孔凡哲 隋志杰
作為平面幾何中的基本圖形,四邊形以其基本概念、基本性質(zhì)構(gòu)成初中數(shù)學(xué)“圖形與空間”領(lǐng)域?qū)W習(xí)的主干內(nèi)容.在四邊形的學(xué)習(xí)中,我們不僅需要熟練地掌握四邊形的內(nèi)容結(jié)構(gòu),而且要清楚地把握相關(guān)的題型及其解法.
一、教材解讀
四邊形這部分知識主要涉及兩類內(nèi)容,一是平行四邊形,二是梯形.平行四邊形是重點.平行四邊形及其特殊圖形(矩形、菱形、正方形)的基本概念、基本性質(zhì)及判定,構(gòu)成平行四邊形學(xué)習(xí)的核心.其中,尤其要熟練掌握平行四邊形、特殊平行四邊形之間的聯(lián)系與區(qū)別.此外,也要注意理解梯形、密鋪等內(nèi)容,掌握梯形、等腰梯形的基本性質(zhì)和常用的判定方法.通過探索平面圖形的密鋪,了解三角形、四邊形、六邊形等可以密鋪圖形的特征,能運用這三種圖形進行簡單的密鋪設(shè)計.
由于各種特殊平行四邊形的性質(zhì)和判定方法比較多,在學(xué)習(xí)中很容易混淆,因而,理清它們之間的關(guān)系也是本章學(xué)習(xí)的一個難點.
二、中考試題中的常見題型及解題思路
1. 直接應(yīng)用知識類
這類試題主要是運用平行四邊形的定義、性質(zhì)和判定方法,進行相對簡單的解釋和應(yīng)用.就試題的形式來說,多以選擇題或填空題的形式出現(xiàn).
例1 如圖1,在四邊形ABCD中,AD∥BC ,∠D=90°.若再添加一個條件,就能推出四邊形ABCD是矩形.這個條件是.(寫出一個即可)
解析:根據(jù)判定方法尋找缺少的條件.結(jié)合圖形發(fā)現(xiàn),只要有AD=BC就可知四邊形ABCD是平行四邊形,再加上∠D=90°就可推出四邊形ABCD是矩形.所以,可添加條件AD=BC.答案不唯一.
2. 簡單計算類
這類試題主要涉及求四邊形中線段 、角及面積等,一般以計算題的形式出現(xiàn).
例2 如圖2,矩形A1B1C1D1的面積為4,順次連接各邊中點得到四邊形A2B2C2D2,再順次連接四邊形A2B2C2D2各邊中點得到四邊形A3B3C3D3,依此類推.則四邊形AnBnCnDn的面積是.
解析: 如圖3所示,連接A2C2、B2D2,則A2C2∥A1D1,B2D2∥C1D1.因為A1D1⊥C1D1,所以,A2C2⊥B2D2. 則A2C2與B2D2分矩形A1B1C1D1為四個全等的矩形.又因為矩形對角線所分的兩個三角形全等.所以,四邊形A2B2C2D2的面積是矩形A1B1C1D1面積的.同理可知,AC與BD分四邊形ABCD為四個全等的菱形(四邊形A2B2C2D2為菱形可證).菱形對角線也分菱形為兩個全等的三角形,所以,四邊形A3B3C3D3的面積是四邊形A2B2C2D2面積的,是矩形A1B1C1D1面積的.依此類推,四邊形AnBnCnDn的面積是矩形A1B1C1D1面積的.因而,四邊形AnBnCnDn的面積是×4=.
3. 探究類
這一類題通常屬于開放型題,包括結(jié)論開放型、條件開放型、綜合開放型等,主要考查學(xué)生的創(chuàng)新能力、探究能力.題中給出一定的信息,讓學(xué)生在這些信息的啟發(fā)、引導(dǎo)下進行獨立的探索.題目一般以證明或簡答的形式出現(xiàn).
例3 將平行四邊形紙片ABCD按圖4的方式折疊,使點C與點A重合,點D落到點D′處,折痕為EF.
(1)求證:△ABE≌△AD′F.
(2)連接CF,判斷四邊形AECF是什么特殊四邊形.證明你的結(jié)論.
解析:(1)由折疊的性質(zhì)可知:∠D=∠D′,CD=AD′,∠DCE=∠D′AE.
∵四邊形ABCD是平行四邊形,
∴∠B=∠D=∠D′,AB=CD=AD′,∠D′AE=∠DCE=∠BAD,即∠1+∠2=∠2+∠3,∠1=∠3.
∴△ABE ≌△A D′F(ASA).
(2)四邊形AECF是菱形.
由折疊性質(zhì)可知:AE=EC,∠4=∠5.
因四邊形ABCD是平行四邊形,故 AD∥BC.
故∠5=∠6,∠4=∠6.所以AF=AE.
因為AE=EC,所以AF=EC.
又因AF∥EC,故四邊形AECF是平行四邊形.
因為AF=AE,所以四邊形AECF是菱形.
4. 密鋪類
例4 如圖5所示,已知等邊△ABC的邊長為1,按圖中所示的規(guī)律排列,則2 008個這樣的三角形鑲嵌而成的四邊形的周長是().
A. 2 008B. 2 009C. 2 010D. 2 011
解析:觀察所給圖形可知,每增加一個三角形,四邊形周長只增加三角形一條邊的長.所以,如果增加2 007個三角形,則增加了2 007條邊的長,所以,用2 008個三角形鑲嵌成的四邊形的周長為3+2 007=2 010.所以,本題的正確選項是C.
5. 作圖類
尺規(guī)作圖問題在中考中可謂“豐富多彩”,命題形式也多種多樣.解決這類問題,只要抓住基本規(guī)律,按照尺規(guī)作圖的規(guī)則,按部就班進行即可.
例5 若一個矩形的短邊與長邊的比值為(黃金分割數(shù)),我們把這樣的矩形叫做黃金矩形.
(1)操作:請你在圖6所示的黃金矩形ABCD( AB > AD)內(nèi),以短邊 AD為一邊作正方形AEFD.
(2)探究:四邊形 EBCF是不是黃金矩形?若是,請予以證明;若不是,請說明理由.
(3)歸納:通過上述操作及探究,請概括出具有一般性的結(jié)論(不需要證明).
解析:(1)在 AB 和DC上分別截取AE、DF,使AE =DF = AD ,連接 EF,則四邊形 AEFD就是所求作的正方形(如圖7).
(2)四邊形 EBCF 是黃金矩形.
證明:因為四邊形 AEFD 是正方形,所以易知四邊形EBCF是矩形.設(shè)AB=a,AD=b.
則=,所以= =-1=-1=.
所以,矩形EBCF是黃金矩形.
(3)在黃金矩形內(nèi)以短邊為邊作一個正方形后,所得到的另外一個四邊形是矩形,而且是黃金矩形.
注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文”。