13.2.1三角形的边 同步讲义(知识点+题型精讲+过关检测)2026-2027学年人教版八年级数学上册
2026-08-24
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精品
摘要:
本讲义聚焦“三角形的边”核心内容,系统梳理三边关系定理(两边之和大于第三边、差小于第三边)、构成条件(简化为最短两边之和大于最长边)、按边分类(不等边、等腰、等边三角形)及稳定性(与四边形对比及生活应用),构建从定理到应用的完整知识支架。
资料以“知识点+题型”设计,通过典例与变式题(如等腰三角形第三边判断、第三边取值范围计算)培养推理意识,结合生活实例(自行车三角架、伸缩门)渗透应用意识,课中辅助教师分层教学,课后助力学生通过针对性练习查漏补缺,强化知识理解与运用。
内容正文:
13.2.1三角形的边
目录
知识点1 三角形的三边关系定理 1
知识点2 构成三角形的条件 2
知识点3 三角形按边分类 2
知识点4 三角形的稳定性 3
题型1 构成三角形的条件 3
题型2 确定第三边的取值范围 5
题型3 三角形三边关系的应用 7
题型4 三角形的稳定性及应用 9
1. 掌握三角形三边关系定理,理解三角形两边之和大于第三边、两边之差小于第三边。
2. 能判断三条线段能否组成三角形,能确定第三边的取值范围。
3. 能运用三角形三边关系解决化简、证明及实际问题。
4. 了解三角形的稳定性,能运用稳定性解释生活中的现象。
知识点1 三角形的三边关系定理
三角形两边的和大于第三边,三角形两边的差小于第三边。
若三角形三边长为a、b、c,则a+b>c,a+c>b,b+c>a。
推论:第三边大于两边之差且小于两边之和,即|a-b|<c<a+b。
理论依据:两点之间,线段最短。
知识点2 构成三角形的条件
三条线段能组成三角形的充要条件是:任意两边之和大于第三边。
简化判断方法:将三条线段按长短排序,只需验证最短两边之和大于最长边即可(若最短两边之和大于最长边,则其余两个不等式自动成立)。
若最短两边之和等于最长边,则三点共线,不能组成三角形。
若最短两边之和小于最长边,更不能组成三角形。
知识点3 三角形按边分类
三角形按边的相等关系分类:
不等边三角形:三条边都不相等的三角形。
等腰三角形:有两条边相等的三角形。相等的两边叫腰,第三边叫底。
等边三角形:三条边都相等的三角形,是特殊的等腰三角形(底边和腰相等)。
注意:等边三角形属于等腰三角形,二者是包含关系,不是并列关系。
知识点4 三角形的稳定性
三角形具有稳定性,四边形具有不稳定性。
三角形的三条边长度确定后,三角形的形状和大小就完全确定,不会改变,这就是三角形的稳定性。
四边形的四条边长度确定后,形状仍可以改变(可挤压变形),因此四边形不具有稳定性。
实际应用:自行车三角架、房屋屋顶桁架、桥梁结构、电线杆固定支架等利用了三角形的稳定性;伸缩门、活动衣架等利用了四边形的不稳定性。
使不稳定图形变稳定的方法:添加对角线或辅助线,将其分割成若干个三角形。
题型1 构成三角形的条件
【解题技巧】
① 核心判断:三条线段能组成三角形 ⇔ 任意两边之和大于第三边。
② 简化方法(最常用):先将三条线段按从小到大排序为a≤b≤c,只需验证a+b>c是否成立。成立则能组成三角形,不成立则不能。
③ 为什么只需验证一个:因为c是最大边,所以a+c>b和b+c>a必然成立,只需验证最短两边之和是否大于最长边。
④ 等号的情况:若a+b=c,三点共线,不能组成三角形;若a+b<c,更不能组成。必须是严格大于。
⑤ 含字母的判断:需根据字母的取值范围分类讨论,确保三个不等式都成立。
⑥ 易错点:只验证了一个不等式就下结论(但未选最短两边);忘记等号不能组成三角形;单位不统一时直接比较。
【常见考法】判断给定三条线段能否组成三角形;选择能组成三角形的线段组合;含参数的三角形存在性讨论。
【典例1】.以下列各组长度的线段为边长,其中能组成三角形的是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据三角形任意两边之和大于第三边,选取每组线段中较小的两条边求和,与最长边比较大小,可快速判断能否组成三角形.
【详解】解:A选项,,不能组成三角形,不符合题意.
B选项, ,不能组成三角形,不符合题意.
C选项,,不能组成三角形,不符合题意.
D选项,,能组成三角形,符合题意.
【变式1】.下列长度的三条线段,能组成三角形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】比较两条较短线段的和与最长线段的大小,判断能否组成三角形.
【详解】解:A中,,不能组成三角形.
B中,,不能组成三角形.
C中,,不能组成三角形.
D中,,能组成三角形.
【变式2】.等腰三角形两边长分别是5cm、10cm,则这个等腰三角形的第三边长为__________.
【答案】
/厘米
【分析】分两种情况讨论,分别以为腰长和为腰长,结合三角形三边关系判断能否构成三角形,舍去不符合条件的情况,即可得到第三边的长度.
【详解】 该三角形为等腰三角形,两边长分别为和,
分两种情况讨论:
情况一:若为腰长,则第三边长为,
,不满足三角形任意两边之和大于第三边,不能构成三角形,因此舍去;
情况二:若为腰长,则第三边长为,
,,满足三角形三边关系,可以构成三角形,
综上,这个等腰三角形的第三边长为.
【变式3】.等腰三角形的一条边长为,另一边长为,则它的周长为______.
【答案】
【分析】分两种情况:腰长为和腰长为,根据构成三角形的条件验证能否构成三角形后,计算符合条件的周长即可.
【详解】解:当腰长为时,则该等腰三角形的三边长为,,,
∵,
∴此时不能构成三角形,不符合题意;
当腰长为时,则该等腰三角形的三边长为,,,
∵,
∴此时能构成三角形,符合题意,
∴该等腰三角形的周长为;
综上所述,该等腰三角形的周长为.
题型2 确定第三边的取值范围
【解题技巧】
① 基本公式:已知三角形两边长为a和b(设a≥b),则第三边c的取值范围为:a-b<c<a+b。
② 推导依据:由三边关系a+b>c(得c<a+b)和a-b<c(由b+c>a变形得c>a-b),合并得到范围。
③ 注意边界:取值范围是开区间,不含等号。c=a+b或c=a-b时三点共线,不能组成三角形。
④ 求整数解:若要求第三边为整数,在范围内逐一列出所有整数。如两边为3和7,则4<c<10,整数c可取5、6、7、8、9。
⑤ 求周长范围:第三边范围确定后,周长L=a+b+c的范围为2a<L<2(a+b)(设a≥b)。
⑥ 等腰三角形特殊情况:若已知两边且说明是等腰三角形,需分类讨论哪条是腰,再结合三边关系验证。
⑦ 易错点:范围写成闭区间(含等号);只考虑了上限或下限;求整数解时漏数或多数。
【常见考法】已知两边求第三边的取值范围;求第三边的整数解;求周长的取值范围;等腰三角形中求第三边或周长。
【典例2】.已知三角形的三边长分别为3,5,x,则第三边长x的取值范围在数轴上表示正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据三角形三边关系定理确定第三边的取值范围,再对应数轴表示即可.
【详解】解:∵三角形两边长分别为,,
∴第三边长x应满足,
即,
在数轴上表示为:
【变式1】.若三角形的三边长分别是3,4,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵三角形的三边长分别是x,3,4,
∴x的取值范围是,
即.
【变式2】.设的三边长是a,b,c.若,,则a的取值范围是______________.
【答案】
【分析】已知三角形两边长,求第三边的取值范围,利用三角形三边关系计算即可.
【详解】解:∵三角形任意两边之差小于第三边,任意两边之和大于第三边,,,
∴边长a满足不等式,
将,代入不等式得,
化简得.
【变式3】.一个三角形的三边长分别是3,,8,则m的取值范围是________.
【答案】
【分析】利用三角形三边关系得到关于的不等式,求解不等式得到的取值范围.
【详解】解:∵三角形任意一边的长度大于另外两边之差,小于另外两边之和,已知三角形三边长为,,,
∴,
解得.
题型3 三角形三边关系的应用
【解题技巧】
① 绝对值化简:三角形三边长为a、b、c,化简如|a+b-c|+|a-b-c|等式子时,利用三边关系判断正负:
a+b-c>0(两边之和大于第三边)→ 绝对值直接去掉;
a-b-c=a-(b+c)<0 → 绝对值去掉后取相反数。
② 线段不等证明:证明几条线段的大小关系时,利用"两点之间线段最短"或"三角形两边之和大于第三边",将线段放入三角形中比较。
③ 等腰三角形求周长(分类讨论):已知等腰三角形两边长,分"长边为腰"和"短边为腰"两种情况,每种情况都要用三边关系验证能否组成三角形,再计算周长。
④ 实际问题:如选择路线、判断材料是否够用、围栏设计等,将实际问题转化为三边关系问题。
⑤ 解题步骤:识别题目中的三角形 → 确定已知边和未知边 → 应用三边关系(和大于第三边、差小于第三边)→ 求解或证明。
⑥ 易错点:绝对值化简时符号判断错误;等腰三角形分类讨论后忘记验证三边关系;证明题中逻辑不严密。
【常见考法】利用三边关系化简含绝对值的式子;证明线段不等关系;等腰三角形求周长(分类讨论);实际生活中的三边关系应用。
【典例3】.若一个等腰三角形的周长是,且其中一边的长为,则这个等腰三角形的腰长是( )
A. B. C.或 D.无法确定
【答案】B
【分析】未明确的边是腰还是底,需分类讨论并验证三角形三边关系.
【详解】解:当为腰长时,底边长为,
∵,不能构成三角形,
∴此情况不成立;
当为底边长时,腰长为,
∵,能构成三角形,
∴腰长为.
【变式1】.一个三角形的三边为且周长为不大于的偶数,则的值不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查三角形三边关系及取不等式组的特殊解.由三角形三边关系和周长条件列不等式组确定的取值范围,结合周长为偶数的条件验证选项.
【详解】解:三角形最长边为,由三边关系得,解得.
周长为,由周长不大于,得,解得.
由周长为偶数,得为偶数,即为奇数.
综上,的取值范围是,且为奇数.
选项A、B、D均满足上述条件,选项C中不满足,无法构成三角形,不符合条件.
【变式2】.若a,b,c是的三边的长,化简______________.
【答案】
【分析】根据三角形三边关系判断绝对值内代数式的正负,再利用绝对值的性质化简计算即可.
【详解】解:∵a,b,c是的三边,
∴三角形任意两边之和大于第三边,可得 ,,
∴,,
∴.
【变式3】.等腰的周长为11,各边长为正整数,则这样的等腰三角形有___________个.
【答案】
【分析】设出等腰三角形的腰长与底边长,根据周长得到二者的关系式,结合边长为正整数的条件与三角形三边关系,筛选出所有符合条件的边长组合,统计个数即可.
【详解】解:设等腰的腰长为,底边长为,其中,均为正整数,
由题意得:,即 .
根据三角形三边关系,任意两边之和大于第三边,可得且.
将代入不等式组得 ,
解不等式组得:.
因为为正整数,
所以的取值为,,,
当时,,三边长为,,,符合条件;
当时,,三边长为,,,符合条件;
当时,,三边长为,,,符合条件;
因此符合条件的等腰三角形共有个.
题型4 三角形的稳定性及应用
【解题技巧】
① 核心性质:三角形具有稳定性(三边确定则形状大小确定);四边形及以上多边形不具有稳定性(边长确定后形状仍可改变)。
② 判断图形是否稳定:看图形是否全部由三角形组成,或是否被分割成若干三角形。全是三角形→稳定;含有四边形(未被对角线分割)→不稳定。
③ 使不稳定图形变稳定:添加对角线或辅助线,将四边形分割成两个三角形。如四边形ABCD添加对角线AC后,被分成△ABC和△ACD,整体就具有稳定性。
④ 稳定性应用识别:生活中利用三角形稳定性的例子——自行车三角架、照相机三脚架、房屋人字梁、桥梁桁架、电线杆斜拉固定、篮球架支架等。
⑤ 不稳定性应用识别:利用四边形不稳定性的例子——伸缩门、折叠椅、活动衣架、升降平台等。
⑥ 解题技巧:解释"为什么"时,回答"因为三角形具有稳定性,而四边形不具有稳定性";改进方案时,回答"添加对角线(或辅助线)构造三角形"。
⑦ 易错点:误认为所有多边形都有稳定性;添加辅助线后未真正构造成三角形(如只连了部分顶点)。
【常见考法】判断图形是否具有稳定性;解释生活中三角形结构的原理;使不稳定图形变稳定的方法;识别稳定性/不稳定性的应用实例。
【典例4】.如图,工人师傅砌门时,常用一根木条固定长方形门框使其不变形,这样做的根据是( )
A.两点之间线段最短 B.四边形更稳定
C.三角形的稳定性 D.垂线段最短
【答案】C
【分析】根据三角形具有稳定性解答即可.
【详解】解:工人师傅砌门时,常用一根木条固定长方形门框使其不变形,这样做的根据是三角形的稳定性.
【变式1】.如图,小李在木门板上钉了一个加固板,这样做的道理是( )
A.两直线平行,内错角相等 B.垂线段最短
C.三角形具有稳定性 D.两点之间,线段最短
【答案】C
【详解】解:小李在木门板上钉了一个加固板,门板上形成了三角形结构,这样做的道理是三角形具有稳定性.
【变式2】.如图,工人师傅砌门时,常用木条固定长方形门框,使其不变形,这种做法的根据是____________.
【答案】三角形的稳定性
【分析】根据三角形的稳定性解答即可.
【详解】解:∵用木条固定长方形门框,可得到,
∴这种做法的根据是三角形的稳定性.
【变式3】.如图,汽车前机盖打开后,用支撑杆撑住机盖来固定,方便操作,这是利用了______.
【答案】三角形的稳定性
【详解】解:当汽车前机盖打开时,支撑杆、车身与机盖之间形成了一个三角形,这是利用了三角形的稳定性.
1.由三条线段,,可以组成一个三角形,其中,,那么的长度可以是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先利用三角形任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边求出第三边的取值范围,再匹配选项得到答案.
【详解】解:,,
,解得,
观察选项,只有在此范围内.
2.三角形一边长为,另一边长为,它的第三边的长可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:设第三边的长为,
根据三角形三边关系可得,
,
观察选项,只有满足,
因此第三边的长可能为.
3.下列各组线段中,能构成三角形的是( )
A.4,5,9 B.2,4,7 C.3,5,11 D.3,4,5
【答案】D
【分析】本题利用三角形三边关系,即三角形任意两边之和大于第三边,只需验证较短两边之和是否大于最长边,即可判断能否构成三角形.
【详解】解:A. ,不满足两边之和大于第三边,不能构成三角形;
B. ,不满足两边之和大于第三边,不能构成三角形;
C. ,不满足两边之和大于第三边,不能构成三角形;
D. ,且,,满足三角形三边关系,能构成三角形.
4.如下图,下面的四个盒子中,每个盒子里都有两根小棒,把其中的一根小棒用剪刀按图中所示的位置剪成两段,这两段小棒再与另一根小棒首尾相接,能够围成一个三角形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查三角形的三边关系,即三角形任意两边之和大于第三边. 若将一根小棒剪成两段,这两段之和等于原小棒长度. 若原小棒长度小于另一根小棒长度,则两段之和小于第三边,无法围成三角形.
【详解】解: A选项中小棒被剪刀剪成两段,这两段之差比下面那根小棒还长,不符合三角形的三边关系,无法围成三角形,不符合题意;
B选项中小棒被剪刀剪成两段,这两段之和与上面那根小棒长度相等,不符合三角形的三边关系,无法围成三角形,不符合题意.
C选项中小棒被剪刀剪成两段,这两段之和比下面那根小棒短,不符合三角形的三边关系,无法围成三角形,不符合题意;
D选项中小棒被剪刀剪成两段,这两段之和比上面那根小棒长,这两段之差比上面那根小棒短,符合三角形的三边关系,可以围成三角形,符合题意;
故选:D.
5.安装空调一般会采用如图的方法固定,其根据的几何原理是( )
A.三角形的稳定性 B.两点之间线段最短
C.垂线段最短 D.两点确定一条直线
【答案】A
【详解】解:根据题意可得,图中的几何原理为:三角形的稳定性.
6.已知三角形三边长为、、,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先判断三边大小,根据三角形任意两边之和大于第三边列出不等式,只需较短两边之和大于最长边,解不等式即可得到的取值范围.
【详解】解:∵三角形三边长为、、,且,最长边为,
∴,
解得:.
7.已知,,是的三边长,且,满足,则的值不可能是( )
A.3 B.5 C.7 D.11
【答案】D
【分析】本题先利用非负数的性质求出边长a和b的值,再根据三角形三边关系得到c的取值范围,即可判断出不符合范围的选项.
【详解】解:∵,且,
∴,,解得,,
根据三角形三边关系,任意两边之差小于第三边,任意两边之和大于第三边,可得,即,
∵不在的范围内,
∴c的值不可能是11.
8.以下列各组长度的线段为边,能构成三角形的是( )
A.3,4,6 B.2,3,5 C.5,6,12 D.2,5,8
【答案】A
【分析】需验证两条较短边的和是否大于最长边,即可判断能否构成三角形.
【详解】选项A:,满足三边关系,能构成三角形;
选项B:,不满足三边关系,不能构成三角形;
选项C:,不满足三边关系,不能构成三角形;
选项D:,不满足三边关系,不能构成三角形.
9.工人师傅在做完门框后,为防止变形,经常如图所示钉上两条斜拉的木条(即图中的两根木条),这样做的根据是( )
A.两点之间线段最短 B.三角形的内角和等于
C.三角形两边的和大于第三边 D.三角形的稳定性
【答案】D
【分析】四边形具有不稳定性,三角形具有稳定性,将四边形结构转化为三角形结构即可防止变形,判断即可.
【详解】解:门框原本是四边形,四边形具有不稳定性,容易变形.钉上斜拉的木条后,门框的结构中被分割出了三角形.
∵三角形具有稳定性,
∴这样做的根据是三角形的稳定性.
10.小亮截了四根长分别为,,,的木条,任选其中三条拼组三角形,这样能拼成( )个不同的三角形.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】根据三角形三边关系,即任意两边之和大于第三边,逐一判断组合能否构成三角形,统计符合条件的个数即可得到结果.
【详解】解:①边长为:,,,
,满足三边关系,故可以拼成三角形;
②边长为:,,,
,不满足三边关系,故不能拼成三角形;
③边长为:,,,
,满足三边关系,故可以拼成三角形;
④边长为:,,,
,满足三边关系,故可以拼成三角形;
综上,能拼成个不同的三角形.
11.在中,,,请写出一个第三边的整数值:_________.
【答案】
(答案不唯一,,,,均可)
【分析】根据三角形三边关系求出第三边的取值范围,再在取值范围内找出符合条件的整数值即可.
【详解】解:根据三角形三边关系:三角形任意两边之差小于第三边,任意两边之和大于第三边,可得
,
将,代入,得
,
即,
为整数,
的整数值为,,,,(任写一个即可).
12.已知等腰三角形两边长分别为和,且满足,则等腰三角形的周长是___________.
【答案】
【分析】先根据非负数的性质求出和的值,再根据三角形三边关系判断等腰三角形的腰长与底边长,最后计算可得周长.
【详解】解:,
,,
解得,.
当为等腰三角形的腰长时,三角形三边长为,,不满足三角形的三边关系,故此情况舍去;
当为等腰三角形的腰长时,三角形三边长为,满足三角形的三边关系,此时等腰三角形的周长为;
综上所述,等腰三角形的周长是.
13.已知一个三角形的三边长分别为a,b,c,且,,,则该三角形的周长等于_____.
【答案】9
【分析】三角形周长为,将三个已知等式左右分别相加,可得到,整体除以2即可直接求出周长,无需单独解出、、.
【详解】解:由题意列方程组:
,
将三式左右两边分别相加:
,
整理得:
,
提取公因数:
,
等式两边同时除以:
,
三角形周长为三边长度之和,因此该三角形周长为.
14.如图,太阳能热水器的斜杆,竖直杆与地面构成了一个三角形,这种设计应用了一个重要的数学原理:___________________________________.
【答案】三角形具有稳定性
【详解】解:这种设计应用了一个重要的数学原理是三角形具有稳定性.
15.若a,b,c是的三条边长,则的化简结果为_______
【答案】
【分析】根据三角形的三边关系可得,再去绝对值 ,最后合并同类项即可.
【详解】解:∵a,b,c是的三条边长,
∴,
∴
.
16.已知的三边长为a,b,c,且a,b,c都是整数.
(1)若,且c为奇数,求的周长;
(2)化简:.
【答案】(1)12
(2)
【分析】(1)根据三角形三边关系确定c的取值范围,再结合c是整数且为奇数确定其值,即可获得答案;
(2)根据三角形三边关系可得,进而可得,然后进一步化简即可.
【详解】(1)解:由三角形三边关系定理可得:,
∴,
∵c是整数,且为奇数,
∴,
∴的周长;
(2)解:∵的三边长为a,b,c,
∴,,,
∴;
由三角形三边关系定理可得:,
∴,
∴
.
17.已知,分别是的其中两边的长,且,满足关系式.
(1)求,的值.
(2)若是等腰三角形,请计算的周长.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)根据非负数的性质,求得的值;
(2)根据等腰三角形的定义以及三角形的三边关系即可求解.
【详解】(1)解:由题意,得,,
,.
(2)解:是等腰三角形,有两种情况:
①当是腰时,有、、三边,不能构成三角形,故此种情况不成立.
②当是腰时,有、、三边,能构成三角形,故此种情况成立,则.
等腰的周长为.
18.如图,已知的三边长分别为,将沿方向平移至的位置,与交于点.
(1)若,则的度数为_____;
(2)直接写出化简结果:_____;
(3)若分别是的中点,,连接,求四边形的面积.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据平移的性质即可解答;
(2)利用三角形三边关系即可解答;
(3)根据平移可得四边形的面积等于梯形的面积.
【详解】(1)解:根据平移可得,
;
(2)解:根据三角形三边关系可得,,
,
;
(3)解:根据平移可得,,,
,即,
分别是的中点,
,
.
19.【知识回顾】
(1)我们曾通过尺规作图作三角形,探究得到以下结论:
①任意三条线段_____能组成三角形(填“一定”或“不一定”);
②在三条线段中,如果两条较短线段的和_____最长线段(填“”“”“”),就一定可以组成三角形;
③三角形的任意两边之和_____第三边;通过不等式的变形可得:三角形的任意两边之差_____第三边(均填“大于”“等于”“小于”);
(2)【结论运用】
已知、、分别为的三边长(),且满足,.求的取值范围;
(3)【拓展提升】
在(2)的条件下,若的周长为12,求的值.
【答案】(1)①不一定;②;③大于;小于
(2)
(3)
【分析】(1)根据三角形的三边关系可得答案;
(2)根据三角形任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边得出,结合进一步求解即可;
(3)由的周长为12,,可得,解方程得出答案即可.
【详解】(1)解:①任意三条线段不一定能组成三角形;
②在三条线段中,如果两条较短线段的和最长线段,就一定可以组成三角形;
③三角形的任意两边之和大于第三边;通过不等式的变形可得:三角形的任意两边之差小于第三边;
(2)解:、、分别为的三边长,,,
∴.
解得.
∵,即,
∴,
∴,
综上:.
(3)解:的周长为12,,
.
解得.
20.【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)
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.
【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)略
(3)略
试卷第1页,共3页
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13.2.1三角形的边
目录
知识点1 三角形的三边关系定理 1
知识点2 构成三角形的条件 2
知识点3 三角形按边分类 2
知识点4 三角形的稳定性 3
题型1 构成三角形的条件 3
题型2 确定第三边的取值范围 4
题型3 三角形三边关系的应用 5
题型4 三角形的稳定性及应用 6
1. 掌握三角形三边关系定理,理解三角形两边之和大于第三边、两边之差小于第三边。
2. 能判断三条线段能否组成三角形,能确定第三边的取值范围。
3. 能运用三角形三边关系解决化简、证明及实际问题。
4. 了解三角形的稳定性,能运用稳定性解释生活中的现象。
知识点1 三角形的三边关系定理
三角形两边的和大于第三边,三角形两边的差小于第三边。
若三角形三边长为a、b、c,则a+b>c,a+c>b,b+c>a。
推论:第三边大于两边之差且小于两边之和,即|a-b|<c<a+b。
理论依据:两点之间,线段最短。
知识点2 构成三角形的条件
三条线段能组成三角形的充要条件是:任意两边之和大于第三边。
简化判断方法:将三条线段按长短排序,只需验证最短两边之和大于最长边即可(若最短两边之和大于最长边,则其余两个不等式自动成立)。
若最短两边之和等于最长边,则三点共线,不能组成三角形。
若最短两边之和小于最长边,更不能组成三角形。
知识点3 三角形按边分类
三角形按边的相等关系分类:
不等边三角形:三条边都不相等的三角形。
等腰三角形:有两条边相等的三角形。相等的两边叫腰,第三边叫底。
等边三角形:三条边都相等的三角形,是特殊的等腰三角形(底边和腰相等)。
注意:等边三角形属于等腰三角形,二者是包含关系,不是并列关系。
知识点4 三角形的稳定性
三角形具有稳定性,四边形具有不稳定性。
三角形的三条边长度确定后,三角形的形状和大小就完全确定,不会改变,这就是三角形的稳定性。
四边形的四条边长度确定后,形状仍可以改变(可挤压变形),因此四边形不具有稳定性。
实际应用:自行车三角架、房屋屋顶桁架、桥梁结构、电线杆固定支架等利用了三角形的稳定性;伸缩门、活动衣架等利用了四边形的不稳定性。
使不稳定图形变稳定的方法:添加对角线或辅助线,将其分割成若干个三角形。
题型1 构成三角形的条件
【解题技巧】
① 核心判断:三条线段能组成三角形 ⇔ 任意两边之和大于第三边。
② 简化方法(最常用):先将三条线段按从小到大排序为a≤b≤c,只需验证a+b>c是否成立。成立则能组成三角形,不成立则不能。
③ 为什么只需验证一个:因为c是最大边,所以a+c>b和b+c>a必然成立,只需验证最短两边之和是否大于最长边。
④ 等号的情况:若a+b=c,三点共线,不能组成三角形;若a+b<c,更不能组成。必须是严格大于。
⑤ 含字母的判断:需根据字母的取值范围分类讨论,确保三个不等式都成立。
⑥ 易错点:只验证了一个不等式就下结论(但未选最短两边);忘记等号不能组成三角形;单位不统一时直接比较。
【常见考法】判断给定三条线段能否组成三角形;选择能组成三角形的线段组合;含参数的三角形存在性讨论。
【典例1】.以下列各组长度的线段为边长,其中能组成三角形的是( ).
A. B. C. D.
【变式1】.下列长度的三条线段,能组成三角形的是( )
A. B.
C. D.
【变式2】.等腰三角形两边长分别是5cm、10cm,则这个等腰三角形的第三边长为__________.
【变式3】.等腰三角形的一条边长为,另一边长为,则它的周长为______.
题型2 确定第三边的取值范围
【解题技巧】
① 基本公式:已知三角形两边长为a和b(设a≥b),则第三边c的取值范围为:a-b<c<a+b。
② 推导依据:由三边关系a+b>c(得c<a+b)和a-b<c(由b+c>a变形得c>a-b),合并得到范围。
③ 注意边界:取值范围是开区间,不含等号。c=a+b或c=a-b时三点共线,不能组成三角形。
④ 求整数解:若要求第三边为整数,在范围内逐一列出所有整数。如两边为3和7,则4<c<10,整数c可取5、6、7、8、9。
⑤ 求周长范围:第三边范围确定后,周长L=a+b+c的范围为2a<L<2(a+b)(设a≥b)。
⑥ 等腰三角形特殊情况:若已知两边且说明是等腰三角形,需分类讨论哪条是腰,再结合三边关系验证。
⑦ 易错点:范围写成闭区间(含等号);只考虑了上限或下限;求整数解时漏数或多数。
【常见考法】已知两边求第三边的取值范围;求第三边的整数解;求周长的取值范围;等腰三角形中求第三边或周长。
【典例2】.已知三角形的三边长分别为3,5,x,则第三边长x的取值范围在数轴上表示正确的是( )
A. B. C. D.
【变式1】.若三角形的三边长分别是3,4,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2】.设的三边长是a,b,c.若,,则a的取值范围是______________.
【变式3】.一个三角形的三边长分别是3,,8,则m的取值范围是________.
题型3 三角形三边关系的应用
【解题技巧】
① 绝对值化简:三角形三边长为a、b、c,化简如|a+b-c|+|a-b-c|等式子时,利用三边关系判断正负:
a+b-c>0(两边之和大于第三边)→ 绝对值直接去掉;
a-b-c=a-(b+c)<0 → 绝对值去掉后取相反数。
② 线段不等证明:证明几条线段的大小关系时,利用"两点之间线段最短"或"三角形两边之和大于第三边",将线段放入三角形中比较。
③ 等腰三角形求周长(分类讨论):已知等腰三角形两边长,分"长边为腰"和"短边为腰"两种情况,每种情况都要用三边关系验证能否组成三角形,再计算周长。
④ 实际问题:如选择路线、判断材料是否够用、围栏设计等,将实际问题转化为三边关系问题。
⑤ 解题步骤:识别题目中的三角形 → 确定已知边和未知边 → 应用三边关系(和大于第三边、差小于第三边)→ 求解或证明。
⑥ 易错点:绝对值化简时符号判断错误;等腰三角形分类讨论后忘记验证三边关系;证明题中逻辑不严密。
【常见考法】利用三边关系化简含绝对值的式子;证明线段不等关系;等腰三角形求周长(分类讨论);实际生活中的三边关系应用。
【典例3】.若一个等腰三角形的周长是,且其中一边的长为,则这个等腰三角形的腰长是( )
A. B. C.或 D.无法确定
【变式1】.一个三角形的三边为且周长为不大于的偶数,则的值不可能是( )
A. B. C. D.
【变式2】.若a,b,c是的三边的长,化简______________.
【变式3】.等腰的周长为11,各边长为正整数,则这样的等腰三角形有___________个.
题型4 三角形的稳定性及应用
【解题技巧】
① 核心性质:三角形具有稳定性(三边确定则形状大小确定);四边形及以上多边形不具有稳定性(边长确定后形状仍可改变)。
② 判断图形是否稳定:看图形是否全部由三角形组成,或是否被分割成若干三角形。全是三角形→稳定;含有四边形(未被对角线分割)→不稳定。
③ 使不稳定图形变稳定:添加对角线或辅助线,将四边形分割成两个三角形。如四边形ABCD添加对角线AC后,被分成△ABC和△ACD,整体就具有稳定性。
④ 稳定性应用识别:生活中利用三角形稳定性的例子——自行车三角架、照相机三脚架、房屋人字梁、桥梁桁架、电线杆斜拉固定、篮球架支架等。
⑤ 不稳定性应用识别:利用四边形不稳定性的例子——伸缩门、折叠椅、活动衣架、升降平台等。
⑥ 解题技巧:解释"为什么"时,回答"因为三角形具有稳定性,而四边形不具有稳定性";改进方案时,回答"添加对角线(或辅助线)构造三角形"。
⑦ 易错点:误认为所有多边形都有稳定性;添加辅助线后未真正构造成三角形(如只连了部分顶点)。
【常见考法】判断图形是否具有稳定性;解释生活中三角形结构的原理;使不稳定图形变稳定的方法;识别稳定性/不稳定性的应用实例。
【典例4】.如图,工人师傅砌门时,常用一根木条固定长方形门框使其不变形,这样做的根据是( )
A.两点之间线段最短 B.四边形更稳定
C.三角形的稳定性 D.垂线段最短
【变式1】.如图,小李在木门板上钉了一个加固板,这样做的道理是( )
A.两直线平行,内错角相等 B.垂线段最短
C.三角形具有稳定性 D.两点之间,线段最短
【变式2】.如图,工人师傅砌门时,常用木条固定长方形门框,使其不变形,这种做法的根据是____________.
【变式3】.如图,汽车前机盖打开后,用支撑杆撑住机盖来固定,方便操作,这是利用了______.
1.由三条线段,,可以组成一个三角形,其中,,那么的长度可以是( )
A. B. C. D.
2.三角形一边长为,另一边长为,它的第三边的长可能是( )
A. B. C. D.
3.下列各组线段中,能构成三角形的是( )
A.4,5,9 B.2,4,7 C.3,5,11 D.3,4,5
4.如下图,下面的四个盒子中,每个盒子里都有两根小棒,把其中的一根小棒用剪刀按图中所示的位置剪成两段,这两段小棒再与另一根小棒首尾相接,能够围成一个三角形的是( )
A. B.
C. D.
5.安装空调一般会采用如图的方法固定,其根据的几何原理是( )
A.三角形的稳定性 B.两点之间线段最短
C.垂线段最短 D.两点确定一条直线
6.已知三角形三边长为、、,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.已知,,是的三边长,且,满足,则的值不可能是( )
A.3 B.5 C.7 D.11
8.以下列各组长度的线段为边,能构成三角形的是( )
A.3,4,6 B.2,3,5 C.5,6,12 D.2,5,8
9.工人师傅在做完门框后,为防止变形,经常如图所示钉上两条斜拉的木条(即图中的两根木条),这样做的根据是( )
A.两点之间线段最短 B.三角形的内角和等于
C.三角形两边的和大于第三边 D.三角形的稳定性
10.小亮截了四根长分别为,,,的木条,任选其中三条拼组三角形,这样能拼成( )个不同的三角形.
A.1 B.2 C.3 D.4
11.在中,,,请写出一个第三边的整数值:_________.
12.已知等腰三角形两边长分别为和,且满足,则等腰三角形的周长是___________.
13.已知一个三角形的三边长分别为a,b,c,且,,,则该三角形的周长等于_____.
14.如图,太阳能热水器的斜杆,竖直杆与地面构成了一个三角形,这种设计应用了一个重要的数学原理:___________________________________.
15.若a,b,c是的三条边长,则的化简结果为_______
16.已知的三边长为a,b,c,且a,b,c都是整数.
(1)若,且c为奇数,求的周长;
(2)化简:.
17.已知,分别是的其中两边的长,且,满足关系式.
(1)求,的值.
(2)若是等腰三角形,请计算的周长.
18.如图,已知的三边长分别为,将沿方向平移至的位置,与交于点.
(1)若,则的度数为_____;
(2)直接写出化简结果:_____;
(3)若分别是的中点,,连接,求四边形的面积.
19.【知识回顾】
(1)我们曾通过尺规作图作三角形,探究得到以下结论:
①任意三条线段_____能组成三角形(填“一定”或“不一定”);
②在三条线段中,如果两条较短线段的和_____最长线段(填“”“”“”),就一定可以组成三角形;
③三角形的任意两边之和_____第三边;通过不等式的变形可得:三角形的任意两边之差_____第三边(均填“大于”“等于”“小于”);
(2)【结论运用】
已知、、分别为的三边长(),且满足,.求的取值范围;
(3)【拓展提升】
在(2)的条件下,若的周长为12,求的值.
20.【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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