江蘇省南通田家炳中學 潘丹丹
三角形是人教版八年級上冊第十一章內(nèi)容,如何研究與三角形相關(guān)的角是研究的重點與難點,通過對與三角形有關(guān)內(nèi)容的分析與認識,筆者對如何求與三角形相關(guān)的角及與三角形相關(guān)的角的一些題型做了適當?shù)恼J識與總結(jié),如有不當之處,敬請批評指正.
與三角形有關(guān)的角包括內(nèi)角和外角,如何去求相關(guān)角呢?筆者認為,牢牢抓住內(nèi)角和定理或者外角結(jié)論,在求與三角形相關(guān)的角時,首先確定所研究的角是什么角,抓住三角形的內(nèi)角和定理(三角形三個內(nèi)角和等于180°)這條線,或者抓住外角結(jié)論(三角形的外角等于與它不相鄰的兩個內(nèi)角的和)這條線.
基于三角形求角中一條線的思路認識,可進一步得出以下兩個模型及對三個結(jié)論的認識.
如圖1,試探究∠A、∠B、∠C、∠D的關(guān)系.
結(jié)論:∠A+∠B=∠C+∠D.
通過對三角形中研究角時一條線的認識,可知應緊抓三角形的內(nèi)角和定理.證明如下:
證明:在△ABE中,∠A+∠B+∠AEB=180°,所以∠A+∠B=180°-∠AEB.
在△CDE中,∠C+∠D+∠CED=180°,所以∠C+∠D=180°-∠CED.
又因為∠AEB=∠CED,所以∠A+∠B=∠C+∠D.
圖1
圖2
建立在8字模型的基礎上,將8字模型與角平分線結(jié)合,有如下問題探究:
如圖2,BP、DP分別平分∠B、∠D,相交于點P,試探究∠P與∠A、∠C的關(guān)系.
證明:記線段AD、BP相交于點M,則根據(jù)8字模型結(jié)論得∠A+∠ABP=∠P+∠ADP ①.
記線段BC、DP相交于點N,則根據(jù)8字模型結(jié)論得∠P+∠CBP=∠C+∠CDP ②.
因為BP、CP分別平分∠ABC、∠ADC,所以∠ABP=∠CBP,∠ADP=∠CDP.
認識了8字模型與角平分線的結(jié)合,在此基礎上還可做如下變式:
證明:記線段AD、BP相交于點M,則根據(jù)8字模型結(jié)論得,所以∠ABC-∠ADC=3(∠P-∠A).
記線段BC、DP相交于點N,則根據(jù)8字模型結(jié)論得∠P+∠CBP=∠C+∠CDP,則,所以
進一步可以推廣到一般情況:
如圖3,試探究∠A、∠B、∠C、∠D的關(guān)系.
結(jié)論:∠D=∠A+∠B+∠C.
通過對三角形中研究角時一條線的認識,有以下思考:
證法1:(利用三角形內(nèi)角和定理)連接BC.
在△ABC中,∠A+∠ABC+∠ACB=180°,所以∠A+∠ABD+∠ACD=180°-∠DBC-∠DCB.
在△DBC 中,∠BDC+∠DBC+∠DCB=180°,則∠BDC=180°-∠DBC-∠DCB,所以∠BDC=∠A+∠ABD+∠ACD.
證法2:(構(gòu)造外角,利用外角結(jié)論)連接AD并延長至點E.
根據(jù)外角結(jié)論,得∠BDE=∠B+∠BAE,∠CDE=∠C+∠CAD,所以∠BDE+∠CDE=∠B+∠C+∠BAE+∠CAD,即∠BDC=∠BAC+∠B+∠C.
實際上在利用外角結(jié)論證明時,也可用以下方法:延長線段BD交AC于點M,或者延長線段CD交AB于點N.
圖3
圖4
建立在飛鏢模型的基礎上,將飛鏢模型與角平分線結(jié)合,有如下問題探究:
如圖4,BO、CO分別平分∠ABC、∠ACB,相交于點O,試探究∠A、∠O、∠D的關(guān)系.
結(jié)論:∠A+∠D=2∠O
證明:由飛鏢模型可得:∠O=∠A+∠ABO+∠ACO,∠D=∠O+∠OBD+∠OCD.
因為BO、CO分別平分∠ABC、∠ACB,所以∠ABO=∠OBD,∠ACO=∠OCD.則∠O-∠A=∠D-∠O,故∠A+∠D=2∠O.
認識了飛鏢模型與角平分線的結(jié)合,在此基礎上還可做如下變式:
證明:由飛鏢模型可得:∠O=∠A+∠ABO+∠ACO,∠D=∠O+∠OBD+∠OCD.
進一步可以推廣到一般情況:
將8字模型、飛鏢模型與對角線結(jié)合得到了一般性的結(jié)論,而三角形中角平分線的一般結(jié)論又如何呢?
在△ABC中,∠ABC的平分線和∠ACB的平分線交于點P,如圖5,試猜想∠P與∠A的關(guān)系,并予以證明.
證明:在△PBC中,∠P=180°-∠PBC-∠PCB.
因為BP、CP分別平分∠ABC、∠ACB,所以∠PBC=
圖5
圖6
在△ABC中,一個外角∠ACE的平分線和一個內(nèi)角∠ABC的平分線交于點P,如圖6,試猜想∠P與∠A的關(guān)系,并予以證明.
證明:因為∠PCE為△PBC的外角,所以∠P=∠PCE-∠PBC.
因為BP、CP分別平分∠ABC、∠ACE,所以∠PBC=
在△ABC 中,兩個外角∠EBC的平分線和∠FCB的平分線交于點P,如圖7,試猜想∠P與∠A的關(guān)系,并予以證明.
圖7
證明:在△PBC中,∠P=180°-∠PBC-∠PCB.
因為BP、CP分別平分∠EBC、∠FCB,所以∠PBC=
建立在三角形中角平分線的結(jié)論上,與之方法類似,以上問題均可拓展到一般情況并得到一般性的結(jié)論:
以上內(nèi)容是對三角形中如何求角這個問題的部分認識,充分掌握好以上問題的結(jié)論及證明過程,在適當情況下能起到事半功倍的作用.實際上,不管是三角形中求什么角的問題,核心本質(zhì)都是首先抓住這個角是什么角,然后充分利用內(nèi)角和定理或者外角結(jié)論進行轉(zhuǎn)化解決.