内容正文:
第八章 平行线的有关证明
8.3 基本事实与定理
素养目标
1.了解基本事实、定理的含义,初步体会公理化思想,并了解教科书所采用的基本事实.
2.通过介绍欧几里得的《原本》感受公理化方法对数学发展和促进人类文化进步的价值.
复习回顾
命题
概念 判断一件事情的句子,叫做________
结构 组成 条件 是________的事项
结论 是由已知事项推断出的________
结论 如果 “如果”引出的部分是________
那么 “那么”引出的部分是________
命题
已知
事项
条件
结论
分类 真命题 正确的命题称为________命题
假命题 不正确的命题称为________命题
判断
方法 举反例 要说明一个命题是假命题,常常可以举出一个例子,使它具备命题的条件,而不具有命题的结论,这种例子称为反例
真
假
走进欧几里得《原本》,领略公理化思想的魅力!
欧几里得与《原本》
公元前3世纪,古希腊数学家欧几里得编写《原本》,将几何学成果整理成逻辑体系。
公理化思想
他挑选部分数学名词和真命题作依据,推导其他命题,让几何学有了公理化体系。
基本概念
这里面涉及公理、定理等概念,为数学发展奠定了基础。
探索新知
公理与定理
一
不需要证明
公理=基本事实
数学名词称为原名,公认的真命题公理 (axiom).
除了公理外,其他命题的真假都需要通过演绎推理的方法进行判断.
演绎推理的过程称为证明
经过证明的真命题称为定理
每个定理都只能用公理(基本事实)、定义和已经证明为真的命题来证明
证明意义
公理与定理:数学大厦的基石探秘
1
公理的含义
公理是通过长期实践总结出来,并且被人们公认的真命题。比如欧几里得将“两点确定一条直线”等作为公理。
2
定理的含义
定理是通过推理得到证实的真命题。像由已知公理证明出的“等角的补角相等”就是定理。
3
二者区别
公理是不需要证明的基本事实,是证明其他命题的起始依据;定理是需要经过推理证明的。
4
举例说明
“同位角相等,两直线平行”是公理,可直接用;“等角的余角相等”需证明后才能用,是定理。
1.下列说法中错误的是( )
A.所有的定义都是命题 B.所有的定理都是命题
C.所有的公理都是命题 D.所有的命题都是定理
D
D
2.下列说法正确的是( )
A.命题一定是正确的 B.不正确的判断就不是命题
C.真命题都是公理 D.定理都是真命题
3.下列语句中属于定理的是( )
A.在直线AB上取一点E B.如果两个角相等,那么这两个角是对顶角
C.同位角相等 D.同角的补角相等
D
及时练习
教科书里的基本事实大盘点
1
直线相关
两点确定一条直线;同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直;过直线外一点有且只有一条直线与这条直线平行。
2
线段相关
两点之间线段最短。
3
三角形全等相关
两边及其夹角分别相等的两个三角形全等(SAS);两角及其夹边分别相等的两个三角形全等(ASA);三边分别相等的两个三角形全等(SSS)。
4
平行线相关
两直线被第三条直线所截,如果同位角相等,那么这两条直线平行。
初中介绍到的9个基本事实,我们已经学了8个:
此外,数与式的运算律和运算法则、等式的有关性质,以及反映大小关系的有关性质都可以作为证明的依据.
例如
1)如果a=b,b=c, 那么a=c,这一性质也可以作为证明的依据,称为“等量代换”.
2)如果a>b,b>c,那么a>c,这一性质同样可以作为证明的依据.
总结归纳
证实其他命题的正确性
推 理
演绎推理的过程叫证明
经过证明的真命题叫定理
定义、公理
一些条件
+
(2)区别:定义、基本事实、定理都是真命题,都可以作为进一步判断其他命题真假的依据,只不过基本事实是最原始的依据;而命题不一定是真命题,因而不能作为进一步判断其他命题真假的依据.
定义、命题、基本事实(公理)、定理之间的区别与联系:
(1)联系:这四者都是命题.
4.“两点之间,线段最短”这个语句是( )
A. 定理 B. 公理 C. 定义 D. 只是命题
5.“同一平面内,不相交的两条直线叫做平行线”这个语句是( )
A. 定理 B. 公理 C. 定义 D. 只是命题
B
C
B
6.“过直线外一点,有且只有一条直线平行于已知直线”是一个( )
A.需要证明的命题 B.公理 C.定理 D.定义
及时练习
例1 证明下面的定理:(写出已知、求证、证明过程)
(1)同角(等角)的补角相等.(2)同角(等角)的余角相等.
典型例题
①
已知:∠B和∠C是∠A的补角,
求证:∠B=∠C
证明:∵ ∠B和∠C是∠A的补角,
∴∠B=180°-∠A,∠C=180°-∠A.
∴∠B=∠C(等量代换).
∴同角的补角相等.
②
已知:∠A=∠B,∠C和∠D分别是∠A、∠B的补角.
求证:∠C=∠D
证明:∵ ∠C和∠D分别是∠A、∠B的补角.
∴∠C=180°-∠A,∠D=180°-∠B.
∵∠A=∠B(已知).
∴∠C=∠D(等量代换).
∴等角的补角相等.
例1 证明下面的定理:
(1)同角(等角)的补角相等.(2)同角(等角)的余角相等.
③
已知:∠B和∠C是∠A的余角,
求证:∠B=∠C
证明:∵ ∠B和∠C是∠A的余角,
∴∠B=90°-∠A,∠C=90°-∠A.
∴∠B=∠C(等量代换).
∴同角的余角相等.
④
已知:∠A=∠B,∠C和∠D分别是∠A、∠B的余角.
求证:∠C=∠D
证明:∵ ∠C和∠D分别是∠A、∠B的余角.
∴∠C=90°-∠A,∠D=90°-∠B.
∵∠A=∠B(已知).
∴∠C=∠D(等量代换).
∴等角的余角相等.
试证明定理“对顶角相等”.
例2 如图,直线 AB 与直线 CD 相交于点 O,∠AOC 与∠BOD 是对顶角.
求证:∠1 =∠2.
如图,∠1与∠2是直线AB和直线CD相交于点O的得到的对顶角.
∵直线AB与直线CD相交于点O(已知)
∴∠AOB=∠COD=180°(平角的定义)
∴∠1+∠3=180°(补角的定义)
∠2+∠3=180°(补角的定义)
∴∠1=∠2(等量代换)
已知:
求证:
证明:
∠1=∠2.
A
C
3
O
1
2
B
D
例3 已知:b∥c,a⊥b.
求证:a⊥c.
证明:∵ a⊥b(已知),
∴∠1 = 90°(垂直的性质).
又 b∥c(已知),
∴∠2 =∠1 = 90°(两直线平行,同位角相等).
∴ a⊥c(垂直的定义).
a
b
c
1
2
证明的一般步骤:
总结归纳
①根据题意,画出图形;
②根据条件和结论,结合图形写出已知和求证;
③经过分析,找出由已知推出求证的途径,写出证明过程.
实战演练
1. 下列命题中,属于定义的是( )
A. 两点确定一条直线
B. 同角的余角相等
C. 互补的两个角和为 180°
D. 点到直线的距离是该点到这条直线的垂线段的长度
D
A
2.下列说法不正确的是( )
A.若∠1=∠2,则∠1,∠2是对顶角
B.若∠1,∠2都是直角,则∠1=∠2
C.若∠1=∠2,则∠1+∠3=∠2+∠3
D.若∠1+∠3=90°,∠2+∠3=90°,则∠1=∠2
3. 下列句子中,是定理的是______,是公理的是____.
① 两点确定一条直线; ② 对顶角相等;
③ 全等三角形的对应边相等,对应角相等.
②③
①
4.如图,点A,O,B在一条直线上,OC平分∠BOD,OE⊥OC,垂足为点O.试判断∠AOE与∠DOE有怎样的数量关系,并说明理由.
解:∠AOE=∠DOE.
理由:如图,∵OE⊥OC,
∴∠1+∠3=90°.又∠AOB=180°,
∴∠2+∠4=90°,又∠1=∠2,
∴∠3=∠4,即∠AOE=∠DOE
命题
证明:推理的过程
真命题和假命题
定理:经过证明的真命题
分类
公理(基本事实):公认的真命题
课堂小结
定义、公理
反映大小关系的有关性质
定理
运算和运算法则
证明的依据
$$