在线测试
中考解析
课外拓展
  

特殊的平行四边形的性质


主讲人: 数学高级教师 方敏文

知识强化

一、知识概述

  矩形、菱形、正方形是特殊的平行四边形,不仅具有平行四边形的所有性质,而且还具有各自的特殊性质.

1、矩形的性质定理及推论

  性质定理1:矩形的四个角都是直角.

  性质定理2:矩形的对角线相等.

  推论:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半

2、菱形的性质定理

  性质定理1:菱形的四条边都相等.

  性质定理2:菱形的对角线互相垂直平分,并且每一条对角线平分一组对角.

3、正方形的性质

  从正方形的定义可知,正方形既是一种特殊的矩形(有一组邻边相等的矩形),又是一种特殊的菱形(有一个角是直角的菱形),因此它具有矩形和菱形的所有性质.

正方形被对角线分成的三角形,都是等腰直角三角形.

二、典型例题讲解

例1、在矩形ABCD中,AE⊥BD,∠BAE∶∠EAD=2∶3,求∠CAE的度数.

分析:

  由四边形ABCD是矩形易知∠BAD=90°.由∠BAE∶∠EAD=2∶3,可求出∠BAE和∠DAE.如果能求出∠DAO,即可求出∠CAE.由矩形的性质定理易知OA=OD,故∠DAO=∠ADO,而∠ADO+∠ABE=90°,若能求出∠ABE,就能求出∠ADB.由∠BAE+∠ABE=90°,可求出∠ABE.

解:

∵四边形ABCD是矩形,

∴∠BAD=90°.

∵∠BAE∶∠EAD=2∶3,∠BAE+∠EAD=90°,

∴∠BAE=36°,∠EAD=54°.

∵ AE⊥BD,∴∠ABE+∠BAE=90°.

  又∵∠ABD+∠ADB=90°,

∴∠ADB=∠BAE=36°.

∵四边形ABCD是矩形,

∴ OA=AC=BD=OD,

∴∠DAO=∠ADO=36°.

∴∠CAE=∠DAE-∠ADO=18°.

例2、如图,E、F分别为正方形ABCD的边CD和AD的中点,BE与CF相交于点P,求证:AP=AB.

分析:

  这里用证三角形全等的方法来证线段相等比较困难,易证出BE⊥FC,从而想到构造直角三角形,用直角三角形性质来解决.

解:

延长BA、CF交于点G,

在正方形ABCD中,

BC=CD,AD=CD,∠FDC=∠BCE.

又∵E、F分别为CD和AD的中点,

∴FD=EC.

∴△CDF≌△BCE(SAS).

∠FCD=∠EBC,

又∠EBC+∠PEC=90°,

∴∠FCD+∠PEC=90°.

∴∠BPF=90°.

在正方形ABCD中,AB∥CD,

∴∠G=∠DCF.

又F为AD中点,∴AF=FD.

∴△AFG≌△DCF(AAS).

∴AG=CD,又∵AB=CD,

∴AG=AB,∵∠BPF=90°.

∴AP为直角△BPG斜边BG上的中线,

由直角三角形性质知:AP=AB.

总结:

  “直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”,“直角三角形中30°所对的直角边等于斜边的一半”,用起这些性质来往往会收到奇效.

  菱形具有平行四边形的一切性质,它还具有一般的平行四边形所不具有的性质,可分别从边和对角线的两个角度来记.

例3、在菱形ABCD中,AB=AC,求∠ADO的度数.

分析:

  由菱形的对角线平分一组对角可知∠ADO=∠ADC,若能求出∠ADC,就能求出∠ADO的度数.而∠ADC=∠ABC,由菱形的四条边相等可知AB=BC,又由AB=AC可知△ABC为等边三角形,故∠ABC=60°.

解:

∵菱形ABCD,∴∠ABC=∠ADC,∠ADO=∠ADC,AB=BC.

∵ AB=AC,∴ AB=AC=BC.

∴∠ABC=60°,

∴∠ADO=∠ADC=∠ABC=30°.

  正方形是一种更为特殊的平行四边形,它既具有平行四边形的一般性质,又具有矩形与菱形的独特性质。在学习中要注意理解平行四边形、矩形、菱形和正方形各种图形之间的关系.

例4、已知:如图,在正方形ABCD,E是BC边上一点,F是CD的中点,且AE=DC+CE.求证:AF平分∠DAE.

 

证法一:

(延长法)延长EF,交AD的延长线于G(如图1).

∵四边形ABCD是正方形,

∴AD=CD,∠C=∠ADC=90°(正方形四边相等,四个角都是直角)

∴∠GDF=90°,∴∠C =∠GDF

在△EFC和△GFD中,

∴△EFC≌△GFD(ASA),∴CE=DG,EF=GF.

∵AE=DC+CE,∴AE=AD+DG=AG,

∴AF平分∠DAE(等腰三角形三线合一).

 

证法二:

(延长法)延长BC,交AF的延长线于G(如图2)

∵四边形ABCD是正方形,

∴AD // BC,DA=DC,∠FCG=∠D=90°

(正方形对边平行,四边相等,四个角都是直角)

∴∠3=∠G,∠FCG=90°,∴∠FCG =∠D

在△FCG和△FDA中,

∴△FCG≌△FDA(ASA)

∴CG=DA ,

∵AE = DC + CE,

∴AE = CG + CE = GE,

∴∠4 =∠G,

∴∠3 =∠4,

∴AF平分∠DAE.

思考:

  如果用“截取法”,即在AE上取点G,使AG=AD,再连结GF、EF(如图3),这样能证明吗?

几种特殊平行四边形的性质可对比理解记忆:

 

对角线

平行

四边形

对边平行

且相等

对角相等

两条对角线互相平分

矩形

对边平行

且相等

四个角都是直角

两条对角线相等且互相平分

菱形

对边平行,

四条边相等

对角相等

两条对角线互相垂直平分,每条对角线平分一组对角

正方形

对边平行,

四条边相等

四个角

都是直角

两条对角线互相垂直平分且相等,每条对角线平分一组对角

- 返回 -

 
1024*768 IE Copyright© ☆