师:同学们,大家好。今天我们继续学习初中数学,人民教育出版社八年级下册第18章平行四边形全章小结的第二课时。
上节课,我们复习了平行四边形的概念,从边、角、对角线方面回顾了其性质,还总结了判定定理。由平行四边形角的特殊化,一个角为直角,得到特殊平行四边形矩形,复习了矩形性质与判定定理,并做了相关题目。我们知道,将平行四边形边特殊化,一组邻边相等,会得到菱形;若把平行四边形边和角同时特殊化,就得到正方形,通过证明正方形性质定理及其逆命题,得出正方形判定定理。
对于菱形和正方形在解题中如何应用,解决平行四边形问题有哪些需注意的数学思想方法,带着这些疑问,我们开始今天的学习。
首先看菱形性质与判定的例题。如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC = 8厘米,BD = 6厘米,DH⊥AB于H,求高DH的长。同学们,拿起笔自己做一下。
题目告知四边形ABCD是菱形,AC = 8厘米,BD = 6厘米。根据菱形性质,其对角线互相垂直平分,所以OA = 1/2AC = 4厘米,BO = 1/2BD = 3厘米,且AC⊥BD。在直角三角形AOB中,根据勾股定理,AB = √(AO2 + BO2) = √(32 + 42) = 5厘米,这样就求出了菱形边长。那怎么求高DH呢?我们用面积法。在三角形ABD中,它的面积既可以表示为以AB为底边、DH为高,也能表示为以BD为底边、AO为高。即三角形ABD的面积 = 1/2 × DH × AB = 1/2 × AO × BD,化简得DH = (AO × BD) / AB。这里AB = 5,AO = 4,BD = 6,所以DH = 24 / 5厘米。
同学们,做对了吗?下面看练习一,菱形ABCD,AB = 2,∠DAB = 60°,E是AB中点,P是AC上任一点,求PE + PB的最小值。同学们,开动脑筋想一想。
这道题求PE + PB的最小值,是不是感觉似曾相识?上学期学轴对称时,我们以将军饮马问题为载体,研究过最短路径问题。解决思路是利用轴对称和两点之间线段最短的性质,把线段转化为一条线段的长度。
我们运用轴对称找B点关于线段AC的对称点,其实就是点D。接着连接BD,再连接点D和点E。线段ED与线段AC相交的点就是我们要找的P点。同学们,能求出PE + PB的最小值了吗?
题目关键信息∠DAB = 60°,菱形邻边相等,AB = AD,有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形,所以三角形ABD是等边三角形。根据轴对称性质,PE + PB = PE + PD = DE。怎么求DE呢?已知AE = 1/2AB = 1,AD = 菱形边长 = 2。在三角形AED中,这是个直角三角形,利用勾股定理,DE = √(22 - 12) = √3,所以这道题答案是√3。
同学们学会了吗?学了菱形性质及判定相关问题,下面看正方形性质与判定的考题。已知正方形ABCD,以CD为边作等边三角形CDE,求∠AED的度数。同学们先画出图形再计算,画出几种图形呢?画出一种图形的同学,很遗憾少了一种情况;画出两种图形的同学,考虑得很全面。这道题要利用分类讨论思想解题。
这道题有两种情况。第一种,当点E在正方形ABCD内时,也就是图一。因为四边形ABCD是正方形,所以AD = CD,∠ADC = 90°。又因为三角形CDE是等边三角形,所以DC = DE,∠CDE = 60°。由此可得∠ADE = 90° - 60° = 30°,DA = DE,所以三角形ADE是等腰三角形。根据等边对等角,∠DAE = ∠DEA = 1/2 × (180° - ∠ADE) = 75°,这是一种情况。
第二种情况,当点E在正方形ABCD外部时,因为三角形CDE是等边三角形,所以∠EDC = 60°。同理可得DE = DC = AD,∠ADC = 90°,所以∠ADE = 90° + 60° = 150°。对于等腰三角形ADE,∠DAE = ∠DEA = 1/2 × (180° - ∠ADE) = 15°。所以这道题答案是15°或75°。
这道题运用了分类讨论思想,同学们考虑周全了吗?接下来看练习二,AC为正方形ABCD的对角线,E为AC上一点,且AB = AE,EF⊥AC并交BC于F。求证EC = EF = FB。同学们先思考一下。
因为四边形ABCD是正方形,根据正方形性质,∠B = 90°,∠ACB = 45°。又因为∠AEF = 90°,AB = AE,AF是公共边,所以三角形ABF和三角形AEF全等。根据全等三角形对应边相等,可得BF = EF。又因为∠FEC = 90°,所以∠EFC = 45°。根据等角对等边,EC = EF。观察可得这三边相等,即EC = EF = FB。同学们做对了吗?
