内容正文:
6.2 直线、射线、线段
6.2.2 线段的比较与运算
第六章 几何图形初步
知识点
线段的画法及长短比较
知1-讲
1
1. 尺规作图 在数学中,我们常限定用无刻度的直尺和圆规作图,这就是尺规作图.
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知1-讲
2. 画一条线段等于已知线段a
(1)方法一:利用刻度尺先量出已知线段a 的长度,再画一条等于这个长度的线段.
(2)方法二:如图6.2 -1 3,用直尺画射线AC,再用圆规在射线AC 上截取AB=a(这就
是“作一条线段等于已知
线段”的尺规作图).
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知1-讲
3. 线段的长短比较
方法 具体做法 示例
度量法 先利用刻度尺分别测量出两条线段的长度,然后根据测量结果进行比较. 如图,对于线段AB 与线段CD,测得AB=2.4 cm,CD=2.9cm,所以AB<CD
叠合法 把两条线段中的一条线段移到另一条线段上,使它们有一个端点重合,然后根据另一个端点的位置进行比较.
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特别解读
1.比较线段的长短实质就是比较线段长度的大小.
2.当两条线段的长短差别不大,且又不便放在一起比较时,运用度量法;当两条线段能够放在一起且又不需要知道相差的具体数值时,可用叠合法.
3.度量法和叠合法是从“数”和“形”两个方面进行的,从“数”的方面比较,一般用度量法;从“形”的方面比较,一般用叠合法.
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知1-练
例 1
如图6.2-14 是一张三角形纸片,你能比较线段AB 与线段BC 的长短吗?
解题秘方:可以利用度量法,分别量出两条线段的长度,然后进行比较,或者利用叠合法进行比较.
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解:方法一 度量法.
用刻度尺量得AB=1.7cm,BC=1.3cm,所以AB>BC.
方法二 叠合法.
如图6.2-14 ,将圆规的针尖放在B点,
笔尖放在C 点,将圆规绕B 点旋转,
圆弧与AB 交于D 点.所以AB>BC.
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1-1. 要比较线段AB与CD 的长短, 小明将点A 与点C 重合并使两条线段在一条直线上, 结果点B 在CD 的延长线上, 则AB与CD相比较,( )
A.AB<CD
B.AB>CD
C.AB=CD
D. 无法判断
B
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知2-讲
知识点
线段的基本事实
2
线段的基本事实 两点的距离 举例
两点的所有连线中,线段最短. 简单说成:两点之间,线段最短 定义 性质 在所有连接A,B 两点的线中,线段AB是最短的,线段AB 的长度就是点A 与点B 之间的距离
连接两点的线段的长度,叫作这两点间的距离 (1)存在性;
(2)最短性;
(3)唯一性
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警示误区
两点的距离是一个具体的数量,而线段本身是图形.因此不能把A,B 两点的距离说成是线段AB. 另外,连接两点是指画出以这两点为端点的线段.
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知2-练
如图6.2-15 所示,某同学的家在A 处,书店在B 处,星期日他到书店去买书,想尽快赶到书店,请你帮助他选择一条最近的路线( )
A. A → C → D → B
B. A → C → F → B
C. A → C → E → F → B
D. A→C→M→B
例 2
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解题秘方:判断出B,C 两点之间最短的路线为C → F →B,即可选出正确答案.
解:根据两点之间线段最短,可知从点C 到点B 的最短路程为线段BC 的长,从A 到C 的路程不变,故最短的路线为A → C → F → B,故选B.
答案:B
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2-1. 如图是某住宅小区平面图,点B 是某小区快递站的位置,其余各点为居民楼,图中各条线为小区内的小路,从居民楼点A 到快递站点B的最短路径是( )
A.A-C-G-E-B
B.A-C-E-B
C.A-D-G-E-B
D.A-F-E-B
D
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例 3
如图6.2-16,有一个正方体盒子放在桌面上,一只虫子在顶点A 处,一只蜘蛛在顶点B 处,蜘蛛沿着盒子表面准备偷袭虫子,那么蜘蛛要想最快地捉住虫子,应该怎样走?你能画出来吗?
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知2-练
解题秘方:蜘蛛要想最快地捉住虫子,需走最短的路径,而蜘蛛走的路径是正方体的不同侧面,因此应在正方体的侧面展开图中寻找.
其实质是把立体图形展开为平面图形,也就是把正方体的不同侧面展开到同一平面,利用“两点之间,线段最短”确定最短的路径.
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解:如图6.2-1-7 ,有四种走法,分别是:B → F → A,B → G → A,B → M → A,B → N → A(F,G,M,N 分别为DE,CD,KE,KH 的中点).
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知2-练
方法点拨:在现实生活中,从A 地到B 地,若要路程最短,则A,B 之间画成笔直的线,若要路程变长,则画成折线或曲线,各有用途,根据不同需求进行设计.
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3-1. 如图,一观测塔底座部分是长方体,现在从下底面A点修建扶梯,经过点M,N到点D′,再进入顶部的观测室,已知AB=BC,试确定使扶梯的总长度最小的点M,N 的位置.
解:如图,将长方体的三个面展开,连接AD′,分别与BB′,CC′交于点M,N,点M,N即为所求.
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知3-讲
知识点
线段的运算
3
1. 线段的和与差
如图6.2-18 ,已知线段a,b(且a>b).
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知3-讲
(1)线段的和:在直线l 上作线段AB=a,再在AB 的
延长线上作线段BC=b,线段AC 就是a 与b 的和,记作AC=a+b,如图6.2-19 ① .
(2)线段的差:在直线l 上作线段AB=a,再在线段AB 上作线段BD=b,则线段AD 就是a 与b 的差,记作AD=a-b,如图6.2-19 ② .
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知3-讲
2. 线段的中点的概念
把一条线段分成两条相等线段的点,叫作线段的中点. 如图6.2-20 ,如果M 是线段AB 的中点,则有AM=BM=AB.
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知3-讲
3. 等分线段
(1)把一条线段分成三条相等的线段的点叫作线段的三等分点. 如图6.2-2 1 ,M,N 是线段AB 的三等分点,则有AM=MN=NB=AB.
(2)把一条线段分成四条相等的线段的点叫作线段的四等分点. 如图6.2-22 ,M,N,P 是线段AB 的四等分点,则有AM=MN=NP=PB=AB.
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知3-讲
特别提醒
1.线段的中点必须在线段上,并且只有一个.
2.线段的中点可以转化为线段相等或成倍分关系的等式,但是相等或倍分关系不一定能转化为线段的中点,如若AC=BC,如果点C不在线段AB上,就不是线段AB的中点.
3.线段的中点及等分点的特征: 这些点都在线段上,线段的中点只有一个,线段的三等分点、四等分点不止一个.
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[期末·南京秦淮区]如图6.2-23,C 为线段AD 上一点,B 为CD的中点,且AD=13.5 cm,BC=3 cm.
例 4
解题秘方:根据线段中点的定义结合线段的和差关系进行计算,情况不明时注意分类讨论.
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知3-练
(1)图中共有_______条线段;
6
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知3-练
(2)求AC 的长;
解:因为B 为CD 的中点,BC=3 cm,
所以CD=2BC=6 cm.
因为AD=13 .5 cm,
所以AC=AD-CD=13.5 -6=7.5(cm).
所以AC 的长为7.5 cm.
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知3-练
(3)若点E 在直线AD 上,且EA=4 cm,求BE 的长.
解:分两种情况:
当点E 在线段CA 的延长线上时,如图6.2 -24 .
因为EA=4 cm,AC=7 .5 cm,BC=3 cm,
所以BE=AE+AC+BC=1 4 .5(cm).
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当点E 在线段AC 上时,如图6.2 -2 5 .
因为EA=4 cm,AC=7 .5 cm,
所以CE=AC-AE=7 .5 -4 =3.5(cm).
因为BC=3 cm,所以BE=CE+BC=3.5+3=6.5(cm).
综上所述,BE 的长为14 .5 cm 或6.5 cm.
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知3-练
4-1. [新考法 分类讨论法]已知线段AC 和线段BC在同一直线上, 如果AC=6 cm,BC=4 cm,则线段AC 和线段BC的中点之间的距离为______cm.
1或5
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知3-练
4-2.[期末·重庆荣昌区]如图,点C 在线段AB上,M 是AC 的中点,且AB=76,BC=52.
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知3-练
(1)求线段AM 的长;
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(2)在线段BC 上取一点N,使得CN ∶ NB =6 ∶ 7,求线段MN的长.
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[母题 教材P166练习T2]用直尺和圆规作线段:如图6.2-26,已知线段a,b,c.
例 5
解题秘方:按照线段和差的作法用圆规在射线上依次截取.
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(1)求作一条线段,使它等于a+2b;
解:如图6.2 -27 ,1 . 作射线AM;2 . 在射线AM 上顺次截取AB=a,BC=CD=b.线段AD即为所求作.
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(2)求作一条线段,使它等于a-b+c.
解:如图6.2-28 ,
1 . 作射线AM;2 . 在射线AM 上顺次截取AB=a,BC=c;3. 在线段AC 上截取CD=b.
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知3-练
5-1. 已知: 线段a,b.求作: 线段AB, 使得AB=2a+b. 小明给出了四个步骤(如图):
①作一条射线AE;
②则线段AB=2a+b;
③在射线AE 上作线段AC=a,再在射线CE 上作线段CD=a;
④在射线DE 上作线段DB=b. 你认为顺序正确的是( )
A.②①③④ B.①③④②
C.①④③② D.④①③②
B
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线段的比较与运算
线段的比较与运算
线段的比较
线段的运算
度量法
叠合法
线段的和差
线段的中点
课堂小结
解:因为点C在线段AB上,AB=76,BC=52,
所以AC=AB-BC=76-52=24.
因为M是AC的中点,
所以AM=AC=×24=12.
解:因为M是AC的中点,所以MC=AC=12.
因为点N在线段BC上,BC=52,
所以CN+NB=BC=52.又因为CN∶NB=6∶7,
所以CN=×BC=×52=24.
所以MN=MC+CN=12+24=36.
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