师:同学们,大家好!上节课我们学习了平行四边形的基本概念,大家都掌握了吗?今天这节课,我们又将学习什么呢?一起来看看。同学们,回忆一下我们以前的学习经历,知道研究几何图形的一般思路是什么吗?
生:先学习图形的基本定义,在研究图形定义的基础上,探究图形的基本性质,接着探索图形的判定条件。
师:非常好!我们在学完平行四边形的定义以后,接下来应当学习什么?
生:平行四边形的基本性质。
师:对!那么对于平行四边形,首先从定义出发,同学们可以得到它的性质吗?我们先来回忆一下平行四边形的定义。
生:有两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形。
师:对于平行四边形ABCD,我们用平行四边形的符号和它的顶点字母记作“?ABCD”,读作“平行四边形ABCD” 。用几何语言叙述就是:因为AB平行于CD,AD平行于BC,所以四边形ABCD是平行四边形。如果已知四边形ABCD是一个平行四边形,又能得到什么结论呢?
生:AB平行于CD,AD平行于BC。
师:没错,也就是已知四边形是平行四边形,我们可以得到它的两组对边分别平行的结论,这是平行四边形的第一个性质,它的两组对边分别平行。那平行四边形还有哪些性质呢?同学们考虑一下,我们研究三角形的性质是从哪些方面考虑的?
生:从三角形的边和角来考虑。
师:很好,刚才平行四边形对边平行也是从边的角度考虑问题的,所以研究平行四边形,我们当然也是从边和角的角度来进行考虑。请大家在纸上先画一个平行四边形。好的,接下来请同学们观察你画的平行四边形,除了两组对边分别平行以外,它的边之间还有什么关系?它的角又有什么关系呢?
生:两组对边长度相等,两组对角大小也相等。
师:这是我们观察得到的结论,下面我们要检验一下这个结论对不对。请同学们拿出直尺和量角器度量一下,看看和我们观察得到的结论是否一致。
生:(度量后)通过观察得到的结论,度量后发现也是完全正确的。
师:这样我们就得到猜想,平行四边形的两组对边分别相等,两组对角也分别相等。这是通过观察和测量得到的猜想,要想证明它的科学性,需要进行严格的几何证明。同学们想一想,如何通过几何推理来证明这个结论呢?(老师画出平行四边形ABCD,连接对角线AC)老师连接了对角线AC,这样一来,这个平行四边形被分成了几个三角形?
生:两个三角形。
师:同学们可以通过三角形的知识来证明我们的猜想吗?
生:可以通过全等三角形的知识来证明。
师:对!在这两个三角形当中,因为它是平行四边形,所以对边平行。AD和BC平行,根据两直线平行内错角相等,我们就得到角1等于角2,同理又得到角3等于角4 。AC边又是△ABC和△CDA的公共边,所以全等的三个条件都找到了,这样我们就可以得到△ABC全等于△CDA。三角形全等以后,根据全等三角形的性质,全等三角形对应边相等,对应角相等,这样我们就得到AD等于BC,AB等于CD,同时角B等于角D 。这样通过刚才的证明,我们就验证了我们的猜想。那平行四边形还有一组对角∠BAD和∠BCD,如何证明这两个角也相等呢?
生:根据刚才的结论,把相等的角1和角2,角3和角4分别相加,得到角1 +角4等于角2 +角3,也就是∠BAD等于∠DCB,证明了平行四边形的另外一组对角也相等。
师:非常棒!同学们想一想,如果不添加辅助线,可以证明这个结论吗?不添加辅助线如何证明平行四边形的对角相等呢?
生:利用平行线的性质,AD和BC平行,根据两直线平行同旁内角互补得到角A和角B是互补的。接着AB和DC也平行,角A和角D也是互补的,根据补角的性质,同角的补角相等,就可以得到角B和角D相等。同样的道理也可以证明出角A等于角C 。
师:通过以上严格的几何证明,我们发现刚才的猜想是完全正确的,这样我们就得到了平行四边形的性质:平行四边形的两组对边分别相等,平行四边形的两组对角分别相等。下面我们把平行四边形的性质用几何语言叙述一遍。首先平行四边形的对边平行用几何语言是这样叙述的:因为四边形ABCD是平行四边形,所以AD平行于BC,AB平行于DC;平行四边形的对边相等,用几何语言这样叙述:因为四边形ABCD是平行四边形,所以AD等于BC,AB等于DC;平行四边形的对角相等用几何语言这样叙述:因为四边形ABCD是平行四边形,所以角A等于角C,角B等于角D 。其实除了对角相等的结论以外,我们还发现平行四边形的邻角是互补的。根据平行四边形的两组对边分别平行,由两直线平行同旁内角互补,可以得到平行四边形邻角互补的结论。以上我们学习了平行四边形的边与角的性质,并且学会了几何语言表述,再次学习了文字语言、图形语言与符号语言这三种重要的数学语言。接下来我们来看几道典型的例题,看看如何运用平行四边形的性质来解决问题。例一,如图,在平行四边形ABCD中,如果角A等于130度,那么求角B、角C和角D的度数。
生:根据平行四边形的性质,平行四边形对角相等,邻角互补,角B和角A是互补的,所以角B等于180度减130度等于50度,角C和角A是一组对角,所以角C和角A相等也等于130度,角D和角B是一组对角,所以角D和角B相等也等于50度。
师:非常好!第二小题,在同样的平行四边形当中,如果角A +角C等于200度,求角A和角B的度数。
生:角A和角C是平行四边形当中的一组对角,根据平行四边形对角相等的结论,角A和角C相等,那么角A和角C都等于100度,角B和角A是互补的,所以角B等于180度减掉100度等于80度。
师:很棒!第三小题,如果角A与角B的比为5 : 4,求角C和角D的度数。角A和角B在平行四边形当中是不是一组邻角?
生:是,平行四边形的邻角互补和为180度,比值是5 : 4 。假设角A等于5份,角B等于4份,这样可求出每一份是20度,那么角A是5份就是100度,角B是4份就是80度。角A和角C是一组对角,两者相等,所以角C也等于100度;角B和角D也是对角,两者相等,所以角D也等于80度。
师:非常正确!第四小题,如果AB等于3,BC等于5,求这个平行四边形的周长。
生:根据平行四边形对边相等的结论,AB和CD相等应该都等于3,BC和AD相等应该都等于5 。所以这个平行四边形的周长实际上应该是一组邻边长度之和的两倍,也就是(3 + 5)×2 = 16。
师:这道题目考察了平行四边形性质的方方面面,考察了平行四边形对角相等、邻角互补的结论,并且我们也知道了平行四边形一组邻边的长度之和等于周长的一半,反之求周长,我们可以求出邻边的长度之和,再乘以2就可以了。再来看下一题,如图,在平行四边形ABCD当中,DE垂直于AB,BF垂直于CD,垂足分别为E、F 。求证AE等于CF 。同学们想一想,这道题目应该如何解答?
生:要证明线段相等,发现要证明相等的线段分别在两个三角形DAE和BCF当中,如果能够证明这两个三角形全等,问题就可以解决了。
师:对!那现在我们来寻找全等的条件,首先有两个垂直,就是两个直角,这是一个条件。接着我们再来寻找,因为ABCD是一个平行四边形,所以它们的对角相等,角A等于角C 。第二个条件找到了,还有什么条件呢?
