📐 几何

四边形

四条边,四个角,内角和 360°——从梯形到正方形的大家族。

地砖、窗户、书本、屏幕——放眼望去,身边最多的人工形状不是三角形,而是四边形。比三角形多一条边,也多出整整一倍的脾气。

四条边,四个角,360°

四边形有 4 条边、4 个顶点、4 个内角。它的内角和不用死记:连一条对角线,四边形就裂成两个三角形,而每个三角形的内角和是 180°(三角形里刚见过):

2×180=3602 \times 180^\circ = 360^\circ

所以任何四边形的四个内角加起来永远是 360°——不多不少,正好一整圈。

四边形家族树

四边形是一个大家族,特殊成员套在一般成员里,一层比一层规矩多:

  • 梯形:至少一组对边平行,家族里最自由的成员;
  • 平行四边形:两组对边分别平行且相等;
  • 矩形(长方形):四个角都是直角的平行四边形;
  • 菱形:四条边都相等的平行四边形;
  • 正方形:四边相等、四角皆直角——既是特殊的矩形,又是特殊的菱形;
  • 风筝形:两组邻边分别相等,两条对角线互相垂直。

正方形是家族里规矩最多的模范生:继承矩形的一切性质,继承菱形的一切性质,还样样占全。

定义的小分歧

梯形有两种常见定义:「只有一组对边平行」或「至少一组对边平行」。按前一种,平行四边形不算梯形;按后一种,它算特殊的梯形。两种教材都存在,做题前先看看自己课本用哪种。

互动演示内角探究
60°
类型锐角= 1.047 rad

180° = π rad

拖动滑块看角变身:小于 9090^\circ 是锐角,正好 9090^\circ 是直角,再大就是钝角。四边形里可以一个直角都没有,也可以四个全是——但四个角加起来,必须凑满 360°。

求缺失的角

知道三个角,第四个立刻现形。某四边形的三个角是 9090^\circ8080^\circ110110^\circ

360(90+80+110)=360280=80360^\circ - (90^\circ + 80^\circ + 110^\circ) = 360^\circ - 280^\circ = 80^\circ

第四个角是 8080^\circ。验算:90+80+110+80=36090 + 80 + 110 + 80 = 360,一整圈凑齐。

先凑整,再相减

三个数相加别闷头硬算:90+110=20090 + 110 = 200 一眼出,200+80=280200 + 80 = 280 也顺口,最后 360280=80360 - 280 = 80。先凑好加的,口算又快又稳。

会变形的家族

三角形定了边就定了形,四边形却会「变魔术」:平行四边形框轻轻一推就歪。这是缺点,也是天赋——伸缩门、可折叠的晾衣架,全靠这份柔韧干活。反过来,想让四边形框稳住,加一根斜杆,把它拆成两个三角形就行。变形与稳固,两个家族正好互补。

动手检验

随堂小测

  1. 1. 四边形的内角和是多少?

  2. 2. 三个角是 90°、80°、110°,第四个角是多少?

  3. 3. 下面哪句是对的?