内容正文:
第一章 推理与证明
1.2证明第2课时
一、教材分析
本章是在前面对几何结论已经有了一定的直观认识的基础上编排的.证明是数学的核心内容,是构建学科知识体系的关键手段.通过证明,零散的知识点得以串联,形成严谨的逻辑结构.虽然本章只是证明的初步,但它对认识证明的必要性、引进公理的必要性,了解作为证明基础的定义、命题、定理等非常重要,同时,通过有关平行线和三角形的一些简单定理的证明,初步掌握证明的要求和格式,这对发展证明素养也十分重要.
二、教学目标
1.掌握定理的概念,加深学生对新学知识的应用和理解,培养学生的逻辑思维能力.
2.通过对几何问题的解决,熟练写出理论依据.学生积极参与数学活动,培养学生应用知识解决问题的能力.
3.体会命题推理的过程,体验数学思维的严谨性,培养学生的几何直观和创新思维.
三、教学重难点
重点:掌握定理的概念,加深学生对新学知识的应用和理解,培养学生的逻辑思维能力.
难点:通过对几何问题的解决,熟练写出理论依据.学生积极参与数学活动,培养学生应用知识解决问题的能力.
四、教学过程
· 复习回顾
观察、实验、类比和归纳是我们发现规律、获取一般结论的重要方法.
但是,用这些方法得到的结论不一定正确.
若要确定命题是真命题,还需要经过严密的逻辑推理加以证实.
在代数中,可以依据定义、运算法则、运算律、公式、等式(不等式)的基本性质等进行运算和推理.
师:如何证明几何问题?
生:猜想与代数中的推理类似,几何中的推理也要依据定义、基本事实等.
师生活动:师生共同回忆上一节知识点为这节课学习打下基础,教师提出问题,学生先独立思考,再小组交流,最后以小组为代表汇报展示.
设计意图:通过复习回顾引入,方便学生理解也更容易接受新的知识.培养学生观察和概括的能力.
活动一:归纳证明的定义
在几何命题中,我们已学过的基本事实有哪些?
(1)两点确定一条直线;
(2)两点之间线段最短;
(3)同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直;
(4)过直线外一点有且只有一条直线与这条直线平行;
(5)两条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.
师生活动:学生先独立思考,再小组交流,最后以小组为代表汇报展示.教师再补充举例.
师:论证的起点和依据是什么?
生:交流:学生先独立思考,再小组交流.
总结:基本事实通常作为论证的起点和依据.从定义、基本事实及已知条件出发,通过逻辑推理的方法证实命题的过程叫作证明.
活动二:探究几何证明
如何证明“对顶角相等”?
分析:先要分清待证命题的条件和结论.为了使推理过程更精确、简约,便于论证,还要把用文字语言叙述的条件和结论“翻译”成图形语言和符号语言.
已知:如图,直线AB,CD相交于点O,∠AOC与∠BOD是对对顶角.
求证:∠AOC=∠BOD.
证明:因为直线AB,CD相交于点O(已知),
所以∠AOC+∠AOD=180°,
∠BOD+∠AOD=180°(平角的定义),
所以∠AOC+∠AOD=∠BOD+∠AOD(等量代换).
所以∠AOC=∠BOD(等式的基本性质).
总结:我们把经过推理证实的真命题叫作定理.“对顶角相等”是定理.
归纳:定理和基本事实一样,也可以作为证明的依据.
活动三:总结几何证明的步骤
归纳:一般地,几何证明过程有以下三个步骤:
① 根据题意,画出图形;
② 结合图形,写出“已知”“求证”;
③ 写出“证明”.
师生总结:在几何中,可以依据定义、基本事实、定理等进行推理.
· 应用新知
例1:推理:如图,因为∠AOC=∠BOD,所以∠AOC+∠AOB=∠BOD+∠AOB,
这个推理的依据是( ).
A.不等式的基本性质 B.整体大于部分
C.等量加等量其和相等 D.等量减等量其差相等
分析:根据等式的基本性质:等量加等量其和相等.这里∠AOC和∠BOD是等量∠AOB是所加的等量.
师生活动:老师提问学生代表展示问题答案.加深学生对所学知识的记忆.
总结:熟练掌握利用基本事实、定理进行推理和证明.
设计意图:通过学生参与活动,激发学生参与课堂教学的热情.学以致用.
例2:已知:“如图,已知点C,O,D 在同一条直线上.若∠1=∠3.
求证:点A,O,B 在同一条直线上.
分析:根据平角的定义、等量代换证明即可.
证明:因为点C,O,D 在同一条直线上(已知),
所以 ∠1+∠2=180° (平角的定义).
因为 ∠1=∠3(已知),
所以 ∠3+∠2=180°(等量代换).
所以 点A,O,B 在同一条直线上 (平角的定义).
师生活动:学生积极思考,教师启发学生得出证明过程.
设计意图:通过师生的共同探讨,初步感知几何证明命题的方法与形式.
总结:熟练掌握证明所需的各个基本事实和定理以及书写格式.
例3: 证明:等角的余角相等.
分析:先明确已知条件和需要求证的结论,然后根据互余的定义得到两个等式,再结合已知的等角关系,利用等量代换得出要证明的结论.
已知:如图 ∠α=∠β,∠1是∠α的余角,∠2是∠β的余角.
求证:∠1=∠2.
证明:因为∠1是∠α的余角锐角,∠2是∠β的余角(已知),
所以∠1 +∠α=90°,∠2 +∠β=90°(余角的定义).
所以∠1 +∠α=∠2 +∠β(等量代换).
因为∠α=∠β(已知),
所以∠1=∠2(等式的基本性质).
总结:文字叙述几何问题先要写出已知求证,并进行证明.
设计意图:通过例题的解答,让学生真正掌握几何问题的证明.
· 课堂练习
1.阅读证明过程,并在括号内填写推理依据.
如图,如果B,C是线段AD上的两点,且AB=CD.
求证:AC=BD.
证明:因为 AB=CD(已知),
所以 AB+BC=CD+BC(等量加等量,和相等).
所以 AD=BD(线段和的定义).
2.如图,∠ABC=∠A'B'C',BD 和B'D'分别是∠ABC 和∠A'B'C'的平分线.
求证:∠ABD=∠A'B'D'.
证明:BD 和B'D'分别是∠ABC 和∠A'B'C'的平分线(已知),
所以∠ABD=∠ABC,∠A'B'C'=∠A'B'D'(角平分线的定义).
因为∠ABC=∠A'B'C'(已知).
所以∠ABC=∠A'B'D'(已知),
即∠ABD=∠A'B'D'(等式的基本性质).
限时训练
1.如图,AC⊥BC垂足为点C,∠BCD是∠B的余角.
试说明:∠ACD=∠B.
理由:因为AC⊥BC(已知)
所以∠ACB=90°(垂直的定义)
所以∠BCD是∠ACD的余角(余角的定义)
又因为∠BCD是∠B的余角(已知)
所以∠ACD=∠B(等量代换)
2.阅读下面命题及其说理过程,在括号内填上推理的依据.
已知:如图,如果∠ABC=∠A'B'C',∠1=∠2.求证:∠3=∠4.
证明:因为∠ABC=∠A'B'C',∠1=∠2,(已知)
所以=(等式的性质).
又因为∠3=,∠4=(两角差的定义).
所以 ∠3=∠4(等量代换).
3.已知:如图∠1和∠2都是∠α的余角.
求证:∠1=∠2.
1
2
证明:因为∠1+∠α=90°(已知),
所以∠1=90°-∠α(等式的性质).
因为∠2+∠α=90°(已知),
所以∠2=90°-∠α(等式的性质).
所以∠1=∠2(等量代换).
4. 已知:如图所示,OM为∠AOB内的任意一条射线,OE,OF分别是∠AOM和∠BOM的平分线.求证:∠AOB=2∠EOF.
证明:因为OE平分∠AOM(已知),
所以 ∠AOM=2∠EOM (角平分线的定义).
因为OF平分∠BOM(已知),
所以 ∠BOM=2∠FOM (角平分线的定义).
所以 ∠AOB=∠AOM+∠BOM=2∠EOM+2∠FOM=2∠EOF(等量代换).
师生活动:老师提问学生举手回答问题.
设计意图:通过练习,学以致用,及时获知学生对所学知识的掌握程度,调动全体学生学习数学的积极性,使每个学生都能有所收益、有所提高.
· 归纳总结
师生活动:教师和学生一起回顾本节课所讲的内容.
1.本节课你学到了什么?
2.你知道的基本事实、定理?
3如何证明几何问题?
设计意图:通过小结让学生进一步熟悉巩固本节课所学的知识.
· 实践作业
目标:理解基本事实,掌握证明方法,提升逻辑,还要联系生活培养学生的几何直观和创新思维.
观察思考:几何知识在生活中的实际应用?
1.两点之间线段最短→跳远测量器.
2.两点之间线段最短→操场抄近路.
3.两点确定一条直线→木工弹墨线.
拓展延伸:
尝试找出几个生活中的实例,并解释其中的数学原理.
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