内容正文:
初中数学浙教版(新课标)
第一章 三角形的初步认识
1.6线段垂直平分线的性质
一、教材分析
在浙教版八年级上册第1章第6节中,“线段垂直平分线的性质” 是几何部分的重要内容.它承接了之前所学的线段、角等基本几何概念,是对几何图形性质探究的进一步深入,同时也为后续学习等腰三角形、轴对称图形等知识奠定基础,起到承上启下的关键作用.
先通过折纸等操作活动,让学生直观感受线段垂直平分线的定义,再引导学生通过测量、猜想等方式,探究并归纳出线段垂直平分线的性质,即线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等.接着,以严谨的证明过程论证该性质,体现数学的逻辑性和严谨性.之后安排了利用性质进行尺规作图以及解决实际问题的例题,实现知识从理论到应用的转化.
二、教学目标
1.了解线段垂直平分线的概念,掌握其性质.
2.灵活运用线段垂直平分线的性质解决问题.
3.能用尺规作线段的垂直平分线,提升动手操作能力.
4.经历探索、猜测、证明的过程,进一步发展学生的推理证明能力,丰富对几何图形的认识.
三、教学重难点
重点:了解线段垂直平分线的概念,掌握其性质.
难点:运用线段垂直平分线的性质解决问题.
五、教学过程
· 情境导入
弩箭发射的过程中,两段弓弦AB,AC有什么关系?若箭所在的直线为AD,则AD与BC有什么关系?
要回答上述两个问题,就需要我们学习-线段垂直平分线的性质.
师生活动:教师展示弩箭发射的过程,提出问题,学生观察思考.
设计意图:通过弩箭实例,引出线段垂直平分线性质,让学生在生活情境中感知数学,激发学习兴趣与思考.
· 探究新知
活动一:线段垂直平分线的定义
探究:如图,在纸片上画一条线段AB,对折AB使点A,B重合,沿着折痕作直线CD,设CD与AB的交点为O.
1.AO与BO相等吗?
预设:相等,理由如下:因为AO与BO完全重合,所以AO=BO.
2.AB与CD有怎样的位置关系?
预设:垂直,理由如下:
因为∠AOC与∠BOC完全重合,
所以∠AOC=∠BOC,
又∠AOC+∠BOC=∠AOB=180°,
所以∠AOC=∠BOC=90°,即AB⊥CD.
师生活动:鼓励学生动手操作,小组讨论,得出结论,教师指导并纠正.
设计意图:通过折纸操作,让学生动手探究线段垂直平分线定义,在实践、讨论中直观理解 “平分且垂直” 特征,培养动手与归纳能力,为后续学习打基础.
定义:垂直于一条线段,并且平分这条线段的直线叫作这条线段的垂直平分线,简称中垂线.
如图,直线l⊥AB于点D,且AD=BD,直线l就是线段AB的垂直平分线.
几何语言:
因为l⊥AB,AD=BD
所以l是线段AB的垂直平分线.
设计意图:通过文字、图形、几何语言,清晰呈现线段垂直平分线定义,帮助学生精准理解概念.
活动二:线段垂直平分线的性质
1.在直线l上任意取一点P,用圆规比较点P到点A,B的距离,你发现了什么?
预设:点P到A,B的距离相等,即PA=PB.
2.在直线l再任意取一些点,你的结论还是成立吗?
预设:仍然成立.
猜想:线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等.
设计意图:通过让学生在直线l上取点,用圆规比较距离,经历操作、猜想过程,自主发现线段垂直平分线性质,培养探究与归纳能力,加深对性质的理解.
证明:线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等.
已知:如图,直线l⊥AB于点O,且OA=OB,C是直线l上的任意一点.求证:CA=CB.
证明:已知OA=OB,当点C与点O为同一点,即重合时,显然CA=CB.
当点C与点O不重合时,
因为直线l⊥AB(已知)
所以∠COA=∠COB=90°(垂直的定义)
在△AOC和△BOC中,
所以△AOC≌△BOC(SAS)
所以CA= CB (全等三角形的对应边相等)
总结:关于线段的垂直平分线,有如下的性质定理:
线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等.
几何语言:
因为l垂直平分AB(l⊥AB,AO=BO)
所以 CA=CB.
师生活动:教师通过圆规或直尺比较、讨论、总结等方法引导学生探究线段垂直平分线的性质,学生动手操作和思考讨论,教师进行总结.
设计意图:通过严谨证明推导线段垂直平分线性质定理,规范几何推理,帮助学生理解定理本质,掌握证明方法,提升逻辑推理能力.
做一做:弩箭发射的过程中,两段弓弦AB,AC有什么关系?若箭所在的直线为AD,则AD与BC有什么关系?
预设:AB=AC,使弓弦受力均衡,让箭发射更稳定.因为AB=AC,根据垂直平分线的性质有直线AD是BC的垂直平分线即AD⊥BC,BD=CD.
设计意图:结合弩箭实例,运用线段垂直平分线性质,让学生在生活情境中巩固知识,理解数学应用价值.
· 应用新知
【教材例题】
例1已知线段AB,用直尺和圆规作线段AB的垂直平分线.
分析:要作线段AB的垂直平分线,只需找出线段AB的垂直平分线上的两个点,这两个点到点A,B的距离分别相等.
作法:如图.
1.分别以点A,B 为圆心,大于线段AB的长为半径作弧,两段弧相交于点C,D;
2.作直线CD.
直线 CD 就是线段 AB 的垂直平分线.
思考:你能说明上述作法的道理吗?
预设:如图,记CD与AB的交点为O,连结AC,BC,AD,BD.由作法易得△ACD≌△BCD(SSS),
则∠ACO=∠BCO(全等三角形的对应角相等),从而可证△ACO≌△BCO(SAS),
所以∠AOC=∠BOC=90°,AO=BO.
例2如图,在△ABC中,AB比AC长3cm,BC的垂直平分线交AB于点D,交BC于点E.已知△ACD的周长是15cm,求AB和AC的长.
分析:根据“线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等”可得CD=BD,则△ACD 的周长可转化为AB+AC,由此可获得AB和AC之间的数量关系.
解:因为DE是BC的垂直平分线,所以CD=BD,
所以△ACD的周长=AC+AD+CD=AC+AD+BD=AC+AB.
由题意,得AB-AC=3,AB+AC=15.
解得AB=9,AC=6.
所以AB的长为9cm,AC的长为6cm.
总结:遇到线段垂直平分线问题,优先运用其 “线段垂直平分线上的点到线段两端距离相等” 的性质,实现线段等量代换,将未知线段关系转化为已知条件,结合周长、长度差等信息,通过方程(组)求解线段长度.
经典例题
例3 如图,某地由于居民增多,要在公路l边增加一个公共汽车站,A,B是路边两个新建小区,这个公共汽车站C建在什么位置,能使两个小区到车站的路程一样长(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写画法)?
分析:连接AB,作线段AB的垂直平分线,与公路l的交点就是所要建的公共汽车站C.
解:连接AB,作AB的垂直平分线交直线l于O,交AB于E.
因为EO是线段AB的垂直平分线,
所以点O到A,B的距离相等,
所以这个公共汽车站C应建在O点处,才能使到两个小区的路程一样长.
师生活动:教师讲解例1、例2、例3的解题思路和方法,引导学生分析问题,让学生自己思考解答,然后教师进行讲解和总结,强调解题的关键和注意事项.
设计意图:通过作垂直平分线、利用性质解题、实际应用作图等例题,让学生掌握线段垂直平分线的作图与性质运用,提升知识应用和解决实际问题的能力.
· 课堂练习
教材练习
1.已知:如图,直线AD是线段BC的垂直平分线,连结AB,AC,DB,DC.
求证:△ABD≌△ACD.
证明:因为直线AD是线段BC的垂直平分线,
所以AB=AC,BD=CD.
在△ABD和△ACD中,
所以△ABD≌△ACD(SSS).
2.如图,已知直线l和直线外一点A.用直尺和圆规作过点A的直线l的垂线.
作法:①以点A为圆心,适当长为半径画弧,交直线l于B,C两点;
②分别以B,C为圆心,大于BC长为半径画弧,两弧交于点D;
③连接AD,则直线AD即为过点A垂直于直线l的垂线.
自选练习
3.如图,DE是线段AB的垂直平分线,下列结论不一定成立的是( )
A.AE=BE B.AD=AC
C.AD=BD D.∠BED=90°
答案:B.
4.如图,等腰△ABC中,AB=AC,∠A=20°.线段AB的垂直平分线交AB于D,交AC于E,连接BE,则∠CBE等于( )
A.80° B.70° C.60° D.50°
答案:C.
5.在△ABC中,∠C=90°,AB的中垂线交AB于点D,交AC于点E.且∠EBC=40°,求∠A及∠BED的度数.
解:如图. 因为∠C=90°,∠EBC=40°,
所以∠BEC=50°.又因为ED是AB的中垂线,
所以ED⊥AB,AE=BE,所以∠A=∠EBA,
因为∠A+∠EBA+∠AEB=180°,∠AEB+∠BEC=180°,
所以∠BEC=∠A+∠EBA,∠BEC=2∠A=50°,所以∠A=25°,
因为ED⊥AB,所以∠EDB=90°,
所以∠BED=90°-∠EBA=90°-25°=65°.
6.如图,AB=AC,DE垂直平分AB交AB于点D,交AC于点E,若△ABC的周长为28,BC=8,求△BCE的周长.
解:因为△ABC的周长为28,BC=8且AB=AC,
所以AB+AC+BC=28,即2AC+BC=28,
所以AC=10.
因为DE垂直平分AB,所以BE=AE,
所以△BCE的周长为BE+EC+BC=AE+EC+BC=AC+BC=10+8=18.
即△BCE的周长是18.
师生活动:学生独立完成课堂练习,教师巡视指导,了解学生的掌握情况,然后对练习题进行讲解和分析,让学生说出解题思路和方法,教师进行点评和总结.
设计意图:通过课堂练习巩固学生所学的知识,及时发现学生存在的问题并进行解决,让学生进一步掌握线段垂直平分线的定义及性质,提高学生的解题能力和应用能力.
· 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.说一说,线段垂直平分线的定义?
3.线段垂直平分线的性质定理是怎样的,你能用几何语言表示吗?
设计意图:帮助学生梳理本节课的知识结构,加深学生对所学知识的理解和记忆,让学生明确本节课的重点和难点,为后续学习做好准备.
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