内容正文:
第1课时
正方形的性质
第一章 特殊平行四边形
4
探究与应用
(1)正方形是菱形吗?正方形是矩形吗?
(2)你认为正方形有哪些特殊的性质?
探究 正方形的性质
思考交流
解:(1)正方形是菱形,正方形是矩形.
(2)正方形的四个角都是直角,四条边相等;正方形的对角线相等且互相垂直平分.
(1)如图1-4-1,已知四边形ABCD是正方形.
求证:∠A=∠B=∠C=∠D=90°,AB=BC=CD=DA.
推理证明
图1-4-1
证明:(1)∵正方形ABCD既是矩形,又是菱形,
∴由矩形的性质知∠A=∠B=∠C=∠D=90°,
由菱形的性质知AB=BC=CD=DA.
(2)如图1-4-2,在正方形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O.求证:
AC=BD,AC⊥BD,OA=OC,OB=OD.
图1-4-2
证明:(2)∵正方形ABCD是平行四边形,
∴OA=OC,OB=OD.
∵正方形ABCD既是矩形,又是菱形,
∴由矩形的性质知AC=BD,
由菱形的性质知AC⊥BD.
正方形的性质定理:
定理1:正方形的四个角都是 ,四条边 ;
定理2:正方形的对角线 且互相 .
直角
相等
概括新知
相等
垂直平分
(教材典题)如图1-4-3,在正方形ABCD中,E为CD边上一点,F为BC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.
应用一 利用正方形的性质进行计算和证明
例
解:BE=DF,且BE⊥DF.理由如下:
(1)∵四边形ABCD是正方形,
∴BC=DC,∠BCE=90°(正方形的四条边相等,四个角都是直角).
∴∠DCF=180°-∠BCE=180°-90°=90°.∴∠BCE=∠DCF.
又∵CE=CF,∴△BCE≌△DCF.∴BE=DF.
图1-4-3
(2)如图,延长BE,交DF于点M.
∵△BCE≌△DCF,∴∠CBE=∠CDF.
∵∠DCF=90°,
∴∠CDF+∠F=90°.
∴∠CBE+∠F=90°.
∴∠BMF=90°.
∴BE⊥DF.
如图1-4-4,四边形ABCD是正方形.
(1)若在图1-4-4中画一个菱形,使菱形的两个顶点分别与点A,C重合,则菱形的另外两个顶点需要满足什么条件?
(2)若在图1-4-4中画一个矩形EFGH,使矩形的四个顶点E,F,G,H依次在正方形ABCD的边AB,BC,CD,AD上,则矩形EFGH的四个顶点需要满足什么条件?
应用二 在正方形中构造菱形和矩形
尝试交流
图1-4-4
略
【延伸拓展】
重叠面积问题
一位同学拿了两块透明的含45°角的三角尺△MNK,△ABC做了一个探究活动,将△MNK的直角顶点M放在△ABC的斜边AB的中点处,设AC=BC=a.
(1)如图1-4-5①,两个三角尺的重叠
部分为△ACM,则重叠部分的面积
为 ;
图1-4-5
解:(1)∵AC=BC=a,∠ACB=90°,
∴AB===a.
∵M是AB的中点,∴AM=a,CM⊥AB.
∵∠CAB=45°,∴AM=MC,
∴重叠部分的面积为=.故填.
(2)将图①中的△MNK绕顶点M逆时针旋转45°,得到图②中的正方形,此时重叠部分的面积为 ;
图1-4-5
解:(2)由题意可得,重叠部分是正方形,
边长为BC=,
∴此时重叠部分的面积为×=.
故填.
(3)如果将△MNK继续绕顶点M逆时针旋转到如图③所示,猜想此时重叠部分的面积是多少?并加以验证.
图1-4-5
解:(3)猜想此时重叠部分的面积是.
验证:如图,过点M分别作AC,BC的垂线MH,ME,垂足分别为H,E,
∴∠MHC=∠CEM=90°.
∵∠ACB=90°,∴四边形MHCE为矩形.
∵M是△ABC斜边AB的中点,AC=BC=a,
∴MH=BC=a,ME=AC=a,∴MH=ME,∴四边形MHCE为正方形.
∵∠NMK=∠HME=90°,∴∠NMH+∠NME=90°,∠EMG+∠NME=90°,
∴∠DMH=∠GME.
在△HMD和△EMG中,
∵∠DMH=∠GME,MH=ME,∠DHM=∠GEM,∴△HMD≌△EMG(ASA),
∴重叠部分的面积等于正方形CEMH的面积.
∵正方形CEMH的面积=ME·MH=×=,
∴重叠部分的面积是.
认真分析重叠部分在变化过程中所形成的图形,然后进行面积的计算.
细 琢磨
课堂小结与检测
| 认知逻辑 |
1.矩形、菱形、正方形都具有的性质是 ( )
A.对角线相等 B.对角线互相平分
C.对角线互相垂直 D.对角线平分对角
| 课堂检测 |
B
2.如图1-4-6,在正方形ABCD中,点G在BC边上,连接AG,DE⊥AG于点E,BF⊥AG于点F,若BF=4,DE=9,则EF的长为( )
A.5 B.8
C.12 D.2
图1-4-6
A
3.如图1-4-7,E是正方形ABCD的边BC的延长线上一点,若EC=AC,AE交CD于点F,则∠AFC= °.
图1-4-7
112.5
4.如图1-4-8,在正方形ABCD中,E是边AB的中点,F是边BC的中点,连接CE,DF.
求证:CE=DF.
图1-4-8
证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=CD,∠EBC=∠FCD=90°.
∵E,F分别是AB,BC的中点,∴BE=AB,CF=BC.∴BE=CF.
在△CEB和△DFC中,∵BC=CD,∠EBC=∠FCD,BE=CF,
∴△CEB≌△DFC.∴CE=DF.
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