内容正文:
13.2.1 三角形的边
课题
13.2.1 三角形的边
课型
新授课
备课人
授课班级
核心素养目标
1.数学抽象:从实际问题中抽象出三角形三边关系定理;2.逻辑推理:通过“两点之间线段最短”推导三边不等式;3.数学建模:运用三边关系解决等腰三角形周长问题;4.直观想象:通过动手实践理解三角形的稳定性。
教学重点
三角形三边关系定理及其应用。突破策略:通过“两点之间线段最短”直观推导,结合具体例题强化计算与判断。
教学难点
三边关系的差的形式及第三边取值范围。突破策略:通过不等式移项变形,归纳“两边之差<第三边<两边之和”的统一表达。
一、情境导入
任意画一个(如图),从点B出发,沿三角形的边到点C,有几条线路可以选择?各条线路的长有什么关系?
路线1:从点B到点A,再从点A到点C,长度为BA+AC。
路线2:从点B直接到点C,长度为BC。
根据"两点之间线段最短",路线2更短,即BA+AC>BC。
【知识点】三角形三边关系(和):三角形任意两边的和大于第三边。这是由"两点之间线段最短"直接推导出的重要结论。
【过渡语】从路径比较中我们发现了三边"和"的关系,那么换个角度,能否推导出三边"差"的关系呢?
设计意图:通过生活实例导入,激发学生探究兴趣,渗透从直观到抽象的数学思想。
二、探究新知
1. 三角形三边关系——两边的和
换个角度思考:从A到B、从A到C出发,利用"两点之间线段最短"推导三边关系。
从A到B:直路AB比A→C→B近,得AC+BC>AB。
从A到C:直路AC比A→B→C近,得AB+BC>AC。
【知识点】三边不等式(和):三角形任意两边的和大于第三边,即。这三条不等式同时成立,是三角形存在的必要条件。
设计意图:引导学生多角度思考,培养逻辑推理能力,从不同路径推导同一结论。
【过渡语】掌握了"和"的关系后,我们通过不等式变形来推导"差"的关系。
2. 三角形三边关系——两边的差
由AC+BC>AB,移项可得BC>AB-AC。
由AB+BC>AC,移项可得BC>AC-AB。
综合以上两式,得BC>|AB-AC|,即三角形两边的差小于第三边。
【知识点】三边不等式(差):三角形两边的差小于第三边。一般形式为。注意:差的绝对值小于第三边。
设计意图:通过移项变形,引导学生从"和"自然过渡到"差",培养等价变形能力。
【过渡语】"和"与"差"的关系都推导完毕,我们来综合归纳第三边的取值范围。
3. 第三边的取值范围
综合"两边的和大于第三边"和"两边的差小于第三边",可得第三边的取值范围。
即:两边之差<第三边<两边之和。这说明给定三角形两边后,第三边并非任意取值,而是被限制在一个区间内。
关系类型
文字表述
符号表示
两边的和
三角形任意两边的和大于第三边
a+b>c, b+c>a, a+c>b
两边的差
三角形两边的差小于第三边
|a-b|<c, |b-c|<a, |a-c|<b
第三边范围
第三边大于两边之差且小于两边之和
|a-b|<c<a+b
【知识点】第三边取值范围:设三角形两边为a、b,第三边为c,则。这是判断三条线段能否组成三角形的重要依据。
设计意图:通过归纳表格,帮助学生系统掌握三边关系的完整体系。
【过渡语】有了三边关系的理论基础,接下来学习如何快速判断三条线段能否组成三角形。
4. 判断三条线段能否组成三角形
核心判断技巧:只需锁定三条线段中的最长边,计算另外两条较短线段的长度之和。
如果较短两边之和大于最长边,则能组成三角形;如果较短两边之和小于或等于最长边,则不能组成三角形。
💡 解题技巧:解题技巧:判断三条线段能否组成三角形,不需要逐一验证三组不等式,只需比较"较短两边之和"与"最长边"的大小即可。若较短两边之和>最长边,则能组成;否则不能。
【知识点】快速判断法:设三条线段中最长边为c,较短两边为a、b,则只需判断a+b是否大于c。这大大简化了判断过程。
设计意图:通过技巧总结,帮助学生掌握高效的判断方法,避免繁琐的逐一验证。
【过渡语】掌握了判断方法后,我们通过例题来综合运用三边关系解决实际问题。
三、例题精讲
例题:等腰三角形周长问题
用一条长为18cm的细绳围成一个等腰三角形。
(1)如果腰长是底边长的2倍,那么各边的长是多少?
审题分析:等腰三角形有两腰相等,腰长是底边长的2倍。设底边长为x cm,则腰长为2x cm。周长=底边+2×腰。
解题过程:
设底边长为x cm,则腰长为2x cm,列方程:。
解得。
所以三角形三边的长分别为(单位:cm)。
验证:3.6+7.2>7.2,7.2+7.2>3.6,符合三角形三边关系。
方法总结
等腰三角形中,设未知数时通常设底边为x(或设腰为x),利用"周长=底边+2×腰"列方程。注意求解后必须验证三边关系。
(2)能围成有一边的长是4cm的等腰三角形吗?为什么?
审题分析:长为4cm的边可能是腰,也可能是底边,需要分情况讨论。
解题过程:
情况一:如果4cm长的边为底边,设腰长为x cm。
列方程:,解得。
验证:4+7>7,7+7>4,符合三角形三边关系,可以围成。
情况二:如果4cm长的边为腰,设底边长为y cm。
列方程:,解得。
验证:,不符合"三角形两边的和大于第三边",所以不能围成腰长是4cm的等腰三角形。
结论:可以围成底边长是4cm、腰长为7cm的等腰三角形。
⚠ 易错提示:易错提示:等腰三角形问题中,给出一边长时必须分"此边为腰"和"此边为底边"两种情况讨论,且每种情况都必须验证三角形三边关系!
【知识点】分类讨论思想:等腰三角形问题中,当给定一边长但未指明是腰还是底边时,必须分两种情况讨论。同时,每种情况求解后都必须用三边关系验证是否成立。
设计意图:通过分类讨论和验证,培养学生严谨的数学思维和检验习惯。
【过渡语】例题展示了三边关系在等腰三角形中的应用,下面我们来认识三角形的另一个重要性质——稳定性。
四、三角形的稳定性
在日常生活中,三角形的形状随处可见,工程建筑中经常采用三角形的结构,如屋顶钢架结构等。
动手实践:将三根木条用钉子钉成一个三角形木架,然后扭动它,它的形状不会改变。
三角形的稳定性:当三角形的三条边长确定后,三角形的形状和大小就完全确定了,这个性质叫作三角形的稳定性。
三角形稳定性有着广泛的应用。
例如:起重机、钢架桥等工程结构中都利用了三角形的稳定性。
📚 知识拓展:知识拓展:与三角形不同,四边形在边长确定后形状仍可改变(不稳定),因此在需要稳固的结构中常采用三角形而非四边形。这就是为什么桥梁、塔架等建筑大量使用三角形结构的原因。
【知识点】三角形稳定性:三角形三条边长确定后,形状和大小完全确定,这一性质称为三角形的稳定性。它是三角形区别于其他多边形的重要特征,在工程建筑中有广泛应用。
设计意图:通过动手实践和生活实例,帮助学生直观理解三角形的稳定性,渗透数学应用意识。
【过渡语】学习了三角形的三边关系和稳定性后,我们通过一组练习来巩固所学知识。
五、巩固练习
练习1:判断能否组成三角形
下列长度的三条线段能否组成三角形?
(1)3cm、4cm、5cm;(2)5cm、5cm、8cm;(3)2cm、3cm、6cm。
答案与解析
(1)能。最长边为5,3+4=7>5,符合。。
(2)能。最长边为8,5+5=10>8,符合。。
(3)不能。最长边为6,2+3=5<6,不符合。。
练习2:求第三边范围
已知三角形两边长分别为3cm和5cm,求第三边c的取值范围。
答案与解析
由第三边取值范围,即。所以第三边c的取值范围是2<c<8(cm)。
练习3:等腰三角形周长
等腰三角形两边长分别为5cm和8cm,求周长。
答案与解析
分两种情况讨论:
情况一:若5为腰、8为底,则三边为5、5、8。验证:5+5>8,成立。周长=5+5+8=18。
情况二:若8为腰、5为底,则三边为8、8、5。验证:8+5>8,成立。周长=8+8+5=21。
所以周长为18cm或21cm。
六、课堂小结
1. 三角形三边关系
两边的和大于第三边:。
两边的差小于第三边:。
2. 第三边取值范围
两边之差<第三边<两边之和,即。
3. 快速判断法
只需比较较短两边之和与最长边的大小即可。
4. 三角形的稳定性
三角形三边长确定后,形状和大小完全确定。在工程建筑中有广泛应用。
★ 重点强调:重点强调:①三边关系是三角形存在的必要条件;②等腰三角形问题必须分类讨论并验证三边关系;③三角形具有稳定性,四边形不具有。
设计意图:通过课堂小结,帮助学生梳理知识脉络,强化对三边关系和稳定性的理解。
七、教学反思
亮点:从"两点之间线段最短"出发,自然推导出三边关系,逻辑链条清晰;例题选取等腰三角形周长问题,兼顾分类讨论和三边验证,综合性强;稳定性部分通过动手实践激发兴趣,联系生活实际。
改进方向:第三边取值范围的"差"的形式学生理解有困难,可增加更多具体数值的练习帮助巩固;分类讨论思想需要反复训练,后续教学中应增加变式练习。
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