内容正文:
1.3 矩形的性质与判定
北师版九年级上册
第一章 特殊平行四边形
第1课时 矩形的性质
1
利用一个活动的平行四边形教具演示,使平行四边形的一个内角变化,请同学们注意观察:
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不变:
变:
对边仍保持相等,对边仍分别平行,所以仍然是平行四边形。
角的大小。
矩形的定义:有一个角是直角的平行四边形叫作矩形。
矩形是生活中常见的图形,你能举出一些生活中矩形的例子吗?与同伴交流。
四边形
平行
四边形
两组对边
分别平行
探究新知,经历过程
矩形
邻边相等
有一个直角
菱形
类比菱形的学习,你认为需要研究矩形的哪些问题?怎样研究呢?与同伴进行交流。
你认为矩形有哪些特殊的性质?你是怎样发现的?能证明这些性质吗?
性质 边 角 对角线 对称性
矩形
对边平行
且相等
对角相等
对角线互相平分
中心对称图形
尝试·思考
(1)请同学们以小组为单位,测量身边的矩形(如书本,课桌,铅笔盒等)的四条边长度、四个角度数和对角线的长度及夹角度数,并记录测量结果;
(2)根据测量的结果,猜想结论。当矩形的大小不断变化时,发现的结论是否仍然成立?
(3)通过测量、观察和讨论,你能得到矩形的特殊性质吗?
探索活动
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几何画板.GSP
矩形的四个角都是直角。
矩形的对角线相等。
你能证明这两个定理吗?
已知:如图,四边形 ABCD 是矩形,∠ABC = 90°,对角线 AC 与 DB 相交于点 O。
求证:(1)∠ABC =∠BCD =∠CDA =∠DAB = 90°;
证明:(1)∵四边形 ABCD 是矩形,
∴∠ABC=∠CDA,
∠BCD=∠DAB(矩形的对角相等),
AB∥DC(矩形的对边平行)。
∴∠ABC +∠BCD = 180°。
又∵∠ABC = 90°,∴∠BCD = 90°。
∴∠ABC=∠BCD=∠CDA=∠DAB = 90°。
已知:如图,四边形 ABCD 是矩形,∠ABC = 90°,对角线 AC 与 DB 相交于点 O。
求证:(2)AC = DB。
(2)∵四边形 ABCD 是矩形,
∴AB = DC(矩形的对边相等),
在△ABC 和 △DCB 中,
∵AB = DC,∠ABC = ∠DCB,BC = CB。
∴△ABC ≌∠DCB。
∴AC = DB。
定理
矩形的四个角都是直角。
矩形的对角线相等。
∵四边形 ABCD 是矩形
∴∠DAB = ∠DCB =∠ADC =∠ABC = 90°
∵四边形 ABCD 是矩形
∴ AC = DB
请同学们拿出准备好的矩形纸片,折一折,观察并思考。
(1)矩形是不是中心对称图形? 如果是,那么对称中心是什么?
(2)矩形是不是轴对称图形?如果是,那么对称轴有几条?
矩形是中心对称图形,对称中心是对角线的交点
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请同学们拿出准备好的矩形纸片,折一折,观察并思考。
(1)矩形是不是中心对称图形? 如果是,那么对称中心是什么?
(2)矩形是不是轴对称图形?如果是,那么对称轴有几条?
矩形是轴对称图形,它有两条对称轴。
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矩形的性质
矩形的对边平行且相等。
角
对角线
边
矩形的对角线相等。
矩形的对角线互相平分。
矩形的四个角都是直角。
矩形的对角相等。
对称性
矩形是轴对称图形,也是中心对称图形。
如图,在矩形纸片 ABCD 中,对角线 AC 与 BD 相交于点 E。将矩形纸片沿 AC剪开,得到如图所示的图形,
观察·思考
BE 是Rt△ABC 中一条怎样的线段?它与 AC 有什么大小关系?由此你能得到什么结论?
证明:∵四边形 ABCD 是矩形,
∴AB = DC(矩形的对边相等),
∴BE = DE = AE = CE,
在Rt△ABC 中,
AC为斜边,BE 为斜边上中线,
∴BE = AC。
定理
直角三角形斜边的中线等于斜边的一半。
在Rt△ABC 中,∠ACB = 90°,D 是斜边 AB 的中点。
可得:
几何语言:
例1 如图,在矩形 ABCD 中,对角线 AC 与 BD 相交于点 O,∠AOD = 120°,AB = 2.5,求这个矩形对角线的长。
解:∵四边形 ABCD 是矩形,
∴∠DAB = 90°(矩形的四个角都是直角),
AC = BD(矩形的对角线相等),
OA = OC = AC,
OB = OD = BD(矩形的对角线互相平分)。
∴OA = OD。
∵∠AOD = 120°,
∴∠ODA =∠OAD = (180°- 120°) = 30°。
∴BD = 2AB = 2×2.5 = 5。
课堂小结
这节课你们都学会了哪些知识?
矩形的定义:有一个角是直角的平行四边形.
矩形的性质:
具有平行四边形的一切特征.
四个角都是直角.
对角线相等且平分.
直角三角形的一个性质:
直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半.
1. 两个矩形的位置如图所示,若∠1=130°,则∠2的度数为( D )
A. 60° B. 45° C. 40° D. 50°
D
—— 课堂练习 ——
2. [2025内江]如图,在矩形ABCD中,AB=8,AD=6,E,F分别是边AD,CD上的动点,连接BE,EF,G为BE的中点,H为EF的中点,连接GH,则GH长的最大值是 5 .
5
3. 已知矩形ABCD的对角线相交于点O,下列结论中,一定正确的是( C )
A. AC平分∠BAD B. AB=BC
C. AC=BD D. AC⊥BD
C
4. 如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC是矩形.若点B的坐标为(1,3),则AC的长是( C )
A. 3 B. 2 C. D. 4
C
5. 教材变式题 如图,矩形ABCD的对角线AC,BD相交于点O. 若∠AOB=60°,则 = .
6. 如图,矩形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,过点C作BD的平行线交AB的延长线于点E.
(1) 求证:AC=CE;
解:(1) ∵ 四边形ABCD是矩形,
∴ AB∥CD,AC=BD.
∵ 点E在AB的延长线上,
∴ BE∥CD.
∵ BD∥CE,
∴ 四边形BDCE是平行四边形.
∴ BD=CE. ∴ AC=CE
(第6题)
(2) 若∠BOC=120°,CE=4,求AB的长.
解:(2) ∵ 四边形ABCD是矩形,
∴ AC=BD,OA=OC= AC,OB=OD= BD,∠ABC=90°.
∴ OA=OB=OC=OD.
∵ ∠BOC=120°,∴ ∠AOB=60°.
∴ △AOB为等边三角形.∴ ∠OAB=60°.
∵ ∠ABC=90°,∴ ∠ACB=30°.
∵ CE=4,∴ AC=4.∴ AB=2
(第6题)
7. [2025德阳]如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,将△ABC沿CB方向向右平移至△EGF处,使EF恰好过边AB的中点D,连接CD,若CD=1,则GE的长为( B )
A. 3 B. 2 C. 1 D.
B
解:△PAE是等腰三角形 理由:
∵ DE⊥BC,∴ ∠CED=∠CAD=90°.
∵ P是线段CD的中点,
∴ PA= CD,PE= CD.
∴ PA=PE. ∴ △PAE是等腰三角形.
8. 如图,在Rt△ABC中,∠CAB=90°,D是线段AB上任意一点(不与点A,B重合),DE⊥BC于点E,P是线段CD的中点.请判断△PAE的形状,并说明理由.
(第8题)
9. [2025兰州]如图,四边形ABCD是矩形,对角线AC,BD相交于点O,点E,F分别在边AB,BC上,连接EF交对角线BD于点P. 若P为EF的中点,∠ADB=35°,则∠DPE的度数为( C )
A. 95° B. 100° C. 110° D. 145°
C
10. 如图,以△ABC的边AB为对角线构造矩形ADBE,连接DE分别交AB,AC于点O,F,若F为AC的中点,BD=5,AD=BC=12,则EF的长为 .
解:(1) ∵ CF∥BD,∴ ∠ODE=∠FCE.
∵ E是CD的中点,∴ CE=DE.
在△ODE和△FCE中,
∴ △ODE≌△FCE
(第11题)
11. 教材变式题 如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,E是CD的中点,连接OE,过点C作CF∥BD,交线段OE的延长线于点F,连接DF.
(1) 求证:△ODE≌△FCE;
(2) 猜想四边形△ODFC是什么特殊四边形,并说明理由.
解:(2) 四边形ODFC是菱形 理由:
∵ △ODE≌△FCE,
∴ OD=FC.
∵ CF∥BD,
∴ 四边形ODFC是平行四边形.
∵ 四边形ABCD是矩形,
∴ OC=OD. ∴ 四边形ODFC是菱形.
(第11题)
12. [2025长沙期末]如图,在矩形ABCD中,对角线BD,AC相交于点O,过点C作CE⊥BD于点E,过点A作BD的平行线,交CE的延长线于点F,在AF的延长线上截取FG=BO,连接BG,OF. 求证:
(1) BO=OF;
解:(1) ∵ 四边形ABCD是矩形,
∴ OA=OC=OB=OD. ∵CE⊥BD,AG∥BD交CE的延长线于点F,∴ CF⊥AG. ∴ △ACF是直角三角形.
∴ OF是Rt△AFC的斜边AC上的中线.
∴ OF=OC. ∴ BO=OF
(第12题)
(2) 四边形BOFG为菱形.
解:(2) ∵ CE⊥BD,CF⊥AG,
∴ FG∥BO. 又∵ FG=BO,
∴ 四边形BOFG为平行四边形.
由(1)可知,BO=OF,
∴ 四边形BOFG为菱形
(第12题)
13. 如图,四边形ABCD是矩形,点E在线段CB的延长线上,连接DE交AB于点F,∠AED=2∠CED,G是DF的中点,连接AG.
(1) 若BE=2,AG=4,求AB的长;
解:(1) ∵ 四边形ABCD是矩形,
∴ ∠BAD=∠ABC=90°,AD∥BC,AD=BC.
∴ ∠ABE=180°-∠ABC=90°,
∠ADE=∠CED.
∵ G是DF的中点,∴ AG=DG=GF.
∴ ∠ADE=∠GAD.
∴ ∠AGE=∠GAD+∠ADG=2∠ADG.
∵ ∠AED=2∠CED,∴ ∠AED=∠AGE.
∴ AE=AG=4.∵ 在Rt△ABE中,BE=2,AE=4,
∴ 由勾股定理,得AB= =2
(第13题)
(2) 若BC=2AB,求∠AED的度数.
解:(2) 过点G作GH⊥AB于点H,则∠GHB=90°.
∵ ∠DAB=90°,
∴ ∠DAB=∠GHB. ∴ GH∥AD.
∵ AG=GF,GH⊥AF,∴ AH=HF,
即H是AF的中点.又∵ G是DF的中点,
∴ GH= AD= BC. ∵ BC=2AB,∴ GH=AB.
∵ AG=AE,∴ GF=AE.
在Rt△GHF和Rt△ABE中,
∵ GF=AE,GH=AB,∴ Rt△GHF≌Rt△ABE.
∴ ∠GFH=∠AEB. ∵ ∠AED=2∠CED,∠GFH=∠EFB,
∴ 易得∠EFB=∠AEB=3∠CED. ∵ ∠ABE=90°,
∴ ∠EFB+∠BEF=4∠CED=90°.∴ ∠CED=22.5°.
∴ ∠AED=2∠CED=45°
(第13题)
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