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8年级下册苏科版数学 矩形、菱形、正方形 第2课时 逐字稿-4,439字

  师:同学们好。通过上节课的学习,我们已经知道矩形的定义:有一个角是直角的平行四边形叫做矩形。我们还了解了矩形的性质:矩形的对边平行且相等,四个角都是直角,对角线相等且互相平分,它既是中心对称图形,又是轴对称图形。相较于平行四边形,矩形在角、对角线以及对称性方面具有特殊性。

  回忆一下,我们之前是如何学习平行四边形的?我们先学习了平行四边形的定义,接着学习其性质,然后是判定和应用。上节课我们已经学了矩形的定义和性质,类比平行四边形的学习过程,大家觉得接下来我们会研究矩形的什么知识呢?相信同学们心里已经有答案了。

  没错,接下来我们要研究矩形的判定和应用。那么,如何判定一个平行四边形是矩形呢?之前学习判定四边形是平行四边形时,我们首先应用平行四边形的定义:两组对边分别平行的四边形是平行四边形来判定。也就是说,平行四边形的定义可以作为平行四边形的判定方法。

  类比一下,矩形的定义是有一个角是直角的平行四边形叫做矩形。这意味着,若已知一个平行四边形中有一个角是直角,我们就可以判定这个平行四边形是矩形。同学们要注意,这里必须同时满足两个条件:一是这个四边形是平行四边形,二是这个平行四边形中有一个角是直角,只有同时满足这两点,才能判定该四边形是矩形。

  那如何用几何语言描述呢?我们可以这样说:因为四边形ABCD是平行四边形,且∠B = 90°,所以四边形ABCD是矩形。在这个图中,四边形ABCD是平行四边形,∠B = 90°,这样就能判定一个平行四边形是矩形了。

  除了用定义判定,大家猜想一下,还有其他方法吗?矩形的性质中,角相对于平行四边形具有特殊性,这是矩形特有的性质。那矩形还有哪个性质,是有别于平行四边形,具有特殊性的呢?没错,就是矩形的对角线。所以,我们很容易猜想:对角线相等的平行四边形叫做矩形。

  如何验证这个猜想呢?大家首先想到的可能是通过操作来验证,比如把平行四边形的对角线变得相等,然后测量平行四边形的角是不是直角。但是,操作验证虽然直观,却容易出错,不够科学。最科学的方法是什么呢?当然是推理验证。接下来,我们一起看看如何验证。

  在平行四边形ABCD中,AC = BD,我们来求证平行四边形ABCD是矩形。同学们思考一下该怎么证明。因为四边形ABCD是平行四边形,所以AB = DC,且AB∥DC,这是平行四边形对边平行且相等的性质。又因为BC = CB(公共边),AC = DB(已知条件),根据SSS(边边边)定理,可证得△ABC≌△DCB。全等三角形对应角相等,所以∠ABC = ∠DCB。又因为AB∥DC,两直线平行,同旁内角互补,所以∠ABC + ∠DCB = 180°,由此可得∠ABC = ∠DCB = 90°。根据矩形的定义,在一个平行四边形中找到一个角是90°,那么这个平行四边形就是矩形,因此我们证得这个猜想是正确的。这就是我们今天要学习的矩形判定定理一:对角线相等的平行四边形是矩形。这里要满足两个条件:一是对角线相等,二是它是一个平行四边形。

  老师把这里“平行四边形”的条件弱化,改成“四边形”行不行呢?同学们思考一下。有同学说不行,没错,我们可以举反例,比如有的四边形两条对角线相等,但它不是矩形。所以,只有对角线相等的平行四边形才能判定是矩形。

  那对于一个普通四边形,我们能不能添加条件来判定它是矩形呢?刚才我们通过矩形特殊的性质来进行判断和推理。同学们看,矩形的四个角都是直角。那么,一个四边形至少有几个角是直角时,它才是矩形呢?我们从最少的情况开始研究,先看只有一个角是直角的情况。大家可以拿出笔来画一画,看看一个角是直角的四边形是不是矩形。老师也画一个,很明显,老师画出来的这个四边形虽然有一个角是直角,但它不是矩形。

  接着看有两个角是直角的四边形,同样画一画,老师画出来了,大家画的可能和老师不一样,这样的四边形是矩形吗?很明显也不是。

  再看有三个角是直角的四边形,老师和大家一起画。大家觉得有三个角是直角的四边形是矩形吗?画出来好像都是,于是我们得到一个猜想:有三个角是直角的四边形就是矩形。下面我们来证明一下这个结论。

  请看图,已知四边形ABCD中,∠A = ∠B = ∠C = 90°,要证四边形ABCD是矩形。同学们想一想,是不是有同学觉得很简单?因为∠A = ∠B = ∠C = 90°,所以∠A + ∠B = 180°,根据同旁内角互补,两直线平行,可得AD∥BC。同理,∠B + ∠C = 180°,所以AB∥DC。两组对边分别平行的四边形是什么四边形呢?对,是平行四边形。而这个平行四边形中,又有∠A = ∠B = ∠C = 90°,有一个角是90°的平行四边形就是矩形,所以我们证得四边形ABCD确实是矩形。这就是我们今天研究的矩形判定定理二:有三个角是直角的四边形是矩形。

  老师问大家,需不需要证明四个角是直角的四边形是矩形呢?很多同学说不需要,为什么呢?因为四边形内角和是360°,其中三个内角是90°,那么最后一个内角肯定也是90°。所以,判断一个四边形是矩形,只要找到三个角是90°就可以了。

  下面我们小结一下如何判定一个四边形是矩形。第一种思路,先证明这个四边形是平行四边形,再证明这个平行四边形是矩形。怎么证明呢?可以通过矩形的定义,即证明其中有一个角是直角,或者证明这个平行四边形的对角线相等。第二种思路,直接证明这个四边形有三个角是直角,从而证得它是矩形。同学们学会了吗?

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