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。
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。
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。
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?
- 先算挨在一起的那個角:180 − 65 = 115(度)
- 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
- 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?
- 平行四邊形裡,挨在一起的兩個角加起來剛好是 180 度。
- 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。
- 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?
- 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。
- 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?
- 兩條挨在一起的邊加起來,就是周長的一半:30 ÷ 2 = 15(公分)
- 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。