内容正文:
5.1 矩形
(第一课时)
第5章
特殊平行四边形
学 习 目 标
1
2
3
理解矩形的定义,掌握“有一个角是直角的平行四边形”这一形式特征,能准确判断一个四边形是否为矩形。
掌握矩形的性质,会运用矩形“四个角都是直角”和“对角线相等”的特性,解决相关的计算和证明问题。
理解直角三角形斜边中线的性质(矩形性质的推论),能初步运用“直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”解决简单的求值问题。
旧知复习
平行四边形定义:两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形。
边的性质:
①两组对边分别平行
②两组对边分别相等
角的性质
①两组对角分别相等
②邻角互补(和为180∘)
请同学们补充说明平行四边形的其他性质。(可以从对角线和对称性等方面阐述)
旧知复习
平行四边形的判定
判定类别 判定文字表述 几何语言(在四边形ABCD中)
定义判定 两组对边分别平行的四边形是平行四边形 AB∥CD,AD∥BC∴ 四边形ABCD是平行四边形
边判定 1 两组对边分别相等的四边形是平行四边形 AB=CD,AD=BC∴ 四边形ABCD是平行四边形
边判定 2 一组对边平行且相等的四边形是平行四边形 AB∥CD且AB=CD∴ 四边形ABCD是平行四边形
角判定 两组对角分别相等的四边形是平行四边形 ∠A=∠C,∠B=∠D∴ 四边形ABCD是平行四边形
对角线判定 对角线互相平分的四边形是平行四边形 对角线、交于点O,,∴ 四边形ABCD是平行四边形
合作学习
我们知道,平行四边形具有不稳定性。如图5-1,平行四边形的边长固定,它的形状随着相邻两边夹角的变化而变化。
(1)平行四边形随夹角变化的过程中,什么情况下面积最大?为什么?
(2)这个面积最大的平行四边形的内角有什么特点?比较它的两条对角线的长度,有什么发现?
请与你的同伴交流
新课探究
提问互动:“这些图形都是我们熟悉的平行四边形吗?它们和一般的平行四边形相比,有什么特殊之处?
像这样有一个角是直角的平行四边形,叫做矩形。今天我们就一起来探究矩形的性质。
新知探究
思考 把平行四边形一个内角拉成直角,变成什么图形?
矩形是特殊平行四边形,所以具备平行四边形所有性质。
推理证明
已知:矩形ABCD,∠A=90°
∵四边形ABCD是平行四边形
∴∠A=∠C,∠B=∠D
AD||BC→∠A+∠B=180°
∠A=90°→∠B=90°
同理:∠C=90°,∠D=90°
性质 1:矩形的四个角都是直角
探究 1:矩形的边角性质
新知探究
动手 同学们自己在草纸上还出四个不同的矩形,测量对角线的长度
推理证明
已知:矩形ABCD,求证:AC=BD
证明:
在△ABC和△DCB中
∴△ABC≌△DCB(SAS)
∴AC=BD
性质 2:矩形的对角线相等且互相平分
探究 2:矩形对角线的性质
新知探究
动手 观察下面的图形,画出每个图形所有的对称轴
探究 3:矩形的对称性
中心对称:对角线交点是对称中心
轴对称:有2 条对称轴(过对边中点的直线)
新知探究
已知 在Rt△ABC中,∠ABC=90°,D为斜边AC的中点(即BD为斜边中线)。
求证:BD=AC。
构造辅助线:延长BD至点E,使DE=BD,连接AE、CE
证明四边形ABCE是平行四边形,再证明ABCE是矩形
利用矩形对角线性质
典例分析
例题1. 如图,在矩形ABCD中,点E、F在边啊AD上,BE=CF,求证:AF=DE.
证明:∵四边形ABCD为矩形,
∴AB=CD,∠A=∠D=90°,∵BE=CF,
在Rt△ABE与Rt△DCF中,
∴Rt△ABE≌Rt△DCF(HL),
∴AE=DF,
∵AE+EF=DF+EF,
∴AF=DE.
变式训练
如图,在矩形ABCD中,点E在边BC上,AE=AD,DF⊥AE,垂足为F.求证:BE=AF.
证明:∵四边形ABCD为矩形,∴AD∥BC,∠B=90°,又∵DF⊥AE,
∴∠AFD=90°=∠B,
∵AD∥BC,∴∠DAF=∠AEB,
在△ADF和△EAB中,
∴△ADF≌△EAB(AAS),
∴BE=AF.
典例分析
例题2.如图,在矩形ABCD中,连接BD,以B为圆心,BD为半径画弧交射线BC于点E,连接DE,若AB=3,AD=4,则ED的长为______.
解:由题意可知,BD=BE,
∵四边形ABCD是矩形,
∴DC=AB=3,BC=AD=4,∠DCB=90°,
BD==5,
∴BE=BD=5,
∴CE=BE-BC=1,
DE==
变式训练
如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,∠AOB=60°,AB=3,则AC的长为______.
解:∵四边形ABCD为矩形,
∴OA=OC,OB=OD,且AC=BD,∴OA=OB,
又∵∠AOB=60°,
∴△AOB为等边三角形,
∴OA=AB=3,
∴AC=2OA=6,
故答案为:6.
典例分析
例题3. 如图,某住宅小区有一长方形地块ABCD,若要在长方形ABCD地块内修筑同样宽的两条道路(阴影部分),其中AB=20m,BC=32m,道路宽为2m,余下部分绿化,则绿化的面积为______m2.
解:由题意得:
∵AB=20m,BC=32m,道路宽为2m,
绿化的面积为(32-2)×(20-2)
=30×18=540(m²),
绿化的面积为540m²,
变式训练
如图,EF过矩形ABCD对角线的交点O,且分别交AB,CD于E、F,若,AB=2,AD=4,那么图中阴影部分的面积为( )
解:矩形ABCD中,OD=OB,CD∥AB,
∴∠ODF= ∠OBE,∠BOE=∠DOF,
△BOE≌△DOF(ASA),
S△BOE=S△DOF,
S阴影=S△AOE+S△DOF=S△AOE+S△BOE=S△AOB
=S矩形=×2×4=2
课堂练习
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 .已知,点O是矩形ABCD对角线的交点,那么矩形( )
A.是中心对称图形,但不一定是轴对称图形
B.是轴对称图形,但不一定是中心对称图形
C.既是中心对称图形,又是轴对称图形
D.无法判断图形的对称性
课堂练习
3 . 如图,点E在矩形ABCD的边CB的延长线上,连接BD,AE,BD=EC,若∠E=75°,则∠DBC的度数是( )
A.20° B.30° C.75° D.15°
课堂练习
4 . 如图,AC是矩形ABCD的对角线,线段AC的垂直平分线OE,分别交AC、CD于点O、E,连接AE.若AB=3,AD=2,则AD+DE的值为( )
A. B.3 C. D.
课堂练习
5 . 如图,在矩形ABCD中,点E在CD上,AE=AB,BF⊥AE,垂足为 F.
(1)求证:△ABF≌△EAD;
(1)证明:在矩形ABCD中,AB∥CD,AB=CD,∠D=90°,
∵BF⊥AE,
∴∠BFA=∠D=90°,
∵AB∥CD,点E在CD上,
∴∠BAE=∠DEA,
又∵AB=AE,
∴△ABF≌△EAD(AAS).
课堂练习
5 . 如图,在矩形ABCD中,点E在CD上,AE=AB,BF⊥AE,垂足为 F.
(2)如果AD=4,EF=1,求AB的长
(2)解:设AB=AE=x,则AF=AE-EF=x-1,
由(1)知:△ABF≌△EAD,
∴BF=AD=4.
在Rt△ABF中,AF²+BF²=AB²,
(x-1)²+4²=x2
解得:x=8.5,∴AB=8.5.
课堂练习
6 . 如图,矩形ABCD中,AB=4,AD=3,将矩形ABCD沿对角线AC折叠,点B落在点E处,AE交CD于点F
(1)试证明△ACF是等腰三角形;
(1)证明:由折叠可得,∠BAC=∠EAC,
由AB||CD可得,∠BAC=∠DCA,∴∠EAC=∠DCA,
∴AF=CF,
∴△ACF是等腰三角形.
课堂练习
6 . 如图,矩形ABCD中,AB=4,AD=3,将矩形ABCD沿对角线AC折叠,点B落在点E处,AE交CD于点F
(2) 求CF的长.
(2)解:设CF=x,则AF=x,
DF=4-x,∵∠D=90°,
Rt△ADF中,AD²+DF²=AF²,
即3²+(4-x)²=x2
课堂小结
核心定义
有一个角是直角的平行四边形叫做矩形;
有意义的条件
矩形首先是平行四边形,具备平行四边形的所有性质(对边平行且相等、对角相等、对角线互相平分);
矩形特有的性质:四个角都是直角(∠A=∠B=∠C=∠D=90°);对角线相等(AC=BD);既是中心对称图形,又是轴对称图形(有2条对称轴,分别为对边中点的连线)。
感谢聆听!
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