Свойства параллелограмма
Параллелограмм — один из основных видов четырёхугольников. В этой теме собраны его свойства, признаки и приёмы решения задач: от классификации четырёхугольников до вычисления углов, сторон и отрезков, на которые диагонали делят друг друга.
Что такое параллелограмм
Чтобы распознавать параллелограмм среди четырёхугольников, сначала вспомним его определение. Четырёхугольник имеет четыре вершины, четыре стороны и две диагонали. Параллелограмм выделяется тем, что его противоположные стороны попарно параллельны.
Параллелограмм — это четырёхугольник, у которого противоположные стороны попарно параллельны. Обычно его обозначают \(ABCD\), где \(AB \parallel CD\) и \(BC \parallel AD\).
Классификация четырёхугольников строится по дополнительным свойствам. Любой прямоугольник, ромб или квадрат является параллелограммом, потому что у него противоположные стороны параллельны. Обратное неверно: не каждый параллелограмм является прямоугольником или ромбом.
- прямоугольник — параллелограмм с прямыми углами;
- ромб — параллелограмм с равными сторонами;
- квадрат — параллелограмм, одновременно прямоугольник и ромб;
- обычный параллелограмм может не иметь ни прямых углов, ни равных соседних сторон.
У параллелограмма противоположные стороны равны и параллельны, а соседние стороны вообще говоря не равны и не параллельны.
Стороны и углы
В параллелограмме: 1) противоположные стороны равны; 2) противоположные углы равны; 3) сумма соседних углов равна \(180^\circ\).
Свойства углов следуют из параллельности противоположных сторон. Например, стороны \(AB\) и \(CD\) параллельны, а \(AD\) — секущая, поэтому внутренние односторонние углы \(A\) и \(D\) в сумме дают \(180^\circ\). Аналогично рассматривают другие пары.
Если известен один угол параллелограмма, то все углы находятся без дополнительных построений. Противоположный угол равен данному, а два соседних равны разности между \(180^\circ\) и данным углом.
В параллелограмме \(ABCD\) угол \(A\) равен \(68^\circ\). Найдём остальные углы.
Один из углов параллелограмма равен \(125^\circ\). Чему равен соседний угол?
Диагонали параллелограмма
Диагонали параллелограмма соединяют противоположные вершины: это \(AC\) и \(BD\). Они могут быть разной длины и обычно не являются биссектрисами углов. Главное свойство диагоналей связано с точкой их пересечения.
Диагонали параллелограмма точкой пересечения делятся пополам. Если \(O\) — точка пересечения диагоналей, то \(AO=OC\) и \(BO=OD\).
Подробное изучение диагоналей приведено на странице о диагоналях параллелограмма. Для задач достаточно помнить: точка пересечения диагоналей — середина каждой диагонали.
Диагонали параллелограмма \(ABCD\) пересекаются в точке \(O\). Известно, что \(AO=7\) см и \(BO=4\) см. Найдём длины диагоналей.
Не следует переносить на любой параллелограмм свойства прямоугольника или ромба. У прямоугольника диагонали равны, у ромба диагонали перпендикулярны, но у произвольного параллелограмма это не обязано выполняться.
Признаки параллелограмма
Признак позволяет доказать, что данный четырёхугольник является параллелограммом. В задачах часто дают не параллельность, а равенство сторон или диагоналей.
Четырёхугольник является параллелограммом, если выполняется хотя бы одно условие: 1) его противоположные стороны попарно равны; 2) одна пара противоположных сторон равна и параллельна; 3) диагонали точкой пересечения делятся пополам; 4) противоположные углы попарно равны.
- Выберите подходящий признак по данным задачи.
- Укажите, какие стороны, углы или части диагоналей соответствуют условию.
- Сделайте вывод: данный четырёхугольник — параллелограмм.
В четырёхугольнике \(ABCD\) диагонали пересекаются в точке \(O\), причём \(AO=OC\) и \(BO=OD\). Докажем, что \(ABCD\) — параллелограмм.
Если в условии сказано, что только одна пара противоположных сторон равна, этого недостаточно: такой четырёхугольник ещё не обязан быть параллелограммом. Нужна дополнительная параллельность или другое условие из признаков.
Типовые задачи и алгоритмы
Большинство экзаменационных задач сводится к нескольким действиям: найти неизвестный угол, использовать равенство противоположных сторон, разделить диагональ пополам или применить признак.
- Если дан угол — выпишите равный ему противоположный и соседний, равный \(180^\circ\) минус данный.
- Если дана диагональ и её половина — умножьте половину на \(2\).
- Если дана сторона и нужно найти противоположную — используйте равенство противоположных сторон.
- Если требуется доказательство — сопоставьте условие с одним из четырёх признаков.
- Если в задаче есть высота или площадь, повторите формулы на страницах о площади параллелограмма и о формулах площади треугольника.
В более сложных задачах параллелограмм разбивают диагональю на два равных треугольника. Это помогает применять свойства треугольников, теорему косинусов или теорему синусов, если известны стороны и углы.
1) Называть соседние углы равными: равны только противоположные. 2) Считать, что диагонали любого параллелограмма равны или перпендикулярны: это специальные свойства прямоугольника или ромба. 3) Забывать удвоить половину диагонали. 4) Делать вывод о параллелограмме по одной паре равных сторон без дополнительного условия. 5) Путать вершины: в записи \(ABCD\) противоположны пары \(AB\) и \(CD\), \(BC\) и \(AD\).
Быстрая проверка
Главное
- Параллелограмм — четырёхугольник с двумя парами параллельных противоположных сторон.
- Противоположные стороны и углы равны; соседние углы в сумме дают \(180^\circ\).
- Диагонали параллелограмма делятся точкой пересечения пополам.
- Параллелограмм можно распознать по равенству противоположных сторон, одной равной и параллельной паре, делению диагоналей пополам или равенству противоположных углов.
- Не переносите на обычный параллелограмм специальные свойства прямоугольника, ромба и квадрата.