開學(xué)已經(jīng)2周,不知你是否已經(jīng)適應(yīng)了新學(xué)期的學(xué)習(xí)生活.這一周的重點(diǎn)是平行四邊形和矩形,其中,對(duì)于一些自定義命題的判定和平行四邊形存在性問(wèn)題,同學(xué)們可能還掌握不到位,本講就重點(diǎn)關(guān)注這兩塊的內(nèi)容. 寫在前面 一、判斷命題的對(duì)錯(cuò) 例1: 下列圖形是平行四邊形嗎?是,請(qǐng)證明;不是,請(qǐng)畫圖舉反例. (1)一組對(duì)邊平行且另一組對(duì)邊相等的四邊形 (2)兩組對(duì)角分別相等的四邊形 (3)有兩對(duì)鄰角互補(bǔ)的四邊形 (4)一組對(duì)邊平行且一組對(duì)角相等的四邊形 (5)一組對(duì)邊平行,一組鄰角互補(bǔ)的四邊形 (6)兩條邊相等,并且另外的兩條邊也相等的四邊形 (7)對(duì)角線相等的四邊形 (8)一條對(duì)角線平分另一條對(duì)角線的四邊形 (9)一組對(duì)邊相等,且一條對(duì)角線平分另一條對(duì)角線的四邊形 (10)一組對(duì)邊相等,一組對(duì)角(銳角)相等的四邊形 分析: 平行四邊形的判定方法,課本中介紹了四種,分別是: ①兩組對(duì)邊分別平行的四邊形是平行四邊形. ②一組對(duì)邊平行且相等的四邊形是平行四邊形. ③兩組對(duì)邊分別相等的四邊形是平行四邊形. ④對(duì)角線互相平分的四邊形是平行四邊形. 我們?cè)谧C明一個(gè)圖形是平行四邊形,只能先根據(jù)題目的條件,將其轉(zhuǎn)化為用以上四種中的一種進(jìn)行證明.而有些命題,我們?nèi)绾蝸?lái)判定其是假命題呢? 其實(shí)很簡(jiǎn)單,我們都知道平行四邊形是中心對(duì)稱圖形,那么其中一條對(duì)角線將其分成的兩個(gè)三角形,必然是全等的,而且關(guān)于對(duì)角線的交點(diǎn)成中心對(duì)稱.而在有些命題中,按條件畫出四邊形后,作出一條對(duì)角線分得的兩個(gè)三角形,卻不全等,而且,十有八九是SSA型,我們下面逐個(gè)作圖解析. 解答: (1)假命題 反例:如圖,AD∥BC,AB=CD,四邊形ABCD不是平行四邊形. 反例畫法:先畫平行四邊形ABCD’,以C為圓心,CD’為半徑畫弧,交AD’于點(diǎn)D,則四邊形ABCD是等腰梯形. 解答: (2)真命題 原因: ∵∠A=∠C,∠B=∠D, ∠A+∠C+∠B+∠D=360° 則2∠A+2∠B=360°,∠A+∠B=180°,AD∥BC 同理,∠A+∠D=180°,AB∥DC, 四邊形ABCD是平行四邊形. 解答: (3)假命題 反例:如圖,∠A+∠B=180°,∠C +∠D=180°,四邊形ABCD不是平行四邊形. 原因:兩個(gè)條件都只能推得AD∥BC. 反例畫法:任意梯形即可. 解答: (4)真命題 原因: ∵∠A=∠C,AD∥BC, ∴∠A+∠B=180°, ∴∠C+∠B=180°, AB∥DC,四邊形ABCD是平行四邊形. 解答: (5)假命題 反例:如圖,AD∥BC,∠A+∠B=180°,四邊形ABCD不是平行四邊形. 原因:∠A+∠B=180°與AD∥BC是重復(fù)條件. 反例畫法:任意梯形即可. 解答: (6)假命題 反例:如圖,AB=AD,BC=DC,四邊形ABCD不是平行四邊形. 原因:雖然連接AC后,可以證明△ABC≌△ADC,但不是成中心對(duì)稱,而是成軸對(duì)稱. 反例畫法:尺規(guī)作圖,過(guò)直線外一點(diǎn)作已知直線的垂線,連接四個(gè)點(diǎn),構(gòu)造箏形. 解答: (7)假命題 反例:如圖,AC=DB,四邊形ABCD不是平行四邊形. 原因:無(wú)全等可以證明. 反例畫法:任意畫兩條相交且相等長(zhǎng)度的線段,順次連接兩條線段的四個(gè)端點(diǎn). 解答: (8) 假命題 反例:如圖,AC平分DB,四邊形ABCD不是平行四邊形. 原因:無(wú)全等可以證明. 反例畫法:畫一條線段,取中點(diǎn),過(guò)中點(diǎn)畫中點(diǎn)兩側(cè)不等長(zhǎng)的線段,順次連接兩條線段的四個(gè)端點(diǎn). 解答: (9) 經(jīng)典假命題(詳見2013年無(wú)錫中考24題) 反例:如圖,AD=BC,AO=CO,四邊形ABCD不是平行四邊形. 原因: △AOD和△COB中,AD=BC,AO=CO,∠AOD=∠COB,兩個(gè)三角形又是SSA,無(wú)法證明全等. 反例畫法:與(1)類似,先畫平行四邊形AB’CD,以C為圓心,CB’為半徑畫弧,交DB’于點(diǎn)B,四邊形ABCD符合條件,但不是平行四邊形. 解答: (10)經(jīng)典假命題 反例:如圖,AB=CD,∠B=∠D,四邊形ABCD不是平行四邊形. 原因:連接AC,△ABC和△CDA中,AB=CD,AC=CA,∠B=∠D,又是SSA,不能構(gòu)造全等. 反例畫法:可以先了解左側(cè)兩種,以后學(xué)了圓會(huì)加深理解.重點(diǎn)掌握右上,構(gòu)造等腰△ABD’,在底邊BD’上任取非中點(diǎn)C,連接AC,將△ACD’沿著AC中垂線翻折到△ACD,則四邊形ABCD符合條件,不是平行四邊形.右下,先構(gòu)造平行四邊形ABC’D’,將△AC’D’繞點(diǎn)A旋轉(zhuǎn),使C’再次落在BC’上,即為C,則D’旋轉(zhuǎn)后的位置即為D,四邊形ABCD符合條件,但不是平行四邊形. 例2: 下列圖形是矩形嗎?是,請(qǐng)證明;不是,請(qǐng)畫圖舉反例. (1)有兩個(gè)角是直角的四邊形 (2)對(duì)角線相等且有一個(gè)角是直角的四邊形 (3)對(duì)角線相等且互相垂直的四邊形 (4)一組鄰角相等的平行四邊形 (5)一條對(duì)角線是一條邊長(zhǎng)2倍的平行四邊形 分析: 矩形的判定,有兩大類思路,第一類:間接證明,即先證明平行四邊形,再證矩形;第二類直接證明,即證明四邊形是矩形. 課本中介紹了3種,分別是: ①有一個(gè)角是直角的平行四邊形是矩形. ②對(duì)角線相等的平行四邊形是矩形. ③有三個(gè)角是直角的四邊形是矩形. 前兩種是間接證明,第三種是直接證明.這道題,只畫反例,或說(shuō)出反例圖形的名稱,相信大家都能理解. 解答: (1)假命題 反例:直角梯形 (2)假命題 反例: 畫法:構(gòu)造Rt△ABC,∠ABC=90°,以B為圓心,AC長(zhǎng)為半徑畫弧,在弧上選一點(diǎn)D,連接AD,CD,四邊形ABCD符合對(duì)角線相等且有一個(gè)角是直角,不是矩形. (3)假命題 反例: 畫法:任意畫兩條互相垂直且相等的相交線段AC,BD,順次連接四個(gè)頂點(diǎn),四邊形ABCD符合條件,但不是矩形. (4)真命題 原因:∵四邊形ABCD是平行四邊形 ∴AD∥BC,∠A+∠B=180°, 又∵∠A=∠B,∴∠A=90°,平行四邊形ABCD是矩形. (5)假命題 反例: 畫法:CD=1,BD=2,且∠BDC≠60°即符合要求. 二、平行四邊形存在性問(wèn)題 例3: 平面直角坐標(biāo)系中,A(-2,1),B(-1,-1),C(0,2),求點(diǎn)D坐標(biāo),使這四個(gè)點(diǎn)能構(gòu)成平行四邊形. 分析: 這類題目,我們?cè)谏蠈W(xué)期即已經(jīng)做過(guò),先畫出三個(gè)點(diǎn)的位置,再作出點(diǎn)D的三種位置,用平移的方法,計(jì)算它的坐標(biāo). 但是,筆者自己解題時(shí)其實(shí)并不常用這樣的方法,因?yàn)槊看味家媹D,十分麻煩,我想同學(xué)們有的也十分喜歡偷懶,那這次就講一個(gè)偷懶的方法. 但再介紹之前,還是來(lái)看看點(diǎn)D的位置是怎么樣的. 顯然,過(guò)給定的三個(gè)點(diǎn)A、B、C,作對(duì)邊的平行線,三條平行線的交點(diǎn)即為點(diǎn)D的三個(gè)位置.接下來(lái),偷懶方法登場(chǎng): 觀察平行四邊形ABD1C,AD為其對(duì)角線. 觀察平行四邊形ACBD2,AB為其對(duì)角線. 觀察平行四邊形ABCD3,AC為其對(duì)角線. 你發(fā)現(xiàn)了什么? 只要抓住一個(gè)點(diǎn)A,其與其他三個(gè)點(diǎn)的連線,都能作為對(duì)角線,以AD為對(duì)角線為例,結(jié)合平行四邊形的性質(zhì),對(duì)角線互相平分,我們不難發(fā)現(xiàn),對(duì)角線AD和BC 的交點(diǎn),既是AD的中點(diǎn),又必然是BC的中點(diǎn),運(yùn)用中點(diǎn)公式坐標(biāo),不難得到交點(diǎn)坐標(biāo)是 這三個(gè)公式有什么好處呢? 只需知道3個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo),那么第四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)只需選定一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo),再和其他三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)分別聯(lián)立,代入公式即可得到,無(wú)需畫圖,不易漏解.不妨可以用兩種解法來(lái)對(duì)比下. 解答: 法1: 法2: 顯然,法2無(wú)需畫圖,只需解3個(gè)方程組,對(duì)于數(shù)據(jù)復(fù)雜的題目更有優(yōu)勢(shì)。 例4: (2016·無(wú)錫)如圖,已知平行四邊形OABC的頂點(diǎn)A、C分別在直線x=1和x=4上,O是坐標(biāo)原點(diǎn),則對(duì)角線OB長(zhǎng)的最小值為_________. 解析: 本講練習(xí),答案見下期
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