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第19章 四边形
19.3.1 第1课时 矩形的性质
知识回顾
复行四边形的性质和判定有哪些?
边:
角:
对角线:
B
O
D
A
C
AB∥CD, AD∥BC
AB=CD, AD=BC
AB∥CD, AB=CD
∠BAD=∠BCD,∠ABC=∠ADC
AO=CO,DO=BO
判定
性质
获取新知
如下图,当平行四边形的一个角为直角时,这时的平行四边形是一个特殊的平行四边形.
有一个角是直角的平行四边形叫做矩形,也就是长方形.
矩形
知识点一:矩形的性质
矩形也是常见的图形.门窗框、教科书封面、桌面、地砖等(如下图)都有矩形的形象.你还能举出一些例子吗?
矩形与四边形、平行四边形的关系
四边形
平行四
边形
两组对边
分别平行
一个角
是直角
矩形
四边形
平行四边形
矩 形
矩形的一般性质(即平行四边形的性质)
A
B
C
D
O
矩形的对边平行且相等.
矩形的对角相等.
矩形的对角线互相平分.
边:
角:
对角线:
矩形的特殊性质
猜想1:矩形的四个角都是直角.
猜想2:矩形的对角线相等.
角:
对角线:
边:
对称性:矩形既是中心对称图形,又是轴对称图形.
对称轴:对边中点所在的直线
性质1:矩形的四个角都是直角
证明:由定义,矩形必有一个角是直角,
设∠A=90°.
∵AB∥CD,AC∥BD,
∴ ∠B=∠C=∠D =90°.
(两直线平行,同旁内角互补)
即矩形ABCD的四个角都是直角.
符号语言:
∵四边形ABCD是矩形
∴∠A=∠B=∠C=∠D=90°
已知:四边形ABCD是矩形,
求证:∠A=∠B=∠C=∠D=90°.
矩形的对角线相等
已知:四边形ABCD是矩形
求证:AC = BD
A
B
C
D
证明:在矩形ABCD中
∵∠ABC = ∠DCB = 90°
又∵AB = DC , BC = CB
∴△ABC≌△DCB(SAS)
∴AC = BD
符号语言:
∵四边形ABCD是矩形
∴AC=BD
例题讲解
例1 如图,已知四边形ABCD是矩形,△PBC和△QCD都
是等边三角形,且点P在矩形上方,点Q在矩形内.
求证:(1)∠PBA=∠PCQ=30°;(2)PA=PQ.
解:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ABC=∠BCD=90°.
∵△PBC和△QCD是等边三角形,
∴∠PBC=∠PCB=∠QCD=60°,
∴∠PBA=∠ABC-∠PBC=30°,
∠PCD=∠BCD-∠PCB=30°.
∴∠PCQ=∠QCD-∠PCD=30°,
故∠PBA=∠PCQ=30°.
(2)∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=DC.
∵△PBC和△QCD都是等边三角形,
∴PB=PC,QC=DC=AB.
又由(1)知∠PBA=∠PCQ,
∴△PAB≌△PQC(SAS),
∴PA=PQ.
例2 如图,在矩形ABCD中,两条对角线AC,BD相交于点O,∠AOB=120°,AD=4 ,求矩形对角线的长.
解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=BD.
∴OA=OB.
∵∠AOB=120°,
∴∠OAB=∠OBA=30°
∴OA=AB=4.
在Rt△ABD中,有BD=AC=2AD=2×4=8(cm)
A
B
C
D
O
获取新知
知识点二:直角三角形的性质
根据矩形的性质,我们知道,
BO = BD= AC.由此,我们得到
直角三角形的一个性质.
直角三角形斜边上的中线的性质
直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半.
B
C
O
A
在Rt ABC中,∠ABC=90°
∵AO=OC
∴OB= AC
例3 如图,在△ABC中,AD是高,E、F分别是AB、AC的中点.
(1)若AB=10,AC=8,求四边形AEDF的周长;
(2)求证:EF垂直平分AD.
例题讲解
解:∵AD是△ABC的高,E、F分别是AB、AC的中点,
∴DE=AE= AB= ×10=5,
DF=AF= AC= ×8=4,
∴四边形AEDF的周长=AE+DE+DF+AF
=5+5+4+4=18 .
证明:(2)∵DE=AE,DF=AF,
∴E、F在线段AD的垂直平分线上,
∴EF垂直平分AD.
随堂演练
1. 下列说法不正确的是( )
A.矩形是平行四边形
B.矩形不一定是平行四边形
C.有一个角是直角的平行四边形是矩形
D.平行四边形具有的性质矩形都具有
B
2. 如图,在矩形ABCD中,E是BC边的中点,且AE平分∠BAD,CE=2,则CD的长是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
A
3. 如图,矩形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,CE∥BD,DE∥AC,AD= DE=2,则四边形OCED的面积为( )
A.2
B.4
C.4
D.8
A
4. 如图,P是矩形ABCD的对角线AC的中点,E是AD的中点.若AB=6,AD=8,则四边形ABPE的周长为( )
A.14 B.16 C.17 D.18
D
3.如图,四边形ABCD和四边形AEFG都是矩形.
若∠BAG=20°,则∠DAE= °.
20
4. 如图所示,已知矩形ABCD的周长为56,O为对角线的交点,△BOC与△AOB的周长之差为4,则AB= ,BC= .
12
16
5.如图,△ABC中,E在AC上,且BE⊥AC.D为AB中点,若DE=5,AE=8,则BE的长为_____.
6
6. 如图,在矩形ABCD中,BF=CE.求证:AE=DF.
证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=DC,∠ABC=∠DCB.
∵BF=CE,
∴BF+EF=CE+EF,
即BE=CF,
∴△ABE≌△DCF(SAS),
∴AE=DF.
7. 四个学生正在做投圈游戏,他们分别站在一个矩形的四个顶点处,目标物放在对角线的交点处,这样的队形对每个人公平吗 为什么?
O
A
B
C
D
[答案]公平,因为OA=OC=OB=OD
8. 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: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.
课堂小结
矩形的相关概念及性质
一般性质:具有平行四边形的一切性质
特殊性质:四个内角都是直角,
两条对角线互相平分且相等;
有两条对称轴
直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半
定义:有一个角是直角的平行四边形叫矩形