内容正文:
第一章 三角形的证明及其应用
2 等腰三角形
第2课时 等腰三角形的判定和反证法
1
素养目标
1.掌握等腰三角形的判定定理并运用其解决问题.
2.理解并掌握反证法的思想,能够运用反证法进行证明.
3.通过推理证明等腰三角形的判定方法的过程,发展学生的推理能力,培养学生分析、归纳问题的能力.
重点:1.等腰三角形判定方法的运用.
2.反证法的基本步骤.
难点:等腰三角形判定方法的运用.
2
导入新课
问题1:上节课我们学习了等腰三角形的两个性质定理,它们的内容是什么?
等边对等角,三线合一.
等腰三角形的两个底角相等.
问题2:有两个角相等的三角形是等腰三角形吗?
3
新知探究
任务一:探究等腰三角形的判定定理
问题:如果一个三角形有两个角相等,那么它是一个等腰三角形吗?
活动:利用量角器和直尺画一个三角形,使得两个角相等(如∠B=∠C=70°),然后测量它们所对的边AB和AC的长度.
有两个角相等的三角形是等腰三角形.
如何证明这一结论呢?
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新知探究
已知:如图,在△ABC中,∠B=∠C.
求证:AB=AC.
证明:如图,过点A作AD⊥BC,垂足为D.
∵AD⊥BC,∴∠ADB=∠ADC=90°.
在△ABD和△ACD中,
∴△ABD≌△ACD(AAS).∴AB=AC(全等三角形的对应边相等).
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新知探究
已知:如图,在△ABC中,∠B=∠C.
求证:AB=AC.
还有其他证明方法吗?
也可作∠BAC的平分线AD,利用AAS证明△ABD≌△ACD.
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新知探究
定理:有两个角相等的三角形是等腰三角形.
简述为等角对等边.
符号语言:在△ABC中,∵∠B=∠C,∴AB=AC.
“等边对等角”与“等角对等边”有什么相同和不同?
“等边对等角”是等腰三角形的性质定理,“等角对等边”是等腰三角形的判定定理.
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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.
任务二:例题讲解——判定定理的应用
下列条件能判定△ABC是等腰三角形的是( B )
A. ∠A=30°,∠B=60°
B. ∠A=50°,∠B=80°
C. ∠A=2∠B=70°
D. AB=3,BC=7,周长为15
B
跟踪练习
解题通法
“等角对等边”是证明两条线段相等的常用方法
在证明时,往往通过计算三角形各角的度数、利用角的关系或全等三角形得到同一个三角形中的两个角相等,进而得到边相等.
新知探究
任务三:反证法
问题: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.你认为小明的这个结论成立吗?如果成立,你能证明它吗?
即在△ABC中,如果∠B≠∠C,那么AB≠AC.
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新知探究
在△ABC中,如果∠B≠∠C,那么AB≠AC.
证明: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∠B=∠C,这与已知条件∠B≠∠C相矛盾,因此AB≠AC.
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像小明那样,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.
注意:用反证法证明时,如果结论的反面不止一种情况,那么必须把各种可能的情况一一加以否定,才能肯定原结论是正确的;
新知探究
这种证明方法和我们以前的证明方法一样吗?它有什么特点?
不一样,这里先假设命题的结论不成立,然后从假设出发,推导出与已知条件相矛盾的结果,说明假设错误,从而证明原命题的结论一定成立.
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新知探究
反证法的概念:
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.
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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.
注意:用反证法证明时,否定的是命题的结论,而不是条件.
解题通法 用反证法证明的一般步骤
(1) 先假设结论的反面是正确的;
(2) 然后通过逻辑推理,得出与基本事实、已有定理、定义或已知条件相矛盾的结果;
(3) 从而说明假设不成立,进而得出原结论正确.
在△ABC中,已知AB=AC. 求证:∠B<90°.
下面是运用反证法证明这个命题的四个步骤:
①所以∠A+∠B+∠C>180°,这与三角形的内角和为
180°矛盾.
②因此假设不成立,所以∠B<90°.
③假设在△ABC中,∠B≥90°.
④由AB=AC,得∠B=∠C≥90°,即∠B+C≥180°.
这四个步骤正确的顺序应是( D )
A. ④③①② B. ③④②①
C. ①②③④ D. ③④①②
D
跟踪练习
1.[2024四平期末改编]如图,是一块三角形木板的
残余部分,量得 , , ,
则 边的长是( )
C
A.3 B.4 C.7 D.无法确定
【解析】
, , 。
课堂练习
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2.[2025上海浦东新区月考]下列条件中,不能判定 是等腰三角形的
是( )
D
A.,, B.
C. , D.
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【解析】 对于A项,,,,, 能判
定是等腰三角形,故不符合题意;对于B项, ,
可设 , , ,,, 能
判定是等腰三角形,故不符合题意;对于C项, ,
, , ,
, 能判定 是等腰三角形,故不符合题意;对于D项,
,, 不是等腰三角形,故
符合题意。
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3.新趋势·数学文化 [2024三明期末]牛顿曾说过:“反证法是数学家最精良的
武器之一。”用反证法证明命题“一个三角形中不能有两个角是直角”时,
应先假设( )
A
A.一个三角形中有两个角是直角 B.一个三角形中有两个角是钝角
C.一个三角形中有两个角是锐角 D.一个三角形中有一个角是直角
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4.[2025长春四十五中月考]用反证法证明“在中,若 ,则
”时,应假设( )
C
A. B. C. D.
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5.[2025石家庄裕华区期末]如图,在
中, ,,,过点
的直线,与 的平分线分别
交于点,,则 的长为( )
A
A.14 B.16 C.18 D.20
【解析】 ,。平分 ,
,,。同理可得, ,
。
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6.[2025成都锦江区期中]如图,为 内一点,
平分,,垂足为,交于点 ,
。若,,则 的长为__。
【解析】 平分,。 ,
。又, ,
,。,。 ,
,,, 。
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证明:∵AQ=AR,∴∠R=∠AQR.
又∵∠BQP=∠AQR,∴∠R=∠BQP.
在Rt△QPB和Rt△RPC中,
∠B+∠BQP=90°,∠C+∠R=90°,
∴∠B=∠C,∴AB=AC,
∴△ABC是等腰三角形.
7. (教材P21习题T7变式)如图,在△ABC中,P是边BC上的
一点,过点P作BC的垂线,交AB于点Q,交CA的延长线于
点R. 若AQ=AR,求证:△ABC是等腰三角形.
8. 用反证法证明:一个三角形中,至少有一个角不小于60°.
证明:假设△ABC中的∠A,∠B,∠C都小于60°,
则∠A+∠B+∠C<3×60°,
即∠A+∠B+∠C<180°,
这与三角形的内角和定理矛盾,
因此∠A,∠B,∠C都小于60°不成立,
所以一个三角形中至少有一个角不小于60°.
9.[2025自贡自流井区期中]如图,点在 的边的延长线上,
点在边上,交 于点,,。
求证: 是等腰三角形。
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证明:如图,过点作交于点 。
,, 。
又, ,
, 。
, ,
, ,
是等腰三角形。
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课堂总结
1.本节课你经历了怎样的探究过程得到等腰三角形的判定定理?
2.反证法的基本思路和步骤是什么?
3.你收获了什么数学知识?积累了哪些数学思想方法?
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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
有两个角相等的三角形是等腰三角形,简述为“等角对等边”
等腰三角形的判定
反证法
判定定理
有两条边相等的三角形是等腰三角形
定义法
引入
课堂总结
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