师:同学们好,从这节课开始,我们进入第十三章第三小节等腰三角形的学习。大家看一组图片,这里面都出现了我们熟悉的等腰三角形。那什么是等腰三角形呢?等腰三角形的定义就是有两边相等的三角形。如图,在三角形ABC中,如果AB等于AC,那么三角形ABC就是等腰三角形。
等腰三角形还有一些相关概念,像腰、底边、顶角、底角。等腰三角形中相等的两边叫腰,图中的AB和AC就是等腰三角形ABC的腰;另外一条边BC叫底边;两腰的夹角叫顶角,图中的∠BAC就是顶角;腰和底边的夹角叫底角,图中的∠ABC和∠ACB都是底角。
下面,我们一起来动手做一做、剪一剪。把一张长方形纸片对折,剪去其中的蓝色部分,再将其展开,这时我们就得到一个三角形ABC。大家看,这个三角形ABC有什么特点?
生:AB等于AC。
师:对,也就是这个三角形ABC是等腰三角形。我们再把得到的等腰三角形折一折,三角形ABC是轴对称图形吗?它的对称轴又是什么呢?
生:沿着折痕折叠三角形,折痕两边部分能完全重合,所以三角形ABC是轴对称图形,对称轴就是折痕所在直线。
师:非常好。再将得到的等腰三角形折叠一下,大家能不能找出其中重合的线段和角?
生:重合的线段有AB和AC、BD和CD,还有AD与AD;重合的角有∠B和∠C、∠BAD和∠CAD、∠ADB和∠ADC,并且∠ADB与∠ADC相加等于180度,这两个角都是直角。
师:没错,重合的线段相等,重合的角也相等。从这些重合的线段和角中,大家能发现等腰三角形的性质吗?老师给个提示,这6对元素当中,AB和AC是已知的,AD和AD是公共边。除了这两个元素,还有四组元素重合且相等。∠B和∠C相等,这是等腰三角形的两个底角相等。其余三组元素有什么特点呢?BD与CD、∠BAD和∠CAD、∠ADB和∠ADC,对了,它们都与折痕AD有关。也就是说折痕AD身兼数职,这个AD既是中线,也是角平分线,还是高。下面我们一起证明一下刚才的猜想。
首先证明第一个猜想:证明∠B等于∠C。从刚才的折叠问题中能得到什么启发呢?我们可以做中线AD,将三角形ABC分成两个小三角形,再通过证明三角形ABD和三角形ACD全等,这就是解题思路。
当我们做AD是中线时,就有BD等于CD。同学们,这两个三角形全等吗?全等的三要素是什么?全等的理由又是什么呢?
生:有AB等于AC,BD等于CD,再加上公共边AD等于AD,所以这两个三角形根据SSS(边边边)全等,从而证明∠B等于∠C。
师:非常棒。下面我们一起来看看证明过程:做底边的中线AD,则BD等于CD。在三角形BAD和三角形CAD中,因为AB等于AC,BD等于CD,AD等于AD,所以三角形BAD≌三角形CAD(SSS),所以∠B等于∠C(全等三角形的对应角相等)。那这题还有其他证明方法吗?我们这里做的是中线AD,如果不做中线AD,还能做什么呢?
生:做角平分线,∠BAD等于∠CAD。
师:对,那这两个三角形全等吗?全等的理由是什么呢?
生:有AB等于AC,∠BAD等于∠CAD,AD是公共边,能证明三角形BAD≌三角形CAD,理由是SAS(边角边)。
师:很好,我们看看证明过程怎么写:做顶角∠BAC的平分线AD,则∠BAD等于∠CAD。在三角形BAD和三角形CAD中,AB等于AC,∠BAD等于∠CAD,AD等于AD,所以三角形BAD≌三角形CAD(SAS),所以∠B等于∠C(全等三角形的对应角相等)。
还有其他方法吗?如果做的AD还可以是什么呢?
生:AD是高。
师:对,做高AD时,三角形BAD和三角形CAD都是什么三角形?这两个三角形全等吗?
生:都是直角三角形。这两个直角三角形根据AB等于AC(斜边),公共边AD(直角边),可以根据HL(斜边、直角边)定理证明三角形BAD与三角形CAD全等,从而证明∠B等于∠C。
师:非常好,我们来看证明过程:做底边上的高AD,则三角形BAD和三角形CAD都是直角三角形。在Rt三角形BAD和Rt三角形CAD中,因为AB等于AC,AD等于AD,所以Rt三角形BAD≌Rt三角形CAD(HL),所以∠B等于∠C(全等三角形的对应角相等)。这样我们就用三种方法证明出∠B等于∠C。
同学们,∠B和∠C是这个等腰三角形的两个什么角?
生:底角。
师:所以我们得出等腰三角形一个很重要的性质:等腰三角形的两个底角相等。我们来分析一下这句话,它的条件和结论分别是什么?
生:如果一个三角形是等腰三角形,那么它的两个底角相等。如果三角形ABC是等腰三角形,即AB等于AC,那么结论就是它的两个底角相等,∠B等于∠C。
师:对,所以这句话可以简写成“等边对等角”。它的几何语言表示就是在三角形ABC中,有AB等于AC,则∠B等于∠C,理由是“等边对等角”,说“等腰三角形的两个底角相等”也可以。这里要注意,AB、AC这两边相等,∠B、∠C这两个角相等,这四个元素必须在同一个三角形中。
在前面三种方法中做出来的AD分别是等腰三角形的什么线段呢?这三种方法都证明了三角形BAD≌三角形CAD,AD还有什么特点呢?题目已知,如图,在三角形ABC中,AB等于AC,求证∠B等于∠C。
第一种方法做的是底边上的中线AD,回忆一下,做出中线AD时,根据SSS证明三角形BAD≌三角形CAD后,AD还有什么特点?
生:全等后可得∠BAD等于∠CAD,∠ADB等于∠ADC。因为∠BAD等于∠CAD,所以AD是三角形ABC的角平分线;又因为∠ADB等于∠ADC,且∠ADB + ∠ADC = 180度,所以∠ADB和∠ADC都是90度,AD也是BC边上的高。
