Покажем на диаграмме Эйлера взаимосвязь между понятиями: "четырехугольник", "параллелограмм", "прямоугольник", "ромб", "квадрат", "трапеция".
______________________
/ \
/ Четырехугольники \
/__________________________\
| / \
| / \
| / Параллелограммы \
| /____________________\
| | / \
| | / \
| | / Квадрат \
| | /____________\
| |/ \
| | /\ \
| | / \ \
| | / \ \
| |/Ромб /Прямоугольник\
| |_______/____________/
| |
| \
| \
| \ Трапеции
| \
| \
|_______
Четырехугольник – это общий класс фигур.
Параллелограмм – это четырехугольник, у которого противоположные стороны параллельны.
Прямоугольник – это параллелограмм, у которого все углы прямые.
Ромб – это параллелограмм, у которого все стороны равны.
Квадрат – это и прямоугольник, и ромб одновременно, то есть параллелограмм, у которого все углы прямые и все стороны равны.
Трапеция – это четырехугольник, у которого только две стороны параллельны.
Объясним, в чем разница между свойством и признаком фигуры (на примере параллелограмма).
Свойство параллелограмма: противоположные стороны параллельны и равны. Свойство - это то, что уже следует из определения фигуры.
Признак параллелограмма: если в четырехугольнике противоположные стороны попарно равны, то этот четырехугольник - параллелограмм. Признак - это условие, по которому можно определить, является ли фигура параллелограммом.
Перескажем доказательство теоремы о сумме углов выпуклого четырехугольника.
Сумма углов выпуклого четырехугольника равна 360°. Доказательство: проведем диагональ, разделив четырехугольник на два треугольника. Сумма углов каждого треугольника равна 180°, следовательно, сумма углов двух треугольников (а значит, и четырехугольника) равна 2 × 180° = 360°.
Решим задачу: "Периметр параллелограмма равен 50 см. Одна из его сторон на 5 см больше другой. Найдите стороны параллелограмма".
Пусть одна сторона параллелограмма равна $$x$$ см, тогда другая сторона равна $$(x + 5)$$ см. Периметр параллелограмма равен $$2(x + x + 5)$$. Получаем уравнение: $$2(x + x + 5) = 50$$. Решаем уравнение: $$2(2x + 5) = 50$$ $$4x + 10 = 50$$ $$4x = 40$$ $$x = 10$$ Одна сторона равна 10 см, тогда другая сторона равна $$10 + 5 = 15$$ см. Ответ: 10 см, 15 см.
Найдем углы равнобедренной трапеции, если один из них равен 70°.
В равнобедренной трапеции углы при основании равны. Значит, второй угол при том же основании тоже равен 70°. Сумма углов, прилежащих к боковой стороне, равна 180°. Следовательно, два других угла равны $$180° - 70° = 110°$$. Ответ: 70°, 70°, 110°, 110°.
Используя свойства диагоналей прямоугольника, найдем длину диагонали, если стороны равны 6 см и 8 см.
Диагонали прямоугольника равны и точкой пересечения делятся пополам. Длина диагонали может быть найдена по теореме Пифагора, так как диагональ делит прямоугольник на два прямоугольных треугольника. $$d = sqrt{6^2 + 8^2} = sqrt{36 + 64} = sqrt{100} = 10$$. Ответ: 10 см.
Построим ромб по стороне и проведенной диагонали.
1. Строим отрезок, равный диагонали.
2. Из концов отрезка, как из центров, проводим две окружности, радиусом равным стороне ромба.
3. Окружности пересекутся в двух точках. Эти точки являются двумя другими вершинами ромба.
4. Соединяем полученные точки с концами отрезка.
Сравним свойства диагоналей прямоугольника, ромба и квадрата. Что у них общего и в чем различие?
| Свойство | Прямоугольник | Ромб | Квадрат |
|---|---|---|---|
| Диагонали | Равны | Перпендикулярны | Равны и перпендикулярны |
| Точка пересечения диагоналей | Делит диагонали пополам | Делит диагонали пополам | Делит диагонали пополам |
| Диагонали являются биссектрисами углов | Нет | Да | Да |
Разберем готовое доказательство признака параллелограмма (через равенство и параллельность противоположных сторон) и выделите его ключевые этапы.
Пусть в четырехугольнике противоположные стороны попарно равны и параллельны. Нужно доказать, что это параллелограмм. Ключевые этапы доказательства:
Определим, является ли четырехугольник с заданными координатами вершин параллелограммом. Обоснуйте свой ответ, используя разные способы (равенство сторон, координаты середины диагоналей).
Чтобы определить, является ли четырехугольник параллелограммом, можно использовать следующие способы:
"Верно ли, что если в четырехугольнике диагонали равны, то это утверждение и..." Проанализируйте это утверждение и
Если в четырехугольнике диагонали равны, то это не обязательно прямоугольник. Например, равнобедренная трапеция имеет равные диагонали, но не является прямоугольником.