师:同学们大家好,今天我们来进行全等三角形的小专题复习。首先明确学习目标:一是能综合应用等腰直角三角形、全等三角形的性质与判定进行计算和证明;二是能在图形构造过程中感受图形间的变化与联系,体验变中不变的相对关系。今天我们在等腰直角三角形基础上构造新图形。
先看一道有关等腰直角三角形边角关系的题目。如图,在三角形ABC中,∠ACB = 90°,∠B = 45°,AC = 2,求BC的长。这题比较简单,大家一起分析下。因为∠ACB = 90°,∠B = 45°,所以∠A = 90° - ∠B = 45°。又因为∠B = 45°,所以∠A = ∠B,那么三角形ABC是等腰三角形,从而BC = AC = 2。
现在在这个等腰直角三角形基础上添加一些线,看看能构造出什么新图形。看这道题,如图,已知三角形ABC中,∠ACB = 90°,AC = BC,过点C在三角形ABC外部作直线l,分别过点B、A作BE⊥l于E,AD⊥l于D,那么相等的线段有哪些呢?怎么找相等线段呢?通过本单元学习我们知道,全等三角形对应边相等,也就是找到两个全等三角形就能找到相等线段。一起来分析条件,已知AC = BC,又因为BE⊥l,AD⊥l,可得∠ADC = ∠CEB。这组已知对应边和对应角刚好对应三角形CAD与三角形BCE。要证明这两个三角形全等,从条件看很难再找到其他对应边相等,那就考虑找一组对应角相等。
为方便找角,把这几个角分别用∠1、∠2、∠3表示。因为∠ACB = 90°,所以∠2 + ∠3 = 90°,又因为AD⊥l,所以∠1 + ∠2 = 90°。根据等角的余角相等,可得∠1 = ∠3。已经证明∠ADC = ∠CEB = 90°,再加上已知条件AC = BC,利用角角边判定定理就可得到三角形CAD全等于三角形BCE。所以全等三角形对应边AD = CE,CD = BE,这就是找到的相等线段。
同学们再思考,2中的线段DE、BE、AD之间有什么数量关系呢?观察图形可知,DE = CD + CE,又因为已证明CD = BE,CE = AD,通过等量代换可得DE = BE + AD。刚才这道题是在等腰直角三角形基础上,经过直角顶点在三角形外部添加一条直线,并分别过另外两个点作这条直线的垂线段,得到一组三角形全等,还得到一些线段关系。现在改变直线位置,仍经过点C,但让直线经过三角形ABC内部并与AB相交,会构造出什么图形呢?两个三角形还会全等吗?线段DE、BE、AD之间又有什么数量关系呢?
如图,如果把直线l缩成线段CE就变成这样一个图形,这是课本第56页第9题的图形。看这道题,如图∠ACB = 90°,AC = BC,AD⊥CE,BE⊥CE,AD = 2.5厘米,DE = 1.7厘米,求BE的长。同学们,觉得BE的长该怎么求呢?要求一条线段的长,得观察已知线段,考虑BE与AD、DE之间的关系。观察图形发现,BE既不等于AD,也不等于DE,且这三条线段不在同一条直线上,没办法直接求出。这时往往要转化为求与它相等的线段,也就是找到一条线段跟BE相等。前面说过,通过证明全等可得到相等线段。BE是三角形BCE的一条边,只要找到一个三角形跟BCE全等即可。回到前面问题,三角形CAD与三角形BCE会全等吗?如果全等,就能得到BE = CD,至于CD怎么求,从图上看,CD = CE - DE,DE已知,通过前面全等又能得到CE = AD = 2.5,利用等量代换可求出CD的长。
回顾这道题解题思路,要求BE的长,转化成求CD的长,要求出CD的长,必须证明三角形BCE与三角形CAD全等。下面思考怎么证明这两个三角形全等。同学们还记得上一题怎么证明两个三角形全等的吗?其实这道题证明方法跟上一题基本相同。同样把这三个角分别用∠1、∠2、∠3表示。因为∠ACB = 90°,可得∠2 + ∠3 = 90°。又因为AD⊥CE,所以∠1 + ∠2 = 90°,根据等角的余角相等,可得∠3 = ∠1。又因为AD⊥CE,BE⊥CE,可得∠BEC = ∠CDA = 90°。再加上已知条件AC = BC,利用角角边判定方法,就可得到三角形BCE全等于三角形CAD。这里证明了两个三角形全等,前面都是对解题思路的分析,解题过程的规范性也很重要。下面梳理一遍这道题。
