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平行四邊形

平行四邊形是兩組對邊分別平行的四邊形。它的對邊一樣長、對角一樣大,相鄰的兩個角加起來是 180 度,兩條對角線互相平分。長方形、菱形、正方形都是特別的平行四邊形。

在 108 課綱裡,國小四年級的時候,我們會用邊和角來認識平行四邊形,並學會怎麼畫它。到了五年級,我們會學習對邊一樣長、對角一樣大這些特點。不過,要用這些特點去證明或判斷一個四邊形到底是不是平行四邊形,那是到了國中二年級才會學的內容。關於面積怎麼算,請看平行四邊形面積公式。這一頁專門講它的特點,以及怎麼認出它。

先看重點

  • 定義:兩組對邊分別平行的四邊形。平行就是像鐵軌一樣,永遠不會碰在一起。
  • 對邊的長度一樣長,對面的角一樣大,旁邊兩個角加起來是 180 度。
  • 兩條從角連到對面角的直線叫對角線,它們會在中間互相切成兩半,但通常長度不一樣,也不像十字那樣垂直相交。
  • 一般的平行四邊形形狀歪歪的,對折後兩邊無法完全重合,所以沒有對稱軸;不過菱形、長方形、正方形都是平行四邊形。

平行四邊形的定義

平行四邊形是有四條邊的圖形,它的上面和下面那兩條邊像鐵軌一樣,一直往前也不會碰在一起,這叫平行。它的左邊和右邊那兩條邊也是平行的。因為平行的兩條線之間距離永遠一樣,所以不管把線畫多長都不會交在一起。關於平行線更多的介紹,你可以看平行線。

在圖上,如果兩條邊旁邊記號一樣,代表它們的長度是一樣的。相對的兩個角大小也是一樣的。判斷的時候,不要只看形狀是不是歪歪的。長方形和正方形雖然四個角都是方方正正的,但因為它們的兩組對邊也都平行,所以它們也是平行四邊形的一種。

60°120°60°120°8 公分8 公分5 公分5 公分
兩組對邊分別平行,對邊一樣長,對角一樣大

先認識垂直和平行

當兩條直線交叉在一起,形成像書本角那樣方方正正的直角時,我們就說這兩條線互相垂直。通常會在交叉的地方畫一個小方框,用來表示這裡有一個直角。

如果有兩條直線都垂直於同一條直線,那這兩條直線就會互相平行。平行線就像鐵軌,不管延長多遠都不會碰在一起,而且兩條線之間的距離處處一樣。平行四邊形就是兩組對邊都互相平行的四邊形。

互相垂直互相平行,距離一樣
相交成直角是垂直;永遠不會相交、距離處處一樣是平行

平行四邊形的性質

這裡列出平行四邊形最常出現的特點,還有大家什麼時候會學到。在小學,我們主要用量尺量、折紙、剪下來拼一拼來觀察它的樣子。到了國中,才會用到三角形全等的方法來證明這些特點。

性質說明什麼時候學
兩組對邊分別平行這是平行四邊形的定義國小四年級
兩組對邊分別等長上下一樣長,左右一樣長國小五年級
兩組對角分別相等相對的兩個角一樣大國小五年級
相鄰兩角相加 180 度一個角 60 度,旁邊的角就是 120 度國小五年級可以推出來
四個角加起來 360 度和所有四邊形一樣國小五年級
兩條對角線互相平分交點是兩條對角線各自的中點國中二年級
一條對角線切出兩個全等三角形兩個三角形形狀、大小都一樣國中二年級
一般沒有對稱軸轉半圈會和原來重合,是點對稱圖形線對稱在國小五年級

為什麼靠在一起的兩個角加起來會是 180 度呢?因為平行四邊形相對的兩個角大小一樣,四個角全部加起來是 360 度,所以靠在一起的兩個角就是 360 ÷ 2 = 180 度。

平行四邊形定理:怎麼判斷是平行四邊形(國中)

到了國中二年級,會學到用三角形全等的方法來證明平行四邊形的特點。也會學到怎麼判斷:如果一個四邊形符合下面任何一個條件,它一定是平行四邊形。在小學不用背這些定理,但可以用這些條件來檢查自己畫的圖有沒有畫錯。

  • 兩組對邊分別平行,這是定義。
  • 兩組對邊的長度一樣長。
  • 兩組相對的角大小一樣。
  • 兩條對角線,就是從一個角連到對面那個角的直線。它們交在一起的時候,交點剛好把每一條線都切成兩半,長度完全一樣。
  • 平行四邊形有一組對邊,像鐵軌一樣平行,而且這兩條邊的長度也完全一樣。

平行四邊形的對角線

平行四邊形的兩條對角線交在一起時,交點剛好是每一條對角線的中點。舉個例子,如果兩條對角線長 10 公分和 14 公分,交點會把 10 公分的那條切成 5 公分和 5 公分,把 14 公分的那條切成 7 公分和 7 公分。只要畫一條對角線,就能把平行四邊形分成兩個一模一樣的三角形,每個三角形佔總面積的一半。如果兩條對角線都畫出來,就會變成 4 個面積相等的三角形。

一般平行四邊形的兩條對角線不一樣長,也不互相垂直。長方形的對角線一樣長,菱形的對角線互相垂直,正方形兩者都有。所以對角線 × 對角線 ÷ 2 只能算菱形和正方形的面積,詳細看菱形面積公式。

網路上常提到的平行四邊形對角線公式,是指兩條對角線長度的平方和,等於四條邊長度的平方和。換句話說,就是把兩條相鄰邊各自平方相加,再乘 2。舉個例子,長 4、寬 3 的長方形,它的對角線都是 5。5 × 5 + 5 × 5 = 50,而 (4 × 4 + 3 × 3) × 2 算出來也是 50。這個公式要用到平方和根號,我們國小的數學課還沒教。要等到國中學了畢氏定理、高中的餘弦定理,才能想出這個公式的方法。

交點記號一樣的兩段一樣長
平行四邊形的兩條對角線交在一起時,會把彼此平均分成兩半

平行四邊形角度和邊長例題

做角度題目時,只要記住兩件事就好。第一件是,對面的兩個角一樣大。第二件是,挨在一起的兩個角加起來是 180 度。

例 1有一個平行四邊形,它的其中一個角是 65 度,請問其他三個角各是幾度?

  1. 先算挨在一起的那個角:180 − 65 = 115(度)
  2. 因為對面的角一樣大,所以四個角分別是 65 度、115 度、65 度、115 度
  3. 我們來檢查一下:65 + 115 + 65 + 115 = 360(度)

答:115 度、65 度、115 度

例 2平行四邊形相鄰的兩個角,大的角是小的角的 2 倍,這兩個角各是幾度?

  1. 平行四邊形裡,挨在一起的兩個角加起來剛好是 180 度。
  2. 我們把小的角看成 1 份,大的角看成 2 份,這樣兩個角加起來一共是 3 份。
  3. 先用 180 ÷ 3 = 60(度)算出小的角,再用 60 × 2 = 120(度)算出大的角。

答:60 度和 120 度

例 3有一個平行四邊形,挨在一起的兩條邊長度分別是 8 公分和 5 公分,請問它的周長是多少?

  1. 平行四邊形相對的兩條邊長度是一樣的,所以四條邊的長度分別是 8、5、8、5 公分。
  2. 周長 = (8 + 5) × 2 = 26(公分)

答:26 公分

例 4平行四邊形的周長是 30 公分,其中一條邊是 9 公分,和它挨著的那條邊是幾公分?

  1. 兩條挨在一起的邊加起來,就是周長的一半:30 ÷ 2 = 15(公分)
  2. 15 − 9 = 6(公分)

答:6 公分

平行四邊形有幾條對稱軸?

一般的平行四邊形沒有對稱軸,是 0 條。不管沿著哪一條直線對摺,包括從一個角連到對面那個角的直線(對角線)和連接對邊中間的線,兩邊都不會完全重疊在一起,所以它不是線對稱圖形。

平行四邊形雖然不能對摺重疊,但繞著兩條對角線交會的那個點轉半圈,會和原來的圖形完全重疊,這種圖形叫點對稱圖形。特別的平行四邊形就有對稱軸了:長方形 2 條,菱形 2 條,正方形 4 條。圖解和更多圖形的對稱軸可以看線對稱圖形。

菱形、正方形、長方形是平行四邊形嗎?

是。只要兩組對邊都像鐵軌一樣平行,就是平行四邊形。菱形四條邊一樣長,兩組對邊一定平行;長方形和正方形的對邊也都平行,所以它們都是特別的平行四邊形。反過來就不一定了,平行四邊形不一定是菱形、長方形或正方形。

正方形最特別,它同時是長方形、菱形,也是平行四邊形。梯形只有一組對邊像鐵軌一樣平行,所以它不是平行四邊形。

圖形兩組對邊平行四條邊一樣長四個角都是直角是平行四邊形嗎對稱軸
平行四邊形是不一定不一定是一般沒有
長方形是不一定是是2 條
菱形是是不一定是2 條
正方形是是是是4 條
梯形只有一組不一定不一定不是一般沒有,等腰梯形 1 條

表格裡長方形和菱形的對稱軸,指的是不是正方形的情形。各種四邊形的面積算法整理在四邊形面積公式。

平行四邊形和四邊形練習:試做 5 題

四年級的關卡會問各種四邊形有幾組平行邊、幾個像書本角一樣的直角,也會算平行四邊形和菱形的周長。五年級的線對稱關卡會問平行四邊形有幾條對稱軸。不用登入,做完會告訴你答對幾題。

準備好就開始,一共 5 題。

常見問題

平行四邊形的定義是什麼?

兩組對邊都像鐵軌一樣平行的四邊形,就是平行四邊形。長方形、菱形、正方形也符合這個定義。

平行四邊形有什麼性質?

對邊一樣長、對角一樣大、相鄰兩角相加 180 度、四個角加起來 360 度,兩條對角線會互相平分。

平行四邊形有幾條對稱軸?

一般的平行四邊形沒有對稱軸,不是線對稱圖形,但它是點對稱圖形。長方形和菱形有 2 條,正方形有 4 條。

菱形是平行四邊形嗎?

是的。菱形有兩組對邊,它們都像鐵軌一樣平行,也就是一直往前也不會碰在一起,所以菱形是一種特別的平行四邊形。不過,一般的平行四邊形不一定是菱形喔。

延伸學習