内容正文:
14.3 角的平分线(第二课时 角平分线的判定)(教学设计)
项目
内容
项目
内容
年级
八年级
学科
数学
课题
14.3 角的平分线(第二课时 角平分线的判定)
课时
第1课时
教材
人教版八年级数学上册第十四章
课型
新授课
授课教师
______
授课班级
______
一、教材分析
上一节课学的是性质——点在角平分线上,到两边的距离相等。这节课把话反过来:一个点到角两边的距离相等,这个点在不在角平分线上?把性质倒过来一问,判定就冒出来了。两条定理一正一反,凑成角平分线的完整一套。
教材这条探究路径设计得挺讲究:先把性质改写成"如果……那么……",再把题设和结论对调,得到一个猜想,最后证明这个猜想。学生不只是学到一条新定理,更是学到"逆命题"这个东西是怎么造出来的、造出来之后还得证明才算数。这套思路下节课讲线段垂直平分线还要原样再走一遍,九年级讲内心的那套"到三边距离相等",根子也在这一节课。
应用层面,这一节把性质和判定放在一起用,学生得先分清楚手里这道题到底该用哪一条——是"由角平分线推距离相等",还是"由距离相等推角平分线"。分不清这一点,做题就乱。
二、学情分析
学生手里五条判定加一条性质,家底不薄,可这节课有两处容易翻车。一处是"逆命题"本身,让他们把一句话的题设结论换个个儿,有的孩子换了半天换得不像话,或者换出来的命题根本不成立也不去管。另一处是证判定定理那一步,要自己连出两个直角三角形再上 HL,不少学生想不到"作垂线"这一手——上一节课明明刚练过"见角平分线作双垂",换个方向就不会用了。
还有个位置条件容易漏:判定说的是"角的内部"到两边距离相等的点。学生在证明时常常不交代 P 在角的内部,直接开证,严格讲这里是有毛病的。
好在这节课的探究是从学生已经熟的性质出发的,起点低,顺着"正—反—证"走,多数孩子能跟上。
三、教学目标
1.理解角平分线的判定定理"角的内部到角两边距离相等的点在角的平分线上",会写出它的几何语言,并能独立完成该定理的证明(利用 HL)。
2.通过把角平分线的性质改写成"如果……那么……"的形式,经历逆命题的构造过程,发展逆向思维;通过猜想—证明的探索,体会由形到数、由数到形的转化与数形结合。
3.能综合运用角平分线的性质与判定解决简单的证明与计算问题,积累添加辅助线(作垂线段)的经验。
四、教学重点与难点
教学重点:角平分线判定定理的理解、证明及其应用(利用"到角两边距离相等"判定点在角平分线上)。
教学难点:1.角平分线判定定理的证明思路(构造直角三角形,利用 HL 证全等);2.灵活选用角平分线的性质与判定解决问题,特别是添加"过某点向角的两边作垂线段"这一辅助线;3.区别"角的平分线的判定"与"角的平分线的性质",正确识别题设与结论。
五、教学准备
直尺、圆规、量角器、三角板、多媒体课件。
六、教学过程
(一)知识回顾(约4分钟)
【教师活动】 上课先把上节课的家底翻出来,我把图挂在黑板上,让学生看着图说。
角平分线的性质:角的平分线上的点到角的两边的距离相等.
几何语言:∵点P是∠AOB平分线上的一点,PD⊥OA,PE⊥OB
∴PD=PE
【追问】 这句话里的"因"是什么、"果"是什么?要是把因和果调一个个儿,新说法还成立吗?
【学生活动】 回忆角平分线的定义与性质,独立思考后口答,并用几何语言表述。
(二)新知探究(约18分钟)
问1:请将角平分线的性质(角的平分线上的点到角的两边的距离相等),改写成"如果……那么……"的形式.
如果一个点为一个角平分线的点,那么这个点到这个角的两边的距离相等.
问2:交换角的平分线的性质中的题设和结论,你能得到什么结论?
角的内部到角的两边距离相等的点在角的平分线上.
问3:这个结论正确吗?
已知:点P是∠AOB内部一点,PD⊥OA,PE⊥OB,垂足分别为D,E,PD=PE.
求证:点P在∠AOB的平分线上.
证明:∵PD⊥OA,PE⊥OB,
∴∠PDO=∠PEO=90°.
在Rt△OPD和Rt△OPE中,OP=OP,PD=PE
∴Rt△OPD≌Rt△OPE(HL).
∴∠POD=∠POE,即OP平分∠AOB,
∴点P在∠AOB的平分线上.
【教师活动】 证明前我先让学生自己画图、自己想。多数孩子能连出 OP,可往下要用哪条判定就卡住了。我提示一句:现在手里有什么?两个直角、一条公共边、一组相等的垂线段——这不就是斜边直角边吗。HL 一上,全等成立,角就相等了。
角的平分线的判定:角的内部到角两边距离相等的点在角的平分线上.
应用具备的条件:①位置关系:点在角的内部;②数量关系:该点到角两边的距离相等.
几何语言:∵PD⊥OA,PE⊥OB,PD=PE.
∴OP平分∠AOB.
【易错提醒】 两个地方要咬住:一是"点在角的内部"这个位置条件不能省,写在证明开头;二是性质和判定方向相反,用之前先想清楚手里的已知是"角平分线"还是"距离相等",方向搞反了整道题就拧了。
【学生活动】 在教师引导下把性质改写成"如果……那么……"的形式;尝试交换题设与结论得到逆命题;独立画图、分析已知条件,两人一组交流证明思路,共同完成用 HL 判定全等、进而证明判定定理的过程。
(三)典例分析(约12分钟)
例1
(1)如图,点P在∠AOB的内部,PC⊥OA于点C,PD⊥OB于点D,PC=3.当PD的长为___3__时,点P在∠AOB的平分线上.
(2)如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,∠A=40°,MN⊥AC且MB=MN,则∠BCM=___25°___
【讲解思路】 第(1)问直接用判定,答案一填,关键是让学生把理由说全——两个距离相等,加上点在角的内部,才能下结论。第(2)问藏了一层:MB=MN 说的就是点 M 到 BA 和 AC 的距离相等,由判定得 AM 平分∠BAC,∠A=40°,所以∠MAC=20°,直角三角形里再算出∠BCM。这一问考的就是"从线段相等认出角平分线"的眼力。
例2 如图,BE=CF,BF⊥AC于点F,CE⊥AB于点E,BF和CE交于点D,求证:AD平分∠BAC.
证明:∵BF⊥AC,AB⊥CE,
∴∠DEB=∠DFC=90°.
在△BDE和△CDF中,∠BDE=∠CDF,∠DEB=∠DFC,BE=CF
∴△BDE≌△CDF(AAS).
∴DE=DF.
又∵BF⊥AC,CE⊥AB,
∴AD平分∠BAC.
【易错提醒】 这道题的顺序别搞反:先证一对三角形全等拿到 DE=DF,再由判定说 AD 是角平分线。有的学生上来就想用判定,可"距离相等"这个条件得先挣出来。我让学生在草稿上先写一句"要证 AD 平分∠BAC,只需证 D 到两边距离相等",把目标定下来再动笔。
例3 如图,△ABC的角平分线BM,CN相交于点P.
求证:(1)点P到三边AB,BC,CA的距离相等;
求证:(2)△ABC的三条角平分线交于一点.
(3)若AB=6cm,BC=7cm,AC=5cm,△PAB,△PBC,△PAC的面积分别为S₁,S₂,S₃,求S₁:S₂:S₃的比值;
(4)若△ABC的周长为18,PD=4,求△ABC的面积.
证明 (1):过点P作PD⊥AB,PE⊥BC,PF⊥CA,垂足分别为D,E,F.
∵BM是△ABC的角平分线,点P在BM上,
∴PD=PE.
同理PE=PF.
∴PD=PE=PF.
即点P到三边AB,BC,CA的距离相等.
证明(2):由(1)得,点P到边AB,CA的距离相等,
∴点P在∠A的平分线上,
∴△ABC的三条角平分线交于一点.
规律与方法:(1)三角形的三条角平分线交于一点,并且这点到三边的距离相等.(2)角平分线性质和判定的应用,常作辅助线为从这一点向角的两边作垂线段.
(3) ∵S₁=½×AB·PD=½×6·PD=3PD,
S₂=½×BC·PE=½×7·PE=(7/2)PE,
S₃=½×AC·PF=½×5·PF=(5/2)PF,
由(1)得,PD=PE=PF
∴S₁:S₂:S₃=3PD:(7/2)PE:(5/2)PF=6:7:5,
(4)∵S△ABC=S₁+S₂+S₃
∴S△ABC=½×AB·PD+½×BC·PE+½×AC·PF,
即得:S△ABC=½×(AB+BC+AC)×4
∵△ABC的周长为18
∴AB+BC+AC=18
∴S△ABC=½×18×4=36
【讲解思路】 这道大题把性质和判定串成一条线:先用性质拿到三条垂线段相等,再用判定说明点 P 也在第三个角的平分线上,三条角平分线交于一点这件事就证出来了。第(3)(4)问把线段的相等换成面积的比,本质还是那条"垂线段相等",只是套上了面积的壳。我让学生回头数一数:这道题里性质用了几次、判定用了几次?数完他们自己就明白两条定理是怎么搭着用的。
【学生活动】 独立审题,口述判定定理的"两个条件"(在角的内部、到两边距离相等),快速填空,说明每一空的依据;例3分小组分工书写,代表汇报。
(四)变式训练(约10分钟)
1.如图,BD是∠ABC的平分线,点P在BD上,PM⊥AD,PN⊥CD,垂足分别是M,N,PM=PN.求证:AB=BC.
证明:∵BD为∠ABC的平分线,
∴∠ABD=∠CBD.
∵PM⊥AD,PN⊥CD,PM=PN,
∴点P在∠ADC的平分线上,
∴∠ADB=∠CDB.
在△ABD和△CBD中,∠ABD=∠CBD,BD=BD,∠ADB=∠CDB
∴△ABD≌△CBD(ASA).
∴AB=BC.
2.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,点D在BC上,DE⊥AB于点E,且AE=EB,DE=DC,求∠B的度数.
解:∵∠ACB=90°,DE⊥AB,DE=DC,
∴∠1=∠2.
在△AED和△BED中,AE=BE,∠AED=∠BED=90°,ED=ED
∴△AED≌△BED(SAS),
∴∠1=∠B.
∴∠B=∠1=∠2.
又∵在Rt△ABC中,∠B+∠BAC=90°,
即∠1+∠2+∠B=90°,
∴∠B=30°.
3.如图,四边形ABCD中,∠B=∠C=90°,AM平分∠BAD交BC于点M,M为BC的中点,连接DM.求证:
(1)DM平分∠ADC;
(2)AD=AB+CD.
证明(1):如图,过点M作ME⊥AD于点E,
∵∠B=∠C=90°,
∴MB⊥AB,MC⊥CD,
∵AM平分∠DAB,MB⊥AB,ME⊥AD,
∴ME=MB,
又∵M为BC的中点,
∴MC=MB,
∴ME=MC,
∵MC⊥CD,ME⊥AD,
∴DM平分∠ADC;
(2):在Rt△AME和Rt△AMB中,ME=MB,AM=AM,
∴Rt△AME≌Rt△AMB(HL),
∴AE=AB,
同理可证DC=DE,
∵AD=AE+DE,
∴AD=AB+CD.
【讲解思路】 第1题两条角平分线各管一个角,凑出 ASA 的条件;第2题靠 DE=DC 认出∠1=∠2,再用 SAS 搭桥,最后在内角和里把∠B 抠出来;第3题是这组里最好的一道——过 M 作垂线是关键一步,作完之后性质和 HL 轮番上场,最后把 AD 拆成 AE 加 DE,两段各自换成 AB 和 CD。让学生注意第(2)问的套路:证线段的和,往往就是把长的那条拆成两段,各段再去换。
【学生活动】 独立完成变式1、2、3,注意识别"判定"与"性质"的不同用法,适时添加"作垂线段"的辅助线;小组内交流解法并订正。
(五)当堂检测(约7分钟)
1.如图,OC是∠AOB内部的一条射线,P是射线OC上任意一点,PD⊥OA,PE⊥OB.下列命题:
①如果OC平分∠AOB,那么PD=PE;
②如果PD=PE,那么OC平分∠AOB;
③如果OD=OE,那么OC平分∠AOB.
其中真命题有(D)
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
2.如图,PM⊥OA于M,PN⊥OB于N,PM=PN,∠OPN=60°,则∠AOB=__60°__.
3.如图,在△ABC中,O是△ABC内一点,且点O到△ABC三边的距离相等.若∠A=40°,则∠BOC的度数为__110°____
4.如图,DE⊥AB,交AB的延长线于点E,DF⊥AC于点F,且BE=CF,BD=CD,求证:AD平分∠BAC.
证明:∵DE⊥AB,DF⊥AC,
∴∠BED=∠CFD=90°.
在Rt△BDE和Rt△CDF中,BD=CD,BE=CF
∴Rt△BDE≌Rt△CDF(HL).
∴DE=DF.
又∵DE⊥AB,DF⊥AC,
∴点D在∠BAC的平分线上,即AD平分∠BAC.
【处理方式】 第1题让学生逐条判断并说理由,第③条是坑——OD=OE 说明的是△OPD≌△OPE,其实也能推出 OC 平分∠AOB,这条反而成立,让学生把推理走一遍再下结论;第2、3题口答;第4题抽人板演。
(六)课堂小结(约3分钟)
下课前我把性质和判定并排写在黑板上,让学生自己说两句话有什么不一样、各自怎么用。最后留一句:见角平分线想双垂,见距离相等想角平分线——一正一反,两条路都得熟。
七、板书设计
课题:14.3 角的平分线(第二课时 角平分线的判定)
左侧——
一、角平分线的判定
角的内部到角两边距离相等的点在角的平分线上.
应具备的条件:①位置关系:点在角的内部;②数量关系:该点到角两边的距离相等.
几何语言:∵PD⊥OA,PE⊥OB,PD=PE.
∴OP平分∠AOB.
右侧——
二、例1、例2、例3(标注每一步用的是性质还是判定)
八、作业布置
1.完成课后作业:教材P51练习1、2
2.配套同步分层作业
九、教学反思
这节课"逆命题"那条路走得顺,学生自己把性质倒过来一换,判定就出来了,接着用 HL 证全等也基本没卡壳——上一节课的"作双垂"确实铺垫到位了。倒是"性质还是判定"的分辨比我想的费劲,当堂检测第1题,一半学生没把第③条想透就下了判断。这道题下节课还要重新过,顺便把"由 OD=OE 先证全等再得角相等"这条弯路讲清楚。
变式3那道四边形的题,过点 M 作垂线这一步,独立想到的学生不到三分之一,多数是看了同桌才反应过来。看来辅助线这件事还是得多见多练,我打算在下一章的练习里专门放两道类似的,让"见角平分线作垂线"变成条件反射。时间上,例3(3)(4)两问讲得紧,面积那点事其实学生代数底子够了,下次可以放手让他们自己算,我省下时间给变式训练。
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