提高例题:相交线与平行线培优(1)
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七年级数学:相交线与平行线一、知识要点:1.平面上两条不重合的直线,位置关系只有两种:相交和平行。
2.两条不同的直线,若它们只有一个公共点,就说它们相交。
即,两条直线相交有且只有一个交点。
3.垂直是相交的特殊情况。
有关两直线垂直,有两个重要的结论:(1)过一点有且只有一条直线与已知直线垂直;(2)直线外一点与直线上所有点的连线中,垂线段最短。
4.两条直线被第三条直线所截,构成八个角,在那些没有公共顶点的角中,⑴如果两个角分别在两条直线的同一方,并且都在第三条直线的同侧,具有这种关系的一对角叫做___________ ;⑵如果两个角都在两直线之间,并且分别在第三条直线的两侧,具有这种关系的一对角叫做____________ ;⑶如果两个角都在两直线之间,但它们在第三条直线的同一旁,具有这种关系的一对角叫做_______________.5.平行公理:经过直线外一点,有且只有一条直线与这条直线______.推论:如果两条直线都与第三条直线平行,那么_____________________.6.平行线的判定:⑴两条直线被第三条直线所截,如果同位角相等,那么这两条直线平行.简单说成:_______________________.⑵两条直线被第三条直线所截,如果内错角相等,那么这两条直线平行.简单说成:___________________________.⑶两条直线被第三条直线所截,如果同旁内角互补,那么这两条直线平行.简单说成:_______________________. 7.在同一平面内,如果两条直线都垂直于同一条直线,那么这两条直线_______ .8.平行线的性质:⑴两条平行直线被第三条直线所截,同位角相等.简单说成:__________.⑵两条平行直线被第三条直线所截,内错角相等.简单说成:__________ .⑶两条平行直线被第三条直线所截,同旁内角互补.简单说成:__________________。
.方法指导:平行线中要理解平行公理,能熟练地找出“三线八角”图形中的同位角、内错角、同旁内角,并会运用与“三线八角”有关的平行线的判定定理和性质定理,利用平行公理及其推论证明或求解。
二、例题精讲例1.如图(1),直线a与b平行,∠1=(3x+70)°,∠2=(5x+22)°,求∠3的度数。
∴∠3=∠4(两直线平行,内错角相等)∵∠1+∠3=∠2+∠4=180°(平角的定义)∴∠1=∠2 (等式性质)则3x+70=5x+22 解得x=24即∠1=142°A∴ ∠3=180°-∠1=38° 图(1) 评注:建立角度之间的关系,即建立方程(组),是几何计算常用的方法。
例2.已知:如图(2), AB ∥EF ∥CD ,EG 平分∠BEF ,∠B+∠BED+∠D =192°,∠B-∠D=24°,求∠GEF 的度数。
解:∵AB ∥EF ∥CD ∴∠B=∠BEF ,∠DEF=∠D (两直线平行,内错角相等)∵∠B+∠BED+∠D =192°(已知)即∠B+∠BEF+∠DEF+∠D=192° ∴2(∠B+∠D )=192°(等量代换) 则∠B+∠D=96°(等式性质)∵∠B-∠D=24°(已知) 图(2) ∴∠B=60°(等式性质) 即∠BEF=60°(等量代换) ∵EG 平分∠BEF (已知)∴∠GEF=21∠BEF=30°(角平分线定义)例3.如图(3),已知AB ∥CD ,且∠B=40°,∠D=70°,求∠DEB 的度数。
解:过E 作EF ∥AB∵ AB ∥CD (已知) ∴ EF ∥CD (平行公理)∴ ∠BEF=∠B=40° ∠DEF=∠D=70°(两直线平行,内错角相等) ∵ ∠DEB=∠DEF-∠BEF∴ ∠DEB =∠D-∠B=30°评注:证明或解有关直线平行的问题时,如果不构成“三线八角”,则应添出辅助线。
图(3)例4.已知锐角三角形ABC 的三边长为a ,b ,c ,而h a ,h b ,h c 分别为对应边上的高线长,求证:h a +h b +h c <a+b+c分析:对应边上的高看作垂线段,而邻边看作斜线段 证明:由垂线段最短知,h a <c ,h b <a ,h c <b以上三式相加得h a +h b +h c <a+b+c研究垂直关系应掌握好垂线的性质。
1. 以过一点有且只有一条直线垂直于已知直线。
2. 垂线段最短。
例5.如图(4),直线AB 与CD 相交于O ,EF?AB 于F ,GH?CD 于H , 求证EF 与GH 必相交。
分析:欲证EF 与GH 相交,直接证很困难,可考虑用反证法。
证明:假设EF 与GH 不相交。
∵ EF 、GH 是两条不同的直线 ∴ EF ∥GHGba c h a∵ EF?AB ∴ GH?AB又因GH?CD 故AB ∥CD (垂直于同一直线的两直线平行) 图(4) 这与已知AB 和CD 相交矛盾。
所以EF 与GH 不平行,即EF 与GH 必相交 评注:本题应用结论:(1) 垂直于同一条直线的两直线平行。
(2) 两条平行线中的一条直线垂直于第三条直线,那么另一条直线也平行于第三条直线;例6.平面上n 条直线两两相交且无3条或3条以上直线共点,有多少个不同交点 解:2条直线产生1个交点,第3条直线与前面2条均相交,增加2个交点,这时平面上3条直线共有1+2=3个交点; 第4条直线与前面3条均相交,增加3个交点,这时平面上4条直线共有1+2+3=6个交点; …则 n 条直线共有交点个数:1+2+3+…+ (n-1)=21n(n-1) 评注:此题是平面上n 条直线交点个数最多的情形,需要仔细观察,由简及繁,深入思考,从中发现规律。
例7.6个不同的点,其中只有3点在同一条直线上,2点确定一条直线,问能确定多少条直线解:6条不同的直线最多确定:5+4+3+2+1=15条直线,除去共线的3点中重合多算的2条直线,即能确定的直线为15-2=13条。
另法:3点所在的直线外的3点间最多能确定3条直线,这3点与直线上的3点最多有3×3=9条直线,加上3点所在的直线共有:3+9+1=13条 评注:一般地,平面上n 个点最多可确定直线的条数为:1+2+3+…+(n-1)=21n(n-1)例8.10条直线两两相交,最多将平面分成多少块不同的区域解:2条直线最多将平面分成2+2=4个不同区域;3条直线中的第3条直线与另两条直线相交,最多有两个交点,此直线被这两点分成3段,每一段将它所在的区域一分为二,则区域增加3个,即最多分成2+2+3=7个不同区域; 同理:4条直线最多分成2+2+3+4=11个不同区域;…∴ 10条直线最多分成2+2+3+4+5+6+7+8+9+10=56个不同区域 推广:n 条直线两两相交,最多将平面分成2+2+3+4+…+n=1+21n(n+1)=21(n 2+n+2)块不同的区域思考:平面内n 个圆两两相交,最多将平面分成多少块不同的区域例9.平面上n 条直线两两相交,求证所成得的角中至少有一个角不大于n180证明:平面上n 条直线两两相交最多得对顶角2)1( n n ×2=n(n-1)对,即2n(n-1)个角 平面上任取一点O ,将这n 条直线均平行移动过点O ,成为交于一点O 的n 条直线,这n 条直线将以O 为顶点的圆周角分为2n 个(共n 对)互不重叠的角:?1、?2、?3、…、?2n由平行线的性质知,这2n 个角中每一个都和原来n 条直线中的某两条直线的交角中的一个角相等,即这2n 个角均是原2n(n-1)个角中的角。
若这2n 个角均大于n 0180,则?1+?2+?3+…+?2n >2n ×n180=360°,而 ?1+?2+?3+…+?2n =360°,产生矛盾故 ?1、?2、?3、…、?2n 中至少有一个小于n 0180,即 原来的2n(n-1) 中至少有一个角不小于n180评注:通过平移,可以把原来分散的直线集中交于同一点,从而解决问题。
例10.(a )请你在平面上画出6条直线(没有三条共点),使得它们中的每条直线都恰与另3条直线相交,并简单说明画法。
(b )能否在平面上画出7条直线(任意3条都不共点),使得它们中的每条直线都恰与另3条直线相交,如果能请画出一例,如果不能请简述理由。
解:(a )在平面上任取一点A 。
过A 作两直线m 1与n 1。
在n 1 上取两点B ,C ,在m 1上取两点D ,G 。
过B 作m 2∥m 1,过C 作m 3∥m 1,过D 作n 2∥n 1,过G 作n 3∥n 1,这时m 2、m 3、n 2、n 3交得E 、F 、H 、I 四点,如图所示。
由于彼此平行的直线不相交,所以,图中每条直线都恰与另3条直线相交。
(b )在平面上不能画出没有3线共点的7条直线,使得其中每条直线都恰与另外3条直线相交。
理由如下:假设平面上可以画出7条直线,其中每一条都恰与其它3条相交,因两直线相交只有一个交点,又没有3条直线共点,所以每条直线上恰有与另3条直线交得的3个不同的交点。
根据直线去计数这些交点,共有3×7=21个交点,但每个交点分属两条直线,被重复计数一次,所以这7条直线交点总数为221=个,因为交点个数应为整数,矛盾。
所以,满足题设条件的7条直线是画不出来的。
Ol 3l 2l nF三、巩固练习1.平面上有5个点,其中仅有3点在同一直线上,过每2点作一条直线,一共可以作直线( )条A .6B . 7C .8D .92.平面上三条直线相互间的交点个数是 ( )A .3B .1或3C .1或2或3D .不一定是1,2,33.平面上6条直线两两相交,其中仅有3条直线过一点,则截得不重叠线段共有( ) A .36条 B .33条 C .24条 D .21条4.已知平面中有n 个点C B A ,,三个点在一条直线上,E F D A ,,,四个点也在一条直线上,除些之外,再没有三点共线或四点共线,以这n 个点作一条直线,那么一共可以画出38条不同的直线,这时n 等于( )(A )9 (B )10 (C )11 (D )125.若平行直线AB 、CD 与相交直线EF 、GH 相交成如图示的图形,则共得同旁内角( ) A .4对 B .8对 C .12对 D .16对6.如图,已知FD ∥BE ,则∠1+∠2-∠3=( ) A .90° B .135° C .150° D .180°第 5 题第 6 题第7题7.如图,已知AB ∥CD ,∠1=∠2,则∠E 与∠F 的大小关系 ;8.平面上有5个点,每两点都连一条直线,问除了原有的5点之外这些直线最多还 有 交点9.平面上3条直线最多可分平面为 个部分。