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第19章 四边形
19.3.3 正方形
知识回顾
问题1 平行四边形、矩形、菱形都各有哪些性质?
平行四边形
边:
角:
对角线:
对边平行且相等
对角相等,邻角互补
对角线互相平分
矩形
角:
四个角是直角
对角线:
对角线相等
边:
同上
具有平行四边形所有性质
菱形的性质
菱形的性质
边:
四条边相等
对角线:
互相垂直平分
分别平分两组对角
同上
具有平行四边形一切性质
角:
问题2 你是如何判定是矩形、菱形?
平行四边形
矩形
菱形
四边形
三个角是直角
四条边相等
定义
四个判定定理
定义
对角线相等
定义
对角线垂直
情景导入
观察下面图形,正方形是我们熟悉的几何图形,在生活中无处不在.
你还能举出其他的例子吗?
获取新知
知识点一:正方形的性质
邻边相等
矩形
正方形
菱 形
一个角是直角
正方形
∟
正方形定义:有一组邻边相等,并且有一个角是直角的平行四边形。
正方形既是矩形又是菱形.
一个角是直角
一组邻边相等
平行四边形
矩形
菱形
一组邻边相等
一个角是直角
正方形
平行四边形、矩形、菱形、正方形之间关系:
矩形
菱形
正
方
形
平行四边形
正方形是特殊的矩形,也是特殊的菱形,更是特殊的平行四边形.所以矩形、菱形有的性质,正方形都有.
性质:1.正方形的四个角都是直角;
2.四条边相等,对边平行;
3.正方形的对角线相等且互相垂直平分.
例题讲解
例1 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.
A
D
C
B
O
A
D
C
B
O
证明: ∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ AC⊥BD,AO=BO=CO=DO.
∴ △ABO、 △BCO、 △CDO、 △DAO都
是等腰直角三角形,并且
△ABO≌ △BCO ≌ △CDO ≌ △DAO.
知识点二:正方形的判定
正方形是特殊的矩形,也是特殊的菱形,更是特殊的平行四边形.所以有:
正方形
+
先判定菱形
矩形条件(二选一)
一个直角
对角线相等
正方形
+
先判定矩形
菱形条件(二选一)
一组邻边相等
对角线垂直
平行四边形
一组邻边相等
一内角是直角
正方形
例题讲解
例2 如图,点A′,B′,C′,D′分别是正方形ABCD
四条边上的点,并且AA′=BB′=CC′=DD′.
求证:四边形A′B′C′D′是正方形.
分析:由已知可证△AEN≌△BFE≌△CMF≌△DNM,得四边形EFMN是菱形,再证有一个角是直角即可.
证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=CD=DA,∠A=∠B=∠C=∠D=90°.
∵AE=BF=CM=DN,
∴AN=BE=CF=DM.
∴△AEN≌△BFE≌△CMF≌△DNM(SAS),
∴EN=FE=MF=NM,∠ANE=∠BEF,
∴四边形EFMN是菱形,
∠NEF=180°-(∠AEN+∠BEF)
=180°-(∠AEN+∠ANE)
=180°-90°=90°.
∴四边形EFMN是正方形 .
随堂演练
1.正方形具有而矩形不一定具有的性质是 ( )
A.四个角相等
B.对角线互相垂直平分
C.对角互补
D.对角线相等
B
2. 平行四边形、矩形、菱形、正方形共有的性质是( )
A.对角线相等
B.对角线互相平分
C.对角线互相垂直
D.对角形互相垂直平分
B
3. 如图,已知P是正方形ABCD的对角线BD上一点,且BP=BC,则∠ACP的度数是( )
A.45° B.22.5°
C.67.5° D.75°
B
4.已知四边形ABCD是平行四边形,再从①AB=BC,②∠ABC=90°,
③AC=BD,④AC⊥BD四个条件中,选两个作为补充条件后,使得四边形ABCD是正方形,其中正确的是______________________(只填写序号).
①③或①②或④②或④③
5. 如图,在正方形ABCD中,点E,F分别在BC,CD上,且BE=CF.
求证:(1)△ABE≌△BCF;
(2)AE⊥BF.
证明:(1)∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABE=∠C=90°.
在△ABE和△BCF中,AB=BC,∠ABE=∠C, BE=CF
∴△ABE≌△BCF.
(2)如图,设AE与BF交于点O.
∵△ABE≌△BCF,
∴∠BAE=∠CBF.
∵∠ABE=90°,
∴∠BAE+∠AEB=90°,
∴∠CBF+∠AEB=90°,
∴∠BOE=90°,即AE⊥BF.
6. 已知:如图,在△ABC中,AB=AC,D是BC边的中点,过点D作DE⊥AB,DF⊥AC,垂足分别为E,F.
(1)求证:△BED≌△CFD;
(2)若∠A=90°,求证:四边形DFAE是正方形.
证明:(1)∵DE⊥AB,DF⊥AC,
∴∠BED=∠CFD=90°.
∵AB=AC,∴∠B=∠C.
∵D是BC边的中点,
∴BD=CD,
∴△BED≌△CFD.
(2)∵DE⊥AB,DF⊥AC,
∴∠AED=∠AFD=90°.
又∵∠A=90°,
∴四边形DFAE是矩形.
∵△BED≌△CFD,
∴DE=DF,∴矩形DFAE是正方形.
课堂小结
正方形的性质
四条边都相等
两组对边分别平行
两条对角线互相平分
边
对角线
角
两组对角分别相等,邻角分别互补
四个角都是直角
两条对角线互相垂直,每一条对角线平分一组对角
对角线相等
正方形
5种识别方法
三个角是直角
一个角是直角
或对角线相等
一组邻边相等
或对角线垂直
一组邻边相等
或对角线垂直
一个角是直角
或对角线相等
一个角是直角且一组邻边相等
四边形
平行四边形
矩形
菱形
正方形
正方形的判定
四条边都相等