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第十三章 轴对称
13.1.2 线段的垂直平分线的性质
【学习目标】
1、掌握线段的垂直平分线的概念及性质。
2、会利用线段垂直平分线的性质及判定解决有关问题。
3、能用尺规作已知线段的垂直平分线.
【课前预习】
1.已知下列说法,其中结论正确的个数是( )
①等腰三角形一边上的高就是这条边上的中线;②等腰三角形的对称轴就是底边上的中线;③若一条直线上的一点P到线段两端的距离相等,则这条直线是这条线段的垂直平分线;④若两个直角三角形的一条直角边和斜边分别对应相等,则这两个直角三角形全等.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2.下列说法错误的是( )
A.三角形的三条高的交点一定在三角形内部B.三角形的三条中线的交点一定在三角形内部C.三角形的三条角平分线的交点一定在三角形内部D.三角形的三条边的垂直平分线的交点可能在三角形内部,也可能在三角形外部
3.直线l是线段AB的垂直平分线,点M,N是直线l上的两个点,若∠NBA=15°,∠MBA=45°,则∠MAN等于( )
A.15° B.30° C.60° D.30°或60°
4.下列结论正确的个数有( )
①有两边和一角对应相等的两个三角形全等;②三角形三边的垂直平分线相交于一点;③有两边及夹角对应相等的两个三角形全等;④三角形三个内角的角平分线有可能相交于三角形的外部.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
5.已知△ABC,找一个点P使PA=PB=PC,则这个点应该是这个三角形( )
A.三边中线的交点B.三内角平分线的交点C.三条高线的交点D.三边中垂线的交点
【课前预习】答案
1.A
2.A
3.D
4.C
5.D
如果一个平面图形沿一条直线 ,直线两旁的部分能够 ,这个图形就叫做轴对称图形.
折痕所在的这条直线叫做_________.
对称轴
折叠
互相重合
复习回顾
把一个图形沿着某一条直线 ,如果它能够
,那么就说这两个图形关于这条直
线(成轴)对称,这条直线叫做对称轴,折叠后重合的点是对应点,叫做 .
A′
A
B
C
B′
C′
折叠
与另一个图形重合
对称点
你能用不同的方法验证这一结论吗?
探索并证明线段垂直平分线的性质
如图,直线l 垂直平分线段AB,P1,P2,P3,…是
l 上的点,请猜想点P1,P2,P3,… 到点A 与点B 的距
离之间的数量关系.
相等.
A
B
l
P1
P2
P3
请在图中的直线l 上任取一点,那么这一点与线段
AB 两个端点的距离相等吗?
线段垂直平分线上的点与这条
线段两个端点的距离相等.
A
B
l
P1
P2
P3
已知:如图,直线l⊥AB,垂足为C,AC =CB,点
P 在l 上.
求证:PA =PB.
证明:“线段垂直平分线上的点到线段两端点的距
离相等.”
A
B
P
C
l
证明:∵ l⊥AB,
∴ ∠PCA =∠PCB.
又 AC =CB,PC =PC,
∴ △PCA ≌△PCB(SAS).
∴ PA =PB.
A
B
P
C
l
线段垂直平分线的性质:
线段垂直平分线上的点与这条线段两个端点的距离相等.
用几何语言表示为:
∵ CA =CB,l⊥AB 或 ∵点P在线段AB的垂直平分线上
∴ PA =PB. ∴PA =PB.
A
B
P
C
l
解: AB =AC =CE , AB +BD =DE .
∵ AD⊥BC,BD =DC
∴ AB =AC
∵ 点C 在AE 的垂直平分线上
∴ AC =CE.
∴ AB =AC =CE
例题
例1 如图,AD⊥BC,BD =DC,点C 在AE 的垂直平分线上,AB,AC,CE 的长度有什么关系?AB+BD与DE 有什么关系?
A
B
C
D
E
∵ AB =CE,BD =DC
∴ AB +BD =CD +CE 即 AB +BD =DE .
例2 如图,在△ABC中,已知AC=27,AB的垂直平分线交AB于点D,交AC于点E,△BCE的周长等于50,求BC的长.
A
B
C
E
D
探索并证明线段垂直平分线的判定
反过来,如果PA =PB,那么点P 是否在线段AB 的
垂直平分线上呢?
点P 在线段AB 的垂直平分线上.
已知:如图,PA =PB.
求证:点P 在线段AB 的垂直平
分线上.
P
A
B
C
证明:过点P 作线段AB 的垂线PC,
垂足为C.则∠PCA =∠PCB =90°.
在Rt△PCA 和Rt△PCB 中,
∵ PA =PB,PC =PC,
∴ Rt△PCA ≌Rt△PCB(HL).
∴ AC =BC.
又 PC⊥AB,
∴ 点P 在线段AB 的垂直平分线上.
线段垂直平分线的判定
与一条线段两个端点距离相等的点,在这条线段的垂直平分线上.
用数学符号表示为:
∵ PA =PB,
∴ 点P 在AB 的垂直平分线上.
P
A
B
C
这些点能组成什么几何图形?
你能再找一些到线段AB 两端点的距离相等的点吗?
能找到多少个到线段AB 两端点距离相等的点?
在线段AB 的垂直平分线l 上的
点与A,B 的距离都相等;反过来,
与A,B 的距离相等的点都在直线l
上,所以直线l 可以看成与两点A、
B 的距离相等的所有点的集合.
A
B
P
C
l
解:直线AM 是线段BC 的垂直平分线.
∵ AB =AC,
∴ 点A 在BC 的垂直平分线上.
∵ MB =MC,
∴ 点M 在BC 的垂直平分线上
∴ 直线AM 是线段BC 的垂直
平分线.
例3 如图,AB =AC,MB =MC.直线AM 是线段BC 的垂直平分线吗?
A
B
C
D
M
例1 尺规作图:经过已知直线外一点作这条直线的垂线.
已知:直线AB和AB外一点C(如图).
求作:AB的垂线,使它经过点C.
探索经过已知直线外一点作这条直线的垂线
A
B
C
作法:(1)任意取一点K ,使点K和点C 在AB 的两旁.
(3)分别以点D和点E为圆心,大
于 DE的长为半径作弧,两弧
相交于点F .
(2)以点C为圆心,CK长为半径作弧,交AB于点D和E .
(4)作直线CF.
直线CF 就是所求作的垂线.
C
A
B
D
E
F
K
如果两个图形成轴对称,怎样作出图形的对称轴?
如果两个图形成轴对称,其对称轴是任何一组对应点所连线段的垂直平分线.因此,只要找到任意一组对应点,作出对应点所连线段的垂直平分线,就得到此图形的对称轴.
如图,A,B是路边两个新建小区,要在公路边增设一个公共汽车站,使两个小区到车站的路程一样长,该公共汽车站应建在什么地方?
A
B
线段垂直平分线的画法
不折叠图形,你能准确地作出轴对称图形的对称轴吗?
有时我们感觉两个平面图形是轴对称的,如何验证呢?
A
B
C
A ′
B ′
C ′
尺规作图
如图,点A和点B关于某条直线成轴对称,你能作出这条直线吗?
A
B
分析:我们只要连接点A和点B,作出线段AB的垂直平分线,就可得到点A和点B的对称轴.为此作出到点A,B的距离相等的两点,即线段AB的垂直平分线上的两点,从而作出线段AB的垂直平分线.
如图,点A和点B关于某条直线成轴对称,你能作出这条直线吗?
A
B
C
D
作法:
(1)分别以点A,B为圆心,以大于 AB的长为半径作弧,两弧交于C,D两点.
(2)作直线CD.
CD即为所求.
特别说明:这个作法实际上就是线段垂直平分线的尺规作图,我们也可以用这种方法确定线段的中点.
例 如图,A,B是路边两个新建小区,要在公路边增设一个公共汽车站.使两个小区到车站的路程一样长,该公共汽车站应建在什么地方?
A
B
分析:增设的公共汽车站要满足到两个小区的路程一样长,应在线段AB的垂直平分线上,又要在公路边上,所以找到AB垂直平分线与公路的交点便是.
公共汽车站
课堂小结
线段的垂直平分的性质和判定
性质
到线段的两个端点距离相等的点在线段的垂直平分线上
内容
判定
内容
作用
线段的垂直平分线上的点到线段的两个端点的距离相等
作用
见垂直平分线,得线段相等
判断一个点是否在线段的垂直平分线上
线段的垂直
平分线的
有关作图
尺规作图
作对称轴的常见方法
属于基本作图之一,必须熟熟练掌握
(1)将图形对折;
(2)用尺规作图;
(3)用刻度尺先取一对对称点连线的中点,然后作垂线
【课后练习】
1.下列定理中,没有逆定理的是( )
A.同角的余角相等 B.等腰三角形两个底角相等C.线段垂直平分线上的任意一点到这条线段两个端点的距离相等 D.两直线平行,同旁内角互补
2.下列说法错误的是( )
A.E,D是线段AB的垂直平分线上的两点,则AD=BD,AE=BEB.若AD=BD,AE=BE,则直线DE是线段AB的垂直平分线C.若PA=PB,则点P在线段AB的垂直平分线上D.若PA=PB,则过点P的直线是线段AB的垂直平分线
3.下列说法中,不正确的有( )
①不在角的平分线上的点到这个角的两边的距离不相等;②三角形两内角的平分线的交点到各边的距离相等;③到三角形三边距离相等的点有1个④线段中垂线上的点到线段两端点的距离相等,⑤到三角形三个顶点距离相等的点有1个
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
4.下列命题是假命题的是( )
A.三角形的外角和是360° B.线段垂直平分线上的点到线段两个端点的距离相等C.有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形 D.有两边和一个角对应相等的两个三角形全等
5.在下列命题中,真命题是( )
A.同位角相等 B.到线段距离相等的点在线段垂直平分线上\C.三角形的外角和是360° D.角平分线上的点到角的两边相等
6.∠AOB内部有一点P,OP=5,点P关于OA的对称点为M,点P关于OB的对称点为N,若∠AOB=45°,则△MON的面积为_______.
7.在△ABC中,∠ABC=45°,AB=2,AB边的垂直平分线交AB于D,交直线BC于点E,若CE=1,则线段DC的长为__.
8.已知,在△ABC中,AB=AC,AB的垂直平分线交直线BC于点D.当∠BAC=40°时,则∠CAD的度数为_____.
9.已知点P在线段AB的垂直平分线上,连接PA、PB,若PA=3,则PB=____.
10.O点是△ABC的边AB、AC的垂直平分线的交点,P点是∠ABC、∠ACB的平分线的交点,若3∠BOC=2∠BPC,则∠BAC=__.
【课后练习】答案
1.A 2.D 3.C 4.D 5.C
6.
7.1或
8.30°
9.3
10.36°或()°