8年级下册苏科版数学 矩形、菱形、正方形 第4课时 逐字稿-3,499字
师:同学们好,前面我们学习了矩形和菱形的相关知识,先来回顾一下矩形的定义:有一个角是直角的平行四边形叫做矩形。菱形的定义是:有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形。我们还学了矩形的两个性质,即对角线相等,四个角都是直角。菱形的性质是四条边都相等,对角线互相垂直。另外,我们也学习了矩形的判定方法:有一个角是直角的平行四边形是矩形;对角线相等的平行四边形是矩形;有三个角都是直角的四边形是矩形。
大家想一想,今天我们该学习什么啦?对,今天我们要学习菱形的判定。在学习菱形判定之前,回顾一下矩形的判定是怎么学的。矩形的第一个判定,有一个角是直角的平行四边形是矩形,这是根据它的定义判定的。第二个定理,对角线相等的平行四边形是矩形,这是由矩形对角线相等的特性,反过来得到其逆命题。第三个,有三个角都是直角的四边形是矩形,这是根据矩形四个角都是直角的特性反过来判定的。那么,我们能不能类比矩形判定的研究方法来研究菱形的判定呢?
我们先尝试一下,把菱形的定义作为菱形的判定,可以吗?即有一组邻边相等的平行四边形是菱形。如果把菱形“四条边都相等”的特性反过来,说“四条边都相等的四边形是菱形”,成立吗?“对角线互相垂直”是菱形的特性,把它反过来,“对角线互相垂直的平行四边形是菱形”,可以吗?带着这些疑问,我们一起来探究。
同学们,这是一个菱形,菱形的定义是一组邻边相等的平行四边形是菱形。也就是说,在平行四边形ABCD中,若AB等于AD,那么这个四边形就是菱形。所以,菱形的定义确实可以作为菱形的判定方法。
接下来看菱形的特性“四条边都相等”,它的逆命题“四边相等的四边形是菱形”正不正确呢?我们来证明一下。在四边形ABCD中,已知AB = BC = CD = AD,要证明它是一个菱形。因为四条边都相等,选取两组对边分别相等,就能证明这个四边形是平行四边形。又因为其中AB = AD,任选两组邻边相等,根据定义判定,有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形,通过证明,我们得到“四边相等的四边形是菱形”这个结论,这就是菱形判定定理一。
接下来研究菱形另一个性质定理的逆命题,菱形的对角线互相垂直,它的逆命题是“对角线互相垂直的平行四边形是菱形”。因为菱形本身就是特殊的平行四边形。先来看一个操作,用一长一短两根细木条,在它们的中点处固定一个小钉,做成可转动的十字,四周围上橡皮筋,就做成了平行四边形。由于两根细木条被小钉平分,对角线互相平分,所以围成的图形是平行四边形。转动木条,观察测量什么时候这个平行四边形是菱形?通过观察和测量发现,当两根木条互相垂直时,平行四边形的邻边相等,成为了菱形。不过这种方式不够精准科学,要得到科学结论,最好的方法是证明。
在平行四边形ABCD中,当AC垂直BD时,看能否证明这个平行四边形是菱形。因为四边形ABCD是平行四边形,所以OA = OC,平行四边形对角线互相平分。又因为AC垂直BD,所以DB垂直平分AC。由此可得DA = DC,理由是线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等。这样就证明了四边形ABCD是菱形,理由是平行四边形有一组邻边相等,利用了菱形的定义进行判定。通过证明可知,菱形“对角线互相垂直”的逆命题“对角线互相垂直的平行四边形是菱形”是正确的,这就是菱形的判定定理二。在这个判定定理中要注意,首先这个四边形必须是平行四边形,其次对角线要互相垂直,满足这两个条件,四边形才是菱形。
我们小结一下如何判定一个四边形是菱形。可以先证明一个四边形是平行四边形,再证明它是菱形。证明它是菱形的方式,可以根据定义,有一组邻边相等的平行四边形是菱形;也可以根据对角线互相垂直来判定这个平行四边形是菱形。还可以直接判定一个四边形是菱形,只要证明它的四条边都相等。也就是说,证明一个四边形是菱形有两种思路。第一种,先证四边形是平行四边形,再证它是菱形;第二种,直接证明四边形的四条边都相等。
接下来,我们利用菱形的判定方法解决实际问题。先看选择题,下列说法正确的是:
A选项“对角线互相垂直的四边形是菱形”,对吗?回忆菱形判定定义,是对角线互相垂直的平行四边形是菱形,仅对角线互相垂直的四边形不一定是菱形。看这个图形,AC和DB互相垂直,但它不是菱形。所以A选项错误。