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等腰梯形

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等腰梯形(英文:isosceles trapezoid)是一組對邊平行(不相等),另一組對邊不平行但相等的四邊形。等腰梯形是一個平面圖形,是一種特殊的梯形
中文名
等腰梯形
外文名
isosceles trapezoid
基本特徵
兩腰相等的梯形
面積公式
(上底+下底)×高÷2
周長公式
上底+下底+2×腰
歸屬學科
數學

等腰梯形定義

一組對邊平行(不相等),另一組對邊不平行但相等的四邊形叫做等腰梯形。顧名思義,等腰梯形是兩腰相等的梯形,它是梯形的一種特殊情況。 [1] 
如圖1所示,在等腰梯形
中,平行的兩邊(
)叫做梯形的底邊較長的一條底邊叫下底(即
);較短的一條底邊叫上底(即
)。另外兩邊叫(即
)。夾在兩底之間的垂線段叫梯形的高(如
)。
圖1   等腰梯形示例 圖1 等腰梯形示例

等腰梯形性質

(以下性質所用符號均如圖2所示)
圖2  等腰梯形ABCD 圖2 等腰梯形ABCD
1、等腰梯形兩腰相等
,兩底平行
,對角線相等
2、等腰梯形同一底上的兩個內角相等(
)。
3、由托勒密定理可得,對於等腰梯形,有
4、進一步,由性質1可得推論
 5、等腰梯形中位線
)的長度是上下底邊長度和的一半
6、等腰梯形是軸對稱圖形,只有一條對稱軸,過上下兩底中點的直線即為對稱軸。 [2] 

等腰梯形判定

以下判定可作為定理使用
  1. 一組對邊相等且不平行,另一組對邊平行的四邊形是等腰梯形。
  2. 同一底上的兩個角相等的梯形是等腰梯形。
  3. 對角線相等的梯形是等腰梯形。
  4. 兩腰相等的梯形是等腰梯形。
以下判定不作為定理使用
  1. 對角線相等且能形成兩個等腰三角形的四邊形是等腰梯形。
  2. 對角互補的梯形是等腰梯形。

等腰梯形面積

等腰梯形面積公式

對於等腰梯形,其面積計算方法與普通梯形一致。用
分別表示梯形的上底、下底、高,
表示梯形的面積,則
通俗的説,梯形的面積=(上底+下底)×高÷2 [1] 

等腰梯形面積推導

設有兩個完全一樣的等腰梯形,將這兩個梯形拼成一個平行四邊形,則
(a) 平行四邊形一組底邊長度等於等腰梯形上底和下底之和;
(b) 平行四邊形這組底邊上的高等於等腰梯形的高
設上底為
,下底為
,高為
,則平行四邊形面積
,所以等腰梯形面積
圖3 梯形面積推導 圖3 梯形面積推導

等腰梯形特殊情況

  1. 若等腰梯形對角線互相垂直,則面積為1/2 乘以兩對角線長度的乘積。
  2. 在已知中位線情況下,等腰梯形的面積等於中位線的長度乘以高。

等腰梯形周長

等腰梯形周長公式

設等腰直角形上底為
,下底為
,腰為
,高為
,周長為
,在以下兩種情況下週長公式分別為:
  1. 已知上底、下底、腰,計算周長
  2. 已知上底、下底、高,計算周長

等腰梯形推導

對於情況1,根據周長定義可直接得到。
對於情況2,由於等腰梯形的腰長度未知,首先需求腰的長度。根據勾股定理,可求得腰長為:
此時,等腰梯形周長為

等腰梯形常用輔助線

一些平面幾何問題中,常用於等腰梯形的輔助線如圖4所示。
  1. 平移一腰到梯形內;
  2. 平移一腰到梯形外;
  3. 作等腰梯形的對角線;
  4. 過中點平移兩腰;
  5. 平移一條對角線; [2] 
  6. 過一腰的中點作另一腰的平行線;
  7. 過上底兩點向下底兩點做垂線;
  8. 頂點連一腰的中點並延長;
  9. 延長兩腰交於一點。
圖4  常用輔助線 圖4 常用輔助線
參考資料
  • 1.    小學數學課程教材研究開發中心.四年級數學(上冊):人民教育出版社,2014年
  • 2.    中學數學課程教材研究開發中心.九年級數學(下冊):人民教育出版社,2014年