理顺关系 克服难点的教学策略
“平行四边形”是初中数学的一个重点内容,具有很重要的地位.主要研究对象是平行四边形、矩形、菱形、正方形等特殊的四边形.在填空、选择、解答等题型中均有出现.近年的考试中又出现了相关的开放题、应用题、阅读理解题、学科综合题、动点问题、折叠问题等,应引起同学们的高度重视.
一、 掌握平行四边形的概念及有关性质和判定,并能进行计算和证明
例1 如图1,在▱ABCD中,∠DAB=60°,点E、F分别在CD、AB的延长线上,且AE=AD,CF=CB.
(1) 求证:四边形AFCE是平行四边形;
(2) 若去掉已知条件的“∠DAB=60°”,上述的结论还成立吗?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.
【重点】平行四边形的概念及有关性质和判定.
【难点】平行四边形多种判定方法的合理选取.
证明:(1) ∵四边形ABCD是平行四边形,∴DC∥AB,∠DCB=∠DAB=60°,
∴∠ADE=∠CBF=60°.
∵AE=AD,CF=CB,
∴△AED,△CFB是正三角形.
在▱ABCD中,AD=BC,∴ED=BF.
∴ED+DC=BF+AB,即EC=AF.
又∵DC∥AB,即EC∥AF,
∴四边形AFCE是平行四边形.
(2) 上述结论成立. (过程略)
方法总结:平行四边形的判定方法:
(1) 如果已知一组对边平行,常考虑证另一组对边平行或者证这组对边相等;
(2) 如果已知一组对边相等,常考虑证另一组对边相等或者证这组对边平行;
(3) 如果已知条件与对角线有关,常考虑证对角线互相平分.
二、 掌握平行四边形与矩形的关系,会利用矩形的性质与判定来解题
例2 如图2,在△ABC中,点O是AC边上(端点除外)的一个动点,过点O作直线MN∥BC. 设MN交∠BCA的平分线于点E,交∠BCA的外角平分线于点F,连接AE,AF. 那么当点O运动到何处时,四边形AECF是矩形?并证明你的结论.
【重点】矩形的概念及有关性质和判定.
【难点】判定一个四边形是矩形,可以先判定四边形是平行四边形,再找一个内角是直角或说明对角线相等.
证明:当点O运动到AC的中点(或OA=OC)时,四边形AECF是矩形.
∵CE平分∠BCA,∴∠1=∠2.
又∵MN∥BC,∴∠1=∠3,∴∠3=∠2,∴EO=CO. 同理,FO=CO,∴EO=FO.
又OA=OC,∴四边形AECF是平行四边形.
又∵∠1=∠2,∠4=∠5,
∴∠1+∠5=∠2+∠4.
又∵∠1+∠5+∠2+∠4=180°,
∴∠2+∠4=90°,即∠ECF=90°.
∴四边形AECF是矩形.
【方法总结】矩形的定义既可以作为性质,也可以作为判定. 矩形的性质是求证线段或角相等时常用的知识点. 证明一个四边形是矩形的方法:(1) 先证明它是平行四边形,再证明它有一个角是直角;(2) 先证明它是平行四边形,再证明它的对角线相等;(3) 证明有三个内角为90°.
三、 掌握平行四边形与菱形的关系,会利用菱形的性质与判定来解题
例3 如图3,矩形ABCD的对角线相交于点O,DE∥AC,CE∥BD.
(1) 求证:四边形OCED是菱形;
(2) 若∠ACB=30°,菱形OCED的面积为8,求AC的长.
【重点】菱形的相关性质和判定,菱形的面积计算方法.
【难点】菱形判定方法的合理选取,菱形面积公式的使用分析:(1) 先证明四边形OCED是平行四边形,然后证明它的一组邻边相等;(2) 因为△DOC是等边三角形,根据菱形的面积公式可以求菱形的边长,从而求出AC的长.
证明:(1) ∵DE∥OC,CE∥OD,∴四边形OCED是平行四边形. ∵四边形ABCD是矩形,∴AO=OC=BO=OD. ∴四边形OCED是菱形.
(2) ∵∠ACB=30°,∴∠DCO=90°-30°=60°. 又∵OD=OC,∴△OCD是等边三角形.
过D作DF⊥OC于F,则CF=OC,设CF=x,则OC=2x,AC=4x.
在Rt△DFA中,∵AF=3x ∴DF=x.
由菱形OCED的面积为8得OC·DF=8,即2x·x=8. 解得x=2. ∴AC=4×2=8.
【方法总结】菱形的定义既可作为性质,也可作为判定. 证明一个四边形是菱形的一般方法:(1) 四边相等;(2) 首先证明是平行四边形,然后证明有一组邻边相等;(3) 对角线互相垂直平分;(4) 对角线垂直的平行四边形.
(作者单位:江苏省常熟市周行中学)
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