内容正文:
18.1.2 第1课时 矩形的判定
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1
1.理解并掌握矩形的判定定理,能初步应用其解决证明和计算问题.
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矩形的相关概念及性质
定义:有一个角是直角的平行四边形是矩形
矩形具有平行四边形的一切性质
矩形的性质定理 1:矩形的四个角都是直角.
矩形的性质定理 2:矩形的对角线相等.
轴对称图形
对称轴为通过对边中点的直线
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我们知道矩形的四个角都是直角,它的逆命题是什么?成立吗?
逆命题:四个角是直角的四边形是矩形.
成立
有一个角是直角的四边形是矩形吗?有两个角是直角的四边形是矩形吗?
A
B
D
C
(有一个角是直角)
A
B
D
C
(有二个角是直角)
×
×
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那有三个角是直角的四边形是矩形吗?
试一试:作一个三个角都是直角的四边形.
1. 任意作两条互相垂直的线段 AB、AD;
2. 过点 B 作垂直于 AB 的直线 l;
3. 过点 D 作垂直于AD 的直线 m,
与直线l相交于点C.
四边形 ABCD 即为所要求作的四边形.
A
B
D
C
l
m
观察你所作的图形,它是一个矩形吗?
猜测:有三个角是直角的四边形是矩形.
怎么证明?
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例 2 如图,在矩形 ABCD 中,AB = 3,BC = 4,
BE ⊥ AC,垂足为点 E . 求 BE 的长.
A
B
D
C
E
说一说你的解题思路.
△ABC 为直角三角形
它的面积既可以用底和高来求.
也可以用两条直角边来求.
列出等式,从而求出 BE 的长.
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A
B
D
C
E
解 在矩形 ABCD 中,∠ABC = 90°,
AC = = 5.
又∵S△ABC = AB·BC = AC·BE ,
∴BE = = = 2.4.
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探究一:矩形的判定
活动:请写出矩形两条性质的逆命题并尝试判断它的真假.
逆命题1:如果一个四边形的四个角都是直角,那么它是矩形.”
成立
矩形
1.角:
2.对角线:
四个角都是直角
对角线相等
逆命题2:“如果一个四边形的对角线相等,那么它是矩形.”
不一定,等腰梯形的对角线也相等.
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思考交流:(1)条件能否再减少一些,三个角是直角的四边形是矩形吗?试一试:作一个三个角都是直角的四边形.
猜想:有三个角是直角的四边形是矩形.
如何证明?
作法:1. 任意作两条互相垂直的线段 AB、AD;
2. 过点 B 作垂直于 AB 的直线 l;
3. 过点 D 作垂直于AD 的直线 m,与直线l相交于点C.
四边形 ABCD 即为所要求作的四边形.
A
B
D
C
l
m
已知:如图,在四边形ABCD中,∠A=∠B=∠D=90°.
求证:四边形ABCD是矩形.
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已知:如图,在四边形 ABCD 中,∠A = ∠B = ∠C = 90°.
求证:四边形 ABCD 是矩形.
证明:∵ ∠A =∠B =∠C = 90°,
∴∠A +∠B = 180°,∠B +∠C = 180°.
∴ AD∥BC,AB∥CD.
∴ 四边形 ABCD 是平行四边形.
∴ 四边形 ABCD 是矩形.
A
B
C
D
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几何语言:
矩形的判定定理 1:
有三个角是直角的四边形是矩形.
∵在四边形 ABCD 中,∠A = ∠B = ∠C = 90°,
∴四边形ABCD 是矩形.
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例 3 如图,在矩形 ABCD 中,对角线 AC 与 BD 相交于点 O,AE 垂直且平分线段 BO,垂足为点 E,BD = 15 cm.
求 AC、AB 的长.
解 ∵四边形 ABCD 是矩形,
∴AC = BD = 15 (矩形的对角线相等).
∴AO = AC = 7.5.
∵AE 垂直平分 BO,
∴AB = AO = 7.5 .
即 AC 的长为 15 cm,AB 的长为 7.5 cm .
A
B
C
D
O
E
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1. 如图,在矩形 ABCD 中,对角线 AC、BD 相交于点 O,
若 AB = 3,AC= 6,则 ∠AOD 的度数为( )
A. 90°
B. 100°
C. 110°
D. 120°
3
3
3
3
D
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证一证
证明:∵ ∠A=∠B=∠D=90°,
∴∠A+∠D=180°,∠A+∠B=180°,
∴AD∥BC,AB∥CD.
∴四边形ABCD是平行四边形,
∴四边形ABCD是矩形.
D
A
B
C
已知:如图,在四边形ABCD中,∠A=∠B=∠D=90°.
求证:四边形ABCD是矩形.
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画一画,你发现有一个角是直角的四边形是矩形吗?有两个角是直角的四边形是矩形吗?
A
B
D
C
(有一个角是直角)
A
B
D
C
(有二个角是直角)
所以至少有三个角是直角的四边形才是矩形
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思考:一个木匠要制作矩形的踏板.他在一个对边平行的长木板上分别沿与长边垂直的方向锯了两次,就能得到矩形踏板.为什么?
有三个角是直角的四边形是矩形.
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1.如图,∠AOB 是一个直角,任意一点 P 到这个角的两边的距离之和为 6,则图中四边形的周长为______.
12
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2. 如图,在矩形 ABCD 中,对角线 AC、BD 相交于点 O,
CD = 1.若 AE 垂直且平分 OB,垂足为点 E,则 BD
的长是 ( )
A. 3
B.
C. 2
D. 4
1
1
1
1
C
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3. 如图,P 是矩形 ABCD 的对角线 AC 上一点,过点 P 作
EF∥BC,分别交 AB、CD 于点 E、F,连结 PB、PD .
若 AE=2,PF=5,则图中阴影部分的面积为 ( )
A. 10
B. 12
C. 15
D. 20
A
B
C
D
E
F
P
N
M
S△ADC = S△ABC
S△AMP = S△AEP
S△PBE = S△PBN
S△PFD = S△PDM
S△PFC = S△PCN
S△DFP = S△PBE
A
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矩形的判定定理1:
有三个角是直角的四边形是矩形.
几何语言描述:
在四边形ABCD中,∵ ∠A=∠B=∠C=90°,
∴四边形ABCD是矩形.
A
B
C
D
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思考交流:(2)需要添加什么条件才能使对角线相等的四边形是矩形吗?
猜想:对角线相等的平行四边形是矩形.
试一试:作一个对角线相等的平行四边形.
作法:
1.任意作两条相交的直线,交点记为 O;
O
A
B
C
D
2.以点O为圆心、适当长为半径画弧,在两条直线上分别截取相等的四条线段OA、OB、OC、OD;
3.顺次连结所得的四点.
四边形 ABCD 的两条对角线相等且互相平分,即为所要求作的四边形.
如何证明呢?
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矩形的判定定理2:
对角线相等的平行四边形是矩形.
几何语言描述:
在平行四边形ABCD中,∵AC=BD,
∴平行四边形ABCD是矩形.
A
B
C
D
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思 考:对角线相等的四边形是矩形吗?
不一定,等腰梯形的对角线也相等.
需要添加什么条件才能使对角线相等的四边形是矩形吗?
猜想:对角线相等的平行四边形是矩形.
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试一试:作一个对角线相等的平行四边形.
作法:
1.任意作两条相交的直线,交点记为 O;
O
A
B
C
D
2.以点 O 为圆心、适当长为半径画弧,
在两条直线上分别截取相等的四条线段
OA、OB、OC、OD;
3.顺次连结所得的四点.
四边形 ABCD 的两条对角线相等且互相平分,即为所要求作的四边形.
如何证明呢?
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【选自教材第115页 练习 第1题】
如图,在矩形 ABCD 中,E 是边 AD 上的一点. 试说明△BCE 的面积与矩形 ABCD 的面积之间的关系.
A
B
C
D
E
解: ∵ 四边形 ABCD 为矩形,
∴ AD∥BC,AB ⊥ BC,
∴ △BCE 的边 BC 上的高长等于 AB 的长,
∴ S△BCE = BC·AB.
∵ S矩形ABCD =AB·BC,∴ S△BCE = S矩形ABCD ,
即△BCE 的面积等于矩形 ABCD 面积的一半.
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【选自教材第115页 练习 第2题】
2. 如图,在矩形 ABCD 中,对角线 AC 与 BD 相交于点 O,
∠AOB = 60°,AB = 3.6. 求 AC、AD 的长.(精确到 0.1)
解: ∵ 四边形 ABCD 是矩形,
∴ AC =BD,OA =OC = AC,OB =OD = BD,∠BAD = 90°.
∴ OA =OB.
∵ ∠AOB =60°, ∴ △AOB为等边三角形.
∴ OA =AB = 3.6.
∴ AC = BD = 2OA=7.2.
在 Rt△ABD 中,由勾股定理,得 AB2 + AD2 = BD2,
即 3.62 + AD2 = 7.22,∴ AD ≈ 6.2.
A
B
D
C
O
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例1 如图,矩形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,E、F、G、H分别是AO、BO、CO、DO上的一点,且AE=BF=CG=DH.求证:四边形EFGH是矩形.
B
C
D
E
F
G
H
O
A
证明:
∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=BD(矩形的对角线相等),
AO=BO=CO=DO(矩形的对角线互相平分),
∵ AE=BF=CG=DH,
∴OE=OF=OG=OH,
∴四边形EFGH是平行四边形,
∵EO+OG=FO+OH,
即EG=FH,
∴四边形EFGH是矩形.
探究二:矩形判定定理的应用
思路:根据已知条件,我们可以先证明四边形 EFGH 是平行四边形,再证明对角线 EG 和 FH相等,即可得证.
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例2 如图,四边形 ABCD 是由两个全等的正三角形 ABD 和 BCD 组成的,M、N 分别为 BC、AD的中点. 求证:四边形 BMDN 是矩形.
A
B
C
D
M
N
分析:由已知条件,可知 BN ⊥ AD,DM ⊥ BC,
因此,在四边形 BMDN 中,已有两个角是直角,只需再证明另一个角也是直角即可得到它是一个矩形.
证明:∵△ABD 和△BCD 是全等的正三角形,
∴∠ADB = ∠CDB = 60°.
又∵M、N分别为BC、AD的中点,
∴ BN⊥AD,DM⊥BC,∠BDM=∠BDC=30°.
∴∠DNB = ∠DMB = 90°,
∠MDN = ∠ADB + ∠BDM = 90°.
∴四边形 BMDN 是矩形(有三个角是直角的四边形是矩形.
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要获取足够证明一个四边形为矩形的条件,往往需要结合图形中的其他条件,进行相关的推理.应根据已知条件,猜测最可能获取到的条件,从而选择合适的判定方法.
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矩形的判定
矩形的判定定理 1:
有三个角是直角的四边形是矩形.
矩形的判定定理 2:
对角线相等的平行四边形是矩形.
定义:有一个角是直角的平行四边形是矩形.
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