师:同学们好,今天我们学习人教版八年级下册第十八章平行四边形的复习第二课。首先来看今天的学习目标:一、能运用三角形的中位线定理解决有关中点四边形的问题;二、会运用平行四边形、矩形、菱形、正方形的性质定理和判定定理进行证明,进一步认识一般与特殊的联系。

  在本章平行四边形的学习中,我们学习了三角形的中位线定理。大家看,如图,点(E)、(F)分别是(\triangle ABC)边(AB)和(BC)的中点,由三角形的中位线定理,我们可以得到中位线(EF)与第三边(AC)有这样的关系:(EF\parallel AC),(EF = \frac{1}{2}AC)。三角形的中位线定理既反映了两条线段的位置关系,也反映了两条线段的数量关系,在图形的证明和计算中使用非常广泛。

  我们在(\triangle ABC)中另取一点(D),连接(AD)、(CD),并取(AD)和(CD)的中点(H)和(G),连接(GH)。根据中位线定理,同样可以得到(GH\parallel AC),(GH = \frac{1}{2}AC)。同学们,这里两条中位线(EF)和(GH)都与(AC)密切相关,那么它们又有什么关系呢?由刚才得到的关系式,可以得到(EF\parallel GH\parallel AC),(EF = GH = \frac{1}{2}AC)。这里中间这条线段(AC),也就是四边形(ABCD)的对角线,起到了桥梁的作用。

  我们接着看图,连接(EH)、(FG),(EH)和(FG)又有什么关系呢?(EH)和(FG)与另一条对角线(BD)有着和刚才一样的联系,也就是(EH\parallel FG\parallel BD),(EH = FG = \frac{1}{2}BD)。继续看图,图形中是不是又出现了一些新的几何图形呢?由于中位线与第三边有着平行的关系,所以图中出现了一些大大小小的平行四边形。我们隐去其中两条对角线,图中仅剩下新的四边形(EFGH),发现它是一个平行四边形,大家会证明吗?

  梳理一下问题:已知如图,(E)、(F)、(G)、(H)分别是四边形(ABCD)各边的中点,求证四边形(EFGH)是平行四边形。如何证明呢?通过连结对角线(AC),构成三角形的中位线这个基本图形。由中位线定理得,(EF)和(GH)平行于(AC),并且(EF = GH = \frac{1}{2}AC),得到一组对边平行且相等,从而证出四边形(EFGH)是平行四边形。

  具体的证明过程如下:

  证明:连结(AC),因为(E)、(F)、(G)、(H)分别是各边的中点,所以(EF\parallel AC),(EF = \frac{1}{2}AC),(GH\parallel AC),(GH = \frac{1}{2}AC),所以(EF\parallel GH),(EF = GH)。由一组对边平行且相等,所以四边形(EFGH)是平行四边形。

  还有其他的证明方法吗?刚才我们通过连结对角线(AC),由一组对边平行且相等证明了(EFGH)是平行四边形。我们连结(BD),当然也可以证明,方法和刚才一样。我们知道从边的角度去判定四边形是平行四边形,除了一组对边平行且相等之外,还有两组对边分别相等,或者两组对边分别平行。那么我们在这里同时连结(AC)和(BD)。利用中位线定理的数量关系可以得到(EF = GH = \frac{1}{2}AC),(EH = FG = \frac{1}{2}BD),从而用两组对边分别相等来证明平行四边形。同时我们也可以利用中位线与对角线的平行关系,由(EF\parallel HG\parallel AC),(EH\parallel FG\parallel BD),得到两组对边分别平行,从而得到平行四边形。具体的证明过程请大家参考。

  这里我们来小结一下。刚才我们通过把四边形(ABCD)四边的中点顺次连结起来,得到一个新的四边形,我们把这个四边形叫做中点四边形,也就是顺次连结四边形的各边中点所得的四边形叫做中点四边形。通过探究我们得出了这样一个结论:任意四边形的中点四边形一定是平行四边形。在刚才的证明过程中,我们通过连结四边形的对角线,把四边形的问题转化为三角形的问题来解决,这种转化的思想很重要。同时我们注意到,证明中点四边形是平行四边形的过程中,利用了中点四边形的各边与对角线具有平行的位置关系,也具有线段长度的倍数关系,所以对角线在证明中点四边形的过程当中起到了很大的作用。

  既然任意四边形的中点四边形一定是平行四边形,那么它有没有可能变成特殊的平行四边形呢?我们进一步来探究中点四边形能不能成为矩形呢。我们知道任意四边形的中点四边形一定是平行四边形,平行四边形变成矩形需要一个角是直角,我们看其中的(\angle HEF),它有没有可能等于(90^{\circ})呢?我们知道中点四边形的各边与对角线具有平行关系,所以图中出现了一些大大小小的平行四边形,其中(\angle HEF)与两条对角线(AC)和(BD)形成一个如图所示的红色小平行四边形。根据平行四边形对角相等的性质,我们知道(\angle HEF = \angle AOB),而(\angle AOB)是由两条对角线相交所得。所以当对角线(AC\perp BD)时,(\angle HEF = \angle AOB = 90^{\circ})。

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《8年级下册数学 第18章 小结与复习2 逐字稿-3,946字 第5版》.docx
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