矩形
矩形(rectangle),也叫长方形,是一种平面图形,是指有一个内角是直角的平行四边形,矩形的两条邻边中,长边称为矩形的长,短边称为矩形的宽。正方形是特殊的矩形。
矩形是一种特殊的平行四边形,它除了具有平行四边形的一切性质外,还具有其他的一些性质:四个角相等,且都是直角;两条对角线相等;每条对角线将矩形分成两个全等的直角三角形;矩形是中心对称图形,也是轴对称图形,对称轴是对边中点所在的直线,有两条对称轴;有一个外接圆,矩形两对角线都是外接圆的直径。矩形的判定方法有定义法和定理法。
矩形四条边的总长度叫作矩形的周长。若长为a,宽为b,周长用大写字母C表示,则矩形的周长为:C=2(a+b)。矩形的面积计算公式为:矩形的面积=长×宽,即S=ab。
定义
至少有三个内角都是直角的四边形是矩形,矩形包含长方形和正方形。
性质
由于矩形是特殊的平行四边形,故包含平行四边形的性质;矩形又可分为长方形和正方形,故包含长方形和正方形的一些共有的性质。矩形的性质大致总结如下:
(1)矩形具有平行四边形的所有性质:对边平行且相等,对角相等,邻角互补,对角线互相平分;
(2)矩形的四个角都是直角;
(3)矩形的对角线相等;
(4)长方形有2条对称轴,正方形有4条;
(5)具有不稳定性(易变形)。
判定
矩形的常见判定方法如下:
(1)有一个角是直角的平行四边形是矩形;
(2)对角线相等的平行四边形是矩形。
(3)有三个角是直角的四边形是矩形。
(4)定理:经过证明,在同一平面内,任意两角是直角,任意一组对边相等的四边形是矩形。
(5)对角线相等且互相平分的四边形是矩形。
相关公式
面积:(注:a为长,b为宽)
周长:(注:a为长,b为宽)
黄金矩形
宽与长的比是(约为0.618)的矩形叫做黄金矩形。
黄金矩形给我们一协调、匀称的美感。世界各国许多著名的建筑,为取得最佳的视觉效果,都采用了黄金矩形的设计。如希腊的帕特农神庙等。
图形学
"矩形必须一组对边与x轴平行,另一组对边与y轴平行。不满足此条件的几何学矩形在计算机图形学上视作一般四边形。"
判定应用
例1:如下图,已知ABCD的对角线AC和BD相交于点O,△AOB是等边三角形,.求这个平行四边形的面积。
分析:首先根据是等边三角形及平行四边形对角线互相平分的性质判定出ABCD是矩形,再利用勾股定理计算边长,从而得到面积。
例2:已知:如下图,在ABCD中,M为BC中点,.求证:四边形ABCD是矩形。
分析:根据定义去证明一个角是直角,由即可实现。
证明:
因为平行四边形ABCD
故:
故:
因为M是BC中点
故:
因为
故:
故:
故:
故:四边形ABCD是矩形(有一个内角为90度的平行四边形是矩形)
例3:已知:如下图,ABCD的四个内角平分线相交于点E,F,G,H.求证:。
分析:要证的EG,FH为四边形EFGH的对角线,因此只需证明四边形EFGH为矩形,可选用“三个角是直角的四边形是矩形”来证明。
例4:已知:如下图,在中,,CD为中线,延长CD到点E,使得,连结AE,BE,则四边形ACBE为矩形。