资源描述
6.3特殊的平行四边形
第一课时 矩形
一、教学目标
1.核心素养:
通过探索矩形的判定,发展合情推理的意识,掌握几何思维方法并渗透运动联系、从量变到质变的观点,进一步形成严谨的推理能力,以及自主合作的精神,体会逻辑推理的思维价值.
2.学习目标
(1)通过实例,理解并掌握矩形的判定;
3.学习重点
定理“对角线相等的平行四边形是矩形”、“有三个角是直角的四边形是矩形”的探究与证明.
4.学习难点
选择合适的判定方法证明四边形为平行四边形.
二、教学设计
(一)课前设计
1.预习任务
任务1
矩形的定义是什么?还有哪些方法可以判定矩形?
2.预习自测
1.下列说法正确的是()
(1)两组对边分别平行且有一个角是直角的四边形是矩形
(2)对角线互相平分且一组对边相等的四边形是矩形
(3)一组对边平行且有一个角是直角的四边形是矩形
(4)四个角都相等的四边形是矩形
A.(1)(2) B.(1)(4) C.(2) (4) D.(1) (3)
(知识点:矩形的判定)
2.如图,要使平行四边形ABCD成为矩形,需添加的条件是( )
A. AB=BC B.AC⊥ BD C.∠ABC=90° D.∠ABD=∠CBD
(知识点:矩形的判定)
(二)课堂设计
1.知识回顾
(1)什么是矩形?
(2)矩形有哪些性质?
(从边、角、对角线三方面去归纳)
2.问题探究
问题探究一矩形的判定?重点、难点知识★▲
●活动一回顾旧知,巩固矩形的性质
矩形的定义:有一个角是直角的平行四边形叫做矩形.
矩形的性质:
①矩形的对边平行且相等;
②矩形的对角相等;
③矩形的对角线互相平分;
④矩形的四个角都是直角;
⑤矩形的对角线相等.
●活动二逆向思维,探求矩形的判定
阅读教材:由矩形的定义,我们可知,有一个角是直角的平行四边形是矩形.
探究:李芳同学用“边—直角,边—直角,边—直角,边”这们四步,画出了一个四边形,她说这就是一个矩形,她的判断对吗?为什么?请你按照李芳的方法画一画.
归纳总结:有三个角是直角的四边形是矩形.
想一想:工人师傅为了检验两组对边相等的四边形窗框是否成矩形,一种方法是是量一量这个四边形的两条对角线长度,如果对角线长度相等,那么窗框一定是矩形,你知道为什么吗?
(1) 引导学生将实际问题转化为数学问题
(2) 在老师启发下解决问题
(3) 归纳总结出判定矩形的又一种方法:
归纳总结矩形的判定方法:
1.矩形的判定方法一(定义):
有一个角是直角的平行四边形是矩形.
符号语言:
∵四边形ABCD是平行四边形,∠A=90o,
∴四边形ABCD是矩形.
2.矩形的判定方法二(定理):
对角线相等的平行四边形是矩形.
符号语言:
∵四边形ABCD是平行四边形,AC=BD,
∴四边形ABCD是矩形.
3.矩形的判定方法三(定理):
有三个角是直角的四边形是矩形.
∵∠A=∠B=∠C=90o,
∴四边形ABCD是矩形.
简单记忆:
①一个直角+平行四边形=矩形;
②对角线相等+平行四边形=矩形;
③三个直角+四边形=矩形.
●活动三运用判定,解决实际问题
例1.如图,AB=AC,AD=AE,DE=BC,且∠BAD=∠CAE.
求证:四边形BCDE是矩形.
【知识点:矩形的判定和性质,全等三角形的判定和性质】
详解:
证明:∵∠BAD=∠CAE,
∴∠BAD-∠BAC=∠CAE-∠BAC,
∴∠BAE=∠CAD,
∵在△BAE和△CAD中,,
∴△BAE≌△CAD(SAS),
∴∠BEA=∠CDA,BE=CD,
∵DE=BC,∴四边形BCDE是平行四边形,
∵AE=AD,∴∠AED=∠ADE,
∵∠BEA=∠CDA,∴∠BED=∠CDE,
∵四边形BCDE是平行四边形,∴BE∥CD,
∴∠CDE+∠BED=180°,∴∠BED=∠CDE=90°,
∴四边形BCDE是矩形.
点拨:求出∠BAE=∠CAD,证△BAE≌△CAD,推出∠BEA=∠CDA,BE=CD,得出平行四边形BCDE,根据平行线的性质得出∠BED+∠CDE=180°,求出∠BED,根据矩形的判定求出即可.
例2.如图,在△ABC中,O是边AC上一个动点,过O作直线MN∥BC.设MN交∠ACB的平分线于点E,交∠ACB的外角平分线于点F.
(1)求证:OE=OF;
(2)若CE=12,CF=5,求OC的长;
(3)当点O在边AC上运动到什么位置时,四边形AECF是矩形?请说明理由.
【知识点:矩形的判定和性质,全等三角形的判定和性质】
详解:
(1)证明:∵MN交∠ACB的平分线于点E,交∠ACB的外角平分线于点F,
∴∠2=∠5,4=∠6.
∵MN∥BC,∴∠1=∠5,3=∠6,
∴∠1=∠2,∠3=∠4.
∴EO=CO,FO=CO,∴OE=OF.
(2)解:∵∠2=∠5,∠4=∠6,
∴∠2+∠4=∠5+∠6=90°.
∵CE=12,CF=5,∴EF==13,
∴OC=EF=6.5.
(3)解:当点O在边AC上运动到AC中点时,四边形AECF是矩形.理由如下:
当O为AC的中点时,AO=CO.
∵EO=FO,∴四边形AECF是平行四边形.
∵∠ECF=90°,∴平行四边形AECF是矩形.
点拨:(1)根据平行线的性质以及角平分线的性质得出∠OEC=∠OCE,∠OFC=∠OCF,进而得出答案.(2)根据已知得出∠ACE+∠ACF=∠BCE+∠DCF=90°,进而利用勾股定理求出EF的长,即可得出CO的长.(3)根据平行四边形的判定以及矩形的判定得出即可.
3.课堂总结
【知识梳理】
认识矩形的性质与判定互为逆定理,掌握矩形判定的常用三种方法:
①一个直角+平行四边形=矩形;
②对角线相等+平行四边形=矩形;
③三个直角+四边形=矩形.
【重难点突破】
使用矩形判定定理时要注意条件,分析条件跟哪种方法最接近,就使用哪种方法.若易得到平行四边形,则利用对角线相等的平行四边形是矩形进行证明;若给出的条件是直角,则利用有三个角是直角的四边形为矩形进行证明.
4.随堂检测
1.下列四边形不一定是矩形的是()
A.四个角相等的四边形
B.有三个角是直角的四边形
C.一组对边平行且对角线相等的四边形
D.对角线相等且互相平分的四边形
【知识点:矩形的判定和性质】
2.如图,已知平行四边形ABCD,有下列条件:①AC=BD ②AB=AD ③∠CAD=∠ACB ,④AB⊥BC其能说明平行四边形ABCD是矩形的有
【知识点:矩形的判定和性质】
3.如图,在矩形ABCD中,已知AB=8cm,BC=10cm,折叠矩形的一边AD,使点D落在BC边的F处,折痕为AE,求CE的长.
【知识点:矩形的判定和性质,勾股定理的运用,翻折变换;数学思想:数形结合】
参考答案:
预习自测
1.B 2.C
随堂检测
1.C 2.①④
3.解:∵△AFE是△ADE沿AE对折后的图形,
∴△AFE≌△ADE,∴AF=AD=10,DE=EF.
在Rt△ABF中,由勾股定理知,BF===6.
∴FC=BC-BF=10-6=4(cm).
设EC=x,则DE=EF=8–x.
在Rt△EFC中,由勾股定理,得(8-x)2=x2+42.
∴x=3cm,即EC=3cm.
6.3特殊的平行四边形
第二课时 菱形
【教学任务分析】
教
学
目
标
知识
技能
理解菱形的概念,掌握菱形的性质.
过程
方法
经历菱形的性质的探究过程,培养学生的动手实验、观察推理的意识,发展学生的形象思维和逻辑推理能力.
情感
态度
在探究菱形的性质的活动中获得成功的体验,通过运用菱形的性质,锻炼克服困难的意志,建立自信心.
重点
理解并掌握菱形的性质.
难点
菱形性质的运用.
【教学环节安排】
环节
教 学 问 题 设 计
教学活动设计
情
境
引
入
【问题1】如图,在平行四边形中,保持角的度数不变,改变边的长度能否得到一个特殊的平行四边形?
小结:
有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形.
【问题2】你能举出生活中你看到的菱形吗
教师用教具展示问题1的过程(如果让学生做一个学具效果会更好),学生观察边的大小变化;教师板书菱形的定义;
学生回答,并用图片展示生活中的菱形
教师讲解菱形美感,为接下来的对称性的引出打基础
自
主
探
究
合
作
交
流
【问题3】师生互动:将一个矩形的纸对折两次,沿图中虚线剪下,再打开,就得到一个菱形.
观察得到的菱形:
(1)它是轴对称图形吗?
(2)有几条对称轴?对称轴之间有什么位置关系?
(3)你能看出图中哪些线段或角相等?
性质1:菱形的四条边都相等.
性质2:菱形的两条对角线互相垂直,每一条对角线平分一组对角.
【问题4】如图,四边形ABCD是菱形,
求证:(1)AB=BC=CD=DA(2)AC⊥BD,AC平分∠DAB和∠DCB ,BD平分∠ADC和∠ABC.
教师演示,学生动手(可以合作)操作折剪.教师依次提出3个问题;学生根据所剪图形,思考、合作、讨论,并依次回答.
在这个过程中教师应重点关注以下几点:(1)学生动手操作时,是否能恰当的质疑,探究的方向正确、合理,并合情地做出猜想.(2)学生口头表述性质时,所用的语言是否恰当、准确,若有出现语言表述不恰当时应当及时给予纠正.
学生在充分讨论思考的基础上口述证明过程;教师及时补充、归纳、鼓励.
尝
试
应
用
1.已知菱形的周长是12cm,那么它的边长是______.
2.在菱形ABCD中,∠BAD=60°,则
∠ABD=_______.
3.菱形的两条对角线长分别为6cm和8cm,则菱形的边长是________.
4.在菱形ABCD中,O是两条对角线的交点,已知AB=5cm,AO=4cm,求两对角线AC、BD的长.
5.如图1,菱形ABCD的两条对角线BD、AC长分别是6cm和8cm,求菱形的周长和面积.
学生练习;
教师矫正.
4.教师提问:AO 、DO的长分别是多少?如何求出AD的长?
5.菱形的面积如何求出?
利用练习的结论引入讨论菱形的面积公式
=AC·BD
成
果
展
示
1. 如图2是菱形花坛ABCD,它的边长为20m,
∠ABC=60°,沿着菱形的对角线修建了两条小路AC和BD,求两条小路的长和花坛的面积(分别精确到0.01m和0.01m2).
2.已知如图3,在菱形ABCD中,E是AB的中点,且DE⊥AB,AE=2. 求:(1)∠ABC的度数;(2)对角线AC、BD的长;(3)菱形ABCD的面积.
小组先讨论交流,师点拨疑点.
找小组代表板演,点拨1题:
∵花坛ABCD是菱形,∴AC⊥BD
∠ABO=∠ABC=30°.在Rt△OAB中,AO=10m,BO=,∴AC=2AO=20m,BD=2BO=34.64m
2.点拨 ∵ E是AB的中点,且DE⊥AB,∴AD=BD 又∵AB=AD
∴△DAB为等边三角形
补
偿
提
高
1.菱形的一个角是150°,如果边长为a,那么它的高为_____.
2.如果菱形的周长等于它的一组对边距离的8倍,那么它的四个角分别是________度.
3.菱形的一个内角是120°,边长为4厘米,则此菱形的两条对角线长分别是__________.
4. 小明所在学校里的一处花坛是美丽的菱形图案,如图4,小明发现,他沿着花坛的边走完一个菱形图案用了12秒钟,当他以同样的速度从A到B再到C(AB=BC),只用了6秒钟,小明说他知道了两个菱形间的夹角的度数了.你知道∠1的度数是多少吗?
5.菱形的周长为40cm,它的一条对角线长为10cm.求:
⑴菱形的每一个内角的度数;
⑵菱形另一条对角线的长;
⑶菱形的面积.
教师出示题目
学生独立完成
教师巡视解疑
小组交流4题方法
5题找学生板演
作业
设计
利用所学过的四边形设计一幅漂亮的图案
学生课下完成
教学反思:
6.3 特殊的平行四边形
第三课时 正方形
一、教学目标
1.核心素养:
经历探索正方形有关性质、判定重要条件的过程,鼓励大胆尝试、互帮互助,勇于交流解决问题的思路,不断激发探索精神,进一步形成动手操作、合作交流和逻辑推理的能力,提高分析和解决问题的能力.
2.学习目标
(1)通过实例,理解并掌握正方形的概念;
(2) 掌握正方形的性质;
3.学习重点
(1)正方形的定义及性质;
(2)正方形与平行四边形、矩形、菱形的联系.
4.学习难点
正方形与矩形、菱形的关系。
二、教学设计
(一)课前设计
1.预习任务
任务1:什么是正方形?生活中哪些图形是正方形?
任务2:正方形有哪些特有的性质?
2.预习自测
1.四边都相等,四角都相等的四边形是正方形。(知识点:正方形的性质)
2.正方形的四边,四个角,对角线。(知识点:正方形的性质)
(二)课堂设计
1.知识回顾
(1)什么是平行四边形、矩形、菱形?它们之间有什么关系?
(2)说出平行四边形、矩形、菱形的性质和判定方法。
除了矩形、菱形外,还有什么特殊的平行四边形吗?
2.问题探究
问题探究一什么是正方形?
●活动一复习旧知
回忆矩形、菱形的性质和判定
性质
判定方法
矩形
边:
角:
对角线:
对称性:
1.
2.
3.
菱形
边:
角
对角线:
对称性:
1.
2.
3.
●活动二动手操作,生成概念
在小学中,我们是如何定义正方形的?
(四个角相等,四条边相等的四边形)
探究:你能用一张长方形的纸片折出一个正方形?
师生动手折叠,教师展示折叠课件,(如图)
你能类比前面的矩形和菱形的定义,给出正方形的定义吗?
引出正方形的定义:有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形是正方形。
问题探究二:正方形有哪些特殊性质?重点、难点知识★▲
想一想:正方形是特殊的平行四边形,也是特殊的矩形,菱形,所以它具有这些图形的所有性质,小组交流,引导学生从角,对角线,对称性等角度归纳总结.
学生讨论后总结出正方形的性质,老师补充.
归纳总结:正方形的性质
注意:正方形既是矩形又是菱形,故除具有平行四边形,菱形,矩形的所有性质外,还有特殊的性质.
①正方形的一条对角线把正方形分成两个全等的等腰直角三角形,对角线与边的夹角是45°;
②正方形的两条对角线把正方形分成四个全等的等腰直角三角形.
例1.已知,如图,正方形ABCD的边长为6,菱形EFGH的三个顶点E、G、H分别在正方形ABCD的边AB、CD、DA上,AH=2,连接CF.
(1)当DG=2时,求△FCG的面积;
(2)设DG=x,用含x的代数式表示△FCG的面积;
(3)判断△FCG的面积能否等于1,并说明理由.
【知识点:正方形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,三角形的面积】
详解:(1)作FM⊥DC交其延长线于M,连接GE.
∵正方形ABCD,∴DC∥AB,∴∠CGE=∠AEG,
∵菱形EFGH,∴GF=EH,GF∥HE,∴∠FGE=∠HEG,
∴∠MGF=∠AEH,
又∵∠M=∠A=90o,∴△GFM≌△EHA,∴FM=AH=2,
又∵DG=2,DC=6,∴GC=4,
∴△FCG的面积为==4.
(2)由(1)可知,FM=2,当DG=x,则GC=6-x,
∴△FCG的面积为==6-x.
(3)若S△FCG=1,则由6-x=1,得x=5.
此时在△DGH中,HG=.
在△AHE中,AE=>6.
即点E已经不在边AB上,故不可能有S△FCG=1.
点拨:(1)要求△FCG的面积,可以转化到面积易求的三角形中,通过证明△DGH≌△CFG得出.
(2) 欲求△FCG的面积,由已知得CG的长易求,只需求出GC边的高,通过证明△AHE≌△MFG可得.
(3)若S△FCG=1,由S△FCG=6-x,得x=5,此时,在△DGH中,HG=.相应地,在△AHE中,AE=>6,即点E已经不在边AB上.故不可能有S△FCG=1.
3.课堂总结
【知识梳理】
(1)正方形的定义: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.
简记:既是矩形又是菱形的四边形就是正方形.
(2)正方形的性质:
①边的性质:两组对边分别相等且平行;四条边都相等;相邻边互相垂直;
②角的性质:四个角都是直角;
③对角线的性质:对角线垂直且互相平分;每条对角线平分一组对角;
④对称性:正方形是轴对称图形,它有4条对称轴.
注意:正方形既是矩形又是菱形,故除具有平行四边形,菱形,矩形的所有性质外,还有特殊的性质.
①正方形的一条对角线把正方形分成两个全等的等腰直角三角形,对角线与边的夹角是45°;
②正方形的两条对角线把正方形分成四个全等的等腰直角三角形.
【重难点突破】
(1)记清正方形的性质,注意正方形具备平行四边形、矩形、菱形的所有性质,结合图形理清其有哪些边、角、对角线方面的性质与结论.
(2)正方形的判定方法很多,但都必须符合一条要求就行,即“既是矩形,又是菱形”,故要证明一个四边形是正方形,证它既满足矩形的条件又满足菱形的条件即可.
(3)正方形的性质与判定内容很多,切忌死记硬背,要通过图形来记忆,知道图形有什么结论即可.
4.随堂检测
1. 正方形具有而菱形不一定具有的性质是()
A.对角线互相平分 B.四角都相等 C.四条边都相等 D.对角线互相垂直
【知识点:正方形的判定和性质】
2.四边形ABCD为正方形,其对角线AC,BD相交于点O,下列结论不正确的是()
A.AO=OD B. OA=OC C.AB=AC D.AB=AD
【知识点:正方形的判定和性质】
3. 求证:正方形的两条对角线把这个正方形分成四个全等的等腰直角三角形
已知:如图,四边形ABCD是正方形,对角线AC,BD相交于点O
求证:△ABO,△BCO,△CDO,△DAO是全等的等腰直角三角形。
【知识点:正方形的判定和性质】
参考答案:
预习自测
1.都相等 2.相等,相等,相等
随堂检测
1.B 2.C 3.略
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