【生活情境】除了平行四边形,四边形中还有一种特殊的图形——筝形,它的形状类似于风筝的骨架.我们把两组邻边分别相等的四边形称为筝形.筝形具有什么性质?除了定义之外还有没有其他的判定方法?

【问题分析】类比平行四边形性质和判定的研究角度,可以从边、角、对角线探究筝形的性质,再从逆命题的角度去研究筝形的判定.
【问题解决】
【问题反思】定义一种新的四边形即赋予图形新的性质,以此为出发点,进行推理判断.对于新定义的图形问题,我们要善于抓住它的概念,类比已经学过的探究方法去研究新问题.
【问题分析】类比平行四边形性质和判定的研究角度,可以从边、角、对角线探究筝形的性质,再从逆命题的角度去研究筝形的判定.
【问题解决】
【问题反思】定义一种新的四边形即赋予图形新的性质,以此为出发点,进行推理判断.对于新定义的图形问题,我们要善于抓住它的概念,类比已经学过的探究方法去研究新问题.
答案
解:
筝形的性质:
1. 两组邻边分别相等;
2. 一组对角相等;
3. 对角线互相垂直,且一条对角线平分另一条对角线;
4. 一条对角线平分一组对角;
5. 面积等于两条对角线乘积的一半。
筝形的判定方法:
1. 两组邻边分别相等的四边形是筝形;
2. 有一条对角线垂直平分另一条对角线的四边形是筝形。
筝形的性质:
1. 两组邻边分别相等;
2. 一组对角相等;
3. 对角线互相垂直,且一条对角线平分另一条对角线;
4. 一条对角线平分一组对角;
5. 面积等于两条对角线乘积的一半。
筝形的判定方法:
1. 两组邻边分别相等的四边形是筝形;
2. 有一条对角线垂直平分另一条对角线的四边形是筝形。
解析
【分析】
研究筝形这类新定义的图形时,我们可以类比平行四边形的探究思路:①探究性质时,从边、角、对角线、面积四个维度入手,通过连接对角线将四边形问题转化为三角形全等问题,结合定义逐步推导性质;②探究判定时,可先写出性质的逆命题,再验证逆命题是否成立,成立的即可作为判定方法。
【解析】
一、筝形性质推导
已知四边形ABCD是筝形,由定义得AB=AD,CB=CD。
1. 边的性质:由筝形的定义直接可得,两组邻边分别相等,即$AB=AD$,$CB=CD$。
2. 角的性质:连接对角线AC,在$△ ABC$和$△ ADC$中:
$\begin{cases} AB=AD \\ CB=CD \\ AC=AC \end{cases}$
$\therefore △ ABC ≌ △ ADC$(SSS),
$\therefore ∠ B=∠ D$,$∠ BAC=∠ DAC$,$∠ BCA=∠ DCA$,即筝形有一组对角相等,且一条对角线平分一组对角。
3. 对角线的性质:连接对角线BD,交AC于点O,在$△ ABO$和$△ ADO$中:
$\begin{cases} AB=AD \\ ∠ BAO=∠ DAO \\ AO=AO \end{cases}$
$\therefore △ ABO ≌ △ ADO$(SAS),
$\therefore BO=DO$,$∠ AOB=∠ AOD=90°$,即筝形的对角线互相垂直,且一条对角线平分另一条对角线。
4. 面积性质:筝形的面积可拆分为$△ ABD$和$△ BCD$的面积和:
$S_{ABCD}=S_{△ ABD}+S_{△ BCD}=\frac{1}{2}BD· AO+\frac{1}{2}BD· CO=\frac{1}{2}BD·(AO+CO)=\frac{1}{2}BD· AC$,即筝形的面积等于两条对角线乘积的一半。
二、筝形判定方法推导
1. 定义判定:直接根据筝形的定义,两组邻边分别相等的四边形是筝形。
2. 对角线判定:若四边形的一条对角线垂直平分另一条对角线,根据垂直平分线的性质,可得该四边形两组邻边分别相等,符合筝形的定义,因此有一条对角线垂直平分另一条对角线的四边形是筝形。
【答案】
筝形的性质:
1. 两组邻边分别相等;
2. 一组对角相等;
3. 对角线互相垂直,且一条对角线平分另一条对角线;
4. 一条对角线平分一组对角;
5. 面积等于两条对角线乘积的一半。
筝形的判定方法:
1. 两组邻边分别相等的四边形是筝形;
2. 有一条对角线垂直平分另一条对角线的四边形是筝形。
【知识点】
全等三角形的判定与性质;筝形的性质;筝形的判定
【点评】
本题属于新定义类几何探究题,引导学生类比已学的平行四边形研究方法探究新图形的性质与判定,既考查了三角形全等知识的应用,也锻炼了知识迁移能力和逻辑推理能力,帮助学生掌握几何图形的通用探究思路。
【难度系数】
0.7
研究筝形这类新定义的图形时,我们可以类比平行四边形的探究思路:①探究性质时,从边、角、对角线、面积四个维度入手,通过连接对角线将四边形问题转化为三角形全等问题,结合定义逐步推导性质;②探究判定时,可先写出性质的逆命题,再验证逆命题是否成立,成立的即可作为判定方法。
【解析】
一、筝形性质推导
已知四边形ABCD是筝形,由定义得AB=AD,CB=CD。
1. 边的性质:由筝形的定义直接可得,两组邻边分别相等,即$AB=AD$,$CB=CD$。
2. 角的性质:连接对角线AC,在$△ ABC$和$△ ADC$中:
$\begin{cases} AB=AD \\ CB=CD \\ AC=AC \end{cases}$
$\therefore △ ABC ≌ △ ADC$(SSS),
$\therefore ∠ B=∠ D$,$∠ BAC=∠ DAC$,$∠ BCA=∠ DCA$,即筝形有一组对角相等,且一条对角线平分一组对角。
3. 对角线的性质:连接对角线BD,交AC于点O,在$△ ABO$和$△ ADO$中:
$\begin{cases} AB=AD \\ ∠ BAO=∠ DAO \\ AO=AO \end{cases}$
$\therefore △ ABO ≌ △ ADO$(SAS),
$\therefore BO=DO$,$∠ AOB=∠ AOD=90°$,即筝形的对角线互相垂直,且一条对角线平分另一条对角线。
4. 面积性质:筝形的面积可拆分为$△ ABD$和$△ BCD$的面积和:
$S_{ABCD}=S_{△ ABD}+S_{△ BCD}=\frac{1}{2}BD· AO+\frac{1}{2}BD· CO=\frac{1}{2}BD·(AO+CO)=\frac{1}{2}BD· AC$,即筝形的面积等于两条对角线乘积的一半。
二、筝形判定方法推导
1. 定义判定:直接根据筝形的定义,两组邻边分别相等的四边形是筝形。
2. 对角线判定:若四边形的一条对角线垂直平分另一条对角线,根据垂直平分线的性质,可得该四边形两组邻边分别相等,符合筝形的定义,因此有一条对角线垂直平分另一条对角线的四边形是筝形。
【答案】
筝形的性质:
1. 两组邻边分别相等;
2. 一组对角相等;
3. 对角线互相垂直,且一条对角线平分另一条对角线;
4. 一条对角线平分一组对角;
5. 面积等于两条对角线乘积的一半。
筝形的判定方法:
1. 两组邻边分别相等的四边形是筝形;
2. 有一条对角线垂直平分另一条对角线的四边形是筝形。
【知识点】
全等三角形的判定与性质;筝形的性质;筝形的判定
【点评】
本题属于新定义类几何探究题,引导学生类比已学的平行四边形研究方法探究新图形的性质与判定,既考查了三角形全等知识的应用,也锻炼了知识迁移能力和逻辑推理能力,帮助学生掌握几何图形的通用探究思路。
【难度系数】
0.7
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