初三九年级数学学北师版 第1章 特殊平行四边形 1.2 矩形的性质与判定1.2.2 矩形的判定【教学设计】
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第一章特殊平行四边形1.2 矩形的性质与判定(一)教学目标知识与技能:了解矩形的有关概念,理解并掌握矩形的有关性质.过程与方法:经过探索矩形的概念和性质的过程,发展学生合情推理意识;掌握几何思维方法.情感态度与价值观:培养严谨的推理能力,以及自主合作精神;体会逻辑推理的思维价值.重难点、关键重点:掌握矩形的性质,并学会应用.难点:理解矩形的特殊性.关键:把握平行四边形的演变过程,迁移到矩形概念与性质上来,明确矩形是特殊的平行四边形.教学准备教师准备:投影仪,收集有关矩形的图片,制作教具.学生准备:复习平行四边形性质,预习矩形这节内容.学法解析1.认知起点:已经学习了三角形、平行四边形、菱形,•积累了一定的经验的基础上学习本节课内容.2.知识线索:情境与操作→平行四边形→矩形→矩形性质.3.学习方式:观察、操作、感知其演变,以合作交流的学习方式突破难点.教学过程一、联系生活,形象感知【显示投影片】教师活动:将收集来的有关长方形图片,播放出来,让学生进行感性认识,然后定义出矩形的概念.矩形定义:有一个角是直角的平行四边形叫做矩形.(也就是小学学习过的长方形).教师活动:介绍完矩形概念后,为了加深理解,也为了继续研究矩形的性质,拿出教具.同学生一起探究下面问题:问题1:改变平行四边形活动框架,将框架夹角∠α变为90°,•平行四边形成为一个矩形,这说明平行四边形与矩形具有怎样的从属关系?(教师提问)[来源:21世纪教育网学生活动:观察教师的教具,研究其变化情况,可以发现:矩形是平行四边形的特例,属于平行四边形,因此它具有平行四边形的所有性质.[来源:学*科*网Z*X*问题2:既然它具有平行四边形的所有性质,•那么矩形是否具有它独特的性质呢?(教师提问)学生活动:由平行四边形对边平行以及刚才∠α变为90°,可以得到∠α的补角也是90°,从而得到:矩形的四个角都是直角.评析:实际上,在小学学生已经学过长方形四个角都是90°,这里学生不难理解.教师活动:用橡皮筋做出两条对角线,让学生观察这两条对角线的关系,并要求学生证明(口述).学生活动:观察发现:矩形的两条对角线相等。
1.2矩形的性质与判定一、矩形的定义1、有一个角是直角的平行四边形叫做矩形。
二、矩形的性质1、矩形的四个角都是直角。
2、矩形的对角线相等。
三、矩形的对称性矩形是轴对称图形,有两条对称轴。
也是中心对称图形,对称中心是两条对角线的交点。
四、直角三角形斜边中线的性质1、直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半2、如果一个三角形一边上的中线等于这边的一半,那么这个三角形是直角三角形。
五、矩形的判定1、有一个角是直角的平行四边形是矩形。
2、对角线相等的平行四边形是矩形。
3、有三个角是直角的四边形是矩形。
☆对应训练知识点一、矩形的定义1、四个角相等的四边形________矩形(填“是”或“不是”)。
2、一组对边平行,且有两个角是直角的四边形________矩形(填“是”或“不是”)知识点二、矩形的性质1、矩形具有而菱形不具有的性质是()A.两条对角线垂直B.两条对角线相等C.两组对边分别平行且相等D.两组对角分别相等2、如图所示,在矩形ABCD中,对角线AC、BD交于点O。
已知∠AOD=60°,AC=6,则图中长度为3的线段有( )A.2条B.4条C.5条D.6条3、如图所示,在矩形ABCD 中,对角线AC 与BD 相交于O ,过点A 作BD 的垂线,垂足为E ,已知∠EDA=3∠BAE ,∠EAO 的度数( )A.22.5°B.67.5°C.45°D.60°4、矩形的边长是4cm ,一条对角线的长是34cm ,则矩形的面积是________cm ²。
A.232B.216C.32D.385、一个矩形的长边是短边的2倍,对角线的长是5,那么这个矩形的长边等于( )A.52B.5C.1D.26、如图所示,将长方形ABCD 分成15个大小相等的小正方形,E 、F 、G 、H 分别在AD ,AB ,BC ,CD 边上,且是某个小正方形的顶点。
若四边形EFGH 的面积为3,则长方形ABCD 的面积为( )A.5B.6C.7D.87、如图所示,矩形ABCD 中(AD>AB ),点E 是BC 上一点,且DE=DA ,AF ⊥DE于点F ,下列结论不一定正确的是( )A.△AFD ≌△DCEB.AD=2AFC.AB=AFD.BE=AD -DF8、如图所示,在矩形ABCD 中,AC ,BD 相交于点O ,AE 平分∠BAD 交BC 与E ,若∠EAO=15°,则∠BOE 的度数为( )A.85°B.80°C.75°D.70°9、如图所示,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,且AB=6,BC=8,则△ABO的周长为()A.16B.18 C .20 D.2210、在矩形ABCD中,周长为32,AE平分∠BAD交于E,若CE=6,则矩形ABCD的面积为________。
第一章特殊的平行四边形1.2 矩形的性质与判定第2课时一、教学目标1.理解矩形的概念,了解它与平行四边形之间的关系.2.经历矩形判定定理的探索过程,进一步发展合情推理能力.3.能够用综合法证明矩形的判定定理,以及其他相关结论,进一步发展演绎推理能力.4.进一步体会探索与证明过程中所蕴含的抽象、推理等数学思想.二、教学重点及难点重点:探索矩形的判定方法.难点:合理应用矩形的判定定理解决问题.三、教学用具多媒体课件、直尺或三角板。
四、相关资《四边形到平行四边形再到矩形的变化》动画,《矩形的判定》微课.五、教学过程设计【复习引入】1.什么叫做矩形?答:有一个角是直角的平行四边形叫做矩形.2.矩形与平行四边形及四边形有什么从属关系?3.矩形有什么特有的性质呢?答:(1)矩形的四个角都是直角;(2)矩形的对角线相等.4.你知道如何判定一个平行四边形是矩形吗?答:有一个角是直角的平行四边形是矩形(定义判定).5.那么除了矩形的定义外,还有没有其他判定矩形的方法呢?这节课我们就共同来探究一下.师生活动:教师出示问题,学生回答,让学生复习前面学过的内容.设计意图:通过复习,巩固旧知,铺垫新知,设置问题,引出新课.【探究新知】做一做如图,是一个平行四边形活动框架,拉动一对不相邻的顶点时,平行四边形的形状会发生变化.(1)随着∠α的变化,两条对角线的长度将发生怎样的变化?(2)当两条对角线的长度相等时,平行四边形有什么特征?由此你能得到一个怎样的猜想?师生活动:教师出示“做一做”并操作演示,学生思考、讨论、交流,猜想出矩形的一个判定方法.答:(1)当∠α增大到90°时,两条对角线的长度相等.当∠α超过90°时,以∠α的顶点为端点的一条对角线逐渐变短,另一条对角线逐渐变长.(2)当两条对角线的长度相等时,平行四边形的四个角都等于90°.得到的猜想是:对角线相等的平行四边形是矩形.思考你能证明你的猜想吗?师生活动:教师出示问题,学生思考,教师引导学生写出已知、求证并完成证明过程.答:已知:如图,在四边形ABCD中,AC,DB是它的两条对角线,AC=DB.求证:□ABCD是矩形.分析:利用全等三角形证明平行四边形的某两个相邻的角相等,而这两个角又互补,所以它们都是直角,从而得证.证明:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB=DC,AB∥DC.又∵BC=CB,AC=DB,∴△ABC≌△DCB.∴∠ABC=∠DCB.∵AB∥DC,∴∠ABC+∠DCB=180°.∴∠ABC=∠DCB=.∴□ABCD是矩形(矩形的定义).设计意图:培养学生发现规律的能力和逻辑推理能力.判定定理1:对角线相等的平行四边形是矩形.几何语言:∵四边形ABCD是平行四边形,AC=BD,∴四边形ABCD是矩形.该判定定理的两个适用条件:(1)对角线相等;(2)是平行四边形.想一想:我们知道,矩形的四个角都是直角.反过来,一个四边形至少有几个角是直角时,这个四边形就是矩形呢?请证明你的结论.师生活动:教师出示问题,学生思考、讨论、交流,形成猜想并证明猜想.猜想:一个四边形至少有三个角是直角时,这个四边形就是矩形.已知:在四边形ABCD中,∠A=∠B=∠C=90°.求证:四边形ABCD是矩形.证明:∵∠A=∠B=90°,∴∠A+∠B=180°.∴AD∥BC.∵∠B+∠C=180°,∴AB∥CD.∴四边形ABCD是平行四边形(两组对边分别平行的四边形是平行四边形).又∵∠A=90°,∴四边形ABCD是矩形(有一个角是直角的平行四边形是矩形).设计意图:培养学生的归纳猜想,推理论证的能力.判定定理2:有三个角是直角的四边形是矩形.几何语言:∵∠A=∠B=∠C=90°,∴四边形ABCD是矩形.归纳:矩形的判定方法:方法1:有一个角是直角的平行四边形是矩形;方法2:对角线相等的平行四边形是矩形;方法3:有三个角是直角的四边形是矩形.议一议你有什么方法检查你家(或教室)刚安装的门框是不是矩形?如果仅有一根较长的绳子,你怎样检查?请说明检查方法的合理性,并与同伴交流.师生活动:教师出示问题,学生思考,教师找学生代表回答.答:可以用直角尺检查安装的门框的四个角是否为直角.如果有三个角是直角,那么刚安装的门框一定是矩形.也可以用直尺(或皮尺)分别量出门框两组对边的长度,如果两组对边长度分别相等,则门框一定是平行四边形,再测量门框的对角线的长度,如果两条对角线的长度相等,那么刚安装的门框一定是矩形.如果仅有一根较长的绳子,可以先用绳子分别测量出门框的两组对边的长度,做上记号.如果两组对边的长度分别相等,那么这个门框一定是平行四边形,再用绳子量出门框的对角线的长度.如果这两条对角线的长度相等,那么这个刚安装的门框一定是矩形,否则不是矩形.理由是对角线相等的平行四边形是矩形.设计意图:让学生运用所学知识解决实际问题.【典例精析】例1 如图,在□ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,△ABO是等边三角形,AB=4,求□ABCD的面积.师生活动:教师出示例题,学生思考,教师引导学生完成本题.分析:教师先带学生从已知条件入手,对平行四边形对角线的性质进行分析,再结合△ABO是等边三角形的条件,很容易推出对角线相等,从而利用刚学的矩形的判定定理“对角线相等的四边形是矩形”证得是矩形,再利用勾股定理求出边长BC,进而求出矩形的面积.解:∵四边形ABCD是平行四边形,∴OA=OC,OB=OD.又∵△ABO是等边三角形,∴OA=OB=AB=4,∠BAC=60°.∴OA=OB=OC=OD=4.∴AC=BD=2OA=2×4=8.∴□ABCD是矩形(对角线相等的平行四边形是矩形).∴∠ABC=90°(矩形的四个角都是直角).在Rt△ABC中,由勾股定理,得AB2+BC2=AC2,∴.∴S□ABCD=AB·BC=4×=.设计意图:培养学生应用所学知识解决问题的能力.【课堂练习】1.下列命题错误的是().A.对角线相等且互相平分的四边形是矩形B.对角互补的平行四边形是矩形C.对角线相等且有一个角是直角的四边形是矩形D.四个角都相等的四边形是矩形参考答案C2.如图,在四边形ABCD中,对角线AC⊥BD,垂足为O,点E,F,G,H分别为边AD,AB,BC,CD的中点.若AC=8,BD=6,则四边形EFGH的面积为__________.参考答案12.3.已知:如图,在□ABCD中,M是AD边的中点,且MB=MC.求证:四边形ABCD是矩形.师生活动:教师先找几名学生板演,然后讲解出现的问题.答案证明:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB=DC.∵M是AD边的中点,∴AM=DM.又∵MB=MC,∴△ABM≌△DCM(SSS).∴∠A=∠D.又∵AB∥DC,∴∠A+∠D=180°.∴平行四边形ABCD是矩形(有一个角是直角的平行四边形是矩形).4.如图,在□ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点E是□ABCD外一点,且∠AEC=∠BED=90°.求证:□ABCD是矩形.师生活动:教师出示题目,学生思考,教师请有思路的学生讲述解题思路,然后订正,最后教师写出解题过程.证明:如图,连接OE.∵四边形ABCD是平行四边形,∴OA=OC,OB=OD.∵∠AEC=∠BED=90°,∴OE=AC=BD.∴AC=BD.∴□ABCD是矩形(对角线相等的平行四边形是矩形).设计意图:通过本环节的学习,让学生巩固所学知识,进一步加深对所学知识的理解.六、课堂小结请同学们回顾一下,我们学过的矩形的判定方法有哪些?答:我们学过的矩形的判定方法有:(1)定义:有一个角是直角的平行四边形是矩形;(2)判定定理1:对角线相等的平行四边形是矩形;(3)判定定理2:有三个角是直角的四边形是矩形.师生活动:教师出示问题,引导学生归纳、总结本节课所学内容.设计意图:通过小结,使学生梳理本节课所学内容,掌握本节课的核心内容.七、板书设计1.2 矩形的性质与判定(2)1.矩形的判定方法:(1)定义:有一个角是直角的平行四边形是矩形(2)判定定理1:对角线相等的平行四边形是矩形(3)判定定理2:有三个角是直角的四边形是矩形。
1.2矩形的性质与判定第2课时矩形的判定教学目标【知识与能力】熟练运用矩形的定义和判定定理判定四边形是矩形.【过程与方法】经历探索、猜想、证明的过程,进一步发展推理论证的能力.【情感态度价值观】通过学生独立完成证明的过程,体会数学是严谨的科学,增强学生严谨的治学态度,从而养成良好的习惯.教学重难点【教学重点】能够用综合法证明矩形的判定定理并利用定义和定理进行证明.【教学难点】灵活运用矩形的性质和判定定理及其相关结论解决问题.课前准备多媒体课件、三角板.教学过程学生:定义,符合定义就是,不符合就不是.教师:说得非常好,我们来看一看下面的四边形是否符合矩形的定义.(课件展示)图1-2-441.已知:如图1-2-44,在ABCD中,AC=BD.求证:四边形ABCD是矩形,注意:学生思考、交流后,教师可以适当地引导:给出的条件与矩形的定义相比,少了哪个条件?怎么办?教师:分析后课件展示过程.证明:∵AB=DC,CA=BD,BC=CB,∴△ABC≌△DCB(SSS),∴∠ABC=∠DCB.在ABCD中,∵AB∥CD,∴∠ABC+∠DCB=180°,∴2∠ABC=180°,即∠ABC=90°,∴四边形ABCD是矩形.教师:在菱形中,对角线互相垂直,而对角线互相垂直的平行四边形是菱形.类似地,在矩形中,对角线相等,反过来,对角线相等的平行四边形是矩形.我们判定的着手点就是看看图形“特殊”的地方,比如菱形的边也比较特殊,四条边都相等,所以四条边都相等的四边形是菱形.那么矩形有没有比较特殊的地方呢?学生:矩形的角特殊,四个角都是直角.教师:如果一个四边形的四个角都是直角,那么这个四边形是不是矩形呢?我们来试一试(课件展示):2. 如图1-2-45,已知∠A=∠B=∠C=∠D=90°,则四边形ABCD是矩形吗?图1-2-45学生:思考、交流后尝试给出证明过程.教师:学生展示过程后点评、规范相应的步骤.证明:在四边形ABCD中,∵∠A=∠B=∠C=90°,∴∠A+∠B=180°,∠B+∠C=180°,∴AD∥BC,AB∥CD,∴四边形ABCD是平行四边形.又∵∠A=90°,∴四边形ABCD是矩形.教师:我怎么感觉有一个条件没有用到呢?学生:∠D=90°.。
矩形的判定
一、内容和内容解析
(一)内容
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.
(二)内容解析
矩形的判定是平行四边形研究的重要内容,是对一般平行四边形研究的继承与发展,矩形的判定与矩形的性质是互逆命题,其研究方法与平行四边形的判定研究一脉相承,对后面的特殊平行四边形的判定研究起着示范和指导意义.也是以后学习正方形和圆等知识的基础.
在矩形的基本性质中,我们知道了矩形的四个角是直角,矩形的对角线相等的性质,矩形又是一种特殊的平行四边形,由此,我们提出具备什么条件的平行四边形是矩形?由定义知,有一个角是直角的平行四边形是矩形,类比平行四边形判定的研究思路,提出矩形性质定理的逆命题是否成立,再从矩形的定义出发,证明命题成立从而得到矩形的判定定理.
基于以上分析,可以确定本节课的教学重点是:定理“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”的探究与证明.
二、目标和目标解析
(一)教学目标
1.会探究与证明“对角线相等的平行四边形是矩形”及“有三个角是直角的四边形是矩形”.
2.能用上述判定定理解决简单问题.
(二)目标解析
1.达成目标1的标志是:能够从矩形性质定理的逆命题出发提出矩形的判定方法,能够从定义出发分析判定矩形的条件并进行证明.
2.达成目标2的标志是:会用判定定理判定平行四边形是否是矩形及一般四边形是否是矩形.
三、教学问题诊断分析
矩形的判定方法有多种,有的是从四边形的基础上加条件进行强化,有的是从平行四边形的基础上加条件进行强化,应用时需要从具体已知条件出发,选择合适的判定方法,这对学生来说有一定的难度.
本节课的教学难点是:选择合适的判定方法证明四边形为矩形.
四、教学过程设计
(一)情境引入,提出问题
问题1 假如你是做窗框的师傅,你有什么方法检验你做的这个窗框成矩形?
师生活动:学生回答先测两组对边是否分别相等,再量其中的一个角是否是直角,
来检验窗框是否成矩形.教师点评,并指出由定义可以判定一个平行四边形是否为矩形.
设计意图:通过实例引入矩形的判定方法.通过定义可以验证,是否还有其他的验证方法呢?由此引入矩形的判定.
(二)类比思考,探究判定
由矩形的定义我们很容易知道,有一个角是直角的平行四边形是矩形.定义是我们目前进行矩形判定唯一的方法.那我们能不能像探究平行四边形判定的简便方法那样,来探究矩形判定的简便方法呢?因此,我们类比平行四边形判定的探究方法来探究矩形的判定.
问题2 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?
师生活动:学生回忆平行四边形的判定的探究过程,并回答.教师提炼:
设计意图:回顾四边形判定的探究方法,揭示本课的学习方法:类比学习方法.为矩形判定的探究指明了方法.
问题3 同样,我们能否通过研究矩形性质的逆命题,得到判定矩形的方法呢?追问:矩形性质的性质定理是什么?你能写出它的逆命题吗?
师生活动:学生回顾矩形的性质,写出它们的逆命题,并交流讨论.教师板书两个逆命题,并画图1和图2.
逆命题1 对角线相等的平行四边形是矩形;
逆命题1 有四个角是直角的四边形是矩形.
设计意图:由矩形性质的逆命题得出矩形判定猜想.
问题4 如何证明“对角线相等的平行四边形是矩形”呢?请结合图1写出已知、求证,并给出证明.
师生活动:学生交流讨论,写出已知、求证及证明,并展示.教师做相应的指导.设计意图:通过证明,说明逆命题1的正确性,得出判定定理.
追问:由“对角线相等的平行四边形是矩形”你能否检验你做的窗框成矩形?如何检验?
师生活动:学生根据判定定理回答,有的学生可能只测量两对角线是否相等,却忽视了平行四边形的检测,之后教师指导.
设计意图:运用“对角线相等的平行四边形是矩形”解决问题,强调应用该判定定理时所必需的两个条件:对角线相等,平行四边形.
问题5 有四个角是直角的四边形是矩形吗?请结合图2说明理由.
追问1:进一步,至少有几个角是直角的四边形是矩形?
师生活动:学生分析交流,得出矩形的判定方法:有三个角是直角的四边形是矩形.
设计意图:由性质定理的逆命题入手,得出有四个角是直角的四边形是矩形,再通过简化条件,得到矩形的判定.
追问2:由“有三个角是直角的四边形是矩形”你能否检验你做的窗框成矩形?如何检验?
师生活动:学生思考回答,教师点评,并指出此时不需要测边的长度.
设计意图:运用“有三个角是直角的四边形是矩形”解决实际问题.
问题6 你能归纳矩形的判定方法吗?
师生活动:学生归纳矩形判定的三种方法:(1)定义;(2)对角线相等的平行四边形是矩形;(3)有三个角是直角的四边形是矩形.
设计意图:让学生完整的掌握本节课的主要知识点,为判定的灵活运用作好铺垫.(三)例题讲解,运用新知
例1 如图3,在□ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,且OA=OD,∠OAD=50°.求∠OAB的度数.
师生活动:学生看图,结合题中所给的条件分析交流,解决问题,并展示.教师适时指导.
设计意图:综合运用矩形的性质和判定解决问题.
(四)综合运用,巩固提高
1.八年级(3)班同学要在广场上布置一个矩形的花坛,计划用红花摆成两条对角线.如果一条对角线用了38盆红花,还需要从花房运来多少盆红花?为什么?
如果一条对角线用了49盆呢?
2.如图4,□ABCD的对角线AC,BD相交于点O,△OAB是等边三角形,且.求□ABCD的面积.
师生活动:学生独立完成练习,并相互交流.
设计意图:学生经历应用知识的过程,进一步掌握知识,提高应用知识的能力.(五)反思小结,反思提高
师生一起回顾本节课所学的主要内容,并请学生回答以下问题:
(1)本节课我们学习了哪几种矩形的判定方法?每种判定方法的条件是什么?(2)我们是怎样证明判定方法的?
(3)你能说一说矩形的判定方法的探究思路吗?
教师展示公理化体系的知识框图,并作简要说明:
设计意图:引导学生归纳本节课的知识点和疏理探究思路,并对举行判定的判定体系作整体感知.
(六)布置作业
课后习题
五、目标检测设计
1.下列说法正确的是().
A.有一组对角是直角的四边形一定是矩形
B.有一组邻角是直角的四边形一定是矩形
C.对角线互相平分的四边形是矩形
D.对角互补的平行四边形是矩形
设计意图:考查矩形判定方法的运用.
2.在四边形ABCD中,如果∠A=90°,有下列说法:①对角线AC,BD互相平分,那么四边形ABCD是矩形;②∠B=∠C=90°,那么四边形ABCD是矩形;③对角线
AC=BD,那么四边形ABCD是矩形.其中正确的说法有.(把你认为正确说法的序号全部填上)
设计意图:考查矩形判定方法的运用.
3.已知:如图,在△ABC中,∠C=90°,CD为中线,延长CD 到点E,使得 DE=CD.连结AE,BE,则四边形ACBE为矩形.
设计意图:考查“有一个角是直角的平行四边形是矩形”或“对角线相等的平行四边形是矩形”及直角三角形性质的综合运用.
4.如图,四边形ABCD是平行四边形,AC,BD相交于点O,∠1=∠2.
(1)求证:四边形ABCD是矩形;
(2)若∠BOC=120°,AB=4 cm,求四边形ABCD的面积.
设计意图:(1)考查“对角线相等的平行四边形是矩形”的运用.(2)考查矩形的性质与勾股定理等的综合运用.。