内容正文:
三角形的证明及其应用
第2节 等腰三角形
第1课时 等腰三角形的性质定理
新版北师大数学八年级数学下册
学习目标
1.通过回顾全等三角形判定、平行线性质等旧知识,能独立选择辅助线,严谨证明等腰三角形 “等边对等角” 的性质,并尝试至少两种不同证法.
2.通过逆向思维探究和例题分析,能理解反证法的核心逻辑,并用反证法独立完成1-2个简单几何命题的证明.
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:优秀班集体是对一个班集体的整体表现的综合评价.不难看出,右边的图是按照大家熟悉的某种图形设计的,为什么要选它来设计呢?它究竟又怎样的特征呢?
4
问题构建
数学抽象
原来是一个等腰三角形!
问题1:我们曾经探索过等腰三角形的一些性质,你还记得这些性质吗?
等腰三角形两底角相等,三线合一,轴对称图象.
追问1:以两底角相等为例,过去的学习中是怎样研究的?
动手折叠,观察两底角的重合情况
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问题构建
问题背景:动手折叠的结果可以直观感受两个底角相等,你能利用学习过的知识,严谨地证明这个结论吗?
定理 等腰三角形的两底角相等.
这一定理可以简述为:等边对等角.
追问2:对于类似的自然语言型证明,我们需要经历哪几个步骤?
画图→书写已知和求证→研究证明思路→规范书写证明过程→反思思考
追问3:结合折纸的过程思考,证明的核心思路是什么?
两个角相等
转化
三角形全等
问题构建
已知:如图,在△ABC中,AB=AC.求证:∠B=∠C
问题2:为了证明∠B和∠C所属的三角形全等,应该先构造两个三角形,你打算怎样做辅助线?
证明:取BC的中点D,连接AD.
∵ AB=AC,BD=CD,AD=AD,
∴ △ABD≅△ACD(SSS)
∴ ∠B=∠C(全等三角形的对应角相等)
找到底边BC的中点D,连接AD即可得到两个三角形进行证明
问题构建
问题3:除了构造BC中点的方法,你还有其他方法构造三角形证明全等吗?
证明:过点A作AD⊥BC于D
在Rt△ABD中,由勾股定理得:
在Rt△ACD中,由勾股定理得:
∵AB=AC
∴BD=CD
在△ABD和△ACD中
∴ △ABD≌△ACD(SSS)
∴∠B=∠C(全等三角形对应角相等)
问题构建
问题3:除了构造BC中点的方法,你还有其他方法构造三角形证明全等吗?
证明:过点A作AD平分∠BAC交BC于D
∵AD平分∠BAC
∴∠1=∠2
在△ABD和△ACD中
∴ △ABD≌△ACD(SAS)
∴∠B=∠C(全等三角形对应角相等)
协作破冰
一、三种证法的相同点
1.核心思路一致:都是通过添加辅助线构造 再利用全等三角形的 证明∠B=∠C.
2.都用到了公共边 作为全等证明的条件之一.
3.最终结论相同:都证明了等腰三角形的两个底角
全等三角形
对应角相等
AD
相等
二、三种证法在辅助线上的不同点
分别作了底边上的高线、底边上的中线、顶角的角平分线
三、这三种辅助线有什么特殊的位置关系?
在等腰三角形中,三条线是重合的.
协作破冰
如图,在△ABC中,已知∠B≠∠C,此时AB与 AC要么相等,要么不相等.
假设AB=AC,那么根据定理“等边对等角”可得∠C=∠B,这与已知条件∠B≠∠C相矛盾,因此AB≠AC.
在证明时,先假设命题的结论不成立,然后推导出与定义、基本事实、已有定理或已知条件相矛盾的结果,从而证明命题的结论一定成立,这种证明方法称为反证法.
协作破冰
例2 用反证法证明:一个三角形中不能有两个角是直角.
证明:假设∠A,∠B,∠C 中有两个角是直角,不妨设∠A和∠B是直角,即∠A=90°,∠B=90°.
于是∠A+∠B+∠C=90°+90°+∠C>180°
这与三角形内角和定理相矛盾,因此“∠A 和∠B是直角”的假设不成立.
所以,一个三角形中不能有两个角是直角.
已知:△ABC.求证:∠A,∠B,∠C 中不能有两个角是直角.
协作破冰
例3 求证:在同一平面内,如果一条直线和两条平行直线中的一条相交,那么和另一条也相交.
已知:
直线1,2,3在同一平面内,且1∥2,3与1相交于点P.
求证:
3与2相交.
假设____________,那么_________.
这与“______________________________________ ________________”矛盾.
所以___________,即求证的命题正确.
证明:
因为已知_________,
所以过直线2外一点P,有两条直线和2平行,
P
经过直线外一点,有且只有一条直线
与已知直线平行
假设不成立
3与2 不相交
3∥2
1∥2
教师示范
反证法解题模板
【步骤1:明确命题】
已知:[题目给出的已知条件]
求证:[题目要求证明的结论]
【步骤2:提出反设】
假设命题的结论不成立,即写出结论的反面:
例如:若结论是“不能有两个角是直角”,则反设为“有两个角是直角”;
若结论是“AB≠AC”,则反设为“AB=AC”
【步骤3:推导矛盾】
从反设出发,结合已知条件、定义、基本事实或已有定理,进行逻辑推导,最终得到一个与已知条件、定理、定义或基本事实相矛盾的结果.
【步骤4:否定反设】
因为推导出现了矛盾,所以“假设结论不成立”的这个反设是错误的.
【步骤5:肯定原结论】
既然反设不成立,那么原命题的结论一定成立
教师示范
如图,在△ABC中,BD平分∠ABC,交AC于点D,过点D作BC的平行线,交AB于点E,请判△BDE的形状,并说明理由.
解:△BDE 是等腰三角形.
∵ BD平分∠ABC(已知)
∴ ∠EBD=∠CBD(角平分线的定义)
∵ DE∥BC(已知)
∴ ∠EDB=∠CBD(两直线平行,内错角相等)。∴∠EBD=∠EDB(等量代换)
∴ EB=ED(等角对等边)
∴ △BDE是等腰三角形(等腰三角形的定义:两边相等的三角形是等腰三角形)
巩固拓展
问题4:在上一个问题中,题目中出现了3个概念,你能找出是哪三个吗?
角平分线、平行线、等腰三角形
追问:你能尝试总结三者之间关系吗?
1.正向模型(角平分线+平行线→等腰三角形)
当一条角平分线与一条平行线组合时,必然会构造出一个等腰三角形.
用符号表示:角平分线+平行线⇒等腰三角形
2.逆向模型(等腰三角形+平行线→角平分线)
3.逆向模型(等腰三角形+角平分线→平行线)
巩固拓展
已知:如图,∠CAE是△ABC的外角,AD∥BC,且∠1=∠2.求证:AB=AC
证明∵ AD∥BC(已知)
∴ ∠1=∠B(两直线平行,同位角相等)∴ ∠2=∠C(两直线平行,内错角相等)∵ ∠1=∠2(已知)
∴ ∠B=∠C(等量代换)
∴ AB=AC(等角对等边)
本节课,我们也初步感受了等腰三角形的相关判定方法,下节课进行星系学习.
当堂检测
如图,在中, , ,
延长至点,使,延长至点 ,使
,连接,.求 的度数.
当堂检测
解: ,
.
又 ,
.
同理可得 .
.
当堂检测
2.如图,直线 ,等边三角形
的两个顶点,分别落在直线, 上.若
,则 的度数是( )
B
B.
C. D.
当堂检测
3.小华新买了一条跳绳,如图1,他按照体
育老师教的方法确定适合自己的绳长:一
脚踩住绳子的中央,手肘靠近身体,两肘
弯曲 ,小臂水平转 向两侧,
A. 2.2米 B. 2.4米 C. 2.6米 D. 2.8米
两手将绳拉直,绳长即合适长度. 将图1抽象成如图2,若两手
握住的绳柄两端距离约为1米,小臂到地面的距离约1.2米,则适合小
华的绳长为( )
C
反思总结
1.回顾“等边对等角”的多种证明方法,你觉得哪种辅助线的构造思路最自然?它和你之前学过的哪类知识联系最紧密?
2.对比直接证明和反证法的使用场景,你认为什么时候适合用反证法?请结合本节课的例子说明你的判断.
3.本节课的内容(等腰三角形性质、反证法)对你后续学习几何证明有什么启发?你觉得可以用到哪些未来的学习场景中?
作业设计
一、基础巩固作业:
课本第17页 第1题
二、素养类作业
搜索了解关于“反证法”的相关知识
作业要求:书写规范、图形标准、按时上交、及时订错.
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