内容正文:
5.3 正方形
(第一课时)
第5章
特殊平行四边形
1.理解正方形的概念,发展几何直观。
2.探索并证明正方形的性质定理和判定定理,并能运用它们进行计
算和证明,发展推理能力。
3.理解矩形、菱形、正方形之间的包含关系。
2
02
新知导入
给你一张正方形的彩色纸,你能通过折叠并一刀剪出如图所示的正方形孔吗?
1.正方形的定义:有一组邻边相等,并且有一个角是直角的
平行四边形叫作正方形。
2.正方形的判定
正方形是特殊的平行四边形、特殊的矩形、特殊的菱形,因此可分
别从平行四边形、矩形、菱形出发,寻找判定正方形的方法,总结
如下表:#1.2.1
4
从平行四边形
出发 有一组邻边相等,并且有一个角是直角的平行四
边形是正方形。
有一组邻边相等,并且对角线相等的平行四边形
是正方形。
有一个角是直角,并且对角线互相垂直的平行四
边形是正方形。
对角线互相垂直且相等的平行四边形是正方形。
5
03
新知讲解
回顾并思考:
1.我们已经学习过哪些特殊的平行四边形?
2.是否存在一组邻边相等的特殊的矩形?若存在,它是什么图形?
3.是否存在一个角是直角的菱形?若存在,它是什么图形?
03
新知探究
正方形的定义:
把有一组邻边相等,并且有一个角是直角的平行四边形叫作正方形.
平行四边形
正方形
有一组邻边相等
有一个角是直角
新课探究
案件现场展示
现场一:古老建筑窗格
古建修复师在整理文物档案时,敏锐地发现这份窗格的设计图纸上,关键的轮廓图形似乎存在微妙的偏差,怀疑它并非是一个严格意义上的“标准正方形”。
CASE FILE NO. 001 | ANCIENT ARCHITECTURE
现场二:现代设计师地砖
一位新锐室内设计师坚称,他最新的地砖拼图设计中,基础模块是完美无瑕的正方形,线条平直、角度精准,没有任何几何误差。
CASE FILE NO. 002 | MODERN DESIGN
03
新知讲解
活动1:准备一张矩形的纸片,按照下图折叠,然后展开,折叠部分得到一个正方形.
正方形
猜想:满足怎样条件的矩形是正方形?
矩形
正方形
一组邻边相等
对角线互相垂直
03
新知讲解
已知:如图,在矩形ABCD中,AC , DB是它的两条对角线,AC⊥DB.
求证:矩形ABCD是正方形.
证明:因为四边形ABCD是矩形,
所以AO=CO=BO=DO ,∠ADC=90°.
因为AC⊥DB,
所以AD=AB=BC=CD.
所以矩形ABCD是正方形.
求证:对角线互相垂直的矩形是正方形.
A
B
C
D
O
知识点 正方形的性质
1. [2024·湖州月考] 正方形具有而矩形不一定具有的性质是
( )
D
A. 对角线互相平分 B. 对角相等
C. 对边平行且相等 D. 对角线互相垂直
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11
(第2题)
2. [2024·深圳南山区月考] 如图,正方形
的两条对角线相交于点 ,那么图中等
腰直角三角形有( )
C
A. 4个 B. 6个 C. 8个 D. 10个
返回
12
新知探究
第二幕:现场勘查 —— 动手探究,寻找证据
任务分组:侦探小组行动!
每组领取一份专属的“案件现场包”,内含可活动的四边形连接棒模型与《现场勘查任务单》,全员就位,即刻开工!
勘查任务:寻找“变身”的关键证据
1. 先动手:将手中的可活动模型调整为标准的矩形(确保四个角均为直角)。
2. 再思考:在不破坏“直角”这个前提的条件下,你最少需要添加什么“证据”(条件),就能让它完美“变身”为正方形?请记录你的发现。
🔎 侦探小贴士
矩形和正方形都是“方方正正”的,但正方形有什么特别之处?试着改变边的长度或位置关系,观察变化规律。不要忘了把你的“推理过程”写在任务单上。
03
新知探究
正方形的判定定理:
有一组邻边相等的矩形是正方形,
对角线互相垂直的矩形是正方形。
矩形
正方形
一组邻边相等
对角线互相垂直
03
新知讲解
活动2:把可以活动的菱形框架的一个角变为直角,观察这时菱形框架的形状,看是不是正方形.
猜想:满足怎样条件的菱形是正方形?
正方形
菱形
一个角是直角
对角线相等
从矩形出发 有一组邻边相等的矩形是正方形。
对角线互相垂直的矩形是正方形。
从菱形出发 有一个角是直角的菱形是正方形。
对角线相等的菱形是正方形。
16
(第3题)
3. 如图所示,在正方形中, 是对角
线,的交点,过点作 ,分
别交,于点,,若 ,
,则 的长为( )
C
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
返回
17
新知探究
现场勘查报告(一):矩形工坊
操作发现
• 将矩形的一组邻边变得相等,矩形就变成了正方形。
• 调整矩形的对角线,使它们互相垂直,矩形也变成了正方形。
生成猜想
猜想 1:有一组邻边相等的矩形是正方形。
猜想 2:对角线互相垂直的矩形是正方形。
新知探究
现场勘查报告(二):菱形工坊
勘查任务
将你的模型调整为一个菱形(保证四条边相等)。
现在,在不破坏“等边”这一前提的情况下,你最少需要添加什么条件,就能让它“变身”为完美的正方形?
操作发现
• 调整角度:将菱形的任意一个内角变为直角 (90°),菱形即变形成正方形。
• 调整对角线:改变菱形对角线的长度,使原本不等的两条对角线变得相等,菱形也变形成正方形。
生成猜想
❓ 猜想 3:有一个角是直角的菱形,是正方形。
❓ 猜想 4:对角线相等的菱形,是正方形。
03
新知讲解
已知:如图,在菱形ABCD中,AC , DB是它的两条对角线,AC=DB.
求证:四边形ABCD是正方形.
A
B
C
D
O
求证:对角线相等的菱形是正方形.
因为四边形ABCD是菱形,
所以AB=BC=CD=AD,AC⊥DB.
因为AC=DB,
所以AO=BO=CO=DO,
所以△AOD,△AOB,△COD,△BOC是等腰直角三角形,
所以∠DAB=∠ABC=∠BCD=∠ADC=90°,
所以四边形ABCD是正方形.
证明:
03
新知探究
正方形的判定定理:
有一个角是直角的菱形是正方形,对角线相等的菱形是正方形。
正方形
菱形
一个角是直角
对角线相等
典例1 如图,一个四边形顺次添加下列条件中的三个条件便
得到正方形:
.两组对边分别相等 .一组对边平行且相等
.一组邻边相等 .一个角是直角
顺次添加的条件: ;
; 。
则正确的是( )
A.仅① B.仅③ C.①② D.②③
22
解析:
序号 判断过程 判断
① 两组对边分别相等 平行四边形一组邻边相等
菱形一个角是直角 正方形 正确
② 一组对边平行且相等 平行四边形一个角是直角
矩形一组邻边相等 正方形 正确
③ 两组对边分别相等 平行四边形 一组对边平行且
相等 平行四边形一组邻边相等 菱形 错误
23
典例分析
例题1. 如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,BD为∠ABC的平分线。求证:四边形ABCD为正方形
证明:∵四边形ABCD为矩形,
∴AB∥CD.
∴∠ABD=∠CDB.
∵BD为∠ABC的平分线,
∴∠ABD=∠DBC.
∴∠CDB=∠DBC.
∴BC=CD.
∴矩形ABCD为正方形.
变式训练
如图,菱形EFGH的三个顶点E,F,G分别在矩形ABCD的边AB,AD,CD上,且AE=DF,求证:四边形EFGH是正方形
证明:证明:四边形ABCD是矩形,四边形EFGH是菱形,∴∠A=∠D=90°,EF=FG,
∴∠AEF+∠AFE=90°.
又∵AE=DF,
Rt△AEF≌Rt△DFG(HL),
∴∠AEF=∠DFG,∴∠DFG+∠AFE=90°,
∴∠EFG=90°,
∴四边形EFGH是正方形
03
新知讲解
如何判定一个四边形是正方形呢?
有一组邻边相等
且有一个角是直角
平行四边形
正方形
菱形
矩形
正方形
一组邻边相等
或对角线垂直
菱形
矩形
正方形
一个角是直角
或对角线相等
定义法
矩形法
菱形法
既能判定一个四边形是矩形,又能判定这个四边形是菱形;或者先判定这个四边形是菱形,再判定是矩形.都可以判定它是正方形.
03
新知讲解
5种判定方法
三个角是直角
四条边相等
一个角是直角
或对角线相等
一组邻边相等
或对角线互相垂直
一组邻边相等
或对角线互相垂直
一个角是直角
或对角线相等
一个角是直角且一组邻边相等
平行四边形、矩形、菱形、正方形的判定小结
5.如图,在正方形的边的延长线上取一点 ,使
,连结交于点,则 ______.
(第5题)
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28
6.如图,点是正方形的边上一点,把绕点
顺时针旋转 到的位置,若四边形 的面积为
25,,则 的长为_____.
(第6题)
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29
课堂小结
正方形的判定
从平行四边形出发判定:
① 一组邻边相等,且有一个角是直角的平行四边形是正方形
② 对角线互相垂直且相等的平行四边形是正方形
从矩形出发判定:
① 一组邻边相等的矩形是正方形
② 对角线互相垂直的矩形是正方形。
从菱形出发判定:
① 有一个角是直角的菱形是正方形
② 对角线相等的菱形是正方形
05
课堂小结
正方形的判定
从平行四边形出发
从矩形出发
从菱形出发
一组邻边相等+一个角是直角
矩形+一组邻边相等
矩形+对角线互相垂直
菱形+有一个角是直角
菱形+对角线相等
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