1、11定理与证明定理与证明一、学习目标掌握平面内两条直线的位置关系-相交和平行。掌握两直线相交所成的角的定义和性质,两直线垂直的定义和性质,掌握两直线平行的定义,判定和性质,并能运用这些概念和性质进行简单的推理证明,并了解几何中推理证明的重要性。二、学习要求1、逐步熟悉和掌握研究几何问题的方法和规律,掌握定义,公理和定理的意义,使它们成为研究几何问题时推理的根据。2、具有正确运用几何语言的能力(包括文字表达的语言和符号语言两种)和识图能力。3、理解定理证明的方法、步骤和书写格式,具备比较简单的推理证明的能力。三、例题分析第一阶梯例1完成下列一步推理:(1)CDAB于0(已知) AOC= ( )(
2、2)1与2互余(已知) 1+2=90( )(3)OC是AOB的平分线 AOC= ( ) 或A0B=2 或BOC=(4)1+2=90,2+3=90(已知) 1=3( )(5)ABCD EFCD(已知) ( )(6)点C是AB的中点(已知) AC= ( )或AB=2或AC=提示:垂直的定义是什么? 角平分线及中点的三种表示方法是什么?互余、互补是怎样定义的?平行公理及推论是什么?参考答案:(1)AOC=90(垂直定义)(2)互余定义(3)AOC=BOC,AOB=2AOC(或 2BOC) BOC=AOB(角平分线定义)(4)同角的余角相等(5)ABEF(平行于同一条直线的两条直线平行)(6)AC=B
3、C, AB=2AC(或2BC) AC=AB(中点的定义)说明:角平分线和中点的表示方法有三种,在具体进行推理论证的过程中,可根据实际需要选择其中的一种表示方法。例2在括号中填上理由:如图,直线AB、CD被EF所截1=2( )又1=4(已知)2=4( )2和3互为邻补角2和3=180( )3+4=180(等量代换)3与4互补( )提示:1与2是什么角?邻补角有什么性质?参考答案:对顶角相等;等量代换;邻补角定义;互补定义。说明:在很多几何证明的问题中,角与角之间的关系,往往是通过对顶角或邻补角转换的,所以我们在今后的证明中,不能忽略对顶角相等,邻补角互补这一隐含在图中的条件。例3如图,完成下面的
4、练习:(1)3=4(已知) ( )(2)4=5(已知) ( )(3)6+ECB=180(已知) ( )(4)B=7(已知) ( )(5)AEBC(已知) 6= ( )(6)ABEC 7= ( )(7)AEBC(已知) EAB+ =180第二阶梯例1已知:如图1,ABCD,A=C,求证:ADBC证法一:ABCD ( )B+ =180( )A=C( )B+A= ( ) ( )证法二:如图2,连结AC。ABCD( )1= ( )DAB-2=BCD-1( )即DAC=BCA ( )证法三:如图3,延长AB至EABCD ( )C=CBE ( )A=C( ) = ( )ADBC( )例2已知,如图,1=2
5、,DEAC,EFCD,求证;EF平分BED提示:要证明EF平分BED,只需证明3=4即可由DEAC能得出,5等于哪个角?由EFCD,能得出3等于哪个角,4等于哪个角?得出的这三个角相等吗?参考答案:证明:DEAC,CDEF(已知)1=5,5=3(两直线平行,内错角相等)1=3(等量代换)CDEF(已知)2=4(两直线平行,同位角相等)1=2(已知)3=4(等量代换)EF平分BED(角平分线定义)说明:本题是平行线的性质与角平分线的应用,在证明角相等的结论时,经常用到平行线的性质及角平分线的定义,同学们可通过图形及已知条件,探求证明思路,总结角相等的证明方法。例3如图ABC中 ,CDAB,FGA
6、B,1=2,求证:AED=ACB。提示:由图可知,AED和ACB是同位角,要证明AED=ACB,只需证明DEBC,要证明DEBC,只需证明1=3,又1=2,即只需证明2=3,2和3是同位角,从而只需证GFDC即可,由已知条件CDAB,FGAB能证出GFDC吗?参考答案:证明:CDAB,FGAB(已知)CDB=FGB=90(垂直定义)GFDC(同位角相等,两直线平行)2=3(两直线平行,同位角相等)又1=2(已知)1=3(等量代换)DEBC(内错角相等,两直线平行)AED=ACB(两直线平行,同位角相等)说明:综合法,分析是证明几何题目常用的推理论证的方法,综合法是由已知想可知逐步推向未知,而分
7、析法是由结论想需知逐步靠近已知,当题目较复杂,推理思路不清楚时,可用分析法探求思路,即从结论入手去想需知,思路明确以后,采用综合法进行推理,即逆向思考,正向推理。第三阶梯例1已知:如图,1=2,C=D,求证:A=F.提示:要证A=F,只需证DFBC即可,要证明DFBC,只需证4=C,又C=D,所以只需证4=D,从而只需证出ECDB,想想由已知条件1=2,如何证出ECDB.参考答案:证明:2=3(对顶角相等) 1=2(已知)1=3(等量代换)DBEC(同位角相等,两直线平行)4=D(两直线平行,同位角相等)又C=D(已知)4=C(等量代换)DFAC(内错角相等,两直线平行)A=F(两直线平行,内
8、错角相等)说明:此例是平行线的性质与平行线判定综合应用的题目,推理步骤较多,较复杂,拿到这样的题目以后,应先弄清思路,可以这样思考:例2已知:如图2-1 ABCD,EAB=115,3=140,求:2的度数。提示:从题目中可知,要直接利用EAB和3,求出2的度数,根本不可能,而已知条件有ABCD,所以可将问题转化为用平行线的性质来解决,因此需要作辅助线,想想可以怎样添加辅助线参考答案:解法一,过A作AGCE交CD于G,则3+AGC=180(两直线平行,同旁内角互补)3=140(已知)AGC=180-140=40ABCD(已知)AGC=GAB=40(两直线平行,内错角相等)EAB=115EAG=E
9、AB-GAB=115-40=75AGCE(已作)2=EAG=75(两直线平行,内错角相等)解法二:如图2-2 ,过E作EFAB1+4=180(两直线平行,同旁内角互补)1=1154=180-1=180-115=65EFAB, ABCDEFCD(平行于同一直线的两直线平行)5+3=180(两直线平行,同旁内角互补)3=1405=180-3=180-140=402=180-(4+5)=180-105=75(平角定义)说明:解法一中,求2即转化为求EAG,所作平行线起到移角的作用;解法二中,求2即转化为求4+5,可根据ABEFCD,得1+4+5+3=360,这一结论,又因为,1,3已知,求出4+5,
10、从而求出2的度数。例3证明:两条平行线被第三条直线所截,内错角的平分线互相平行。提示:证明一个命题,要根据题设,结论、结合图形,写出已知,求证后再写出证明过程,想想如何根据命题画出图形,如何写出已知,求证。参考答案:已知:如图,ABCD,EF分别交AB,CD于E、F;EG平分AEF,FH平分EFD求证:EGFH证明:ABCD(已知)AEF=EFD(两直线平行,内错角相等)EG平分AEF,FH平分EFD(已知)1=AEF,2=EFD(角平分线定义)1=2(等量的一半相等)EGFH(内错角相等,两直线平行)说明:证明思路,由结论想需知, 由已知想可知, 四、检测题1如图1,FAMN于A,HCMN于
11、C,指出下列各判断中,错误的是( ) A.由CAB=NCD,得ABCD B.由DCG=BAE,得ABCD C.由MAE=ACG,DCG=BAE,得ABCD D.由MAB=ACD,得ABCD2若ABCD,CD EF,则AB EF的根据是( ) A.平行公理 B.等量代换 C.内错角相等,两直线平行 D.平行于同一直线的两直线平行3如图2,直线MNPQ于O,RS是过0点的直线,1=50,则2是( ) A.50 B.40 C.60 D.以上都不对。4如果两条平行线被第三条直线所截,那么一组同位角的平分线的位置关系是( ) A.互相垂直 B.互相平行 C.相交但不垂直 D.不能确定5.在括号内填上适当
12、的理由:(如图3) 设 ACBC,CDAB ACB=90,BDC=ADC=90( ) 设B+1=90,又2+1=90 2=B( )6. 已知:ADBC,B=55,C=47,(如图4)求:BAC的度数 解: ADBC( ) 1=B,2=C( ) B=55,C=47( ) 1=55,2=47( ) 又1+BAC+2=180() BAC=180-1-2=180-55-47=78 7.如图5,两直线AB,CD相交于O,且AOC=2BOC,求:AOD的度数。 解: AOC=2BOC( ) AOC+BOC=180( ) BOC= 度 又BOC=AOD( ) AOD= 度 8.已知,如图6,BED=B+D,
13、求证:ABCD 证明:过E点作EFCD 1= ( ) BED=1+2 2=BED-1 又BED=B+D ( ) B=BED-D B=2 ( ) 又CDEF(作图) AB CD ( ) 9.已知,如图7,1+2=180.求证:4=5 10.证明:同垂直于第三条直线的两条直线平行,要求:画图写出已知,求证并证明。 答案: 1、B 2、D 3、B 4、B 5、垂直定义;同角的余角相等。 6、已知;两直线平行,内错角相等;已知,等量代换;平角定义; 7、已知:邻补角定义;60,对顶角相等,60. 8、D;两直线平行,内错角相等,已知;ABEF;内错角相等,两直线平行,平行于同一直线的两直线平行。 9、证明: 1=3(对顶角相等) 1+2=180(已知) 2+3=180(等量代换) ABCD(同旁内角互补,两直线平行) 5=6(两直线平行,同位角相等) 又4=6(对顶角相等) 4=5(等量代换) 10、已知:如图8,ac于A,bc于B,求证:ab. 证明: ac于A,bc于B,(已知) 1=2=90(垂直定义) ab(同位角相等,两直线平行)
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