角,是幾何圖形中最為基本的圖形之一.三角形、四邊形等圖形中都有角的身影.熟練地掌握角的知識(shí),對(duì)日后學(xué)習(xí)幾何有著很大的幫助.
一、基本概念
角,是有公共端點(diǎn)的兩條射線組成的圖形,這個(gè)公共端點(diǎn)就是角的頂點(diǎn),這兩條射線是角的兩條邊.如圖1,O是這個(gè)角的頂點(diǎn),射線OA、OB是這個(gè)角的兩條邊.
角的符號(hào)為“∠”,讀作“角”.為了表示一個(gè)角,通常會(huì)用三個(gè)大寫字母,如圖1可以用∠AOB或∠BOA來(lái)表示.其中應(yīng)注意表示頂點(diǎn)的字母必須放在中間.當(dāng)用一個(gè)字母表示角沒(méi)有歧義時(shí),可以直接用頂點(diǎn)字母來(lái)表示這個(gè)角,反之,則不可以.如圖1可以直接記作∠O.在圖2中,∠AOB則不能表示為∠O,因?yàn)椤螦OC、∠BOC的頂點(diǎn)均為O.當(dāng)角內(nèi)標(biāo)上希臘字母或數(shù)字時(shí),也可以直接表達(dá).如圖1也可以用∠α來(lái)表示.此外,從運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)看,角還可以看成是一條射線繞著端點(diǎn)(也就是頂點(diǎn))旋轉(zhuǎn)到另一個(gè)位置所形成的圖形.
二、角的分類
角的基本度量單位是“°”,讀作“度”.根據(jù)度數(shù)的大小可以進(jìn)行如下分類:如圖3,90°以下0°以上的角看上去比較尖銳,叫做銳角;如圖4,90°的角稱為直角;如圖5,大于90°且小于180°的角叫做鈍角;180°的角看上去像是一條直線(其實(shí)中間有一個(gè)頂點(diǎn)),稱為平角;大于180°且小于360°的角稱為優(yōu)角;360°的角是由兩條完全重合的射線構(gòu)成的,稱為周角.初中階段,主要研究前三種角,即銳角、直角、鈍角.
三、角的大小比較
顯然,鈍角>直角>銳角,這是比較簡(jiǎn)單的一種粗略對(duì)比方式.如果同屬一種類型的角,我們可以使用疊合法,將角的頂點(diǎn)和一條邊重合,并使另外一條邊處于同側(cè),角的大小便很容易看出.當(dāng)然,這一個(gè)方法也有一定的局限性.當(dāng)角度相當(dāng)接近時(shí),實(shí)際操作中可能難以分辨或出現(xiàn)判斷誤差.所以,我們還可以用量角器度量(如圖6),或者通過(guò)計(jì)算來(lái)加以對(duì)比.
圖6
四、角的度量單位
除了度(°)以外,還有一些其他的度量單位,例如分(′)和秒(″).是不是有點(diǎn)眼熟?沒(méi)錯(cuò),在時(shí)間單位上也有分和秒.更有意思的是,角度單位(度、分、秒)之間的換算也和時(shí)間一樣,為六十進(jìn)制.即1度=60分,1分=60秒.歸納一下就是1°=60′=3600″.
五、畫一個(gè)角
如果要求畫一個(gè)規(guī)定度數(shù)的角該怎么做?
部分特殊的角可以直接用三角尺畫出,如30°、60°、90°、120°等等,其余的一些角我們可以用量角器畫出.我們先畫的是角的頂點(diǎn)和一邊,這和度量角度的方法類似,頂點(diǎn)和一邊可以隨意畫,它們的位置并不影響最后所成角的度數(shù).完成之后我們需要把角的頂點(diǎn)和量角器中心重合,一邊和零刻度線重合,需要畫多少度的角,就在量角器上多少度的刻度的地方點(diǎn)一點(diǎn),再以畫的射線的端點(diǎn)為端點(diǎn),通過(guò)剛畫的點(diǎn),再畫出另一射線.
六、角平分線
當(dāng)一條射線將一個(gè)角分為兩個(gè)相等的角時(shí),我們就說(shuō)這條射線是這個(gè)角的角平分線,或者說(shuō)這條射線平分了這個(gè)角,如圖7所示.若∠AOC=∠BOC,我們便可以說(shuō)OC是∠AOB的角平分線或者 OC平分∠AOB.被分出來(lái)的兩個(gè)角的度數(shù)是原角度數(shù)的一半.
圖7
七、余角、補(bǔ)角、對(duì)頂角
如果兩個(gè)角的和是一個(gè)直角,那么這兩個(gè)角互為余角,簡(jiǎn)稱互余.如果兩個(gè)角的和是一個(gè)平角,那么這兩個(gè)角互為補(bǔ)角,簡(jiǎn)稱互補(bǔ).兩個(gè)角,在頂點(diǎn)重合的情況下,若兩邊互為反向延長(zhǎng)線,則這樣的兩個(gè)角被稱為對(duì)頂角,值得注意的是,對(duì)頂角都是成對(duì)出現(xiàn)的.同樣地,我們也可以這樣理解對(duì)頂角:兩條直線相交后所得的只有一個(gè)公共頂點(diǎn)而沒(méi)有公共邊的兩個(gè)角互為對(duì)頂角.顯然對(duì)頂角相等.
八、能力挑戰(zhàn)
【問(wèn)題探究1】若在同一平面內(nèi),有三條直線兩兩相交,有幾組對(duì)頂角?猜想:如果有n條直線兩兩相交,有幾組對(duì)頂角?
【問(wèn)題解析】這道題顯然是屬于找規(guī)律類型的題目,當(dāng)我們面對(duì)較大或未知的數(shù)據(jù)時(shí),不用擔(dān)心,我們可以從最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)入手,畫出基本圖形.如圖8,三條直線交于一個(gè)點(diǎn);如圖9,三條直線兩兩相交的一般情形.我們都知道,兩條直線相交,可以產(chǎn)生兩組對(duì)頂角,以此類推,那么在圖8、圖9的情況下,我們可以看成有三組這樣的兩條直線分別相交,3×2=6,一共有6組對(duì)頂角.進(jìn)而可以猜想,n條直線兩兩相交,一共有n(n-1)組對(duì)頂角.
【問(wèn)題探究2】
(1)一個(gè)角的補(bǔ)角加上10°后,等于這個(gè)角的余角的3倍,求這個(gè)角以及它的余角和補(bǔ)角的度數(shù).
(2)一個(gè)角的余角與這個(gè)角的補(bǔ)角的和比平角多2°,求這個(gè)角.
【問(wèn)題解析】
(1)本題屬于對(duì)概念的考查,互補(bǔ)的角之和為180°,互余的角之和為90°,所以,我們不妨設(shè)這個(gè)角度數(shù)為α,由題意可知:180°-α+10°=3·(90°-α).
解得α=40°.
∴180°-α=140°,90°-α=50°.
答:這個(gè)角為40°,它的余角為50°,補(bǔ)角為140°.
(2)此題比上題多考查了平角這一知識(shí)點(diǎn),平角即180°的角.設(shè)這個(gè)角度數(shù)為β,則它的補(bǔ)角為(180°-β),余角為(90°-β).由題意知90°-β+180°-β=180°+2°,解得β=44°.
答:這個(gè)角為44°.
角,作為構(gòu)成簡(jiǎn)單或復(fù)雜圖形的重要部分,在日后的學(xué)習(xí)中我們將會(huì)經(jīng)常碰到,難度也千變?nèi)f化.所以,上面所講到的角的基礎(chǔ)知識(shí)一定要掌握牢固.未來(lái)還有許多更為復(fù)雜的角的知識(shí)需要我們?nèi)ヌ剿?、去學(xué)習(xí).相信,與“角”的初相識(shí),這一步走好,走扎實(shí)了,對(duì)我們今后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)大有裨益.在今后的幾何學(xué)習(xí)中,我們還會(huì)發(fā)現(xiàn)更多“角”的無(wú)窮奧秘!
(作者單位:江蘇省無(wú)錫市蠡園中學(xué))