【BSD版秋季课程初三数学】第3讲:正方形的性质与判定_教案
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1、 正方形的性质与判定 第3讲 适用学科 初中数学 适用年级 初三 适用区域 北师版区域 课时时长(分钟) 120 知识点 正方形的性质 正方形中的旋转问题 正方形的性质与判定 教学目标 1、掌握正方形的性质与判定. 2、掌握正方形的旋转问题. 教学重点 能熟练掌握正方形的性质与判定. 教学难点 正方形综合题. 【教学建议教学建议】 正方形这种图形在生活中比较常见,并且在小学阶段已有涉及,在教学过程中,结合现实生活中的矩 形物体和复习回顾学过的矩形知识,将使学生对正方形的性质和判定有一个更深刻的认识. 【知识导图】【知识导图】 概 述 【教学建议】【教学建议】 在这一部分知识的学习中,要重视学生
2、灵活运用所学知识点的能力培养. 在小学阶段的学习中我们已经学习过了正方形的性质和判定,在本讲中我们将会更加深入地学习正方 形,正方形在初中数学四边形题型中占据了非常重要的位置. 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 正方形既是特殊的矩形,又是特殊的菱形,故正方形具有矩形、菱形的性质 性质: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,并且互相垂直平分,每条对角 线平分一组对角 有一组邻边相等或对角线互相垂直的矩形是正方形. 有一个角是直角或对角线相等的菱形是正方形. 类型一 正方形的定义与性质 如图所示, 正方形 ABCD 的对角线相交于点 O, 点 E 是 BC
3、上任意一点, EGBD于 G, EFAC 于 F, 若 AC=10, 则 EG+EF 的值为( ) A10 B4 C8 D5 教学过程 考点 1 矩形的定义和性质 二、知识讲解 一、导入 考点 2 矩形的判定 三 、例题精析 例题 1 【解析】D 根据 ABCD 是正方形,求得BEG,CEF 是等腰直角三角形,即可求得结果. ABCD 是正方形,AC,BD 是对角线, OBC=OCB=45, EGBD,EFAC, BEG,CEF 是等腰直角三角形 CF=EF ACBD, EFOG 是矩形 EG=FO EF+EG=CF+FO=CO=5, 故选 D. 【总结与反思】本题考查了正方形的性质,等腰直角
4、三角形的性质. 类型二 正方形中的旋转问题正方形中的旋转问题 在正方形 ABCD 的边 AB 上任取一点 E,作 EFAB 交 BD 于点 F,取FD 的中点 G,连接 EG、CG,如图(1), 易证 EG=CG 且 EGCG (1)将BEF 绕点 B 逆时针旋转 90,如图(2),则线段 EG 和 CG 有怎样的数量关系和位置关系?请直接 写出你的猜想 (2)将BEF 绕点 B 逆时针旋转 180,如图(3),则线段 EG 和 CG 又有怎样的数量关系和位置关系?请写 出你的猜想,并加以证明 【解析】(1) EG=CG,EGCG (2)EG=CG,EGCG 例题 1 证明:延长 FE 交 D
5、C 延长线于 M,连 MG AEM=90,EBC=90,BCM=90, 四边形 BEMC 是矩形 BE=CM,EMC=90, 又BE=EF, EF=CM EMC=90,FG=DG, MG= 2 1 FD=FG BC=EM,BC=CD, EM=CD EF=CM, FM=DM, F=45 又 FG=DG, CMG= 2 1 EMC=45, F=GMC GFEGMC EG=CG,FGE=MGC FMC=90,MF=MD,FG=DG, MGFD, FGE+EGM=90, MGC+EGM=90, 即EGC=90, EGCG 【总结与反思】 此题是对正方形性质结合旋转的性质的考察,在正方形的题型中占有重要
6、的地位. 类型三 正方形的性质与判定正方形的性质与判定 如图,在四边形 ABCD 中,AB=BC,对角线 BD 平分ABC,P 是 BD 上一点,过点 P 作 PMAD,PNCD,垂足 分别为 M,N (1)求证:ADB=CDB; (2)若ADC=90,求证:四边形 MPND 是正方形 【解析】 证明:(1)对角线 BD 平分ABC, ABD=CBD, 在ABD 和CBD 中, ABDCBD(SAS), ADB=CDB; (2)PMAD,PNCD, PMD=PND=90, ADC=90, 四边形 MPND 是矩形, ADB=CDB, ADB=45 PM=MD, 四边形 MPND 是正方形 【总
7、结与反思】根据正方形的性质及判定定理即可顺利解答此题. 例题 1 1.如图 ,正方形 ABCD 的边长为 4,M 在 DC 上,且 DM=1,N 是 AC 上一动点,则 DN+MN 的最小值为( ) A3 B4 C5 D 24 2.如图,点 P 是正方形 ABCD 的对角线 BD 上的一个动点(不与 B、D 重合),连结 AP,过点 B 作直线 AP 的 垂线,垂足为 H,连结 DH,若正方形的边长为 4,则线段 DH 长度的最小值是 3.如图,分别以线段 AB 的两个端点为圆心,大于 AB 的长为半径作弧,两弧交于 M、N 两点,连接 MN,交 AB 于点 D、C 是直线 MN 上任意一点,
8、连接 CA、CB,过点 D 作 DEAC 于点 E,DFBC 于点 F (1)求证: AEDBFD; (2)若 AB=2,当 CD 的值为 时,四边形 DECF 是正方形 答案与解析答案与解析 1.【答案】C 【解析】四边形 ABCD 是正方形,点 B 与 D 关于直线 AC 对称, 连接 BD,BM 交 AC 于 N,连接 DN,N即为所求的点,则 BM 的长即为 DN+MN 的最小值, AC 是线段 BD 的垂直平分线,又 CM=CD-DM=4-1=3,在 RtBCM 中,BM= 22 CMBC=5, 四 、课堂运用 基础 故 DN+MN 的最小值是 5故选 C 2.【答案】252 【解析
9、】如图,取 AB 的中点 O,连接 OH、OD, 则 OH=AO= 1 2 AB=2, 在 RtAOD 中,OD= 2222 24OAAD=25, 根据三角形的三边关系,OH+DHOD, 当 O、D、H 三点共线时,DH 的长度最小, 最小值=ODOH=252 故答案是 252 3.【答案】见解析 【解析】 (1)证明:由作图知,MN 是线段 AB 的垂直平分线, C 是直线 MN 上任意一点,MN 交 AB 于点 D, CA=CB,AD=BD, A=B 在AED 与BFD 中, , AEDBFD(AAS); (2)解:若 AB=2,当 CD 的值为 1 时,四边形 DECF 是正方形理由如下
10、: AB=2, AD=BD=AB=1 CD=AD=BD=1,MNAB, ACD 与BCD 都是等腰直角三角形, ACD=BCD=45, ECF=ACD+BCD=90, DEC=DFC=90, 四边形 DECF 是矩形,CDE=9045=45, ECD=CDE=45, ED=CE, 矩形 DECF 是正方形 故答案为 1 1如图,将正方形 ABCD 沿 BE 对折,使点 A 落在对角线 BD 上的 A处,连接 AC,则BAC= 度 2如图,AB 是 CD 的垂直平分线,交 CD 于点 M,过点 M 作 MEA C,MFAD,垂足分别为 E、F (1)求证:CAB=DAB; (2)若CAD=90,
11、求证:四边形 AEMF 是正方形 巩固 3.猜想与证明: 如图 1 摆放矩形纸片 ABCD 与矩形纸片 ECGF,使 B、C、G 三点在一条直线上,CE 在边 CD 上,连接 AF,若 M 为 AF 的中点,连接 DM、ME,试猜想 DM 与 ME 的关系,并证明你的结论 拓展与延伸: (1)若将”猜想与证明“中的纸片换成正方形纸片 ABCD 与正方形纸片 ECGF,其他条件不变,则 DM 和 ME 的关系为 (2) 如图 2 摆放正方形纸片 ABCD 与正方形纸片 ECGF, 使点 F 在边 CD 上, 点 M 仍为 AF 的中点, 试证明 (1) 中的结论仍然成立 答案与解析答案与解析 1
12、.【答案】67.5. 【解析】由折叠的对称和正方形的性质,知ABEABE, BEA=67.50,ADE 是等腰直角三角形. 设 AE=AE=AD =x,则 ED=2x.设 CD=y,则 BD=2y. ED2xBD2y = 2= 2 A DxCDy ,. EDBD = A DCD . 又EDA=ADC=45 0,EDAADC.DAC=DEA=67.50450=112.50. BAC=1800112.50=67.50. 2.【答案】见解析 【解析】(1)证明:AB 是 CD 的垂直平分线, AC=AD, 又ABCD CAB=DAB(等腰三角形的三线合一); (2)证明:MEA C,MFAD,CAD
13、=90, 即CAD=AEM=AFM=90, 四边形 AEMF 是矩形, 又CAB=DAB,MEA C,MFAD, ME=MF, 矩形 AEMF 是正方形 3.【答案】见解析 【解析】(1)如图 1,延长 EM 交 AD 于点 H, 四边形 ABCD 和 CEFG 是矩形, ADEF, EFM=HAM, 又FME=AMH,FM=AM, 在FME 和AMH 中, AMHFME AMFM HAMEFM FMEAMH(ASA) HM=EM, 在 RTHDE 中,HM=EM, DM=HM=ME, DM=ME, 故答案为:DM=ME (2)如图 2,连接 AE, 四边形 ABCD 和 ECGF 是正方形,
14、 FCE=45,FCA=45, AE 和 EC 在同一条直线上, 在 RTADF 中,AM=MF, DM=AM=MF, 在 RTAEF 中,AM=MF, AM=MF=ME, DM=ME 1.如图,将边长为 2 的正方形纸片 ABCD 折叠,使点 B 落在 CD 上,落点记为 E(不与点 C,D 重合),点 A 落在点 F 处,折痕 MN 交 AD 于点 M,交 BC 于点 N若 1 2 CE CD ,则 BN 的长是 , AM BN 的值等于 ; 若 1CE CDn (2n,且为整数),则 AM BN 的值等于 (用含的式子表示) 2.结论: 在直角三角形中,如果有一条直角边等于斜边的一半,那
15、么这条直角边所对的锐角等于 30 如图 1,在等边三角形 ABC 内有一点 P,且 PA=2, PB= 3 , PC=1求BPC 度数的大小和等边三角形 ABC 的边长 李明同学做了如图 2 所示的辅助线:将BPC 绕点 B 逆时针旋转 60,画出旋转后的图形,连接 PP,从 而问题得到解决你能说说其中的理由吗? 请你参考李明同学的思路,解决下列问题: 如图 3,在正方形 ABCD 内有一点 P,且 PA=5,BP=2,PC=1求BPC 度数的大小和正方形 ABCD 的边 长 拔高 答案与解析答案与解析 1.【答案】 5 4 , 1 5 , n nn 2 12 2 【解析】连接 BM,EM,B
16、E,由题设,得四边形 ABNM 和四边形 FENM 关于直线 MN 对称,即可到得 MN 垂直平 分 BE,则 BM=EM,BN=EN根据正方形的性质可得A=D=C=90,设 AB=BC=CD=DA=2,由 2 1 CD CE 可得 CE=DE=1,设 BN=x,则 NE=x,NC=2-x,在 RtCNE 中,根据勾股定理即可列方程求得 x 的值,从而得到 BN 的长, 在 RtABM 和在 RtDEM 中, 根据勾股定理可得 AM 2+AB2=BM2, DM2+DE2=EM2, 则 AM2+AB2=DM2+DE2 设 AM=y, 则 DM=2-y, 即可列方程求得 BN AM 的值;当四边形
17、 ABCD 为正方形时,连接 BE, 1CE CDn ,不妨令 CD=CB=n,则 CE=1, 设 BN=x,则 EN=x,EN 2=NC2+CE2,x2=(n-x)2+12,x= n n 2 1 2 ;作 MHBC 于 H,则 MH=BC,又点 B,E 关于 MN 对称, 则 MNBE, EBC+BNM=90; 而NMH+BNM=90, 故EBC=NMH, 则EBCNMH, 则 NH=EC=1, AM=BH=BN-NH= n nn n n 2 12 1 2 1 22 ,从而可以求得结果. 连接 BM,EM,BE 由题设,得四边形 ABNM 和四边形 FENM 关于直线 MN 对称 MN 垂直
18、平分 BE, BM=EM,BN=EN 四边形 ABCD 是正方形, A=D=C=90,设 AB=BC=CD=DA=2 2 1 CD CE , CE=DE=1 设 BN=x,则 NE=x,NC=2-x 在 RtCNE 中,NE2=CN2+CE2 x 2=(2-x)2+12, 解得 4 5 x,即 4 5 BN 在 RtABM 和在 RtDEM 中,AM 2+AB2=BM2,DM2+DE2=EM2, AM2+AB2=DM2+DE2 设 AM=y,则 DM=2-y, y2+22=(2-y)2+12, 解得 4 1 y,即 4 1 AM 5 1 BN AM 当四边形 ABCD 为正方形时,连接 BE,
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