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 三角形的外角
新版北师大数学八年级数学下册
学习目标
1.能准确识别三角形的外角,并画出三角形的所有外角.
2.理解三角形外角的两个推论,并能结合三角形内角和定理完成证明.
3.会运用三角形外角的推论,解决角的数量关系证明、平行关系判定等简单几何问题.
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:观察上面美丽的图案,能让你产生哪些思考?
4
问题构建
问题1:图中的∠1和∠2满足怎样的关系?你的依据是什么?
位置关系:相邻
数量关系:互补
依据是平角的定义,∠1和∠2是一对邻补角.
追问1:观察右边的图形,你能否找到和问题1中类似的角?
∠1和∠4,相邻且和为180°.
追问2:我们知道∠4是△ABC的一个内角,从三角形的角度观察,对∠1的命名你有怎样的猜想?
∠1是∠4的外侧的角,且与∠4具有互补关系
问题构建
追问3:再次观察这2组角,说说它们有怎样的区别与联系?
从数量关系来着:两组图形中的两个角和都是180°
从位置来看:左图中∠1与∠2邻补角的定义只针对两条相交直线;右图中的∠1与∠4必须在三角形条件下,两个的位置有区别,一个在三角形内部,另一个在三角形外部.
问题构建
问题2:如图,∠1是△ABC的一个外角.你能在图中画出△ABC的其他外角吗?
△ABC内角的一条边与另一条边的反向延长线所组成的角,叫作△ABC的外角.
三角形外角的定义
三角形三个内角,一共有6个外角.∠4的外角是∠1与∠5;∠2的外角是∠6与∠7;∠3的外角是∠8与∠9.
问题构建
问题3:观察下图,∠1与其他角有什么关系?请证明你的结论,并与同伴进行交流.
∠1 与图中其他角的关系主要有:
与∠4 的关系:∠1与∠4 互为邻补角,即∠1+∠4=180°.
与∠2、∠3 的关系:∠1等于∠2与∠3 的和,即∠1=∠2+∠3.
大小关系:∠1大于任何一个与它不相邻的内角,即∠1>∠2,∠1>∠3.
问题构建
追问:如图,在△ABC中,∠1是∠4的外角,
求证: (1)∠1=∠2+∠3
(2)∠1>∠2,∠1>∠3
证明:(1)在△ABC中
∵∠2+∠3+∠4=180°(三角形内角和等于180°)
∵∠1+∠4=180°(平角的定义)
∴∠1=∠2+∠3
(2)由(1)得:∠1=∠2+∠3
∴∠1>∠2,∠1>∠3
协作破冰
由三角形内角和定理,可以得到
推论 三角形的一个外角等于和它不相邻的两个内角的和.
由此可得
推论 三角形的一个外角大于任何一个和它不相邻的内角.
在△ABC中,∠ACD是△ABC的外角,已知∠A=50°,∠B=65°,则∠ACD=_____°,不计算即可可判断∠ACD > _____°
115
65
像这样,由一个基本事实或定理直接推出的定理,叫作这个基本事实或定理的推论.
协作破冰
例2:已知:如图,在△ABC 中,∠B=∠C,AD平分外角∠EAC
求证:AD∥BC
分析:只要具备什么条件,就能说明AD∥BC?
证明:∵ ∠EAC=∠B+∠C (三角形的一个外角等于和它不相邻的两个内角的和), ∠B=∠C
∴ ∠C= ∠EAC
∵ AD平分∠EAC
∴ ∠DAC= ∠EAC
∴ ∠DAC=∠C
∴ AD∥BC(内错角相等,两直线平行)
你还有其他的证明方法吗?
协作破冰
已知:在△ABC中,∠B=∠C,AD平分外角∠EAC.求证:AD∥BC
证明:
∵ ∠EAC=∠B+∠C (三角形的一个外角等于和它不相邻的两个内角的和), ∠B=∠C
∴ ∠EAC=2∠B
∵ AD平分∠EAC
∴ ∠EAD=∠EAC
∴ ∠EAD=∠B
∴ AD∥BC (同位角相等,两直线平行)
协作破冰
例3:已知:如图,P是△ABC 内一点,连接 PB,PC.
求证:∠BPC>∠A.
问题4:你学过哪些关于角的不等关系的定理?这里能直接使用吗?
追问1:你遇到的困难是什么?
三角形外角推论2:三角形的一个外角大于任何一个和它不相邻的内角,不能直接使用.
困难在于∠BPC和∠A不在同一个三角形中,缺少能关联二者的角的桥梁.
教师示范
追问2:你能通过添加辅助线,构造出直接使用相关定理的图形吗?
延长BP交AC于点D
构造外角
证明:
如图,延长BP交AC于点D,
∵ ∠BPC是△PDC的一个外角(外角的定义),
∴ ∠BPC>∠PDC (三角形的一个外角大于任何一个和它不相邻的内角)
∵ ∠PDC是△PDC的一个外角(外角的定义)
∴ ∠PDC>∠A (三角形的一个外角大于任何一个和它不相邻的内角)
∴ ∠BPC>∠A
你还有别的证明方法吗?
教师示范
方法二:
辅助线:连接AP并延长,交BC于点 E
证明:
在△ABP中,∠BPE是外角(外角的定义)
∴∠BPE>∠BAP(三角形的一个外角大于任何一个和它不相邻的内角)
在△ACP中,∠CPE是外角(外角的定义)
∴∠CPE>∠CAP (三角形的一个外角大于任何一个和它不相邻的内角)
∴∠BPE+∠CPE>∠BAP+∠CAP
∵∠BPE+∠CPE=∠BPC,∠BAP+∠CAP=∠BAC=∠A
∴∠BPC>∠A
巩固拓展
如图,∠1,∠2,∠3是△ABC的三个外角,那么∠1,∠2,∠3的和是多少度?
∠1+∠2+∠3=360°
问题5:观察上面的结论,你有怎样的猜想?
三角形的外角和等于360°.
追问1:你是怎样计算的?
方法一:同一组内角和外角的和是180°,3组共计180°×3=540°,内角和为180°,外角和等于:540°-180°=360°.
巩固拓展
三角形外角的两个推论是初中几何证明角相等、角的和差关系的关键工具——这是邻补角知识完全无法替代的.
方法2:
每一个外角都等于不相邻两内角的和,三个外角之和等于一组内角和的两倍.
如右图:
∵∠1=∠A+∠C
∠2=∠A+∠B
∠3=∠B+∠C
∴∠1+∠2+∠3= ∠A+∠C+∠A+∠B+∠B+∠C
=2(∠A+∠B+∠C)
=2×180°
=360°
当堂检测
1.如图,在,,中,是 外角的
是( )
C
A. , B. ,
C. , D. ,,
当堂检测
2.如图,的边的延长线上有一点, 为边上一点,
连接交 于点E.若 , , ,求
的度数.
解: , ,
.
又 ,
.
当堂检测
3.如图所示,在中,是边上一点,, ,
,则 _____.
当堂检测
4.已知:如图,在中, .求证: .
证明:方法一:由于,延长至点 ,使
,连接 .
, .
是 的一个外角,
.
.
,
.
方法二:在边上截取,连接 ,证明略.
反思总结
1.推导三角形外角推论的过程中,我们用到了哪些已学的旧知识?这些旧知识是如何帮我们得出新结论的?
2.三角形外角的两个推论,分别能帮我们解决哪些类型的几何问题?
3.当直接证明角的关系有困难时,我们可以通过什么方法构造外角,从而利用推论解题?
作业设计
一、基础巩固作业:
课本第6页 第1,2题
二、素养类作业
借助外角的知识,尝试设计一幅美丽的图案
作业要求:书写规范、图形标准、按时上交、及时订错.
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