矩形、菱形、正方形【教学内容】矩形【课时安排】2课时【第一课时】【教学目标】1.掌握矩形的概念和性质,理解矩形与平行四边形的区别与联系。
2.会运用矩形的概念和性质来解决有关问题。
【教学重难点】1.掌握矩形的概念和性质,理解矩形与平行四边形的区别与联系。
2.会运用矩形的概念和性质来解决有关问题。
【教学过程】(一)情境导入1.展示生活中一些平行四边形的实际应用图片(推拉门、活动衣架、篱笆、井架等),想一想:这里面应用了平行四边形的什么性质?2.思考:拿一个活动的平行四边形教学准备,轻轻拉动一个点,不管怎么拉,它还是一个平行四边形吗?为什么?(动画演示拉动过程如图)3.再次演示平行四边形的移动过程,当移动到一个角是直角时停止,让学生观察这是什么图形(小学学过的长方形),引出本课题及矩形定义。
矩形是我们最常见的图形之一,例如书桌面、教科书的封面等都是矩形。
有一个角是直角的平行四边形是矩形。
矩形是平行四边形,但平行四边形不一定是矩形,矩形是特殊的平行四边形,它具有平行四边形的所有性质。
(二)合作探究探究点一:矩形的性质性质1:矩形的四个角都是直角。
例1:如图,矩形ABCD中,点E在BC上,且AE平分∠BAC。
若BE=4,AC=15,则△AEC的面积为()A.15B.30C.45D.60解析:如图,过E作EF⊥AC,垂足为F。
∵AE平分∠BAC,EF⊥AC,BE⊥AB,∴EF=BE=4∴S△AEC=AC·EF=×15×4=30故选B。
方法总结:矩形的四个角都是直角,常作为证明或求值的隐含条件。
性质2:矩形的对角线相等。
例2:如图所示,矩形ABCD的两条对角线相交于点O,∠AOD=60°,AD=2,则AC 的长是()A.2B.4C.2 3D.4 3解析:根据矩形的对角线互相平分且相等可得OC=OD=OA=AC,由∠AOD=60°得△AOD为等边三角形,即可求出AC的长。
故选B。
方法总结:矩形的两条对角线互相平分且相等,即对角线把矩形分成四个等腰三角形,当两条对角线的夹角为60°或120°时,图中有等边三角形,可以利用等边三角形的性质解题。
推论:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半。
例3:如图,已知BD,CE是△ABC不同边上的高,点G,F分别是BC,DE的中点,试说明GF⊥DE。
解析:本题的已知条件中已经有直角三角形,有斜边上的中点,由此可联想到应用“直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”这一定理。
解:连接EG、DG∵BD,CE是△ABC的高∴∠BDC=∠BEC=90°∵点G是BC的中点∴EG=BC,DG=BC∴EG=DG又∵点F是DE的中点∴GF⊥DE方法总结:在直角三角形中,遇到斜边中点常作斜边中线,进而可将问题转化为等腰三角形的问题,然后利用等腰三角形“三线合一”的性质解题。
探究点二:矩形的性质的运用。
类型一:利用矩形的性质求有关线段的长度。
例4:如图,已知矩形ABCD中,E是AD上的一点,F是AB上的一点,EF⊥EC,且EF=EC,DE=4cm,矩形ABCD的周长为32cm,求AE的长。
解析:先判定△AEF≌△DCE,得CD=AE,再根据矩形的周长为32cm列方程求出AE 的长。
解:∵四边形ABCD是矩形∴∠A=∠D=90°∴∠CED+∠ECD=90°又∵EF⊥EC∴∠AEF+∠CED=90°∴∠AEF=∠ECD而EF=EC∴△AEF≌△DCE∴AE=CD设AE=cm∴CD=cm,AD=(+4)cm则有2(+4+)=32,解得=6即AE的长为6cm方法总结:矩形的各角为直角,常作为全等的一个条件用来证三角形全等,可借助直角的条件解决直角三角形中的问题。
类型二:利用矩形的性质求有关角度的大小。
例5:如图,在矩形ABCD中,AE⊥BD于E,∠DAE∶∠BAE=3∶1,求∠BAE和∠EAO的度数。
解析:由∠BAE与∠DAE之和为90°及这两个角之比可求得这两个角的度数,从而得∠ABO的度数,再根据矩形的性质易得∠EAO的度数。
解:∵四边形ABCD是矩形∴∠DAB=90°AO=AC,BO=BD,AC=BD∴∠BAE+∠DAE=90°,AO=BO又∵∠DAE:∠BAE=3:1∴∠BAE=22.5°,∠DAE=67.5°∵AE⊥BD∴∠ABE=90°-∠BAE=90°-22.5°=67.5°∴∠OAB=∠ABE=67.5°∴∠EAO=67.5°-22.5°=45°类型三:利用矩形的性质求图形的面积。
例6:如图所示,EF过矩形ABCD对角线的交点O,且分别交AB,CD于E、F,那么阴影部分的面积是矩形ABCD面积的()A.15B.14C.13D.310解析:由四边形ABCD为矩形,易证得△BEO≌△DFO,则阴影部分的面积等于△AOB的面积,而△AOB的面积为矩形ABCD面积的14,故阴影部分的面积为矩形面积的14。
故选B。
方法总结:求阴影部分的面积时,当阴影部分不规则或比较分散时,通常运用割补法将阴影部分转化为较规则的图形,再求其面积。
类型四:矩形中的折叠问题。
例7:如图,将矩形ABCD沿着直线BD折叠,使点C落在C′处,BC′交AD于点E,AD =8,AB=4,求△BED的面积。
解析:这是一道折叠问题,折后的图形与原图形全等,从而得△BCD≌△BC′D,则易得BE=DE。
在Rt△ABE中,利用勾股定理列方程求出BE的长,即可求得△BED的面积。
解:∵四边形ABCD是矩形∴AD BC,∠A=90°∴∠2=∠3又由折叠知△BC′D≌△BCD∴∠1=∠2∴∠1=∠3∴BE=DE设BE=DE=,则AE=8-∵在Rt△ABE中,AB2+AE2=BE2∴42+(8-)2=2,解得=5即DE=5∴S△BED=DE·AB=×5×4=10方法总结:矩形的折叠问题是常见的问题,本题的易错点是对△BED是等腰三角形认识不足,解题的关键是对折叠后的几何形状要有一个正确的分析。
【第二课时】【教学目标】1.理解并掌握矩形的判定方法。
2.能熟练掌握矩形的判定及性质的综合应用。
【教学重难点】1.理解并掌握矩形的判定方法。
2.能熟练掌握矩形的判定及性质的综合应用。
【教学过程】(一)情境导入小明想要做一个矩形相框送给妈妈做生日礼物,于是找来两根长度相等的短木条和两根长度相等的长木条制作,你有什么办法可以检测他做的是矩形相框?看看谁的方法可行!(二)合作探究探究点一:矩形的判定定理1:对角线相等的平行四边形是矩形。
例1:如图所示,外面的四边形ABCD是矩形,对角线AC,BD相交于点O,里面的四边形MPNQ的四个顶点都在矩形ABCD的对角线上,且AM=BP=CN=DQ。
求证:四边形MPNQ是矩形。
解析:要证明四边形MPNQ是矩形,应先证明它是平行四边形,由已知可再证明其对角线相等。
证明:∵四边形ABCD是矩形∴OA=OB=OC=OD∵AM=BP=CN=DQ∴OM=OP=ON=OQ∴四边形MPNQ是平行四边形又∵OM+ON=OQ+OP∴MN=PQ∴平行四边形MPNQ是矩形(对角线相等的平行四边形是矩形)方法总结:在判断四边形的形状时,若已知条件中有对角线,可首先考虑能否用对角线的条件证明矩形。
定理2:三个角是直角的四边形是矩形。
例2:如图,GE HF,直线AB与GE交于点A,与HF交于点B,AC,BC,BD,AD 分别是∠EAB、∠FBA、∠ABH、∠GAB的平分线。
求证:四边形ADBC是矩形。
解析:利用已知条件,证明四边形ADBC有三个角是直角。
证明:∵GE HF∴∠GAB+∠ABH=180°∵AD,BD分别是∠GAB,∠ABH的平分线∴∠1=∠GAB,∠4=∠ABH∴∠1+∠4=(∠GAB+∠ABH)=×180°=90°∴∠ADB=180°-(∠1+∠4)=90°同理可得∠ACB=90°又∵∠ABH+∠FBA=180°,∠4=∠ABH,∠2=∠FBA∴∠2+∠4=(∠ABH+∠FBA)=×180°=90°,即∠DBC=90°∴四边形ADBC是矩形。
方法总结:矩形的判定方法和矩形的性质是相辅相成的,注意它们的区别和联系,此判定方法只要说明一个四边形有三个角是直角,则这个四边形就是矩形。
探究点二:矩形的性质和判定的综合运用。
例4:如图,O是矩形ABCD的对角线的交点,E、F、G、H分别是OA、OB、OC、OD 上的点,且AE=BF=CG=DH。
(1)求证:四边形EFGH是矩形;(2)若E、F、G、H分别是OA、OB、OC、OD的中点,且DG⊥AC,OF=2cm,求矩形ABCD的面积。
解析:(1)证明四边形EFGH对角线相等且互相平分;(2)根据题设求出矩形的边长CD和BC,然后根据矩形面积公式求得。
(1)证明:∵四边形ABCD是矩形∴OA=OB=OC=OD∵AE=BF=CG=DH∴AO-AE=OB-BF=CO-CG=DO-DH,即OE=OF=OG=OH∴四边形EFGH是矩形(2)解:∵G是OC的中点∴GO=GC∵DG⊥AC∴∠DGO=∠DGC=90°又∵DG=DG∴△DGC≌△DGO∴CD=OD∵F是BO中点,OF=2cm∴BO=4cm∵四边形ABCD是矩形∴DO=BO=4cm∴DC=4cm,DB=8cm∴CB==cm∴S矩形ABCD=4×43=163(cm2)方法总结:首先要判定四边形是平行四边形,然后证明对角线相等。