内容正文:
15.3.2 等边三角形导学案
本导学案聚焦等边三角形知识,将助力学生全面理解等边三角形的性质与判定,提升运用相关知识解决几何问题的能力。
一、学习目标(简写版)
1. 掌握等边三角形的定义、性质和判定方法,理解其与等腰三角形的关系。
1. 能熟练运用等边三角形的性质和判定进行角度计算、线段证明等几何问题求解。
1. 培养逻辑推理能力和几何直观能力,提升综合运用知识解决问题的素养。
二、学习重难点
重点:
1. 等边三角形的性质(三边相等、三角相殊)和判定定理(三边相等、三角相等、腰三角形)。
1. 灵活运用等边三角形的性质和判定解决各类几何问题。
难点:
1. 在复杂图形中识别和运用等边三角形的性质与判定,尤其是判定定理中 “有一个角是角形” 的应用。
1. 区分等边三角形与等腰三角形性质和判定的异同,避免混淆使用。
三、知识点自主预习填空
1. 等边三角形的定义:________都相等的三角形叫做等边三角形,等边三角形是特殊的________三角形。
1. 等边三角形的性质:
3. 等边三角形的三条边________。
3. 等边三角形的三个内角________,并且每一个内角都等于________。
3. 等边三角形是________图形,它有________条对称轴,分别是________。
3. 等边三角形具有等腰三角形的一切性质,且 “三线合一” 在等边三角形中体现得更特殊,任意一条________、________或________所在的直线都是它的对称轴。
1. 等边三角形的判定:
3. 三条边________的三角形是等边三角形。
3. 三个角________的三角形是等边三角形。
3. 有一个角是________的________三角形是等边三角形。
四、知识点详细讲解与要点讲解
知识点 1:等边三角形的定义
详细内容:
三边都相等的三角形叫做等边三角形,等边三角形是特殊的等腰三角形 。从定义可知,等边三角形满足等腰三角形 “两边相等” 的条件,且三边都相等,所以它是等腰三角形中更为特殊的一种 。例如,当一个三角形的三条边长度都为5cm时,它就是等边三角形,同时也是等腰三角形。理解等边三角形与等腰三角形的从属关系,是后续学习其性质和判定的基础。
常考易错点:
1. 误认为等边三角形与等腰三角形毫无关联,忽略等边三角形是特殊等腰三角形这一关键关系。
1. 对 “三边相等” 的条件理解不深刻,在判断三角形是否为等边三角形时,未准确确认三边长度关系。
经典例题 1:下列说法正确的是( )
A. 等边三角形不是等腰三角形
B. 等腰三角形一定是等边三角形
C. 有两边相等的三角形是等边三角形
D. 等边三角形的三边长度都相等
答案:D
解析:等边三角形满足等腰三角形的定义,是特殊的等腰三角形,A 选项错误;等腰三角形只有三边都相等时才是等边三角形,一般等腰三角形不是等边三角形,B 选项错误;有两边相等的三角形是等腰三角形,不一定是等边三角形,C 选项错误;根据等边三角形的定义,其三边长度都相等,D 选项正确。
知识点 2:等边三角形的性质
详细内容:
1. 等边三角形的三条边相等,这是由其定义直接得出的基本性质。
1. 等边三角形的三个内角相等,并且每一个内角都等于。
1. 等边三角形是轴对称图形,它有三条对称轴,分别是三条高(或三条角平分线或三条中线)所在的直线 。由于等边三角形的特殊性,其任意一条高、角平分线或中线所在的直线都能使三角形沿此直线对折后完全重合,这体现了 “三线合一” 在等边三角形中的特殊情况 。
1. 等边三角形具有等腰三角形的一切性质,并且 “三线合一” 更为特殊,在解决角度计算、线段相等证明等问题时,这些性质经常会用到。
常考易错点:
1. 在计算角度时,忘记等边三角形内用 “三线合一” 性质时,忽略等边三角形的特殊性,导致错误。
1. 混淆对称轴的表述,误认为对称轴是高、角平分线或中线本身,而不是它们所在的直线。
经典例题 2:已知点,AD是角平分线,若AB = 6,则BD的长为( )
A. 2
B. 3
C. 4
D. 6
答案:B
解析:因是等边三角形,AD是角平分线,根据等边三角形 “三线合一” 的性质,AD也是BC边上的中线,所以。又因为等边三角形三边相等,AB = BC = 6,所以BD = ,故选 B。
知识点 3:等边三角形的判定
详细内容:
1. 三条边都相等的三角形是等边三角形,这是根据等边三角形的定义得出的判定方法,是最直接的判定方式。
1. 三个角都相等的三角形是等边三角形。因为三角形内角和为若三个角相等,则每个角为再结合 “等角对等边”,可推出三边相等,所以是等边三角形。
1. 有一个角是腰三角形是等边三角形。当等腰三角形的一个角,分两种情况讨论:若这个角是顶角,则两底角这个角是底角,则另一个底角也是,所以三个边三角形。
常考易错点:
1. 在使用 “有一个角是三角形是等边三角形” 这一判定定理时,容易忽略 “等腰三角形” 这一前提条件。
1. 对 “三个角相等” 和 “有一个角三角形” 这两种判定方法的适用情况混淆,导致错误使用。
经典例题 3:,则BC的长为( )
A. 2
B. 3
C. 4
D. 6
答案:B
解析:因据三角形内角,所以等边三角形。又因为等边三角形三边相等,AB = 3,所以BC = AB = 3,故选 B。
五、效果检测(判断题)
1. 等边三角形是等腰三角形的一种特殊情况。( )
1. 等边三角形的三个内角都等。( )
1. 有两个角角形是等边三角形。( )
1. 等边三角形只有一条对称轴。( )
1. 三边长度分别为3cm、4cm、5cm的三角形是等边三角形。( )
1. 等腰三角形有一个角这个三角形就是等边三角形。( )
1. 等边三角形的 “三线合一” 性质与等腰三角形的 “三线合一” 性质完全相同。( )
1. 三个角都相等的三角形是等边三角形。( )
1. 若一个三角形的三条高所在直线都是它的对称轴,那么这个三角形是等边三角形。( )
1. 等边三角形的任意两边之和大于第三边。( )
六、课后作业
1.如图,在中,,,边上的高,E是边上的一个动点,F是边的中点,则的最小值是( )
A.3.5 B.5 C.7 D.10
2.已知:如图,D、E分别是等边三角形两边、上的点,连接、,与交于点O,,则的度数是( )
A. B. C. D.
3.如图,C为线段上一动点(不与点A,E重合),在同侧分别作等边和等边,与交于点O,与交于点P,与交于点Q,连接.以下结论不正确的是( )
A. B. C. D.
4.如图,等边中,于点,点,分别为,上的两个定点且,,在上有一动点使最短,则的最小值为( )
A. B. C. D.
5.如图,是等边三角形,是中线,延长至,使 ,则下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
6.下列命题中,真命题是( )
A.两个等边三角形全等 B.腰长对应相等的两个等腰三角形全等
C.面积相等的两个三角形全等 D.成轴对称的两个三角形全等
二、填空题
7.如图,一束平行光线照射在等边上,如果,那么 °.
8.如图,已知在等边中,,点D在边BC上,连接AD,线段AD的垂直平分线分别交边、于点E、F,如果的周长比的周长小,那么 .
9.在中,是边上一点,平分,在不添加字母和辅助线的情况下,如果添加一个条件能使为等边三角形,那么可以添加的条件是 .(只需写出一个)
10.如图,点C、D在线段的同侧,是的中点,,则长的最大值是 .
三、解答题
11.如图,是等边三角形,D是的中点,,垂足为C,是由沿方向平移得到的.已知过点A,交于点G.
(1)求的大小;
(2)求证:是等边三角形.
12.如图,已知:与相交于点,求证:.把以下证明过程补充完整.
证明:在中,
,
______________________(___________)
(___________),
_____________________,
,
______________________,
(___________)
七、答案与解析
(一)知识点自主预习填空答案
1. 三边;等腰
16. 相等
16. 相等
16. 轴对称;三;三条高(或三条角平分线或三条中线)所在的直线
16. 高;角平分线;中线
16. 都相等
16. 都相等
16. ;等腰
(二)效果检测答案与解析
1. 答案:√
解析:等边三角形满足等腰三角形两边相等的条件,是特殊的等腰三角形,该说法正确。
1. 答案:×
解析:等边三角形的三个内角都等说法错误。
1. 答案:√
解析:三角形内角和三个角都相等的三角形是等边三角形,该说法正确。
1. 答案:×
解析:等边三角形有三条对称轴,分别是三条高(或三条角平分线或三条中线)所在的直线,不是一条,该说法错误。
1. 答案:×
解析:三边长度分别为3cm、4cm、5cm,三边不相等,不是等边三角形,该说法错误。
1. 答案:√
解析:等腰三角形有一个角定理,这个三角形是等边三角形,该说法正确。
1. 答案:×
解析:等边三角形的 “三线合一” 更为特殊,任意一条高、角平分线或中线所在的直线都是对称轴,与等腰三角形的 “三线合一” 有区别,该说法错误。
1. 答案:√
解析:符合等边三角形的判定定理,三个角都相等的三角形是等边三角形,该说法正确。
1. 答案:√
解析:若一个三角形的三条高所在直线都是它的对称轴,说明三边相等,这个三角形是等边三角形,该说法正确。
1. 答案:√
解析:等边三角形三边相等,任意两边之和大于第三边,满足三角形三边关系,该说法正确。
(三)课后作业答案
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
B
B
D
D
D
1.C
【分析】本题主要考查了等边三角形的判定和性质,两点之间线段最短,熟练掌握和运用等边三角形的性质是解决本题的关键.解题时注意,最小值问题一般需要考虑两点之间线段最短或垂线段最短等结论.
先连接,,再根据,将转化为,最后根据两点之间线段最短,求得的长,即为的最小值.
【详解】解:连接,,
∵,,
∴是等边三角形,
∵是边上的高,
是边上的中线,即垂直平分,
,
∴,
∴当、、三点共线时,值最小 ,最小值为,
等边中,是边的中点,
,
的最小值为7,
故选:C.
2.B
【分析】本题考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,三角形外角的性质,找出全等三角形是解题关键.根据等边三角形的性质证明,得到,再结合三角形外角的性质求解即可.
【详解】解:是等边三角形,
,,
在和中,
,
,
,
,
故选:B.
3.B
【分析】通过证明,得到可判断A正确,通过证明,得到,可判断B错误;证明,得到,故判定结论C正确;利用可判断D正确.
【详解】解:由于和是等边三角形,
可知,,,
∴,,
∴,
∴,,
可判断A正确;
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,可判断B错误;
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,故结论C正确;
∵可判断D正确.
故选: B.
【点睛】本题考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定与性质,三角形外角的定义和性质,平角的定义等知识点.熟练掌握等边三角形的性质,证明三角形全等是解题的关键.
4.D
【分析】在上找到点关于的对称点,连接交于点,连接,推出的最小值是的长,再证明出是等边三角形,即可求出的长,从而解决问题.
【详解】解:在上找到点关于的对称点,连接交于点,连接,
此时是的垂直平分线,
,,
此时取最小值,最小值为,
等边中,,
,
,,
等边中,,,
又,
,
是等边三角形,
,
即的最小值为.
故选:.
【点睛】本题考查的知识点是轴对称性质、将军饮马模型、垂直平分线性质、等边三角形的判定与性质,解题关键是能将两线段的和的最小值用一条线段长表示.
5.D
【分析】本题考查了等边三角形的性质,等腰三角形的判定与性质,三角形外角的性质等知识,根据等边三角形的性质得到,根据等腰三角形的性质得到,再根据外角的性质可判断A,根据等边三角形中线得到,,即可判断B,根据等边三角形中线得到,即可判断C,由,,可判断D,掌握相关知识是解题的关键.
【详解】解:A、是等边三角形,
,
,
,
,
,
,故选项不符合题意;
B、∵是等边三角形的中线,
∴,,
∵,
,故选项不符合题意;
C、∵是等边三角形的中线,
∴
∴,
,故选项不符合题意;
D、,,
,故选项符合题意
故选:D.
6.D
【分析】本题考查了全等三角形的判定及等腰三角形、等边三角形相关概念,解题的关键是准确理解全等三角形的判定条件和性质.
根据全等三角形的判定条件,逐一分析各选项是否成立.
【详解】A.两个等边三角形全等:错误.等边三角形对应边相等且每个角均为,但若边长不同(如边长为2和3的等边三角形),则不全等;
B.腰长对应相等的两个等腰三角形全等:错误.等腰三角形仅腰长相等,但底边长度或顶角可能不同(如腰长均为5,底边分别为6和8的三角形),无法保证全等;
C.面积相等的两个三角形全等:错误.面积相等仅说明面积数值相同,但形状和边长可以不同(如底4高3与底6高2的三角形面积均为6),不全等;
D.成轴对称的两个三角形全等:正确.轴对称是几何变换中的全等变换,变换前后图形形状、大小完全一致,符合全等定义.
故选:D.
7.85
【分析】本题考查的是平行线的性质,等边三角形的性质,三角形的外角的性质,先求解,再结合等边三角形与三角形的外角的性质可得答案.
【详解】解:如图,
∵为等边三角形,
∴,
∴;
∵平行光线,
∴,
∴,
故答案为:.
8.
【分析】本题考查了等边三角形的性质,线段垂直平分线的性质,根据线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等可得,根据的周长比的周长小得出,再结合可求出.
【详解】解:∵是等边三角形,
∴,
∵垂直平分,
∴.
∴
.
则,
又∵,
∴,
∴,
故答案为:.
9.(答案不唯一)
【分析】本题考查了等腰三角形的三线合一,等边三角形的判定.根据题意要证明垂直平分,推出,再根据等边三角形的判定定理即可得出结论.
【详解】解:如图,添加时,为等边三角形,
∵在中,平分,,
∴是中边上的中线,
∴是中边上的高(三线合一),
∴垂直平分,
∴,
∵,
∴,
∴是等边三角形.
故答案为:(答案不唯一).
10.
【分析】本题主要考查了了翻折变换,等边三角形的判定与性质,两点之间线段最短等知识点,解题的关键是利用两点之间线段最短解决问题.作点A关于的对称点,点B关于的对称点,证明为等边三角形,即可解决问题.
【详解】解:作点A关于的对称点,点B关于的对称点,连接,,,,,
∴,,,,,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵是的中点,,
∴,
∴,
∴为等边三角形,
∴,
∵,
,
∴的最大值为19.
故答案是19.
11.(1)
(2)见解析
【分析】本题考查等边三角形的判定与性质、平移的基本性质、线段垂直平分线的判定与性质、平行线的性质、等腰三角形的判定与性质等基础知识,考查空间观念、几何直观与推理能力,考查化归与转化思想等,熟练掌握相关知识点,是解题的关键.
(1)等边三角形的性质推出,垂直,得到,角的和差关系求出的大小即可;
(2)平移得到,进而得到,角的和差关系推出,进而得到,根据,推出垂直平分,进而得到,推出,进而得到是等边三角形即可.
【详解】(1)解:是等边三角形,
.
D是的中点,
.
,
,
.
(2)由平移可知:,
,
又,
,
∴,
又,
垂直平分,
,
由(1)知,,
,
,
是等边三角形.
12.;在三角形中,大边对大角;对顶角相等;;;在三角形中,大角对大边
【分析】本题考查三角形中大边对大角,大角对大边,不等式的性质,根据三角形中大边对大角,大角对大边,不等式的性质解答即可.
【详解】证明:在中,
(在三角形中,大边对大角)
(对顶角相等)
(在三角形中,大角对大边)
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