第十八章平行四边形
18.1 平行四边形
平行四边形定义:两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形.
平行四边形用“□”表示,读作“平行四边形”.平行四边形ABCD记作“□ABCD”.
18.1.1 平行四边形的性质
平行四边形是中心对称图形,对称中心是两条对角线的交点. 例、已知:□ABCD求证:AD=BC,AB=DC;∠A=∠C,∠B=∠D. 证明:连接AC,?AD//CD,AD//BC
??1??2,?3??4
又AC是△ABC和△CDA的公共边, ∴△ABC≌△CDA,
?AD?CB,AB?CD,?B??D
平行四边形性质1:平行四边形的两组对边分别相等. 平行四边形性质2:平行四边形的两组对角分别相等. 例、已知:如图:□ABCD的对角线AC、BD相交于点O. 求证:OA=OC,OB=OD. 证明:四边形ABCD是平行四边形 ∴ AD=BC,AD∥BC. ∴∠1=∠2,∠3=∠4. ∴△AOD≌△COB(ASA). ∴ OA=OC,OB=OD.
平行线之间的距离定义:若两条直线互相平行,则其中一条直线上任意一点到另一条直线的距离,叫做这两条平行线之间的距离.
平行线之间的距离特征1:平行线之间的距离处处相等. 平行线之间的距离特征2:夹在两条平行线之间的平行线段相等. 平行四边形性质3:平行四边形的两条对角线互相平分.
例、如图,□ ABCD中,BD⊥AB,AB=12cm,AC=26cm,求AD、BD长.
解:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AO=CO=
1AC,OB=OD. 2∵BD⊥AB,∴在Rt△ABO中,AB=12cm,AO=13cm. ∴BO=AO2?AB2?5.∴BD=2B0=10cm. ∴在Rt△ABD中,AB=12cm,BD=10cm. ∴AD=AB2?BD2?261(cm).
例、如图,在□ABCD中,已知对角线AC和BD相交于点O,△AOB的周长为25,AB=12,求对角线AC与BD的和. 解:∵△AOB的周长为25, ∴OA+BO+AB=25,
又AB=12,∴AO+OB=25-12=13,
∵平行四边形的对角线互相平分,∴AC+BD=2OA+2OB=2(0A+OB)=2×13=26
18.1.2 平行四边形的判定
平行四边形判定1:两组对边分别平行的四边形是平行四边形. 平行四边形判定2:两组对边分别相等的四边形是平行四边形. 平行四边形判定3:两组对角分别相等的四边形是平行四边形. 平行四边形判定4:两条对角线互相平分的四边形是平行四边形. 平行四边形判定5:一组对边平行且相等的四边形是平行四边形. 中位线:连接三角形两边中点的线段叫做三角形的中位线
三角形中位线定理:三角形的中位线平行于三角形的第三边,并且等于第三边的一半. 例、如图,在□ABCD中,已知点E和点F分别在AD和BC上,且AE=CF,连结CE和AF,试说明四边形AFCE是平行四边形. 证明:∵四边形ABCD是平行四边形, ∴AD//BC,
∵点E在AD上,点F在BC上, ∴AE//CF, 又∵AE=CF,
∴四边形AFCE是平行四边形.
例、如图,E、F是四边形ABCD的对角线AC上的两点,AF=CE,DF=BE,DF∥BE. 求证:(1)△AFD≌△CEB. (2)四边形ABCD是平行四边形.
解:(1)∵DF∥BE,∴∠AFD=∠CEB.又∵AF=CE, DF=BE, ∴△AFD≌△CEB.
(2)由(1)△AFD≌△CEB知AD=BC,∠DAF=∠BCE ,∴AD∥BC , ∴四边形ABCD是平行四边形.
例、如图,平行四边形ABCD中,E、F为边AD、BC上的点,且AE=CF,连结AF、EC、BE、DF交于M、N,试说明:MFNE是平行四边形. 解:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD∥BC, AD∥BC 又∵AE=CF,∴ED=FB,四边形AFCE是平行四边形
∴AF∥EC.同理:BE∥FD.∴四边形MFNE是平行四边形.
B F C A M E N D 18.2 特殊的平行四边形
18.2.1 矩形
矩形定义1:有一个角是直角的平行四边形叫做矩形 矩形定义2:有三个角是直角的四边形叫做矩形
矩形既是中心对称图形又是轴对称图形,对称中心是两条对角线的交点,对称轴是各边的垂直平分线. 矩形性质1:矩形的四个角都是直角. 矩形性质2:矩形的对角线相等且互相平分.
直角三角形的性质:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半 矩形判定1:有一个角是直角的平行四边形是矩形. 矩形判定2:有三个角是直角的四边形是矩形. 矩形判定3:对角线相等的平行四边形是矩形.
例、如图,已知AB=AC,AD=AE,DE=BC,且∠BAD=∠CAE, 求证:四边形BCED是矩形. 证明:在△ABD和△ACE中,
?AB?AC,AD?AE,?BAD??CAE
∴△ABD≌△ACE, ∴BD=CE,又DE=BC, ∴四边形BCED为平行四边形. 在△ACD和△ABE中, ∵AC=AB,AB=AE,
?CAD??CAB??BAD??CAB??CAE??BAE,
∴△ADC≌△AEB ∴CD=BE
∴四边形BCED为矩形
18.2.2 菱形
菱形定义1:有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形. 菱形定义2:四条边都相等的四边形叫做菱形.
菱形既是中心对称图形又是轴对称图形,对称中心是两条对角线的交点,对称轴是对角线所在的直线. 菱形性质1:菱形的四条边都相等. 菱形性质2:菱形的对角线互相垂直平分. 菱形性质3:菱形的每一条对角线平分一组对角. 菱形的面积:菱形的面积等于对角线乘积的一半.
推广:对角线互相垂直的四边形面积等于对角线乘积的一半. 菱形判定1:有一组邻边相等的平行四边形是菱形. 菱形判定2:四条边都相等的四边形是菱形. 菱形判定3:对角线互相垂直的平行四边形是菱形. 菱形判定4:每条对角线平分一组对角的四边形是菱形.
18.2.3 正方形
正方形定义1:有一组邻边相等的矩形叫做正方形. 正方形定义2:有一个角是直角的菱形叫做正方形.
正方形定义3: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.
正方形既是中心对称图形又是轴对称图形,对称中心是两条对角线的交点,对称轴是各边的垂直平分线和对角线所在的直线.
正方形性质1:正方形的四个角都是直角. 正方形性质2:正方形的四条边都相等.
正方形性质3:正方形的两条对角线互相垂直平分且相等. 正方形判定1:有一组邻边相等的矩形是正方形. 正方形判定2:有一个角是直角的菱形是正方形.
正方形判定3:有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形是正方形. 正方形判定4:对角线垂直平分且相等的四边形是正方形. 例、如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC=8 cm ,
BD=6 cm, DH⊥AB于H,求:DH的长.
∵四边形ABCD是菱形,
?AC?BD,OA?OC?∴AB=5cm,
1AC?4cm,OB?OD?3cm, 2?S菱形ABCD?AC?BD?AB?DH, ?DH?
例、已知:如图,菱形ABCD的周长为16 cm,∠ABC=60°,对角线AC和BD相交于点O,求AC和BD的长.
解:∵菱形ABCD的周长为16cm,?ABC?600 ∴AB=BC=4cm,△ABC是等边三角形, ∴AC=4cm,
∵AC,BD互相垂直平分, ∴OA=2
AC?BD?4.8cm.
2AB?OB?42?22?23cm ?BD?43cm
例、如图,在正方形ABCD中,P为对角线BD上一点, PE⊥BC,垂足为E, PF⊥CD,垂足为F, 求证:EF=AP
证明:连接PC,
∵PE⊥BC,PF⊥CD,四边形ABCD是正方形, ∴∠PEC=∠PFC=∠C=90°, ∴四边形PECF是矩形, ∴PC=EF,
∵P是正方形ABCD对角线上一点, ∴AD=CD,∠PDA=∠PDC,
在△PAD和△PCD中, AD=CD,∠PDA=∠PDC,PD=PD, ∴△PAD≌△PCD, ∴PA=PC, ∴EF=AP,
例、在△ABC中,AB=AC,D是BC的中点,DE⊥AB, DF⊥AC,垂足分别是E,F. 试说明:DE=DF
解:∵AB=AC,∠B=∠C ∵DE⊥ AB,DF⊥ AC ∴∠DEB≌DFC= 90° ∵D是BC的中点 ∴BD=DC ∴△BDE≌△CDF ∴DE=DF.
例、如图,ABCD中,AE平分∠BAD交BC于E,EF∥AB交AD于F,试问:四边形ABEF是什么图形吗? 请说明理由.
解:四边形ABEF是菱形.
理由:∵四边形ABCD是平行四边形, ∴AD∥BC, ∵EF∥AB,
∴四边形ABEF是平行四边形, ∵AE平分∠BAD, ∴∠BAE=∠FAE, ∵AD∥BC, ∴∠FAE=∠AEB, ∴∠BAE=∠AEB, ∴AB=BE, ∴?ABEF是菱形.
A F D B E C
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