行证明的吗?
同样,我们能否通过研究矩形性质定理的逆命题,得到判定矩形的方法呢?
我们知道,矩形是对角线相等的平行四边形. 反过来,对角线相等的平行四边形是矩形吗?
注意对角线相等的四边形不一定是矩形.
等腰梯形的两条对角线也相等.
下面我们来一起验证一下:
如图,四边形ABCD是矩形,∠B=90°.
求证:∠A=∠B=∠C=∠D=90°.
A
B
C
D
证明:∵矩形 ABCD 是平行四边形.
∴∠B=∠D,∠C=∠A,AB // DC.
∴∠B+∠C=180°.
又∵∠B=90°,∴∠C=90°.
∴∠A=∠B=∠C=∠D=90°.
A
B
C
D
如图,四边形ABCD是矩形,∠ABC=90°,对角线AC与DB相交于点O.
求证:AC=DB.
O
证明:∵四边形 ABCD 是矩形,
∴AB = DC,∠ABC = ∠DCB = 90°.
在△ABC和△DCB中
∵AB=DC,∠ABC = ∠DCB ,BC = CB,
∴△ABC ≌ △DCB(SAS),
∴AC = DB.
知识梳理
1.矩形的定义:有一个角是 的平行四边形叫作 ,矩形也就是长方形.
2.作为特殊的平行四边形,矩形具有平行四边形的所有性质,另外,矩形还有以下性质:
(1)矩形的四个角都是 ;
(2)矩形的对角线 .
几何语言:
如图,∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BAD=∠ABC=∠BCD=∠ADC=90°,AC=BD.
直角
矩形
直角
相等
例1 下列选项中,矩形具有的性质是
A.四边相等
B.对角线互相垂直
C.对角线相等
D.每条对角线平分一组对角
√
活动2 请同学们准备一张矩形纸片,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?
A
B
C
D
l1
l2
2条
1.如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,下列说法错误的是( )
A. AB // DC B. AC=BD
C. AC⊥BD D. OA=OB
C
2.如图,将矩形纸片ABCD沿直线EF折叠,使点C 落在AD边的中点C′处,点B落在点B′处,其中AB=9,BC=6,则
△DFC′的周长为_______.
12
例2 (课本P71例2)如图,▱ABCD的四个内角的平分线分别相交于点E,F,G,H,求证:四边形EFGH是矩形.
证明 ∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠BAD+∠ADC=180°.
又AF,DF分别平分∠BAD,∠ADC,
∴∠DAF+∠ADF=∠BAD+∠ADC=(∠BAD+∠ADC)=90°,
∴∠F=90°,
同理∠H=∠AEB=90°,
∴∠FEH=∠AEB=90°,
∴四边形EFGH是矩形.
反思感悟
题设中隐含多个直角或垂直时,常采用“有三个角是直角的四边形是矩形”来判定矩形.
1. 如图,在△ABC 中,∠ACB = 90°,AD = BD,CD = 4,
则 AB 的长为 ( )
A. 8 B. 6 C. 4 D. 2
A
2. 如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB =90°,CD ⊥ AB 于点 D ,
E 是斜边 AB 的中点,若∠ECD =50°,则 ∠A =( )
A. 10° B. 20° C. 30° D. 40°
在 Rt△CDE中,
∠ECD = 50°,∠CED = 40°.
50°
40°
在 △CEA中,
CE = EA,∠ECA = ∠EAC
20°
20°
B
如图,□ABCD的四个内角的平分线分别相交于点E,F,G,H. 求证:四边形 EFGH 是矩形.
例 2
分析:根据已知条件,容易证明
四边形 EFGH 的一个内角∠F为直角,
同理可证∠H,∠AEB 也为直角,
从而证明四边形 EFGH 是矩形.
证明:∵四边形 ABCD 是平行四边形,
∴AB∥CD .
∴∠BAD + ∠ADC = 180°.
又 AF,DF 分别平分∠BAD,∠ADC,
∴∠DAF + ∠ADF = ∠BAD + ∠ADC
= (∠BAD + ∠ADC) = 90°.
∴∠F = 90°.
同理∠H = ∠AEB = 90°.
∴∠FEH = ∠AEB = 90°.
∴四边形 EFGH 是矩形.
练 习
如图,在△ABC 中,AB=AC,D,E分别是线段BC,AD的中点,过点A作AF∥BC交BE的延长线于点F,连接CF . 求证:四边形ADCF是矩形.
【选自教材第71页 练习 第3题】
证明:∵AF∥BC,∴∠EAF = ∠EDB .
∵E 是 AD 的中点,∴AE = DE.
∴△AEF ≌△DEB(ASA). ∴AF = BD.
在△AEF 和△DEB 中,
∠AEF = ∠DEB,
AE = DE,
∠EAF = ∠EDB,
∵AB = AC,D 是 BC 的中点,
又 AF∥DC,∴四边形 ADCF 是平行四边形.
又∠ADC = 90°,∴□ADCF是矩形.
∴∠ADC = 90°,BD = DC,∴AF = DC.
跟踪训练3 (1)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,BD是斜边AC上的中线.
①若BD=3 cm,则AC= cm;
②若∠C=30°,AB=5 cm,则AC= cm,BD= cm.
6
10
5
(2)如图,在△ABC中,CD⊥AB于点D,E是AC的中点.若AD=6,DE=5,则CD的长等于 .
8
解析 ∵在△ABC中,CD⊥AB于点D,E是AC的中点,DE=5,
∴AC=2DE=10.
在Rt△ACD中,∠ADC=90°,AD=6,AC=10,
则根据勾股定理,得CD===8.
1.若直角三角形的两条直角边长分别为5和12,则斜边上的中线长为
A.13 B.6
C.6.5 D.不能确定
课堂练习
√
解析 ∵直角三角形的两条直角边长分别为5和12,∴斜边长为13,
∴斜边上的中线长为=6.5.
课堂小结
$