平行四边形的性质:对边相等、对角相等
讲解
先从定义下嘴:两组对边分别平行的四边形,叫平行四边形。定义里只有「平行」两个字,其他一切都得推出来。推的工具也很简单——连一条对角线,把平行四边形切成两个三角形,然后用内错角证全等。下面这个实验台可以同时拖底边、斜边和夹角,注意看两件事:不管怎么拖,红色标记的两条对边永远一样长,绿色标记的两条也永远一样长;而且 ∠A 永远等于 ∠C,∠B 永远等于 ∠D。
证明的思路只有一句话:连 AC,因为 AB ∥ CD 得 ∠BAC = ∠DCA,因为 AD ∥ BC 得 ∠BCA = ∠DAC,再加公共边 AC,由 ASA 得 △ABC ≌ △CDA。于是 AB = CD、AD = BC、∠B = ∠D。另一组对角 ∠A = ∠C,是「等角加等角」(∠DAB = ∠DAC + ∠CAB,∠BCD = ∠BCA + ∠ACD)。所有性质都从这一对全等三角形里来。
- 已知一个角,能求出另外三个角:对角相等、邻角互补,一秒出结果
- 已知周长与一条边,能求出另外三条边:周长 ÷ 2 减去已知边 = 邻边
- 已知一边与高,能求面积:S = 底 × 高(不是底 × 邻边,这点最容易错)
- 对角线把平行四边形分成两个全等三角形,面积各占一半——很多面积题的入口
两个容易踩的点提前说清:第一,平行四边形的对角线<b>不相等</b>(相等就变成矩形了),但一定互相平分;第二,平行四边形是中心对称图形但不是轴对称图形——沿对角线折过去是合不上的,除非它恰好是矩形或菱形。判断「是不是轴对称」时,别凭感觉,找一条直线折一下看对不对得上。
现实里能做什么
伸缩门与活动衣架
小区门口的伸缩门、家里的晾衣架、折叠伞骨,用的都是平行四边形的「不稳定性」:四根连杆长度不变,但夹角可以随便变,所以能伸能缩。反过来,要固定形状就加一根斜撑——三角形一旦边长确定,形状就锁死了。工业上这叫「四边形机构」,本质就是本章第一条性质:对边相等但角不固定。
知识要点
- 定义:两组对边分别平行的四边形是平行四边形,记作 ▱ABCD
- 对边相等:AB = CD,AD = BC(一组对边相等不能说,必须「两组」)
- 对角相等:∠A = ∠C,∠B = ∠D;邻角互补:∠A + ∠B = 180°
- 周长 = 2(AB + BC);面积 = 底 × 高(高是两条平行线间的距离)
- 是中心对称图形(对称中心为对角线交点),一般不是轴对称图形
典型例题(点击展开题解)
例 1▱ABCD 的周长为 28 cm,AB = 8 cm,求 BC、CD、AD …
▱ABCD 的周长为 28 cm,AB = 8 cm,求 BC、CD、AD 的长。
- 平行四边形的对边相等,所以周长 = 2(AB + BC):2(8 + BC) = 28
- 解出 BC:8 + BC = 14,BC = 6
- 对边相等,直接写出另外两条边:CD = AB = 8,AD = BC = 6
- 验算:8 + 6 + 8 + 6 = 28,与周长一致。
BC = 6 cm,CD = 8 cm,AD = 6 cm
例 2▱ABCD 中,∠A = 65°,求 ∠B、∠C、∠D 的度数。
▱ABCD 中,∠A = 65°,求 ∠B、∠C、∠D 的度数。
- 对角相等,∠C 与 ∠A 相对:∠C = ∠A = 65°
- 邻角互补(AD ∥ BC,同旁内角),∠B 与 ∠A 相邻:∠B = 180° − 65° = 115°
- ∠D 与 ∠B 是对角:∠D = ∠B = 115°
- 验算:65 + 115 + 65 + 115 = 360°,四边形内角和正确。
∠B = 115°,∠C = 65°,∠D = 115°
例 3▱ABCD 中,∠A : ∠B = 1 : 2,求四个内角的度数。
▱ABCD 中,∠A : ∠B = 1 : 2,求四个内角的度数。
- 设 ∠A = x,则 ∠B = 2x。∠A 与 ∠B 是邻角,互补:x + 2x = 180°
- 解得:x = 60°,∠A = 60°,∠B = 120°
- 用对角相等补齐:∠C = ∠A = 60°,∠D = ∠B = 120°
- 结论:这个平行四边形的两组角分别 60° 和 120°,一半的角是锐角、一半是钝角,不可能出现两组都是锐角。
∠A = ∠C = 60°,∠B = ∠D = 120°