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1.7 正方形
第1章 四边形
导入新课
观察下面图形,正方形是我们熟悉的几何图形.
正方形在生活中无处不在.
什么是正方形呢?
学 习 目 标
1
2
3
理解正方形的概念,以及正方形与平行四边形、矩形、菱形的关系
掌握正方形的性质和判定(重点)
能利用正方形的性质和判定进行有关的证明和计算 (难点)
新知探究
★正方形的概念:
正方形是特殊的平行四边形,是特殊的矩形,是特殊的菱形.
有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形叫正方形.
有一个角是直角
一组邻边相等
一组邻边相等
有一个角是直角
新知探究
做一做
请根据平行四边形、矩形、菱形、正方形之间的关系,在图中适当的空白处填上它们的名称.
正方形是特殊的平行四边形,是特殊的矩形,是特殊的菱形.
那正方形具有哪些性质呢?
矩形
正方形
菱形
平行四边形
新知探究
正方形的性质=
菱形性质
矩形性质
正方形的性质:
O
A
B
C
D
边:
对边平行;
四条边都相等;
四个角都是直角;
对角线相等;
对角线互相垂直平分;
正方形是中心对称图形,对角线的交点是它的对称中心;正方形是轴对称图形,两条对角线所在直线以及过每组对边中点的直线都是它的对称轴.
角:
对角线:
对称性:
总结归纳
典例分析
例1 如图,点E 是正方形ABCD的边AB上任意一点,过点D 作DF⊥DE交BC的延长线于点F.求证:DE = DF.
证明线段相等,常用三角形全等
DE=DF
分析:
△ADE≌△CDF
正方形的性质(边、角)
∠EDF=90°
典例分析
例1 如图,点E 是正方形ABCD的边AB上任意一点,过点D 作DF⊥DE交BC的延长线于点F.求证:DE = DF.
证明∵ 四边形ABCD为正方形,
∴ AD=CD, ∠A=∠DCF= 90°.
∵ DF⊥DE,
∴ ∠EDF= 90°, 即∠1+∠3 =90°,
又∵ ∠2+∠3= 90°,
∴ ∠1=∠2.
∴ △AED≌△CFD (角边角).
∴ DE=DF.
新知探究
说一说
如何判断一个四边形是正方形
我们知道正方形既是矩形又是菱形.
可以先判定四边形是矩形,再判定这个矩形有一组邻边相等.(菱形)
也可以先判定四边形是菱形,再判定这个菱形有一个角是直角(矩形).
新知探究
正方形
+
+
先判定菱形
先判定矩形
矩形条件(二选一)
菱形条件(二选一)
一个角是直角
一组邻边相等
对角线相等
对角线垂直
平行四边形
正方形
一组邻边相等且
一内角是直角
正方形
总结归纳
正方形的判定:
定义法
菱形法
矩形法
典例分析
例2 如图,已知点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.
三种方法:定义法,矩形法,菱形法.
典例分析
证明:∵ 四边形 ABCD 为正方形,
∴ AB = BC = CD = DA.
又∵ AA′ = BB′ = CC′ = DD′,
∴ D′A = A′B = B′C = C′D.
又∵ ∠A =∠B =∠C =∠D = 90°,
∴△AA′D′≌△BB′A′≌△CC′B′≌△DD′C′.
∴ A′D′= B′A′= C′B′= D′C′.
∴ 四边形 A′B′C′D′ 是菱形.
又∵ ∠1 =∠3, ∠1 +∠2 = 90°,
∴ ∠2 +∠3 = 90°.∴ ∠D′A′B′= 90°.
∴ 四边形 A′B′C′D′ 是正方形.
基础巩固题
新知应用
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
2. 正方形具有而菱形不一定具有的性质( )
A. 四条边相等 B. 对角线互相垂直平分
C. 对角线平分一组对角 D. 对角线相等
B
D
基础巩固题
新知应用
4. 在正方形 ABCD 中,E 是对角线 AC 上一点,且 AE = AB,则∠EBC 的度数是 .
A
D
B
C
O
E
22.5°
3.如图,在正方形ABCD中,AC为对角线,点E在AB边上,EF⊥AC于点F,连接EC,AF=3,△EFC的周长为12,则EC的长为__________.
5
3
3
9-x
x
基础巩固题
新知应用
5.已知四边形ABCD中,∠A=∠B=∠C=90°,如果再添加一个条件,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
D
6. 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,其中错误的是_____________(只填写序号).
②③或①④
矩形法
定义法
基础巩固题
新知应用
7. 已知正方形的一条对角线长为4cm,求它的边长和面积.
A
D
B
C
解 如图,∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ AB=BC,∠B=90°.
在Rt△ABC中,
∵AB +BC =AC ,AB=BC,AC=4cm,
∴ 2AB =4 ,即AB =8.
∴ AB=2.
∴ 正方形的边长是2cm,面积为8cm
.
基础巩固题
新知应用
8. 如果一个矩形的两条对角线互相垂直,那么这个矩形一定是正方形吗?为什么?
解 矩形的对角线互相垂直则为菱形.
既是菱形又是矩形的四边形是正方形.
所以一定是正方形.
矩形法
基础巩固题
新知应用
9.如图,正方形ABCD的对角线AC为菱形AEFC的一边,求∠FAB的度数.
解:因为四边形ABCD为正方形,
所以∠CAB=∠DAB=45°.
又因为四边形ACFE为菱形,
:.∠FAB=∠CAE=45°=22.5°.
能力提升题
新知应用
10.如图,正方形ABCD的边长为1,AC是对角线,AE平分∠BAC,EF⊥AC于点F.
(1)求证:BE=CF;
(2)求BE的长.
解:(1)∵四边形ABCD为正方形,
∴∠B=90°.
∵EF⊥AC,∴∠EFA=90°.
∵AE平分∠BAC,
∴BE=EF.
又∵AC平分∠BCD,∴∠ACB=45°.
∴∠FEC=∠FCE.∴EF=FC.
∴BE=CF.
能力提升题
新知应用
10.如图,正方形ABCD的边长为1,AC是对角线,AE平分∠BAC,EF⊥AC于点F.
(1)求证:BE=CF;
(2)求BE的长.
解:(2)设BE=x,则EF=CF=x,
在Rt△CEF中,CE==x
∵BC=1,
∴x+ x=1,
解得x= -1,即BE的长为-1.
能力提升题
新知应用
11.四边形 ABCD 是正方形,以正方形ABCD 的一边作等边△ADE,求∠BEC 的大小.
解:当等边△ADE 在正方形 ABCD 外部时,如图①,
∵AB=AE,∠BAE=90°+60°=150°,
∴∠AEB =15°.
同理可得∠DEC=15°.
∴∠BEC=60°-15°-15°=30°.
分类讨论
能力提升题
新知应用
当等边△ADE 在正方形 ABCD 内部时,如图②,
AB=AE,∠BAE=90°-60°=30°,
∴∠AEB=75°.
同理可得∠DEC=75°.
∴∠BEC=360°-75°-75°-60°=150°.
综上所述,∠BEC 的大小为 30°或 150°.
课堂小结
1.四个角都是直角
2.四条边都相等
3.对角线相等且互相垂直平分
正方形
性质
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作正方形.
判定
一组邻边相等
有一个角是直角
平行四
边形
正方形
矩形
有一个角是直角
一组邻边相等
菱形
感谢聆听!