Какие свойства у параллелограмма
Определение
Параллелограмм – это четырехугольник, у которого противоположные стороны попарно параллельны.
Теорема (первый признак параллелограмма)
Если в четырехугольнике две стороны равны и параллельны, то этот четырехугольник – параллелограмм.
Доказательство
Пусть в четырехугольнике (ABCD) стороны (AB) и (CD) параллельны и (AB = CD).
Проведём диагональ (AC), разделяющую данный четырехугольник на два равных треугольника: (ABC) и (CDA). Эти треугольники равны по двум сторонам и углу между ними ((AC) – общая сторона, (AB = CD) по условию, (angle 1 = angle 2) как накрест лежащие углы при пересечении параллельных прямых (AB) и (CD) секущей (AC)), поэтому (angle 3 = angle 4). Но углы (3) и (4) накрест лежащие при пересечении прямых (AD) и (BC) секущей (AC), следовательно, (ADparallel BC). Таким образом, в четырехугольнике (ABCD) противоположные стороны попарно параллельны, и, значит, четырехугольник (ABCD) – параллелограмм.
Теорема (второй признак параллелограмма)
Если в четырехугольнике противоположные стороны попарно равны, то этот четырехугольник – параллелограмм.
Доказательство
Проведём диагональ (AC) данного четырехугольника (ABCD), разделяющую его на треугольники (ABC) и (CDA).
Эти треугольники равны по трем сторонам ((AC) – общая, (AB = CD) и (BC = DA) по условию), поэтому (angle 1 = angle 2) – накрест лежащие при (AB) и (CD) и секущей (AC). Отсюда следует, что (ABparallel CD). Так как (AB = CD) и (ABparallel CD), то по первому признаку параллелограмма четырёхугольник (ABCD) – параллелограмм.
Теорема (третий признак параллелограмма)
Если в четырехугольнике диагонали пересекаются и точкой пересечения делятся пополам, то этот четырехугольник – параллелограмм.
Доказательство
Рассмотрим четырехугольник (ABCD), в котором диагонали (AC) и (BD) пересекаются в точке (O) и делятся этой точкой пополам.
Треугольники (AOB) и (COD) равны по первому признаку равенства треугольников ((AO = OC), (BO = OD) по условию, (angle AOB = angle
COD) как вертикальные углы), поэтому (AB = CD) и (angle 1 = angle
2). Из равенства углов (1) и (2) (накрест лежащие при (AB) и (CD) и секущей (AC)) следует, что (ABparallel CD).
Итак, в четырехугольнике (ABCD) стороны (AB) и (CD) равны и параллельны, значит, по первому признаку параллелограмма четырехугольник (ABCD) – параллелограмм.
Свойства параллелограмма:
1. В параллелограмме противоположные стороны равны и противоположные углы равны.
2. Диагонали параллелограмма точкой пересечения делятся пополам.
Свойства биссектрисы параллелограмма:
1. Биссектриса параллелограмма отсекает от него равнобедренный треугольник.
2. Биссектрисы смежных углов параллелограмма пересекаются под прямым углом.
3. Отрезки биссектрис противоположных углов равны и параллельны.
Доказательство
1) Пусть (ABCD) – параллелограмм, (AE) – биссектриса угла (BAD).
Углы (1) и (2) равны как накрест лежащие при параллельных прямых (AD) и (BC) и секущей (AE). Углы (1) и (3) равны, так как (AE) – биссектриса. В итоге (angle 3 = angle 1 = angle 2), откуда следует, что треугольник (ABE) – равнобедренный.
2) Пусть (ABCD) – параллелограмм, (AN) и (BM)– биссектрисы углов (BAD) и (ABC) соответственно.
Так как сумма односторонних углов при параллельных прямых и секущей равна (180^{circ}), тогда (angle DAB + angle ABC =
180^{circ}).
Так как (AN) и (BM) – биссектрисы, то (angle BAN + angle ABM =
0,5(angle DAB + angle ABC) = 0,5cdot 180^circ = 90^{circ}), откуда (angle AOB = 180^circ — (angle BAN + angle ABM) =
90^circ).
3. Пусть (AN) и (CM) – биссектрисы углов параллелограмма (ABCD).
Так как в параллелограмме противоположные углы равны, то (angle 2 =
0,5cdotangle BAD = 0,5cdotangle BCD = angle 1). Кроме того, углы (1) и (3) равны как накрест лежащие при параллельных прямых (AD) и (BC) и секущей (CM), тогда (angle 2 = angle 3), откуда следует, что (ANparallel CM). Кроме того, (AMparallel CN), тогда (ANCM) – параллелограмм, следовательно, (AN = CM).
Параллелограмм.
Приступаем к изучению разных видов четырёхугольников.
Определение. Параллелограммом называется выпуклый четырёхугольник, у которого стороны попарно параллельны.
– параллелограмм. У него .
Рассмотрим свойства параллелограмма.
ТЕОРЕМА. У параллелограмма противолежащие стороны и углы равны.
Дано: – параллелограмм
Доказать:
Доказательство.
1. Проведём диагональ . Рассмотрим и .
2. и ; и – внутренние односторонние при параллельных прямых, значит,
.
3. Итак, , ч.т.д.
ТЕОРЕМА. Диагонали параллелограмма пересекаются и точкой пересечения делятся пополам.
Дано: – параллелограмм
и – диагонали
Доказать:
Доказательство.
1. Т.к. параллелограмм является выпуклым четырёхугольником, то, по свойству выпуклых многоугольников, его диагонали пересекаются, т.е. .
2. Рассмотрим и .
по II признаку равенства треугольников , ч.т.д.
Итак, параллелограмм обладает двумя свойствами:
Противолежащие стороны и углы параллелограмма равны.
Диагонали параллелограмма пересекаются и точкой пересечения делятся пополам.
Признаки параллелограмма.
Часто бывает ситуация, когда известны какие-то свойства четырёхугольника, а какой вид имеет этот четырёхугольник неизвестно. В этом случае помогут признаки параллелограмма.
ТЕОРЕМА (I признак параллелограмма).
Если в четырёхугольнике две стороны равны и параллельны, то такой четырёхугольник является параллелограммом.
Дано: – четырёхугольник
Доказать: – параллелограмм.
Доказательство.
Проведём диагональ и рассмотрим и .
. Эти углы являются внутренними накрест лежащими при прямых и , значит, по признаку параллельности прямых, .
Итак, в четырёхугольнике , т.е. стороны попарно параллельны, значит, – параллелограмм (по определению), ч.т.д.
ТЕОРЕМА (II признак параллелограмма).
Если в четырёхугольнике противоположные стороны попарно равны, то этот четырёхугольник является параллелограммом.
Дано: – четырёхугольник
Доказать: – параллелограмм.
Доказательство.
Проведём диагональ и рассмотрим и .
и . А эти пары углов являются внутренними накрест лежащими. По признаку параллельных прямых: «если внутренние накрест лежащие углы равны, то прямые параллельны», делаем вывод, что , а . По определению параллелограмма, данный четырёхугольник является параллелограммом, ч.т.д.
ТЕОРЕМА (III признак параллелограмма).
Если в четырёхугольнике диагонали пересекаются и точкой пересечения делятся пополам, то такой четырёхугольник является параллелограммом.
Дано: – четырёхугольник,
и – диагонали, ,
Доказать: – параллелограмм.
Доказательство.
Рассмотрим и .
по I признаку равенства треугольников и . А эти углы являются внутренними накрест лежащими при прямых и , значит, .
Мы доказали, что в четырёхугольнике две стороны параллельны и равны (), значит, по I признаку, этот четырёхугольник является параллелограммом, ч.т.д.
Начертите параллелограмм . Проведите в нём диагонали и . Обозначьте их точку пересечения буквой .
Найдите длину отрезка , если известно, что диагональ см.
Чему равна диагональ , если известно, что отрезок см?
Найдите периметр треугольника , если сторона равна см, а диагонали и равны см и см соответственно.
Две стороны параллелограмма равны см и см. Найдите периметр параллелограмма.
Сумма двух противолежащих углов параллелограмма равна . Чему равны эти углы?
Периметр параллелограмма равен см. Одна из его сторон равна см. Определите остальные стороны параллелограмма.
Найдите углы параллелограмма, если известно, что один из них равен сумме двух других углов параллелограмма.
Одна из сторон параллелограмма равна см, а другая – в раза меньше. Найдите периметр параллелограмма.
Высоты параллелограмма равны см и см. Найдите расстояние от точки пересечения диагоналей параллелограмма до одной из меньших сторон.
В параллелограмме сторона см, диагонали равны см и см, точка – точка пересечения диагоналей. Чему равен периметр треугольника ?
В параллелограмме один угол равен . Найдите остальные углы параллелограмма.
В треугольнике . Из точки, взятой на стороне , проведены две прямые, параллельные сторонам и . Определите вид получившегося четырёхугольника и все его углы.
Четырёхугольник – параллелограмм, отрезки равны. Докажите, что также является параллелограммом.
Диагональ параллелограмма продолжена на равные отрезки и . Докажите, что также является параллелограммом.
В параллелограмме биссектриса угла пересекает сторону в точке , причём, . Найдите периметр параллелограмма.
Диагональ параллелограмма составляет со сторонами параллелограмма углы в и . Найдите углы параллелограмма.
Стороны параллелограмма относятся как , а его периметр равен см. Найдите стороны параллелограмма.
В четырёхугольнике . Диагонали четырёхугольника пересекаются в точке . Найдите периметр .
Из вершины параллелограмма с острым углом проведён перпендикуляр к прямой . Найдите и .
В выпуклом четырёхугольнике . Докажите, что .
Середина отрезка является центром окружности с диаметром , причём, точки не лежат на одной прямой. Докажите, что .
Постройте параллелограмм по большей стороне, меньшей диагонали и углу между ними.
В четырёхугольнике – точка пересечения диагоналей. Периметр треугольника равен см, см, см. Найдите .
Дан параллелограмм с острым углом . Из вершины опущен перпендикуляр к прямой . Найдите и .
В выпуклом шестиугольнике все стороны равны, . Докажите, что .
Дан параллелограмм . На продолжении диагонали за вершины и отмечены точки и соответственно так, что . Докажите, что .
Постройте параллелограмм по меньшей стороне, острому углу и углу между этой стороной и меньшей диагональю.
Одна сторона параллелограмма втрое больше другой стороны. Найдите стороны параллелограмма, если его периметр равен см.
В параллелограмме с острым углом из вершины проведён перпендикуляр к прямой . Найдите углы параллелограмма, если .
Один из углов параллелограмма на меньше другого. Найдите углы параллелограмма.
В параллелограмме с острым углом из вершины проведён перпендикуляр к прямой . Найдите углы параллелограмма, если .
Докажите, что четырёхугольник, имеющий центр симметрии, является параллелограммом.
На диагонали параллелограмма отмечены две точки и так, что . Докажите, что четырёхугольник – параллелограмм.
На сторонах и параллелограмма вне его построены правильные треугольники и . Докажите, что треугольник равносторонний.
Докажите, что выпуклый четырёхугольник является параллелограммом, если .
Угол параллелограмма меньше угла . Докажите, что .
В параллелограмме проведена биссектриса угла , которая пересекает сторону в точке .
Докажите, что треугольник равнобедренный.
Найдите сторону , если см, а периметр параллелограмма равен см.
На стороне параллелограмма взята точка так, что .
Докажите, что – биссектриса угла .
Найдите периметр параллелограмма, если см, см.
В выпуклом четырёхугольнике диагонали и пересекаются в точке . – медиана треугольника , – медиана треугольника . Докажите, что – параллелограмм.
Прямая параллельна стороне параллелограмма и пересекает стороны и в точках и соответственно. Докажите, что – параллелограмм.
В проведена медиана . На её продолжении за точку отложен отрезок , равный . Докажите, что четырёхугольник является параллелограммом.
Стороны и треугольника продолжены на точку так, что . Докажите, что четырёхугольник – параллелограмм.
– параллелограмм, . Найдите .
Одна из сторон параллелограмма на см больше другой. Периметр параллелограмма равен см. Найдите стороны параллелограмма.
В параллелограмме диагональ перпендикулярна стороне и равна ей. Найдите углы параллелограмма.
Периметр параллелограмма равен см. Найдите длины сторон, если известно, что диагональ параллелограмма делит угол на части и .
В параллелограмме из вершины тупого угла проведена высота к стороне так, что . Найдите углы параллелограмма.
Найдите длины высот параллелограмма, если известно, что стороны см и см, а углы относятся как .
Найдите углы параллелограмма, если известно, что один из них в раз меньше суммы всех остальных углов параллелограмма.
В треугольнике проведена медиана и продолжена на свою длину за точку . Найдите периметр четырёхугольника , если периметр треугольника равен см, см.
Биссектриса угла параллелограмма пересекает его сторону, образуя с ней угол . Найдите углы параллелограмма.
Биссектриса угла параллелограмма пересекает сторону в точке . Найдите периметр параллелограмма, если см, см.
Биссектриса угла параллелограмма пересекает его сторону, образуя с ней угол . Найдите углы параллелограмма.
Периметр параллелограмма равен см. Биссектрисы углов и пересекаются на стороне . Найдите длины сторон параллелограмма.
Биссектриса угла параллелограмма пересекает сторону в точке . Найдите углы параллелограмма, если известно, что .
Периметр параллелограмма равен см. Биссектриса угла и биссектриса угла делят сторону на три равные части так, что точка лежит между точками и . Найдите длины сторон параллелограмма.
Биссектриса угла параллелограмма пересекает сторону в точке . Найдите углы параллелограмма, если известно, что .
Биссектриса угла параллелограмма пересекает сторону в её середине . Периметр треугольника равен см, а длина отрезка больше стороны на см. Найдите периметр параллелограмма.
6
В этом разделе мы рассматриваем геометрический объект параллелограмм. Все элементы параллелограмма наследуются от четырехугольника, поэтому рассматривать их мы не будем. А вот свойства и признаки заслуживают детального рассмотрения. Мы разберем:
- чем признак отличается от свойства;
- рассмотрим основные свойства и признаки, которые изучают в программе 8 класса;
- сформулируем еще два дополнительных свойства, которые получим при решении опорных задач.
2.1 Определение параллелограмма
Чтобы правильно давать определения понятиям в геометрии, нужно не просто их заучивать, а понимать, как они формируются. В этом деле нам хорошо помогают схемы родовых понятий. Давайте посмотрим, что это такое.
Наш учебный модуль называется «Четырехугольники» и четырехугольник является ключевым понятием в этом курсе. Мы можем дать следующее определение четырехугольнику:
Четырёхугольник-это многоугольник, у которого четыре стороны и четыре вершины.
В этом определении родовым понятием будет многоугольник. Теперь дадим определение многоугольнику:
Многоугольником называется простая замкнутая ломаная вместе с частью плоскости, которую она ограничивает.
Ясно, что родовым понятием здесь выступает понятие ломаная. Если мы пойдем далее, то придем к понятию отрезка, а затем к конечным понятиям точка и прямая. Таким же образом мы можем продолжить нашу схему вниз:
Если мы потребуем, чтобы у четырехугольника две стороны были параллельны, а две нет, то мы получим фигуру, которая называется трапецией.
Трапеция – четырехугольник, у которого две стороны параллельны, а две другие — не параллельны.
А в случае, когда все противоположные стороны параллельны, мы имеем дело с параллелограммом.
Параллелограмм – четырехугольник, у которого противоположные стороны параллельны.
2.2 Cвойства параллелограмма
Свойство 1. В параллелограмме противоположные стороны равны и противоположные углы равны.
Докажем это свойство.
Дано: ABCD — параллелограмм.
Доказать: $angle A = angle C, angle B = angle D, AB = CD, AD = BC.$
Доказательство:
При доказательстве свойств любого геометрического объекта всегда вспоминаем его определение. Итак, параллелограмм – четырехугольник, у которого противоположные стороны параллельны. Ключевым моментом здесь выступает параллельность сторон.
Построим секущую ко всем четырем прямым. Такой секущей будет диагональ BD.
Очевидно, что нужно рассмотреть углы, образованные секущей и параллельными прямыми. Так как прямые параллельны, то накрест лежащие углы равны.
Теперь можно увидеть два равных треугольника по второму признаку.
Из равенства треугольников непосредственно следует первое свойство параллелограмма.
Свойство 2. Диагонали параллелограмма точкой пересечения делятся пополам.
Дано: ABCD — параллелограмм.
Доказать: $AO = OC, BO = OD.$
Доказательство:
Логика доказательства здесь такая же, как и в предыдущем свойстве: параллельность сторон и равенство треугольников. Первый шаг доказательства тот же, что у первого свойства.
Вторым шагом мы доказываем равенство треугольников по второму признаку. Обратите внимание, что равенство $BC=AD$ можно принять без доказательства (используя Свойство 1).
Из этого равенства следует, что $AO = OC, BO = OD.$
2.3 Опорная задача №4 (Свойство угла между высотами параллелограмма)
Дано: ABCD — параллелограмм, BK и BM — его высоты, $angle KBM = 60^0$.
Найти: $angle ABK$, $angle A$
Решение:
Приступая к решению этой задачи, нужно иметь ввиду следующее:
высота в параллелограмме перпендикулярна обеим противоположным сторонам
Например, если отрезок $BM$ проведен к стороне $DC$ и является его высотой ($BM perp DC$), то этот же отрезок будет высотой к противположной стороне ($BM perp BA$). Это следует из параллельности сторон $AB parallel DC$.
Далее мы можем найти $angle A$ из прямоугольного $bigtriangleup ABK$: $angle A = 90^0-30^0=60^0$
При решении этой задачи, ценным является свойство, которое мы получаем.
Дополнительное свойство. Угол между высотами параллелограмма, проведенными из его вершины, равен углу при соседней вершине.
2.4 Опорная задача №5 (Свойство биссектрисы параллелограмма)
Биссектриса угла А параллелограмма ABCD пересекает сторону BC в точке L, AD=12 см, AB =10 см.
Найти длину отрезка LC.
Решение:
- $angle 1 = angle 2$ (АК — биссектрисса);
- $angle 2 = angle 3$ (как накрест лежащие углы при $AD parallel BC$ и секущей АL);
- $angle 1 = angle 3$, $bigtriangleup ABL -$ равнобедренный.
Далее несложно найти длину отрезка LC = 2 см.
По ходу решения задачи мы получили свойство:
Дополнительное свойство. Биссектриса угла параллелограмма отсекает от него равнобедренный треугольник.
Конспект урока.
Алгебра 8 класс
Учитель Сысой А.К.
Школа 1828
Тема урока: «Параллелограмм и его свойства»
Тип урока: комбинированный
Цели урока:
1) Обеспечить усвоение нового понятия – параллелограмм и его свойств
2) Продолжить развитие навыков и умений решения геометрических задач;
3) Развитие культуры математической речи
План урока:
1. Организационный момент
(Слайд 1)
На слайде демонстрируется высказывание Льюиса Кэрролла. Ученикам сообщается о цели урока. Проверяется готовность учеников к уроку.
2. Актуализация знаний
(Слайд 2)
На доске задачи для устной работы. Учитель предлагает ученикам подумать над этими задачами и поднять руку тем, кто понял, как задачу решать. После решения двух задач, на доказательство теоремы о сумме углов вызывается к доске ученик, который самостоятельно делает дополнительные построения на чертеже и доказывает устно теорему.
Учениками используется формула суммы углов многоугольника:
3. Основная часть
(Слайд 3)
На доске определение параллелограмма. Учитель говорит о новой фигуре и формулирует определение, делая с помощью чертежа необходимые пояснения. Затем на клетчатой части презентации, с помощью маркера и линейки, показывает, как можно рисовать параллелограмм (возможно несколько случаев)
(Слайд 4)
Учитель формулирует первое свойство параллелограмма. Предлагает ученикам сказать, по рисунку, что дано и что необходимо доказать. После этого на доске появляется дано задачи. Ученики догадываются (может быть при помощи учителя) что искомые равенства надо доказать через равенства треугольников, которые можно получить проведя диагональ (на доске появляется диагональ). Далее ученики догадываются почему треугольники равны и называют признак равенства треугольников (появляется соответствующая форма). Устно сообщают факты, которые необходимы для равенства треугольников (по мере того как они их называют, появляется соответствующая визуализация). Далее ученики формулируют свойство равных треугольников, оно появляется в виде пункта 3 доказательства и затем самостоятельно завершают доказательство теоремы устно.
(Слайд 5)
Учитель формулирует второе свойство параллелограмма. На доске появляется рисунок параллелограмма. Учитель предлагает по рисунку сказать что дано, что необходимо доказать. После того как ученики правильно сообщают о том, что дано и что необходимо доказать, появляется условие теоремы. Ученики догадываются, что равенство частей диагоналей можно доказать через равенство треугольников AOB и COD. С помощью предыдущего свойства параллелограмма догадываются о равенстве сторон AB и CD. Затем понимают, что надо найти равные углы и с помощью свойств параллельных прямых доказывают равенство прилежащих к равным сторонам углов. Данные этапы визуализируются на слайде. Из равенства треугольников следует и истинность теоремы – проговаривают ученики на слайде появляется соответствующая визуализация.
(Слайд 6)
Учитель формулирует третье свойство параллелограмма. В зависимости от времени, которое остаётся до конца урока, учитель может дать возможность ученикам самостоятельно доказать это свойство, или ограничится его формулировкой, а само доказательство оставить ученикам в качестве домашней работы. Доказательство может опираться на сумму углов вписанного многоугольника, которая повторялась в начале урока, или на сумму внутренних односторонних углов при двух параллельных прямых AD и BC, и секущей, например AB.
4. Закрепление материала
На этом этапе учащиеся, используя ранее изученные теоремы, решают задачи. Идеи к решению задачи подбирают ученики самостоятельно. Так как возможных вариантов оформления немало и все они зависят от того каким образом ученики будут искать решение задачи, визуализации решения задач нет, а ученики самостоятельно оформляют каждый этап решения на отдельной доске с записью решения в тетрадь.
(Слайд 7)
Появляется условие задачи. Учитель предлагает по условию сформулировать «Дано». После того, как ученики, верно составят краткую запись условия на доске появляется «Дано». Ход решения задачи может выглядеть следующим образом:
Проведём высоту BH (визуализировано)
Треугольник AHB – прямоугольный. Угол A равен углу C и равен 300(по свойству о противоположных углах в параллелограмме). 2BH=AB (по свойству катета, лежащего напротив угла в 300 в прямоугольном треугольнике). Значит AB = 13 см.
AB = CD, BC = AD (по свойству противоположных сторон в параллелограмме) Значит AB=CD=13см. Так как периметр параллелограмма равен 50 см, то BC=AD=(50 – 26):2=12см.
Ответ: AB = CD = 13 см, BC = AD = 12 см.
(Слайд 8)
Появляется условие задачи. Учитель предлагает по условию сформулировать «Дано». После появляется «Дано» на экране. С помощью красных линий выделяется четырёхугольник, про который нужно доказать, что он параллелограмм. Ход решения задачи может выглядеть следующим образом:
Т.к. BK и MD перпендикуляры к одной прямой, то прямы BK и MD параллельны.
Через смежные углы можно показать, что сумма внутренних односторонних углов при прямых BM и KD и секущей MD равна 1800. Поэтому данные прямые параллельны.
Так как у четырехугольника BMDK противоположные стороны попарно параллельны, то данный четырехугольник параллелограмм.
5. Окончание урока. Поведение итогов.
(Слайд 8)
На слайде появляются вопросы по новой теме, на которые ученики отвечают.
