12.3 角的平分线的性质
第一课时
一、教学目标
(一)核心素养
(二)学习目标
1. 会用尺规作一个角的平分线,知道作法的合理性;
2. 探索并证明角平分线的性质;
3. 能用角的平分线的性质解决简单问题.
(三)学习重点
角的平分线的性质的证明及应用.
(四)学习难点
角的平分线的性质的探究.
二、教学设计
(一)课前设计
预习任务
用尺规作图作一个角的平分线的方法,其依据是SSS .
角的平分线上的点到角的两边的距离相等.
预习检测
一、填空题
1.如图,在△ABC 中,∠C =90°,AD 是∠BAC 的角平分线,若BC =8cm ,BD =5cm ,则点D 到AB 的距离为 . D
C
B
A
答案:3cm
解析:根据题意画出图形,过点D 作DE ⊥AB ,交AB 于点E ,D 点到AB 的距离即为DE 的长.
∵∠BCA=90°
∴AC⊥BC
∵AC⊥BC,DE⊥AB,AD平分∠CAB
∴CD=DE
∵BC=8cm,BD=5cm,CD=DE,BC=CD+BD
∴DE=3cm
即D点到直线AB的距离是3cm.
点拨:根据角平分线的性质添加辅助线作答
2.∠AOB的平分线上一点P,P到OA的距离为2.5cm,则P到OB的距离
为cm.
答案:2.5
解析:∵P是∠AOB平分线上一点,点P到OA的距离是2.5cm,
∴P到OB的距离等于点P到OA的距离,为2.5cm.
因此,本题正确答案是:2.5.
点拨:根据角平分线上的点到角的两边的距离相等解答.
二、选择题
3.如图,∠1=∠2,PD⊥OA,PE⊥OB,垂足分别为D,E,下列结论错误的是()
A、PD=PE
B、OD=OE
C、∠DPO=∠EPO
D、PD=OD
2
1A
B E D
P
答案:D
解析:A 项;由角分线性质,正确
B 项;由角分线性质知PD =PE ,由HL 知Rt △OEP ≌△ODP ,则两三角形全等知OD =OE ,正确.
C 项;同B 项,由两三角形全等知∠DPO =∠EPO
D 项;错误
点拨:由题设可知OP 为∠AOB 的角平分线,PE 为P 到OB 的距离,PD 为P 到OA 的距离,再由角的平分线性质判断即可.可由角分线的性质找出相应的结论.
(二)课堂设计
1.知识回顾
(1)三角形的判断方法有哪些?
SSS,SAS,AAS,ASA,HL
(2)三角形中有哪些重要线段?
三角形中有三条重要线段,它们分别是:三角形的高,三角形的中线,三角形的角的平分线.
(3)从直线外一点到这条直线的垂线段的长叫做点到直线的距离.
2.问题探究
探究一 角的平分线的作法
●活动①
请同学们拿出准备好的角,用你自己的方法画出它的角平分线,然后与大家交流分享.
12
BD C
A
D B
M N 【设计意图】通过学生动手实践,寻找作已知角的平分线的方法,目的是为了引入尺规作图作已知角的平分线.
●活动②
如图是一个平分角的仪器,其中AB=AD ,BC=DC.将点A 放在角的顶点,AB 和AD 沿着角的两边放下,画一条射线AE ,AE 就是∠DAB 的平分线. 你能说明它的道理吗?
让同学们把推理过程写在课堂作业本上,老师巡查学生完成情况,对个别学生进行引导,最后教师把有典型错误的解答过程展示出来,让同学们去纠正错误.
【设计意图】为如何用尺规作图作已知角的平分线作铺垫.
●活动③
老师提出问题:
通过上述探究,能否总结出尺规作已知角的平分线的一般方法.自己动手做做看.然后与同伴交流操作心得.(分小组完成这项活动,教师可参与到学生活动中,及时发现问题,给予启发和指导,使讲评更具有针对性)
讨论结果展示:
已知:∠MAN
求作:∠MAN 的角平分线.
作法:(1)以A 为圆心,适当长为半径画弧,交AM 于B ,交AN 于D.
(2)分别以B 、D 为圆心,大于 的长为半径画弧,两弧在∠MAN 的内部交于点C.
(3)画射线AC.
∴射线AC 即为所求.
A
D B C E
分组讨论:
1.在上面作法的第二步中,去掉“大于1
2
BD的长”这个条件行吗?
2.第二步中所作的两弧交点一定在∠MAN的内部吗?
学生讨论结果总结:
1.去掉“大于1
2
BD的长”这个条件,所作的两弧可能没有交点,所以就找
不到角的平分线.
2.若分别以B、D为圆心,大于1
2
BD的长为半径画两弧,两弧的交点可能
在∠MAN的内部,也可能在∠MAN的外部,而我们要找的是∠MAN内部的交点,否则两弧交点与顶点连线得到的射线就不是∠MAN的平分线了.
3.角的平分线是一条射线.它不是线段,也不是直线,所以第二步中的两个限制缺一不可.
4.这种作法的可行性可以通过全等三角形来证明.
练一练:
任意画一角∠AOB,作它的平分线.
【设计意图】设计这两个问题的目的在于加深对角的平分线的作法的理解,培养数学严密性的良好学习习惯
探究二角的平分线的性质
●活动①
如图,将∠AOB对折,再折出一个直角三角形(使第一条折痕为斜边),然后展开.观察两次折叠形成的三条折痕,三条折痕分别表示什么?你能得出什么结论?
学生回答后师生归纳:OC表示∠AOB的角平分线,PD和PE分别表示P到OA和OB的距离,P到角两边的距离相等(PD=PE)
【设计意图】让学生感知角平分线的性质.
●活动②
学生活动:作已知∠AOB的平分线,过平分线上一点P,作两边的垂线段.
投影出下面两个图形,让学生评一评.
结论:同学乙的画法是正确的.同学甲画的是过角平分线上一点画角平分线的垂线,而不是过角平分线上一点作两边的垂线段,所以他的画法不符合要求.问题1:如何用文字语言叙述所画图形的性质?
师生共同归纳:角平分线上的点到角的两边的距离相等.
问题2:能否用符号语言来翻译“角平分线上的点到角的两边的距离相等”这句话?
已知事项:OC平分∠AOB,PD⊥OA,PE⊥OB,D、E为垂足.
由已知事项推出的事项:PD=PE.
【设计意图】进一步理解角平分线的题设和结论.
●活动③
以上结论成立吗?让同学们独立进行证明,然后展示学生的证明过程:
证明:∵ PD⊥OA,PE⊥OB (已知)
∴∠PDO = ∠PEO=90°(垂直的定义)
在△PDO和△PEO中
∠PDO = ∠PEO(已证)
∠AOC = ∠BOC (已知)
OP=OP (公共边)
∴△PDO ≌△PEO(AAS)
∴ PD=PE(全等三角形的对应边相等)
于是我们得角的平分线的性质:角的平分线上的点到角的两边的距离相等.符号语言:
∵∠AOC=∠BOC, PD⊥OA,PE⊥OB,垂足分别为点D、E.(已知)
∴ PD=PE(角的平分线上的点到角的两边的距离相等)
【设计意图】展示符号语言的目的在于规范学生的书写过程,培养学生严谨的推理能力.
探究三用角的平分线的性质解决简单问题
●活动①
应用角平分线的性质,就可以省去证明三角形全等的步骤,使问题简单化.所以若遇到有关角平分线,又要证线段相等的问题,我们可以直接利用性质解决问题.例1(1) 下面四个图中,点P都在∠AOB的平分线上,则图形( )中PD=PE.
A B C D
【知识点】角平分线的性质.
【思路点拨】利用角平分线的性质时,非常重要的条件是PD和PE是到角两边的距离.
【解答过程】选项A中如果增加一个条件OD=OE,就能得出PD=PE;选项B和C中PD不是到OA的距离;选项D中P到OA和OB的距离为PD和PE.
【答案】D
(2)下图中,PD⊥OA,PE⊥OB,垂足分别为点D、E,则图中PD=PE吗?
【知识点】角平分线的性质.
【思路点拨】已知没有告诉OC 为∠AOB 的平分线,由此PD 与PE 不相等.
【解答过程】PD 与PE 不相等,因为OC 不是∠AOB 的平分线.
(3)如图,△ABC 中,∠C =90°,BD 平分∠ABC ,CD =2cm ,则点D 到AB 的距离为 cm .
【知识点】角平分线的性质.
【思路点拨】过D 作AB 的垂线段DE,垂足为E,由BD 平分∠ABC ,可得DC=DE=2.
【解答过程】解:过D 作AB 的垂线段DE,垂足为E,
∵BD 平分∠ABC ,CD ⊥BC,DE ⊥AB,
∴DC=DE
∵CD =2cm ,
∴DE=2cm ,
即点D 到AB 的距离为2cm
【答案】2
D C B
A E D C
B A
练习:如图,△ABC中,∠C=90°,BD平分∠ABC,DE⊥AB,垂足为点E,AC=7cm,则AD+DE= cm.
E
D
C
B
A
【知识点】角平分线的性质.
【思路点拨】由BD平分∠ABC,可得DC=DE, AD+DE=AD+DC=AC.
【解答过程】解:∵BD平分∠ABC,CD⊥BC,DE⊥AB,
∴DC=DE
∴AD+DE=AD+DC=AC.
∵AC=7cm,
∴AD+DE=7cm.
【答案】7
【设计意图】通过练习,理解角平分线的性质.
●活动②
例2如图所示,要在S区建一个集贸市场,使它到公路、铁路距离相等,离公路与铁路交叉处500m,这个集贸市场应建于何处(在图上标出它的位置,比例尺为1:20 000)?
【知识点】角平分线的性质
【思路点拨】
1.这个集贸市场应该建在公路与铁路形成的角的平分线上,并且要求离角的顶
点500米处.
2.在纸上画图时,我们经常以厘米为单位,而题中距离又是以米为单位,这就涉及一个单位换算问题了.1 m=100 cm ,所以比例尺为1:20 000,其实就是图中1 cm 表示实际距离200 m 的意思.作图如下:
【答案】
第一步:尺规作图法作出∠AOB 的平分线OP .
第二步:在射线OP 上截取OC=2.5 cm ,确定C 点,C 点就是集贸市场所建地了. 练习:在S 区有一个贸易市场P ,它建在公路与铁路所成角的平分线上,要从P 点建两条路,一条到公路,一条到铁路,怎样修才能使路最短?它们有怎样的数量关系呢?
【知识点】角平分线的性质
【思路点拨】过P 分别作公路和铁路的垂线段,这两条垂线段就是P 点到公路和铁路的最短距离.
【答案】过P 点分别作铁路和公路的垂线段,它们的数量关系为相等. ●活动3
例3如图,△ABC 中,∠C =90°,BD 平分∠ABC ,DE ⊥AB 于E ,F 在BC 上,AD=DF 求证:CF=EA
S 公路
铁路 P
【知识点】角平分线的性质和三角形的判定和性质
【思路点拨】证CF和EA所在的两个三角形全等
【解答过程】
证明:∵∠C=90°,BD平分∠ABC,DE⊥AB于E,
∴DC=DE
又∵AD=DF
∴△DCF≌△DEA(HL)
∴CF=EA
练习:如图,CD⊥AB于点D,BE⊥AC于点E,BE,CD交于点O,且AO平分∠BAC,求证:OB=OC.
【知识点】角平分线的性质和全等三角形的判定
【思路点拨】利用角平分线的性质可得OD=OE,证明△BOD ≌△COE可得OB=OC 【答案】证明:∵CD⊥AB,BE⊥AC,AO平分∠BAC,
∴OD=OE,∠BDO=∠CEO=90°.
∵∠BOD=∠COE,
∴△BOD ≌ △COE.
∴OB=OC.
3. 课堂总结
知识梳理(以课堂内容为根据,结合教学目标的几点要求,对涉及到的知识细致梳理)
(1)会用尺规作一个角的平分线,知道作法的理论依据;
(2)探索并证明角平分线的性质;
(3)能用角的平分线的性质解决简单问题.
重难点归纳(本节课的中心知识点在此进行回顾,对课堂上的典型方法、特殊例题进行归纳点拨)
(1)角的平分线的性质的探究.
(2)角的平分线的性质的证明及应用.
(3)证明线段相等通常证明线段所在的两个三角形全等.
(三)课后作业
基础型自主突破
1.如图,OC是∠AOB的平分线,P是OC上一点,PD⊥OA于点D,PD=4,则点P 到边OB的距离为()
A.4 B.3 C.3 D.1
【知识点】角平分线的性质
【思路点拨】因为PD⊥OA,PD=4,即P到OA的距离为4,P是∠AOB的平分线上一点,P到OA和OB的距离相等,所以P到边OB的距离为4.
【解答过程】解:过P做PE⊥OB于E,
∵OC是∠AOB的平分线,PD⊥OA, PE⊥OB,
∴PD=PE=4
即P到OB的距离为4.
【答案】A
2 .如图,OP 平分∠MON ,PA ⊥ON 于点A ,点Q 是射线OM 上一个动点,若PA=5,则PQ 的最小值为
.
【知识点】角平分线的性质和点到直线的距离
【思路点拨】因为Q 在OM 上,当PQ ⊥OM 时,PQ 的长度最小.
【解答过程】解:过P 作OM 的垂线段,垂足为B,因为PQ 最小,则B 点与Q 点重合,
∵OP 平分∠MON ,PA ⊥ON ,PQ ⊥OM
∴PQ=PA=5.
【答案】5
3.如图,已知在△ABC 中,CD 是AB 边上的高线,AE 平分∠BAC ,交CD 于点E ,AC=6,DE=3,则△ACE 的面积等于( ) E D
B
A C
A .10
B .9
C .8
D .7
【知识点】角平分线的性质和三角形的面积公式
【思路点拨】过E 点作AC 的垂线EF,垂足为F ,根据角平分线的性质可得EF=ED=3,则△ACE 的面积等于9.
【解答过程】解:过E 作AC 的垂线段EF 垂足为F,
∵AE 平分∠BAC ,EF ⊥AB,EF ⊥AC,
∴DE=EF
∵DE=3,
∴EF=3
又∵AC=6
∴S △ACE =12
AC ·EF=9 【答案】B F E
D
B
A C
4. 如图,∠1=∠2,PD ⊥OA ,PE ⊥OB ,垂足分别为D ,E , 则(1)PD =PE ,(2)OD =OE ,(3)∠DPO =∠EPO ,(4)PD =OD 中正确的有( )个.
A .4
B .3
C .2
D .1 2
1D A P
O E
B
【知识点】角平分线的性质和三角形全等.
【思路点拨】由角平分线的性质可得PE=PD,易证△OPE ≌△OPD(HL),所以OE=OD, ∠DPO =∠EPO.
【解答过程】解:∵∠1=∠2,PD ⊥OA ,PE ⊥OB ,
∴PE=PD,
即(1)正确
∵PE=PD,OP=OP
∴△OPE ≌△OPD(HL),
∴OE=OD, ∠DPO =∠EPO.
即(2)(3)正确.
【答案】B
5.如图,在△ABC 中,DC 平分∠ACB ,S △ACD : S △BCD =3:2,则AC :BC=_________.
【知识点】角平分线的性质和三角形的面积.
【思路点拨】已知角平分线常常考虑在角平分线上找一个合适的点,过这个点作角两边的垂线段.
【解答过程】解:过D 点分别AC 和BC 作垂线段DE 和DF,垂足为E 和F, ∵DC 平分∠ACB ,DE ⊥AB,DF ⊥BC,
∴DE=DF
: :
22
:3:2ACD BCD AC DE BC DF S S AC BC ∴=
==V V g g 【答案】3:2
6.如图,在△ABC 中,∠A =90°,BD 平分∠ABC ,DE ⊥BC,AB =4cm ,AC=3cm ,BC=5cm ,则△DCE 的周长为________cm .
【知识点】角平分线的性质和三角形全等.
D C A
B
【思路点拨】根据角平分线的性质可得AD=DE,易证△ABD 和△EBD 全等,则对应的边AB=EB,EC=BC-BE=BC-AB=1cm ,DE+DC=AD+DC=AC=3cm.
【解答过程】
,,
,,
HL cm,--cm
cm
BD ABC DE BC DA AB AD ED
BD BD AD ED ABD EBD AB BE
AC EC BC BE BC AB ED EC DC AD EC DC AC EC ∠⊥⊥∴===∴∴=====∴++=++=+=314Q Q Q 平分,△≌△解()
:
【答案】4
能力型 师生共研
1..如图,在△ABC 中,∠C=90°,AD 平分∠BAC,D 到AB 的距离为9, BD∶DC=5∶3.试求BC 的长. D C
A B
【知识点】角平分线的性质.
【思路点拨】过D 作AB 的垂线DE,垂足为E,根据角平分线的性质可得DC=DE, D 到AB 的距离为9,即DE=9,所以DC=9,因为BD∶DC=5∶3,所以BD=15,BC=24.
【解答过程】解:过D 作AB 的垂线DE,垂足为E,
∵AD 平分∠BAC,DC ⊥AC,DE ⊥AB,
∴DC=DE
∵D 到AB 的距离为9,
∴DE=9
∴DC=9
∵BD∶DC=5∶3,
∴DB=15
∴BC=DC+DB=24.
E D
C
A B
2.通过学习我们已经知道三角形的三条内角平分线是交于一点的.如图,P 是△ABC 的内角平分线的交点,已知P 点到AB 边的距离为1,△ABC 的周长为10,则△ABC 的面积为 . E
F D
P C
A B
【知识点】角平分线的性质和三角形的面积公式.
【数学思想】等积法.
【思路点拨】利用割补法把△ABC 分成△ABP 、△BCP 和△ACP ,它们的高都为1
【解答过程】解:过P 分别作AC,BC,AB 的垂线段PG,PI,PH.
∵AP 平分∠CAB ,
∴PG=PH ,
同理可得:PG=PI,PI=PH
∴PG=PI=PH
∵PH=1
∴PG=PI=PH=1 ∵S △ABC = S △ACP +S △BCP +S △ABP
222
2
102
5ABC AC PG BC PI AB PH AC BC AB S ++++==∴==V g g g
【答案】5 I H G
E F D
P C
A B
探究型 多维突破
1. 如图,∠AOB 的平分线为OC ,将三角尺的直角顶点落在OC 的任意一点P 上,使三角尺的两条直角边与∠AOB 的两边分别相交于点E 、F ,试猜想PE 、PF 的大小关系,并说明理由.
【知识点】角平分线的性质和三角形全等.
【思路点拨】利用角平分线的性质构造PM 和PN 所在的两个三角形全等.
【解题过程】
解:PE=PF ,理由如下:
过点P 作PM ⊥OA ,PN ⊥OB ,垂足是M ,N ,则∠PME=∠PNF =90°,
∵OP 平分∠AOB ,
∴PM=PN ,
∵∠AOB=∠PME=∠PNF =90°,
∴∠MPN =90°,∵∠EPF =90°,
∴∠MPE=∠FPN ,
∴△
PEM ≌△PFN ,
∴PE=PF .
2.在△ABC 中,∠C=900,AD 平分∠BAC,AB=5,AC=4,BC=3,求BD 长.
【知识点】角平分线的性质.
【数学思想】等积法.
【思路点拨】过D 点作DE ⊥AB 于E,根据角平分线的性质可得DC=DE,由 S △ABC =S △ACD +S △ABD ,可以求出DC=DE=
3
4,所以DB=BC-DC=35. 【解题过程】
解:过D 点作DE ⊥AB 于E
∵AD 平分∠BAC ,DE ⊥AB ,DC ⊥AC
∴DE=DC
∵S △ABC =S △ACD +S △ABD ,
∴222DE AB DC AC BC AC ?+?=? 2
524243DE DC +=? D C A B
∴DE=DC=3
4 ∴DB=BC-DC=3
5 E
D
C A
B
自助餐:
1.如图,在△ABC 中,∠A =90°,BD 平分∠ABC ,AD =2 cm ,则点D 到BC 的距
离为________cm .
【知识点】角平分线的性质. 【思路点拨】过D 作BC 的垂线DE ,垂足为E,由角平分线的性质可以AD=DE
【解答过程】解:过D 作BC 的垂线DE ,垂足为E,
∵BD 平分∠ABC ,AD ⊥AB ,DE ⊥BC ,
∴AD=DE ,
∵AD =2 cm ,
∴DE=2 cm ,
即D 到BC 的距离为2cm
【答案】 2 D C A
B