内容正文:
第一章 特殊的平行四边形
第1课 认识特殊的平行四边形
新版北师大数学九年级上册数学
学习目标
1.通过观察生活中的平行四边形实例、类比特殊三角形的研究路径,能准确表述菱形、矩形、正方形的定义,厘清四类图形的从属关系;
2.通过动手折叠、猜想验证、合作交流的探究活动,能准确掌握菱形、矩形、正方形的轴对称性及对称轴数量,发展几何直观与空间观念;
3.通过运用特殊平行四边形的轴对称特性解决生活实际问题,感受数学与生活的紧密联系,体会中华优秀传统文化与红色建筑中的数学智慧,增强文化自信与家国情怀.
情境启航
问题构建
协作破冰
教师示范
巩固拓展
当堂检测
反思总结
作业设计
目录
直观展现菱形
结构含特殊平行四边形
窗框为矩形
三幅画以生活实例对应菱形、平行四边形、矩形,将抽象图形具象化,体现“从生活到数学”的研究路径.通过日常场景暗示“特殊与一般”关系,为后续探究特殊平行四边形的性质、判定做直观铺垫, 深化对“特殊与一般”关系的感悟.
情境启航
问题构建
这些对称精美的纹样,来自故宫金砖铺地、苏州园林漏窗等中国传统建筑,是古代劳动人民用数学智慧创造的文化瑰宝,也是国家级非遗纹样的核心设计元素.
问题1:我们之前学习三角形时,从边和角的维度定义了两类特殊三角形,请你回顾:等腰三角形和直角三角形分别是如何定义的?
有两条边相等的三角形叫做等腰三角形(边的特殊);
有一个角是直角的三角形叫做直角三角形(角的特殊)
问题构建
追问2:观察下图中的平行四边形,它们和一般平行四边形相比,边或角上有什么特殊之处?你能试着给它们分分类吗?
问题2:你还记得八年级下册学习过的平行四边形吗?它的边和角有怎样的性质?
对边平行且相等;对角相等、邻角互补.
追问1:类比三角形的学习过程,如果从边和角的维度对平行四边形特殊化,你有怎样的思考?
边:邻边相等、邻边垂直
角:平行四边形中出现特殊角,比如直角.
问题构建
这些平行四边形的特殊之处分为三类:①有一个角是直角的平行四边形;②邻边相等的平行四边形;③邻边相等且有一个角是直角的平行四边形.
定义:
1.有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形;
2.有一个角是直角的平行四边形叫做矩形;
3.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.
问题构建
四边形ABCD是菱形,四边形EFGH是矩形,四边形PQRS是正方形
问题3:菱形、矩形、正方形都是特殊的平行四边形,它们都具备平行四边形的哪些共性?
两组对边分别平行、两组对边分别相等、对角线互相平分、两组对角分别相等.
问题构建
问题4:你能用画图的方式表示四类图形的从属关系吗?
平行四边形
菱形
矩形
正方形
这种表示关系的图称为韦恩图,高中的学习中会经常见到.
问题构建
该图示可以展示图形的生长关系,便于大家对比了解
问题5:从图形的对称性来看,平行四边形具有怎样的性质?图形生长后,对称性会不会产生变化?你有怎样的猜想?
平行四边形是中心对称图形;
猜想:菱形、矩形、正方形具有中心对称和轴对称的基本性质.
平行四边形
菱形
矩形
正方形
协作破冰
问题6:菱形是轴对称图形吗?动手折一折你准备的菱形,如果是轴对称图形,找到对称轴并画在你的菱形图案上.
追问:矩形和正方形呢?动手试一试、画一画.
协作破冰
菱形、矩形、正方形都是轴对称图形;菱形有2条对称轴(两条对角线所在的直线);矩形有2条对称轴(两组对边中点连线所在的直线);正方形有4条对称轴(两条对角线所在直线、两组对边中点连线所在直线)
问题7:一般的平行四边形是轴对称图形吗?为什么菱形、矩形、正方形作为特殊的平行四边形,具备轴对称性?
一般的平行四边形不是轴对称图形;核心原因是它们具备了平行四边形没有的特殊属性:菱形的邻边相等、矩形的角为直角、正方形兼具两者的特殊属性,因此形成了对称轴,具备轴对称性.
教师示范
问题8:上学期研究平行四边形时,我们从全等三角形的拼接开始研究,请大家思考,如果用三角形拼接这些特殊的平行四边形,对于三角形有怎样的要求?
教师示范
例:如图,在正方形ABCD中,AB=BC,∠B=90°,对角线AC=2,求CD的长.
解:
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ AB=BC=CD,∠B=90°
∴ △ABC是等腰直角三角形
在Rt△ABC中,由勾股定理得:
设AB=BC=x,则:
,
又∵CD=AB=x,
∴CD=2.
答:CD的长为2.
巩固拓展
郑州二七纪念堂的地面采用菱形对称纹样铺设,已知菱形的一条对角线平分内角,其中一个半角为30°,请结合菱形的轴对称性,求菱形较大内角的度数?
菱形的对角线所在直线是对称轴,对角线平分内角,因此该内角为30°×2=60°;
菱形是特殊的平行四边形,邻角互补,
因此较大内角为180°-60°=120°
当堂检测
1.下列关于特殊平行四边形的说法,正确的是( )
有一组邻边相等的四边形是菱形
B. 有一个角是直角的四边形是矩形
C. 正方形既是菱形、矩形,也是特殊的平行四边形
D. 所有特殊平行四边形都只有2条对称轴
C
解析:A、B选项错误,菱形、矩形的定义前提是“平行四边形”;D选项错误,正方形有4条对称轴,一般平行四边形不是轴对称图形;C选项符合正方形的定义与从属关系,表述正确
当堂检测
2.菱形有____条对称轴,矩形有____条对称轴,正方形有____条对称轴;其中,对称轴为对角线所在直线的特殊平行四边形是_______
2
2
4
菱形或正方形
解析:菱形的2条对称轴为对角线所在直线,矩形的2条对称轴为对边中点连线,正方形的4条对称轴包含对角线与对边中点连线,因此对称轴为对角线所在直线的是菱形和正方形.
当堂检测
3.如图,在菱形ABCD中,∠ABD=40°,请结合菱形的轴对称性,求∠C的度数.
解:∵菱形是轴对称图形,对角线BD 所在直线是菱形的一条对称轴
∴BD平分∠ABC,
即∠ABC=2∠ABD=2×40°=80°
∵菱形是特殊的平行四边形,邻角互补∴∠C+∠ABC=180°
∴∠C=180°-80°=100°
当堂检测
4.某社区党建文化广场要设计一款正方形的公益宣传展板,需要让展板绕中心旋转后,板面的宣传图案能与原图案完全重合.请问该展板至少旋转多少度能与自身重合?请结合正方形的轴对称性说明理由.
解:该正方形展板至少旋转 90°能与自身重合
理由:正方形是轴对称图形,共有4条对称轴,4条对称轴以展板的中心为顶点,将360°的周角平均分成4个相等的角,每个角的度数为360°÷4=90°,因此该正方形展板绕中心至少旋转90°后,能与原图形完全重合.
反思总结
1.本节课我们类比特殊三角形的研究思路,定义了三类特殊的平行四边形,请问我们是从平行四边形的哪两个核心维度进行定义的?四类图形之间存在怎样的从属关系?
2.本节课我们重点研究了特殊平行四边形的轴对称性,请你总结:一般平行四边形不具备轴对称性,而菱形、矩形、正方形具备轴对称性的核心原因是什么?
3.本节课我们用了“类比旧知-定义新知-探究特性-解决应用” 的几何图形研究路径,你认为后续我们还可以从哪些维度,继续深入研究这些特殊的平行四边.
作业设计
一、基础巩固作业:
课本第3页 第1,2题
二、素养类作业
课本第4页 数学理解第4题
作业要求:书写规范、图形标准、按时上交、及时订错.
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