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与三角形有关的线段

主讲: 高级教师 余国琴

一周强化

一、一周知识概述

  本周学习第七章三角形的第一节,与三角形有关的线段.主要内容有三角形的边、三角形的高、中线、与角平分线以及三角形的稳定性.

二、重点知识讲解

1、三角形的有关概念

  (1)由不在同一条直线上的三条线段首尾顺次相接所组成的图形叫做三角形.

  如图中,线段AB、BC、CA是三角形的边;点A、B、C是三角形的项点.∠A、∠B、∠C是相邻两边所组成的角,叫做三角形的内角,简称为三角形的角.

  三角形用符号“△”表示,顶点是A、B、C的三角形记作△ABC,读作“三角形ABC”.

  (2)三角形的分类

  三角形按边可以分成如下两类:

  

  (3)三角形的三边的关系

  ①三角形的任意两边之和大于第三边,

  ②三角形的任意两边之差小于第三边.

  即三角形的三边为a,b,c,则a+b>c,b+c>a,c+a>b;

  a-b<c,b-c<a,c-a<b

  三角形的边的不等关系的应用和作用:

  ①判断三条线段a、b、c能否组成三角形,其判断方法有如下三种:

  1°当a+b>c,b+c>a,c+a>b都成立,即三条边都小于其它两条边之和时,能组成三角形;

  2°当|a-b|<c<a+b时,即任意一条边大于其它两条边差的绝对值(即大边减小边),而小于其它两条边之和,可以构成三角形;

  3°当a最长,且有b+c>a时,即最大边小于其它两条边之和时可以构成三角形.

  ②确定三角形第三边的取值范围:

  两边之差的绝对值<第三边<两边之和

  如果三角形已知两边分别为a、b,第三边为c,则|a-b|<c<a+b

  从而得到三角形的周长的取值范围,设a>b,则2a<a+b+c<2(a+b)

  ③说明线段的不等关系.

例1、已知:△ABC的周长是12cm,且三角形的三边是连续的整数,求三角形三条边的长.

分析:

  要求三角形的边长,由△ABC的周长是12,可建立方程来求解.

解答:

  设三角形三边的长分别为x,(x+1)和(x+2),依题意可列方程:

  x+(x+1)+(x+2)=12,解得x=3.

  故三角形的三边长分别为3cm、4cm和5cm.

例2、有木条4根,长度分别是12cm,10cm,8cm,4cm,选其中三根组成三角形,能组成三角形的个数是( )

 A.1      B.2      C.3      D.4

分析:

  解决本题须分二步进行,首先把4根木条选三根分成四组,然后判断每组能否构成三角形.

解答:

  4根木条按三根为一组可分如下四组:

  12cm,10cm和8cm;12cm,10cm和4cm;

  10cm,8cm和4cm;12cm,8cm和4cm.

  由三角形三边关系定理及推论知:

  12<10+8,则12cm,10cm和8cm能构成三角形.

  12<10+4,则12cm,10cm和4cm能构成三角形.

  10<8+4,则10cm,8cm和4cm能构成三角形.

答案:C

例3、已知:三角形两边的长分别为2cm和7cm,第三边长的数值是偶数,求这个三角形的周长.

分析:已知两边的长可判断第三边的取值范围.

解答:

  设第三边的长为xcm,根据三角形的三边关系有:7-2<x<7+2,即5<x<9.

  ∵x为偶数,∴x=6或8.

  故三角形的周长为15cm或17cm.

例4、如图,P是△ABC内一点,试说明AB+AC>PB+PC成立的理由.

分析:

  三角形三边关系可以用来说明线段之间的不等关系,但题目中涉及的线段不在同一个三角形中,所以需要添加辅助线,构造新的三角形.比较明显的辅助线可以作BP或CP的延长线.

解答:延长BP交AC于D,

   在△ABD中,AB+AD>BD,

   即AB+AD>BP+PD.

   在△PCD中,PD+CD>PC.

   两式相加,得AB+AD+PD+CD>BP+PD+PC,

   ∴AB+AC+PD>PB+PC+PD,

   即AB+AC>PB+PC.

2、三角形的高

  从三角形的一个顶点向它的对边所在的直线画垂线,顶点和垂足间的 线段叫做三角形的高线,简称三角形的高.如图,从△ABC的顶点A向它所对的边BC所在的直线画垂线,垂足为D.那么线段AD叫△ABC的边BC上的高.

  三角形的高的数学语言:

  三角形的三条高相交于一点,这一点叫三角形的垂心.

例5、如图,是甲、乙、丙、丁四位同学画的钝角△ABC的高BE,其中画错的是_________.

分析:

  甲图错在把三角形的高线与AC边的垂线定义混淆,把“线段”画成“直线”;

  乙图错在没有过点B画AC的垂线,故不是AC边上的高;

  丙图错在未抓住“垂线”这一特征,画出的BE与AC不垂直;

  丁图错在没有向点B的对边画垂线.

解答:甲、乙、丙、丁.

例6、不等边△ABC的两边高分别为4和12,若第三边上的高也是整数,试求它的长.

分析:

  由两边的高4和12可以求出这两边的关系,从而可以表示出第三边的取值范围,再用面积法可以求出第三边上的高.

解答:

  设三角形三边为a、b、c,第三边上的高为h,则有

  

3、三角形的中线

  在三角形中,连接一个顶点和它对边中点的线段叫做三角形的中线.如图,连接△ABC的顶点A和它所对的边BC的中点D,所得线段AD叫做△ABC的边BC上的中线.

  一个三角形有三条中线,并且都在三角形的内部,它们相交于一点,这一点叫三角形的重心.

  三角形中线的数学语言:

例7、如图,已知AD、AE分别是△ABC的高和中线,AB=6cm,AC=8cm,BC=10cm,∠CAB=90°,试求:(1)AD的长;(2)△ABE的面积;(3)△ACE和△ABE周长的差.

分析:

  直角三角形的面积等于两直角边的积的一半,又等于斜边与斜边上的高的积的一半;,所以△ABE的面积是△ABC的面积的一半;△AEC的周长与△ABE的周长的差为:AC+EC+AE-(AB+BE+AE)=AC-AB.

解答:

  

4、三角形的角平分线

  在三角形中,一个内角的平分线与对边相交,这个顶点与交点之间的线段叫做三角形的角平分线.如图,∠A的平分线与对边BC交于点D,那么线段AD叫做三角形的角平分线.

  一个三角形有三条角平分线,并且都在三角形的内部,它们相交于一点,这一点叫做三角形的内心.

  三角形角平分线的数学语言:

例8、如图,若AD是△ABC的角平分线,DE//AB.

  (1)若DF//AC,EF交AD于点O.试问:DO是否为△EDF的角平分线?并说明理由;

  (2)若DO是△EDF的角平分线,试探索DF与AC的位置关系,并说明理由.

分析:

  (1)要判断DO是否为△EDF的角平分线,即要判断∠EDA与∠ADF是否相等;

  (2)由DO是△EDF的角平分线知∠EDA=∠ADF,由DE//AB,AD平分∠CAB得∠EAD=∠ADF.

解:

  (1)DO是△DEF的角平分线,理由如下:

  由DE//AB,得∠EDA=∠DAF.由DF//AC,得∠EAD=∠ADF.

  又AD是△ABC的角平分线,有∠EAD=∠DAF.所以∠EDA=∠ADF.

  (2)DF//AC.理由如下:

  ∵DO是△EDF的角平分线,∴∠EDA=∠ADF,又DE//AB,∴∠EDA=∠DAF.

  ∵AD平分∠CAB,∴∠EAD=∠DAF.

  ∴∠EAD=∠ADF,∴DF//AC.

5、三角形的稳定性

  用三根长度适当的木条,用钉子把它们钉成一个三角形框架,所得到的框架形状和大小就固定了,三角形的这个性质称为三角形的稳定性.

例9、如图,是一个六边形木架,那么至少需加钉几根木条才能固定该六边形木架呢?

分析:

  由于三角形具有稳定性,而其他的图形则不具有稳定性.因此要确定至少需要几根木条才能固定六边形框架,只需确定该六边形能分割成几个互不重叠的三角形.

解:至少需要3根木条.

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