两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形,用“□”表示,平行四边形ABCD记作“□ABCD”。
18.1.1平行四边形的性质
一、平行四边形的性质
(一)内容
1.平行四边形的对边相等。
2.平行四边形的对角相等。
3.平行四边形的对边平行。
(二)证明
已知:ABCD为平行四边形。
求证:AB=DC,AD=BC;∠A=∠C,∠B=∠D。
证明:如图,连接AC
根据ABCD为平行四边形可知,AB∥CD,AD∥BC
∴∠1=∠2,∠3=∠4,又AC=CA
∴△ABC≌△DCA(ASA),∠A=∠C
∴∠B=∠D,AB=DC,AD=BC
PS:不添加辅助线,运用平行四边形的定义,证明其对角相等。
证明:根据ABCD为平行四边形可知,AB∥CD,AD∥BC
∴∠B与∠A互补,∠B与∠C互补
∴∠A=∠C
同理,∠B=∠D
二、两条平行线之间的距离
1.两条平行线之间的任何两条平行线段都相等。(因为对边分别平行的四边形为平行四边形,平行四边形对边相等)
2.两条平行线中,一条直线上任意一点到另一条直线的距离,叫做这两条平行线之间的距离。如下图,a∥b,A是a上的任意一点,AB⊥b,B是垂足,线段AB的长就是a,b之间的距离。
三、平行四边形对角线的性质
(一)平行四边形的对角线互相平分。
(二)证明
已知:ABCD为平行四边形
求证:OA=OC,OB=OD
证明:∵AD∥BC
∴∠1=∠2,∠3=∠4,又AD=BC
∴△BOC≌△DOA(ASA)
∴OA=OC,OB=OD
18.1.2平行四边形的判定
一、判定定理
根据性质定理与判定定理的关系,通过证明性质定理的逆命题,得到判定定理。
(一)内容
1.两组对边分别相等的四边形是平行四边形。
2.两组对角分别相等的四边形是平行四边形。
3.对角线互相平分的四边形是平行四边形。
4.一组对边平行且相等的四边形是平行四边形。
5.两组对边分别平行的四边形是平行四边形。(定义其实也是判定方法的一种)
(二)证明
1.求证:两组对边分别相等的四边形是平行四边形。
已知:如图,在四边形ABCD中,AD=BC,CD=AB。求证:四边形ABCD是平行四边形。
证明:根据题意可知,AD=BC,CD=AB,又AC=CA
所以△ACD≌△CAB(SSS)
∴∠ACD=∠CAB,∠CAD=∠ACB
∴AB∥CD,AD∥BC
∴四边形ABCD是平行四边形(定义:两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形)
2.求证:两组对角分别相等的四边形是平行四边形。
已知:如图,在四边形ABCD中,∠BAD=∠BCD,∠ADC=∠ABC。求证:四边形ABCD是平行四边形。
证明:根据题意可知,∠BAD+∠BCD+∠ADC+∠ABC=360°
又∵∠BAD=∠BCD,∠ADC=∠ABC
则∠BAD+∠ADC=180°
∴AB∥CD
同理,AD∥BC
∴四边形ABCD是平行四边形
3.求证:对角线互相平分的四边形是平行四边形。
已知:如图,在四边形ABCD中,AC,BD相交于点O,且OA=OC,OB=OD。求证:四边形ABCD是平行四边形。
证明:∵OA=OC,OB=OD,∠AOB=∠COD
∴△AOB≌△COD(SAS)
∴∠BAC=∠DCA
∴AB∥CD
同理,AD∥BC
∴四边形ABCD是平行四边形
4.求证:一组对边平行且相等的四边形是平行四边形。
已知:如图,在四边形ABCD中,AB∥CD且AB=CD。求证:四边形ABCD是平行四边形。
证明:∵AB∥CD
∴∠BAC=∠DCA
又∵AC=CA,AB=CD
∴△ABC≌△CDA(SAS)
∴AD=BC
∴四边形ABCD是平行四边形
(三)例题
如图,□ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E,F是AC上的两点,并且AE=CF。求证:四边形BFDE是平行四边形。
证明:∵□ABCD的对角线AC,BD相交于点O,且AE=CF
∴OE=OF,又OB=OD
∴四边形BFDE是平行四边形。
二、中位线(利用平行四边形研究三角形的有关问题)
(一)含义:连接三角形两边中点的线段叫做三角形的中位线。
(二)定理
1.内容:三角形的中位线平行于三角形的第三边,并且等于第三边的一半。
2.证明
已知:如图,D,E分别是△ABC的边AB,AC的中点。求证:DE∥BC,且DE=BC.
证明:延长DE到F,使DE=FE,连接AF,CF,CD
根据题意可知,AE=CE,又DE=FE
∴四边形ADCF为平行四边形
∴AD∥CF且AD=CF,又BD=AD
∴BD∥CF且BD=CF
∴四边形BCFD为平行四边形
∴BC∥DF且BC=DF
∴DE∥BC,且DE=BC
三、例题
如图,在□ABCD中,过对角线BD上一点P作EF∥BC,GH∥AB。图中哪些平行四边形面积相等?为什么?
解:□AEPH与□CFPG、□ABGH与□BCFE、□ADFE与□CDHG面积相等。
根据题意可知,AD∥BC,则∠CBD=∠ADB
AB∥DC,则∠BDC=∠DBA
又BD=DB
∴△BDC≌△DBA(ASA)
同理△PDF≌△DPH(ASA)
△BPE≌△PBG(ASA)
∴□AEPH与□CFPG面积相等。
∴□AEPH+□BEPG=□CFPG+□BEPG,即□ABGH与□BCFE面积相等。
同理,□ADFE与□CDHG面积相等。