内容正文:
第02讲 三角形的边(暑假预习讲义)
【新教材人教版】
【知识框架+2个知识归纳+5个题型+课后作业】
模块二 三角形的边
在A 点的小狗,为了尽快吃到B点的香肠,它选择A→B路线,没有选择A→C→B路线,难道小狗也懂数学?
让我们带着这个问题进入今天的学习吧
【知识点1 三角形的三边关系】
定义:三角形两边的和大于第三边,两边的差小于第三边.
剖析:①三角形的三边关系中,“两边的差”“两边的和”中的“两边”是三一边中的任务一边;
②判断三条线段能否组成三角形:如果两条较短的线段长之和大于最长线段的长,则这三条线段可组成三角形;反之则不能组成三角形。
【知识点2 三角形的稳定性】
性质:三角形的三条边确定后,三角形的形状和大小就确定不变了,这个性质叫做三角形的稳定性.
三角形的稳定性在生产和生活中有广泛的应用.
【题型1 判断三条线段能否构成三角形】
【例1】下列长度的三条线段,能组成三角形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据三角形三边关系“任意两边之和大于第三边”,判断时只需验证较小两条线段的和是否大于最大线段,即可得到结论.
【详解】解:选项A:∵,不满足两边之和大于第三边,∴不能组成三角形;
选项B:∵,不满足两边之和大于第三边,∴不能组成三角形;
选项C:∵,满足两边之和大于第三边,∴能组成三角形;
选项D:∵,不满足两边之和大于第三边,∴不能组成三角形.
【变式1-1】一木工有四根长分别为30厘米、50厘米、60厘米、90厘米的木条,要选其中三根木条钉成一个三角木架,木工的选法有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
【答案】B
【分析】根据三角形三边关系:三角形两边之和大于第三边,三角形的两边之差小于第三边,即可得出答案.
【详解】解:①选30厘米、50厘米、60厘米,
∵,
∴选30厘米、50厘米、60厘米能钉成一个三角木架,符合题意;
②选30厘米、50厘米、90厘米,
∵,
∴选30厘米、50厘米、90厘米不能钉成一个三角木架,不符合题意;
③选30厘米、60厘米、90厘米,
∵,
∴选30厘米、60厘米、90厘米不能钉成一个三角木架,不符合题意;
④选50厘米、60厘米、90厘米,
∵,
∴选50厘米、60厘米、90厘米能钉成一个三角木架,符合题意;
综上所述,木工的选法有2种.
【变式1-2】现有7根木棍,长度(单位:)分别是1,2,3,4,5,6,7.从中取出三根木棍围成三角形,其中最长的边为,另两边的差大于.这样的三角形一共有( )个.
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】A
【分析】本题考查了构成三角形的条件,理解题意是解决本题的关键.
需从长度1至的木棍中选三根围成三角形,要求最长边为,且另两边长度差大于.通过三角形两边之和大于第三边及差的条件,列举所有可能组合进行判断即可.
【详解】解:设另两边为a、,需满足且,
∵a、b从1至6中取不同整数,
∴满足的有:,
其中的只有:差,差.
∴共有2个三角形:和.
故选:A.
【变式1-3】有长度分别为,,,的四条线段,任选其中的三条线段,不能构成三角形的是( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
【答案】B
【分析】本题考查三角形的三边关系;在一个三角形中,任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.根据“三角形中较短的两边之和大于第三边”对各选项进行判断.
【详解】解:A、∵,∴该三边能组成三角形,故此选项不符合题意;
B、∵,∴该三边不能组成三角形,故此选项符合题意;
C、∵,∴该三边能组成三角形,故此选项不符合题意;
D、∵,∴该三边能组成三角形,故此选项不符合题意.
故选:B.
【题型2 已知三角形的两边长,求第三边长的取值范围】
【例2】按要求完成下列计算:
(1)已知在中,,,求第三边的取值范围.
(2)已知在中,,,求这个三角形周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)三角形中,任意两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;
(2)设,则,根据三角形的三边关系得出,结合的周长,求出的取值范围.
【详解】(1)解:由三角形的三边关系可得,
,
∴;
(2)解:设,
∵,
∴,
同理(1)可得,,
∴,
解得,
∵的周长,
∴.
【变式2-1】已知三角形的其中两条边分别为3和5,第三边长为x,且x是三条边中最短的,则第三边x的取值范围为________;
【答案】
【分析】本题考查了三角形的三边关系,根据三角形的三边关系“三角形两边之和大于第三边,三角形两边之差小于第三边”进行解答即可得.解题的关键是熟记三角形的三边关系.根据,解答.
【详解】解:∵三角形的其中两条边分别为3和5,第三边长为x,
∴,
解得,
∵x最小,
∴,
∴,
故答案为:.
【变式2-2】已知,在中,,,.
(1)求的取值范围;
(2)若为等腰三角形,求的值.
【答案】(1)
(2)4
【分析】本题考查了求不等式组的解集,等腰三角形的定义,三角形三边关系.
(1)根据三角形三边关系列不等式组求解即可;
(2)分情况作答即可.
【详解】(1)解:根据三角形三边关系可得,
,
解得:,
故的取值范围为;
(2)解:若为等腰三角形,分情况讨论:,,.
①当时,,
解得,
三角形三边为4,4,10,不满足三角形三边关系;
②当时,,
解得,
三角形三边为4,10,10,满足三角形三边关系;
③当时,,不构成三角形,不合题意;
的值为4.
【变式2-3】已知,c是的三边长.
(1)已知,求c的取值范围;
(2)若,且的周长不超过,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了三角形三边关系及不等式的求解,解题的关键是根据三角形三边关系“两边之和大于第三边,两边之差小于第三边”列不等式(组).
(1)根据三边关系,列求解;
(2)先根据三边关系列不等式组确定的初步范围,再结合周长不超过24的条件,进一步确定的取值范围.
【详解】(1)解:∵,,
由三角形三边关系得:,即,
答:的取值范围是.
(2)解:由三角形三边关系:,
化简得,解得.
又∵周长,即,
,
,解得,
综上,,
答:的取值范围是.
【题型3 利用三角形的三边关系进行化简】
【例3】已知,,为三角形三边的长,化简:.
【答案】
【分析】本题考查的是三角形的三边关系、绝对值,根据三角形三边关系得到,,,再根据绝对值、合并同类项计算即可.
【详解】解:∵a,b,c为三角形三边的长,
∴,
∴,,,
∴
.
【变式3-1】已知a,b,c分别是的三边长.
(1)若,,c为奇数,试说明:为等腰三角形.
(2)化简:.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查三角形的三边关系,化简绝对值,整式的加减运算,熟练掌握三角形的三边关系,是解题的关键:
(1)根据三角形的三边关系结合第三边c为奇数,求出c的值进行判断即可;
(2)根据三角形的三边关系结合绝对值的意义,化简即可.
【详解】(1)∵,,
∴,即,
∵,c为奇数,
∴,
∴为等腰三角形;
(2)∵,,,
∴原式
.
【变式3-2】已知的三边长分别为a,b,c.
(1)化简:;
(2)若,,且c为整数,求周长的最大值及最小值.
【答案】(1);
(2)周长的最大值是17,最小值是13
【分析】本题主要考查三角形三边的关系,利用三角形三边的关系判断参数的取值范围是解题的关键.
(1)首先利用三角形三边的关系判断绝对值里的代数式的正负,再去掉绝对值,合并同类项化简后得到最简结果;
(2)首先根据三角形的三边关系确定第三边的参数取值范围,结合整数的条件求周长的最小值和最大值.
【详解】(1)解:①∵的三边长分别为a,b,c,
∴,,,
∴
;
(2)∵,,
∴根据三角形三边关系可知,
∵c为整数,
∴当时,的周长为最大,即为;
当时,的周长为最小,即为;
综上所述,周长的最大值是17,最小值是13.
【变式3-3】已知、、分别为的三边长,化简:_________.
【答案】
【分析】根据三角形三边关系判断出相关式子的正负,再利用二次根式和立方根的性质化简,去括号后合并同类项即可得到结果.
【详解】解:∵a、b、c分别为的三边长,
,,
,
.
【题型4 利用三角形的三边关系解决线段间的不等关系问题】
【例4】如图,在中,点在边上,求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查三角形三边关系,不等式的性质,根据三角形中,任意两边之和大于第三边可得,进而得到,即可证明结论.
【详解】证明:在中,(三角形两边之和大于第三边),
∴(不等式的性质),
∴.
【变式4-1】如图,P是内的一点,连接,,求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查了三角形三边关系的应用.
根据“三角形两边之和大于第三边”得到、,相加得到,减去得到,根据即可证明.
【详解】证明:如图,延长交于点D.
在中,根据“三角形两边之和大于第三边”有,
因为,
所以①,
在中,根据“三角形两边之和大于第三边”,有②,
将①和②相加,得:,
两边同时减去,得:,
因为,
所以.即.
【变式4-2】如图,已知中,大于其它两边,分别在上,连接.求证:.
【答案】证明见解析.
【分析】本题考查了三角形的三边关系,连接,根据大边对大角可得到,,进而可推出,从而可得到,同理可得,从而求证,掌握三角形的三边关系是解题的关键.
【详解】证明:连接,
∵,,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
【变式4-3】如图,已知O为内任意一点,求证
(1) ;
(2)
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题考查三角形的三边关系.解题的关键是构造三角形,利用三角形的三边关系进行证明.
(1)在、和中,利用三角形三边关系列式即可证明;
(2)延长交于点D.在和中,得到,推出;同理,,据此即可证明结论成立.
【详解】(1)证明:在中,①,
在中,②,
在中,③,
得2,
即;
(2)证明:如图,延长交于点D.
在中,①,
在中,②,
,得;
∵,,
∴,
∴③,
同理可证④,⑤,
,得,
∴.
【题型5 三角形的稳定性】
【例5】下列图形中,不是运用三角形的稳定性的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了三角形稳定性的实际应用,根据三角形具有稳定性,四边形具有不稳定性解答即可.
【详解】解:A、B、D选项都含有三角形,故利用了三角形的稳定性;C选项伸缩门是用到了菱形的不稳定性,
故选:C.
【变式5-1】下列图形中有几个具有稳定性?( )
A.三个 B.四个 C.五个 D.六个
【答案】A
【分析】本题考查了三角形的稳定性,根据三角形具有稳定性,只要图形分割成了三角形,则具有稳定性.
【详解】解:根据三角形具有稳定性,只要图形分割成了三角形,则具有稳定性.
所以从左起第1个、第4个、第6个图形具有稳定性,共三个.
故选:A.
【变式5-2】三角形具有稳定性,所以要使如图所示的五边形木架不变形,至少要钉上( )根木条.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】三角形具有稳定性,所以要使五边形木架不变形需把它分成三角形,即过五边形的一个顶点作对角线,有几条对角线,就至少要钉上几根木条.
【详解】解:过五边形的一个顶点作对角线,有条对角线,所以至少要钉上2根木条.
【变式5-3】如图,要使七边形木架不变形,至少要再钉上x根木条,则x的值是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【分析】本题主要考查了三角形的稳定性,解题的关键是熟练掌握三角形的稳定性.
利用三角形的稳定性进行求解即可.
【详解】解:如图所示,
至少再钉4根木条,
故选:C.
模块四 课后作业
1.如图,具有稳定性的是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.①③
【答案】B
【分析】本题考查了三角形的稳定性,掌握三角形具有稳定性,四边形不具有稳定性,判断图形是否由三角形构成即可确定其稳定性是解题的关键.
根据三角形具有稳定性,四边形不具有稳定性,判断每个图形是否由三角形构成,从而确定其稳定性.
【详解】解:观察题目中的四个图形:
①:是一个被一条对边上两点连线分割的四边形,整体结构仍由四边形构成,不具有整体稳定性;
②:是一个被两条对角线分割的四边形,形成了四个三角形,由于完全由三角形构成,具有稳定性;
③:是一个被分割成多个三角形的多边形,所有基本单元都是三角形,因此具有稳定性;
④:是一个梯形,未被分割,属于四边形,不具备稳定性;
因此,具有稳定性的图形是 ②和③.
故选:B.
2.为方便劳动技术小组实践教学,需用篱笆围一块三角形空地,现已连接好三段篱笆,,这三段篱笆的长度如图所示,其中篱笆可分别绕轴和转动.若要围成一个三角形的空地,则在篱笆上接上新的篱笆的长度可以为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查三角形三边关系,利用三边关系确定第三边的取值范围,设在篱笆上接上新的篱笆长度为,由,求出的取值范围,即可解答.
【详解】解:设在篱笆上接上新的篱笆长度为,
根据题意得:,
,即,
在篱笆上接上新的篱笆的长度可以为,
故选:D.
3.若等腰三角形的周长为10,其中一边长为4,则腰长为__________.
【答案】3或4
【分析】本题主要考查了等腰三角形的定义,构成三角形的条件,分两种情况讨论:当边长为4的边为腰时和当边长为4的边为底边时,根据等腰三角形的定义和三角形三边关系进行求解即可.
【详解】解:当腰长为4时,则底边长为,此时三边长分别为4,4,2,
∵,
∴此时能构成三角形,符合题意;
当底边长为4时,腰长为,此时三边长分别为3,3,4,
∵
∴此时能构成三角形,符合题意;
综上所述,该等腰三角形的腰长为3或4,
故答案为:3或4.
4.现有四根长度分别为的小木棒,请你从中取三根,使它们能首尾顺次相接组成一个三角形.则你所取的三根小木棒的长度分别是:________.
【答案】
【分析】本题主要考查了三角形的三边关系,掌握三角形的任意两边之和必须大于第三边是解题的关键.
先列举出所有可能性,然后运用三角形的三边关系逐个判断即可.
【详解】解:四根木棒的所有可能三根组合有:①;②;③;④.
组合①,由,不能构成三角形;
组合②,,不能构成三角形;
组合③,,不能构成三角形;
组合④,,所有两边之和均大于第三边,满足三角形三边关系.
∴能组成三角形的三根小木棒长度为.
故答案为.
5.小刚平时跳跃泥潭障碍训练中助跑跳跃距离为米,在某次训练挑战中他不确定自己是否能够跳过如图所示的这个泥潭(的长度),于是测量了相关长度.由于米尺长度有限,小刚测得米,米.根据小刚的测量,他______完成这项训练挑战.(填“能”或“不能”)
【答案】能
【分析】此题考查了三角形三边关系定理的应用.根据,可得答案.
【详解】解:由题意可知,,
∴小刚能完成这项训练挑战.
故答案为:能.
6.等腰三角形周长为10,腰长为,底边长为,则的取值范围是______.的取值范围是______.
【答案】
【分析】本题考查了等腰三角形的定义,三角形三边的关系等;由等腰三角形的定义得,结合三角形三边的关系得,即可求解.
【详解】解:由题意得
,
,
,
,
,
解得:,
,
,
解得:,
故:;
,
解得:;
故答案为:,.
7.已知等腰三角形一腰上的中线把这个三角形的周长分成和两部分,求这个等腰三角形的腰长.
【答案】或.
【分析】本题考查的是等腰三角形的性质与三角形三边关系,灵活运用分类讨论思想是解题的关键.根据“一腰上的中线将周长分成和两部分”,分两种情况列出方程组,再结合三角形三边关系验证,进而求出等腰三角形的腰长.
【详解】解:设等腰三角形的腰长为,底边长为,
①腰半腰,底半腰,
,
解得:,
此时三边长为:,,,
验证三边关系:,成立;
②腰半腰,底半腰,
,
解得:.
此时三边长为:,,,
验证三边关系:,成立;
答:这个等腰三角形的腰长是或.
8.已知的三边长为,且都是整数.
(1)化简:;
(2)若.且为等腰的边长,求的周长.
【答案】(1)
(2)17
【分析】(1)根据三角形的三边关系可得,进而化简绝对值即可求解;
(2)根据完全平方公式以及非负数的性质求得的值,根据等腰三角形的三边关系求得的值,进而即可求解.
【详解】(1)解:∵的三边长为,,,
∴,
∴
;
(2)
即,
∴,
∴,
解得:,
设第三条边长为c,
∴,
即,
∵为等腰的边长,
∴,
∴的周长为.
9.小刚准备用一段长米的篱笆围成一个三角形形状的场地,用于饲养鸡,已知第一条边长为米,由于条件限制,第二条边长只能比第一条边长的倍少米.
(1)请用含的式子表示第三条边长;
(2)第一条边长能否为10米?为什么?
【答案】(1)米
(2)第一条边长不能为米,理由见解析
【分析】本题主要考查了根据题意列代数式,三角形三边关系等知识;
(1)本题需先表示出第二条边长,即可得出第三条边长;
(2)当时,三边长分别为,根据三角形三边关系即可作出判断.
【详解】(1)解:∵第一条边长为米, 第二条边长只能比第一条边长的2倍少3米
∴第二条边长为米,
∴米;
∴第三条边长为米;
(2)解:不能,
因为当时,三边长分别为,
由于,所以不能构成三角形,即第一条边长不能为米;
10.【阅读材料】
在解决几何问题时,我们经常需要比较线段和的大小,其中一种方法是将多个方向相同的不等式相加,从而得到新的、更有用的不等式,这种方法称为同向不等式相加.核心原理:如果,那么.
如何选择和应用不等式,是成功使用此方法的关键,请思考并完成以下探究问题.
【问题探究】
(1)(基础应用)
如图1,在中,当点位于边上时(不与、重合),___________.(填“”,“”,“”)
(2)(核心方法)
如图2,当点位于内部时,完成证明:.
(3)(能力提升)
如图3,、是内部的两点,连接、、,使、、、构成凸四边形.请参考第二问的证明方法,求证:.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)见解析
【分析】(1)根据题意得,不等式两边都加上即可得出结论;
(2)延长交于点,证明,,两式相加得,从而可得;
(3)延长交于点,延长交于点,证明,,,三式相加可得结论.
【详解】(1)解:根据题意得:,
∴,
∴;
(2)证明:如图,延长交于点,
在中,,,
∴,
在中,,
∴,
∴
即;
(3)证明:如图,延长交于点,延长交于点,
在中,,
在中,,
在中,,
∴,
∴,
即.
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第02讲 三角形的边(暑假预习讲义)
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让我们带着这个问题进入今天的学习吧
【知识点1 三角形的三边关系】
定义:三角形两边的和大于第三边,两边的差小于第三边.
剖析:①三角形的三边关系中,“两边的差”“两边的和”中的“两边”是三一边中的任务一边;
②判断三条线段能否组成三角形:如果两条较短的线段长之和大于最长线段的长,则这三条线段可组成三角形;反之则不能组成三角形。
【知识点2 三角形的稳定性】
性质:三角形的三条边确定后,三角形的形状和大小就确定不变了,这个性质叫做三角形的稳定性.
三角形的稳定性在生产和生活中有广泛的应用.
【题型1 判断三条线段能否构成三角形】
【例1】下列长度的三条线段,能组成三角形的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-1】一木工有四根长分别为30厘米、50厘米、60厘米、90厘米的木条,要选其中三根木条钉成一个三角木架,木工的选法有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
【变式1-2】现有7根木棍,长度(单位:)分别是1,2,3,4,5,6,7.从中取出三根木棍围成三角形,其中最长的边为,另两边的差大于.这样的三角形一共有( )个.
A.2 B.4 C.6 D.8
【变式1-3】有长度分别为,,,的四条线段,任选其中的三条线段,不能构成三角形的是( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
【题型2 已知三角形的两边长,求第三边长的取值范围】
【例2】按要求完成下列计算:
(1)已知在中,,,求第三边的取值范围.
(2)已知在中,,,求这个三角形周长的取值范围.
【变式2-1】已知三角形的其中两条边分别为3和5,第三边长为x,且x是三条边中最短的,则第三边x的取值范围为________;
【变式2-2】已知,在中,,,.
(1)求的取值范围;
(2)若为等腰三角形,求的值.
【变式2-3】已知,c是的三边长.
(1)已知,求c的取值范围;
(2)若,且的周长不超过,求a的取值范围.
【题型3 利用三角形的三边关系进行化简】
【例3】已知,,为三角形三边的长,化简:.
【变式3-1】已知a,b,c分别是的三边长.
(1)若,,c为奇数,试说明:为等腰三角形.
(2)化简:.
【变式3-2】已知的三边长分别为a,b,c.
(1)化简:;
(2)若,,且c为整数,求周长的最大值及最小值.
【变式3-3】已知、、分别为的三边长,化简:_________.
【题型4 利用三角形的三边关系解决线段间的不等关系问题】
【例4】如图,在中,点在边上,求证:.
【变式4-1】如图,P是内的一点,连接,,求证:.
【变式4-2】如图,已知中,大于其它两边,分别在上,连接.求证:.
【变式4-3】如图,已知O为内任意一点,求证
(1) ;
(2)
【题型5 三角形的稳定性】
【例5】下列图形中,不是运用三角形的稳定性的是( )
A. B.
C. D.
【变式5-1】下列图形中有几个具有稳定性?( )
A.三个 B.四个 C.五个 D.六个
【变式5-2】三角形具有稳定性,所以要使如图所示的五边形木架不变形,至少要钉上( )根木条.
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式5-3】如图,要使七边形木架不变形,至少要再钉上x根木条,则x的值是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
模块四 课后作业
1.如图,具有稳定性的是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.①③
2.为方便劳动技术小组实践教学,需用篱笆围一块三角形空地,现已连接好三段篱笆,,这三段篱笆的长度如图所示,其中篱笆可分别绕轴和转动.若要围成一个三角形的空地,则在篱笆上接上新的篱笆的长度可以为( )
A. B. C. D.
3.若等腰三角形的周长为10,其中一边长为4,则腰长为__________.
4.现有四根长度分别为的小木棒,请你从中取三根,使它们能首尾顺次相接组成一个三角形.则你所取的三根小木棒的长度分别是:________.
5.小刚平时跳跃泥潭障碍训练中助跑跳跃距离为米,在某次训练挑战中他不确定自己是否能够跳过如图所示的这个泥潭(的长度),于是测量了相关长度.由于米尺长度有限,小刚测得米,米.根据小刚的测量,他______完成这项训练挑战.(填“能”或“不能”)
6.等腰三角形周长为10,腰长为,底边长为,则的取值范围是______.的取值范围是______.
7.已知等腰三角形一腰上的中线把这个三角形的周长分成和两部分,求这个等腰三角形的腰长.
8.已知的三边长为,且都是整数.
(1)化简:;
(2)若.且为等腰的边长,求的周长.
9.小刚准备用一段长米的篱笆围成一个三角形形状的场地,用于饲养鸡,已知第一条边长为米,由于条件限制,第二条边长只能比第一条边长的倍少米.
(1)请用含的式子表示第三条边长;
(2)第一条边长能否为10米?为什么?
10.【阅读材料】
在解决几何问题时,我们经常需要比较线段和的大小,其中一种方法是将多个方向相同的不等式相加,从而得到新的、更有用的不等式,这种方法称为同向不等式相加.核心原理:如果,那么.
如何选择和应用不等式,是成功使用此方法的关键,请思考并完成以下探究问题.
【问题探究】
(1)(基础应用)
如图1,在中,当点位于边上时(不与、重合),___________.(填“”,“”,“”)
(2)(核心方法)
如图2,当点位于内部时,完成证明:.
(3)(能力提升)
如图3,、是内部的两点,连接、、,使、、、构成凸四边形.请参考第二问的证明方法,求证:.
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