1.2 等腰三角形 教学设计2025-2026学年北师大版数学八年级下册
2026-01-30
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摘要:
该初中数学教学设计聚焦等腰三角形“等边对等角”“三线合一”性质及等边三角形性质,通过折纸实验直观感知轴对称性,衔接轴对称与全等三角形知识,搭建“观察-猜想-证明”的学习支架。
以动手操作(折纸)培养几何直观,引导自主证明发展推理意识,规范几何语言强化符号表达,从等腰到等边体现特殊与一般思维。助力学生提升逻辑推理能力,为教师提供探究式教学范例。
内容正文:
第一章 三角形的证明及其应用 北师大版(2024)
1.2 等腰三角形(第3课时)
一、教学目标
1.经历等边三角形判定定理的探索与证明过程,理解其判定方法并掌握推导逻辑.
2.能规范运用等边三角形的判定定理,同时理解并掌握含30°角的直角三角形的性质,解决相关几何问题.
3.体会几何证明中的推理思想,提升符号语言表达与逻辑推理的能力.
二、教学重点及难点
重点:等边三角形判定定理的证明与运用,含30°角的直角三角形性质的掌握.
难点:含30°角的直角三角形性质的探索与证明,以及综合运用相关定理解决几何问题.
三、教学过程
【探究新知】
探究:等边三角形的判定定理.
教师提问:一个三角形满足什么条件时是等边三角形?
【师生活动】先让学生思考,给学生1分钟思考的时间,然后找学生回答. 教师可让同学代表充分发表自己的看法.
解:①三条边相等的三角形是等边三角形. (概念)
②三个角都相等的三角形是等边三角形. (证明如下)
已知:在△ABC 中,∠A=∠B=∠C.
求证:△ABC是等边三角形.
证明:
∵∠A=∠B,
∴AC=BC,
∵∠B=∠C,
∴AB=AC,
∴AB=AC=BC,
∴△ABC是等边三角形.
教师总结:三个角都相等的三角形是等边三角形.
教师提问:一个等腰三角形满足什么条件时是等边三角形?请证明自己的结论,并与同伴进行交流.
【师生活动】学生自主探究等腰三角形成为等边三角形的条件,并交流汇报各自的结论,教师适时要求学生给出相对规范的证明,概括出等边三角形的判定条件.
【学生活动】学生积极思考,通过老师的点拨,学生多能探究出:
顶角是 60° 的等腰三角形是等边三角形;
底角是 60° 的等腰三角形是等边三角形;
教师追问:两个定理的形式相近,能否用更简洁的语言描述这个结论吗?
【归纳】有一个角是 60° 的等腰三角形是等边三角形.
设计意图:等边三角形的判定方法是本节课的重点.通过对不同的三角形加"边"或"角"两方面不同的条件,使学生体会、融合等边三角形的性质和判定的有关知识.条件加在不同的位置也要分情况讨论,这样在探究过程中充分体现了分类的作用,这对学生提高对数学思想方法的认识起到了渗透作用.
教师提问:证明定理“有一个角是 60° 的等腰三角形是等边三角形”的两种情况.
【学生活动】先独立思考,并与同伴讨论交流.
答案预设1:
已知:在△ABC中,AB=AC,∠A=60°.
求证:△ABC是等边三角形.
证明:∵AB=AC,
∴∠B=∠C.
∵∠A=60°,∠A+∠B+∠C=180°,
∴,
∴∠A=∠B.
∴AC=BC (等角对等边).
∵AB=AC,
∴AB=BC=AC,
即△ABC为等边三角形.
答案预设2:
已知:在△ABC中,AB=AC,∠B=60°.
求证:△ABC是等边三角形.
证明:∵AB=AC,
∴∠B=∠C.
∵∠B=60°,
∴∠C=60°,
∴∠A+∠B+∠C=180°,
∴∠A=60°,
∴∠A=∠B,
∴AC=BC.
∵AB=AC,
∴AB=BC=AC,
即△ABC为等边三角形.
【探究新知】
探究:含 30° 角的直角三角形的性质.
教师提问:我们还学习过直角三角形,今天我们研究一个特殊的直角三角形:含 30° 角的直角三角形. 拿出三角板,做一做:
用两个完全相同的含 30° 角的三角尺,你能拼成怎样的三角形?能拼出一个等边三角形吗?
【师生活动】在学生小组合作的基础上,经过动手操作讨论分析,自主探究结论.教师注意适时引导.
学生一般可以得出下面两种图形:
其中左图是等边三角形,学生根据此图可以得出:在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半.
教学过程中,教师应注意引导学生说明为什么所得到的三角形是等边三角形.
教师追问:如何用几何语言表示上述定理?你能证明这个定理吗?
【师生活动】学生小组合作,结合等边三角形动手推导含30°角的直角三角形性质,自主用几何语言表述并证明;教师巡视点拨,组织分享结论.
答案预设:
几何语言:如图,在Rt△ABC 中,
∵∠C=90°,∠A=30°.
∴.
已知:如图,△ABC 是直角三角形,∠C=90°,∠A=30°.
求证:.
证明:延长BC至点D,使CD=BC,连接AD.
∵∠ACB=90°,
∴∠ACD=90°.
∵AC=AC,
∴△ABC≌△ADC (SAS).
∴AB=AD (全等三角形的对应边相等).
在△ABC中,∠BAC+∠B+∠ACB=180°(三角形内角和定理).
∵∠BAC=30°,∠ACB=90°,
∴∠B=180°-30°-90°=60°.
∴△ABD是等边三角形 (有一个角等于 60°的等腰三角形是等边三角形).
∴.
【归纳】在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半.
教师追问:该定理的作用是什么?
学生总结:该定理可以用来证明线段之间的倍数关系,也可以求线段的长度.
设计意图:直角三角形中,"30°所对的直角边等于斜边的一半"是本课的难点,在难点的突破上主要采取两种方法:(1)通过三角尺操作的实践活动,(2)对问题的分步引导的方法.这样在难点的突破更具有直观性和可操性.
【典型例题】
例3.求证:如果等腰三角形的底角为15°,那么腰上的高是腰长的一半.
已知:如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=15°,CD是腰AB上的高.
求证:.
证明:在△ABC中,
∵AB=AC,∠B=15°,
∴∠ACB=∠B=15°(等边对等角).
∴∠DAC=∠B+∠ACB=15°+15°=30°(三角形的一个外角等于和它不相邻的两个内角的和).
∵CD是腰AB上的高,
∴∠ADC=90°.
∴.(在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半).
∴.
设计意图:通过例题讲解,巩固理解"在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半"的性质,一方面加强学生对知识的掌握,从而提高知识的应用能力;另一方面可以查缺补漏.
四、当堂检测
通过课件展示练习题,教师带着学生进行练习,进一步巩固新知.
五、课堂小结
今天我们学习了哪些知识?
1.等边三角形的判定方法:
(1)三边相等的三角形是等边三角形.
(2)三个内角都等于 60° 的三角形是等边三角形.
(3)有一个内角等于 60° 的等腰三角形是等边三角形.
2.直角三角形中,如果一个锐角等于 30º,那么它所对的直角边等于斜边的一半.
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第一章 三角形的证明及其应用 北师大版(2024)
1.2 等腰三角形(第1课时)
一、教学目标
1.经历等腰三角形性质的探索过程,理解等腰三角形"等边对等角""三线合一"的性质,同时掌握等边三角形的性质.
2.能规范运用等腰三角形的性质,分析两底角角平分线、两腰上的高与中线的关系,解决简单的几何问题.
3.体会几何证明的严谨性,提升利用数学符号语言进行推理的逻辑思维能力.
二、教学重点及难点
重点:等腰三角形"等边对等角""三线合一"的性质,以及等边三角形的性质.
难点:理解并灵活运用等腰三角形"三线合一"的性质,规范完成几何推理与证明.
三、教学过程
【探究新知】
探究:等腰三角形的两个底角相等.(等边对等角).
教师提问:我们知道,等腰三角形是轴对称图形,且两个底角相等,你还记得这个结论的探索过程吗?
【学生活动】同学们做实验:把各自准备的等腰三角形对折,让两腰AB、AC重叠在一起,折痕为AD,并认真观察,独立思考,解决问题.
教师:折痕将等腰三角形分成了两个全等的三角形,并且折叠后三角形两个底角相等.
设计意图:通过折纸这一实操活动,让学生直观感受等腰三角形的轴对称性,自主观察并发现“两个底角相等”的性质;同时借助折痕对应的全等三角形,为后续严谨的几何证明铺垫直观经验.
教师提问:等腰三角形两个底角相等,大家能利用基本事实或已知的定理证明这个结论吗?
想一想,根据上述折纸,得到了解题的什么启发?
【学生活动】先独立思考,分析等腰三角形性质的条件和结论,画出图形,写出已知和求证.完成后与同伴交流.
【师生活动】在学生小组合作的基础上,根据折纸过程,经过讨论分析,学生能证明等腰三角形的两底角相等. 教师注意适时引导.
设计意图:和学生一起完成性质定理的证明,可以让学生自主经历命题的证明过程;明晰证明过程,给学生一定的规范,起到一种引领作用,力图让学生形成拓广命题的意识.
答案预设:
已知:如图,在△ABC中,AB=AC.
求证:∠B=∠C.
证明:如图,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).
教师提问:想一想,你还有其他方法来证明等腰三角形两个底角相等吗?试一试写出证明过程.与同伴进行交流.
【师生活动】学生小组讨论后,选一位学生黑板板演,教师巡视指导,对学生出现的问题及时纠正.
答案预设:(其他方法)
证明:作顶角的平分线AD,则∠BAD=∠CAD.
∵AB=AC,∠BAD=∠CAD,AD=AD,
∴△ABD≌△ACD(SAS).
∴∠B=∠C (全等三角形的对应角相等).
【探究新知】
探究:等腰三角形三线合一.
教师提问:由△ABD≌△ACD,图中线段AD还具有怎样的性质?为什么?由此你能得到什么结论?
【师生活动】在学生小组合作的基础上,经过讨论分析,学生自主归纳总结. 教师适时引导.教师总结并引出等腰三角形三线合一:如图,线段AD除了是底边上的中线,还是顶角的角平分线,底边上的高线.
定理:等腰三角形顶角的平分线,底边上的中线,底边上的高互相重合(三线合一).
设计意图:借助全等三角形的结论,引导学生小组讨论线段AD的多重性质,自主归纳出“三线合一”定理;在交流中培养学生的逻辑推理与语言表达能力,同时让学生体会辅助线的桥梁作用,渗透转化思想,帮助学生建立几何性质与证明之间的联系,提升几何问题的分析能力.
教师提问:大家试着用几何语言来表示等腰三角形的两个性质.
【学生活动】在学生小组合作的基础上,经过讨论分析,总结出答案.
答案预设:
1.如下图,在△ABC中,
∵AB=AC,
∴∠B=∠C.
2.如图,在△ABC中,AB=AC,
(1)∵BD=CD,∴AD⊥BC,∠BAD=∠CAD.
(2)∵AD⊥BC,∴BD=CD,∠BAD=∠CAD.
(3)∵∠BAD=∠CAD,∴BD=CD,AD⊥BC.
【探究新知】
探究:等边三角形的性质.
教师提问:等边三角形是特殊的等腰三角形,那么等边三角形的内角有什么特征呢?
【师生活动】在学生小组合作的基础上,经过讨论分析,证明等边三角形的性质.教师注意适时引导.
答案预设:
已知:如图,在△ABC中,AB=AC=BC.
求证:∠A=∠B=∠C=60°.
证明:∵AB=AC,
∴∠B=∠C (等边对等角).
又∵AC=BC,
∴∠A=∠B (等边对等角).
∴∠A=∠B=∠C.
在△ABC中,∠A+∠B+∠C=180°,
∴∠A=∠B=∠C=60°.
教师提问:大家试着用几何语言来表示等边三角形的性质.
【学生活动】学生经过讨论分析,总结出答案.
答案预设:
如图,在△ABC中,
∵AB=AC=BC,
∴∠A=∠B=∠C=60°.
设计意图:以“等边三角形是特殊的等腰三角形”为切入点,引导学生小组合作,利用等腰三角形的性质推导等边三角形的内角性质,既巩固了等腰三角形的知识,又培养了“从特殊到一般”的推理能力;同时通过几何语言的归纳,提升学生的符号表达与逻辑严谨性.
教师总结与拓展:(1)等边三角形的三边相等,且具有等腰三角形的所有性质;
(2)等边三角形每个内角的平分线都与该角对边上的高线、中线重合;
(3)等边三角形是轴对称图形,它有三条对称轴.
四、当堂检测
通过课件展示练习题,教师带着学生进行练习,进一步巩固新知.
五、课堂小结
今天我们学习了哪些知识?
1.等腰三角形的两底角相等.(等边对等角)
2.等腰三角形顶角的平分线、底边上的中线及底边上的高线互相重合.(三线合一)
3.等边三角形的三个内角都相等,并且每个角都等于60°.
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第一章 三角形的证明及其应用 北师大版(2024)
1.2 等腰三角形(第2课时)
一、教学目标
1.经历等腰三角形判定定理的探索过程,理解"等角对等边"的判定方法,掌握其推导逻辑.
2.能规范运用等腰三角形的判定定理解决几何证明与计算问题,同时理解反证法的思想并能简单运用.
3.体会"性质与判定"的逆向思维,提升几何推理与逻辑证明的能力.
二、教学重点及难点
重点:等腰三角形"等角对等边"判定定理的掌握与运用,以及反证法的基本思想.
难点:灵活运用等腰三角形判定定理解决综合问题,规范运用反证法进行证明.
三、教学过程
【探究新知】
探究:等腰三角形的判定.
教师提问:前面已经证明了等腰三角形的两个底角相等,反过来,有两个角相等的三角形是等腰三角形吗?你有几种证明方法?
【师生活动】学生自主探究等腰三角形的判定条件,并交流汇报各自的结论,教师适时要求学生给出相对规范的证明,概括出等腰三角形的判定条件.
答案预设:
已知:在△ABC中,∠B=∠C.
求证:△ABC是等腰三角形.
教师点拨:只要能构造两个全等的三角形,使AB与AC成为对应边就可以了.
证明:如图,过点A作AD⊥BC于点D,则∠ADB=∠ADC.
在△ABD与△ACD中,又有∠B=∠C,AD为公共边,
∴△ABD≌△ACD (AAS).
∴AB=AC,
∴△ABC是等腰三角形.
【归纳】有两个角相等的三角形是等腰三角形.(简述为:等角对等边)
设计意图:通过“逆向思考等腰三角形性质”问题,引导学生自主探究等腰三角形的判定条件,在构造全等三角形的证明过程中,培养逆向思维与逻辑推理能力;同时鼓励学生交流多种证明方法,提升几何证明的多样性与严谨性,帮助学生建立“性质与判定”的双向关联思维,深化对等腰三角形的理解.
【典型例题】
例1.已知:如图,AB=DC,BD=CA,BD与CA相交于点E.
求证:△AED是等腰三角形.
证明:∵AB=DC,BD=CA,AD=DA,
∴△ABD≌△DCA (SSS).
∴∠ADB=∠DAC (全等三角形的对应角相等).
∴AE=DE (等角对等边).
∴△AED是等腰三角形.
在解答过程中,教师应关注学生的思考过程,引导学生分析解决问题的方法.
设计意图:通过例题讲解,巩固"全等三角形的判定定理和等腰三角形的判定定理".一方面加强学生对知识的掌握,从而提高知识的应用能力;另一方面可以查缺补漏.
【探究新知】
探究:反证法.
教师提问:小明认为,在一个三角形中,如果两个角不相等,那么这两个角所对的边也不相等.
你认为这个结论成立吗?如果成立,你能证明它吗?
【学生活动】在学生小组合作的基础上,经过讨论分析,自主证明上述结论.
小明的思考过程如下:
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.
教师提问:这道题的证法有什么特点呢?你能理解他的推理过程吗?
【师生活动】学生先独立梳理小明的推理过程,理解答题的逻辑;再小组讨论解题步骤特点,尝试用自己的语言总结基本思路,完成后分享交流. 教师注意适时引导.
答案预设:
小明在证明时,①先假设命题的结论不成立,即AB=AC;
②利用已知定理“等边对等角”证明∠B=∠C,得到与题干中的条件相矛盾,说明假设不成立;
③假设不成立,从而证明若∠B≠∠C,则AB≠AC.
教师总结: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.
用反证法证明的一般步骤是:
(1)假设命题的结论不成立;
(2)从这个假设出发,应用正确的推理方法,得出与定义、基本事实、已有定理或已知条件相矛盾的结果;
(3)由矛盾的结果判定假设不正确,从而肯定命题的结论正确.
设计意图:通过引导学生分析小明的推理过程,让学生初步接触反证法的逻辑思路,体会“假设结论反面、推出矛盾、证明原结论”的论证方法;在小组讨论与总结中,培养学生的逻辑思辨能力,同时帮助学生理解“正难则反”的证明策略,拓展几何证明的思维方式.
【典型例题】
例2.用反证法证明: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.
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.
设计意图:以例题形式展示用反证法证明命题的过程.让学生感受反证法的证明思路与书写的过程,体会反证法的证明与作用.
四、当堂检测
通过课件展示练习题,教师带着学生进行练习,进一步巩固新知.
五、课堂小结
今天我们学习了哪些知识?
1.等腰三角形的判定定理:
有两个角相等的三角形是等腰三角形(等角对等边),可通过构造全等三角形进行证明.
2.反证法的思路:
通过"假设结论的反面成立→推出与已知/定理矛盾的结果→证明原结论正确"的逻辑,如证明"三角形中两角不相等则对边不相等".
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