Прямоугольник определение признак вывод его. Прямоугольник. Формулы и свойства прямоугольника. Краткое изложение и основные формулы
География, биология, химия, алгебра, геометрия... Школьникам приходится иметь дело с множеством сведений из самых различных наук. Однако есть области знаний, в которых достаточно просто разобраться, ознакомившись с их основными законами. К ним относится и геометрия. Чтобы познать все тонкости этой науки, надо обязательно познакомиться с ее азами, аксиомами. Ведь без основ в геометрии никуда.
Определение прямоугольника
Прямоугольник - это геометрическая фигура с четырьмя прямыми углами. Определение довольно простое, но не стоит думать, что у школьника не возникнет проблем с изучением такой темы, ведь здесь есть ряд особенностей. Размеры прямоугольника зависят от длины его сторон, которые наиболее часто обозначаются латинскими буквами а и b.
Свойства прямоугольника
- стороны, лежащие друга против друга, равны и параллельны;
- диагонали фигуры равны;
- точка пересечения диагоналей делит их пополам;
- прямоугольник можно поделить на два равных
Признаки прямоугольника
Существует всего три признака, которыми обладает прямоугольник. Вот они:
- параллелограмм с равными диагоналями - это прямоугольник;
- параллелограмм с одним прямым углом - это прямоугольник;
- четырехугольник с тремя прямыми углами - это прямоугольник.
Еще немного интересного
Итак, что такое прямоугольник, теперь понятно, но какую роль он играет в геометрических задачах и при измерениях на практике, еще предстоит разобраться. Так, в первую очередь надо сказать, что это наиболее удобная геометрическая фигура, при помощи которой можно делить площадь на участки и на открытой местности, и в помещениях.
Что такое прямоугольник? Как известно, он является четырехугольником. Существует множество разновидностей последнего, среди которых можно назвать трапецию (только две стороны равны), параллелограмм (противоположные стороны параллельны), квадрат (все углы и стороны одинаковые), ромб (параллелограмм с равными сторонами) и другие. Частным же случаем прямоугольника является квадрат, у которого все углы прямые, а стороны равны.
Нельзя говорить о том, что такое прямоугольник, и не упомянуть о том, как же определить его размеры. Площадью этой принято считать произведение ее ширины на длину, а периметр же, как и у любой фигуры, равняется сумме длин всех сторон. В данном случае он также равен удвоенной сумме длины и ширины, поскольку противолежащие стороны прямоугольника равны. Теперь вы знаете, что такое прямоугольник и что с ним делать, решая задачи и постигая секреты такой загадочной и таинственной науки, как геометрия.
Прямоугольник уникален своей простотой. На основе этой фигуры ученики начинают познавать основы геометрии. Поэтому в старших классах теряются, не зная основных свойств и признаков прямоугольника, напрасно считая эту фигуру излишне простой.
Прямоугольник
Определение прямоугольника известно с начальной школы: это параллелограмм, у которого все углы равны 90 градусам. Возникает вопрос: что же такое параллелограмм?
Несмотря на заковыристое название, эта фигура столь же проста, как и прямоугольник. Параллелограмм это выпуклый четырехугольник, стороны которого попарно равны и параллельны.
В определении обязательно выделять слово выпуклый. Поскольку выпуклые и невыпуклые четырехугольники четко разделяются в геометрии. Причем невыпуклые фигуры вообще не изучаются в школьном курсе математики, так как они куда более непредсказуемы в своих свойствах.
Рис. 1. Выпуклые четырехугольники
Прямоугольник это частный случай параллелограмма. При этом существуют как другие частные случаи параллелограмма, например, ромб; так и другие частные случаи прямоугольника - квадрат. Поэтому перед тем, как доказывать, что фигура является прямоугольником, нужно доказать, что она является параллелограммом.
Свойства прямоугольника
Свойства прямоугольника можно разбить на две группу: свойства параллелограмма и свойства прямоугольника.
Свойства параллелограмма:
- Противоположные стороны попарно равны и параллельны.
- Противоположные углы равны.
Рис. 2. Свойства параллелограмма
Свойства прямоугольника:
- Все углы равны 90 градусам, что проистекает из определения фигуры.
- Диагонали прямоугольника разбивает фигуру на два малых равных прямоугольных треугольника. Это свойство легко доказать. Треугольники будут прямоугольными, так как включат в себя по одному углу в 90 градусов. При этом диагональ будет являться общей стороной,а катеты окажутся равными, так как противоположные стороны прямоугольника попарно равны и параллельны.
- Диагонали прямоугольника равны.
Рис. 3. Луч
Признаки прямоугольника
У прямоугольника всего три основных признака:
- По углу. Если один из углов параллелограмма равен 90 градусам, то параллелограмм является прямоугольником.
- Если три угла четырехугольника равны 90 градусам, то такой четырехугольник является прямоугольником. Обратите внимание, что в этом случае нет необходимости доказывать, что перед нами параллелограмм. Достаточно знать значения углов четырехугольника.
- По диагонали: если диагонали параллелограмма равны, то такой параллелограмм является прямоугольником.
Обращайте внимание на то, к какой фигуре применяется признак, это имеет значение при доказательстве.
В чем разница признака и свойства? Признак это отличие по которому можно выделить фигуру среди других. Как имя у человека. Вы видите знакомого, вспоминаете его имя и сразу знаете, что от него ожидать. А вот ожидания от человека это уже свойства. Свойства можно применять только после того, как вы доказали, что перед вами та или иная фигура. А для этого доказательства нам и необходимы признаки.
Что мы узнали?
Мы узнали, что такое параллелограмм. Поговорили о частных случаях параллелограмма, в том числе и о самом распространенном - прямоугольнике. Выделили свойства и признаки прямоугольника. Обратили внимание на то, что часть признаков действительно для любого четырехугольника, а часть только для параллелограмма.
Тест по теме
Оценка статьи
Средняя оценка: 4.1 . Всего получено оценок: 268.
Определение. Параллелограммом называется четырехугольник, у которого противоположные стороны попарно параллельны.
Свойство. В параллелограмме противоположные стороны равны и противоположные углы равны.
Свойство. Диагонали параллелограмма точкой пересечения делятся пополам.
1 признак параллелограмма. Если в четырехугольнике две стороны равны и параллельны, то этот четырехугольник - параллелограмм.
2 признак параллелограмма. Если в четырехугольнике противоположные стороны попарно равны, то этот четырехугольник - параллелограмм.
3 признак параллелограмма. Если в четырехугольнике диагонали пересекаются и точкой пересечения делятся пополам, то этот четырехугольник - параллелограмм.
Определение. Трапецией называется четырехугольник, у которого две стороны параллельны, а две другие стороны не параллельны. Параллельные стороны называются основаниями.
Трапеция называется равнобедренной (равнобочной) , если ее боковые стороны равны. В равнобедренной трапеции углы при основаниях равны.
Трапеция, один из углов которой прямой, называется прямоугольной .
Отрезок, соединяющий середины боковых сторон, называется средней линией трапеции . Средняя линия параллельна основаниям и равна их полусумме.
Определение. Прямоугольником называется параллелограмм, у которого все углы прямые.
Свойство. Диагонали прямоугольника равны.
Признак прямоугольника. Если в параллелограмме диагонали равны, то этот параллелограмм - прямоугольник.
Определение. Ромбом называется параллелограмм, у которого все стороны равны.
Свойство. Диагонали ромба взаимно перпендикулярны и делят его углы пополам.
Определение. Квадратом называется прямоугольник, у которого все стороны равны.
Квадрат есть частный вид прямоугольника, а также частный вид ромба. Поэтому он имеет все их свойства.
Свойства:
1. Все углы квадрата прямые
2. Диагонали квадрата равны, взаимно перпендикулярны, точкой пересечения делятся пополам и делят углы квадрата пополам.
Урок по теме « Прямоугольник и его свойства»
Цели урока:
Повторить понятие прямоугольника, опираясь на полученные знания учащихся в курсе математики 1 – 6 классов.
Рассмотреть свойства прямоугольника как частного вида параллелограмма.
Рассмотреть частное свойство прямоугольника.
Показать применение свойств к решению задач.
Ход урока .
I O рганизационный момент.
Сообщить цель урока, тему урока.
II Изучение нового материала .
Повторить:
1. Какая фигура называется параллелограммом?
2. Какими свойствами обладает параллелограмм?
● Ввести понятие прямоугольника.
Какой параллелограмм можно назвать прямоугольником?
Определение: Прямоугольником называется параллелограмм, у которого все углы прямые. (слайд 3)
Значит, раз прямоугольник – это параллелограмм, то он обладает всеми свойствами параллелограмма. Раз у прямоугольника другое название, то должно быть своё свойство (слайд 4).
● Задание для учащихся (самостоятельно): исследуйте стороны, углы и диагонали параллелограмма и прямоугольника, записав результаты в таблицу.
Параллелограмм
Прямоугольник
Стороны
Углы
Диагонали
Сделать вывод: диагонали прямоугольника равны.
● Этот вывод и является частным свойством прямоугольника:
Теорема. Диагонали прямоугольника равны.
Дано : АВСD – прямоугольник,
АС и BD диагонали.
Доказать : АС = BD
Доказательство:
1) Рассмотрим ∆ АСD и ∆ АВD :
а)
АD
С =
D
АВ = 90°,
б) А D – общая,
в) АВ = СD – противоположные стороны прямоугольника,
следовательно треугольники равны по двум катетам.
2)Так как треугольники равны, то АС = ВD .
●Рассмотрим свойства прямоугольника, зная, что он является параллелограммом.
Свойство 1: сумма углов прямоугольника равна 360°.
Доказательство : а) так как у прямоугольника четыре угла по 90°, то их сумма равна 360°.
б) так как прямоугольник – это четырехугольник, то сумма углов четырехугольника равна (n – 2) ∙180° = (4 – 2) ∙180° = 2∙180° = 360°.
Свойство 2: противоположные стороны прямоугольника равны.
Доказательство : а) так как прямоугольник – это параллелограмм, а у параллелограмма противоположные стороны равны, то и у прямоугольника противоположные стороны тоже будут равными.
Как еще можно доказать этот факт?
б) если провести диагональ АС, то из равенства прямоугольных треугольников АВС и С D А (по гипотенузе и острому углу) будет следовать равенство противоположных сторон прямоугольника.
Свойство 3: диагонали прямоугольника пересекаются и точкой пересечения делятся пополам.
Доказательство : а) так как прямоугольник – это параллелограмм, а у параллелограмма диагонали пересекаются и точкой пересечения делятся пополам, то и у прямоугольника диагонали пересекаются и точкой пересечения делятся пополам.
Существует ли ещё одно доказательство этого свойства?
б) Да, через равенство треугольников АОВ и D ОС (по стороне и двум прилежащим к ней углам)
Свойство 4: биссектриса угла прямоугольника отсекает от него равнобедренный треугольник.
Доказательство: а) так как прямоугольник – это параллелограмм, а у параллелограмма биссектриса острого угла отсекает от него равнобедренный треугольник, то и у прямоугольника биссектриса любого угла отсекает от него равнобедренный треугольник.
Можно ли ещё каким либо другим способом доказать это свойство?
б) Можно. Рассмотрим прямоугольный треугольник АВК и докажем равенство углов ВАК и ВКА. Тогда можно сделать вывод о равенстве сторон АВ и ВК.
Все свойства доказываются, используя свойства параллелограмма.
Получили, что прямоугольник обладает пятью свойствами:
III Закрепление изученного материала.
Задания классу: 1. Найди периметр прямоугольника (устно)
а)б)
Решение:
а) Р = (6+4)∙2, Р= 20(дм) (противоположные стороны прямоугольника равны)
б) т.к. диагонали прямоугольника равны, то ∆ M ОK и ∆ M ОN равнобедренные, ОВ и ОА являются медианами, следовательно они являются и высотами. Тогда 2ВО = MN = 8, 2АО = МK = 4.
Р = (8 + 4)∙2, Р = 24(дм)
2. Найди стороны прямоугольника, зная, что его периметр равен 24 см.
Решение: 1) ∆АВМ – равнобедренный, так как АМ – биссектриса,
значит АВ = ВМ.
2) 24 = (АВ + ВМ + МС) ∙2,
12 = АВ + ВМ + МС,
12 = ВМ + ВМ +МС,
12 = МС + 2∙ВМ.
3)
3 МВ = 9, МВ = 3, МС = 6
4) АВ = СD = 3, AD = BC = 3 +6 = 9
Ответ: 3 см, 9 см, 3 см, 9 см.
№ 403 (учебник)
Дано: АВСО - прямоугольник, D = 30°,
значит СD = 0,5АС = 6 см.
2) АВ = СD = 6 см.
3) В прямоугольнике диагонали равны и точкой пересечения делятся пополам, т. е. АО = ВО = 6 см.
4) Р(аов) = АО + ВО + АВ = 6 +6+ 6 = 18см.
Ответ: 18 см.
IV Подведение итогов урока.
Прямоугольник обладает следующими свойствами:
1. Сумма углов прямоугольника равна 360°.
2. Противоположные стороны прямоугольника равны.
3. Диагонали прямоугольника пересекаются и точкой пересечения делятся пополам.
4. Биссектриса угла прямоугольника отсекает от него равнобедренный треугольник.
5. Диагонали прямоугольника равны.
V Домашнее задание.
П. 45, вопросы 12,13. №399, 401 а), 404
Дома самостоятельно рассмотреть признак прямоугольника.
4. Формула радиуса окружности, которая описана около прямоугольника через диагональ квадрата :
5. Формула радиуса окружности, которая описана около прямоугольника через диаметр окружности (описанной):
6. Формула радиуса окружности, которая описана около прямоугольника через синус угла, который прилегает к диагонали, и длину стороны противолежащей этому углу:
7. Формула радиуса окружности, которая описана около прямоугольника через косинус угла, который прилегает к диагонали, и длину стороны у этого угла:
8. Формула радиуса окружности, которая описана около прямоугольника через синус острого угла между диагоналями и площадью прямоугольника:
Угол между стороной и диагональю прямоугольника.
Формулы для определения угла между стороной и диагональю прямоугольника:
1. Формула определения угла между стороной и диагональю прямоугольника через диагональ и сторону:
2. Формула определения угла между стороной и диагональю прямоугольника через угол между диагоналями:
Угол между диагоналями прямоугольника.
Формулы для определения угла меж диагоналей прямоугольника:
1. Формула определения угла меж диагоналей прямоугольника через угол между стороной и диагональю:
β = 2α
2. Формула определения угла между диагоналями прямоугольника через площадь и диагональ.