内容正文:
1.4 正方形的性质与判定
第2课时 正方形的判定
北师版
九年级(上)
第一章 特殊平行四边形
1. 用类比方法归纳正方形的判定方法,培养学生的数学表达能力.
2. 探究并证明正方形的判定定理.(重点)
3.灵活运用正方形的判定方法进行证明或计算,发展学生的逻辑思维能力.(难点)
素养目标
问题1 什么是正方形?正方形有哪些性质?
A
B
C
D
正方形:有一组邻边相等,并且有一个角是直角的平行四边形.
O
正方形性质:①四个角都是直角; ②四条边都相等;
③对角线相等且互相垂直平分.
复习导入
问题2 你是如何判定矩形、菱形的?
思考 怎样判定一个四边形是正方形呢?
平行四边形
矩形
菱形
四边形
三个角是直角
四条边相等
定义
四个判定定理
定义
对角线相等
定义
对角线垂直
复习导入
活动1 准备一张矩形的纸片,按照下图折叠,然后展开,折叠部分得到一个正方形,可量一量验证验证.
正方形
猜想:满足怎样条件的矩形是正方形?
矩形
正方形
一组邻边相等
对角线互相垂直
探究点1: 正方形的判定
新知探究
已知:如图,在矩形 ABCD 中,AC,DB 是它的两条对角
线,AC⊥DB.
求证:四边形 ABCD 是正方形.
对角线互相垂直的矩形是正方形.
A
B
C
D
O
【证一证】
证明:∵ 四边形 ABCD 是矩形,
∴ AO = CO = BO = DO,∠ADC = 90°.
∵ AC⊥DB,
∴ AD = AB = BC = CD.
∴ 四边形 ABCD 是正方形.
探究点1: 正方形的判定
新知探究
活动2 把可以活动的菱形框架的一个角变为直角,观察这时菱形框架的形状,量量看是不是正方形.
正方形
菱形
猜想:满足怎样条件的菱形是正方形?
正方形
一个角是直角
对角线相等
探究点1: 正方形的判定
新知探究
已知:如图,在菱形 ABCD 中,对角线 AC = DB.
求证:四边形 ABCD 是正方形.
对角线相等的菱形是正方形.
A
B
C
D
O
【证一证】
证明:∵ 四边形 ABCD 是菱形,
∴ AB = BC = CD = AD,AC⊥DB.
∵ AC = DB,
∴ AO = BO = CO = DO.
∴△AOD,△AOB,△COD,△BOC 是等腰直角三角形.
∴∠DAB =∠ABC =∠BCD =∠ADC = 90°.
∴ 四边形 ABCD 是正方形.
探究点1: 正方形的判定
新知探究
常用的正方形判定方法:
定义法
矩形法
菱形法
有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形是正方形.
有一组邻边相等的矩形是正方形.
对角线相互垂直的矩形是正方形.
有一个角是直角的菱形是正方形.
对角线相等的菱形是正方形.
【归纳总结】
探究点: 正方形的判定
新知探究
正方形判定的几条途径:
正方形
正方形
+
+
先判定菱形
先判定矩形
矩形条件(二选一)
菱形条件(二选一)
一个直角/
一组邻边相等/
对角线相等
对角线垂直
平行四边形
正方形
一组邻边相等,
且一内角是直角
【归纳总结】
探究点1: 正方形的判定
新知探究
1.在四边形 ABCD 中,O 是对角线的交点,能判定这个四边形是正方形的是( )
A.AC = BD,AB∥CD,AB = CD
B.AD∥BC,∠BAD =∠BCD
C.AO = BO = CO = DO,AC⊥BD
D.AO = CO,BO = DO,AB = BC
C
A
B
C
D
O
【练一练】
探究点1: 正方形的判定
新知探究
例1 已知:如图,在矩形 ABCD 中,BE 平分∠ABC,CE 平分∠DCB,BF∥CE,CF∥BE.
求证:四边形 BECF 是正方形.
F
A
B
E
C
D
证明:∵BF∥CE,CF∥BE,
∴四边形 BECF 是平行四边形.
∵四边形 ABCD 是矩形,
∴∠ABC = 90°,∠DCB = 90°.
探究点1: 正方形的判定
新知探究
∴∠EBC = ∠ECB. ∴ EB = EC.
∴□ BECF 是菱形(菱形的定义).
在△EBC 中,
∵∠EBC = 45°,∠ECB = 45°,
∴∠BEC = 180° -∠EBC - ∠ECB
= 180° - 2×45° = 90°。
∴菱形 BECF 是正方形
(有一个角是直角的菱形是正方形)。
又∵ BE 平分∠ABC,CE 平分∠DCB,
∴∠EBC = ∠ABC = 45°,∠ECB = ∠DCB = 45°.
F
A
B
E
C
D
探究点1: 正方形的判定
新知探究
探究点1: 正方形的判定
证明:∵ DE⊥AC,DF⊥BC,
∴∠DEC =∠DFC = 90°.
又∵∠C = 90°,
∴ 四边形 CEDF 是矩形.
过点 D 作 DG⊥AB 于点 G.
∵ AD 是∠CAB 的平分线,
∴ DE = DG. 同理,DG = DF,∴ DE = DF.
∴ 四边形 CEDF 为正方形.
【练一练】2.如图,在 Rt△ABC 中,∠C = 90°,∠A、∠B 的平分线交于点 D,DE⊥AC 于点 E,DF⊥BC 于点 F. 求证:四边形 CEDF 为正方形.
A
B
C
D
E
F
G
新知探究
【做一做】
如图,任意画一个四边形,以四边的中点为顶点组成一个新四边形,这个新四边形的形状有什么特征?
C
A
B
D
E
F
G
H
EH∥AC
EH = AC
三角形
中位线定理
E,H 分别是 AB,BC 中点
同理,
FG∥AC,
FG = AC
EH = FG,EH∥FG
四边形 EHGF 是平行四边形
探究点2: 中点四边形问题
新知探究
【做一做】如果四边形 ABCD 变为特殊的四边形,中点四边形 EFGH 会有怎样的变化呢?
原四边形 中点四边形
一般四边形 平行四边形
平行四边形 ?
矩形 ?
菱形 ?
正方形 ?
探究点2: 中点四边形问题
新知探究
A
B
C
D
拓展1 如图,顺次连接平行四边形 ABCD 各边中点,得到的四边形 EFGH 是什么四边形?
解:连接 AC、BD.
∵ 点 E、F、G、H 为各边中点,
∴ 四边形 EFGH 是平行四边形.
E
F
G
H
探究点2: 中点四边形问题
新知探究
H
G
F
E
D
C
B
A
解:连接 AC、BD.
∵ 四边形 ABCD 是矩形,
∴ AC = BD.
∵ 点 E、F、G、H 为各边中点,
∴ EF = GH = FG = EH.
∴ 四边形 EFGH 是菱形.
拓展2 如图,顺次连接矩形 ABCD 各边中点,得到的四边形 EFGH 是什么四边形?
探究点2: 中点四边形问题
新知探究
解:连接 AC,BD.
∵ E,F 分别是 AB 和 BC 边中点,
∴ EF∥AC ,同理可证 HG∥AC,EH∥BD,FG∥BD.
∴EF∥HG,EH∥FG,
∴四边形 EFGH 为平行四边形.
又∵四边形 ABCD 是菱形
∴AC⊥BD,
∴∠AOB = 90°. ∴∠HEF = 90°.
∴四边形 EFGH 是矩形.
拓展3 如图,顺次连接菱形 ABCD 各边中点,得到的四边形 EFGH 是什么四边形?
A
B
C
D
O
E
F
G
H
探究点2: 中点四边形问题
新知探究
证明:连接 AC,BD,
∵ E,F 分别是 AB 和 BC 边中点,
∴ EF∥AC 且EF = AC,
同理可证 HG∥AC 且 HG = AC,
EH∥BD且 EH = BD,FG∥BD 且 FG = BD.
∴四边形 EFGH 为平行四边形.
A
B
C
D
O
H
G
F
E
拓展4 如图,顺次连接正方形 ABCD 各边中点,得到的四边形 EFGH 是什么四边形?
探究点2: 中点四边形问题
新知探究
又∵四边形 ABCD 是正方形,
∴AC = BD,AC⊥BD.
∴EF = FG = HG = EH,∠DOC = 90°.
∴四边形 EFGH 是菱形,∠EFG = 90°.
∴四边形 EFGH 为正方形.
A
B
C
D
O
H
G
F
E
探究点2: 中点四边形问题
新知探究
原四边形 中点四边形
一般四边形
平行四边形
矩形
菱形
正方形
【归纳总结】
菱形
矩形
正方形
平行四边形
平行四边形
思考:决定中点四边形形状的关键因素是什么?
探究点2: 中点四边形问题
新知探究
【归纳总结】
对角线
不垂直,
不相等
平行四边形
对角线
不垂直,
不相等
平行四边形
对角线相等
菱形
对角线垂直
矩形
对角线相等且垂直
正方形
决定中点四边形 EFGH 的形状的主要因素是原四边形 ABCD 的对角线的长度和位置关系.
探究点2: 中点四边形问题
新知探究
5 种判定方法
三个角是直角
四条边相等
一个角是直角
或对角线相等
一组邻边相等
或对角线垂直
一组邻边相等
或对角线垂直
一个角是直角
或对角线相等
一个角是直角且一组邻边相等
平行四边形、矩形、菱形、正方形的判定小结
课堂小结
1. 当矩形的对角线互相垂直时,此矩形将变成
( C )
A. 菱形 B. 等腰梯形 C. 正方形 D. 无法确定
C
2. 在四边形ABCD中,∠A=∠B=∠C=90°,
如果添加一个条件,即可推出该四边形是正方形,
那么这个条件可以是( D )
A. ∠D=90° B. AB=CD
C. AD=BC D. BC=CD
D
当堂反馈
3. 如图,在▱ABCD中,AC⊥BD于点O. 若不添加任何字母与辅助线,要使四边形ABCD是正方形,则还需增加的一个条件是 .
AC=BD(答案不唯一)
4. 在▱ABCD中,AC,BD为对角线,如果AB=
BC,AC=BD,那么▱ABCD一定是 .
正方形
当堂反馈
5. 如图,EG,FH都过正方形ABCD对角线的交
点O,且EG⊥FH. 求证:四边形EFGH是正方
形.
证明:∵四边形ABCD为正方形,
∴OB=OC,∠ABO=∠BCO=45°,
∠BOC=90°,
即∠COH+∠BOH=90°.
∵EG⊥FH,
当堂反馈
∴∠EOH=90°,即∠BOE+∠BOH=90°.
∴∠COH=∠BOE.
在△CHO和△BEO中,∵
∴△CHO≌△BEO. ∴OE=OH.
在△CHO和△BEO中,∵
∴△CHO≌△BEO. ∴OE=OH.
同理可证:OE=OF=OG,∴OE=OF=OG=OH.
∴EG=HF,四边形EFGH是平行四边形.
∴四边形EFGH是矩形.
又∵EG⊥FH,
∴四边形EFGH是正方形.
当堂反馈
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声 明
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