5.1 相交线
5.1.1 相交线
【教学目标】
1. 知识与能力:
(1)理解对顶角的概念,会在图形中找出对顶角.
(2)掌握对顶角的性质,了解它的推证过程,会用对顶角的性质进行有关的推理和计算.
(3)了解邻补角的概念,会在图形中找出角的邻补角,并会应用它进行有关的推理或计算.
2.过程与方法:
经历探究对顶角、邻补角的位置关系的过程建立空间概念,发展学生的抽象概括能力
3.情感、态度与价值观:
使学生认识数学与现实生活的联系,促使学生在学习活动中培养良好的情感、合作交流、主动参与的意识
【教学重点】 对顶角、邻补角的概念以及性质
【教学难点】性质的探究过程
【教学方法】创设情境――主体探究――应用提高
【教学过程】
一、创设问题情境,引发学生兴趣,引出本节课要研究的问题
活动1:投影出一些实物和教室中的一些实物.
活动2:让学生举出一些实例.
活动3:教师引导学生将上述实际问题抽象为几何图形的位置关系——平面上两条直线的位置关系有两种,如图
在上述基础上引出课题(写出章的课题和本节课的课题--相交线)
二、问题研究、探索对顶角和邻补角的概念和性质
[活动1]找出图中的相交线和平行线
教师活动设计:教师出示一组图片,引导学生进行观察,让学生借助已有的几何知识从现实生活中发现数学问题,能由实物的形状抽象出具体的数学知识,使新的知识建立在对周围环境的直接感知的基础上,让学生增强对相交线、平行线的生活原型的认识,建立直观、形象的数学模型。
学生活动设计:学生观察图片,找相交线和平行线
在本次活动中,教师注重:
学生从简单的具体实物中抽象出几何图形(相交线、平行线)的能力
学生认识到相交线、平行线在日常生活中有着广泛的应用
学生学习数学的兴趣
[活动2]
问题
一把张开的剪刀,能联想出什么样的几何图形?
学生活动设计:学生独立思考,画出相应的几何图形,并用几何语言描述
教师活动设计:教师出示剪刀图片,提出问题,在学生思考的过程中深入到学生中,指导得出几何图形,并在黑板上画出准确的几何图形。通过生活中的情境抽象出几何图形,发现对顶角、邻补角,培养空间概念,发展几何直观
观察这些角有什么位置关系?
学生活动设计:学生分组讨论在具体图形中得出两条相交线构成4个角,根据图形描述对顶角、邻补角特征。学生可结合概念特征寻找到图中的四对邻补角和两对对顶角
教师活动设计:教师提出问题,通过对图形中角与角位置关系的分析,学生描述邻补角、对顶角的概念,从角的位置关系研究这些角的相互关系。让学生经历从图形到文字到符号的转换过程,使学生加深对对顶角、邻补角概念的理解,积累一些对图形研究的经验和方法
对顶角:一个角的两边分别是另一个角两边的反向延长线,则这两个角互为对顶角
邻补角:若两个角有一条公共边,另一边互为反向延长线,则这两个叫邻补角
[活动3]
问题
对顶角有什么大小关系?你能说明理由吗?
(2)你能举出生活中对顶角的例子吗?
学生活动设计:学生以组为单位,研究解决问题的方法,鼓励学生从已有经验(量角器、邻补角和为180°)出发,尝试从不同的角度寻求解决问题的方法,得出对顶角相等的结论,口述过程。学生在探索过程中可能遇到困难,出现问题,通过合作学习加以解决
教师活动设计:
教师在活动中关注:
(1)学生能否借助邻补角互补推导出对顶角相等的性质
(2)学生能否进行简单的说理
(3)学生是否能运用对顶角相等准确的找到生活中的例子
通过举出生活中的例子,使学生进一步理解对顶角的性质,体会对顶角在生活中的应用
[活动4 ]
问题
(1)直线a、b相交于点O,∠1=40°,求∠2、∠3、∠4的度数
(2)∠1等于90度时,∠2、∠3、∠4的度数各是多少?
学生活动设计:学生独立思考,自主解决问题,在独立思考的基础上进行交流,从而锻炼说理能力
教师活动设计:
通过具体问题在次强化对顶角的概念及性质,并培养学生的说理习惯,发展符号感,逐步培养学生用几何语言交流的能力;根据学生情况出示问题2,为学习垂线作铺垫
本次活动教师应关注:
(1)学生对对顶角相等掌握的情况
(2)学生进行简单说理的准确性,规范性
(3)学生能否在独立思考的基础上,积极参与对数学问题的讨论
(4)能否用几何符号语言来表达自己的解题过程
[活动5]
问题
找出图中∠AOE的对顶角以及邻补角,若没有请画出
学生活动设计:
学生首先独立思考,在思考的基础上进行讨论,然后动手操作,完成对问题的解决
教师活动设计:
教师具体指导并根据学生情况板书规范的简单说理的过程,通过一道开放性问题,由直观的几何图形巩固学生对对顶角的认识和理解,通过画图提高空间想像能力。帮助学生突破本节难点
在本次活动中关注:
(1)学生能否根据定义画出∠AOE的对顶角
(2)学生能否找出图中对顶角、邻补角
[解答]
三、拓展创新,应用提高,培养学生应用知识解决问题的能力
问题:
如图,两条直线相交于一点O,可以构成4对对顶角
问题(1)若三条直线相交于一点O,可以构成几对对顶角?
问题(2)n条直线相交于点O,可以构成多少对顶角?
学生活动设计:
学生独立思考,自主探索,动手操作,寻求解决问题的方法,
不难发现三条直线相交于一点时,构成对顶角的个数是6对对顶角
但是当n条直线相交时呢?可以再进一步研究四条直线的情况
图中共有12对
观察上述数字之间的关系发现
2条直线是2对=2×
3条是 6对=2×(1+2)
4条是 12对=2×(1+2+3)
从上可以看出
n条直线应是2×(1+2+3+…n-1)=n(n-1)对
教师活动设计:
在本问题的解决过程中主要注重学生对推理的理解,能否从简单问题推导出一般情况,若出现困难,教师可以适当进行启发,引导学生掌握研究此类问题的方法
〔解答〕略
四、小结与作业
小结:
对顶角的概念及性质
邻补角的概念及性质
[作业]略
5.1.2 垂线
【教学目标】
1. 知识与能力:
(1)使学生掌握垂线、垂线段、点到直线的距离等概念,理解垂线的性质,掌握过一点有且只有一条直线与已知直线垂直
(2)会用三角板或量角器过一点画一条直线的垂线.
2.过程与方法:
经历观察、分析、概括、论述的学习过程,培养学生逻辑思维能力以及推理能力,进一步训练学生的作图能力
3.情感、态度与价值观:
通过创设情境,激发学生学习兴趣,给学生创造成功的机会,体验成功的快乐
【教学重点】使学生掌握垂线、垂线段、点到直线的距离等概念,理解垂线的性质
【教学难点】用垂线定义判断两条直线是否垂直及垂线的画法
【教学方法】创设情境--主体探究--应用提高
【教学过程】
一、创设情境,探究垂线的概念
活动1:两条直线相交形成4个角,在相交线模型中若固定木条a,旋转木条b,当b的位置发生变化时,a、b所成的角也会随之变化,
学生观察:当所成的角是90°时,我们说这两条直线互相垂直
教师和学生归纳:
若两条直线相交成90°角,则称这两条直线互相垂直,当两条直线互相垂直时,其中一条直线就是另一条直线的垂线
如图,直线AB与直线CD相交于点O,若∠AOD=90°,则称为AB与CD垂直,
记作AB⊥CD,交点O叫作垂足
注意:垂直是两个图形的位置关系,而垂线是一个图形
二、创设情境,引导学生探索垂线的画法
活动2:如图
现有一条已知直线AB,分别过直线外一点C和直线上一点D,作AB的垂线,你能有几种方法?
通过上述方法作出的垂线有几条?从中你能发现什么结论?
学生活动设计:学生独立思考,动手操作,自主探索。经过思考、操作发现,
对于问题(1)可以有下列几种方法来画垂线
①用度量法,用量角器
②用三角板,如图
③用折纸法,对折直线AB,使折痕两旁的部分重合,且折痕过点C(点D)折痕所在的直线就是符合条件的直线
对于问题(2)学生经过上述作图,不难发现,只能作一条,于是得到垂线的性质
教师活动设计:
引导学生进行探究,及时纠正学生的不准确的几何语言为规范的符号语言,同时在学生归纳的基础上进行归纳垂线的性质
经过一点(已知直线上或直线外),能画出已知直线的一条垂线,且只能画一条垂线
即:
经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线垂直
[活动3]
巩固练习
画一条线段或一条射线的垂线,如何画?
(1) (2) (3)
学生活动设计:
学生思考、讨论,交流,特别是第(2)、(3)个问题,让学生经过观察发现,作已知线段、射线的垂线其实就是经过已知点作已知线段、射线所在的直线的垂线,只要理解这一点,作垂线的问题就迎刃而解
教师活动设计:
在学生讨论过程中,适当的引导学生如何作线段的垂线,特别是(2)(3)需要将其延长或反向延长,才能作出垂线,进而归纳出垂线的性质
三、问题引申,探究点到直线的距离问题,培养学生的应用意识,以及探究精神
[活动4]
问题:在灌溉时需要把河AB中的水引到C处,如何挖渠能使渠道最短?
学生探究:
学生可以自主探究,先在直线AB上任取一些点,连接此点和C,可以发现CD最短,此时CD⊥AB,于是找到挖渠方案(或通过教师的电脑演示,发现当CD与AB垂直时,距离最短)
教师活动:
适时的给出概念:
垂线段:垂线上一点到垂足的距离
点到直线的距离:点到直线的垂线段的长度
〔解答〕过C作AB的垂线,垂足为D,则线段CD就是挖渠路线
[活动5] 从上述探究过程中你能发现什么结论?
学生归纳:连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短
即:垂线段最短
教师活动:纠正学生在总结归纳时语言的简洁性与准确性
[活动6]
问题:
学校要测出一块三角形空地的面积,以便计算绿化成本,现在已经测量出AC=5 cm,还要测量出哪些量,才能计算三角形的面积?
学生活动设计:学生独立思考,自主探索,根据三角形的面积公式不难发现只要测量出点B到线段AC的距离即可计算三角形的面积,于是可以作出点B到AC的垂线段BD,再测量BD的长度即可
教师活动设计:
在学生活动的过程中,若出现思维上的困难可以适时的进行引导、启发,通过这个问题的解决,使学生进一步理解点到直线的距离的概念,让学生体验在生活中数学的作用,增强学生的应用意识
〔解答〕略
四、拓展创新、应用提高,培养学生的逻辑思维能力
问题1:如图,直线AB、CD相交于点O,OE⊥AB,且∠DOE=3∠COE,求∠AOD的度数
学生活动设计:
由OE⊥AB可以知∠BOE=90°,于是∠AOC+∠COE=90°,又∠DOE=3∠COE,且∠DOE+∠COE=180°,于是3∠COE+∠COE=180°,从而∠COE=45°,所以∠AOC=90°-45°=45°,进而得到∠AOD=135°
教师活动设计:
在学生思考或表述过程中及时提醒学生用规范的语言进行表述,以此训练学生的逻辑推理能力,同时考察学生的几何直观
〔解答〕因为∠DOE=3∠COE,且∠DOE+∠COE=180°
所以3∠COE+∠COE=180°
所以∠COE=45°
因为OE⊥AB
所以∠BOE=90°
所以∠BOC=135°
又∠BOC=∠AOD
所以∠AOD=135°
问题2:如图,一辆汽车在直线形公路AB上由A地开往B地,M、N是分别位于公路两侧的村庄
(1)设汽车行驶到公路AB上点P位置时,距离村庄M最近;行驶到Q点时,距离村庄N最近,请在图中的公路AB上分别画出点P和点Q的位置
(2)当汽车从A出发向B行驶时,在公路AB的哪一段距离M、N两村庄都越来越近?在哪一段路上距离村庄N越来越近,而离M越来越远?
学生活动设计:
学生独立思考,在必要时可以进行适当的讨论,经过思考或讨论可以发现对于问题(1)当汽车距离M最近时,相当于过M作直线AB的垂线,垂足就是P点,同理,过N点直线AB的垂线,垂足就是Q的位置;对于问题(2)可以通过图形观察发现,当处于AP路段时距离两村距离越来越近,在处于PQ路段时距离M越来越远、距离N越来越近
教师活动设计:本问题的解决,再一次让学生体会
数学与生活的密切练习
学生的作图能力的训练
垂线段最短的知识
两点之间距离的定义
解决实际问题的能力
因此在学生探究期间,要给予充分的空间和时间,借此让学生的主体性充分发挥,教师仅起到引导者的作用
五、小结与作业
小结:
垂线的定义
垂线的性质(2个)
垂线性质的应用
[作业]略
5.1.3同位角、内错角和同旁内角
[教学目标]
1.能说出同位角、内错角和同旁内角的意义。
2.会识别图形(包括变式图形和比较复杂的图形)中的同位角、内错角和同旁内角。
此外,这种训练过程中,不断提高学生排除变式图形中的非本质现象。复杂图形中“背景”干扰的能力。
[引导性材料]
1.复习两条直线相交得到的四个角的位置关系及性质;
(在两条直线相交得到的四个角的位置及大小关系知识的基础上,进一步研究一条直线与两条直线相交得到的八个角的位置关系。)
2.展示图形,如图2.3—1,引导学生分析图中八个角的位置关系。
(帮助学生从直观上感知“同位”、“内错”、“同旁”等位置关系,为下面的新课学习作充分准备。)
[知识产生和发展过程的教学设计]
问题1-1:如图2.3-1,怎样描述直线AB、CD和EF的位置关系?
(引导学生说出“直线AB、CD和EF相交”,或者“两条直线AB、CD被第三第直线EF所截”。)
问题1-2:如图2.3-1中,直线AB、CD被EF所截得到八个角,这其中有哪些我们已经学过的有特殊位置关系的角?
问题2-1:观察图2.3-1中的∠1和∠5,它们的位置关系有什么特点?
(引导学生观察得出这两个角分别在直线AB、CD的同一方(上方),并且都在直线EF的同一侧(右侧),这是“同位角”的本质属性。然后,可以用“位置相同”来描述这种位置关系,给出“同位角”的描述性定义。)
像这样位置相同的一对角叫做同位角。
问题2-2:你还能在图2.3-1中找出其他的同位角吗?一共有几对?
问题2-3:你能看出两个同位角的边与边之间有什么关系吗?
(互为同位角的两个角没有公共顶点和公共边,但有一条边在同一条直线上,然后将上述互为同位角的两个角,从图2.3-1中分解出来,画出如图2.3-2的草图,从这些简单图形中容易识别出∠1和∠2都是同位角。可顺便指出,形如“F”的图形中有同位角。)
图2.3-2
这就是把复杂图形“分解”为简单图形的训练,这种训练能有效地帮助学生掌握识图技能,从而扫除学生识别内错角、同旁内角时可能存在的障碍。
此外,还要训练学生用规范的几何语言描述;如图2.3-1中,∠1和∠5是“直线AB和直线CD被直线EF所截得的“同位角”。
问题2-4:图2.3-3中的∠1和∠2是同位角吗?为什么?
图2.3-3
(本题考察学生是否理解“同位角”的意义(本质属性)以及对变式图形的识别能力。
以上关于“同位角”的内容,应作为本课的重点,以便“举一反三”。)
问题3-1:图2.3-1中的∠3和∠5的位置关系是怎样的?
(在分析同位角的基础上,学生较容易能得出∠3和∠5在直线AB、CD之间,并且分别在直线EF的两侧。“像这样的一对角叫做内错角”。其中“错”为“交错”的意思。)
问题3-2:图2.3—l中还有哪些角是内错角?
问题3-3:你会从图2.3-1中“分解”出这些内错角吗?这些(分解后的内错角)图形像哪一个英文字母?
(训练学生分解图形的技能,并可引导学生得出“Z”形图形的两个角是内错角。
要求学生说出图2.3-l中的内错角是哪两条直线被哪一条直线截得的。)
问题3-4:图2.3-4中的∠1和∠2是内错角吗?为什么?
图2.3-4
问题4-1:观察图2.3-1中的∠4和∠5有什么位置关系?
∠4和∠5都在直线AB、CD之间,但它们在直线EF的同一侧,像这样的一对角叫同旁内角。
问题4-2:图2.3-1中还有哪些同旁内角?并说出它们是哪两条直线被哪一条直线截得的?
(进而仿照教学同位角和内错角的过程,进行相应的识图和语言叙述的训练。)
问题4-3:图2.3-5中的∠1和∠2是同旁内角吗?为什么?
图2.3-5
[例题讲解]
课本第68页例题。
(本例题既考查了对基本图形的识别,又考查了对学过的“对顶角”和“邻补角”等知识的掌握及运用。)
[练习]
课本第68页练习第1、2题.
(第2题主要考查学生对变式图形的识别能力,如果学生仍有困难,教学中应引导学生回到定义,抓住本质去识别同位角、内错角和同旁内角。)
[小结]
本节课学习了两条直线与第三条直线相交所得八个角的有关知识,重点训练和培养学生对复杂图形和变式图形的识别能力。
[作业]略