内容正文:
三角形的证明及其应用
第3节 直角三角形
第1课时
直角三角形的性质与判定定理
新版北师大数学八年级数学下册
学习目标
1.通过对直角三角形两个锐角互余的证明,以及对其逆命题的探究,掌握直角三角形角的性质与判定方法.
2.通过构造全等三角形的方法证明勾股定理的逆定理,理解从边的关系判定直角三角形的逻辑.
3.通过对比原命题与逆命题的条件和结论,理解互逆命题、互逆定理的概念,能辨别命题之间的互逆关系.
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:美丽的七巧板可以通过改变图形的位置拼成各种各样的图案,它由七块基础图案组成,其中数量最多的就是直角三角形,思考直角三角形都有哪些性质?
4
问题构建
问题1:分类研究是数学学习过程中常用的方法,你能和同学们分享三角形的分类方法吗?
5
三角形
角
锐角三角形
钝角三角形
直角三角形
边
等腰三角形
非等腰三角形
问题构建
问题2:聚焦直角三角形的内角关系,你有哪些思考?
直角三角形两锐角互余.
请同学们独立完成上述定理的证明.
如图,三角形ABC是直角三角形,∠C=90°,求证:∠A+∠B=90°
证明:在△ABC中,∠A+∠B+∠C=180°
∵∠C=90°
∴∠A+∠B=180°-∠C
=180°-90°
=90°
问题构建
问题3:那如果某一个三角形中有两个角互余,这个三角形是直角三角形吗?
如图,在△ABC中,∠A+∠B=90°.求证:∠C=90°
证明:在△ABC中
∵∠A+∠B+∠C=180°
∵∠A+∠B=90°
∴∠C=180°-(∠A+∠B)
=180°-90°
=90°
定理 有两个角互余的三角形是直接三角形
问题构建
问题4:聚焦直角三角形的边的关系,你有哪些思考?
1.任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.
2.勾股定理 直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.
追问:你还记得勾股定理是怎样探究的吗?
在Rt△ABC中,
我们曾经利用数方格和割补图形的方法得到了勾股定理。实际上,利用基本事实和已有定理,我们能够证明勾股定理(有关证明过程参见本节 “阅读・欣赏”,请大家课下自行阅读,互相交流)
问题构建
问题5:在一个三角形中,当两边的平方和等于第三边的平方时,我们曾用测量的办法得出“这个三角形是直角三角形”的结论.你能用基本事实和已有定理证明这一结论吗?与同伴进行交流.
已知:如图,在△ABC中,求证:△ABC是直角三角形.
追问1:要证明△ABC是直角三角形,一般需要证明有一个角是直角.这里的已知条件是边的关系,由此你能想到什么?
已知边的平方和关系(),可以直接联想到勾股定理.勾股定理描述了直角三角形中三边的平方关系,反过来,我们可以通过构造一个满足勾股定理的直角三角形,来证明原三角形是直角三角形.
协作破冰
追问2:借助边的关系,你能构造一个直角三角形,使它与△ABC全等吗?你能描述你的构造步骤吗?
1.构造一个直角∠D=90°
2.以点D为圆心,分别以CA、CB为圆心画弧交直角的两边于E、F两点
3.连接EF.
协作破冰
已知:如图,在△ABC中,求证:△ABC是直角三角形.
证明:如图,作Rt△DEF,使∠D=90°,DE=AC,DF=BC,则DE²+DF²=EF²(勾股定理)
∵
∴ AB²=EF²
∴ BA=EF
∴ △ABC≅△DEF(SSS)
∴ ∠A=∠D=90°(全等三角形的对应角相等)
因此,△ABC是直角三角形.
协作破冰
定理4: 如果三角形两边的平方和等于第三边的平方,那么这个三角形是直角三角形.
定理3: 直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.
定理1:直角三角形两锐角互余.
定理2: 有两个角互余的三角形是直接三角形
问题6:观察本节第一个定理和第二个定理,它们的条件和结论之间有怎样的关系?第三个定理和第四个定理呢?与同伴进行交流.
定理1的条件和定理2的结论互换,定理1的结论和定理2的条件互换,且都经过证明为真命题.
定理3的条件和定理4的结论互换,定理3的结论和定理4的条件互换,且都经过证明为真命题.
协作破冰
问题7:观察下面三组命题,每组中两个命题的条件和结论也有类似的关系吗?与同伴进行交流.
第一组
如果两个角是对顶角,那么它们相等;
如果两个角相等,那么它们是对顶角。
第二组
如果,那么;
如果,那么
第三组
一个三角形中相等的边所对的角相等;
一个三角形中相等的角所对的边相等.
教师示范
组别 条件与结论的关系 是否都正确
第一组 两个命题的条件与结论完全互换 第一个结论正确,第二个结论错误
第二组 两个命题的条件与结论完全互换 第一个结论正确,第二个结论错误
第三组 两个命题的条件与结论完全互换 两个结论都正确
在两个命题中,如果一个命题的条件和结论分别是另一个命题的结论和条件,那么这两个命题称为互逆命题;如果把其中一个命题称为原命题,那么另一个命题就称为它的逆命题.
教师示范
问题8:你能写出命题“如果两个有理数相等,那么它们的平方相等” 的逆命题吗?它们都是真命题吗?
1.逆命题:如果两个有理数的平方相等,那么这两个有理数相等.
2.真假判断
原命题:是真命题.
逆命题:是假命题.理由:举反例.
如有理数2和−2,满足 =4
但是2≠-2.
巩固拓展
问题9:原命题是真命题,它的逆命题不一定是真命题.如果一个定理的逆命题经过证明是真命题,那么它也是一个定理,其中一个定理称为另一个定理的逆定理.例如,本节学习的第一个定理和第二个定理就是一对互逆定理,第三个定理和第四个定理也是一对互逆定理.你还能举出一些互逆定理的例子吗?
原定理:两直线平行,同位角相等.
逆定理:同位角相等,两直线平行.
原定理:两直线平行,内错角相等.
逆定理:内错角相等,两直线平行.
原定理:两直线平行,同旁内角互补.
逆定理:同旁内角互补,两直线平行.
巩固拓展
练习:下列命题的逆命题是假命题的是( )
D
A. 若,则 B. 两直线平行,内错角相等
C. 等腰三角形的两个底角相等 D. 直角都相等
问题10:请判断命题“全等三角形的对应角相等”的逆命题,并判断逆命题的真假.思考:为什么有的定理有逆定理,有的没有?回答问题.
逆命题:对应角相等的两个三角形是全等三角形.显然这是一个假命题,老师用的三角板和大家用的三角板就可以作为反例.定理有没有逆定理,关键看它的逆命题能否被证明是真命题
当堂检测
1.如图,在中,是边上的高,是一条角平分线, ,
相交于点.已知 ,求 的度数.
当堂检测
解:是边 上的高,
.
,
.
是 的平分线,
.
在 中,
.
当堂检测
2.下列命题的逆命题不是真命题的是( )
A
全等三角形的对应角相等
B. 等角对等边
C. 如果,那么
D. 等边三角形的三个内角都相等
当堂检测
3.如图,在中, , ,边的中点为,
边上的点满足.若,则 的长是
( )
B
B. 6
C. D. 3
反思总结
1.本节课学习的两组互逆定理(直角三角形的角性质与判定、勾股定理与逆定理),它们的条件和结论是如何相互转化的?这对你理解“性质”与“判定”的关系有什么启发?
2.证明勾股定理的逆定理时,我们用到了“构造全等三角形”的方法,这种“构造辅助图形”的思路在几何证明中还有哪些常见的应用场景?
3.你能结合本节课的内容,举一个“原命题是真命题,但逆命题是假命题”的例子吗?这说明互逆命题的真假性有什么特点.
作业设计
一、基础巩固作业:
课本第26-27页 第1,2,3题
二、素养类作业
拓展阅读:勾股定理的证明
作业要求:书写规范、图形标准、按时上交、及时订错.
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