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4.1.2三角形的三边关系
第四章 三角形
新2024北师大版数学七年级下册【公开课精做课件】
授课教师:********
班 级:********
时 间:********
买合苏迪古丽·买买提
托克逊县第二中学
15909954880
4.1.2 三角形的三边关系
一、学习目标
通过实验操作和推理分析,理解并掌握三角形三边关系定理,明确三角形任意两边之和与第三边的大小关系。
能运用三角形三边关系判断三条线段能否组成三角形,解决与三角形边长相关的计算和推理问题。
经历 “猜想 — 实验 — 验证 — 应用” 的探究过程,体会数形结合思想在几何中的应用,培养动手操作和逻辑推理能力。
在探究三角形三边关系的过程中,感受几何知识的严谨性和实用性,激发对几何学习的兴趣。
二、情境引入
在生活中,我们见过各种各样的三角形框架,比如自行车的车架、篮球架的支架等。这些三角形框架之所以结构稳定,不仅与它们的内角有关,还与它们的边长密切相关。是不是任意长度的三条线段都能首尾顺次连接组成三角形呢?例如,用长度为 3cm、4cm、5cm 的三条线段可以组成一个三角形;而用长度为 1cm、2cm、4cm 的三条线段却无法组成三角形。这说明三角形的三条边之间存在着某种特定的数量关系。本节课我们就来探究三角形三边之间的这种关系。
三、探究活动:三角形三边关系的实验验证
(一)拼摆实验
准备几组不同长度的小木棒(或纸条),每组三根,具体长度如下:
第一组:3cm、4cm、5cm
第二组:2cm、3cm、5cm
第三组:1cm、2cm、4cm
第四组:5cm、5cm、8cm
第五组:4cm、6cm、6cm
尝试用每组的三根小木棒首尾顺次连接,观察能否组成三角形,并记录实验结果:
第一组:能组成三角形。
第二组:不能组成三角形(较短两根之和等于第三根,拼摆后成一条直线)。
第三组:不能组成三角形(较短两根之和小于第三根,无法首尾连接)。
第四组:能组成三角形。
第五组:能组成三角形。
(二)数据对比与分析
将每组三根小木棒的长度分别记为\(a\)、\(b\)、\(c\)(假设\(a \leq b \leq c\)),计算并对比\(a + b\)与\(c\)的大小关系:
组别
小木棒长度(cm)
\(a + b\)(cm)
\(c\)(cm)
\(a + b\)与\(c\)的关系
能否组成三角形
1
3、4、5
7
5
\(a + b > c\)
能
2
2、3、5
5
5
\(a + b = c\)
不能
3
1、2、4
3
4
\(a + b < c\)
不能
4
5、5、8
10
8
\(a + b > c\)
能
5
4、6、6
10
6
\(a + b > c\)
能
(三)实验结论
通过实验发现:当较短的两条线段长度之和大于最长的线段长度时,这三条线段能组成三角形;当较短的两条线段长度之和等于或小于最长的线段长度时,这三条线段不能组成三角形。
四、三角形三边关系定理
(一)定理内容
三角形三边关系定理:三角形任意两边之和大于第三边。
即:在\(\triangle ABC\)中,\(AB + BC > AC\),\(AB + AC > BC\),\(BC + AC > AB\)。
(二)定理的几何解释
从几何直观上看,三角形的三条边首尾相接形成封闭图形,若其中两条边的和不大于第三条边,则无法形成封闭的三角形。例如,若\(AB + BC \leq AC\),则点\(B\)会落在\(AC\)线段上或线段\(AC\)的延长线上,无法构成三角形(如图 1)。
[此处插入图 1:两边之和小于或等于第三边无法构成三角形的示意图]
(三)定理的推论
根据三角形三边关系定理,可推出:三角形任意两边之差小于第三边。
即:在\(\triangle ABC\)中,\(AB - BC < AC\),\(AB - AC < BC\),\(BC - AC < AB\)。
推导过程:由\(AB + BC > AC\)可得\(AC - BC < AB\);同理可推出其他两个不等式。
五、三角形三边关系的应用
(一)判断三条线段能否组成三角形
例 1:下列长度的三条线段能否组成三角形?为什么?
(1)3cm、4cm、5cm (2)2cm、2cm、5cm (3)5cm、6cm、10cm
解:
(1)因为\(3 + 4 > 5\),\(3 + 5 > 4\),\(4 + 5 > 3\)(满足任意两边之和大于第三边),所以能组成三角形。
(2)因为\(2 + 2 = 4 < 5\)(较短两边之和小于第三边),所以不能组成三角形。
(3)因为\(5 + 6 > 10\),\(5 + 10 > 6\),\(6 + 10 > 5\)(满足任意两边之和大于第三边),所以能组成三角形。
简便方法:判断三条线段能否组成三角形时,只需验证较短的两条线段之和是否大于最长的线段即可,无需逐一验证三个不等式。
(二)求三角形第三边的取值范围
例 2:已知三角形的两条边长分别为 5cm 和 8cm,求第三条边的取值范围。
解:
设第三条边的长度为\(x\)cm。
根据三角形三边关系定理:\(8 - 5 < x < 8 + 5\)(两边之差小于第三边,两边之和大于第三边)
即\(3 < x < 13\)。
所以,第三条边的取值范围是大于 3cm 且小于 13cm。
例 3:一个三角形的两边长分别为 4 和 7,第三边长为奇数,求第三边的长。
解:
设第三边的长为\(x\),根据三角形三边关系定理:\(7 - 4 < x < 7 + 4\),即\(3 < x < 11\)。
因为第三边长为奇数,所以\(x\)可以取 5、7、9。
因此,第三边的长为 5、7 或 9。
(三)解决实际问题
例 4:有两根长度分别为 5m 和 8m 的木棒,现要再找一根木棒与它们组成一个三角形木架,求第三根木棒长度的取值范围。若第三根木棒的长度为偶数,有几种可能的长度?
解:
设第三根木棒的长度为\(x\)m。
根据三角形三边关系定理:\(8 - 5 < x < 8 + 5\),即\(3 < x < 13\)。
所以,第三根木棒长度的取值范围是大于 3m 且小于 13m。
若第三根木棒的长度为偶数,则\(x\)可以取 4m、6m、8m、10m、12m,共 5 种可能的长度。
例 5:如图 2,在\(\triangle ABC\)中,\(AB = 6\),\(BC = 8\),\(AC = 10\),点\(D\)是\(AB\)边上的一点,且\(AD = 2\),求\(CD\)的取值范围。
[此处插入图 2:△ABC 及 AB 边上的点 D]
解:
在\(\triangle ABC\)中,\(AB = 6\),\(AD = 2\),所以\(DB = AB - AD = 6 - 2 = 4\)。
在\(\triangle ACD\)中,\(AC = 10\),\(AD = 2\),根据三角形三边关系定理:\(AC - AD < CD < AC + AD\),即\(10 - 2 < CD < 10 + 2\),\(8 < CD < 12\)。
在\(\triangle BCD\)中,\(BC = 8\),\(DB = 4\),根据三角形三边关系定理:\(BC - DB < CD < BC + DB\),即\(8 - 4 < CD < 8 + 4\),\(4 < CD < 12\)。
综合两个不等式,\(CD\)的取值范围是\(8 < CD < 12\)。
六、知识辨析
三角形三边关系的理解
三角形三边关系定理中的 “任意两边之和大于第三边” 是指三角形中每两条边的和都要大于第三条边,不能遗漏任何一组边的关系。但在实际判断时,由于最长边已经大于或等于其他两边,所以只需验证较短两边之和是否大于最长边即可,这样可以简化判断过程。
三角形三边关系定理与推论(两边之差小于第三边)是等价的,它们从不同角度描述了三角形三边之间的关系。在解决问题时,可根据具体情况选择使用定理或推论,例如求第三边的取值范围时,通常同时用到定理和推论,即 “两边之差 < 第三边 < 两边之和”。
若三条线段的长度满足 “较短两边之和等于最长边”,则这三条线段只能组成一条直线,无法构成三角形;若 “较短两边之和小于最长边”,则三条线段无法首尾相接形成封闭图形,也不能构成三角形。
与三角形边长相关的特殊三角形
等腰三角形:有两条边相等的三角形。在等腰三角形中,若已知两边长,需分情况讨论这两边是腰还是底边,并结合三边关系验证是否能构成三角形。例如,已知等腰三角形的两边长为 3 和 7,则腰长只能是 7(若腰长为 3,则 3 + 3 < 7,无法构成三角形)。
等边三角形:三条边都相等的三角形。等边三角形一定满足三边关系(任意两边之和大于第三边),因为\(a + a > a\)(\(a > 0\))恒成立。
七、易错点警示
判断时遗漏验证:在判断三条线段能否组成三角形时,只验证一组两边之和与第三边的关系,而忽略其他组,导致判断错误。例如,认为 3cm、5cm、8cm 能组成三角形,忽略了\(3 + 5 = 8\)不满足两边之和大于第三边。
取值范围端点错误:在求第三边的取值范围时,错误地包含端点值,即写成 “\(\leq\)” 或 “\(\geq\)”,而实际上第三边的长度必须严格大于两边之差且严格小于两边之和。
等腰三角形分类不当:在解决等腰三角形边长问题时,未分情况讨论腰和底边,或讨论后未验证三边关系,导致结果错误。例如,已知等腰三角形两边长为 2 和 5,错误地认为腰长可以是 2(此时 2 + 2 < 5,无法构成三角形)。
实际问题转化错误:将实际问题转化为三角形边长问题时,对题意理解不清,导致线段长度关系分析错误。例如,在例 5 中,未考虑点\(D\)在\(AB\)边上,需要同时满足两个三角形的三边关系。
八、课堂练习
下列长度的三条线段,能组成三角形的是( )
A. 1cm、2cm、3cm B. 3cm、4cm、7cm C. 5cm、6cm、10cm D. 5cm、5cm、11cm
已知三角形的两边长分别为 3 和 6,则第三边的取值范围是______。
一个三角形的三边长都是整数,其中两边长分别为 5 和 1,求第三边的长。
等腰三角形的周长为 18,其中一边长为 4,求其他两边的长。
如图 3,在\(\triangle ABC\)中,\(AB = 5\),\(BC = 7\),\(AC = 6\),点\(P\)是\(AC\)边上的任意一点,求\(BP\)的取值范围。
[此处插入图 3:△ABC 及 AC 边上的点 P]
九、方法总结
三条线段组成三角形的判断方法:
找出三条线段中最长的线段。
验证较短的两条线段之和是否大于最长的线段,若大于则能组成三角形,否则不能。
第三边取值范围的求法:
设已知两边的长度为\(a\)、\(b\)(\(a \geq b\)),第三边的长度为\(c\)。
根据三边关系定理和推论,得出\(a - b < c < a + b\)。
等腰三角形边长问题的解法:
分情况讨论:已知边为腰或已知边为底边。
每种情况都需验证三边关系,确保能构成三角形。
舍去不符合三边关系的情况,保留合理结果。
实际问题的解决思路:
将实际问题转化为三角形边长问题,明确已知条件和所求线段。
结合图形,分析线段之间的关系,运用三边关系定理列出不等式。
求解不等式,得出线段长度的取值范围或具体值。
通过本节课的学习,我们掌握了三角形三边关系定理及其应用,能够判断三条线段能否组成三角形,解决与三角形边长相关的计算和实际问题。三角形三边关系是三角形的重要性质,在几何图形的构造、长度计算等方面有着广泛的应用。希望同学们能熟练掌握并灵活运用这一性质,为后续几何知识的学习奠定基础。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
三角形按角的大小关系,可分为:
直角三角形
锐角三角形
钝角三角形
三角形
三角形若按边来分类,可分为哪几类?
活动1:观察图中的三角形你能发现它们各自的边长之间有什么关系吗
三角形按边分类
有两条边相等
三边都相等
三边各不相等
1
腰
底边
顶角
底角
有两条边相等的三角形叫作等腰三角形.
三边都相等的三角形叫作等边三角形.
(正三角形)
等边三角形是特殊的等腰三角形.
三角形
等腰三角形
等边三角形
要点归纳
议一议:元宵节的晚上,房梁上亮起了彩灯,装有黄色彩灯的电线与装有红色彩灯的电线哪根长呢?说明你的理由.
三角形的三边关系
请你动手量一量,比一比吧!
2
活动2:准备 4 根长分别为 3 cm,4 cm,5 cm,7 cm的木棒,任意取出 3 根首尾相接搭三角形,并填表:
选择木棒的长度 能否搭出三角形 示意图
能 不能 3 cm,4 cm,5 cm
A
B
C
3
4
5
√
问题:在一个三角形中,任意两边之和与第三边的长度有怎样的关系 为什么
猜想
AC + CB>AB
证明
方法二:几何推导
因为两点之间,线段最短.
所以 AC + CB>AB.
同理: AC + AB>BC,
AB + BC>AC.
方法一:测量法
画不同类别的三角形,用直尺分别测量三条线段的长度.
结论1 三角形的任意两边之和大于第三边.
A
B
C
合作探究
a
b
c
活动3:任意画一个三角形,分别量出三个三角形的三边长度,并填人表格内.
a
b
c
a
b
c
a
b
c
计算每个三角形的任意两边之差,并与第三边比较,你能得到什么结论?再画一些三角形试一试.
2. 如图,在△ABC 中,以点 B 为圆心,以 BA 的长为半径作弧,与边 BC 交于点D,图中是否有线段长度等于 BC - AB 呢
A
B
C
D
如图,BC - AB = CD.
改变三角形的形状再试试看,你能得到什么结论
能用圆规直观说明 BC -AB 与 AC 之间的大小关系吗
结论2 三角形的任意两边之差小于第三边.
如图,BC -AB < AC
E
例1 有两根长度分别为 5 cm 和 8 cm 的木棒,用长度为 2 cm 的木棒与它们首尾相接能拼成三角形吗?
不能拼成三角形.
分析:
5 + 2<8,5 - 2<8; 8 + 5>2,8 - 5>2;
8 + 2>5,8 - 2>5.
典例精析
解:取长度为 2 cm 的木棒时,由于 2 + 5 = 7 < 8,出现了两边之和小于第三边的情况,所以它们不能摆成三角形.
判断三条线段是否可以组成三角形,只要将较短的两边相加,或将最长的边与最短的边相减,再与第三边比较大小即可.
取长度为 13 cm 的木棒时,由于 5 + 8 = 13,出现了两边之和等于第三边的情况,所以它们也不能摆成三角形.
追问:用长度为 13 cm 的木棒呢?
总结
有两根长度分别为 5 cm 和 8 cm 的木棒;
如果第三根木棒能与这两根木棒摆成三角形,那么它的长度的取值范围是什么
总结
第三边取值范围:两边之差<第三边长<两边之和
较大的边-较小的边
3 cm<木棒<13 cm
想一想
1. 判断下列长度的三条线段能否拼成三角形?为什么?
(1)3 cm、8 cm、4 cm; (2)5 cm、6 cm、11 cm;
(3)5 cm、6 cm、10 cm.
解:(1)不能,因为 3 cm + 4 cm < 8 cm.
(2)不能,因为 5 cm + 6 cm = 11 cm.
(3)能,因为 5 cm + 6 cm > 10 cm.
判断三条线段是否可以组成三角形,只需验证两条较短线段之和是否大于第三条线段即可.
练一练
根据三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,来判定绝对值里的式子的正负.
例2 若 a,b,c 是△ABC 的三边长,
化简 |a-b-c|+|b-c-a|+|c+a-b|.
解:根据三角形的三边关系,得
a-b-c<0,b-c-a<0,c+a-b>0,
所以 |a-b-c|+|b-c-a|+|c+a-b|
=b+c-a+c+a-b+c+a-b
=3c+a-b.
典例精析
1. 以下列长度的线段为边,可以构成一个
三角形的是( )
A
A. 2,5,6 B. 3,4,8 C. 5,5,10 D. 3,5,9
返回
2. 如图,为了估计池塘岸
边, 两点之间的距离,小明在该池塘的一
侧选取一点,测得米, 米,
则, 两点之间的距离可能是( )
C
A. 26米 B. 19米 C. 6米 D. 5米
返回
3. 如图是三角形按边分类的关系图,则图中的 表示( )
D
(第3题)
A. 直角三角形 B. 锐角三角形
C. 钝角三角形 D. 等腰三角形
返回
(第4题)
4. 如图,在中,,点在 上,
且 ,则图中的等腰三角形有
( )
D
A. 0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个
返回
5. [2024驻马店期末] 已知三角形的三边长分别为,, .其中
,满足,且,则 的取值范
围是( ).
D
A. B. C. D.
【点拨】由题意得, ,由三角形的三边关系定理
得,即 .
因为,所以 .故选D.
返回
6.[2024德州月考] 已知,,为的三边长,且, 满足
,为奇数,则 的周长为___.
8
【点拨】因为
,所以
, ,
解得,,所以,即 .
因为为奇数,所以 .
所以的周长 .
返回
7. 一个等腰三角形的周长为 ,其中
一边长为 ,则这个三角形其余两边的长是多少?
小红是这样解的:由题知,底边长为.设腰长为 ,则
,解得 .
所以这个三角形其余两边的长均为 .
你认为小红的解法对吗?如果不对,请你给出正确的解法.
【解】小红的解法不对(或不全面),漏掉了当腰长是
时的情况.正确的解法如下:
分情况讨论:
(1)当底边长是时,设腰长为,则 ,
解得.此时三角形的三边长分别为, ,
,符合三角形的三边关系;
(2)当腰长为时,设底边长为,则 ,
解得 ,此时不符合三角形的三边关系,所以不能围成
腰长是 的等腰三角形.
综上,这个三角形的其余两边长分别为, .
返回
8. 木工师傅想做一个三角形的框架,他有两根长度分别为
和 的木条,需要将其中一根木条分为两段与另一
根组成一个三角形.如果不考虑损耗和接头部分,那么木工师
傅应该选择分为两段的木条是( )
B
A. 长为的木条 B. 长为 的木条
C. 两根都可以 D. 两根都不行
返回
9. 如图,用四个螺丝
将四根不可弯曲的木条围成一个木框,不
计螺丝大小,其中相邻两螺丝的距离依次
为2,3,4,6,且相邻两木条的夹角均可
C
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
调整.若调整木条的夹角时不破坏此木框,则任意两螺丝之间
的距离最大为( )
10. 定义:一个三角形的一边长是另一边长的2
倍,这样的三角形叫作“倍长三角形”.若等腰三角形 是
“倍长三角形”,底边的长为4,则腰 的长为___.
8
11.[2024上海浦东新区期中] 如图,在四边形中,是
与的交点,试说明:与的和小于四边形 的周长.
【解】因为在中, ,
在中, ,
在中, ,
在中, ,
所以 ,
整理,得 .
所以与的和小于四边形 的周长.
返回
三角形中边的关系
三角形
按边分类
三边各不相等的三角形
等腰三角形(包括等边三角形)
三角形的三边关系
任意两边之和大于第三边
任意两边之差小于第三边
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阿木提江·塔西吐木尔
托克逊县第一中学
13899326086