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18.2 特殊的平行四边形/
18.2 特殊的平行四边形
18.2.1 矩形
第一课时
第二课时
人教版 数学 八年级 下册
18.2 特殊的平行四边形/
矩形的性质
第一课时
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18.2 特殊的平行四边形/
在推动平行四边形的变化过程中,你有没有发现一种熟悉的、更特殊的图形?
我们都知道三角形具有稳定性,平行四边形是否也具有稳定性?
导入新知
18.2 特殊的平行四边形/
1. 理解矩形的概念,明确矩形与平行四边形的区别与联系.
2. 探索并证明矩形的性质,会用矩形的性质解决简单的问题.
素养目标
3. 探索并掌握“直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”这个定理.
18.2 特殊的平行四边形/
一个角是
直角
两组对边
分别平行
平行
四边形
矩形
我们已经知道平行四边形是特殊的四边形,因此平行四边形除具有四边形的性质外,还有它的特殊性质,同样对于平行四边形来说也有特殊情况即特殊的平行四边形,这堂课我们就来研究一种特殊的平行四边形——
矩形
探究新知
知识点 1
矩形的定义
18.2 特殊的平行四边形/
【思考】从图形上看,矩形是平行四边形吗 若是它们之间有何关系呢
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
有一个角是直角的平行四边形是矩形.
矩形的定义:
平行四边形
矩形
有一个角
是直角
矩形是特殊的平行四边形
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
具备平行四边形所有的性质.
A
B
C
D
O
角
边
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
矩形的一般性质:
知识点 2
矩形的性质
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
矩形是一个特殊的平行四边形,除了具有平行四边形的所有性质外,还有哪些特殊性质呢?
A
B
C
D
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
做一做:
准备素材:直尺、量角器、橡皮擦、课本、铅笔盒等.
(1)请同学们以小组为单位,测量身边的矩形(如书本,课桌,铅笔盒等)的四条边长度、四个角度数和对角线的长度及夹角度数,并记录测量结果.
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
A
B
C
D
O
物体
测量
(实物)
(形象图)
(2)根据测量的结果,你有什么猜想?
猜想1 矩形的四个角都是直角.
猜想2 矩形的对角线相等.
探究新知
你能证明吗?
18.2 特殊的平行四边形/
求证:矩形的四个角都是直角.
已知:如图,四边形ABCD是矩形
求证:∠A=∠B=∠C=∠D=90°
A
B
C
D
证明:∵四边形ABCD是矩形
∴ ∠A=90°
又 矩形ABCD是平行四边形
∴ ∠A=∠C ∠B = ∠D
∠A +∠B = 180°
∴ ∠A=∠B=∠C=∠D=90°
即矩形的四个角都是直角.
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
已知:如图,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
即矩形的对角线相等.
求证:矩形的对角线相等
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
矩形特殊的性质:
矩形的四个角都是直角.
矩形的两条对角线相等.
从角上看:
从对角线上看:
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
矩形的两条对角线互相平分
矩形的两组对边分别相等
矩形的两组对边分别平行
矩形的四个角都是直角
矩形的两条对角线相等
边
对角线
角
数学语言:
∵四边形ABCD是矩形
∴AD ∥ BC ,CD ∥ AB
∴AD =BC ,CD =AB
∴AC= BD
A
B
C
D
O
∴AO= CO ,OD = OB
探究新知
矩形的性质
∴ ∠A=∠B=∠C=∠D=90°
18.2 特殊的平行四边形/
例1 如图,在矩形ABCD中,两条对角线AC,BD相交于点O,
∠AOB=60°,AB=4 ,求矩形对角线的长.
解:∵四边形ABCD是矩形.
∴AC = BD,
OA= OC= AC,OB = OD = BD ,
∴OA = OB.
又∵∠AOB=60°,
∴OA=AB=4, ∴AC=BD=2OA=8.
A
B
C
D
O
探究新知
素养考点 1
利用矩形的性质求线段的长
矩形的对角线相等且互相平分
∴△OAB是等边三角形,
18.2 特殊的平行四边形/
1.如图,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_________.
巩固练习
18.2 特殊的平行四边形/
例2 将矩形纸片ABCD沿对角线BD对折,再折叠使AD与对角线BD重合,得折痕DG,若AB=8,BC=6,求AG的长.
G
D
C
B
A
A′
解:矩形纸片ABCD中,∠DAB=90°,AD=BC, AB=CD,
又∵△ADG沿DG折叠得到△A′DG
∴△ADG≌ △ A′DG
方法点拨:在矩形中,常遇到折叠问题,利用勾股定理列方程是解决问题的基本方法。
∴x2+42=(8-x)2 解得:x=3.
设AG=x,则BG=AB-AG=8-x,
在Rt△GA′B中,由勾股定理得:A′B2+A′G2=BG2
∴AD=A′D, AG=A′G,A′B=AB-A′D=10-6=4,
探究新知
素养考点 2
利用矩形的性质解答折叠问题
18.2 特殊的平行四边形/
2. 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:∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,∠A=90°,
又由折叠知∠1=∠2,
∴∠1=∠3,∴BE=DE.
设BE=DE=x,则AE=8-x.
∵在Rt△ABE中,AB2+AE2=BE2,
∴42+(8-x)2=x2,解得x=5,即DE=5.
∴S△BED= DE·AB= ×5×4=10.
巩固练习
∴∠2=∠3.
18.2 特殊的平行四边形/
【思考】矩形ABCD是轴对称图形吗?
它的对称轴有几条?
矩形是中心对称图形吗?对称中心是什么?
A
B
C
D
E
F
G
H
.
O
知识点 3
探究新知
矩形的对称性及相关性质
矩形的性质:
对称性: .
对称轴: .
轴对称图形
2条
矩形的性质:
中心对称: .
对称中心: .
中心对称图形
对角线的交点
18.2 特殊的平行四边形/
对边平行
且相等
对角相等
邻角互补
对角线互
相平分
中心对称图形
对边平行
且相等
四个角
为直角
对角线互相
平分且相等
中心对称图形
轴对称图形
O
这是矩形所特有的性质
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
A
B
C
D
O
两对全等的等腰三角形.
你在矩形中还发现了哪些基本图形?
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
A
B
C
D
O
四个全等的直角三角形.
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
A
B
C
D
O
如图,一张矩形纸片,沿着对角线剪去一半,你能
得到什么结论?
B
C
O
A
Rt△ABC中,BO是一条怎样的线段?它的长度与斜边AC有什么关系?一般地,这个结论对所有直角三角形都成立吗?
知识点 4
直角三角形的性质
探究新知
猜想:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半.
18.2 特殊的平行四边形/
O
C
B
A
D
证明:延长BO至D, 使OD=BO,
连接AD、DC.
∵AO=OC, BO=OD,
∴四边形ABCD是平行四边形.
∵∠ABC=90°,
∴平行四边形ABCD是矩形,
∴AC=BD,
如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,BO是AC上的中线.求证: BO= AC .
∴BO= BD= AC.
直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半.
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
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;
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;
探究新知
素养考点 1
利用直角三角形的性质解答题目
18.2 特殊的平行四边形/
(2)求证:EF垂直平分AD.
证明:∵DE=AE,DF=AF,
∴E、F在线段AD的垂直平分线上,
∴EF垂直平分AD.
探究新知
提示:当已知条件含有线段的中点、直角三角形的条件时,可联想直角三角形斜边上的中线的性质进行求解.
18.2 特殊的平行四边形/
3.三位学生正在做投圈游戏,他们分别站在一个直角
三角形的三个顶点处,目标物放在斜边的中点处.三个
人的位置对每个人公平吗?请说明理由.
A
B
C
O
巩固练习
答:公平.因为直角三角形斜边的中线等于斜边的一半.
18.2 特殊的平行四边形/
1.(2018 株洲)如图,矩形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,AC=10,P、Q分别为AO、AD的中点,则PQ的长度为_____.
巩固练习
连接中考
2.5
18.2 特殊的平行四边形/
2.(2019 福建)如图,点E、F分别是矩形ABCD的边AB、CD上的一点,且DF=BE.求证:AF=CE.
巩固练习
连接中考
证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠D=∠B=90°,AD=BC,
∴△ADF≌△CBE(SAS),
∴AF=CE.
AD=BC,
∠D=∠B,
DF=BE,
在△ADF和△CBE中,
18.2 特殊的平行四边形/
1.如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,下列说法错误的是 ( )
A.AB∥DC B.AC=BD
C.AC⊥BD D.OA=OB
A
B
C
D
O
C
课堂检测
基础巩固题
2.若直角三角形的两条直角边分别5和12,则斜边上的中线长为 ( )
A.13 B.6 C.6.5 D.不能确定
C
18.2 特殊的平行四边形/
3.如图,在△ABC中,∠ABC = 90°,BD是斜边AC上的中线.
(1)若BD=3cm,则AC =_____cm;
(2)若∠C = 30° ,AB = 5cm,则AC =_____cm, BD = _____cm.
A
B
C
D
6
10
5
课堂检测
基础巩固题
18.2 特殊的平行四边形/
4.如图,在矩形ABCD中,E是BC上一点,AE=AD,DF⊥AE ,垂足为F.求证:DF=DC.
A
B
C
D
E
F
证明:连接DE.
∵AD =AE,∴∠AED =∠ADE.
∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,∠C=90°.
∴∠ADE=∠DEC, ∴∠DEC=∠AED.
又∵DF⊥AE, ∴∠DFE=∠C=90°.
又∵DE=DE,
∴△DFE≌△DCE,
∴DF=DC.
课堂检测
基础巩固题
18.2 特殊的平行四边形/
如图,在矩形ABCD中,AE⊥BD于E,∠DAE:∠BAE=3:1,求∠BAE和∠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,
∴∠OAB=∠ABE=67.5°
∴∠EAO=67.5°-22.5°=45°.
课堂检测
能力提升题
∴∠ABE=90°-∠BAE=90°-22.5°=67.5°,
18.2 特殊的平行四边形/
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,
课堂检测
拓广探索题
∴GF⊥DE.
18.2 特殊的平行四边形/
矩形的相关概念及性质
具有平行四边形的一切性质
四个内角都是直角,
对角线相等
既是轴对称图形也是中心对称图形
直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半
有一个角是直角的平行四边形叫做矩形
课堂小结
定义
性质
18.2 特殊的平行四边形/
矩形的判定
第二课时
返回
18.2 特殊的平行四边形/
一位很有名望的木工师傅,招收了两名徒弟,一天,师傅有事外出,两徒弟就自已在家练习用两块四边形的废料各做了一扇矩形式的门,做完之后,两人都说对方的门不是矩形,而自已的是矩形.
你能想一个办法确定谁做的门是矩形吗?
导入新知
18.2 特殊的平行四边形/
2. 能应用矩形定义、判定等知识,解决简单的证明题和计算题.
1. 理解并掌握矩形的判定方法 .
素养目标
18.2 特殊的平行四边形/
小明利用周末的时间,为自己做了一个相框.
问题1:请你利用直尺和三角板帮他检验一下,相框是矩形吗?
除了矩形的定义外,有没有
其他判定矩形的方法呢?
知识点 1
矩形的判定定理1
探究新知
类似地,那我们研究矩形的性质的逆命题是否成立.
矩形是特殊的平行四边形.
18.2 特殊的平行四边形/
证明
逆命题
(修正)
问题2:你还记得学习平行四边形的判定时,我们是如何猜想并进行证明的吗?
性质
猜想
判定定理
探究新知
同样,小明通过研究矩形性质的逆命题,得到判定矩形的方法呢?
小明的猜想: 对角线相等的四边形是矩形.
18.2 特殊的平行四边形/
问题3 上节课我们已经知道“矩形的对角线相等”,反过来,小明猜想对角线相等的四边形是矩形,你觉得对吗?
【讨论】你能证明这一猜想吗?
探究新知
我猜想:对角线相等的平行四边形是矩形.
不对,等腰梯形的对角线也相等.
不对,矩形是特殊的平行四边形,所以它的对角线不仅相等且平分.
18.2 特殊的平行四边形/
猜想:对角线相等的平行四边形是矩形.
已知:平行四边形ABCD中,AC=BD.
求证:四边形ABCD是矩形.
A
B
C
D
证明:
∴ AB=DC
∴ △ABC≌ △DCB(SSS)
∵ AB//CD
∴ ∠ABC+∠DCB=180°
∴ ∠ABC=∠DCB=90°
又∵四边形ABCD是平行四边形
∴四边形ABCD是矩形.
∴ ∠ABC=∠DCB
∵四边形 ABCD是平行四边形
又∵ AC=DB,BC=CB
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
对角线相等的平行四边形是矩形 .
矩形的判定定理1:
几何语言:
∵四边形ABCD是平行四边形
且AC=BD
∴四边形ABCD是矩形.
(对角线相等且互相平分的四边形是矩形.)
A
B
C
D
O
(或OA=OC=OB=OD)
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
例1 如图,在 ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,且OA=OD,∠OAD=50°.求∠OAB的度数.
A
B
C
D
O
解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OA=OC= AC,
OB=OD= BD.
又∵OA=OD,
∴AC=BD,
∴四边形ABCD是矩形,
∴∠BAD=90°.
又∵∠OAD=50°,
∴∠OAB=40°.
探究新知
素养考点 1
利用对角线判定矩形
18.2 特殊的平行四边形/
A
B
C
D
O
1
2
1.如图 ABCD中, ∠1= ∠2.此时四边形ABCD是矩形吗?为什么?
解:四边形ABCD是矩形.
理由如下:
∵四边形ABCD是平行四边形
∴ AO=CO,DO=BO.
又∵∠1= ∠2,
∴AO=BO,∴AC=BD,
∴四边形ABCD是矩形.
巩固练习
18.2 特殊的平行四边形/
问题1:前边我们学习了矩形的四个角,知道它们都是直角,
它的逆命题是什么?成立吗?
逆命题:四个角是直角的四边形是矩形.
成立.
问题2:四边形至少有几个角是直角就是矩形呢?
A
B
D
C
(有一个角是直角)
A
B
D
C
(有二个角是直角)
A
B
D
C
(有三个角是直角)
探究新知
知识点 2
矩形的判定定理2
18.2 特殊的平行四边形/
做一做:李芳同学由“边——直角、边——直角、边——直角、边”这样四步,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?
猜想:有三个角是直角的四边形是矩形 .
你能证明上述结论吗?
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
已知:如图,在四边形ABCD中,∠A=∠B=∠C=90°.
求证:四边形ABCD是矩形.
证明:∵ ∠A=∠B=∠C=90°,
∴∠A+∠B=180°,∠B+∠C=180°,
∴AD∥BC,AB∥CD.
∴四边形ABCD是平行四边形,
∴四边形ABCD是矩形.
A
B
C
D
探究新知
18.2 特殊的平行四边形/
有三个角是直角的四边形是矩形.
A
B
C
D
∵ ∠A=∠B=∠C=90°
∴四边形ABCD是矩形.
几何语言:
探究新知
矩形的判定定理2:
18.2 特殊的平行四边形/
探究新知
归纳总结
矩形的几种判定方法:
有一个角是直角的平行四边形是矩形.
对角线相等的平行四边形是矩形 .
(对角线相等且互相平分的四边形是矩形.)
有三个角是直角的四边形是矩形 .
方法1:
方法2:
方法3:
18.2 特殊的平行四边形/
例2 如图,在△ABC中,点O是AC边上的一个动点,过点O作直线MN∥BC,若MN交∠BCA的平分线于点E,交∠BCA的外角平分线于点F.
A
B
C
M
N
O
)
1
)
2
(
5
(
4
(
3
(
6
(1)求证:OE=OF
E
F
证明:∵CF平分∠ACD,
∴∠1=∠2
又∵ MN∥BC,
∴∠1=∠3
∴ ∠2=∠3,
同理可证:OC=OE
∴OE=OF
D
(2)当O运动到何处时, 四边形AECF为矩形
素养考点 1
利用角判断四边形是矩形
探究新知
∴OC=OF
(1)
18.2 特殊的平行四边形/
答:当点O为AC的中点时,四边形AECF是矩形.
理由:由(1)知OE=OF
又AO=CO
∴四边形AECF是平行四边形
又∵EC、FC分别平分∠ACB 、∠ACD
∴∠2+∠4=90°即∠ECF=90°
∴四边形 AECF是矩形
探究新知
(2)
A
B
C
M
N
O
)
1
)
2
(
5
(
4
(
3
(
6
E
F
D
18.2 特殊的平行四边形/
2. 如图, □ ABCD的四个内角的平分线分别相交于E、F、G、H,求证:四边形 EFGH为矩形.
证明:在□ ABCD中,AD∥BC,
∴∠DAB+∠ABC=180°.
∵AE与BG分别为∠DAB、∠ABC的平分线,
A
B
D
C
H
E
F
G
∴四边形EFGH是矩形.
同理可证∠AED=∠EHG=90°,
∴∠AFB=90°,
∴∠GFE=90°.
∴ ∠BAE+ ∠ABF= ∠DAB+ ∠ABC=90°.
巩固练习
18.2 特殊的平行四边形/
1.(2018 上海)已知平行四边形ABCD,下列条件中,不能判定这个平行四边形为矩形的是( )
A.∠A=∠B B.∠A=∠C
C.AC=BD D. AB⊥BC
巩固练习
连接中考
B
18.2 特殊的平行四边形/
2.(2019 怀化)已知:如图,在 ABCD中,AE⊥BC,CF⊥AD,E,F分别为垂足.
(1)求证:△ABE≌△CDF;
(2)求证:四边形AECF是矩形.
巩固练习
连接中考
(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠B=∠D,AB=CD,AD∥BC,
∴∠AEB=∠AEC=∠CFD=∠AFC=90°,
在△ABE和△CDF中,
∴△ABE≌△CDF(AAS);
(2)证明:∵AD∥BC,
∴∠EAF=∠AEC=∠AFC=90°,
AB=CD,
∠B=∠D,
∠AEB=∠CFD,
∴四边形AECF是矩形.
∴∠EAF=∠AEB=90°,
∵AE⊥BC,CF⊥AD,
18.2 特殊的平行四边形/
1.如图,在 ABCD中,AC和BD相交于点O,则下面条件能判定 ABCD是矩形的是 ( )
A.AC=BD B.AC=BC
C.AD=BC D.AB=AD
A
基础巩固题
课堂检测
A
B
C
D
O
18.2 特殊的平行四边形/
2.如图,直线EF∥MN,PQ交EF、MN于A、C两点,AB、CB、CD、AD分别是∠EAC、 ∠MCA、 ∠ ACN、∠CAF的平分线,则四边形ABCD是 ( )
A.梯形 B.平行四边形 C.矩形 D.不能确定
D
E
F
M
N
Q
P
A
B
C
C
课堂检测
基础巩固题
18.2 特殊的平行四边形/
3.如图,矩形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,E、F、G、H分别是AO、BO、CO、DO上的一点,且AE=BF=CG=DH.
求证:四边形EFGH是矩形.
B
C
D
E
F
G
H
O
A
证明:
∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=BD,
AO=BO=CO=DO,
∵ AE=BF=CG=DH,
∴OE=OF=OG=OH,
∴四边形EFGH是平行四边形,
∵EO+OG=FO+OH,即EG=FH,
∴四边形EFGH是矩形.
课堂检测
基础巩固题
18.2 特殊的平行四边形/
4.如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,∠BAD=90°,AB=5,BC=12,AC=13.求证:四边形ABCD是矩形.
证明:四边形ABCD中,AB∥CD,∠BAD=90°,
∴∠ADC=90°.
又∵△ABC中,AB=5,BC=12,AC=13,满足132=52+122,
即
∴△ABC是直角三角形,且∠B=90°,
∴四边形ABCD是矩形.
A
B
C
D
课堂检测
基础巩固题
18.2 特殊的平行四边形/
如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC,垂足为D,AN是△ABC外角∠CAM的平分线,CE⊥AN,垂足为E,
求证:四边形ADCE为矩形.
证明:在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC,
∴∠BAD=∠DAC,即∠DAC= ∠BAC.
又∵AN是△ABC外角∠CAM的平分线,
∴∠MAE=∠CAE= ∠CAM,
∴∠DAE=∠DAC+∠CAE= (∠BAC+∠CAM)=90°.
又∵AD⊥BC,CE⊥AN,
∴∠ADC=∠CEA=90°,∴四边形ADCE为矩形.
课堂检测
能力提升题
18.2 特殊的平行四边形/
如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AD=24cm,BC=26cm,动点P从点A出发沿AD方向向点D以1cm/s的速度运动,动点Q从点C开始沿着CB方向向点B以3cm/s的速度运动.点P、Q分别从点A和点C同时出发,当其中一点到达端点时,另一点随之停止运动.
(1)经过多长时间,四边形PQCD是平行四边形?
解:设经过xs,四边形PQCD为平行四边形,
即PD=CQ, 所以24-x=3x,
解得x=6.
即经过6s,四边形PQCD是平行四边形;
拓广探索题
课堂检测
18.2 特殊的平行四边形/
(2)经过多长时间,四边形PQBA是矩形?
解:设经过ys,四边形PQBA为矩形,
即AP=BQ,
∴y=26-3y,
解得y=6.5,
即经过6.5s,四边形PQBA是矩形.
课堂检测
拓广探索题
18.2 特殊的平行四边形/
有一个角是直角的平行四边形是矩形.
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.
运用定理进行计算和证明
矩形的判定
定义
判定定理
课堂小结
18.2 特殊的平行四边形/
课后作业
作业
内容
教材作业
从课后习题中选取
自主安排
配套练习册练习