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课题:18.2.3正方形
教学目标:
掌握正方形的性质和判定方法,并能进行相关的证明和计算,体会解正方形与平行四边形、矩形、菱形之间的联系和区别.21cnjy.com
重点:
掌握正方形的性质与判定及正方形与平行四边形、矩形、菱形的联系.
难点:
灵活运用正方形的性质与判定定理进行相关的证明和计算.
教学流程:
一、导入新课
问题:说一说、矩形、菱形的性质?
1、平行四边形的性质:
答案:
边:平行四边形的对边平行且相等.
角:平行四边形的对角相等,邻角互补.
对角线:平行四边形的对角线互相平分.
对称性:中心对称图形
2、矩形的性质:
答案:
边:两组对边平行且相等
角:四个角都是直角
对角线:对角线相等且互相平分.
对称性:既是轴对称图形,又是中心对称图形
3、菱形的性质:
答案:
边:对边平行且四条边都相等
角:对角相等,邻角互补
对角线:对角线垂直且互相平分,并且每一条对角线平分一组对角.
对称性:既是轴对称图形,又是中心对称图形
二、新课讲解
情境:欣赏图片
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指出:正方形的四条边相等,四个角都是直角 ( http: / / www.21cnjy.com ),因此,正方形既是________,又是________. 它既有_______的性质,又有________性质.21·cn·jy·com
答案:矩形,菱形,矩形,菱形
追问:正方形是轴对称图形吗?它的对称轴是什么?
答案:正方形是轴对称图形.它有四条对称轴,分别是对边中点的连线以及两条对角线所在的直线.
思考1:正方形有哪些性质呢?
边:正方形的对边平行且四边相等.
角:正方形的四个角都是直角.
对角线:正方形的对角线相等,并且互相垂直平分,并且每一条对角线平分一组对角.
对称性:既是轴对称图形,又是中心对称图形
思考2:如何判断一个四边形是正方形呢?
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答案:矩形+一组邻边相等
即:先证它是一个矩形,再证它是菱形.
思考3:如何判断一个四边形是正方形呢?
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答案:菱形+有一个角是直角
即:先证它是一个菱形,再证它是矩形.
归纳:
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例1:如图,在正方形ABCD的外侧,作等边△ADE,则∠BED的度数是______.
答案:45°
例2:下列命题中,真命题是( )
A.对角线相等的四边形是矩形
B.对角线互相垂直的四边形是菱形
C.对角线互相平分的四边形是平行四边形
D.对角线互相垂直平分的四边形是正方形
答案:C
例3: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交于点O.求证:△ABO, △BCO, △CDO, △DAO是全等的等腰直角三角形.21世纪教育网版权所有
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证明: ∵四边形ABCD是正方形,
∴AC=BD, AC⊥BD ,AO=BO=CO=DO,
∴△ABO, △BCO, △CDO, △DAO是等腰直角三角形,
并且△ABO ≌△BCO ≌ △CDO ≌ △DAO.
例4:如图,已知正方形ABCD的对角线AC,BD交于点O,点E,F分别是OB,OC上的动点.当动点E,F满足BE=CF时.www.21-cn-jy.com
(1)写出所有以点E或F为顶点的全等三角形;(不得添加辅助线)
(2)求证:AE⊥BF
解:(1)△ABE≌△BCF,△AOE≌△BOF,△ADE≌△BAF
(2)延长AE交BF于点M,
∵AB=BC,∠ABE=∠BCF, BE=CF
∴△ABE≌△BCF,
∴∠BAE=∠CBF,
∵∠CBF+∠ABF=90°,
∴∠BAE+∠ABF=90°,
∴∠AMB=90°,
∴AE⊥BF
三、巩固提升
1.如图,在正方形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,则图中的等腰直角三角形有( )
A.4个 B.6个 C.8个 D.10个
答案:C
2.已知四边形ABCD是平行四边形,下列条 ( http: / / www.21cnjy.com )件:①AB=BC;②∠ABC=90°;③AC=BD;④AC⊥BD.选两个作为补充条件,使得四边形ABCD是正方形,其中错误的选法是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
答案:B
3.如图,在四边形ABCD中,AB=BC= ( http: / / www.21cnjy.com )CD=DA,对角线AC与BD相交于点O,若不增加任何字母与辅助线,要使四边形ABCD是正方形,则还需增加一个条件是____________.
答案:答案不唯一,如AC=BD或AB⊥BC等
4.如图,在△ABC中,AB=AC,D为BC边的中点,过点D作DE⊥AB,DF⊥AC,垂足分别为E,F.21教育网
(1)求证:△BED≌△CFD;
(2)若∠A=90°,求证:四边形DFAE是正方形.
(1)解:∵AB=AC,∴∠B=∠C,
∵DE⊥AB,DF⊥AC,
∴∠BED=∠CFD=90°,
∵D为中点,
∴BD=CD,
∴△BED≌△CFD(AAS)
(2)证明:∵∠A=∠DEA=∠DFA=90°,
∴四边形DFAE是矩形,
由(1)知△BED≌△CFD,
∴DE=DF,
∴四边形DFAE是正方形
四、课堂小结
今天我们学习了哪些知识?
1.正方形有哪些性质?如何判定呢?
2.正方形与平行四边形、矩形、菱形的联系与区别?
五、布置作业
教材P59页练习题第2、3题.
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18.2.3正方形 课件
数学人教版 八年级下
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导入新课
说一说、矩形、菱形的性质?
平行四边形的对边平行且相等.
平行四边形的对角相等,邻角互补.
边
角
对角线
平行四边形的对角线互相平分.
平行四边形
对称性
中心对称图形
导入新课
说一说、矩形、菱形的性质?
矩形
两组对边平行且相等
四个角都是直角
边
角
对角线
对角线相等且互相平分.
对称性
轴对称图形
中心对称图形
导入新课
说一说、矩形、菱形的性质?
菱形
对边平行且四条边都相等
对角相等,邻角互补
边
角
对角线
对角线垂直且互相平分,
并且每一条对角线平分一组对角.
对称性
轴对称图形
中心对称图形
新课讲解
欣赏图片
正方形
新课讲解
正方形的四条边相等,四个角都是直角,因此,正方形既是________,又是________. 它既有_______的性质,又有________性质.
矩形
菱形
矩形
菱形
正方形是轴对称图形.它有四条对称轴,分别是对边中点的连线以及两条对角线所在的直线.
正方形是轴对称图形吗?它的对称轴是什么?
新课讲解
思考1:正方形有哪些性质呢?
正方形的对边平行且四边相等.
正方形的四个角都是直角.
边
角
对角线
正方形的对角线相等,并且互相垂直平分,每一条对角线平分一组对角.
对称性
中心对称图形
轴对称图形
新课讲解
思考2:如何判断一个四边形是正方形呢?
即:先证它是一个矩形,再证它是菱形.
矩形+一组邻边相等
新课讲解
思考3:如何判断一个四边形是正方形呢?
即:先证它是一个菱形,再证它是矩形.
菱形+有一个角是直角
归 纳
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
新课讲解
例1:如图,在正方形ABCD的外侧,作等边△ADE,则∠BED的度数是______.
45°
新课讲解
例2:下列命题中,真命题是( )
A.对角线相等的四边形是矩形
B.对角线互相垂直的四边形是菱形
C.对角线互相平分的四边形是平行四边形
D.对角线互相垂直平分的四边形是正方形
C
新课讲解
例3: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交于点O.求证:△ABO, △BCO, △CDO, △DAO是全等的等腰直角三角形.
证明: ∵四边形ABCD是正方形,
∴AC=BD, AC⊥BD ,AO=BO=CO=DO,
∴△ABO, △BCO, △CDO, △DAO是等腰直角三角形,并且△ABO ≌△BCO ≌ △CDO ≌ △DAO.
新课讲解
例4:如图,已知正方形ABCD的对角线AC,BD交于点O,点E,F分别是OB,OC上的动点.当动点E,F满足BE=CF时.
(1)写出所有以点E或F为顶点的全等三角形;(不得添加辅助线)
解:(1)△ABE≌△BCF,
△AOE≌△BOF,
△ADE≌△BAF
新课讲解
例4:如图,已知正方形ABCD的对角线AC,BD交于点O,点E,F分别是OB,OC上的动点.当动点E,F满足BE=CF时.
(2)求证:AE⊥BF
解: (2)延长AE交BF于点M,
∵AB=BC,∠ABE=∠BCF, BE=CF
∴△ABE≌△BCF,∴∠BAE=∠CBF,
∵∠CBF+∠ABF=90°,
∴∠BAE+∠ABF=90°,
∴∠AMB=90°,∴AE⊥BF
巩固提升
1.如图,在正方形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,则图中的等腰直角三角形有( )
A.4个
B.6个
C.8个
D.10个
C
巩固提升
2.已知四边形ABCD是平行四边形,下列条件:
①AB=BC; ②∠ABC=90°;
③AC=BD; ④AC⊥BD.
选两个作为补充条件,使得四边形ABCD是正方形,其中错误的选法是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
B
巩固提升
3.如图,在四边形ABCD中,AB=BC=CD=DA,对角线AC与BD相交于点O,若不增加任何字母与辅助线,要使四边形ABCD是正方形,则还需增加一个条件是____________.
AC=BD或AB⊥BC等
巩固提升
4.如图,在△ABC中,AB=AC,D为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;
解:(1)∵AB=AC,∴∠B=∠C,
∵DE⊥AB,DF⊥AC,
∴∠BED=∠CFD=90°,
∵D为中点,
∴BD=CD,
∴△BED≌△CFD(AAS)
巩固提升
(2)若∠A=90°,求证:四边形DFAE是正方形.
证明:
(2)∵∠A=∠DEA=∠DFA=90°,
∴四边形DFAE是矩形,
由(1)知△BED≌△CFD,
∴DE=DF,
∴四边形DFAE是正方形
4.如图,在△ABC中,AB=AC,D为BC边的中点,过点D作DE⊥AB,DF⊥AC,垂足分别为E,F.
课堂小结
今天我们学习了哪些知识?
1.正方形有哪些性质?如何判定呢?
2.正方形与平行四边形、矩形、菱形的联系与区别?
布置作业
教材P59页练习题第2、3题.
谢 谢!
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18.2.3正方形
班级:___________姓名:___________得分:___________
一、选择题(每小题6分,共30分)
1.下列命题中是真命题的是( )
A. 两条对角线相等的四边形是矩形;
B. 有一条对角线平分一个内角的平行四边形为菱形;
C. 对角线互相垂直且相等的四边形是正方形;
D. 依次连结四边形各边的中点,所得四边形是菱形.
2.如图,四边形ABCD是 ( http: / / www.21cnjy.com )正方形,直线,,分别通过A,B,C三点,且,若与的距离为5,与的距离为7,则正方形ABCD的面积等于( )2·1·c·n·j·y
A. 148 B. 70 C. 144 D. 74
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第2题图 第3题图 第5题图
3.如图,正方形ABCD和正方形CEFG中,点D在CG上,BC=1,CE=3,H是AF的中点,那么CH的长是( ).21·世纪*教育网
A. B. 2 C. D.
4.正方形具有而菱形不具有的性质是( )
A. 对角线互相平分 B. 对角线相等
C. 对角线平分一组对角 D. 对角线互相垂直
5.如图,正方形ABCD ( http: / / www.21cnjy.com )中,AB=6,点E在边CD上,且CD=3DE.将△ADE沿AE对折至△AFE,延长EF交边BC于点G,连结AG、CF.下列结论中正确结论的个数是 ( )
①△ABG≌△AFG;②∠EAG=450;③BG=GC; ④AG∥CF; ⑤S△FGC=3.6
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
二、填空题(每小题6分,共30分)
6.已知正方形ABCD的对角线AC=,则正方形ABCD的面积为_____.
7.如图,在正方形ABCD中,E是对角 ( http: / / www.21cnjy.com )线BD上任意一点,过E作EF⊥BC于F,作EG⊥CD于G,若正方形ABCD的周长为1m,则四边形EFCG的周长为________.
8.将五个边长都为2的正方形按如图所示摆放,点A1、A2、A3、A4分别是四个正方形的中心,则图中四块阴影部分的面积的和为______.2-1-c-n-j-y
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第7题图 第8题图 第9题图 第10题图
9.如图,正方形ABCD的边长为5,点E在边AB上,且BE=2.若点P在对角线BD上移动,则PA+PE的最小值是__________.21·cn·jy·com
10.如图,已知正方形ABCD的对角线 ( http: / / www.21cnjy.com )交于O点,点E,F分别是AO,CO的中点,连接BE,BF,DE,DF,则下列结论中一定成立的是________.(把所有正确结论的序号都填在横线上)
①BF=DE;②∠ABO=2∠ABE;③S△AED=S△ACD;④四边形BFDE是菱形.
三、解答题(共40分)
11.如图,在正方形ABCD中,E为CD边上一点,F为BC延长线上一点,CE=CF,∠FDC=30°,求∠BEF的度数.21*cnjy*com
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12.如图,在正方形ABCD中,A ( http: / / www.21cnjy.com )B=BC=CD=AD,∠BAD=∠B=∠C=∠D=90°,点E、F分别在正方形ABCD的边DC、BC上,AG⊥EF且 AG=AB,垂足为G,则:
(1)△ABF与△ AGF全等吗?说明理由;
(2)求∠EAF的度数;
(3)若AG=4,△AEF的面积是6,求△CEF的面积.
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参考答案
1.B
【解析】根据菱形、矩形和正方形的判定来逐一分析各个选项,从而选出正确的答案.
解:A. ∵两条对角线相等的四边形可能是等腰梯形,故A不正确;
B. 有一条对角线平分一个内角的平行四边形为菱形,正确;
如图,四边形ABCD是平行四边形,BD平分∠ABC.
求证:四边形ABCD是菱形.
证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠2=∠3.
∵BD平分∠ABC,
∴∠1=∠2,
∴∠1=∠3,
∴AB=AD,
∴四边形ABCD是菱形.
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C. ∵对角线互相垂直且相等的四边形可能是筝形,故C不正确;
D. ∵依次连结四边形各边的中点,所得四边形是平行四边形,故D不正确.
2.D
【解析】过A作AM⊥直线b于M,过D作D ( http: / / www.21cnjy.com )N⊥直线c于N,求出∠AMD=∠DNC=90°,AD=DC,∠1=∠3,根据AAS推出△AMD≌△CND,根据全等得出AM=CN,求出AM=CN=5,DN=7,在Rt△DNC中,由勾股定理求出DC2即可.【来源:21cnj*y.co*m】
解:如图:
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过A作AM⊥直线b于M,过D作DN⊥直线c于N,
则∠AMD=∠DNC=90°,
∵直线b∥直线c,DN⊥直线c,
∴∠2+∠3=90°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=DC,∠1+∠2=90°,
∴∠1=∠3,
在△AMD和△CND中,
∵∠1=∠3,
∠AMD=∠CND,
AD=DC,
∴△AMD≌△CND,
∴AM=CN,
∵a与b之间的距离是5,b与c之间的距离是7,
∴AM=CN=5,DN=7,
在Rt△DNC中,由勾股定理得:DC2=DN2+CN2=72+52=74,
即正方形ABCD的面积为74,
故选B.
3.C
【解析】如图,连接AC、FC,由勾股 ( http: / / www.21cnjy.com )定理结合已知条件求得AC、CF的长,由正方形的性质得到∠ACF=90°,即可由勾股定理求得AF的长,再结合点H是AF的中点即可得到CH的长.【版权所有:21教育】
解:如图,连接AC、FC,
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∵四边形ABCD和四边形CEFG都是正方形,
∴AB=BC=1,EF=CE=3,∠A=∠E=90°,∠ACD=∠GCF=45°,
∴AC=,CF=,∠ACF=∠ACD+∠GCF=90°,
∴AF=,
又∵点H是AF的中点,
∴CH=AF=.
故选C.
4.B
【解析】正方形和菱形都满足:四条边都相等,对角线平分一组对角,对角线垂直且互相平分;菱形的对角线不一定相等,而正方形的对角线一定相等,21cnjy.com
故选B.
5.D
【解析】①用HL证明△ABG≌△AFG;②由△ADE≌△AFE,△ABG≌△AFG,得到∠EAG=∠BAD;③在直角三角形CEG中,由勾股定理求GC的长;④根据基本图形“等腰三角形+角平分线→平行线”证明;⑤由GF:EG=3:5,得S△FCG:S△ECG=3:5.www-2-1-cnjy-com
解:①根据轴对称的性质得,△ADE≌△AFE,
所以AD=AF,∠AFE=∠D=90°.
因为AB=AD,∠B=90°,所以AB=AF,
因为AG=AG,所以△ABG≌△AFG.
则①正确;
②因为△ADE≌△AFE,△ABG≌△AFG,
所以∠DAE=∠FAE,∠BAG=∠FAG,
所以∠EAG=∠FAE+∠FAE=∠BAD=×90°=45°.
则②正确;
③因为△ADE≌△AFE,△ABG≌△AFG,
所以ED=EF,GB=GF,所以EG=DE+BG,
设BG=x,则CG=FG=6-x,DE=2,CE=4,EG=x+2=x+2.
Rt△CEG中,由勾股定理得,CG2+CE2=EG2,
所以(6-x)2+42=(x+2)2,解得x=3.
则CG=6-x=3,又BG=x=3,所以BG=CG.
则③正确;
④因为△ABG≌△AFG,所以∠AGB=∠AGF.
因为BG=CG,BG=GF,所以CG=GF,所以∠GCF=∠GFC.
因为∠BGE=∠GCF+∠GFC,所以∠AGB=∠GCF,所以AG∥CF.
则④正确;
⑤因为GF=3,GE=5,所以S△FGC=S△GCE=×GC·CE=××3×4=3.6.
则⑤正确.
故选D.
6.1
【解析】在直角△ABC中,AC为斜边,且AB=BC,已知AC的长即可求AB、BC的长,根据AB的长即可求正方形ABCD的面积. 21世纪教育网版权所有
解:∵四边形ABCD是正方形,
∴△ABC是等腰直角三角形,
∴AB=BC,
∵AB2+BC 2=AC 2, AC=,
∴AB2+BC2=2,
∴AB=BC=1,
故正方形的面积为S=AB2=1,
故答案为:1.
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7.m
【解析】∵ABCD为正方形,
∴∠DBC=∠BDC=45°,AB=BC=CD=AD,
又∵EF⊥BC,EG⊥CD,
∴∠EFC=∠EGC=90°,又∠C=90°,
∴四边形EFCG为矩形,
∴EG=FC,EF=GC,
∵△BEF和△EDG都为等腰直角三角形,
∴DG=EG,EF=BF,
则四边形EFCG的周长=EF+FC+CG+EG=DG+GC+CF+FB=DC+BC= (m).
故答案为: m.
8.4
【解析】连接AP、AN,点A是正方形的 ( http: / / www.21cnjy.com )对角线的交点,则AP=AN,∠APF=∠ANE=45°,易得PAF≌△NAE,进而可得四边形AENF的面积等于△NAP的面积,同理可得答案.
解:如图,连接AP,AN,点A是正方形的对角线的交
则AP=AN,∠APF=∠ANE=45°,
∵∠PAF+∠FAN=∠FAN+∠NAE=90°,
∴∠PAF=∠NAE,
∴△PAF≌△NAE,
∴四边形AENF的面积等于△NAP的面积,
( http: / / www.21cnjy.com / )21教育网
而△NAP的面积是正方形的面积的,而正方形的面积为4,
∴四边形AENF的面积为1cm2,四块阴影面积的和为4cm2.【来源:21·世纪·教育·网】
故答案为:4.
9.
【解析】作出点E关于BD的对称点E′交BC于E′,连接AE′与BD交于点P,此时AP+PE最小,求出AE′的长即为最小值.【出处:21教育名师】
解:作出点E关于BD的对称点E′交BC于E′,连接AE′与BD交于点P,此时AP+PE最小,
( http: / / www.21cnjy.com / )
∵PE=PE′,
∴AP+PE ( http: / / www.21cnjy.com )=AP+PE′=AE′,
在Rt△ABE′中,AB=5,BE′=BE=2,
根据勾股定理得:AE′=,
则PA+PE的最小值为.
故答案为:.21教育名师原创作品
10.①③④
【解析】解:∵点E,F分别是AO,CO的中点,
∴OE=OF,
∵四边形ABCD是正方形,
∴OD=OB,AC⊥BD,
∴四边形BEDF是平行四边形,
∴BF=DE,故①正确;
∵四边形BEDF是平行四边形,AC⊥BD,
∴四边形BFDE是菱形,故④正确;
∵△AED的一边AE是△ACD的边AC的,且此边的高相等,
∴S△AED=S△ACD,故③正确,
∵AB>BO,BE不垂直于AO,AE∶EO不是∶1,
∴BE不是∠ABO的平分线,
∴∠ABO≠2∠ABE,故②没有足够的条件证明成立.
故答案为::①③④
11.∠BEF=105°.
【解析】根据正方形的性质得出∠BCD= ( http: / / www.21cnjy.com )∠DCF=90°,BC=CD,结合已知条件得出△BCE和△DCF全等,从而得出∠EBC=∠FDC=30°,即∠BEC=60°,根据等腰直角三角形得出∠FEC=45°,从而得出∠BEF的度数.www.21-cn-jy.com
解:∵四边形ABCD是正方形,∴∠BCD=∠DCF=90°,BC=CD,
∵CE=CF,∠FDC=30°,∴△BCE≌△DCF, ∴∠EBC=∠FDC=30°,
∴∠BEC=60°, ∵∠DCF=90°,CE=CF, ∴∠FEC=45°,
∴∠BEF=∠BEC+∠FEC=60°+45°=105°.
12.(1)见解析;(2)45°;(3)4
【解析】(1)根据可得出≌
(2)只要证明所以可求
(3)设 则 构建方程组,求出即可.
解:(1)△ABF与△ AGF全等,理由如下:
在和中,
∴≌
(2)∵≌
∴
同理易得: ≌,有
即
(3)
∵
设 则
①
在中,
②
①2-②得到,
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