孟惠
正方形,不僅是特殊的平行四邊形,而且 是特殊的矩形和菱形.對此,筆者從平行四邊 形、矩形、菱形三個角度,總結(jié)了判定正方形 的常用方法,以期能夠幫助同學們學以致用.
一、利用“平行四邊形+一組鄰邊相等+一 個角為直角”判定
有一組鄰邊相等,且有一個角為直角的 平行四邊形,被稱為“正方形”.根據(jù)這一定 義,在證明一個四邊形是否為正方形時,不妨 以平行四邊形為切入點,先思考該四邊形是 否為平行四邊形,然后考慮它的一組鄰邊是否 相等,能否證明一個角為直角.若該四邊形既是 平行四邊形,又有一組鄰邊相等,且一個角為 直角,那么就可以判定該四邊形為正方形.
例1
分析:由題意可知,四邊形 MNQP 中有 一組鄰邊相等,一個角為直角,因此,要證明 該四邊形為正方形,只需要證明四邊形 MNOQ 為平行四邊形,且有一個角為直角即可.
證明:
評注:在證明一個四邊形為正方形時,同 學們要從正方形的基本概念出發(fā),借助“平行 四邊形+一組鄰邊相等+一個直角”進行判定.
二、利用“矩形+一組鄰邊相等”判定
正方形也是鄰邊相等的矩形.在判定一 個四邊形是否為正方形時,同學們還可以從 矩形的角度予以考慮,先對這個四邊形是否 為矩形進行判定,再判斷它是否有一組鄰邊 相等.若這個四邊形為矩形,且有一組鄰邊相 等,那么此四邊形必為正方形.
例2
分 析 :由 題 意 易 知 △MAN、△NDP、△QCP、△MBQ 都為等腰直角形,這樣就有 ∠MAN = ∠D = ∠PCQ = ∠B = 90°,易證得四邊 形 ABCD 為矩形,只要再證明矩形 ABCD 中 有一組鄰邊相等,即可使問題得證.
證明:
評注:在證明一個四邊形為正方形時,如 果該四邊形為矩形,且有一組鄰邊相等,那么 這個四邊形就是正方形.
三、利用“菱形+一個角是直角”判定
正方形的四條邊都相等,四個角都相等 且都是直角.根據(jù)這一重要性質(zhì),在判定一個 四邊形為正方形時,可先觀察條件中是否蘊 含了幾組相等的邊,并由此先證明該四邊形 為菱形,再證明它有一個角為直角,進而利用 “有一個角是直角的菱形為正方形”判定該四 邊形為正方形.
例3 如圖3,已知四邊形 ABCD 和 BEFG 均為正方形,延長 BC 到點 M,在 AB 上任取一 點N,使得CM = BG = AN. 求證:四邊形 DNFM 為正方形.
分析:本題由已知條件易證得△DAN≌ △NGF≌△MEF≌△DCM,易得到 DN = NF = FM = MD,進而證得四邊形 DNFM 為菱形,這 樣只要再證明菱形 DNFM 中有一個角為直 角,問題即可迎刃而解.
證明:
評注:在判定一個四邊形為正方形時,同 學們除了考慮平行四邊形、矩形外,還要注意 從菱形的角度去分析和解答問題.
當然,判定正方形的方法并不只有上述 提及的這三種,同學們在平時的學習中,要 注意掌握不同幾何圖形的定義、特點、性質(zhì) 以及判定方法,多歸納總結(jié),從而提高解題 能力.