师:亲爱的同学们,大家好!在学习本节课内容之前,我们先来看一下这节课的学习目标:一、探索并证明菱形的判定定理;二、能运用菱形的判定方法进行证明和计算。

  上节课我们学习了菱形的定义和性质,按照学习的一般思路,接下来我们将学习菱形的判定。我们知道,菱形的定义是一种判定方法,即有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形,用符号语言表示为:因为平行四边形ABCD中AB = AD,所以平行四边形ABCD是菱形。显然,这是判定一个平行四边形是菱形的方法。

  回顾以往图形的判定方法,我们通常将性质定理的题设与结论互换,得到猜想,再通过推理论证得到判定。对于菱形的研究方法与平行四边形和矩形的判定方法类似,我们也将从它的性质定理的逆命题进行研究,看看是否正确。

  接下来回顾一下菱形的相关性质。我们从三个角度来说明:从边的角度,菱形的四条边都相等;从角的角度,菱形与平行四边形没有区别,我们不做重复研究;从对角线的角度,菱形的对角线互相垂直,并且每一条对角线平分一组对角。

  类似于矩形的判定方法,我们从菱形的对角线互相垂直开始分析。菱形的对角线互相垂直,将它的题设与结论互换,得到猜想:对角线互相垂直的平行四边形是菱形。那么这个猜想是否正确呢?

  结合图形,我们把这个命题表述为:已知如图,平行四边形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,AC⊥BD。求证:平行四边形ABCD是菱形。

  我们一起来分析一下。已知平行四边形ABCD和对角线AC⊥BD,要证平行四边形ABCD是菱形,因为有一组邻边相等的平行四边形是菱形,已知平行四边形,所以我们只需要证明一组邻边相等即可。假设我们找的是BA = BC,要证明BA = BC,意味着需要证点B在线段AC的垂直平分线上,而题目中已知AC⊥BD,如果有OA = OC,那么垂直平分线就成立了。OA = OC吗?根据平行四边形ABCD的性质,其对角线互相平分,所以OA = OC。证明了OA = OC,结合垂直,我们就证明了垂直平分线,从而得到BA = BC,再结合已知的平行四边形,菱形就得证了。

  当然,有的同学说在BA = BC那里没想到用垂直平分线,要证明线段相等,题目已经告诉了垂直,我们也可以考虑用全等的方法。BA和BC所在的三角形,证明△BAO≌△BCO,已知垂直加上公共边,再加上刚刚分析的OA = OC,所以△BAO≌△BCO,所以得到邻边BA = BC,从而菱形得证。

  我们分析的时候是从结论往条件分析,而书写的过程顺序要反过来,从条件往结论书写。一起看一下书写过程:

  证明:因为四边形ABCD是平行四边形,所以OA = OC,又AC⊥BD,所以得到垂直平分线,从而BA = BC。有了平行四边形,有了一组邻边,所以平行四边形ABCD是菱形。

  到这我们证明了“对角线互相垂直的平行四边形是菱形”正确,因此它可以作为菱形的判定定理。我们再来理解一下这个定理,要证明一个平行四边形是否是菱形,可以看它的对角线是否互相垂直,若是,则其为菱形。用符号语言表示为:因为平行四边形ABCD中AC⊥BD,所以平行四边形ABCD是菱形。

  有的同学可能会疑惑,菱形的对角线互相垂直,反过来不应该是对角线互相垂直的四边形是菱形吗?这个命题是错误的,大家看这个图,它的对角线互相垂直,但它不是菱形。

  我们把目前学到的两个证明菱形的方法小结一下。判定菱形都是在平行四边形的基础上,加上一个特定的条件,一组邻边相等或者对角线互相垂直,从而使得平行四边形为菱形。

  接下来检验一下,你们学会了吗?例一,如图,平行四边形ABCD的两条对角线AC、BD相交于点O,且AB = 5,AO = 4,BO = 3。求证平行四边形ABCD是菱形。

  题目告诉了我们平行四边形,还告诉了AB、AO、BO的长,标在图中可以惊喜地发现它们在一个三角形中,并且看到3、4、5,大家立马就能想到这是勾股定理里常出现的一组勾股数,因此根据勾股定理的逆定理,马上就可以证明AC⊥BD了。有了平行四边形加上对角线互相垂直,菱形就得证了。

  给大家呈现一下它的解答过程:证明:因为AB = 5,AO = 4,BO = 3,所以AB2 = AO2 + BO2。根据勾股定理的逆定理,我们可以得到△OAB是直角三角形,从而AC⊥BD,所以平行四边形ABCD是菱形。这道题不难,题目给了平行四边形,我们只需要证对角线互相垂直菱形就得证了。

  接下来挑战一下,如果题目中没有给出平行四边形,而是一般的四边形,又该如何证明呢?已知如图,四边形ABCD,其对角线AC与BD相交于点O,且AC与BD互相垂直平分。求证四边形ABCD是菱形。

  要判定菱形,我们知道一组邻边相等或者对角线互相垂直的平行四边形就是菱形,而题目中没告诉我们平行四边形,那有邻边相等或者对角线互相垂直吗?题目告诉了我们AC与BD互相垂直平分,所以告诉了我们对角线互相垂直。若有平行四边形,菱形就已得证。如何证明平行四边形呢?看题目的条件,AC与BD互相平分还没用,由平分可知OA = OC,OB = OD。对于一般的四边形来说,对角线互相平分,根据平行四边形的判定定理,即可得到它是平行四边形,从而菱形得证。

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《8年级下册数学 第18章 18.2特殊的平行四边形(4)菱形的判定 逐字稿-3,954字 第5版》.docx
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