八年级数学春季班讲义11:特殊的平行四边形(教师版)
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1、内容分析特殊的平行四边平行四边形在边和角上的特殊性,分别得到菱形和矩形,矩形和菱形在边和角上的特殊性得到正方形矩形、菱形、正方形都是特殊的平行四边形从对称性考虑,平行四边形只是中心对称图形,三种特殊平行四边形都既是中心对称图形又是轴对称图形计算面积时,菱形和正方形都还能用对角线长的乘积的一半来运算尤其要掌握当矩形的对角线夹角是60时,两对角线和较短的边构成的三角形是等边三角形,即较短的边长是对角线长的一半当菱形两边的较小夹角是60时,它是由两个等边三角形合成的,可由等边三角形的特殊性来研究知识结构模块一:矩形知识精讲知识点1:矩形1. 定义:有一个内角是直角的平行四边形叫做矩形注意:矩形的定义
2、既是矩形的基本性质,也是判定矩形的基本方法2. 性质:矩形除具有平行四边形的一切性质外,还有一些特殊性质(1) 矩形的四个角都是直角;(2) 矩形的两条对角线相等注意:(1) 矩形是特殊的平行四边形,因而也是中心对称图形过中心的任意直线可将矩形分成完全全等的两部分(2) 矩形也是轴对称图形,有两条对称轴(分别是通过对边中点的直线)对称轴的交点就是对角线的交点 (即对称中心)3. 判定:矩形的判定定理1:有三个角是直角的四边形是矩形矩形的判定定理2:对角线相等的平行四边形是矩形例题解析【例1】 下列命题中真命题是( )A对角线互相垂直的四边形是矩形 B对角线相等的四边形是矩形; C四条边都相等的
3、四边形是矩形; D四个内角都相等的四边形是矩形;【难度】【答案】D【解析】证明矩形的方法有3种:对角线相等的平行四边形是矩形;有一个内角为90的 平行四边形是矩形;有三个角是直角的四边形是矩形A、B、C都不能证明矩形【总结】考察矩形的证明方法【例2】 已知四边形是平行四边形,对角线AC与BD相交于点O,那么下列结论中正确的是( )A当AB=BC时,四边形是矩形 B当时,四边形是矩形C当OA=OB时,四边形是矩形D当时,四边形是矩形【难度】【答案】C【解析】C答案中,当OA=OB时,可知四边形的对角线相等,则可得平行四边形 是矩形【总结】考察矩形的证明方法【例3】 (1)矩形的两条对角线的夹角为
4、,则对角线与较短边之比是 _; (2)已知在矩形ABCD中,AB=2BC,在CD上取一点E,使AE=AB,则EBC=_【难度】【答案】(1)2:1;(2)15【解析】(1)矩形的两条对角线的夹角为,可知矩形的两条对角线的一半与较短边可构 成等边三角形,所以对角线与较短边之比是2:1;(2),AB=2BC,AED=30ABCD,BAE=AED=30AB=AE,EBA=75,EBC=15【总结】考查矩形的性质运用特别注意几何图形中边角元素之间的转化【例4】 矩形的一角平分线分矩形一边为1厘米和3厘米两部分,则这个矩形的面积为_平方厘米【难度】【答案】4或12【解析】由题意可知,矩形的一边为4厘米,
5、另一边长为1厘米或3厘米,所以矩形的面积 为4或12平方厘米【总结】考查矩形性质的应用ABCDEFO【例5】 如图所示,矩形ABCD的对角线AC、BD交于点O,于点E,于点F,求证:BE=CF【难度】【答案】见解析【解析】矩形ABCD,BE=CF【总结】考察矩形的性质的运用【例6】 如图,在矩形ABCD中,AB=3,AD=4,P是AD上不与A、D重合的一动点,PEAC,PFBD,E、F为垂足,则PE+PF的值为 H【难度】【答案】【解析】过点D作DHAC于点H,连接PO矩形ABCD中,AB=3,AD=4, AC=5,AO=DODHAC , ,【总结】考察矩形的性质运用,注意利用面积求出线段长【
6、例7】 已知:若从矩形ABCD的顶点C作BD的垂线交BD于E,交BAD的平分线于FG 求证:CAF是等腰三角形【难度】【答案】见解析【解析】过A作AGBD,垂足为GAGBD,BAG+GAD=90ADG+GAD=90,BAG=ADGDAC=ADG,DAC=BAGAF平分BAD,BAGFAG=DACCAFDAC=BAG,FAG=CAFAGBD,CEBD,AGEC,F=FAGFAG=CAF,F=CAFCA=CF,CAF是等腰三角形【总结】考查矩形的性质及等腰三角形判定的综合运用【例8】 已知:矩形ABCD中,延长BC至E,使BE=BD,F为DE中点,连接AF、CFABCDEF 求证:AFCF【难度】
7、【答案】见解析【解析】联结BE=BD,F为DE中点,F为DE中点, ,即,AFCF【总结】考察全等三角形的判定和性质、等腰三角形三线合一性质的综合运用【例9】 如图所示,在矩形ABCD中,BC=8,AB=6,把矩形折叠使点C与点A重合,O求折叠EF的长【难度】【答案】【解析】联结AC交EF于O,连接CE矩形折叠使点C与点A重合,设,则在直角中,解得:由勾股定理可得:矩形ABCD,在直角中,解得: 【总结】考察折叠的性质、矩形的性质、勾股定理的综合运用【例10】 如图,在矩形ABCD中,AB8,BC4,将矩形沿AC折叠,使点D落在点处,交AB于点F,则重叠部分AFC的面积为 _【难度】【答案】1
8、0【解析】将矩形沿AC折叠,使点D落在点处,设,则在直角中,解得:【总结】考察折叠的性质、矩形的性质、勾股定理的综合运用ABCDEFGHMN【例11】 将矩形ABCD的四个角向内折起,恰好拼成一个既无缝隙又无重叠的四边形EFGH,若EH=3,EF=4,求的值【难度】【答案】【解析】由翻折的性质可得:, 同理可证得:,四边形是矩形, 又,在直角中,由勾股定理可得:,又, , 【总结】考察折叠的性质、矩形的性质、勾股定理的运用,综合性较强,注意分析模块二:菱形知识精讲1. 定义:有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形2. 性质:菱形除具有平行四边形的一切性质外,还有一些特殊性质:(1) 菱形的四条边都
9、相等;(2) 菱形的两条对角线互相垂直,并且每一条对角线平分一组对角注意:(1) 菱形是特殊的平行四边形,是中心对称图形,过中心的任意直线可将菱形分成完全全等的两部分;(2) 菱形也是轴对称图形,有两条对称轴(对角线所在的直线),对称轴的交点就是对称中心;(3) 菱形的面积有两种计算方法: 一种是平行四边形的面积公式:底高; 另一种是两条对角线乘积的一半(即四个小直角三角形面积之和) 实际上,任何一个对角线互相垂直的四边形的面积都是两条对角线乘积的一半3. 判定:菱形的判定定理1:四条边都相等的四边形是菱形菱形的判定定理2:对角线互相垂直的平行四边形是菱形例题解析【例12】 平行四边形ABCD
10、的对角线AC、BD相交于点O,下列条件中,不能判定它为菱形的是( ) AAB=AD BACBD CA=D DCA平分BCD【难度】【答案】C【解析】C答案中,且A=D ,此四边形为矩形【总结】考察矩形和菱形的判定方法【例13】 下列命题中,真命题是 ( )A一组对边平行且有一组邻边相等的四边形是平行四边形B两条对角线相等的四边形是矩形C等边三角形既是轴对称图形又是中心对称图形D对角线互相垂直平分的四边形是菱形【难度】【答案】D【解析】D答案中对角线互相平分则可判定四边形为平行四边形,而在此基础上加上对角线 互相垂直,四边形变为菱形【总结】考察矩形、菱形的判定 【例14】 (1)菱形的两条对角线
11、长的比是,边长为10厘米,菱形的面积是_; (2)菱形的两条对角线长的比是2:3,面积是12cm2,则它的两条对角线的长分别是_cm、_cm,该菱形的周长是_cm【难度】【答案】(1)96平方厘米;(2)4、6、【解析】(1)菱形的两条对角线长的比是,菱形的两条对角线长的一半之比是设两条对角线长的一半分别为,则由勾股定理可得:菱形的边长为所以,解得:菱形的面积为平方厘米;(2)菱形的两条对角线长的比是2:3,菱形的两条对角线长的一半之比是2:3设两条对角线长的一半分别为,则由勾股定理可得:菱形的边长为菱形的面积是12cm2,所以,解得:菱形的边长为厘米,两条对角线的长为4厘米或6厘米【总结】考
12、察菱形的对角线的性质和面积的求法,注意对性质的运用【例15】 (1)菱形有一个内角为,一条较短的对角线长为6,则菱形的边长为 _; (2)如图,在菱形中,则 O【难度】【答案】(1)6;(2)【解析】(1)菱形有一个内角为,菱形的两条边和较短的对角线构成了一个等边三角形,菱形的边长为6;(2)设对角线相交于点,则,由勾股定理可得:,则【总结】考察菱形的性质的综合运用【例16】 如图,在菱形ABCD中,AC=4,BD=6,P是AC上一动点(P与C不重合),PE/BC交AB于点E,PF/CD交AD于点F,连结EF,求图中阴影部分的面积【难度】【答案】6【解析】菱形ABCD ,PE/BC,PF/CD
13、,四边形是平四边形,【总结】考察菱形的性质和面积的求法,注意对方法的总结【例17】 如图,在中,是对角线的中点,过点作的垂线与边、分别交于点、求证:(1);(2)四边形是菱形【难度】【答案】见解析【解析】(1),;(2) , ,四边形是平行四边形,四边形是菱形【总结】考察平行四边形的性质和菱形的判定的综合运用【例18】 如图是菱形对角线的交点,作,、交于点,四边形是矩形吗?证明你的结论【难度】【答案】是矩形,证明见解析【解析】,四边形是平行四边形四边形是菱形, 平行四边形是矩形【总结】考察菱形的性质和矩形的判定定理的综合运用【例19】 如图,矩形纸片中,将纸片折叠,使得点与点重合,O折痕为(1
14、)求证:四边形是菱形;(2)求菱形的边长【难度】【答案】(1)见解析;(2)5【解析】(1)设与的交点为将纸片折叠,使得点与点重合,折痕为, , ,四边形是平行四边形,四边形是菱形; (2)设,则, 在直角中,由勾股定理,得:,解得:, 菱形的边长为5【总结】考察矩形的性质和菱形的判定定理的综合运用【例20】 如图, 中,平分交于,交于求证:四边形是菱形【难度】【答案】见解析【解析】平分,四边形是菱形【总结】考察菱形的判定定理的综合运用【例21】 如图,菱形ABCD的边长为4 cm,且ABC60,E是BC的中点,P点在BD上,则PE+PC的最小值为_【难度】【答案】【解析】联结与的交点即为所求
15、作的点ABC60,为等边三角形E是BC的中点,【总结】考察菱形的性质和轴对称最短路程问题,注意对方法的归纳总结【例22】 如图,菱形ABCD的边长为2,BD2,E,F分别是边AD,CD上的两个动点且满足AE+CF2(1)判断BEF的形状,并说明理由;(2)设BEF的面积为S,求S的取值范围【难度】【答案】(1)等边三角形,证明见解析;(2)【解析】(1)菱形ABCD的边长为2,BD =2,都为等边三角形,又,即,是正三角形;(2) 设,则当时,取最小值为时,;当与重合时,取最大值为2,;【总结】考察菱形的性质的具体应用,注意动点的运动轨迹【例23】 已知ABC是等边三角形,点D是射线BC上的一
16、个动点(点D不与点B、C重合),ADE是以AD为边的等边三角形,过点E作BC的平行线,分别交射线AB、AC于点F、G,连接BE(1)如图1所示,当点D在线段BC上时,试说明:AEBADC探究四边形BCGE是怎样特殊的四边形,并说明理由(2)如图2所示,当点D在BC的延长线上时,探究四边形BCGE是怎样特殊的四边形,并说明理由(3)在(2)的情况下,当点D运动到什么位置时,四边形BCGE是菱形?并说明理ABCDEFGABCDGE由图1 图2【难度】【答案】见解析【解析】(1)和都是等边三角形,即,;四边形是平行四边形和都是等边三角形,四边形是平行四边形(2) 四边形是平行四边形方法同(1)(3)
17、 当点运动到时,四边形是菱形与(1)一样可证:,则与(1)一样可证:四边形是平行四边形当时,四边形是菱形,此时 即当点运动到时,四边形是菱形【总结】本题综合性较强,主要考察特殊的平行四边形的判定的综合运用模块三:正方形知识精讲1. 定义:有一组邻边相等并且有一个内角是直角的平行四边形叫做正方形2. 正方形与矩形、菱形的关系矩形 邻边相等 正方形 菱形 一个角是直角 正方形3. 性质定理正方形即是矩形又是菱形,因而它具备两者所有的性质性质定理1:正方形的四个角都是直角;正方形的四条边都相等性质定理2:正方形的两条对角线相等,并且互相垂直平分,每一条对角线平分一组对角4. 判定定理:判定定理1:有
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