第三章《中心对称图形》之基础知识、基本问题和基本方法分解 联系客服

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《矩形和菱形》

一、矩形和菱形都是一种特殊的平行四边形,这句话说明三层意思: 1、矩形属于平行四边形,所以它具有 的一切性质 菱形属于平行四边形,所以它具有 的一切性质 2、矩形是平行四边形中比较特殊的一种,这种特殊性表现为: (1)从定义看:矩形有一个角是

(2)从性质定理1看,矩形的 (3)从性质定理2看,矩形的对角线 。

菱形是平行四边形中比较特殊的一种,这种特殊性表现为: (1)从定义看:菱形有一组 相等

(2)从性质定理1看,菱形的

(3)从性质定理2看,菱形的对角线 且 。

3、由于上述特殊性的存在,导致了矩形和菱形的判定要比平行四边形的判定更为复杂,这种复 杂性表现为:

(1)从定义来看,要证明一个四边形是矩形,必须先要证明它是平行四边形,再证明这个平行四 边形有一个角是 ,因为定义说: 。

从定义来看,要证明一个四边形是菱形,必须先要证明它是平行四边形,再证明这个平行四 边形有一组 ,因为定义说: 。

(2)从判定定理1来看,要证明一个四边形是矩形,必须要证明这个四边形 。 因为判定定理1的内容是: 。

从判定定理1来看,要证明一个四边形是菱形,必须要证明这个四边形 。 因为判定定理1的内容是: 。

(3)从判定定理2来看,要证明一个四边形是矩形,必须先要证明它是平行四边形,再证明这 个平行四边形的 ,因为判定定理2的内容是: 。 从判定定理2来看,要证明一个四边形是菱形,必须先要证明它是平行四边形,再证明这 个平行四边形的 ,因为判定定理2的内容是: 。 4、总之,由于矩形的特殊性,所以凡是涉及矩形的题目,都必须考虑到“直角”和“对角线相 等”这两个结论,同样,凡是涉及菱形的题目,都必须考虑到“四条边都相等”和“对角线互相垂直”这两个结论,而且通常情况下,没有运用到这些特殊结论的解法,都肯定是错误的。但是,实际运用中,也不是机械的直接套用,而是有一个转化、变换理解、推广与综合其他知识的过程,这就是我们下面要举例讨论的。 二、矩形:

1、矩形的特殊性,首先导致了它具有双重对称性,除了具有本章所描述的中心对称外,还具有轴对称性,并且有 条对称轴 2、矩形的 个角都是 (1)如果我们能将这句话仔细理解一下的话,应该能想到至少在两个方面的运用:求角度和运用勾股定理 如:如图,将矩形ABCD沿直线BD折叠,使点C落在点C’

C'处,BC’交AD于E,AD=8,AB=4,求△BED的面积 EDA

(2)事实上,矩形中存在“直角”这一结论,还会与初一时的“同角的余角相等”结合起来,从而为证明三角形全创造条件

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BC 如:如图,在矩形ABCD中,E、F分别是边BC、AB上的点,且EF=ED,EF⊥ED.试说明AE平分∠BAD.

AFBEDC

3、矩形的对角线相等,

如图,应该有AC=BD,这个结论简单吧,但是一旦和“对角线互相平分”结合起来,结论就复杂了,因为“AO=CO,BO=CO”再加上“AC=BD”,不难推出“ = = = ”,也就是说,矩形的两条对角线将它分成的四个三角形不但面积都相等,而且都是等腰三角形,具体说来,至少有三方面的意义:

(1)因为都是等腰三角形,所以为在矩形中求角度的问题创造了AD条件

(2)因为都是等腰三角形,所以题目很可能会再给你一个“60°”,

O这样,等边三角形就出来了 .....

BC

(图甲)

(3)在第一章里,我们曾从等腰三角形的轴对称性出发,运用折纸,得出结论“直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”,这里运用矩形的对角线的性质,我们也能巧妙的得出这一结论,观察

△ABC,BO是斜边AC上的中线,很明显,BO=

1AC,进一步,我们还能运用此图,得出“直角2三角形中,30°锐角所对的直角边等于斜边的一半”(你会吗?)

另一方面,从解题思路上看,凡知AC,先想AO;凡知AO,先想AC;凡求AO或AC长,应该考虑到是否存在“等边三角形”

问题1:如图甲,在矩形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,∠AOD=120°,AC=6cm,则边AB= ,BC= 。

问题2:如图,O为矩形ABCD的对A D

A角线交点,DF平分∠ADC交AC于点E,O E 交BC于点F,∠BDF=15°,则∠COF

E= ° FC B MF 问题3:如图,在△ABC中,AB=3,

CBAC=4,BC=5,P为边BC上一动点, P PE⊥AB于E,PF⊥AC于F,M为EF的(问题2)

中点,则AM的最小值为 (问题3)

4、矩形的证明:必须从“直角”和“对角线相等”两方面去想,一般地,如果已知条件只是“四边形”,很可能要从“有三个角是直角”角度去证明;而如果已知条件是“平行四边形”的话,优先使用“对角线相等”的方案比较常见:

问题1:如图,AB∥CD,直线EF分别与AB、CD相交于E、F,EG平分∠AEF,FG平分∠CFE,EH平分∠BEF,FH平分∠EFD,四边形EGFH是矩形吗?为什么?

AGCFEHDB

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问题2:如图, ABCD中,以AC为斜边作Rt△ACE,又∠BED=90°,试说明四边形ABCD是矩形

E

A D O

C B

问题3:菱形ABCD中,E,F,G,H分别为四边的中点,试说明四边形EFGH是矩形

AEBFCHGD

问题4:如图△ABC中,点O是AC边上的一个动点,过点O作直线MN∥BC。设MN交∠BCA的平分线于点E,交∠BCA的外角平分线于点F。 (1)试说明:OE=OF

A(2)当点O运动到何处时,四边形AECF是矩

MNEOF形?试说明你的理由。

B

5、关于等积法:

问题1:如图,矩形ABCD被分成8块,图中的数字是其中5块的面积数,则图中阴影部分的面积为__________

问题2:矩形ABCD中,E为AB中点,CF⊥DE于点F,若AD=12,AB=10,求CF的长

E

F

C

DFCA 三、菱形

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EB

1、菱形的特殊性,首先导致了它具有双重对称性,除了具有本章所描述的中心对称外,还具有轴对称性,并且有 条对称轴

2、菱形的定义是非常重要的一种判定菱形的方法,运用此法的前提是必须先证出是平行四边形,然后再证明一组邻边相等

问题1:如图,将两个宽度相同的矩形纸条随意重叠,则重叠部分是菱形吗?请说明理由

问题2:如图,矩形ABCD的对角线相交于点O,DE∥AC,CE∥DB,CE交DE于E。试说明:四边形DOCE是菱形。

问题3:如图,AD是△ABC的角平分线,DE∥AC交AB于E,DF∥AB交AC于F,试猜想AD与EF的关系是 ,说明其中的道理

EDOABBCEAFDC

3、关于菱形的四条边

(1)菱形的四条边都相等,于是只要画任意一条对角线,就可以得到两个等腰三角形,所以,菱形中运用等边三角形的例子也很多,如:已知菱形ABCD,E、F分别为BC、CD上的点,且∠B=∠EAF=60°,若∠BAE=20°,求∠CEF的度数

ABECF

D(2)证明菱形也可以运用“四条边相等的四边形是菱形”来证:如图,若E、F、G、H分别是矩形ABCD四条边的中点,试说明四边形EFGH是菱形。

AFBEDHGC

4、关于菱形的对角线

(1)对角线互相垂直的特性,为运用勾股定理和求面积创造了条件,如:已知菱形ABCD的对角线AC、BD的长分别等于6、8,AE⊥BC于点E,求:(1)菱形ABCD的面积和周长(2)AE的长

AOD

(2)运用“对角线互相垂直的平行四边形是菱形”来证明菱形,似乎并不多见,如果有,是否会和勾股有关呢?

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BEC