内容正文:
第1章 特殊平行四边形
4 正方形的性质与判定
第1课时 正方形的性质
北师大版(2024) 九年级 数学(上)
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情景导入
生活中的正方形
好
好
学
习
天
天
向
上
像矩形
十
年
树
木
百
年
树
人
像菱形
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矩形变正方形
一组邻边相等
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菱形变正方形
一个角是90°
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探究新知
探究一 正方形的性质
图中的四边形都是特殊的平行四边形. 观察这些特殊的平行四边形,你能发现它们有什么样的共同特征?
你能总结出正方形的定义吗?
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正方形定义:
有一组邻边相等,并且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形.
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(1)正方形是矩形吗?是菱形吗?
(2)你认为正方形具有哪些性质?与同伴交流.
正方形既是矩形,又是菱形,它具有矩形与菱形的所有性质.
想一想
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你能利用下图理清下面四个特殊的四边形之间的关系吗?
有一个角是直角
有一组邻边相等
有一组邻边相等
有一个角是直角
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相关图形性质的关系
平行四边形的性质
对边平行且相等
对角相等
对角线互相平分
菱形的性质
四条边相等
对角线互相垂直
四个角都是直角
对角线相等
矩形的性质
正方形的性质
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正方形的性质
定理:正方形的四个角都是直角,四条边相等.
定理:正方形的对角线相等并且互相垂直平分.
AB = BC = CD = DA
∠ABC =∠BCD =∠CDA =∠DAB = 90°
AO = BO = CO = DO,AC⊥BD
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想一想
正方形有几条对称轴?
正方形既是轴对称图形,又是中心对称图形.
正方形有 4 条对称轴.
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例1 如图,在正方形 ABCD 中,E 为 CD 上一点,F 为BC 边延长线上一点,且 CE = CF. BE 与 DF 之间有怎样的关系?请说明理由.
应用举例
【方法指导】延长BE与DF相交于点M,利用SAS证明△BCE≌△DCF,推出BE=DF,∠CBE=∠CDF,据此可得到∠DME=∠BCE=90°。
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解:BE = DF, 且 BE⊥DF. 理由如下:
(1)∵四边形 ABCD 是正方形.
∴BC = DC,∠BCE = 90°(正方形的四条边都相等,四个角都是直角).
∴∠DCF = 180°-∠BCE = 180°-90°= 90°.
∴∠BCE =∠DCF.
又∵CE = CF.
∴△BCE≌△DCF. ∴BE = DF.
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(2)延长 BE 交 DF 于点 M.
∵△BCE ≌ △DCF.
∴∠CBE = ∠CDF.
∵∠DCF = 90°.
∴∠CDF +∠F = 90°.
∴∠CBE +∠F = 90°.
∴∠BMF = 90°.
∴BE ⊥ DF.
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【例2】 如图,已知正方形ABCD的边长为1,连接AC,BD相交于点O,CE平分∠ACD交BD于点E,求DE的长。
【方法指导】过点E作EF⊥DC于F,根据正方形的性质和角平分线的性质以及勾股定理即可求出DE的长。
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解:过点E作EF⊥CD于F。
∵四边形ABCD是正方形,
∴AC⊥BD,∠BDC=45°。
∴∠EDF=45°。∴EF=DF。
∵CE平分∠ACD交BD于点E,∴EO=EF。
又∵∠EOC=∠EFC=90°,EC=EC,∴Rt△CEO≌Rt△CEF。
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∵正方形ABCD的边长为1,∴AC=。
∴CO=AC=。∴CF=CO=。
∴DF=DC-CF=1- 。
在Rt△DEF中,由勾股定理,
得DE==-1。
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2.如图,在菱形ABCD中,将A,C两点沿对角线AC分别移动到A′ ,C′的位置,得到正方形A′BC′D。已知菱形ABCD的面积为120cm2,正方形A'BC'D的面积为50 cm2,求 AC 的长。
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正方形A′BC′D的面积为 50cm2 。
正方形的面积公式为:面积=×d1×d2,
∵正方形的对角线相等(A′C′=BD),
∴ 50=×BD2
解得: BD2=100 BD=10cm
∵菱形 ABCD 的面积为 120 cm2,
菱形的面积公式为:面积= ×AC×BD,
已知BD=10cm, ∴ S菱形ABCD=× AC×10
120=5×AC AC=24 cm
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想一想
平行四边形、菱形、矩形、正方形之间有么关系?你能用一个你喜欢的方式直观地示它们之间的关系吗 ?与同伴交流.
平行四边形
矩形
菱形
正方形
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这节课你们都学会了哪些知识?
正方形的定义
正方形的性质
正方形的对角线相等并且互相垂直平分.
有一组邻边相等,并且有一个角是直角的平行四边形,叫做正方形.
正方形的四个角都是直角,四条边相等.
课堂小结
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随堂练习
1. 如图,在正方形 ABCD 中,点 F 为对角线 AC 上一点,连接 BF, DF。你能找出图中的全等三角形吗?选择其中一对进行证明.
解:图中的全等三角形共有 3 对,
分别是 △ADC与△ABC,
△FCD与△FCB,
△FAD与△FAB.
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选择△FAD≌△FAB 证明,过程如下:
∵正方形 ABCD,
∴AD = AB,∠DAF =∠BAF,
又∵AF = AF,
∴△FAD≌△FAB.
1. 如图,在正方形 ABCD 中,点 F 为对角线 AC 上一点, 连接 BF, DF。你能找出图中的全等三角形吗?选择其中一对进行证明.
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2.如图,在菱形ABCD中,∠B=60°,AB=3,则以AC为边长的正方形ACEF的周长为 ( )
A.14 B.15
C.12 D.17
C
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3.如图,点E,F分别在正方形ABCD的边DC,BC上,AG⊥EF,垂足为G,且AG=AB,求∠EAF的度数。
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解:在Rt△ABF和Rt△AGF中,AB=AG,AF=AF,
∴Rt△ABF≌Rt△AGF(HL)。
∴∠BAF=∠FAG。
同理可证:∠GAE=∠DAE。
∵∠BAD=90°=∠BAG+∠GAD=2∠FAG+2∠GAE,
∴∠FAG+∠GAE=45°,即∠EAF=45°。
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