9年级上册北师大版数学 1.1菱形的性质与判定 逐字稿-4,756字

  师:同学们好,今天这节课我们来学习第一章特殊平行四边形的第一节——菱形的性质与判定,第一课时。首先,我们来看一下这节课的学习目标:

  了解菱形的概念及其与平行四边形的关系。

  探索并证明菱形的性质定理。

  应用菱形的性质定理解决相关计算或证明问题。

  说到菱形,大家可能比较陌生,但说起平行四边形,大家肯定很熟悉。那么,平行四边形的定义是怎样的呢?

  生:两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形。

  师:非常好。那平行四边形又具有哪些性质呢?我们一起来回顾一下。首先从对称性考虑,平行四边形是什么图形,它的对称中心在哪儿?

  生:平行四边形是中心对称图形,它的对称中心是对角线的交点。

  师:没错。再看平行四边形的对边,有什么特点?

  生:平行且相等。

  师:对角呢?

  生:对角相等,邻角互补。

  师:很好,这两点我们都可以通过平行线的性质得到。那平行四边形的对角线又有什么性质?

  生:对角线互相平分。

  师:对。下面我们就带着这些平行四边形的性质展开今天的学习。

  大家看,这有一个普通的平行四边形,一组邻边 AB 小于 AD,一组对边 AD 与 BC 平行且相等,另一组对边 AB 与 CD 平行且相等。当我们把一组对边 AD 与 BC 同时缩短,就会得到一个新的平行四边形。再一次同时缩短,又会得到一个新的平行四边形。如果我们再一次将它缩短,使得一组邻边 AB 与 AD 相等的时候,此时得到的平行四边形就是我们今天要学习的菱形。

  那么由此,我们得到菱形的定义:有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形。它的几何语言可以这样表示:因为四边形 ABCD 是平行四边形,且 AB = BC,所以四边形 ABCD 是菱形。

  同学们,由刚才图形的演变过程不难发现,菱形始终属于平行四边形的范畴,但菱形又不同于一般的平行四边形,因为它有一组邻边相等,所以我们可以说菱形是特殊的平行四边形。

  既然菱形属于平行四边形的范畴,它一定具备平行四边形所有的性质。那菱形作为特殊的平行四边形,又具备哪些特殊的性质呢?下面我们继续探究。

  首先看第一个探究问题:菱形是轴对称图形吗?如果是,请指出它的对称轴。这个问题我们可以通过折叠菱形纸片来探索结论。请同学们拿出准备好的菱形纸片。

  同学们沿着菱形的一条对角线将它对折,能发现什么?

  生:对角线两侧的图形能够完全重叠。

  师:对,这说明菱形确实是轴对称图形。那如果沿着另外一条对角线对折呢?

  生:也能得到菱形这条对角线两侧的图形完全重合。

  师:没错,也就是说菱形有两条对称轴,两条对角线所在的直线都是它的对称轴,这就是菱形的第一条特殊性质。

  好,我们再看探究问题 2:菱形的边有什么特殊性质?探究问题 3:菱形的对角线有什么特殊性质?这两个问题我们依然可以通过折叠菱形纸片进行探索。

  大家注意到,一个完整的菱形被它的两条对角线分割成四个小三角形,这四个小三角形有怎样的关系呢?现在我们将菱形纸片沿着一条对角线进行对折,接着再一次对折,能发现什么?

  生:这四个小三角形能够完全重叠。

  师:对,这说明这四个小三角形是全等的关系。根据全等三角形的对应边相等、对应角相等,我们可以得到什么猜想?

  生:菱形的四条边都相等。

  师:非常好。再者,在没有折叠之前,以菱形两条对角线的交点为顶点的四个对应角,它们之和是 360 度,通过折叠后,我们发现这四个对应角相等。所以可以得到什么结论?

  生:每一个角都是 90 度。

  师:没错,这样我们又得到第二条猜想:菱形的四条边都相等,且菱形的对角线互相垂直。下面我们通过一道例题来验证我们的猜想,并进行系统的证明。

  来看第一个例题,已知如图,在菱形 ABCD 中,AB = AD,对角线 AC 与 BD 相交于点 O。求证:1. AB = BC = CD = AD;2. AC⊥BD。

  首先看第一个问题,怎样求证 AB = BC = CD = AD 呢?对于菱形而言,它具备平行四边形的一般性质,两组对边首先是分别相等的。再由菱形的定义,AB = AD,这样我们就能通过等量代换得到四条边都相等的结论。证明过程可以这样书写:

  因为四边形 ABCD 是菱形,所以 AB = CD,AD = BC(两组对边分别相等)。又因为 AB = AD,所以根据等量代换,可得 AB = BC = CD = AD。

  接着看第二个问题,怎样求证 AC 与 BD 垂直呢?同学们看三角形 ABD,由 AB = AD 可知三角形 ABD 是一个等腰三角形。再由菱形的两条对角线互相平分,可知点 O 是 BD 的中点,也就是说 AO 是底边 BD 上的中线。这时根据等腰三角形三线合一的知识,底边 BD 上的中线还是什么?

  生:底边上的垂线,还是顶角的角平分线。

  师:对,所以 AO⊥BD,即 AC⊥BD。下面我们一起来书写它的证明过程:

  因为 AB = AD,所以三角形 ABD 是等腰三角形。又因为四边形 ABCD 是菱形,所以 OB = OD。在等腰三角形 ABD 中,由 OB = OD 可得 AO⊥BD,即 AC⊥BD。

  这样我们就验证了我们的两条猜想。到目前为止,我们通过探索并证明得到了菱形的三条特殊性质:

  菱形是轴对称图形,两条对角线所在的直线都是它的对称轴。

  菱形的四条边都相等。

  菱形的两条对角线互相垂直。

  下面我们通过一个例题来感受一下菱形的性质定理在题目中的应用。来看第二个例题,如图,在菱形 ABCD 中,对角线 AC 与 BD 相交于点 O,∠BAD = 60°,BD = 6,求菱形的边长 AB 和对角线 AC 的长。

  首先思考第一个问题,怎样求边长 AB 的长呢?要求一条边的长度,通常把它放在一个三角形中思考。AB 所在的三角形有三个,分别是三角形 AOB、三角形 ABD 和三角形 ACB,从哪个三角形入手呢?

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