1. 在下面的格点图中,以格点为顶点,你能画出多少个平行四边形?
(第1题) (第2题)
2. 如图,在平行四边形ABCD中,已知M和N分别是AB和DC上的中点,试证明四边形BNDM也是平行四边形.
由平行四边形的性质,得到又一个猜想:“两条对角线互相平分的四边形是平行四边形.”
取两条长度不等的绳子,让两条绳子的中点重合并固定在桌面上,分别拉紧绳子的端点,并用笔和直尺画出绳子四个端点的连线.观察这样得到的图形是什么图形.
如图20.1.6,你还可以作一个两条对角线互相平分的四边形.
和你的同伴交流一下,看看是否是平行四边形.根据上面的操作,我们可以表述成下面的形式,试着用逻辑推理的方法加以说明.
已知: 如图20.1.7,在四边形ABCD中,对角线AC和BD相交于点O,AO=CO, BO=DO. 求证: 四边形ABCD是平行四边形.
分析 要证明四边形ABCD是平行四边形,可以用定 义,也可以用平行四边形的两条判定方法,请你选择一种方法完成证明. 图20.1.7
于是我们又得到平行四边形的一种判定方法: 对角线互相平分的四边形是平行四边形.
思 考
我们已经知道,通过四边形的边或者对角线的某些关系,可以判定一个四边形是不是平行四边形,那么,通过角的关系,能不能判定一个四边形是不是平行四边形呢?
由平行四边形的性质“平行四边形的两组对角分别相等”,我们自然想到,如果一个四边形的两组对角分别相等,那么这个四边形可能是一个平行四边形.
图20.1.6
已知: 如图20.1.8,四边形ABCD中,已知∠A=∠C, ∠B=∠D.
求证: 四边形ABCD是平行四边形.
证明 在四边形ABCD中,∠A+∠B+∠C+∠D=360°(四边形的内角和等于360°), 图20.1.8 又∵∠A=∠C, ∠B=∠D,
∴ ∠A+∠B=∠A+∠D=180°,
∴ AD∥BC, AB∥CD(同旁内角互补,两直线平行),
∴ 四边形ABCD是平行四边形(两组对边分别平行的四边形是平行四边形). 于是我们又得到平行四边形的一种判定方法: 两组对角分别相等的四边形是平行四边形.
例2如图20.1.9,在ABCD中,点E、F是对角线AC上的两点,且AE=CF,求证: 四边形BFDE是平行四边形.
分析 连结BD,交AC于点O,由于OB=OD,因此用“对角线互相平分的四边形是平行四边形” 图20.1.9 来证明四边形BFDE是平行四边形最为恰当,根据
题意只需证明OE=OF.
证明 连结BD,交AC于点O. ∵ 四边形ABCD是平行四边形,
∴ OB=OD, OA=OC(平行四边形的对角线互相平分). ∵ AE=FC, ∴ OE=OF,
∴ 四边形BFDE是平行四边形(对角线互相平分的四边形是平行四边形).
思 考
现在我们总共学会了多少种判定平行四边形的方法(包括定义)了?这些判定方法与平行四边形的性质之间,又有什么样的关系呢? 练习
1. 如图,在平行四边形ABCD中,已知两条对角线相交于点O, E、F、G、H分别是AO、BO、CO、DO的中点,以图中的点为顶点,尽可能多地画出平行四边形.
2. 如图,在平行四边形ABCD中,已知AE、CF分别是∠DAB、 ∠BCD的角平分线,试证明四边形AFCE是平行四边形.
(第1题) (第2题)
例3如图20.1.10,ABCD中,AF=CH, DE=BG,求证: EG和HF互相平分.
分析 因为EG和HF是四边形EFGH的对角线,所以要证明EG和HF互相平分,可以转化成证 明四边形EFGH是平行四边形.
证明 ∵ 四边形ABCD是平行四边形,
∴ AD=BC, ∠A=∠C(平行四边形的对边相
图20.1.10 等,对角相等). ∵ DE=BG,
而AE=AD-ED, CG=CB-GB, ∴ AE=CG. ∵ AF=CH,
∴ △AEF≌△CGH(S.A.S.), ∴ EF=GH. 同理FG=HE,
∴ 四边形EFGH是平行四边形(两组对边分别相等的四边形是平行四边形), ∴ EG和HF互相平分(平行四边形的对角线互相平分). 例4已知: 如图 20.1.11,线段BC和线段BC外一点A.
求作: 以A为一顶点,以线段BC为一边的平行四边形.
分析 如果连结AB,那么平行四边形的两边 已经确定,根据平行四边形的对边相等就可以确定另一个顶点. 图20.1.11 作法1. 连结AB;
2. 分别以A、C为圆心,以BC、AB为半径作弧,两弧相交于点D; 3. 连结AD、CD.
那么四边形ABCD就是所求的平行四边形.
如果连结AC,同理可作四边形AEBC,它也是所求的平行四边形,也就是说此题有两解. 练习
1. 延长△ABC的中线AD至E,使得DE=AD,那么四边形ABEC是平行四边形吗?为什么?
(第1题)
2. 作ABCD,使∠B=45°,AB=2cm,BC=3cm. 习题20.1
1. 用两个全等的三角形,按照不同的方法拼成四边形,可以拼成几个不同的四边形?它们都是平行四边形吗?为什么?
2. 四边形ABCD中,∠A和∠B互补,∠A=∠C,求证四边形ABCD是平行四边形.
3. 如图,A、B、E在一直线上,AB=DC, ∠C=∠CBE,试证明AD=BC.
4. 尽可能多地用各种不同的方法画出平行四边形.
(第3题) 20.2 矩形的判定
我们已经知道,有一个角是直角的平行四边形是矩形.这是矩形的定义,我们可以依此判定一个四边形是矩形.除此之外,我们能否找到其他的判定矩形的方法呢?
矩形是一个中心对称图形,也是一个轴对称图形,具有如下的性质: 1. 两条对角线相等且互相平分; 2. 四个内角都是直角.
这些性质,对我们寻找判定矩形的方法有什么启示?
思 考
矩形的性质“两条对角线相等且互相平分”中,“对角线互相平分”是平行四边形所具有的一般性质,而“对角线相等”是矩形所特有的性质. 由此,可以得到一个猜想:“如果一个平行四边形的两条对角线相等,那么这个平行四边形是一个矩形.” 取两条长度不等的绳子,让两条绳子的中点重合并固定在桌面上,分别拉紧绳子的端点,并用笔和直尺画出绳子四个端点的连线.我们知道,这样得到的四边形是一个平行四边形.若两条绳子相等,重复上面的做法,得到的图形是什么图形呢?
如图20.2.1,你还可以作一个两条对角线相等的平行四边形.
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