正方形(square)是我们熟悉的几何图形,它既是矩形,又是菱形(如下图)。它既有矩形的性质,又有菱形的性质。正方形的性质合并陈述如下(两个定理合并陈述,无需证明的定理):
正方形的四个角都是直角,四条边都相等;
正方形的对角线相等并相互垂直(加上平行四边形性质就是相互垂直平分),而且每一条对角线平分一组对角。
课堂练习1:正方形是轴对称图形吗?如果是,它的对称轴有哪几条?
正方形既是矩形又是菱形,那么判定方法总体有两种方法——先判定矩形后判定菱形和先判定菱形后判定矩形。常见的组合陈述如下(定理组合,无需证明):
四边相等而且有一角是直角的四边形是正方形(菱形判定+矩形定义);
对角线互相垂直而且有一角是直角的平行四边形是正方形(菱形判定+矩形定义);
邻边相等而且有一角是直角的平行四边形是正方形(菱形定义+矩形定义);
对角线相互垂直并相等的平行四边形是正方形(菱形判定+矩形判定)
;
三个角是直角而且邻边相等的四边形是正方形(矩形判定+菱形定义)。
课堂练习1:矩形和菱形都有两种判定方法和定义,实际是三种判定方法,所以正方形有9种判定方法,尝试把剩下的四种方法陈述出来。
例1 为什么三个角是直角而且邻边相等的四边形是正方形?
答:三个角是直角的四边形是矩形,矩形是平行四边形,邻边相等的平行四边形是菱形,所以三个角是直角而且邻边相等的四边形是正方形。
例2 求证:正方形的两条对角线把这个正方形分成四个全等的等腰直角三角形.
已知:如下图,四边形ABCD是正方形,对角线AC,BD相交于点O。
求证:△ABO,△BCO,△CDO,△DAO是全等的等腰直角三角形。
分析:只要证明对角线相互垂直平分。
证明:∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ AC=BD,AC⊥BD,AO=BO=CO=DO.
∴ △ABO,△BCO,△CDO,△DAO都是等腰直角三角形,并且△ABO≌△BCO≌△CDO≌△DAO.
课堂练习2:把上图中共有多少个等腰直角三角形。
课堂练习3:把正方形、菱形、矩形、平行四边形填入下图中适合的位置。
练习题1
1.
(1)把一张长方形纸片按如图方式折一下,就可以裁出正方形纸片、为什么?
2.
(2)如何从一块长方形木板中裁出一块最大的正方形木板呢?
3.
2. 如下图,ABCD是一块正方形场地。小华和小芳在AB边上取定了一点E,测量知,EC=30m,EB=10m,这块场地的面积和对角线长分别是多少?
3. 满足下列条件的四边形是不是正方形?为什么?
(1)对角线互相垂直且相等的平行四边形;
(2)对角线互相垂直的矩形;
(3)对角线相等的菱形;
(4)对角线互相垂直平分且相等的四边形。