歡迎來到百家號「米粉老師說數學」,初中幾何粗略地劃分,可以分成以下兩塊內容:第一塊內容是幾何基礎:包括線、角兩部分;第二塊內容是幾何最核心部分----對圖形的研究,包括三角形和特殊四邊形,這兩部分內容又分成兩階段學習,各有側重點。第一階段是學習圖形的全等與計算,側重於角、邊的相等證明與計算;第二階段是學習圖形的比例性質,側重於邊與邊的比例關係計算,如三角形相似及三角函數。當我們學完《圖形的平移與旋轉》後,初中幾何中的三角形中涉及相等證明與計算的部分就結束了,接著要學習的是圖形的拓展:由三角形拓展到特殊四邊形,包括對平行四邊形、菱形、矩形和正方形性質與判定的學習,請記住這個知識變化鏈,它告訴我們,由三角形到特殊四邊形,只是圖形的拓展,帶來的也只是性質定理方面的拓展,但核心知識不會變:所涉及到的角相等、邊相等、三角形全等、勾股定理等等,這種知識層面的延續,必定帶來學習方法、解題方法、分析思路上的延續,而不是重新開始,在接下來學習與解決特殊多邊形的知識或題目時,必定能讓我們對知識點的來龍去脈、解題思路的靈活切換,還帶意想不到的便利與實效。本號將特殊多邊形的每一種圖形的性質與判定、知識運用、題型變化、解題細節,一一做出最詳細的解讀,今天是開篇之章,來說一說平行四邊形的各個性質及對應題型的詳細情況。
一.平行四邊形的定義
【知識梳理】
1.定義:兩組對邊分別平行的四邊形是平行四邊形;(既是性質也是判定)
2.平行四邊形具有不穩定性
二.平行四邊形的性質
【知識梳理】
1.邊:對邊相等、對邊平行;
2.角:對角相等、鄰角互補;
3.對角線:互相平分。
①注意:是「平分」而不是「相等」;
②平行四邊形的一條對角線把平行四邊形分成兩個面積相等的三角形,
平行四邊形的兩條對角線把平行四邊形分成兩個面積相等的三角形;
如圖:
4.對稱性:平行四邊形是中心對稱圖形,兩條對角線的交點是對稱中心,但它不是軸對稱圖形;
5.數學典型模型:「角平分線+平行線=等腰△」;
6.平行線間的距離處處相等;
三.平行四邊形常見輔助線
【典型例題】
例1.已知AB//GH/CD,AD//EF//BC,則圖中有______個平行四邊形.
【解析】:由平行四邊形的定義可解答:圖中有4個小的平行邊形、4個中的平行四邊形(由2個小平行四邊形組成)、1個大的平行四邊形(由4個小的平行四邊形組成),共9個平行四邊形;
例2.如圖,在平行四邊形ABCD中,AB=5,BC=8,BF平分∠ABC交CD的延長線於點F,則DF=_____.
【解析】:數學典型模型:「角平分線+平行線=等腰△」, BF平分∠ABC,AB//CF,∴∠ABF=∠F=∠FBC,∴△BCF是等腰三角形,∴CF=BC=5,∴DF=8-5=3.
例3.在ABCD中,AD=8,AE平分∠BAD交BC於點E,DF平分∠ADC交BC於點F,且EF=2,則AB的長為____
【思路分析】根據平行線的性質得到∠ADF=∠DFC,由DF平分∠ADC,得到∠ADF=∠CDF,等量代換得到∠DFC=∠FDC,根據等腰三角形的判定得到CF=CD,同理BE=AB,根據已知條件得到四邊形ABCD是平行四邊形,根據平行四邊形的性質得到AB=CD,AD=BC,即可得到結論.
【解題過程】
①如圖1,在ABCD中,∵BC=AD=8,BC∥AD,CD=AB,CD∥AB,∴∠DAE=∠AEB,∠ADF=∠DFC,
∵AE平分∠BAD交BC於點E,DF平分∠ADC交BC於點F,∴∠BAE=∠DAE,∠ADF=∠CDF,
∴∠BAE=∠AEB,∠CFD=∠CDF,∴AB=BE,CF=CD,∵EF=2,∴BC=BE+CF=2AB﹣EF=8,∴AB=5;
②在ABCD中,∵BC=AD=8,BC∥AD,CD=AB,CD∥AB,∴∠DAE=∠AEB,∠ADF=∠DFC,
∵AE平分∠BAD交BC於點E,DF平分∠ADC交BC於點F,
∴∠BAE=∠DAE,∠ADF=∠CDF,∴∠BAE=∠AEB,∠CFD=∠CDF,∴AB=BE,CF=CD,∵EF=2,
∴BC=BE+CF=2AB+EF=8,∴AB=3;
綜上所述:AB的長為3或5.
例4.如圖,將平行四邊形ABCD沿對角線BD摺疊,使點A落在點E處,交BC於點F,若∠ABD=48,∠CFD=40,則∠E=______
【解析】:數學典型模型:「角平分線+平行線=等腰△」, BD平分∠ADF,AB//CD,∴∠ADB=∠DBF=∠BDF,∴△BFD是等腰三角形,∵∠DFC=∠BDF+∠DBF=40,∴∠DBF=20,∵∠ABD=∠EBD=48,∴∠FBE=28,∵∠BFE=∠DFC=40,∴∠E=180-28-40=112.
例5.在平行四邊形ABCD中,∠A:∠B:∠C:∠D可以是()
A. 1:2:3:4 B. 1:2:2:1
C. 1:1:2:2 D. 2:1:2:1
【解析】:由平行四邊形「角的性質」可得,選項D正確;
例6.如圖,平行四邊形ABCD的對角線AC、BD交於點O,則下列說法正確的是( )
A.AO=OD B. AO⊥OD C. AO=OC D. AO⊥AB
【解析】:由平行四邊形「對角線的性質」可得,選項C正確;
例7.如圖,平行四邊形AOCB頂點C的坐標為(3,4),點A的坐標為(6,0),則點B的坐標為_____
【解析】由點A、C的坐標可得:OA=6,CM=4,OM=3,由平行四邊形的性質可得BC=OA=6,∴B點的橫坐標為6+3=9,由平行線間的距離處處相等可得BN=CM=4,∴B點坐標為(9,4).
例8.如圖,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,BE//DF且BE與DF之間的距離為3,則AE的長是_____
【解析】數學典型模型:「一線三垂直模型」,作EG⊥DF於點G,由BE//DF可得EG⊥BE,則∠ABE=∠DEG,∠BAE=∠EGD=90,由平行線間的距離處處相等可得EG=3=AB,∴ABE△≌△GED,∴BE=ED,設AE=x,則DE=BE=4-x,在R△ABE中,由勾股定理可得:3*2+x*2=(4-x)*2,解得x=7/8.
例9.如圖,平行四邊形ABCD的對角線AC上的一點O,過點O作AD、BC的平行線GH、EF,則比較圖中兩個陰影部分面積的大小關係是( )
例10.某休閒廣場呈四邊形,它的四個角上均有一棵古樹,現決定將廣場面積擴大到原來的2倍,但四棵古樹不能移動,請你設計出圖形,並說明理由。
【解析】:利用「平行四邊形對角線把平行四邊形分成面積相等的兩個三角形」這一性質解題。如圖,連接AC、BD交於點O,分別過點A、C作OB的平行線EF、GH,分別過點B、D作AC的平行線FG、EH,四條平行線分別交於點E、F、G、H,則△AOD與△AED、△AFB與△AOB、△GBC與△OBC、△HDC與△ODC的面積分別相等,這樣四邊形ABCD拓展為四邊形EFGH,面積就是原來的2倍。
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