平行四边形的性质与判定

我们在探究一个平面图形时,往往会从它的定义出发,然后对性质和判定进行猜想,随后进行证明,若得到的结论成立,那就是我们新探究出来的性质及判定定理(性质与判定是互逆的哦),当然如果结论不成立,那只能证明我们这个猜想是一个假命题了。

一学到平行四边形,我们就为它的性质有猜想,但是不跟不经过证明他们就只是猜想。在证明它的性质定理何以为真之前,我们要先来明确一下平行四边形的定义:两组对边分别平行的四边形为平行四边形。其实呢,定义也可以作为性质和判定,我们先来看性质。如图所示:

定义推出的性质

然后我就对平行四边形的性质和判定进行了一些猜想。为什么我会有那些猜想呢,有一部分是因为几何直观,还有一部分是因为几何变换。我知道点动成线,线动成面,所以说平行四边形其实是由线段平移而成的,那么根据平移后对应边相等,且平移的距离也相等,这样平行四边形的对边不都应该相等吗?那根据它的逆命题也可以推出,因为这个四边形的对边相等,所以它是一个平行四边形嘞?还有因为平移后的对应边也是平行的,所以我也可以根据这个四边形的一组对边平行且相等,就推出这个四边是平行四边形嘞?然后,我也知道平行四边形是一个中心对称图形,所以说把这个图形绕对称中心——也就是对角线的交点旋转一百八十度以后,它会与自身重合,那么不就是说它的对角应该相等,而且它的对角线应该互相平分了吗?反之,我知道这个四边形的对角相等,或者说我知道这个四边形的对角线互相平分,那我也可以证明它是一个平行四边形嘞?不管怎么样,在证明之前可都不能下定论。

那我们就来看我们的第一个猜想:平行四边形,对边相等。

平行四边形对边相等

其次是我们的第二个猜想:平行四边形,对角相等。

平行四边形对角相等

最后一个关于性质的猜想,便是平行四边形对角线互相平分。

平行四边形对角线互相平分

研究完了性质,接下来就是它的逆命题——判定需要证明了。我们在开头说过,定义也可以作为性质,实际上,定义除了作为性质,也可以作为判定。

定义推出的判定

然后,我们来看看我们对于判定的猜想,首先,与性质对应着:两组对边分别相等的四边形为平行四边形。

两组对边分别相等的四边形为平行四边形

对角相等的四边形为平行四边形。

对角相等的四边形为平行四边形

但是这里要注意一点,对角相等的四边形的确为平行四边形,但是我们并不把它作为一个判定定理,定理也不是越多越好呀!

我们再来看:对角线互相平分的四边形为平行四边形。

对角线互相平分的四边形为平行四边形

以上就是我们证的性质定理的逆定理——平行四边形的判定定理,但是平行四边形只有这些判定定理吗?于是我们又有了猜想:一组对边平行且相等的四边形为平行四边形。

一组对边平行且相等的四边形为平行四边形

那根据这个我又想到,既然一组对边平行且相等的四边形为平行四边形,那一组对边平行,另一组对边相等又能否证明四边形为平行四边形呢?试一下:

好像证不出来?

哦!这样证不出三角形ACD,与三角形ABD全等,SSA无法证明三角形全等,除非那是在直角三角形中,而且那也不是SSA,而是HL。那是不是我证全等的方法不对呢?其实对于这个举一个反例,则是最方便的。

举反例

所以,一组对边平行且相等的四边形为平行四边形的判定定理,而四边形中一组对边平行,另一组对边相等无法说明该四边形为平行四边形!

所以说通过证明,我们拥有了三个平行四边形的性质定理,它们分别是:平行四边形对边相等;平行四边形对角相等;平行四边形对角线互相平分。我们还拥有了三个平行四边形的判定定理,它们分别是:对边相等的四边形为平行四边形;一组对边平行且相等的四边形为平行四边形;对角线互相平分的四边形为平行四边形。我们以后就能用它们来解题了哦~~对了,在最后也别忘了平行四边形的定义:两组对边分别平行的四边形为平行四边形。

PS:证明方法多种多样证,证全等的方法也更是多种多样哦~~~

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