3.3《相似三角形判定定理的证明》第2课时 课件 2026-2027学年北师大版数学九年级上册
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摘要:
该初中数学课件聚焦相似三角形判定定理的证明,以《海岛算经》历史情境启航,通过回顾定义和平行判定法搭建学习支架,引导学生从已知方法过渡到“构造全等+转化相似”的新证法探究。
其亮点在于融入中国古代数学智慧增强文化自信,以“构造全等+转化相似”为主线,通过类比推理和逻辑递进培养学生推理能力,结合实际应用实例深化转化思想。学生能提升几何证明素养,教师可依托结构化流程高效教学。
内容正文:
第三章 图形的相似
第3课 相似三角形判定定理的证明
新版北师大数学九年级上册
第2课时 相似判定定理的证明(本课时为选修课)
学习目标
1.通过回顾相似三角形的定义及平行判定法,经历两角分别相等的两个三角形相似的证明过程,掌握“构造全等+转化相似”的几何证明方法.
2.通过类比第一个定理的证明思路,自主探究并完成两边成比例且夹角相等、三边成比例的两个三角形相似的证明,体会类比思想在几何证明中的应用.
3.通过对比三个判定定理证明方法的异同,深化对几何证明转化思想的理解,感受中国古代数学的智慧,增强文化自信.
情境启航
问题构建
协作破冰
教师示范
巩固拓展
当堂检测
反思总结
作业设计
目录
情境启航
《海岛算经》原名《重差》,是刘徽为了解释“九数”中“重差”之名而作,开始被附于刘徽注《九章算术》之后,唐初将其分离而另行单本.因第一题是测量海岛高远问题,所以改称为《海岛算经》,这就是古代中国对相似应用的成果.
相似三角形的三个判定定理在证明思路有什么内在联系和区别?
问题1:相似三角形的定义是什么?相似三角形的对应角、对应边有什么性质?
三角分别相等、三边成比例的两个三角形叫做相似三角形.相似三角形的对应角相等,对应边成比例.
问题构建
问题2:我们还学习了一个判定三角形相似的关联定理是什么?
平行于三角形一边的直线和其他两边相交,所构成的三角形与原三角形相似.
追问1:要证明两个三角形相似,目前我们有哪两种方法?
①利用定义证明(三角相等,三边成比例);②利用平行判定法证明
问题3:如果没有平行线,只有两个角相等,我们能证明这两个三角形相似吗?这就是我们今天要解决的第一个问题.
问题构建
问题4:已知在△ABC 和△A´B´C´中,∠A=∠A´,∠B=∠B´.要证明△ABC∽△A´B´C´,我们没有平行线,怎么才能用上刚才的平行判定法呢?
在△ABC中构造一个与△A´B´C´全等的三角形,同时让这个三角形与△ABC相似,这样就能通过全等+相似的转化来证明.
追问1:在△ABC的边AB上截取AD=A´B´,过点D作 BC 的平行线,交AC于点E.此时△ADE和△ABC有什么关系?为什么?
△ADE∽△ABC.因为DE∥BC,根据平行于三角形一边的直线和其他两边相交,所构成的三角形与原三角形相似.
问题构建
追问2:现在我们需要证明△ADE和△A´B´C´全等,已经有了AD=A´B´,∠A=∠A´,还需要什么条件?
还需要一组角相等,或者一组边成比例且夹角相等.我们可以证明∠ADE=∠B´
追问3:为什么∠ADE=∠B'
因为DE∥BC,所以∠ADE=∠B(两直线平行,同位角相等),又因为已知∠B=∠B´,所以∠ADE=∠B´.
追问4:现在我们能证明△ADE≌△A´B´C´了吗?依据是什么?
能.依据是ASA(角边角)全等判定定理:∠A=∠A´,AD=A´B´,∠ADE=∠B´
问题构建
追问5:既然△ADE∽△ABC,且△ADE≌△A´B´C´,那么△ABC和△ A´B´C´有什么关系?
△ABC∽△A´B´C´.因为全等是特殊的相似,相似具有传递性.
追问6:请同学们反思总结下解决本题的思路?
转化思想
构造全等三角形
证明构造的三角形与原三角形相似
证明构造的三角形与已知三角形全等
利用相似的传递性得出结论
问题构建
问题5:刚才我们证明了两角分别相等的两个三角形相似.现在我们要证明“两边成比例且夹角相等的两个三角形相似”,能不能用同样的“构造全等+转化相似”的方法呢?
可以.我们还是在△ABC中构造一个与△A´B´C´全等的三角形,再证明它与△ABC相似
追问1:已知在△ABC和△A´B´C´中,∠A=∠A´,.我们还是在AB上截取AD=A´B´,过点D作DE∥BC交AC于点E.此时△ADE和△ABC有什么关系?能得到什么比例式?
△ADE∽△ABC.能得到
问题构建
追问2:已知,且AD=A´B´,我们可以把这两个比例式联系起来吗?能得到什么结论?
可以.把AD=A´B´代入第一个比例式,得到 又因为,所以,由此可得AE=A´C´
追问3:现在我们有AD=A´B´,∠A=∠A´,AE=A´C´,能证明△ADE≌△ A´B´C´吗?依据是什么?
能.依据是SAS(边角边)全等判定定理
最后我们能得出:△ABC∽△A´B´C´
这个定理的证明思路和第一个定理几乎一样,只是在证明全等时用了不同的全等判定定理,这体现了类比思想在几何证明中的强大作用.
协作破冰
问题6:现在我们要证明最后一个定理:三边成比例的两个三角形相似.还是用“构造全等+转化相似”的方法,这次我们怎么构造呢?
我们在△ABC的边AB、AC上分别截取AD=,AE=,连接DE
追问1:已知 ,且AD= ,AE= 我们能得到什么比例式?
追问2:根据这个比例式和公共角∠BAC=∠DAE,我们能得到什么结论?依据是什么?
△ABC∽△ADE.依据是我们刚刚证明的“两边成比例且夹角相等的两个三角形相似”
协作破冰
追问4:已知且AD= ,我们能把这两个比例式联系起来吗?能得到什么结论?
可以.把AD= 代入第一个比例式,得到又因为 ,所以=由此可得DE= .
追问3:由△ABC∽△ADE,我们能得到什么新的比例式?
追问5:现在我们有AD= AE= DE= 能证明△ADE≌△ A´B´C´吗?依据是什么?
能.依据是SSS(边边边)全等判定定理
最后我们能得出△ABC∽△A´B´C´
教师示范
我们用同样的核心方法,证明了三个相似三角形的判定定理.而且我们发现,证明后面的定理时,可以直接用前面已经证明过的定理,这就是数学知识的“生长性”,几何的证明正如中国的思想,百家争鸣,百花齐放.请大家阅读课本P78-79页关于“两角相等的两个三角形相似”的证明方法.
显然,这个证法借助了第1课时的平行相似,但较麻烦.
教师示范
问题7:三个定理的证明过程有什么相同和不同之处?
不同之处:证明全等时用的全等判定定理不同,以及证明构造的三角形与原三角形相似时用的相似判定定理不同.
定理1:用ASA证明全等,用平行判定法证明相似
定理2:用SAS证明全等,用定理1证明相似
定理3:用SSS证明全等,用定理2证明相似
相同之处 不同之处
转化思想
构造全等三角形
证明构造的三角形与原三角形相似
证明构造的三角形与已知三角形全等
利用相似的传递性得出结论
巩固拓展
追问:为什么证明定理2时不用平行判定法,而用定理1?证明定理3时不用定理1,而用定理2?
因为这样更简便.数学证明总是追求用最简单、最直接的方法得出结论.而且这也体现了数学知识的逻辑体系:后面的知识建立在前面知识的基础之上
现在我们已经严谨地证明了相似三角形的三个判定定理.回到我们开头的重差术,刘徽就是利用“两角分别相等的两个三角形相似”,通过测量影子的长度,计算出了太阳的高度.这说明了什么?
说明了严谨的数学证明是实际应用的基础.没有这些定理的证明,相似三角形的应用就只是经验之谈,而有了证明,它就成为了可以信赖的科学工具.
当堂检测
1.下列说法中,正确的是( )
A.有一个角相等的两个等腰三角形相似
B.两边成比例且有一个角相等的两个三角形相似
C.有一个角为100°的两个等腰三角形相似
D.三边成比例的两个三角形不一定相似
C
A选项:有一个角相等的两个等腰三角形,这个角可能是顶角也可能是底角,不一定相似.
B选项:必须是两边成比例且夹角相等,才一定相似.
C选项:100°的角只能是等腰三角形的顶角,所以两个等腰三角形的三个角都分别相等,一定相似.
D选项:三边成比例的两个三角形一定相似,这是我们今天证明的定理.
当堂检测
2.在△ABC和△DEF中,AB=4,AC=5,BC=6,DE=8,DF=10,EF=______时,△ABC∽△DEF
要使△ABC∽△DEF,需要三边成比例,即 .代入数值计算,解得EF=12
当堂检测
3.如图,在等边三角形ABC中,D、E、F分别是三边上的点,AE=BF=CD,那么△ABC与△DEF相似吗?请证明你的结论.
证明∵ △ABC是等边三角形,
∴ AB=BC=CA,且 ∠A=∠B=∠C=60°①
又已知:AE=BF=CD,设其长度为x
由AB=BC=CA,可得:
AF=AB−BF=AB−x
BD=BC−CD=BC−x
CE=CA−AE=CA−x
∵ AB=BC=CA,
∴ AF=BD=CE②
当堂检测
3.如图,在等边三角形ABC中,D、E、F分别是三边上的点,AE=BF=CD,那么△ABC与△DEF相似吗?请证明你的结论.
现在考虑 △AEF、△BFD、△CDE:
在△AEF与△BFD中:
AE=BF(已知)
AF=BD(由②)
∠A=∠B=60°(由①)
∴△AEF≅△BFD(SAS)同理,可证:
△BFD≅△CDE(SAS)
∴ △AEF≅△BFD≅△CDE即EF=FD=DE
∴ △DEF是等边三角形
又∵△ABC也是等边三角形,
二者三个角均等于60°,即对应角相等,
根据“两三角形对应角相等,则两三角形相似” ∴ △ABC∼△DEF
反思总结
1.今天我们用“构造全等+转化相似”的方法证明了三个相似三角形判定定理,你认为这种方法的核心是什么?它还可以用来证明哪些几何定理?
2.回顾三个定理的证明顺序,为什么我们要先证明“两角分别相等”,再证明“两边成比例且夹角相等”,最后证明“三边成比例” ?这个顺序可以调换吗?为什么?
3.通过今天的学习,你对“几何证明” 有了哪些新的认识?你觉得几何证明的价值是什么?
作业设计
一、基础巩固作业:
课本第82页 第4,5题
二、素养类作业
课本第82页 第8题
作业要求:书写规范、图形标准、按时上交、及时订错.
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