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22.6 正方形
第1课时
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(任务-发布任务-选择章节)
目录
课前导入
新课精讲
学以致用
课堂小结
课前导入
情景导入
鞋匠们钉鞋时常用的铁钉的横截面的形状,不像普通铁钉那样是圆的,而呈正方形,你知道其中的原因吗?
你提的问题十分有趣,为什么是正方形而不是圆形,这是正方形独特的性质所起的作用,我们只要再进一步深入接触正方形就会知道其中的道理.
新课精讲
探索新知
1
知识点
正方形的定义
做一做:
用一张长方形的纸片(如图所示)折出一个正方形.
问题:什么样的四边形是正方形?
探索新知
正方形(square)是我们熟悉的几何图形,它的四
条边都相等,四个角都是直角.因此,正方形既是矩形,
又是菱形.它既有矩形的性质,又有菱形的性质.
探索新知
正方形的定义:有一组邻边相等且有一个角是直角的
平行四边形叫做正方形.
要点精析
(1)正方形的四条边都相等,说明正方形是特殊的菱形;
(2)正方形的四个角都是直角,说明正方形是特殊的矩形.即:正方形既是特殊的矩形,又是特殊的菱形.
探索新知
例1 如图,已知点E 是正方形ABCD 的边CD上一点,点F 是CB 的延长线上一点,
且EA⊥AF. 求证:DE=BE.
本题要证明两条线段相等,而证明线段相等的方
法有很多,根据题中所给的条件,由正方形
ABCD,我们可以得到边相等,角相等,也可以
得到平行,所以在可以得到比较多的条件的情况
下,一般会想到用全等去解决,而本题中全等的
条件也很充足,那么问题即可解决.
分析:
A
B
C
D
E
F
探索新知
∵四边形ABCD 是正方形,
∴AD=AB,∠D=∠ABF=∠BAD=90 °.
∴∠BAE+∠EAD=90 °.∴EA⊥AF,
∴∠BAE+∠FAB=90 °.∴∠EAD=∠FAB.
∴△ABF ≌△ADE.
∴DE=BF.
证明:
探索新知
总 结
知道正方形就说明它的四边都相等,四个角都是直角.
典题精讲
如图,如果正方形ABCD 旋转后能与正方形 CFED 重合,那么图形所在的平面上可以作为旋转中心的点共有多少个?请指出它们的位置.
1
共3个.
分别是点D、点C 和线段CD 的
中点.
解:
A
B
C
D
E
F
典题精讲
下面四个定义中不正确的是( )
A.有一个角是直角的平行四边形叫做矩形
B.有一组邻边相等的四边形叫做菱形
C.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
D.有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形
2
B
典题精讲
已知在四边形ABCD 中,∠A=∠B=∠C=90°,如果添加一个条件,即可推出该四边形是正方形,那么这个条件可以是( )
A.∠D=90° B.AB=CD
C.AD=BC D.BC=CD
3
D
典题精讲
ABCD 的对角线AC 与BD 相交于点O,且AC⊥BD,请添加一个条件:________,使得 ABCD 为正方形.
4
AC=BD
探索新知
2
知识点
正方形边的性质
正方形的性质:具有矩形、菱形、平行四边形的一切
性质,即:
①边:四条边相等,邻边垂直,对边平行;
②角:四个角都是直角.
探索新知
例2 已知:如图,在正方形ABCD 中,对角线的交
点为O,E 是OB上的一点,DG⊥AE 于G,DG
交AO 于F,求证:EF∥AB.
要证EF∥AB,由于∠OBA=45°,
∠EOF=90°,即需证∠OEF=
45°,即要证明OE=OF,而
OE=OF 可通过证明△AEO ≌△DFO 获得.
导引:
探索新知
∵四边形ABCD 是正方形,
∴∠AOE=∠DOF=90°,AO=DO,∠OBA=45°.
又∵DG⊥AE,
∴∠EAO+∠AEO=∠EDG+∠GED=90°.
∵∠AEO=∠GED,∴∠EAO=∠EDG=∠FDO.
∴△AEO ≌△DFO (ASA).∴OE=OF.
∴∠OEF=45°. ∴∠OEF=∠OBA.
∴EF∥AB.
证明:
探索新知
总 结
通过证明三角形全等得到边和角相等,再进一步得到平行或垂直,是有关正方形中证边或角相等的最常用的方法,而正方形的四条边相等,四个角都是直角为证明三角形全等提供了条件.
典题精讲
1 已知:如图,四边形ABCD 和BGFE 都是正方形.求证:AE=CG.
∵四边形ABCD 是正方形,
∴AB=CB,∠ABC=90°.
∵四边形BGFE 是正方形,
∴BE=BG,∠EBG=90°.
∴∠ABC-∠EBC=∠EBG-∠EBC,
即∠ABE=∠CBG.∴△ABE ≌△CBG.
∴AE=CG.
解:
典题精讲
正方形具有而矩形不一定具有的性质是( )
A.四个角都相等
B.四条边相等
C.对角线相等
D.对角线互相平分
2
B
典题精讲
一个大矩形按如图方式分割成九个小矩形,且只有标号为①和②的两个小矩形为正方形,在满足条件的所有分割中,若知道九个小矩形中n 个小矩形的周长,就一定能算出这个大矩形的面积,则n 的最小值是( )
A.3
B.4
C.5
D.6
3
A
典题精讲
如图,正方形ABCD 的面积为1,则以相邻两边中点连线EF 为边的正方形EFGH 的周长为( )
A.
B.2
C. +1
D.2 +1
4
B
探索新知
知识点
正方形角的性质
例3 如图,正方形ABCD 的边长为1 cm,AC 为对角线,
AE 平分∠BAC,EF⊥AC,求BE 的长.
线段BE 是Rt△ABE 的一边,但由
于AE 未知,不能直接用勾股定理
求BE,由条件可证△ABE ≌△AFE,问题转化为求EF 的长,结合已知条
件易获解.
导引:
3
探索新知
∵四边形ABCD 为正方形,
∴∠B=90°,∠ACB=45°,AB=BC=1 cm.
∵EF⊥AC,∴∠EFA=∠EFC=90°.
又∵∠ECF=45°,
∴△EFC 是等腰直角三角形,∴EF=FC.
∵∠BAE=∠FAE,∠B=∠EFA=90°,AE=AE,
∴△ABE ≌△AFE.
∴AB=AF=1 cm,BE=EF,∴FC=BE.
在Rt△ABC 中,AC
∴FC=AC-AF=( -1)(cm),∴BE=( -1) cm.
解:
探索新知
总 结
解有关正方形的问题,要充分利用正方形的四边
相等、四角相等、对角线垂直平分且相等等性质,正
方形的性质、等腰直角三角形的特点、勾股定理是解
决正方形的相关证明与计算问题的三把钥匙.
典题精讲
如图,正方形ABCD 的对角线AC 为菱形AEFC 的一边.求∠FAB 的度数.
1
由题意可知∠CAE= ∠DAB=45°.
∵在菱形AEFC 中,AF 平分∠CAE,
∴∠FAB= ∠CAE=22.5°.
解:
典题精讲
如图,E 是正方形ABCD 的边BC 的延长线上一点,且CE=BD,AE 交DC 于点F. 求∠AFC 的度数.
2
连接AC,在正方形ABCD 中,
AC=BD,AD∥BC,
∠DAC=∠ACD=45°.
∵BD=CE,∴AC=CE.∴∠CAE=∠CEA.
∵AD∥CE,∴∠DAF=∠AEC.
∴∠DAF=∠CAE= ∠DAC=22.5°.
又∵∠ACF=45°,∴∠AFC=112.5°.
解:
典题精讲
如图是边长为10 cm的正方形铁片,过两个顶点剪掉一个三角形,以下四种剪法中,裁剪线长度所标的数据(单位:cm)不正确的是( )
3
A
典题精讲
如图,在正方形ABCD 中,△ABE 和△CDF 为直角三角形,∠AEB=∠CFD=90°,AE=CF=5,BE=DF=12,则EF 的长是( )
A.7
B.8
C.7
D.7
4
C
易错提醒
如图,正方形ABCD 的边长为4,E 为BC 上的一点,BE=1,F 为AB上的一点,AF=2,P 为AC上一个动点,则PF+PE 的
最小值为________.
易错点:不能将两线段和转化为一条线段而致错
学以致用
小试牛刀
如图,正方形ABCD 的边长为9,将正方形折叠,使顶点D 落在BC 边上的点E 处,折痕为GH. 若BE∶EC=2∶1,则线段CH 的长是( )
A.3
B.4
C.5
D.6
B
1
小试牛刀
我们知道:四边形具有不稳定性.如图,在平面直角坐标系中,边长为2的正方形ABCD 的边AB 在x 轴上,AB 的中点是坐标原点O,固定点A,B,把正方形沿箭头方向推,使点D 落在y 轴正半轴上点D ′处,则点C 的对应点C ′的坐标为( )
A.( ,1) B.(2,1)
C.(1, ) D.(2, )
D
2
小试牛刀
3
如图,四边形ABCD 是正方形,△EBC 是等边三角形.
(1)求证:△ABE ≌△DCE;
(2)求∠AED 的度数.
小试牛刀
(1)∵四边形ABCD 是正方形,
∴AB=BC=CD,∠ABC=∠DCB=90°.
∵△EBC 是等边三角形,
∴EB=BC=EC,
∠EBC=∠ECB=∠BEC=60°.
∴∠EBA=∠ECD=30°.
在△ABE 和△DCE 中,
∴△ABE ≌△DCE.
证明:
小试牛刀
(2)由(1)可知,AB=BE,∠ABE=30°.
∴∠BAE=∠BEA=75°.
同理∠CDE=∠CED=75°.
∴∠AED=360°-75°-75°-60°
=150°.
小试牛刀
4
如图,在正方形ABCD 中,E,F 分别为边AD 和CD上的点,且AE=CF,连接AF,CE 交于点G.
求证:AG=CG.
小试牛刀
∵四边形ABCD 是正方形,∴∠ADF=90°,AD=CD.
∵AE=CF,∴DE=DF.
在△ADF 和△CDE 中,
∴△ADF ≌△CDE (SAS),∴∠DAF=∠DCE.
在△AGE 和△CGF 中,
∴△AGE ≌△CGF (AAS),∴AG=CG.
证明:
小试牛刀
5
如图,正方形ABCD 中,G 为BC 边上一点,BE⊥AG 于E,DF⊥AG 于F,连接DE.
(1)求证:△ABE ≌△DAF;
(2)若AF=1,四边形ABED 的面积为6,求EF 的长.
小试牛刀
(1)在正方形ABCD 中,AB=AD,∠BAD=90°,
∴∠BAE+∠DAF=90°.
∵BE⊥AG 于E,DF⊥AG 于F,
∴∠AEB=∠DFA=90°,
∠ADF+∠DAF=90°,
∴∠BAE=∠ADF,
∴△ABE ≌△DAF (AAS).
证明:
小试牛刀
(2)∵△ABE ≌△DAF,
∴BE=AF=1,AE=DF,
设AE=DF=x,∵S四边形ABED=S△ABE+S△ADE,
∴6= AE (BE+DF ),
∴6= x (1+x ),
∴x1=3,x2=-4(舍去),
∴AE=3,
∴EF=AE-AF=2.
解:
小试牛刀
6
如图,在正方形ABCD 中,点G 在对角线BD 上(不与点B,D 重合),GE⊥DC 于点E,GF⊥BC 于点F,连接AG.
(1)写出线段AG,GE,GF 长度之间的等量关系,并说明理由;
(2)若正方形ABCD 的边长为1,∠AGF=105°,求线段BG 的长.
小试牛刀
(1)AG 2=GE 2+GF 2.理由如下:如图,连接GC,
由正方形的性质知AD=CD,∠ADG=∠CDG.
在△ADG 和△CDG 中,
所以△ADG ≌△CDG,所以AG=CG.
由题意知∠GEC=∠GFC=∠DCB=90°,
所以四边形GFCE 为矩形,
CG 2=CF 2+GF 2,所以GE=FC.
又因为AG=CG,
所以AG 2=GE 2+GF 2.
解:
小试牛刀
(2)如图,作AH⊥BD 于点H,
由题意易知∠AGB=60°,∠ABG=45°,
所以∠BAH=45°=∠ABG,∠GAH=30°,
所以AH=BH,AG=2HG.
因为AB=1,
所以在Rt△ABH 中,由勾股定理可得AH=BH= .
在Rt△AGH 中,由勾股定理可得HG= .
所以BG= .
课堂小结
课堂小结
正方形同时具备平行四边形、菱形、矩形的所有性质,因此,正方形的四个角都是直角,四条边都相等,对角线互相垂直平分且相等,每一条对角线平分一组对角,正方形是轴对称图形,有四条对称轴.这些性质为证明线段相等、垂直,角相等提供了重要的依据.
同学们,
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