平行線的判定與性質(zhì)

平行線與相交線貌似我們小學(xué)的時(shí)候就學(xué)過卷仑,那么為什么初中又要學(xué)一遍呢寞蚌?初中有一個(gè)非常重要的思維田巴,就是抽象的思維,遇到更大的年齡挟秤,我們就很多時(shí)候都要脫離實(shí)際情景壹哺,用我們的大腦去想象,并且如果在初中重新學(xué)一遍平行線與相交線的話艘刚,我們不只是學(xué)習(xí)他們的位置關(guān)系管宵,我們還要學(xué)會(huì)如何去證明兩條直線平行。

我們都說點(diǎn)動(dòng)成線,線動(dòng)成面箩朴,面動(dòng)成體岗喉,那么什么才是平行線的定義呢?收到炸庞,平行線一定就是線之間的位置關(guān)系钱床,雖然點(diǎn)與線,線與面燕雁,點(diǎn)與點(diǎn)诞丽,線與線鲸拥,面與面拐格,體與體,面與點(diǎn)刑赶,點(diǎn)與體捏浊,體與面,體與線他們都有不同的位置關(guān)系但是我們主要聚焦線與線之間的關(guān)系撞叨,但是平行線我們還需要有一個(gè)特殊的限制金踪,那么就是他們必須在同一平面內(nèi),如果不在同一面內(nèi)牵敷,在不同的維度上胡岔,這樣子討論就沒有太大的意義了,我們小學(xué)對于平行線的定義枷餐,可能就是在同一面內(nèi)永不相交的兩條直線靶瘸,互為平行線,相交線呢毛肋,就是在同一平面內(nèi)怨咪,兩條線有公共點(diǎn),我們也可以依照這樣子的定義去畫圖润匙,現(xiàn)在我們又學(xué)習(xí)了一些關(guān)于平行與相交诗眨,一些其他的東西。請閱讀下文孕讳。

到了初中匠楚,我們該如何定義兩條直線是相交直線呢?我們先用文字語言來表示一下厂财,L1與l2相交于a點(diǎn)芋簿,但是相交的符號語言并沒有規(guī)定,所以我們也可以這樣子念蟀苛,下圖就是圖形語言了益咬。

相交圖形語言

那么我們?nèi)绾味x兩條直線是平行直線呢?我們可以基于相交線的定義來定義平行直線,平行直線幽告,也就是在同一平面內(nèi)梅鹦,沒有公共點(diǎn)的兩條直線,符號語言冗锁,也就是∥齐唆,圖形語言如下圖。

平行圖形語言

那么在相交直線當(dāng)中冻河,有哪些比較特殊的位置關(guān)系需要命名呢箍邮?那個(gè)情況就是兩條直線在同一平面內(nèi)相交,并且形成了四個(gè)角叨叙,其中有一個(gè)角是90度锭弊,其實(shí)如果一個(gè)角是90度的話,那么四個(gè)角其實(shí)都是90度擂错,在這個(gè)情況當(dāng)中味滞,有一個(gè)點(diǎn)比較特殊,也就是相交成直線的那個(gè)點(diǎn)钮呀,我們把這個(gè)點(diǎn)稱之為垂足剑鞍,如果我們要用文字語言表示,L1垂直l2于點(diǎn)o爽醋。也是有一個(gè)專門的符號的蚁署,┸ 。

當(dāng)然也有一些特殊的角度蚂四,就比如下面我畫的這幅圖中角一與角二光戈。這兩個(gè)角的角度好像是相等的,但是我們需要通過嚴(yán)格的邏輯推理證明证杭,才可以下這個(gè)結(jié)論田度,那么我們該如何去證明呢?

圖一

(以下是證明過程)

已知:如圖解愤,直線L1镇饺,L2交于點(diǎn)a。

求證:∠1=∠2

證明:∵∠2+∠4=180度(平角定義)

∠1+∠4=180度(平角定義)

∴180度減去角四等于角三(等式基本性質(zhì))

180度減去角四等于角一(等式基本性質(zhì))

∴∠1=∠2(等量代換)

所以現(xiàn)在我們也就得到了一個(gè)結(jié)論送讲,在一個(gè)同面內(nèi)相交的兩條直線奸笤,對頂角相等。我們也可以根據(jù)這個(gè)性質(zhì)來判斷兩條直線相交哼鬓。我們后來也發(fā)現(xiàn)了另外兩種不同的關(guān)系监右,當(dāng)兩個(gè)角相加起來等于90度的時(shí)候,那么這兩個(gè)角互為互余角异希,當(dāng)兩個(gè)角加起來等于180度的時(shí)候健盒,那么這兩個(gè)角互為互補(bǔ)角,如下圖。

圖二

現(xiàn)在來看角一與角二就互為互余角扣癣,互補(bǔ)角與他一樣惰帽,只不過相加起來是180度。

那么過一點(diǎn)可以作多少條直線與已知直線垂直父虑?同一平面內(nèi)只能做一條與已知直線垂直该酗,如下圖。

圖三

已知直線l和直線外一點(diǎn)a士嚎,我們現(xiàn)在過a點(diǎn)作直線ao呜魄,垂直于l,垂足為o莱衩,那么我們該如何定義點(diǎn)到直線的距離呢爵嗅?其實(shí)錘線段ao的長度就是點(diǎn)A到直線l的距離,我們平時(shí)可能經(jīng)常說兩點(diǎn)之間線段最短膳殷,那么一個(gè)點(diǎn)到一條線操骡,就是垂線段最短。

接下來我們就開始探究平行線赚窃。

平行線的畫法

下面三種畫平行線的方法,你更認(rèn)可哪一個(gè)呢岔激?你會(huì)發(fā)現(xiàn)勒极,如果我們實(shí)體操作一下,那么第一種方法一定是不行的虑鼎,但是第二種辱匿,第三種都可以畫出平行線。你們接下來我們要研究一個(gè)非常有意思的現(xiàn)象炫彩,那就是兩條平行線被另一條直線所截,那么有哪些特殊的角呢?如下圖所示坑雅。

組成的三線八角

這其實(shí)也就是我們經(jīng)常所提到的三線八角读规,那么我們是否可以根據(jù)三線八角來判定兩條線是否是平行線呢?

通過觀察杉允,我們發(fā)現(xiàn)在這八個(gè)角當(dāng)中有幾組角的角度是一樣的邑贴,角一和角二舅一樣,角三和角四也一樣叔磷,角五等于角七拢驾,角六等于角八,我們也有把這一類的角稱之為同位角改基,符號語言也就是

∵∠1=∠2

∴a∥b

那我們來總結(jié)一下繁疤,當(dāng)直線AB被直線c所截,如果同位角相等,那么兩條線為平行關(guān)系稠腊,這也就是我們平行線判定定理一案疲。


我們接下來又發(fā)現(xiàn)了幾組角度相等的角,那就是角六等于角七麻养,角二等于角三褐啡,但是我們也需要用嚴(yán)格的邏輯推理證明,證明過程如下鳖昌。

平行線判定定理二

我們把這樣的角稱之為內(nèi)錯(cuò)角备畦,所以現(xiàn)在我們得到了平行線判定定理二,我們用文字語言描述一下许昨,也就是直線AB被直線c所截懂盐,如果內(nèi)錯(cuò)角相等,那么兩條線為平行關(guān)系糕档,符號語言也就是:

∵∠2=∠3

∴a∥b


還有最后一種發(fā)現(xiàn)莉恼,就比如角二加角7=180度,我們也可以推理出來速那,推理過程如下圖俐银。

平行線判定定理三

這就是我們所說的同旁內(nèi)角,用文字語言描述一下端仰,就是直線AB被直線c所截捶惜,如果同旁內(nèi)角互補(bǔ),那么兩條直線為平行關(guān)系荔烧,符號語言吱七,也就是:

∵∠2+∠7=180

∴a∥b


這也就是通過我們推理,然后證明出來的三種判定平行線的方法鹤竭,但是平行線的判定只是我們?nèi)ヅ卸▋蓷l直線是否平行的方法踊餐,但是兩條直線本身他們是否有一些性質(zhì)呢?也就是說臀稚,我們現(xiàn)在已經(jīng)知道兩條直線平行了吝岭,那么我們可以得到哪些結(jié)論呢?

我們可以先用直尺和三角尺畫兩條平行線烁涌,A平行于b苍碟,然后畫一條直線c與這兩條平行線相交,然后可以利用量角器測量三條直線所形成的八個(gè)角的度數(shù)撮执,你可以發(fā)現(xiàn)什么樣的規(guī)律呢微峰?

圖四

我們觀察一下下面的這幅圖,最終我測量的結(jié)果是角一抒钱,角四蜓肆,角五颜凯,角七,都是120度仗扬,角二症概,角三,角六早芭,角八彼城,都是80度,那么我們根據(jù)這幅圖可以提出哪些猜想呢退个?我的猜想是兩直線平行同位角相等募壕,那么在這幅圖中,也就是角一等于角五语盈,角二等于角六舱馅,角四等于角七,角三等于角八刀荒,我們可以把這個(gè)發(fā)現(xiàn)稱之為平行線性質(zhì)定理一代嗤,雖然我們通常都這么叫,但是呢缠借,他其實(shí)并不完全是一個(gè)定理干毅,因?yàn)槠鋵?shí)他是一個(gè)公理,是不證自明的烈炭,就像平行線判定定理一樣溶锭,我們首先需要有一個(gè)公理,然后借此可以推出更多的定理符隙。

我們現(xiàn)在可以借著這個(gè)定理去推出其他的定理,現(xiàn)在我還有一個(gè)猜想垫毙,那就是兩直線平行內(nèi)錯(cuò)角相等霹疫,比如角三等于角六,那么我們該如何的去證明呢综芥?證明過程如下丽蝎。

平行線性質(zhì)定理二

所以我們也就得到了平行線性質(zhì)定理二,我們把這樣的角稱之為內(nèi)錯(cuò)角膀藐,所以兩直線平行屠阻,內(nèi)錯(cuò)角相等。

當(dāng)然我還有其他的猜想额各,那就是角三加角五等于180度国觉,那么我們該如何去證明呢?證明過程如下虾啦。

平行線性質(zhì)定理三

所以現(xiàn)在我們也就得到了平行線性質(zhì)定理三麻诀,我們把這樣的角稱之為同旁內(nèi)角痕寓,所以兩直線平行,同旁內(nèi)角相加等于180度蝇闭,也就是同旁內(nèi)角互補(bǔ)呻率。

所以這也就是平行的性質(zhì),那么我們現(xiàn)在也就清楚了呻引,平行線的判定與性質(zhì)礼仗,在以后的學(xué)習(xí)當(dāng)中,我們會(huì)遇到各種不同的情況與情境逻悠,然后也會(huì)利用各種各樣的關(guān)系元践,而去證明,你準(zhǔn)備好迎接頭腦風(fēng)暴了嗎蹂风?我們來看一道題吧卢厂!

我感覺這樣子的幾何題非常的有意思,并且這其中的樂趣就是你得到了大量的信息惠啄,結(jié)果卻組合不起來慎恒,但是到了某個(gè)時(shí)候,你突然發(fā)現(xiàn)兩條線或者幾個(gè)角撵渡,可以行走某種非常特殊的關(guān)系融柬,然后再可以利用你的已知條件,最終就可以求出某個(gè)角或者兩線平行趋距,也都是在運(yùn)用平行線的性質(zhì)與平行線的判定粒氧,雖然把題解出來非常的重要,并且解出來一道難題节腐,非常的有成就感外盯,但是我更享受這個(gè)解題的過程,尤其是那種剛開始沒有絲毫頭緒的題翼雀,需要你不斷的去推理饱苟,大腦飛速的運(yùn)轉(zhuǎn),我想這就是數(shù)學(xué)的魅力吧狼渊。

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