内容正文:
5.1 矩形
(第一课时)
第5章
特殊平行四边形
1.理解矩形的概念,知道矩形与平行四边形的区别与联系.
2.会证明矩形的性质,会用矩形的性质解决简单的问题.
2
03
新知讲解
长方形在生活中无处不在.
思考:长方形与我们前面学习的平行四边形有什么关系?
长方形是平行四边形吗?
观察这些图形:
活动: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
4
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作矩形.
平行四边形不一定是矩形.
小学里学过的长方形、正方形都是矩形.
矩形的表示方法: 矩形ABCD.
03
新知讲解
合作学习
我们知道,平行四边形具有不稳定性。如图,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?
(1)当平行四边形的夹角为90° 的情况下面积最大,因为平行四边形的面积=底×高,当平行四边形的夹角为90°时,高为最大值,此时面积最大。
02
新知讲解
一个角是直角
平行四边形
矩形
矩形的定义:
有一个角是直角的平行四边形叫作矩形(长方形).
矩形是特殊的平行四边形.
平行四边形不一定是矩形.
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。
生活中的实例
请同学们画一个矩形,用量角器度量每个角的度数,用直尺度量两条对角线的长度.
并且根据你得到的数据提出你的猜想.
猜想1:矩形的四个角都是直角.
猜想2:矩形的对角线相等.
03
新知讲解
合作学习
我们知道,平行四边形具有不稳定性。如图,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?
(2)此时平行四边形的内角均为90°,它的对角线长度相等。
03
新知探究
A
B
C
D
O
因为矩形是平行四边形,所以它具有平行四边形的所有性质. 但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。
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
已知:在矩形ABCD中,∠B=90°.
求证:∠A=∠B=∠C=∠D=90°.
∴AD∥BC,AB∥DC,
证明:∵四边形ABCD是矩形, ∠B=90°,
∴∠D=90°,
∴∠A+∠B=90°,∠C+∠D=90° ,
∴∠A=∠B=∠C=∠D=90°.
命题1:矩形的四个角都是直角.
矩形性质定理1: 矩形的四个角都是直角.
几何语言:
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=∠B=∠C=∠D=90°.
03
新知探究
材料准备:直尺、量角器、铅笔、橡皮擦等.
活动1 测量数学书的四条边长度、四个角的度数和对角线的长度,并记录测量的结果.
A
B
C
D
O
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?
02
新知讲解
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:因为矩形 ABCD 是平行四边形.
所以∠B=∠D,∠C=∠A,AB // DC.
所以∠B+∠C=180°.
又因为∠B=90°,所以∠C=90°.
所以∠A=∠B=∠C=∠D=90°.
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.
已知:四边形ABCD是矩形.
求证:AC = BD.
证明:在矩形ABCD中,
∵∠ABC = ∠DCB = 90°,
又∵AB = DC , BC = CB,
∴△ABC≌△DCB,
∴AC = BD.
命题2:矩形的对角线相等.
矩形的性质定理2:矩形的对角线相等.
几何语言:
∵四边形ABCD是矩形,
∴AC = BD.
03
新知探究
矩形的性质定理1:
矩形的四个角都是直角.
A
D
B
C
符号语言表示:
∵四边形ABCD是矩形
∴∠A=∠B=∠C=∠D=90°
02
新知讲解
下面我们来一起验证一下:
已知:AC,BD是矩形ABCD的对角线(如图)。
求证:AC=BD。
证明:在矩形ABCD中,AB=CD,
∠ABC=∠DCB=Rt∠(矩形的四个角都是直角)。
又BC=CB,可证Rt△ABC≌Rt△DCB。
所以AC=BD。
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.
矩形的对称性
如果过对角线交点O作两条直线l1,l2分别垂直于矩形的两条相邻的边,那么直线
l1,l2必定分别垂直平分两组对边.
矩形既是中心对称图形,又是轴对称图形.
至少有2条对称轴.
03
新知探究
矩形的性质定理2:
矩形的对角线相等.
A D
B C
¬
O
符号语言表示:
∵四边形ABCD是矩形
∴AC=BD
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,
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)。
矩形的性质:
除具备平行四边形的所有性质外,
(1)矩形的四个角都是直角;
(2)矩形的对角线相等;
(3)矩形既是中心对称图形又是轴对称图形.
05
课堂小结
矩形的相关概念及性质
有一个角是直角的平行四边形叫作矩形
具有平行四边形的一切性质
四个内角都是直角,
两条对角线互相平分且相等
轴对称图形
有两条对称轴
谢谢大家
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