内容正文:
1.6线段垂直平分线的性质
创设情境 提出问题
观察弩箭发射装置图(图示弓弦AB、AC与箭AD)
结构的对称性
力学的稳定性
AD⊥BC,BD=CD。
若箭所在的直线为AD,则AD与BC有什么关系?
【问题一】
【追问】能否从数学的角度解释这种结构的合理性?
2
定义辨析 明确内涵
垂直于一条线段,并且平分这条线段的直线叫做这条线段的垂直平分线,简称中垂线.。
【定义】
类比全等三角形的研究路径,接下来如何展开对线段垂直平分线的研究?
背景
定义
表示
性质
判定
应用
你能根据定义作出线段AB的垂直平分线?并请用几何语言描述这个定义。
定义辨析 明确内涵
如图,因为直线l⊥AB于点D,且AD=BD,
所以直线l就是线段AB的垂直平分线。
D
A
B
l
【问题二】
【思考】
全等三角形我们是如何展开研究的?
观察猜想 证明性质
【猜想】线段垂直平分线上的点
到线段两端的距离相等。
【追问】点P的位置有几种情况?
【操作】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?
【问题三】
【观察】由定义得,OA=OB,
那直线上任意一点P都满足PA=PB吗?
情况一:点P与点O重合
P
A
B
O
P
A
B
O
l
l
情况二:点P与点O不重合
P’
P’’
观察猜想 证明性质
【想一想】要证明PA = PB,我们可以将其转化为证明什么?
【思考】点P有两种位置,可以用同一种推理完成证明吗?
分类讨论
从特殊到一般
未知
已知
转化
已知:直线l⊥AB于点O,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)。
AO=OB(已知),
∠COA=∠COB(已证),
CO=CO(公共边),
所以△AOC≌△BOC(SAS),
在△AOC和△BOC中,
所以CA= CB (全等三角形的对应边相等)。
观察猜想 证明性质
因为直线 l垂直平分AB (l⊥AB,AO=BO),
所以 CA=CB。
线段垂直平分线的性质定理:
线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等。
几何语言:
观察猜想 证明性质
【想一想】以上性质定理的获得,我们经历了怎样的学习过程?
【我的收获】经历“观察—实验—猜想—证明—表述”的闭环学习,是研究图形性质的主要方法。
你能作出线段AB的垂直平分线吗?
D
【探究4】可以根据什么性质找到这两个点?
能否利用圆规实现?
【探究3】线段垂直平分线是一条什么线?
如何确定一条直线?
【探究2】先作什么?这一方法对作图工具有什么要求?
尺规作图 明理析法
【探究1】根据定义,一条直线要成为AB的垂直平分线,必须同时满足哪两个条件?
C
A
B
如果只给你一把没有刻度的直尺和一个圆规呢?
【问题四】
(①垂直;②平分。)
(“量”—带刻度的尺子;“垂直”—直角三角板的直角功能。)
(一条直线。)
(经过两点确定一条直线。)
(圆规找等距,直尺定直线。)
A
B
已知线段AB,用直尺和圆规作线段AB的垂直平分线。
1.分别以点A,B为圆心,大于线段AB长度一半为半径
作弧,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。
D
尺规作图 明理析法
作法:
画弧线
确定点
连直线
【思考】你能说明为什么所作直线CD为线段AB垂直平分线吗?
已知线段AB,用直尺和圆规作线段AB的垂直平分线。
C
D
证△ACD≌△BCD(SSS)
∠ACD=∠BCD
证△ACO≌△BCO(SAS)
AO=BO
∠AOC=∠BOC=90°
O
①画草图
②析画法
③作图形
④验画法
尺规作图方法
尺规作图 明理析法
DE是BC的垂直平分线
△ACD的周长是15cm
CD=BD
AD+CD+AC=15
AD+BD+AC=15
AB+AC=15
应用拓展 融会贯通
【分析】
AB-AC=3
AB=9
AC=6
【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,你能求出图中哪些线段的长?
【想一想】通过解决此题,你有什么经验分享?
【我的收获】利用线段垂直平分线的性质定理进行线段的等量转化,是解决几何中周长、边长等问题的常见策略。
【变式】 如图,在△ABC中,AB=9cm,AC=6cm,BC的垂直平分线交AB于点D,交BC于点E,P为直线DE上一动点。你能求出△ACP的周长的最小值吗?
求AP+PC+AC的最小值。
求AP+PB+AC的最小值。
求AP+PB的最小值。
AP+PB≥AB
(两点之间 线段最短)
AC=6cm
例题解析 拓展应用
△ACP的周长的
最小值为15cm。
【分析】
PB=PC
AB+AC
【我的收获】利用线段垂直平分线的性质定理,添对辅助线,动点最短路径“折线段长度”转化为求“直线段长度”。
【想一想】这道动点问题的解决,你有什么收获?
回顾展望 思溯行远
回顾这节课,请思考:
1.对于“线段垂直平分线的性质”,你有哪些新的认识?
2.我们是按照怎样的思路研究的?
3.研究过程中我们应用了哪些思想和方法?
【问题五】
垂直于一条线段,
平分这条线段的直线。
垂直
线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等。
平分
定义
两线垂直关系
全等三角形
回顾展望 思溯行远
D
A
B
l
线段垂直平分线
定义
性质
判定
应用
判定定理?
尺规作图
证明线段相等,周长类转化策略
轴对称图形
等腰三角形
角平分线的性质
几何研究的
路径方法
观察
实验
猜想
证明
实验发现
论证说理
类比
……
分类讨论
未知
已知
转化
几何公理 大道至简
欧几里得:我就像个勤劳的工匠,一点点收集整理,构建起一套完整又严谨的几何体系,把点、线、面、图形等知识安排得明明白白,让后人能循着它的脉络轻松踏入几何世界!
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