师:亲爱的同学们,大家好。今天我们一起来学习人教版八年级下册第18章18.2第三课菱形的性质。首先来看这节课的学习目标:一、理解菱形的定义;二、探索并证明菱形的性质定理,会运用它们进行证明与计算。
我们知道,当一个四边形两组对边分别平行时,它就是平行四边形。把平行四边形的角特殊化,令其中一个角等于90度,就得到矩形。如果把边特殊化,会出现什么样的特殊平行四边形呢?请同学们观察这个平行四边形的一组邻边BC、CD,把BC边沿着CD的方向平移,当BC等于CD时,原平行四边形就变成一类特殊的平行四边形,这就是我们今天要学习的菱形。
菱形在生活中很常见,像一些门窗的窗格、美丽的中国结、伸缩的衣帽架等等,这说明很有必要学习和研究它。首先思考,如何给菱形下定义?矩形是特殊的平行四边形,下定义的方法可以借鉴。矩形的定义是:有一个角是90度的平行四边形,叫做矩形。那么平行四边形添加什么条件可称之为菱形呢?通过刚才的演示可知,有一组邻边相等的平行四边形是菱形。在这个定义中要强调两点:一是菱形是特殊的平行四边形;二是特殊在有一组邻边相等。结合图形,用符号语言描述为:因为四边形ABCD是平行四边形,且BC等于CD,所以四边形ABCD是菱形。
通过前面的学习,研究几何图形的一般思路是由定义到性质再到判定,学习菱形也不例外。接下来学习菱形的性质。
由定义可知,菱形是特殊的平行四边形,平行四边形具有的性质它都有,这是菱形和平行四边形的共性,当然菱形也有其个性。下面从边、角、对角线三个方面来研究。
先从边入手。菱形具有平行四边形边的性质,即对边平行且相等,也就是AB平行CD,AD平行BC,AB等于CD,AD等于BC。除此之外,它还有特殊性质吗?因为菱形有一组邻边相等,设AB等于AD,那么很容易得到AB等于BC等于CD等于AD,即菱形的四条边都相等。结合图形,用几何语言描述为:因为四边形ABCD是菱形,所以AB等于BC等于CD等于AD。
接下来研究角。菱形是把平行四边形边特殊化的图形,角不具备特殊性,其角的性质与平行四边形角的性质完全一致,所以无需继续研究。
再研究菱形的对角线。在平行四边形中,对角线互相平分,即OA等于OC,OB等于OD。请同学们大胆猜想,菱形的对角线有没有其他性质?通过观察,好像AC与BD垂直,不妨猜想菱形的对角线互相垂直。要判断猜想是否正确,需通过推理证明。
已知:如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,求证AC垂直BD。
在菱形中,要证明对角线互相垂直,菱形的性质有菱边相等,会出现一些等腰三角形,加上对角线互相平分,很容易联想到运用等腰三角形三线合一的性质来证垂直。下面和老师一起来书写推理过程:
因为四边形ABCD是菱形,所以AB等于AD(邻边相等),OB等于OD(菱形对角线互相平分),所以三角形ABD是等腰三角形。根据三线合一,可得AO垂直BD,即AC垂直BD。
那么在刚才的证明过程中,还能得到其他结论吗?菱形的对角线还有其他性质吗?没错,等腰三角形三线合一中,底边的高同时还是顶角的角平分线,也就是还可以得到角DAC等于角CAB,即AC平分角BAD。同理,可证明AC平分角DCB,BD平分角ADC,BD平分角ABC。归纳起来就是,菱形的对角线平分它的每一组对角。于是得到菱形对角线的特殊性质:菱形对角线互相垂直且平分每一组对角。结合图形,用符号语言描述为:因为四边形ABCD是菱形,所以AC垂直BD,角DAC等于角BAC,角DCA等于角BCA,角ADB等于角CDB,角ABD等于角CBD。
刚才是通过边、角、对角线单一元素研究菱形的性质,下面从整体看菱形的对称性。与矩形一样,菱形也是轴对称图形,它的对称轴是对角线所在的直线。要注意菱形对称轴的位置跟矩形不一样。
到目前为止,菱形的性质已学习得差不多了,总结一下:把平行四边形的边特殊化得到菱形,菱形是平行四边形的一种,具备平行四边形所有性质。其特殊性质体现在:一、四条边相等;二、对角线互相垂直且平分每一组对角。因为对角线互相垂直,发现菱形的两条对角线把菱形平分成四个全等的直角三角形,这和平行四边形不同,平行四边形的两条对角线通常只把它分成两对全等的三角形。
