1.4线段垂直平分线与角平分线 第1课时教案 2025-2026学年苏科版数学八年级上册
2025-09-08
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摘要:
该教案聚焦线段垂直平分线的性质定理及其逆定理,从复习轴对称与线段垂直平分线定义出发,通过作图、观察、猜想、证明等环节自然过渡到新知探究,构建起旧知与新知之间的逻辑桥梁,形成清晰的学习支架。
本资料突出数学眼光中的几何直观与空间观念,体现数学思维中的推理能力与逻辑意识,彰显数学语言中的符号表达与模型应用。例如在例3中引导学生识别“筝形”并运用垂直平分线判定解决角度相等问题,强化了从现实情境抽象出数学结构的能力。课堂练习设计由浅入深,涵盖生活选址、三角形周长计算、图形全等推理等多个场景,既培养学生的建模意识与问题解决能力,又提升教师教学效率与课堂互动质量。
内容正文:
第一章 三角形
1.4线段垂直平分线与角平分线
第1课时 线段垂直平分线的性质
一、教材分析
本节课是苏科版初中数学八年级上册第一章第四节的第1课时.本节课是轴对称、全等三角形等知识的自然延伸,也是后续学习三角形外接圆、作图与证明的基础.也是几何知识体系中的关键链条。本节课首先通过复习线段垂直平分线的定义以及画法,自然而然引出本节课的内容,然后引导学生从问题出发,根据观察、猜想,然后证明,来学习线段垂直平分线性质定理及逆定理,也为学生今后进一步学习几何图形的有关知识打下良好的基础,发展几何直观和推理能力,体验数学发现的乐趣,形成主动探索几何规律的学习态度.
二、学习目标
1.探索并掌握线段垂直平分线的性质定理及其逆定理,进一步发展推理能力.
2.会利用线段垂直平分线的性质定理及其逆定理解决数学问题.
3.通过观察、猜测、验证、推理等活动,培养学生的动手能力、逻辑思维能力,提高学生分析问题和解决问题的能力.
三、教学重难点
重点:掌握线段垂直平分线的性质定理及其逆定理
难点:会利用线段垂直平分线的性质定理及其逆定理解决数学问题.
四、教学过程
· 复习回顾
问题:线段是轴对称图形吗?如果是,那它的对称轴是什么?
预设答案:线段是轴对称图形,对称轴是线段的垂直平分线.
问题:什么是线段的垂直平分线?
预设答案:垂直于这条线段,并且平分这条线段的直线叫线段的垂直平分线.
∵直线 l⊥AB,AO=BO,
∴直线 l是线段AB的垂直平分线.
追问:如何用直尺和圆规作已知线段的垂直平分线呢?
问题:已知线段AB,用直尺和圆规作线段AB的垂直平分线.
作法:(1)分别以点A和B为圆心,以大于AB的长为半径作弧,两弧相交于点C和点D.
(2)作直线CD,直线CD就是线段AB的垂直平分线.
追问:线段垂直平分线有什么性质呢?一起来探究吧!
师生活动:学生独立思考,指定学生回答,教师演示用直尺和圆规作线段AB的垂直平分线.
设计意图:通过复习线段垂直平分线的定义以及画法,对旧知的复习,直观建立新旧知识连接,为接下来的学习提供理论依据.
· 探究新知
活动一:探究线段垂直平分线的性质定理
探究:线段AB的垂直平分线l与AB相交于点O,在l上任意取一点P,连接PA,PB.线段PA与PB一定相等吗?如何证明?
师生活动:学生思考、动手、回答,师提示,巡视,讲解.
分析:
预设答案:
解:线段PA与PB一定相等.证明如下:
(1)当点P与点O重合时.结论显然成立;
(2)当点P与点O不重合时.
∵OP是线段AB的垂直平分线,
∴AO=BO,∴∠AOP=∠BOP=90°.
在△AOP和△BOP中,
∴△AOP≌△BOP,
∴PA=PB.
【概念生成】:
线段垂直平分线的性质定理:线段垂直平分线上的点到这条线段两个端点的距离相等.
几何语言:如图,
∵点P在线段AB的垂直平分线上,
∴PA=PB.
注意:该定理经常用来证明两条线段相等.
师生活动:学生思考、动手、回答,师提示,巡视.
设计意图:通过探索线段垂直平分线的性质定理,从点P与点O重合时和点P与点O不重合时两种情况进行证明,培养逻辑推理的能力和探究意识.经历观察——猜想——证明的过程,让学生理解并掌握线段垂直平分线的性质定理.
活动二:探究线段垂直平分线的性质定理的逆定理
问题:线段垂直平分线的性质定理逆命题是什么?
预设答案:到线段两端距离相等的点再线段的垂直平分线上.
追问:它是真命题吗?你能证明吗?
已知QA=QB,求证:点Q 在线段AB的垂直平分线上.
分析:
预设答案:
证明:如图,当点Q在线段AB上时,
∵QA=QB,∴Q是线段AB的中点,∴点Q在线段AB的垂直平分线上.
当点Q不在线段AB上时,如图,作QM⊥AB,垂足为M.
∴∠QMA=∠QMB=90°.
在Rt△QAM和Rt△QBM中,
∵
∴Rt△QAM≌Rt△QBM.
∴AM=BM.
∴直线QM是线段AB的垂直平分线.
即点Q一定在线段AB的垂直平分线上.
总结:还可以通过取中点,证垂直来证明.(学生独立证明即可)
【概念生成】线段垂直平分线的性质定理逆定理:到线段两端距离相等的点在线段的垂直平分线上.
几何语言:
∵PA=PB
∴点P在线段AB的垂直平分线上.
注意:(1)线段的垂直平分线是到线段两端距离相等的点的集合.
(2)该定理用于判断一个点是否在线段的垂直平分线上.
师生活动:学生先独立思考,师适当引导,指定学生回答,全班集体交流.
设计意图:引导学生思考线段垂直平分线性质定理逆命题,从点Q在线段AB上和点Q在线段AB外时两种情况来证明线段垂直平分线的性质定理逆命题为定理,让学生进一步理解线段垂直平分线的定理及逆定理,进一步培养学生的推理能力,感受数学的魅力.
· 应用新知
例1 如图,A、B表示两个仓库,要A、B一侧的河岸边建造一个码头,使它到两个仓库的距离相等,码头应建在什么位置?
分析:连接AB,线段AB的垂直平分线与河岸的交点即是码头应建的位置.
解:点P就是码头应建的位置.
例2 如图,在△ABC的边AB,AC的垂直平分线l1、l2相交于点O. 求证:点O在BC的垂直平分线上.
分析:根据垂直平分线的定理及逆定理证明即可.
证明:连接OA,OB,OC.
∵ 点O在AB的垂直平分线l1上,
∴ OA=OB,(线段垂直平分线的性质定理)
同理 OA=OC,∴ OB=OC.
∴ 点O在BC 的垂直平分线上(线段垂直平分线的性质定理的逆定理)
总结:三角形三边的垂直平分线相交于一点,这点到三角形三个顶点的距离相等.
例3如图,AB=AD,CB=CD,AC、BD相交于点E.你能在图中找到哪些相等的角?如何证明?
解:相等的角:∠BAC=∠DAC,∠ACB=∠ACD,∠ABC=∠ADC,∠ABE=∠ADE,∠CBE=∠CDE,∠AEB=∠AED=∠CEB=∠CED=90°.
∵AB=AD,CB=CD,
∴点A、C在线段BD的垂直平分线上,
∴直线AC是线段BD的垂直平分线.
∴∠AEB=∠AED=∠CEB=∠CED=90°.
在△ABC和△ADC 中,
∴△ABC≌△ADC,
∴∠BAC=∠DAC,∠ACB=∠ACD,∠ABC=∠ADC.
在△ABE和△ADE 中,
∴△ABE≌△ADE.∴∠ABE=∠ADE.
同理:△CBE≌△CDE,∴∠CBE=∠CDE.
总结:(1)把两组邻边分别相等的四边形叫作“筝形”.
(2) S四边形ABCD=AC·BD.
(3) 判断线段垂直平分线的两种方法:
定义法:证明直线过线段的中点,且垂直于线段;
线段垂直平分线的性质定理逆定理:证明有两个点到线段两个端点的距离相等.
师生活动:教师引导学生观察图形,结合线段垂直平分线的性质定理和判定定理,通过小组讨论,找出解题思路,并由一名代表展示小组讨论结果,师给与适当的提示.
设计意图:通过例题讲解,及时练习巩固线段垂直平分线性质定理以及逆定理,培养学以致用、积极思考的习惯,提升学生计符号语言说理能力,让学生理解运用本节课所学.
· 课堂练习
【教材习题】
1.利用网格在图中找一点O,使OA=OB=OC.
2.如图,DE是△ABC的边AC的垂直平分线,已知BC=8,AB=10,求△EBC的周长.
【自选习题】
3.如图,在△ABC中,AC的垂直平分线DE交BC于点D,交AC于点E.
(1)若△ABD的周长为13cm,则AB+BC= cm;
(2)在(1)的条件下,若AE=3cm,求△ABC的周长.
4.如图所示,点P在∠AOB内,OA,OB分别垂直平分PM,PN,连接MN分别交OA,OB于点E,F,若△PEF的周长是20cm,求MN的长.
5.如图,已知△ABC,点P为∠BAC的平分线上一点,PE⊥AB,PF⊥AC,垂足分别为点E,F .
(1)求证:PE=PF ;
(2)若BE=CF,求证:点P在BC的垂直平分线上.
6.如图,点E是∠AOB的平分线上一点,EC⊥OA,ED⊥OB,垂足分别为C,D,连接CD.求证:OE是CD的垂直平分线..
7. 有A,B,C三个村庄,现准备要建一所学校,要求学校到三个村庄的距离相等,请你确定学校的位置.
答案:
1.解:如图所示,点O即为所求.
2.解:∵DE是AC的垂直平分线,
∴AE=EC.
∴△EBC的周长为EB+BC+EC=EB+BC+AE=AB+BC=18cm.
3.解:(1)13
(2)∵DE是AC的垂直平分线,
∴AE=CE=3 cm,
∴AC=6 cm.
由(1)知AB+BC=13cm,
∴AB+BC+AC=13+6=19(cm),
即△ABC的周长为19cm.
4.
5.(1)证明:∵ 点P为∠BAC的平分线上一点,
∴∠PAE=∠PAF.
∵PE⊥AB,PF⊥AF,∴∠PEA=∠PFA=90∘.
在△APE和△APF中,
∴△APE≌△APF(AAS),
∴PE=PF .
(2)证明:连接PB,PC ,如图,
∵PE⊥AB,PF⊥AF ,
∴∠BEP=∠CFP=90∘,
在Rt△BEP和Rt△CFP中,
∴Rt△BEP≌Rt△CFP,
∴BP=CP,
∴ 点P在BC的垂直平分线上.
6.证明:∵OE平分∠AOB,
∴∠BOE=∠AOE.
∵EC⊥OA,ED⊥OB,
∴∠ODE=∠OCE=90°.
在△ODE和△OCE中,
∴ △ODE≌△OCE(AAS).
∴ OD=OC,DE=CE
∴点O、点E在CD的垂直平分线上,
∴OE是CD的垂直平分线.
7.解:(1)连接BC,AC;
(2)分别作BC,AC的垂直平分线交于点P,则点P就是所要确定的学校的位置.
师生活动:学生独立完成,教师批阅.
设计意图:通过课堂练习巩固新知,加深对本节课的理解及应用.
· 归纳总结
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.
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