完美的正方形。

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第十六讲完美的正方形
有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形是正方形，换句话说：正方形是各边都相等的矩形，正方形是各角都相等的菱形，正方形既是矩形又是菱形，它具有矩形和菱形的一切性质．
矩形、菱形，正方形都是特殊的四边形，它们的概念交错，关系复杂，性质有许多相似之处，一些判定和性质定理又是可逆的，所以在学习中注重概念的理解，着眼于概念间的区别与联系．
连正方形的对角线，能得到特殊三角形、全等三角形，由于正方形常常与直角三角形联系在一起，所以在解有关正方形问题时要用到直角三角形性质，具有代数风格，体现数形结合思想．熟悉以下基本图形，基本结论：
例题求解
【例1】如图，若四边形ABCD是正方形，△CDE是等边三角形，则∠EAB的度数为
．(北京市竞赛题)
思路点拨图中还有等腰三角形，利用等腰三角形性质计算．
注可以证明，在所有用长相等的四边形中，正方形的面积最大．
我们熟悉的“七巧板”，那是把一块正方形板切分成三角形、正方形、平行四边形的7块，用它可以拼出许多巧妙的图形，“七巧板”是我国古代人民智慧的结晶．
【例2】如图，在正方形ABCD中，O是对角线AC、BD的交点，过O作OC⊥OF，分别交AB、BC于E、F，若AE=4，CF=3，则EF的长为()
A．7B．5C．4D．3
(江苏省泰州市中考题)

思路点拨AE、CF、EF不在同一个三角形中，运用全等三角形寻找相等的线段，使分散的条件集中到同一个三角形中．
【例3】如图，正方形ABCD中，E、F是AB、BC边上两点，且EF=AC+FC，DG⊥EF于G，求证：DC=DA．
(重庆市竞赛题)

思路点拨构造AE+FC的线段是解本例的关键．
【例4】已知正方形ABCD中，M是AB的中点，E是AB延长线上一点，MN⊥DM且交∠CBZ的平分线于N(如图甲)．
(1)求证：MD=MN
(2)若将上述条件中的“M是AB中点”改为“M是AB上的任意一点”，其余条件不变(如图乙)，则结论“MD=MN”还成立吗?如果成立，请证明：如果不成立，请说明理由．
(上海市闽行区中考题)
思路点拨对于图甲，取AD中点F，通过构造全等三角形证明MD=MN；这种证法能否迁移到图乙情景中去?从而作出正确的判断．
注探索是学习的生命线，深入探究、学会探索是时代提出的新要求．数学解题中的探索活动可从以下几个方面进行：
(1)在题设条件不变情况下，发现挖掘更多的结论；
(2)通过强化或弱化来改变条件，考查结论是否改变或寻求新的结论；
(3)构造逆命题．
对于例3，请读者思考，在不改变题设条件的前提下，
(1)∠EDF等于多少度?
(2)怎样证明明逆命题?
例4改变点的位置，赋以运动，从特殊到一般，(1)的结果为(2)的猜想提供了借鉴的依据，又为猜想设置了障碍，前面的证明思路是后面的证明模式．
【例5】操作：将一把三角尺放在边长为l的正方形ABCD上，并使它的直角顶点P在对角线AC上滑动，直角的一边始终经过点B，另一边与射线DC相交于点Q．
探究：设A，P两点间的距离为x
(1)当点Q在边CD上时，线段PQ与线段PB之间有怎样的大小关系?试证明你观察得到的结论；
(2)当点Q在边CD上时，设四边形PBCQ的面积为y，求y与x之间的关系式，并写出x的取值范围；
(3)当点P在线段AC上滑动时，△PCQ是否可能成为等腰三角形?如果可能，指出所有能使△PCQ成为等腰三角形的点Q的位置，并求出相应的x的值；
如果不可能，试说明理由(图1、图2、图3的形状大小相同，图1供操作、实验用，图2、图3备用)．
思路点拨本例是探究式的操作型试题，第(1)问需抓住滑动中∠BPQ是直角这一不变量，画出滑动中一般情形的图形，通过观察提出猜想，再给予论证，第(3)问需要在操作中观察出使△PCQ是等腰三角形的两种情形．
注数学学习是一个生动活泼的过程，动手实践，自主探索是学习数学的重要形式，它说明了存在的事实是怎样被发现和被发现的现象又是怎样获得证实的，解这类问题，需边操作，边观察、边思考，综合运用相关知识方法探究结论．
学力训练
1．如图，P是正方形ABCD内一点，将△ABP绕点B顺时针方向旋转能与△CBP′重合，若PB=3，则PP′=．河南省中考题)
2．如图，正方形ABCD中，E为CD边上一点，F为BC延长线上一点，CE=CF，若∠BEC=60°，则∠EFD的度数为．(苏州市中考题)
3．如图，∠POQ=90°，边长为2㎝的正方形ABCD的顶点B在OP上，C在OQ上，且∠OBC=30°，则A、D到OP的距离分别为．(南京市中考题)Www.jAB88.cOm

4．如图，正方形ABCD中，CE⊥MN，若∠MCE＝35°，则∠ANM的度数是．
5．如图，E是边长为l的正方形ABCD的对角线BD上一点，且BE=BC，P为CE上任意一点，PQ⊥BC于点Q，PR⊥BE于点R，则PQ+PR的值为()(河北省中考题)
A．B．C．D．

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矩形、正方形2

第四章四边形性质探索
４．矩形、正方形（二）

一．学生情况分析
学生已经学习了平行四边形的性质和判定，也学习了一种特殊的平行四边形——菱形的性质和判定，对于类似的问题有一定的学习精力、经验和感受，这将更有利于学生对本节课的学习。

二．教学任务分析
教学目标：
知识目标：
1.掌握正方形的定义，弄清正方形与平行四边形、菱形、矩形的关系。
2.掌握正方形的性质定理1和性质定理2。
3.正确运用正方形的性质解题。
能力目标：
1.通过四边形的从属关系渗透集合思想。
2．在直观操作活动和简单的说理过程中，发展学生初步的合情推理能力、主动探究习惯，逐步掌握说理的基本方法。
情感与价值观
1.通过理解四种四边形内在联系，培养学生辩证观点
教学重点：正方形的性质的应用．
教学难点：正方形的性质的应用．

三、教学过程设计
课前准备
教具准备:一个活动的平行四边形木框、白纸、剪刀．
学生用具：白纸、剪刀
教学过程设计分成四分环节：
第一环节：巧设情境问题，引入课题
第二环节：讲授新课
第三环节：新课小结
第四环节：布置作业

第一环节巧设情境问题，引入课题
进入正题，提出本节课的研究主题——正方形
第二环节讲授新课
主要环节
（1）呈现两种通过不同途径得到正方形的过程，给正方形下定义
（2）讨论正方形的性质
（3）通过练习加强对正方形性质的理解
（4）寻找平行四边形、矩形、菱形、正方形之间的相互关系。
（5）寻找正方形的判定方法
目的：
1．正方形是特殊的平行四边形，也是特殊的矩形和菱形，因此想得到一个正方形，可以在矩形的基础上强化边的条件得到，也可以在菱形的基础上强化角的条件得到。于是在课上呈现这两种变化，为后面寻求平行四边形、矩形、菱形、正方形的关系打下基础。
2．由于采用了两种正方形形成的方式，因此正方形的性质和判定方法都可以从中挖掘和发现。
大致教学过程
呈现一个平行四边形变成正方形的全过程．（演示）
由于平行四边形具有不稳定性，所以先把平行四边形木框的一个角变为直角，再移动一条短边，截成有一组邻边相等，此时平行四边形变成了一个正方形．
这个变化过程，可用如下图表示
由此可知：正方形是一组邻边相等的矩形．即：一组邻边相等的矩形叫做正方形．
这个平行四边形木框还可以这样变化：先移动一条短边，截成有一组邻边相等的平行四边形，再把一个角变成直角，此时的平行四边形也变成了正方形．
这个变化过程，也可用图表示
你能根据上面的变化过程，给正方形下定义吗？
一组邻边相等的平行四边形是菱形．正方形是一个角为直角的菱形，所以可以说：有一个角是直角的菱形叫做正方形．
由此可知：正方形是特殊的矩形，即是邻边相等的矩形，也是特殊的菱形，即是有一个角是直角的菱形．
因为正方形是平行四边形、菱形、矩形，所以它的性质是它们的综合，不仅有平行四边形的所有性质，也有矩形和菱形的特殊性质，即：正方形具有平行四边形、菱形、矩形的一切性质．
正方形的性质：
边：对边平行、四边相等
角：四个角都是直角
对角线：对角线相等，互相垂直平分，每条对角线平分一组对角．

正方形是轴对称图形吗？如是，它有几条对称轴？
正方形是轴对称图形，它有四条对称轴，即：两条对角线，两组对边的中垂线．

例题
［例1］如图，四边形ABCD是正方形，两条对角线相交于点O，求∠AOB，∠OAB的度数．
分析：本题是正方形的性质的直接应用．正方形的性质很多，要恰当运用，本题主要用到正方形的对角线的性质，即正方形的轴对称性．
解：正方形ABCD是菱形，对角线AC，BD一定互相垂直，所以∠AOB=90°．正方形ABCD是矩形，又是菱形，所以：∠BAD=90°且对角线AC平分∠BAD，因此：∠OAB=45°

拿出准备好的剪刀、白纸来做一做
将一张长方形纸对折两次，然后剪下一个角，打开，怎样剪才能剪出一个正方形？（学生动手折叠，想，剪切）
只要保证剪口线与折痕成45°角即可．因为正方形的两条对角线把它分成四个全等的等腰直角三角形，把折痕作对角线，这时只需剪一个等腰直角三角形，打开即是正方形．

正方形是平行四边形、矩形、又是菱形，那么它们四者之间有何关系呢？
正方形、矩形、菱形及平行四边形四者之间有什么关系呢？
它们的包含关系如图：

此图给出了正方形的判别条件，即怎样判定一个平行四边形是正方形？
先判定一个四边形是平行四边形，再判定这个平行四边形是矩形，然后再判定这个矩形是菱形；或者先判定一个四边形是菱形，再判定这个菱形是矩形．
由于判定平行四边形、矩形、菱形的方法各异，所给出的条件不一样，所以判定一个四边形是不是正方形的具体条件相应可作变化，在应用时要仔细辨别后才可以作出判断．

第三环节课堂练习
教材随堂练习1，2

第四环节课时小结

正方形的定义：一组邻边相等的矩形．
正方形的性质与平行四边形、矩形、菱形的性质可比较如下：（出示小黑板）

第五环节课后作业
课本习题4.71，2，3．

四．教学设计反思
在教材中，并没有明确的给出正方形的判定定理。那么教师在课堂上应该帮助学生理清思路，使他们明确判定的方法。
为了实现这个目标，在本节课的开始，教师就采取了两种方式呈现正方形的形成过程，在直观上帮助学生认识了正方形与矩形、正方形与菱形之间的关系；在讲解正方形性质的过程中又再次强化了这种认识。通过层层铺垫，让学生明确矩形＋邻边相等就是正方形，菱形＋一个直角就是正方形，如何判定图形是矩形或是菱形，前面已经学习过，因此关于正方形的判定是需要一个条件一个条件“叠加”完成的。

矩形、正方形1

教案课件是每个老师工作中上课需要准备的东西，是认真规划好自己教案课件的时候了。只有规划好教案课件工作计划，才能更好地安排接下来的工作！究竟有没有好的适合教案课件的范文？为此，小编从网络上为大家精心整理了《矩形、正方形1》，欢迎阅读，希望您能阅读并收藏。

第四章四边形性质探索
总课时：12课时使用人：
备课时间：开学第一周上课时间：第七周
第6课时：4、4矩形、正方形（1）
教学目标：
知识与技能
1．掌握矩形的概念、性质和判别条件.
2．提高对矩形的性质和判别在实际生活中的应用能力.
过程与方法
经历探索矩形的性质和判别条件的过程，在直观操作活动和简单的说理过程中发展合情推理能力，主观探索习惯，逐步掌握说理的基本方法.
情感态度与价值观
在操作活动过程中，加深对矩形的的认识，以此激发学生的探索精神。

教学重点：本节课的重点是矩形的性质和常用判别方法的理解和掌握。
教学难点：本节课的难点是矩形的性质和常用判别方法的综合应用。
教学准备：
教具准备：像框；用四根木条制作一个平行四边形教具．
学生用具：皮筋，活动的平行四边形框架．
教学过程
第一环节巧设情境问题，引入课题（3分钟，学生观察思考）
给出活动的平行四边形教具，请学生观察当它的一个内角由锐角变为钝角的过程中，会形成怎样的特殊图形情况．（进行演示，如图）进而引入本节课的主题——矩形。（当然这一过程，也可以通过计算机演示）

第二环节讲授新课（35分钟，学生小组探究，全班交流）
主要环节：
（1）根据演示过程，请学生尝试给矩形下定义。
（2）寻找生活中的矩形。
（3）探索矩形的性质。
（4）通过练习，加强学生对矩形性质的理解。
（5）矩形的判定。
（6）从对称的角度再认识矩形。
1．矩形是学生比较熟悉的图形，小学甚至更早学生就已经接触到。但是当时对于矩形的理解和认识是停留在表象层面的，即提到矩形，学生往往联想到的是具体的图形和形象，不能离开实物去研究图形。随着学生的思维水平的提高，这里采取的动画的方式，请学生给矩形下定义，就是要让学生在直观从把握矩形的本质特征，从而将对矩形的理解上升到形式化的高度。
2．对矩形性质的探索，采用了类比的方式，在平行四边形性质的基础上加强条件。在讨论的过程中，进一步得到了直角三角形的一个性质（斜边上的中线等于斜边的一半）
3．通过将性质“反过来”的方法（逆命题），得到矩形的判定条件。

第（3）－（6）的主要过程：
拿出准备好的平行四边形活动框架，来做一做：
在一个平行四边形活动框架上，用两根像皮筋分别套在相对的两个顶点上，拉动一对不相邻的顶点，改变平行四边形的形状：
（1）随着∠α的变化，两条对角线的长度分别是怎样变化的？
（2）当∠α是锐角时，两条对角线的长度有什么关系？当∠α是钝角时呢？
（3）当∠α是直角时，平行四边形变成矩形，此时两条对角线的长度有什么关系？
（学生进行活动，探索矩形的性质）
当∠α是锐角或钝角时，两条对角线是不相等的．
当∠α是直角时，平行四边形变为矩形，这时两条对角线的长度相等．

归纳矩形的性质：（引导学生归纳，并体会矩形的“对称美”.）
1．矩形的对边平行且相等；
2．矩形的四个角都是直角；
3．矩形的对角线相等且互相平分；
4．矩形是轴对称图形.

［例1］如图在矩形ABCD中，两条对角线AC，BD相交于点O，∠AOB=60°，AB=4cm．
（1）判定△AOB的形状；
（2）求对角线的长。

分析：要判定△AOB的形状，由于∠AOB=60°，所以可考虑这个三角形是等边三角形．由矩形的性质知：OA=OB．即△AOB是全等三角形．由“有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形”，得出结论．
要求对角线的长可直接应用矩形的性质．
解：（1）在矩形ABCD中，对角线AC与BD互相平分且相等，于是OA=OB．
又∠AOB=60°，可知△AOB是等边三角形．
（2）OA=AB=4cm，DB=CA=2OA=8cm．
因此：对角线的长为8cm.

提问：对角线相等的平行四边形是怎样的四边形？为什么？与同伴交流．
（对角线相等的平行四边形是矩形．）
如图，在ABCD中，AB=CD，BD=AC，BC=BC∴△ABC≌△DCB（SSS）

∴∠ABC=∠DCB．
在ABCD中，AB∥CD，
∴∠ABC+∠DCB=180°
∴2∠ABC=180°，即∠ABC=90°
∴ABCD是矩形．
∴对角线相等的平行四边形是矩形．
采用逆命题的方式得到矩形的一个判定方法，进一步总结矩形的两个判别方法：
１.有一个角是直角的平行四边形是矩形.
2.对角线相等的平行四边形是矩形.

议一议：（展示问题，引导学生讨论解决.）
①矩形是轴对称图形吗？如果是，它有几条对称轴？如果不是，简述你的理由.
②直角三角形斜边上的中线等于斜边长的一半，你能用矩形的有关性质解释这结论吗？（进一步得到一个关于直角三角形的性质。）

第三环节新课小结:（2分钟，师生共同总结）
通过本节课的学习,你有什么收获?
第四环节课后作业习题4、6
A组（优等生）：1
B组（中等生）：1
C组（后三分之一生）：1
教学反思：

正方形教学示例

正方形教学示例教学建议
根据本节内容的特点和与平行四边形的关系,建议教师在教学过程中注重以下问题:
1.正方形的知识,学生在小学时接触过一些,可由小学学过的知识作为引入。
2.正方形在现实中的实例较多,在讲解正方形的性质和判定时,教师可自行预备或由学生预备一些生活实例来进行判别应用了哪些性质和判定,既增加了学生的参与感又巩固了所学的知识.
3.假如条件答应,教师在讲授这节内容前,可指导学生按照教材145页图430所示,制作一个平行四边形作为教学过程中的道具,既增强了学生的动手能力和参与感,有在教学中有切实的体例,使学生对知识的把握更轻松些.
4.在对性质的讲解中,教师可将学生分成若干组,每个学生分别对事先预备后的图形进行边、角、对角线的测量,然后在组内进行整理、归纳.
5.由于正方形的性质定理证实比较简单,教师可引导学生分析思路,由学生来进行具体的证实.
6.在正方形性质应用讲解中,为便于理解把握,教师要注重题目的层次安排。
教学引入
师:前面我们已经学习过平行四边形、矩形和菱形,知道矩形和菱形都是非凡的平行四边形,他们都具有平行四边形的性质,同时又都具有各自独特的性质。
师:现在我们来学习一种新的非凡的平行四边形正方形。
讲授新课
师:正方形我们在小学就已经接触过,首先我们来看正方形的定义。
动画演示:
场景一:正方形定义
师:正方形的定义我们可以分成俩部分来理解:
(1)有一个角是直角的平行四边形叫做正方形。
(2)有一组邻边相等的平行四边形叫做正方形。
师:根据这两部分我们会想起什么?
[学生活动:积极思考,回想学过定义,大部分学生会想起矩形和菱形,小声议论甚至抢答。]
生:有一个角是直角的平行四边形是矩形,(1)说的是矩形;有一组邻边相等的平行四边形是菱形,(2)说的是菱形。
生:正方形既是矩形又是菱形。
生:正方形还是平行四边形。
师:大家想得都不错。正方形既是矩形又是菱形,根据定义,他还是平行四边形。
师:正方形是非凡的平行四边形、矩形、菱形。
动画演示:
场景二:正方形与平行四边形、矩形、菱形的关系
师:正方形、平行四边形、矩形、菱形他们之间的关系还可以用图1来表示:
图1
师:请同学们回想一下,我们在学习矩形、菱形时,知道矩形和菱形都是非凡的平行四边形,他们都具有平行四边形的性质,同时又都具有各自独特的性质。
师:那么,根据正方形与平行四边形、矩形、菱形的关系,正方形应具有什么样的性质?
[学生活动:回忆矩形、菱形的性质,并逐个验证在正方形上。]
师在学生活动时要注重观察学生的情况,有迷惑时要注重及时反馈。
师:我们来归纳总结正方形的性质。
动画演示:
场景三:矩形的性质
场景四:菱形的性质
?场景五:正方形的性质
例题讲解
例1在已知锐角三角形ABC外边作正方形ABDE和正方形ACFG,求证:BG=CE
分析:据已知条件画出图形,如图2所示,要证实线段相等,与图形可以证实二个三角形全等,即只需证实△ABG≌△AEC.
证实:∵四边形ABDE和ACFG都是正方形
∴AB=AE,AG=AC
∠BAE=∠CAG=90°
∴∠BAE∠BAC=∠CAG∠BAC
即∠BAG=∠EAC
∴△ABG≌△AEC∴BG=CE
图2
说明:应用正方形的性质,可以为证实全等提供条件,要注重等式性质的应用,这与向锐角三角形ABC外作等边三角形的结论完全相同,证法是可以借鉴的。
巩固练习
巩固练习题目可有教师根据学生情况自主选择。
讲解新课
师:正方形是非凡的平行四边形、矩形、菱形,那么根据平行四边形、矩形、菱形和正方形它们之间的关系,怎么判定一个矩形是正方形?
生:证一组邻边相等。
师:怎么判定一个菱形是正方形?
生:证有一个角是直角。
师:怎么判定一个平行四边形是正方形?
生:根据定义,证有一组邻边相等且有一个角是直角。
师:那么,刚才的结论假如用图来表示,是不是如图3所示?
师:图3表现出由平行四边形、矩形、菱形分别得到正方形的三种方法。这是我们根据平行四边形、矩形、菱形和正方形它们之间的关系得到的,但似乎有缺憾,能不能同样根据平行四边形、矩形、菱形和正方形它们之间的关系把图3补全?
[学生活动:积极思考,部分学生迷惑不解。]
师点取上等学生回答问题,根据回答得图4。
生恍然大悟。
学生思路得到启发,中上等及上等学生意犹未尽,鼓励他们根据矩形、菱形的判定方法直接得到正方形的判定思路,并要求其举出简单示例。
就势跟进,要求学生思考,给定四边形,有什么样的边、角、对角线条件可判定四边形是正方形?要求给出简单图例,并说出相应证实思路。
为进一步理解正方形的判定方法,可研究以下几个问题:
(3)对角线相等的菱形是正方形吗?
(4)对角线互相垂直的矩形是正方形吗?
(5)对角线互相垂直且相等的四边形是正方形吗?若不是,还需增加什么条件?
(6)能说“四条便都相等的四边形是正方形吗?”
(7)四个角都相等的四边形是正方形吗?
小结:证实正方形的思路,总体讲三种思路,如图4所示;碰到具体条件要学会具体分析,规定条件和隐含条件不外乎边、角、对角线,或者把他们搅和在一起。这是一定要都要冷静,学会去分析。
动画演示:
场景六:正方形的判定
F例题讲解
例2如图所示,在正方形ABCD中,E、F分别是BC、AB的中点,DE、CF相交于M,
求证:AD=AM。
分析:欲证AD=AM,只需证实∠1=∠2,但要根据题目条件直接证实∠1=∠2比较困难,考虑到E、F是正方形的两边中点,轻易证实得:△BCF≌△CDF,得∠3=∠4,而∠4∠BCF=90°.由此DE⊥CF,这是要证AD=AM,是否想到与直角有关的等腰三角形?只需延长CF、DA交于N,即可出现直角三角形MND,只要证实A是ND中点即可。这是是否发现△BCF≌△ANF?由AN=BC=AD,从而A是ND中点,MA是直角三角形MND的斜边ND上的中线。问题得证。
证实:略。
说明:将此题中的中点E、F进行变化:E、F分别为正方形ABCD的边BC、AB上的点,且BE=AF,则有DE⊥CF。这个变化后的图形在正方形中经常出现,要注重隐含的这个垂直条件。
课堂练习题及课后作业可由教师根据学生情况自主选择。