内容正文:
1.4.2 角平分线的性质
张田田
一、教学目标
1.经历观察、测量、猜想、验证、交流等活动,探索并证明角平分线的性质定理及其逆定理.
2.能用角平分线的性质定理及其逆定理解决简单问题,发展学生推理能力的核心素养.
二、教学重点、难点
教学重点:探索并证明角平分线的性质定理及其逆定理.
教学难点:角平分线的性质定理及其逆定理的应用.
三、教学过程
(一)回顾旧知
问题1 上节课,我们研究了线段垂直平分线的相关知识,请你说一说.
问题2 研究完线段中特殊的线——垂直平分线,接下来我们继续研究角平分线,根据角平分线的定义,你得到哪些结论?
追问1 研究完定义之后研究什么?
追问2 你为什么会想到研究角平分线的性质和判定?如何研究?
已学
新知
一脉相承的研究内容
一以贯之的研究方法
线段垂直平分线
类比
迁移
角平分线
性质
判定
应用
图1
预设 通过对已学线段垂直平分线的知识回顾,在师生问答中唤醒学生已有的认知,梳理线段垂直平分线的来龙去脉,然后研究角平分线的相关知识,明晰新旧知识之间的联系,找准知识的生长点,形成如图1的知识框架.
设计意图 由于学生已经学习了线段、角等基本元素,也研究了线段垂直平分线的性质定理与逆定理,掌握了研究几何图形的一般路径,有效迁移已有知识,引导学生在思考过去事情的同时总结经验,寻求探索方向,为探究新课“角平分线的性质”做铺垫.
(二)数学建构
1.探究角平分线的性质定理
问题3 如图2,在∠AOB的平分线上任意取一点P(异于点O),作PC⊥OA,PD⊥OB,垂足分别为C,D.测量PC和PD,你能得到哪些结论?
图2
追问1 PC与PD一定相等吗?
追问2 角平分线上的点是否都满足这样的结论?你能在角平分线上再取几个点试一下吗?请你用文字语言将你的结论表述出来.
追问3 你能通过严谨的逻辑推理证明这个结论吗?
证明:∵PC⊥OA,PD⊥OB,
∴∠PCO=∠PDO=90°.
∵OP是∠AOB的角平分线,
∴∠COP=∠DOP.
又∵OP=OP,
∴△PCO≌△PDO.
∴PC=PD.
角平分线的性质定理:角平分线上的点到角两边的距离相等.
符号语言:∵OP平分∠AOB,PC⊥OA,PD⊥OB,
∴ PC=PD.
预设 学生可以通过测量、折叠等方式,动手操作、观察比较发现PC=PD.部分学生可以通过问题中的条件借助三角形全等进行演绎推理,探究角平分线的性质,最终结合图形语言,从文字语言和符号语言上归纳概括得出结论.
设计意图 首先请学生通过测量、折叠发现角平分线上的点到角两边距离相等的结论,过程遵循学生的认知规律,通过连续追问,引导学生发现角平分线上的任意一点到角两边的距离都相等的关系,渗透从特殊到一般的研究方法,实现了从操作几何到论证几何的进阶,让学生感受到逻辑推理论证的必然性,让学生能够深刻体会知识的发生和发展过程.学生经过上述研究活动,强化了对知识的理解,认识到了知识的来龙去脉,积累了数学几何知识探究的活动经验,这为实现知识迁移奠定了基础.
2.探究角平分线性质定理的逆定理
问题4 如果一个点到一个角的两边的距离相等,那么这个点一定在这个角的平分线上吗?
追问1 这个结论正确吗?
追问2 你能用符号语言写出这个命题的已知和求证吗?如何证明?
已知:如图3,点Q在∠AOB内,QC⊥OA,QD⊥OB,垂足分别为C,D,且QC=QD.
求证:点Q在∠AOB的平分线上.
图3
角平分线性质定理的逆定理:角的内部到角两边距离相等的点在角的平分线上.
符号语言:∵ QC⊥OA,QD⊥OB,QC=QD,
∴ OQ平分∠AOB.
角平分线是到角两边距离相等的点的集合.
设计意图 根据垂直平分线的研究思路,在研究完性质后要研究逆定理(判定),问题4引导学生通过猜想、验证探究角平分线性质定理的逆定理,会从文字命题中找出已知和求证,并转化为符号语言和图形语言,利用“HL”证明两个直角三角形全等,从而得到角相等,对所得结论进行演绎推理,使学生在推理的过程中进一步感受逻辑推理,发展学生的推理能力.
(三)例题分析
例 如图4,△ABC的角平分线AD,BE相交于点P.求证:点P在∠C的平分线上.
图4
问题5 若要证明点P在∠C的平分线上,需要满足什么条件?
追问1 如何证明点P到∠C两边的距离相等?
追问2 题目中有哪些条件?你能得到哪些结论?
预设 学生通过独立思考,分析题干中角平分线AD,BE的条件,作辅助线PF⊥AB,PM⊥BC,PN⊥AC(如图5),利用角平分线的性质定理得到PF=PN,PF=PM,从而得到PM=PN,再利用角平分线性质定理的逆定理得到点P在∠C的平分线上. 图5
结论 三角形的三条角平分线相交于一点,并且这一点到三条边的距离相等.
设计意图 例题是角平分线的性质定理及其逆定理的直接应用,题中出现了两条角平分线,需要学生会正确作出辅助线并根据角平分线的性质定理,分析图形中线段的相等关系,再利用逆定理得出结论,过程中引导学生自己对问题进行分析和思考,形成如图6的思路分析图,提高学生分析问题、解决问题的能力.
图6
(四)视野拓展
探究 如图7,把直尺的一边落在∠AOB的边OA上,沿直尺的另一边画出直线CD;再把直尺的一边落在∠AOB的边OB上,沿直尺的另一边画出直线EF;CD与EF相交于点P.连接OP,OP是∠AOB的平分线吗?为什么?
图7
预设 学生通过例题中获取的经验可以想到过点P作OA,OB的垂线,同时题干中隐藏条件直尺的宽相等,从而得到线段相等,借助角平分线,性质定理的逆定理证得结论成立.
设计意图 探究是在前面研究的基础上,对角平分线性质定理的逆定理再次应用,关联思考实现迁移,引导学生从“怎么做”走向“怎么想”,让问题解决水到渠成,促进学生思维进阶与优化,贯穿融通,不断积累活动经验.
(五)课堂小结
1.通过今天的学习和研究,你对角平分线有了哪些新的认识?
2.通过研究角平分线的性质,你获得了哪些经验?你还有哪些疑问?
3.如果让你研究一个图形,你怎样研究?
设计意图 师生共同从基础知识、活动经验、数学思想、核心素养等方面总结,引导学生对所学的知识、技能与方法有一个系统全面的认识,从而更好地理解数学,并渗透几何图形的一般研究路径,为学生研究其他新的图形奠定基础,结合数学思想方法和获得经验解决更多的问题,达到经验迁移和能力提升,从而学以致用,学有所用.回顾反思之处,亦是思维延伸之处,“你还有哪些疑问?”让学生主动地提出问题和解决问题,实现思维提升.
(六)作业布置
课本P38—39练习1,2,P40习题7,8.
四、教学设计说明
在本课教学中,教师从学生已有知识和经验出发,通过线段垂直平分线的研究路径让学生探索角平分线的性质,借助一系列的问题链,引导学生自主归纳,调动学生的主动参与意识,进一步强化学生对新知的理解,提升数学能力.
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