内容正文:
13.2.1 三角形的边(第1课时)教学设计
人教版数学八年级上册 第十三章 三角形
年级
八年级
学科
数学
课时数
1课时
授课教师
课题
13.2.1 三角形的边
教材分析
上节课把三角形“认准了”,这节课要往它的三条边上看。三条线段随手一摆不一定能围成三角形,这里面有一条看得见、算得出的门槛,也就是三边关系。
这条关系的“根”其实学生早就学过——两点之间线段最短。把它放到三角形里翻译一遍,就得到“任意两边之和大于第三边”。所以这节课不必另起炉灶,关键是领着学生把旧知识“搬”过来。
教材还安排了三角形的稳定性。这一块看着不起眼,却是学生第一次用数学解释“为什么门框要斜着钉一根木条”这类生活现象,也顺手为后面多边形的内容铺了路。
从整章的走向看,三边关系是后面判断等腰三角形能否成立、求线段取值范围、证明不等关系的常用工具。这节课把它的“样子”和“用法”都立住,后面对付计算题、证明题都会顺手很多。
学情分析
咱们班孩子对“两点之间线段最短”这句话不陌生,考试也能默写。可真要拿它去说明“任意两边之和大于第三边”,中间还差着一层“翻译”的功夫,这一步多数人是自己迈不过去的。
更常见的毛病是抓不住“任意”两个字。他们习惯拿最长的边和某一条短边比一比,比完就下结论。你问他“万一另一条短边更短呢”,他愣住了。所以判断的方法要教,还得教到“只用比一次”这样省事的程度。
等腰三角形的周长题是这节课的老大难。孩子会分类,但分类完忘了回头验证,把“3、3、6”这样的死结当答案交上来。也有孩子一见到字母表示边长就发怵,觉得“算不出具体数就没法做”。这两种情绪都得在课上提前摁住。
稳定性这一块理解起来不难,难在说清“为什么”。让他们摸一摸、扭一扭,比讲道理管用。
教学目标
1.能说出三角形三边关系的内容,会用“较短两边之和大于最长边”快速判断三条线段能否围成三角形;已知两边会求第三边的取值范围;会用三边关系处理等腰三角形的边长与周长问题,并知道算完要检验。
2.经历“观察路线—猜想—动手扭木架—验证—归纳”的过程,体会把生活现象翻译成数学结论的思路;在含字母、含分类的问题中,学着用方程和分类去处理,逐步改掉“想当然”的习惯。
3.在解释自行车车架、门框斜撑这些身边事物的过程中,感受到数学确实有用;养成下结论前先动手验一验的习惯。
教学重点
三角形三边关系的内容与运用;三角形稳定性的理解。
教学难点
含字母的边长与等腰三角形周长问题(会分类、会检验);真正理解“任意”两个字的分量,把“验一验”变成固定的解题动作。
教学准备
多媒体课件;预制的三角形木架、四边形木架各一个,备用木条若干;三角尺。
教学过程
教师活动
学生活动
【情景导入】
课件打出一张路线图:小哪吒从家去太乙真人的洞府,图上画了三条走法——一条是绕着山路拐来拐去,一条是先直走再斜着折一段,还有一条是直接连过去。
“三条路,哪条最短?你为什么敢这么肯定?”学生答“直的那条最短”,我追问依据,他们自然搬出“两点之间线段最短”。
接着我把话题往今天的内容上引:“这句话你们小学就会了,可它能帮我们办一件大事——判断三条线段到底能不能拼成三角形。信不信?咱们今天就拿它来试试。”
【设计意图】用现成的旧知识当跳板,比另起一个情境省力。孩子发现“今天学的还是我学过的东西”,畏难情绪先落下去一半。
看图选路,说出最短的那一条。
回忆并口答“两点之间线段最短”。
带着“这句话怎么用来判断三条线段”的疑问进入新课。
【新知探究(一) 三边关系】
在图上标出 △ABC,边分别是 AB、AC、BC。
“刚才说 AC 是最短的走法。把这句话放到 △ABC 里,它说的是谁和谁的关系?”
学生答“从 A 到 C 走直线 AC,比绕道 B 近”。我把这句话写成式子:AB+BC>AC。
“那从 B 出发,绕道 A 到 C 呢?从 A 出发绕道 C 到 B 呢?”顺着同一句话再走两遍,得到 BC+AC>AB、AB+AC>BC。三个式子摆在黑板上,让全班一起用一句话概括——三角形任意两边之和大于第三边。
“任意”二字我写成红色,重读两遍。
接着做变形。“刚才说两边之和大于第三边,那两边之差呢?”引导学生用不等式性质自己动笔:以 AB+AC>BC 为例,两边同时减去 AC,得 AB>BC−AC;两边同时减去 AB,得 AC>BC−AB。三组都做一遍,归纳出“三角形任意两边之差小于第三边”。
【设计意图】不等式变形不难,难在孩子想不到要去变形。让他们自己动一次手,比老师直接报结论印象深得多。
最后抛出那个“省事”的问题:“要判断三条线段能不能围成三角形,是不是非把三组都比一遍?”
给他们一点时间算:若最长边已经小于另外两边之和,另外两句话还用不用再验?多数人会自己发现:只要“较短两边之和大于最长边”成立,其余两句自动成立。这一步定了,后面做题能省一半时间。
思考并回答:AC 是最短路径说明了什么。
跟着老师的思路写出 AB+AC>BC、BC+AB>AC、AC+BC>AB。
一起归纳出“三角形任意两边之和大于第三边”。
动手把三个不等式各变一次形,推出“任意两边之差小于第三边”。
小组讨论“只比一次行不行”,派代表说出理由。
【新知应用(一) 判一判,求一求】
练习一:下面各组线段能不能围成三角形?说说理由。
(1) 3,3,6;(2) 2,5,6;(3) 15,16,2;(4) 3,8,20。
解:(1) 因为 3+3=6,所以这三条线段不能组成三角形;(2) 因为 2+5>6,所以能组成三角形;(3) 因为 15+2>16,所以能组成三角形;(4) 因为 3+8<20,所以不能组成三角形。
订正时我把第 (1)(4) 两小题单独拎出来讲:一个卡在“等于”,一个卡在“小于”。提醒学生,判断时先排好队、找出最长的边,然后就看“两短之和”和“最长边”谁大,一次定胜负。
练习二:三条线段 a、b、c 分别满足下面的条件,其中能构成三角形的是( C )。
A.a+b=4,a+b+c=5 B.a∶b∶c=1∶2∶3 C.a∶b∶c=2∶3∶4 D.a∶b∶c=2∶2∶4
这道题第 B、D 两个选项都是“两短之和刚好等于最长边”,是标准的反例;A 选项则是“第三条边比另外两条加起来还长”。让他们自己找出错在哪一条边上。
练习三:从长为 9、6、5、4 的四根木条中挑三根围三角形,可以怎么挑?
答案:9,6,5 或 9,6,4 或 6,5,4(写出所有方案)。
练习四:三角形的两边长分别为 2 和 3,第三条边 a 的取值范围是 1<a<5。
最后帮他们把方法定下来:已知两边求第三边,第三边一定“比两边之差大、比两边之和小”。用式子写就是 |a−b|<x<a+b。
【设计意图】四道小题是四条不同的路:判断、选条件、列举方案、求范围。前面两道练“比”,后面两道练“算”和“列”,各有各的用处。
独立完成后口答,重点把第 (1)(4) 两小题不能组成的原因说清楚。
第2题订正时对照自己选错的原因,明确“两短之和等于最长边”是不能成立的。
第3题有序列举所有方案,不漏不重。
第4题自己推出 1<a<5,并记住“两边之差<第三边<两边之和”这条规律。
【新知再探 三角形的稳定性】
把提前做好的三角形木架和四边形木架拿出来,请一位同学上讲台。
“先用力扭这个三角形木架。”木架纹丝不动。
“再扭这个四边形木架。”四边形的形状一下就变形了。
“同学们看清楚了。现在我在四边形上钉一根木条,把一对顶点连起来。”钉完再让他扭——“扭不动了。”
由此收口:三角形具有稳定性,四边形没有稳定性;在四边形上钉一根木条,把它变成两个三角形,就稳了。
讲完追问一句生活里的去处:“教室的门框为什么是长方形的,却总要斜着钉一根木条?工地上的脚手架为什么爱用三角形?”让他们自己把“稳定性”三个字套上去。
【设计意图】这节课最容易上成“讲结论”的就是这一块。让孩子上来扭一扭,比放十张图片都有效,而且他会记住“四边形加一条对角线就稳了”这件事。
观察并亲手感受两种木架:三角形扭不动,四边形会变形。
看老师给四边形加上一根木条后再扭,形状不变,得出结论:四边形加上一条对角线就具有稳定性。
举例说明生活中哪些地方用到了这个道理。
【针对训练 稳定性的应用】
1.建筑工地常用木条 EF 固定矩形门框 ABCD,这样做的依据是( C )。
A.两点之间线段最短 B.两点确定一条直线 C.三角形的稳定性 D.矩形的四个角是直角
2.下面几项中,不是利用三角形稳定性的是( C )。
A.自行车的三角形车架 B.三角形房梁 C.四边形的活动挂架 D.长方形门框的斜拉条
3.空调室外机固定在墙上时,通常会采用如图所示的支架方式,这里用到的几何原理是:三角形具有稳定性。
4.(1) 图中哪些图形具有稳定性?(2) 对不具有稳定性的图形,适当添加线段,使它们具有稳定性。
解:(1) 第 1、4、6 个图形具有稳定性;第 2、3、5 个图形不具有稳定性。(2) 在不稳定的图形中添上一条对角线,把它分成三角形即可。
做完带他们总结判断的道理:整体上全由三角形拼成、里面没有别的图形“空着”,一般就稳定;只要还留着一个四边形或多边形,一般就不稳定。
【设计意图】判断题不难,但要让孩子从举例走到“会说理”,把“看起来稳”换成“它是由三角形拼成的”,这才算把这节课的稳定性讲透。
独立完成,说明判断依据。
第4题自己在图上动手加线段,加完互相检查是不是真的都变成三角形了。
跟着老师总结判断图形稳定性的办法。
【典例分析】
例1 (1) 等腰三角形的腰长为 7,底边长为 8,求它的周长。(答:22)
(2) 等腰三角形的一边长为 7,另一边长为 8,求它的周长。(答:22 或 23)
(3) 等腰三角形的一边长为 3,另一边长为 8,求它的周长。(答:19)
这三小题排在一起是有讲究的。第 (1) 题把腰和底说得很明确,直接加就行;第 (2) 题只说“一边、另一边”,没说谁是腰,那就得分开讨论——7 为腰时周长 22,8 为腰时周长 23;第 (3) 题看着和第 (2) 题一样,可算下去会发现:如果 3 作腰,底边长是 8,3+3=8,围不成三角形,所以这一种情况要划掉,只剩 3 作底边、腰为 8 的情形,周长 19。
我把这三道题并排写在黑板上,最后用一句话点题:等腰三角形问题,先分类,再检验,两件事一件都不能省。
【易错提醒】“3、8、8”能围成,“3、3、8”不能。判断标准就一句——两短之和是否大于最长边。
例2 已知 a、b、c 是 △ABC 的三边长,且满足 。
(1) 求 a 的取值范围;(2) 若 a 为偶数,求三角形的周长。
解:(1) 由被开方数非负、分母不为零,得 ,解得 b=6。
把 b=6 代入原式,得 |c−3|=0,所以 c=3。
于是 a 应满足 6−3<a<6+3,即 3<a<9。
(2) 因为 a 为偶数,所以 a=4 或 a=6 或 a=8。
当 a=4 时,三角形的周长为 13;当 a=6 时,三角形的周长为 15;当 a=8 时,三角形的周长为 17。
综上,这个三角形的周长为 13,15 或 17。
这道题的“钥匙”有两个。一是根号里的式子要有意义,被开方数得大于等于零,配合分母不为零、算术根非负,几路条件一起上才能把 b 定住。二是求 a 的范围时别忘两边之差、两边之和这两道关卡。
例3 已知 △ABC 的三边长分别为 m−3、2m+1、10,求 m 的取值范围。
解:由三边关系,得
解①得 m>4,解②得 m<6,解③得 m>−14。
所以不等式组的解集为 4<m<6。
讲的时候先问一句:“三个式子都要解吗?”给他们一分钟看,多数会发现②③两个解出来的范围很宽,真正管用的是最长边参与的那一条。不过该写的过程还是要写全,这是规范,不能省。
例4 用一条长 18 cm 的细绳围成一个等腰三角形。
(1) 若腰长是底边长的 2 倍,求各边长;
(2) 能围成有一边长为 4 cm 的等腰三角形吗?为什么?
(3) 能围成有一边长为 9 cm 的等腰三角形吗?为什么?
(4) 设腰长为 a cm,求 a 的取值范围;
(5) 设底边长为 b cm,求 b 的取值范围;
(6) 设最长边长为 c cm,求 c 的取值范围;
(7) 若三边长都是整数,最多能围出几个符合条件的等腰三角形?分别写出它们的边长。
解:(1) 设底边长为 x cm,则腰长为 2x cm。由 x+2x+2x=18 解得 x=3.6,所以各边长是 3.6、7.2、7.2。
(2) 能围成,理由如下:
若 4 cm 为腰,底边长为 18−4×2=10。因为 4+4<10,不能围成三角形,所以腰长不能是 4 cm。
若 4 cm 为底边,腰长为 (18−4)÷2=7。因为 7+4>7,能围成。
综上,能围成底边长为 4 cm 的等腰三角形。
(3) 不能,理由如下:
①若 9 cm 为腰,设底边长为 d cm,由 d+9×2=18 解得 d=0,围不成三角形;
②若 9 cm 为底边,设腰长为 k cm,由 2k+9=18 解得 k=4.5。因为 4.5+4.5=9,两边之和等于第三边,围不成三角形。
故一边长为 9 cm 的等腰三角形围不成。
(4) 三边长为 a、a、18−2a。
若腰为短边,由 a+a>18−2a 解得 ;若腰为长边,由 a+18−2a>a 解得 a>9。
所以 a 的取值范围为 。
(5) 三边长为 、、b,由 0<b<18−b 解得 0<b<9,所以 b 的取值范围为 0<b<9。
(6) 由 解得 6≤c<9,所以 c 的取值范围为 6≤c<9。
(7) 由 (4) 知 4.5<y<9,其中 y 为腰长,整数腰长可取 5、6、7、8。
逐一代入验证:y=5 时 18−2y=8(5,5,8 能围成);y=6 时 18−2y=6(6,6,6 能围成);y=7 时 18−2y=4(7,7,4 能围成);y=8 时 18−2y=2(8,8,2 能围成)。
所以最多可以围出 4 个符合条件的等腰三角形,三边长分别是 5 cm、5 cm、8 cm;6 cm、6 cm、6 cm;7 cm、7 cm、4 cm;8 cm、8 cm、2 cm。
这一串小题的台阶是一层一层往上搭的:先给具体数字,再给“有没有”的判断,最后交给字母。讲的时候不必每题平均用力,把 (2)(3) 两问的“先假设、再检验”的套路讲透,(4)—(7) 就有影子可循了。
【设计意图】例4 是这节课的“主梁”,把周长、分类、范围、整数解全串了起来。孩子能把 (4)(5) 两问的式子自己列出来,说明三边关系是真的会用,不是背下来的。
例1 先独立判断,再听老师的整理,把三小题的差别写在本子上。
例2 跟着老师找条件:先定 b,再定 c,最后求范围。
例3 自己试着把三个不等式都解出来,看看哪个式子真正起了作用。
例4 重点做 (2)(3) 两问,按“设—列—验”的顺序写完整。
【变式训练】
1.已知三角形的三边长分别为 3、2a−1、4,求 a 的取值范围。
解:由两边之和大于第三边、两边之差小于第三边,得 4−3<2a−1<4+3,即 1<a<4。
2.已知三角形三条边的长分别为 a+4、a+5、a+6,求 a 的取值范围。
解:由题意可得 ,所以 a>−3。
这道题要提醒一句:最长的边 (a+6) 和另外两条的差是不是一定小于第三条?因为三边是连着的三个整数,直接用“两短之和大于最长边”判断最省事,另一条不等式也顺手写上,过程完整。
3.若 a、b、c 是 △ABC 的三边长,化简 。
解:由三边关系可知 a+c−b>0,c−a−b<0,a+b+c>0。
所以原式 = (a+c−b)+(c−a−b)+(a+b+c) = a+3c−b。
这道题的要害在“去符号之前先判正负”。根号里是 (a+c−b)²,因为 a+c−b>0,开方后原样照写;|c−a−b| 里面 c−a−b<0,去绝对值时要整体变号;|a+b+c| 里三边之和当然为正,直接照写。三步判完再动笔,式子就不会乱。
4.若等腰三角形的三边长分别为 a、2a−1、5a−3,求这个三角形的周长。
解:①当底边长为 a 时,由 2a−1=5a−3 解得 a=,此时三边长为 、、,不符合三边关系,舍去;
②当底边长为 2a−1 时,由 a=5a−3 解得 a=,此时三边长为 、、,符合三边关系;
③当底边长为 5a−3 时,由 a=2a−1 解得 a=1,此时三边长为 1、1、2,不符合三边关系,舍去。
所以三角形的周长为 。
这道题的错法集中在“算完就交”。三种情况里有两种是“看着算出来了,其实围不成”,必须回头验。我在讲评时会把“验”字写在黑板正中,提醒他们这是本题的得分点。
5.如图,四边形木框 ABCD 要维持稳定的形状,需要在 AC 或 BD 上钉一根木条。现量得 AB=80 cm,BC=60 cm,CD=40 cm,AD=50 cm,则所需木条的长度至少要多长(结果保留整厘米数)?
解:连接 AC 时,在 △ABC 中 20 cm<AC<140 cm;在 △ADC 中 10 cm<AC<90 cm,所以 20 cm<AC<90 cm。
连接 BD 时,在 △ABD 中 30 cm<BD<130 cm;在 △ADC 中 20 cm<BD<100 cm,所以 30 cm<BD<100 cm。
综合比较,所需木条的长度最少为 21 cm。
两道保险要同时都算,取的是公共部分。孩子容易只算一边就报数,结果偏大或者偏小。
【设计意图】五道变式题的落点各不相同:第1题练范围,第2题练含字母的判断,第3题练化简,第4题练分类与检验,第5题练综合。能完整做下来,这节课的核心就落地了。
独立完成前两题,同桌交换检查不等式有没有解错。
第3题先在草稿上判断每个式子的正负,再动笔去符号。
第4题把三种情况及检验过程都写出来,不跳步。
第5题注意把两段范围合起来取交集。
课堂练习
1.下列图形中不具有稳定性的是( B )。
2.王师傅用 4 根木条钉成一个四边形木架,要使这个木架不变形,他至少要再钉上的木条根数是( B )。
A.0 根 B.1 根 C.2 根 D.3 根
3.若三角形的两边长分别为 2 和 3,则第三条边长可能是( B )。
A.1 B.2 C.5 D.6
4.△ABC 的三边长都是整数,周长为 11,且有一边的长为 4,则这个三角形中最长的边可能是( C )。
A.7 B.6 C.5 D.4
5.若三角形有两边的长分别为 5 和 2,第三边的长为奇数,则这个三角形的周长为 12。
6.在 △ABC 中,AB=7,BC=3,且 AC 的长为奇数,则 △ABC 的周长可能是 15 或 17 或 19。
板书设计
13.2.1 三角形的边
一、三边关系
1.任意两边之和大于第三边:a+b>c,a+c>b,b+c>a
2.任意两边之差小于第三边:|a−b|<c,|a−c|<b,|b−c|<a
二、判断三条线段能否围成三角形
只验一次:较短两边之和 > 最长边
三、已知两边求第三边范围
设已知两边为 a、b(a≥b),第三边为 x,则 a−b<x<a+b
四、三角形的稳定性:三角形稳定,四边形不稳定(加一条对角线即稳定)
五、例题:例1 例2 例3 例4
课堂小结
收尾时不翻书,让学生自己说这节课“拿到了什么”。我按三条线在黑板上带他们过一遍:
一条是“判”:三条线段能不能围成三角形,只看较短两边之和是不是大于最长边。
一条是“算”:已知两边求第三边,第三边夹在“两边之差”和“两边之和”中间。
一条是“用”:等腰三角形先分类再检验;遇到字母不要慌,把式子立出来就是一个不等式组。
最后补一句今天容易忘的:分类讨论题,写完一定要回头看“能不能围成”,这一眼常常就是分数。
作业布置
必做:教材 P7 练习 1、2。
选做:用一根长 14 厘米的细铁丝围成一个等腰三角形。
(1) 若腰长是底边长的 3 倍,各边长是多少?
(2) 能围成有一边长为 2 厘米的等腰三角形吗?为什么?
(3) 若最长边为 x,求 x 的取值范围。
实践作业:留心观察,找出 3 处生活中用到三角形稳定性的地方,拍一张照片或画下来,下节课用一分钟向大家介绍。
教学反思
这节课的节奏基本按预想走,最出彩的是扭木架那一段。三角形木架传下去的时候,几个平时不太举手的孩子都伸手去掰了。等到四边形加一根木条后再扭不动,班里有个孩子脱口而出“这不就是两个三角形嘛”——这句话比我自己讲十个例子都值。以后这种“人人能动手”的环节应该再多留几分钟。
让我意外的是例4的第 (4)(5) 两问。原本以为含字母是难点,结果学生在“腰为短边、腰为长边”的分法上反应比我预想的快,反而是在写不等式解集时出错——4.5<y<9 写成 4.5≤y≤9 的有好几个。看来不等号带不带等号这件事,还得在平时多磨。
不太满意的是变式训练第3题。我把它放在了最后,时间紧,只讲了思路没让孩子动笔。现在回头看,化简这类题不亲自写一遍是学不会的。下次考虑把它挪到前面当例题讲,或者在课堂练习里留一道同型的题让他们当堂消化。
还有一个要改的地方:这节课我讲得还是偏多。三边关系、稳定性、四道例题加五道变式,黑板上一路铺过去,学生动手的时间被压得比较薄。下次准备把例1的三小题改成“先做后评”,让他们自己先在练习本上算完,我再收答案,这样至少能把讲台让出一半。
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