【学习目标】
1.理解平行四边形的概念,掌握平行四边形的性质定理和判定定理.
2.能初步运用平行四边形的性质进行推理和计算,并体会如何利用所学的三角形的知识解决四边形的问题.
3. 了解平行四边形的不稳定性及其实际应用.
4. 掌握两个推论:“夹在两条平行线间的平行线段相等”。“夹在两条平行线间的垂线段相等” . 【要点梳理】
知识点一、平行四边形的定义
平行四边形:两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形. 平行四边形ABCD记作“
ABCD”,读作“平行四边形ABCD”.
要点诠释:平行四边形的基本元素:边、角、对角线.相邻的两边为邻边,有四对;相对的边为对边,有两对;相邻的两角为邻角,有四对;相对的角为对角,有两对;对角线有两条. 知识点二、平行四边形的性质定理 平行四边形的对角相等; 平行四边形的对边相等; 平行四边形的对角线互相平分;
要点诠释:(1)平行四边形的性质定理中边的性质可以证明两边平行或两边相等;角的性质可以证明两角相等或两角互补;对角线的性质可以证明线段的相等关系或倍半关系. (2)由于平行四边形的性质内容较多,在使用时根据需要进行选择.
(3)利用对角线互相平分可解决对角线或边的取值范围的问题,在解答时应联系三角形三边的不等关系来解决. 知识点三、平行线的性质定理 1.两条平行线间的距离:
(1)定义:两条平行线中,一条直线上的任意一点到另一条直线的距离,叫做这两条平行线间的距离.注:距离是指垂线段的长度,是正值. 2.平行线性质定理及其推论 夹在两条平行线间的平行线段相等.
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平行线性质定理的推论: 夹在两条平行线间的垂线段相等.
【典型例题】
类型一、平行四边形的性质
1.如图,平行四边形ABCD的周长为60cm,对角线交于O,△AOB的周长比△BOC•的周长大8cm,求AB,BC的长.
【答案与解析】
解: ∵四边形ABCD是平行四边形. ∴ AB=CD,AD=BC,AO=CO, ∵ □ABCD的周长是60.
∴2AB+2BC=60,即AB+BC=30,① 又∵△ AOB的周长比△BOC的周长大8.
即(AO+OB+AB)-(BO+OC+BC)=AB-BC=8, ②
由①②有
解得
∴AB,BC的长分别是19cm和11cm.
【总结升华】根据平行四边形对角线互相平分,利用方程的思想解题. 举一反三:
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【变式】如图:在平行四边形ABCD中,CE是∠DCB的平分线,F是AB的中点,AB=6,BC=4.求AE:EF:FB的值.
【答案】
解:∵ ABCD是平行四边形,所以AB∥CD,∠ECD=∠CEB ∵CE为∠DCB的角平分线, ∴∠ECD=∠ECB, ∴∠ECB=∠CEB, ∴BC=BE
∵BC=4,所以BE=4
∵AB=6,F为AB的中点,所以BF=3 ∴EF=BE-BF=1,AE=AB-BE=2 ∴AE:EF:FB=2:1:3.
2.平行四边形ABCD的对角线相交于点O,且AD≠CD,过点O作OM⊥AC,交AD于点M,如果△CDM的周长是40cm,求平行四边形ABCD的周长.
【思路点拨】由四边形ABCD是平行四边形,即可得AB=CD,AD=BC,OA=OC,又由OM⊥AC,根据垂直平分线的性质,即可得AM=CM,又由△CDM的周长是40cm,即可求得平行四边形ABCD的周长. 【答案与解析】
解:∵四边形ABCD是平行四边形, ∴AB=CD,AD=BC,OA=OC, ∵OM⊥AC, ∴AM=CM,
∵△CDM的周长是40,
即:DM+CM+CD=DM+AM+CD=AD+CD=40,
∴平行四边形ABCD的周长为:2(AD+CD)=2×40=80(cm). ∴平行四边形ABCD的周长为80cm.
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【总结升华】此题考查了平行四边形的性质与线段垂直平分线的性质.解题的关键是注意数形结合思想的应用. 举一反三:
【变式】如图,平行四边形ABCD的对角线AC.BD相交于点O,EF过点O且与AB.CD分别相交于点E.F,连接EC. (1)求证:OE=OF;
(2)若EF⊥AC,△BEC的周长是10,求平行四边形ABCD的周长.
【答案】
(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形, ∴OD=OB,DC∥AB, ∴∠FDO=∠EBO, 在△FDO和△EBO中
FDO=EBOODOB∵FODEOB
∴△FDO≌△EBO(AAS), ∴OE=OF;
(2)解:∵四边形ABCD是平行四边形, ∴AB=CD,AD=BC,OA=OC, ∵EF⊥AC, ∴AE=CE,
∵△BEC的周长是10 ∴BC+BE+CE=BC+AB=10,
∴平行四边形ABCD的周长=2(BC+AB)=20.
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3.如图,口ABCD的周长为52cm,AB边的垂直平分线经过点D,垂足为E,口ABCD的周长比△ABD的周长多10cm.∠BDE=35°. (1)求∠C的度数; (2)求AB和AD的长.
【思路点拨】(1)由于DE是AB边的垂直平分线,得到∠ADE=∠BDE=35°,于是推出∠A═55°,根据平行四边形的性质得到∠C=55°;(2)由DE是AB边的垂直平分线,得到DA=DB,根据平行四边形的性质得到AD=BC,AB=DC,由于口ABCD的周长为52,于是得到AB+AD=26,根据口ABCD的周长比△ABD的周长多10,得到BD=16,AD=16(cm),于是求出结论. 【答案与解析】解:(1)∵DE是AB边的垂直平分线, ∴∠ADE=∠BDE=35°, ∴∠A=90°﹣∠ADE=55°, ∵口ABCD, ∴∠C=∠A=55°;
(2)∵DE是AB边的垂直平分线, ∴DA=DB,
∵四边形ABCD是平行四边形, ∴AD=BC,AB=DC, ∵口ABCD的周长为52, ∴AB+AD=26,
∵口ABCD的周长比△ABD的周长多10, ∴52﹣(AB+AD+BD)=10, ∴BD=16,
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∴AD=16(cm), ∴AB=26﹣16=10(cm).
【总结升华】本题主要考查了线段垂直平分线的性质,平行四边形的性质,能综合应用这两个性质是解题的关键.
4.如图1,P为Rt△ABC所在平面内任一点(不在直线AC上),∠ACB=90°,M为AB的中点.
操作:以PA.PC为邻边作平行四边形PADC,连接PM并延长到点E,使ME=PM,连接DE. (1)请你猜想与线段DE有关的三个结论,并证明你的猜想;
(2)若将“Rt△ABC”改为“任意△ABC”,其他条件不变,利用图2操作,并写出与线段DE有关的结论(直接写答案).
【思路点拨】(1)连接BE,证△PMA≌△EMB,推出PA=BE,∠MPA=∠MEB,推出PA∥BE.根据平行四边形的性质得出PA∥DC,PA=DC,推出BE∥DC,BE=DC,得出平行四边形CDEB即可; (2)连接BE,证△PMA≌△EMB,推出PA=BE,∠MPA=∠MEB,推出PA∥BE.根据平行四边形的性质得出PA∥DC,PA=DC,推出BE∥DC,BE=DC,得出平行四边形CDEB即可. 【答案与解析】
DE∥BC,DE=BC,DE⊥AC, 证明:连接BE, ∵M为AB中点, ∴AM=MB, 在△PMA和△EMB中
∵
PM=MEPMA=EMBAM=BM,
∴△PMA≌△EMB(SAS),
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∴PA=BE,∠MPA=∠MEB, ∴PA∥BE.
∵四边形PADC是平行四边形, ∴PA∥DC,PA=DC, ∴BE∥DC,BE=DC,
∴四边形DEBC是平行四边形, ∴DE∥BC,DE=BC. ∵∠ACB=90°, ∴BC⊥AC, ∴DE⊥AC.
(2)解:DE∥BC,DE=BC.
【总结升华】本题考查了平行四边形性质和判定,全等三角形的性质和判定,平行线的性质和判定的综合运用. 举一反三:
【变式】已知:如图,在平行四边形ABCD中,DE⊥AB于点E,DF⊥BC于点F,∠DAB的平分线交DE于点M,交DF于点N,交DC于点P. (1)求证:∠ADE=∠CDF;
(2)如果∠B=120°,求证:△DMN是等边三角形. 【答案】
证明:(1)∵四边形ABCD是平行四边形, ∴∠DAB=∠C,DC∥AB,
∵DE⊥AB于点E,DF⊥BC于点F, ∴∠ADE=90°-∠DAB,∠CDF=90°-∠C, ∴∠ADE=∠CDF.
(2)证明:∵∠DAB的平分线交DE于点M,交DF于点N,交DC于点P, ∴∠DAP=∠BAP, ∵DC∥AB, ∴∠DPA=∠BAP, ∴∠DAP=∠DPA, ∴DA=DP,
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∵∠ADE=∠CDF,∠DAP=∠DPA,DA=DP, ∴△DAM≌△DPN, ∴DM=DN, ∵∠B=120°,
∴∠MDN=360°-∠DEB-∠EFB-∠B=360°-90°-90°-120°=60°, ∴△DMN是等边三角形.
类型二、平行线性质定理及其推论
5.如图1,已知直线m∥n,点A.B在直线n上,点C.P在直线m上;
(1)写出图1中面积相等的各对三角形:△CAB与△PAB.△BCP与△APC.△ACO与△BOP__________________;
(2)如图①,A.B.C为三个顶点,点P在直线m上移动到任一位置时,总有__________△PAB与△ABC的面积相等;
(3)如图②,一个五边形ABCDE,你能否过点E作一条直线交BC(或延长线)于点M,使四边形ABME的面积等于五边形ABCDE的面积.
【思路点拨】(1)找出图①中同底等高的三角形,这些三角形的面积相等;
(2)因为两平行线间的距离是相等的,所以点C.P到直线n间的距离相等,也就是说△ABC与△PAB的公共边AB上的高相等,所以总有△PAB与△ABC的面积相等; (3)只要作一个三角形CEM与三角形CED的面积相等即可. 【答案与解析】 解:(1)∵m∥n,
∴点C.P到直线n间的距离与点A.B到直线m间的距离相等; 又∵同底等高的三角形的面积相等,
∴图①中符合条件的三角形有:△CAB与△PAB.△BCP与△APC,△ACO与△BOP;
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(2)∵m∥n,
∴点C.P到直线n间的距离是相等的, ∴△ABC与△PAB的公共边AB上的高相等, ∴总有△PAB与△ABC的面积相等;
(3)连接EC,过点D作直线DM∥EC交BC延长线于点M,连接EM,线段EM所在的直线即为所求的直线.
【总结升华】本题主要考查了三角形的面积及平行线的性质,利用平行线间的距离相等得到同底等高的三角形是解题的关键.
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