内容正文:
三角形的证明及其应用
第1节 三角形内角和定理
第1课时 三角形内角和定理及AAS
新版北师大数学八年级数学下册
学习目标
1.能通过添加辅助线的方法证明三角形内角和定理,体会辅助线在几何证明中的“转化”作用.
2.能利用已有全等判定定理证明“AAS”全等判定定理,掌握全等三角形的对应关系.
3.会运用三角形内角和定理与全等三角形的性质,解决简单的几何角度计算或推理问题.
教学设计的基本环节
协作破冰
问题构建
情境启航
教师示范
巩固拓展
当堂检测
反思总结
作业设计
情境启航
问题:如何用已学的基本事实、定理,严谨证明三角形内角和与全等的相关结论,并解决实际的几何问题?
现代建筑
传统民居
木结构建筑
当我们行走在城市的街巷、驻足于乡村的老屋,或是参观充满设计感的现代场馆时,三角形这个看似简单的几何图形,总会在不经意间闯入视线,为什么建筑、生活里处处可见三角形的“身影”?它究竟藏着怎样的“魔力”?
问题构建
问题背景:装饰框缺的角能通过另外两个角算出,依据是“三角形内角和180°”,但这个结论能像平行线定理那样,用基本事实严谨证明吗?
我们知道,三角形三个内角的和等于180°,你还记得这个结论的探索过程吗?
如图,如果只把∠A移动到∠1的位置,那么你能说明这个结论的正确性吗?如果不移动∠A,那么你还有什么方法可以达到同样的效果?
问题构建
问题1:只把∠A移动到∠1的位置,如何说明这个结论的正确性?
∠A转∠1,构造了内错角,产生相等的内错角,从而出现平行线的关系,借助平行线的条件,产生相等的同位角,把三角形三个内角转化成一个平角证明结论.
思路分析:
D
关键依据:平行线的性质(内错角、同位角相等)
和平角的定义
证明思路:构造平行,转化180°
问题构建
问题2:如果不移动∠A,那么你还有什么方法可以达到同样的效果?
已知:如图,△ABC.求证: ∠A+∠B+∠C=180°
问题3:我们学过哪些和“180°”有关的结论?
平角的定义、平行线间的同旁内角互补,
补交的定义
追问1:三角形的三个内角不在同一条线上,怎么把它们转化成平角或同旁内角?
通过添加辅助线,将三角形的三个内角进行 “转移”,拼合为一个平角,或者转化为一组平行线的同旁内角.
问题构建
追问2:你了解什么是辅助线吗?作辅助线有怎样的要求?
辅助线是几何解题中,为沟通已知条件与待证结论而额外添加的线段或直线(非原图形固有部分,通常用虚线标注)
作辅助线的核心要求:
1.目的明确:针对解题关键;
2.合规合理:符合几何公理;
3.标注清晰:用虚线与实线区分;
4.规范描述:用几何语言表达
问题构建
已知:如图,△ABC.求证: ∠A+∠B+∠C=180°
添加辅助线
证明:如图,延长BC至D,过点C作射线CE,使CE∥BA,
则∠1=∠A,∠2=∠B.
∵ 点B,C,D在同一条直线上,
∴ ∠1+∠2+∠ACB=180°.
∴ ∠A+∠B+∠ACB=180°.
追问3:你能尝试说出每一步的证明依据吗?
三角形内角和定理:三角形三个内角的和等于180°.
协作破冰
如图,在证明三角形内角和定理时,小明的想法是把三个内角“凑”到点A处,过点A作直线PQ,使PQ∥BC,他的想法可行吗?如果可行,你能写出证明过程吗?
证明:过点A作PQ∥BC
∵PQ∥BC(已知)
∴∠PAB=∠ABC(两直线平行,内错角相等)
∠QAC=∠ACB(两直线平行,内错角相等)
∵点P、A、Q在同一直线PQ上,
∴∠PAB+∠BAC+∠QAC=180∘(平角的定义)
∴∠ABC+∠BAC+∠ACB=180∘(等量代换)
协作破冰
问题4:对于三角形内角和定理,你还有其他证明方法吗?与同伴进行交流.
追问1:小明对三角形进行了三次折叠,三个顶点重合于一点,请你说一说折叠后三个内角的对应位置?
∠A与∠1,∠B与∠2,∠C与∠3
追问2:三个顶点重合于一点,你能得到怎样的结论?
∠1+∠2+∠3=180°
即∠A+∠B+∠C=180°
协作破冰
例1:如图,在△ABC中,∠B=38°,∠C=62°,AD是△ABC的角平分线,求∠ADB的度数.
解:在△ABC中,∠B+∠C+∠BAC=180°(三角形内角和定理)
∵ ∠B=38°,∠C=62°
∴ ∠BAC=180°-38°-62°=80°
∵ AD平分∠BAC
∴ ∠BAD=∠CAD=∠BAC=×80°=40°
在△ADB中,∠B+∠BAD+∠ADB=180°(三角形内角和定理)。∵ ∠B=38°,∠BAD=40°
∴ ∠ADB=180°-38°-40°=102°
协作破冰
我们已经探索过“两角分别相等且其中一组等角的对边相等的两个三角形全等”这个结论,你能用有关的基本事实和已经学习过的定理证明它吗?
定理 两角分别相等且其中一组等角的对边相等的两个三角形全等(AAS)
步骤1:明确已知与求证,并画出图形.
已知:在△ABC和△DEF中,∠A=∠D,∠B=∠E,BC=EF.求证:△ABC≌△DEF.
教师示范
已学全等判定定理有 SSS(三边对应相等)、SAS(两边及夹角对应相等)、ASA(两角及夹边对应相等)
问题5:我们已经学过哪些三角形全等的判定定理?
问题6:已知△ABC和△DEF中,∠A=∠D,∠B=∠E,能推出第三个角的关系吗?依据是什么?
能.依据三角形内角和定理(三角形内角和为180°),可得:
在△ABC中:
∠C=180−∠A−∠B
在△DEF中:
∠F=180−∠D−∠E
又∵∠A=∠D,∠B=∠E
∴∠C=∠F
教师示范
能.现在有∠B=∠E,BC=EF,∠C=∠F,这符合 ASA(两角及夹边对应相等) 的全等判定条件.
问题7:结合已知的“BC=EF”,现在能匹配到已学的全等判定条件吗?
在△ABC 和△DEF中:
∴△ABC≌△DEF(ASA )
请整理上述推理,写出完整的证明过程证明过程:
追问:这个证明过程说明AAS定理和已学判定有什么关系?
AAS定理是通过三角形内角和定理,将“两角及一对边”转化为ASA的判定条件,从而证明成立的,是已学知识的延伸.
巩固拓展
根据全等三角形的定义,我们可以得到:
全等三角形的对应边相等、对应角相等
完全重合的图形,对应线段的长度相等,对应角的度数相等(因为重合意味着“完全重叠”,没有长度、角度的差异)
问题8:全等三角形的定义是什么?
能够完全重合的两个三角形叫做全等三角形
问题9:“完全重合”的图形,其对应部分的长度、角度有什么特点?
问题10:证明的一般步骤简单回顾一下?
画出图形→书写已知求证→分析确定证明思路→书写证明步骤→回顾反思总结
巩固拓展
已知:△ABC≌△DEF
求证:AB=DE,BC=EF,AC=DF;∠A=∠D,∠B=∠E,∠C=∠F
证明∵ △ABC≌△DEF(已知)
∴ △ABC与△DEF能够完全重合(全等三角形的定义)
∵ 完全重合的图形,对应边长度相等、对应角度数相等(重合图形的基本性质)
∴ AB=DE,BC=EF,AC=DF(对应边相等);∠A=∠D,∠B=∠E,∠C=∠F(对应角相等)
巩固拓展
问题11:通过本节课的学习,结合过去所学知识,对于本章一般的研究路径,你有怎样的认识?
情境/操作入手
提出猜想依托旧知
严谨证明梳理逻辑
构建知识体系定理应用
解决实际问题反思提炼,总结通用思想
当堂检测
1.如图,在中, , ,
则 的度数是( )
B
B.
C. D.
当堂检测
2.利用下图证明“三角形内角和定理”,写出求证,并
把证明过程补充完整.
已知:如图,及边上的一点 .
求证:_____________________.
证明:过点作,交于点,作 ,
交于点
当堂检测
解:补全证明过程如下:
,
, .
,
, .
.
,
.
当堂检测
3.如图,与相交于点, ,添加一个条件后能使用全等
三角形的判定定理判定 的是( )
C
A. B. C. D.
反思总结
1.证明三角形内角和时,不同的辅助线(如延长边作平行线、过顶点作平行线),都是把 “三角形的三个内角”转化成了什么?这种“转化”是几何证明的常用思路吗?
2.证明“AAS”全等定理时,是借助了哪个已学的全等判定?这体现了几何中“用已知证未知”的什么逻辑?
3.结合本节课的证明过程,说说写几何证明时,“已知、求证、证明”三部分需要注意什么?
作业设计
一、基础巩固作业:
课本第4页 第1,2题
二、素养类作业
同学间交流证明三角形内角和180°的其他方法.
作业要求:书写规范、图形标准、按时上交、及时订错.
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