师:同学们大家好,今天我们一起学习第十三章轴对称中,等边三角形的第二课时。首先来看学习目标:第一,理解掌握有一个角为 30 度的直角三角形的性质及其简单应用;第二,经历观察、猜想、验证、证明的过程,感受数学的严谨性。学习重点是含 30 度角的直角三角形性质的发现与运用。

  课前,请各位同学准备两个全等的含 30 度角的三角尺。由于本节课是等边三角形的第二课时,我们先来回顾一下等边三角形的相关知识点。

  等边三角形的定义:三边都相等的三角形为等边三角形。

  等边三角形的性质:等边三角形的三个内角都相等,并且每一个角都等于 60 度。

  等边三角形的判定:第一种方法,三个角都相等的三角形是等边三角形;第二种方法,有一个角为 60 度的等腰三角形为等边三角形。

  好,下面开始今天的探究活动。请同学们拿出课前准备好的两个含 30 度角的三角尺,按照图中的位置摆放在一起,大家思考一下,能借助这个图形找到直角三角形 ABC 的直角边 BC 与斜边 AB 之间的数量关系吗?请自主探究。

  同学们,我们得到了怎样的结论呢?对,BC 等于 1/2 个 AB。我们来分析下为什么能得到这个结论。

  第一,三角形 ABD 为等边三角形。为什么呢?因为从图中比较容易得到角 B、角 D 还有角 BAD 均为 60 度,根据等边三角形的判定,三个角都相等的三角形为等边三角形,所以可以得到三角形 ABD 为等边三角形,进而得出 BD 等于 AB。

  第二,由对称性可知,图中三角形 ADC 和三角形 ABC 关于直线 AC 轴对称,所以 BC 跟 CD 相等,并且等于 1/2 个 BD。

  综上所述,我们得到结论:BC 等于 1/2 个 AB。再看这个结论,AB 为直角三角形 ABC 的斜边,BC 为直角边,并且是 30 度所对的直角边。通过探究活动,我们得到:在直角三角形中,30 度角所对的直角边是斜边的一半。

  下面我们来证明这个结论的正确性。因为要证明一个命题,首先要找出已知和求证。结合图形,已知条件为:如图,在直角三角形 ABC 中,角 C 等于 90 度,角 A 等于 30 度。求证:BC 等于 1/2 个 AB。

  分析这个结论,BC 等于 1/2 个 AB,这与我们以往碰到的证明两个线段相等不太一样,这里可能要用到一种重要的数学思想——转化思想。怎么转化呢?可以从等号左边出发,把 BC 转化为某一线段的 1/2;或者把等号右边的 1/2 个 AB 转化为某一线段。下面我们按照这个思路分别尝试一下。

  方法一:构造线段 BC 的两倍辅助线。延长 BC 到点 D,使得 CD 等于 BC,连接 AD。为什么要这样做呢?目的是把等号左边的 BC 转化为 1/2 个 BD。也就是说,只需要证明 1/2 个 BD 等于 1/2 个 AB 即可,两边同时除以 1/2,也就是只需要证明 BD 等于 AB 即可。又因为角 B 为 60 度,所以我们可以证明三角形 ABD 为等边三角形。

  从已知条件来看,角 ACB 等于 90 度,角 BAC 等于 30 度,所以可得角 B 等于 180 度减去角 ACB 减去角 BAC,即 180 度 - 90 度 - 30 度 = 60 度。又因为 AC 垂直于 BD,BC 等于 CD,所以 AC 为 BD 的垂直平分线,根据垂直平分线的性质可得 AB 等于 AD。又因为角 B 等于 60 度,根据有一个角为 60 度的等腰三角形为等边三角形,所以三角形 ABD 为等边三角形。

  下面看具体的证明过程:

  如图,延长 BC 到点 D,使得 CD 等于 BC,连接 AD。因为在直角三角形 ABC 中,角 ACB 等于 90 度,角 BAC 等于 30 度,所以角 B = 180° - 90° - 30° = 60°。又因为角 ACB = 90°,BC = CD,所以 AC 为 BD 的垂直平分线,所以 AB = AD。又因为角 B = 60°,所以三角形 ABD 为等边三角形,所以 AB = BD。又因为 BC = CD = 1/2 BD,所以 BC = 1/2 AB,命题得证。

  方法二:构造线段 AB 的一半辅助线。作 AB 的中点 D,连接 CD。为什么这样做呢?目的是把 1/2 个 AB 转化为 BD,也就是只需要证明 BC 等于 BD 即可。又因为角 B 等于 60 度,所以也可以证明三角形 BDC 为等边三角形。从角看,我们能得到角 B 等于 60 度,但从边看,暂时找不到特殊关系,所以这个方法在现阶段较难证明。不过到八年级下册学习新知识后,这道题就会简单很多。

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《8年级上册数学 第13章 13.3.2等边三角形(第二课时) 逐字稿-3,492字 第5版》.docx
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