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初中数学人教版(2024)八年级下册(2024)第二十一章 四边形21.2 平行四边形第2课时教案设计
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这是一份初中数学人教版(2024)八年级下册(2024)第二十一章 四边形21.2 平行四边形第2课时教案设计,共12页。教案主要包含了教材分析,学情分析,教学目标,教学重难点,教学过程等内容,欢迎下载使用。
第2课时
一、教材分析
本节课是人教版初中数学八年级下册“平行四边形”单元的核心判定定理课,承接了平行四边形的定义和性质,是后续学习矩形、菱形、正方形等特殊平行四边形的重要基础,在四边形知识体系中起到承上启下的关键作用.
教材先提出问题:从“只考虑一组对边”出发,引导学生思考平行四边形的判定条件;接着通过对平行四边形性质的逆向思考,猜想“一组对边平行且相等的四边形是平行四边形”.通过连接对角线,利用三角形全等证明猜想的正确性,形成判定定理.最后通过例5和课后练习,让学生运用新定理解决问题,加深理解.
二、学情分析
1.已有基础
学生已经掌握了平行四边形的定义(两组对边分别平行)和性质(对边平行且相等、对角相等、对角线互相平分),并具备了利用三角形全等证明线段或角相等的能力.
2.存在困难
①容易混淆“两组对边分别相等”和“一组对边平行且相等”这两个判定定理的适用条件;
②在证明过程中,难以快速找到合适的辅助线(如连接对角线)来构造全等三角形;
③对“平行且相等”这一符号的理解和使用不够熟练.
3.认知特点
八年级学生的抽象思维能力正在发展,对直观、可操作的探究活动兴趣浓厚,他们更倾向于通过观察、猜想、验证的过程来获取知识,而不是被动接受结论.
三、教学目标
1.掌握“一组对边平行且相等的四边形是平行四边形”这一判定定理.
2.能运用该定理进行简单的证明和计算.
3.经历“观察——猜想——证明——应用”的数学探究过程,发展逻辑推理能力;体会转化思想,将四边形问题转化为三角形问题解决.
4.在探究活动中体验数学发现的乐趣,增强学习数学的信心;感受数学知识之间的内在联系,培养严谨的治学态度.
四、教学重难点
重点:掌握“一组对边平行且相等的四边形是平行四边形”这一判定定理;
难点:能运用该定理进行简单的证明和计算.
五、教学过程
复习回顾
上节课我们学习了哪些判定平行四边形的方法?
答:1.定义:两组对边分别平行的四边形是平行四边形.
2.两组对边分别相等的四边形是平行四边形.
3.两组对角分别相等的四边形是平行四边形.
4.对角线互相平分的四边形是平行四边形.
追问:如果只考虑四边形的一组对边,那么它们满足什么条件时这个四边形是平行四边形呢?
师生活动:教师出示问题引导回顾,学生集体口述4种判定方法;教师板书梳理,随即抛出追问,引发学生聚焦“一组对边”的判定条件,开启新课探究.
设计意图:通过复习巩固旧知,构建判定方法知识框架,以追问制造认知冲突,自然衔接本节课核心内容,激发学生探究欲.
探究新知
活动一:探究判定平行四边形的方法
问题1:对于平行四边形的一组对边,从它们的位置关系和数量关系考虑,你能得到什么结论?
师生活动:教师分步抛出问题1、2,结合图形引导学生分析平行四边形对边的位置与数量关系;学生观察思考并口述结论,在教师引导下由性质逆向猜想判定方法,教师最后提出证明追问.
分析:由平行四边形的定义可得:AB//CD,AD//BC
由平行四边形的性质可得:
AB=CD,AD=BC.
答:位置关系:平行四边形的对边平行.
数量关系:平行四边形的对边相等.
问题2:类似于前面利用平行四边形的性质发现平行四边形的判定,你能得到利用一组对边判定一个四边形是平行四边形的方法吗?
答:性质:如果一个四边形是平行四边形,那么它的任意一组对边平行且相等.
猜想:一组对边平行且相等的四边形是平行四边形.
追问:你能证明这个猜想吗?
设计意图:以图形为依托,通过层层设问引导学生完成“性质→逆向猜想”的思维过程,渗透逆向探究思想,为定理证明做好铺垫.
问题3:如图,在四边形 ABCD 中,AB∥CD. 求证:四边形ABCD 是平行四边形.
∥表示平行且相等.
AB∥CD 表示 AB∥CD AB = CD
师生活动:教师出示问题3,引导学生分析证明思路;学生尝试连接对角线,通过三角形全等完成证明;教师追问其他方法,学生展示不同证法,最后师生共同归纳判定定理及符号语言.
分析:条件中已有 AB=CD,只需证明 AD=BC,根据两组对边分别相等的四边形是平行四边形进行判定.
证明:连接AC.
∵AB//CD,∴12.
又 ABCD,ACCA,
∴△ABC≌△CDA. ∴BCDA.
又 ABCD
∴四边形ABCD是平行四边形.
追问:你还有其他证明方法吗?
方法二:
证明:连接 BD.∵AB∥CD,∴∠1 = ∠2.
又 AB = CD,BD = DB,
∴△ABD ≌△CDB .(SAS)
∴∠3 = ∠4,∴ AD ∥ BC.
又 AB ∥ CD,
∴四边形 ABCD 是平行四边形.
平行四边形的判定方法5:
一组对边平行且相等的四边形是平行四边形.
符号语言:
在四边形 ABCD 中,
∵AB∥CD,AB = CD,
∴四边形 ABCD 是平行四边形.
设计意图:通过一题多证,让学生体会转化思想,巩固全等三角形知识,同时完成从猜想到定理的生成过程,培养逻辑推理与多角度思考能力.
问题4:一组对边平行,另外一组对边相等的四边形一定是平行四边形吗?如果是,请证明;如果不是,请举例说明.
师生活动:教师抛出问题4、5,引导学生辨析命题真假;学生尝试证明或构造反例(如等腰梯形、特殊四边形),师生共同总结易错点,最后梳理判定思路表,形成清晰的解题框架.
答:如图,在四边形 ABCD 中,AD∥BC,AB=CD,四边形 ABCD 是等腰梯形.
总结:一组对边平行,另一组对边相等的四边形不一定是平行四边形,有可能是等腰梯形.
问题5:一组对边相等,一组对角相等的四边形一定是平行四边形吗?如果是,请证明;如果不是,请举例说明.
答:如图,在四边形 ABCD 中,AB=CD,∠B=∠D,四边形 ABCD 不是平行四边形.
总结:一组对边相等,一组对角相等的四边形也不一定是平行四边形.
总结:灵活选择平行四边形的判定方法:
设计意图:通过辨析易错命题和构造反例,破除思维定式,深化对判定条件的精准理解;通过梳理判定思路,帮助学生形成结构化知识,提升灵活解题能力.
应用新知
【教材例题】
师生活动:教师出示例1,引导学生分析图形与条件;学生结合平行四边形性质和中点条件,尝试证明;教师板书规范证明过程,强调“一组对边平行且相等”的判定应用.
例1 如图,在 □ABCD 中,E,F 分别是 AB,CD 的中点. 求证 DE ∥BF .
分析:
证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD.
又 EB12AB,DF12CD.
∴EB ∥DF.
∴四边形EBFD是平行四边形.
∴DE ∥BF.
设计意图:通过例题示范,让学生掌握新判定定理的规范使用,巩固“性质→判定”的推理链条,提升逻辑表达与解题能力.
【经典例题】
师生活动:教师出示例2、例3,引导学生分步分析条件;学生先独立思考,再小组讨论,尝试用平行四边形判定定理推理;教师板书规范证明与方程求解过程,强调分类讨论思想.
例2 如图,在□ABCD中,BE=DF,M,N分别是DE,BF的中点.求证:EN=FM
分析:先证四边形 BEDF是平行四边形,得DE//BF且DE= BF;再由中点得EM= FN,证四边形ENFM 是平行四边形,从而 EN= FM.
证明:∵四边形ABCD是平行四边形. ∴AB=CD, BE//DF
又 BE=DF,
∴四边形DEBF是平行四边形.
∴DE//BF,DE=BF
∵M,N分别是DE,BF的中点,
∴ME=NF.
又 ME//NF
∴四边形MFNE为平行四边形
∴EN=FM.
例3 如图,在四边形 ABCD中,AD∥BC,AD = 9cm,BC = 6cm.P,Q分别是AD,BC上的动点,点P以1cm/s 的速度由点A出发向终点D运动,同时点Q以2cm/s的速度由点C出发向终点B运动,当其中一点停止运动时,另一点也随之停止运动.经过几秒,直线 PQ 在四边形 ABCD 上截出一个平行四边形?
分析:
解:设点 P,Q运动的时间为t s.
依题意,得 AP = t cm,CQ = 2t cm.
则BQ = (6-2t) cm,PD = (9-t) cm.
∵AD//BC,∴分两种情况讨论:
①当 BQ = AP 时,四边形 APQB 是平行四边形,
此时 6-2t = t,解得 t = 2.
②当 CQ = PD 时,四边形 CQPD 是平行四边形,
此时 2t = 9-t,解得 t = 3.
综上所述,经过2s或3s,直线 PQ 在四边形 ABCD 上截出一个平行四边形.
设计意图:通过例2巩固“判定定理嵌套使用”,通过例3融合动点问题与分类讨论,提升学生综合应用与逻辑推理能力,实现从静态证明到动态分析的能力迁移.
课堂练习
【教材练习】
1. 如图,为了保证铁路的两条直铺的铁轨互相平行,只要使互相平行的夹在铁轨之间的枕木长相等就可以了. 你能说出其中的道理吗?
解:夹在铁轨之间的枕木互相平行且相等,即四边形的一组对边平行且相等,故该四边形为平行四边形,因此铁轨(另一组对边)互相平行.
2. 如图,在 □ABCD 中,BD 是它的一条对角线,过 A,C 两点分别作 AE ⊥ BD,CF ⊥ BD,垂足分别为 E,F . 求证:四边形 AFCE 是平行四边形.
证明:∵四边形 ABCD 为平行四边形,
∴AD = BC,AD∥BC,
∴∠ADE = ∠CBF.
又 AE ⊥ BD,CF ⊥ BD,
∴易得∠AED = ∠CFB = 90°,AE∥CF.
∴△AED≌△CFB(AAS),∴AE = CF.
∴四边形 AFCE 为平行四边形.
3. 如图,由六个全等的正三角形拼成的图形中,有多少个 平行四边形?为什么?
解:有 6 个平行四边形.
□ ABOF □ AOEF
□ ABCO □ BCDO
□ CDEO □ DEFO
师生活动:教师出示教材练习,引导学生联系生活实例(铁轨枕木)思考;学生独立完成证明与图形计数,教师巡视指导,最后集体订正,强调“一组对边平行且相等”的判定应用.
设计意图:通过生活情境题,让学生感受数学与生活的联系;通过证明题与图形计数题,巩固判定定理,提升学生的逻辑推理与几何直观能力.
【限时训练】
1.如图,在四边形ABCD中,AD // BC,添加下列条件不能判定四边形ABCD是平行四边形的为( )
A. AD=BCB. AB // DCC. AB=DCD. ∠A=∠C
【答案】C
2.如图,在四边形ABCD中,AB=CD,DE⊥AC,BF⊥AC,垂足分别为E,F.若AE=CF,求证:四边形ABCD为平行四边形.
【答案】证明:∵AE=CF,∴AE+EF=CF+EF,即AF=CE.∵DE⊥AC,BF⊥AC,AB=CD,∴Rt△DCE≌Rt△BAF(HL),∴∠DCE=∠BAF,∴CD//AB.∵CD=AB,∴四边形ABCD为平行四边形.
3.如图,△ABC与△ADE均为等边三角形,点D,F分别在BC,AC上,且DC=CF.求证:EF // BC,且EF=BC.
【答案】证明:连接BE.
∵△ABC与△ADE均为等边三角形,
∴AE=AD,AB=AC,∠EAD=∠BAC=60°,
∴∠EAB=∠DAC,
∴△ABE≌△ACD,
∴BE=CD,∠ABE=∠ACD=60°.
∵CF=CD,∠BAC=60°,
∴∠ABE=∠BAC,BE=CF,
∴BE // AC,
∴四边形BEFC为平行四边形,
∴EF // BC,EF=BC.
4.如图,点A、F、C、D在同一条直线上,AB=DE,AF=DC,BC=EF.
(1)求证:△ABC≌△DEF;
(2)连接BF、CE,判断四边形BFEC的形状,并说明理由.
【答案】(1)证明:∵AF=CD,
∴AF+CF=CD+CF,
即AC=DF,
在△ABC和△DEF中,
AB=DEBC=EFAC=DF,
∴△ABC≌△DEF(SSS),
(2)解:如图,四边形BFEC是平行四边形,理由如下:
∵△ABC≌△DEF
∴∠ACB=∠DFE,
∴BC//EF,
又∵BC=EF,
∴四边形BFEC是平行四边形.
5.如图,分别以Rt△ABC的直角边AC及斜边AB向外作等边△ACD,
等边△ABE,已知∠BAC=30∘,EF⊥AB,垂足为F,连接DF.
求证:(1)AC=EF;
(2)四边形ADFE是平行四边形;
(3) AC⊥DF.
【答案】证明:(1)∵Rt△ABC中,∠BAC=30°,
∴AB=2BC,
又∵△ABE是等边三角形,EF⊥AB,
∴AB=2AF,AB=AE,
∴AF=BC,
在Rt△AFE和Rt△BCA中,
AF=BCAB=AE,
∴△AFE≌△BCA(HL),
∴AC=EF;
(2)∵△ACD是等边三角形,
∴∠DAC=60°,AC=AD,
∴∠DAB=∠DAC+∠BAC=90°
又∵EF⊥AB,
∴EF//AD,
∵AC=EF,AC=AD,
∴EF=AD,
∴四边形ADFE是平行四边形;
(3)∵∠EAC=∠EAF+∠BAC=60°+30°=90°,
∵四边形ADFE是平行四边形,
∴AE//FD,
∴∠EAC=∠AGD=90°,
∴AC⊥DF.
师生活动:教师出示5道分层练习题,学生先独立完成,再小组交流;教师针对易错点(如第1题反例辨析)进行点评,引导学生规范证明步骤,最后总结解题思路.
设计意图:通过选择题辨析易错条件,通过多道证明题巩固“一组对边平行且相等”等判定方法,融合全等三角形与动点知识,提升综合推理与知识迁移能力.
课堂总结
师生活动:教师和学生一起回顾本节课所讲的内容.
1.从边、角、对角线的角度分别说一说平行四边形的判定定理有哪些?
设计意图:通过小结让学生进一步熟悉巩固本节课所学的知识.
特色作业
主题:“平行四边形大富翁”
任务:设计一个两人对战的桌面游戏:
①游戏板上有若干个点,玩家轮流用线段连接两点,每连接一条线段就获得1分;
②当玩家连接的线段与已有的某条线段满足“平行且相等”时,即可额外获得3分,并形成一个平行四边形;
③游戏目标是在规定回合内获得最高分数.
要求:①画出你的游戏板设计图;
②制定详细的游戏规则,明确如何判定形成了平行四边形;
③与家人或同学玩一局,记录游戏过程和结果,并反思规则设计的合理性.
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