吳國平:你會幾種三角形內角和證明方法?

2020-12-03 吳國平數學教育

對於數學學習,我們強調最多的就是希望大家要好好理解和掌握數學思想方法,同時,這部分內容也是相對比較難以學習和理解。一些人從幼兒園一直到大學畢業,可能最終連什麼是數學思想方法都說不出一些感受。

數學思想方法可以說是數學的靈魂和精髓,它無論在數學專業領域、數學教育範圍內,還是在其它科學中,都被廣為得到運用。如我們最常見的數學思想方法就就是數形結合思想,根據數與形之間的對應關係,通過數與形的相互轉化來解決數學問題的思想,其實質是將抽象的數學語言與直觀的圖象結合起來,關鍵是代數問題與圖形之間的相互轉化。

在數學學習中,通過解題,我們無形中會運用到很多數學思想方法去解決問題,只是你無法通過感覺器官來感受到而已。學會運用數學思想方法,我們可以使某些抽象的數學問題直觀化、生動化,能夠變抽象思維為形象思維,有助於把握數學問題的本質,這樣很多問題便迎刃而解,且解法容易理解和消化。

今天我們通過多種方法來證明三角形內角和定理,使大家在一題多解中感受到數學思想方法的運用。

三角形內角和定理是我們最熟悉、最常用的數學基本定理之一,它是三角形的一個基本性質,也是其它定理的重要依據之一,可以說是整個幾何王國的最重要的基礎知識內容之一。三角形內角和定理具體內容:三角形的三個內角和等於180°。

初中數學教材安排三角形內角和定理的學習,不僅要求學生掌握好定理,更重要學會如何證明三角形內角和定理。通過證明方法的研究,使我們的學生的思維能力得到訓練;通過圖形的「拼湊」,培養動手能力;通過多種證明方法的學習,使學生能感受到數學思想方法的運用;通過多種證明方法的學習,讓學生從不同角度去分析問題和解決問題。

三角形內角和定理證明方法一:

已知:△ABC的三個內角是∠A,∠B,∠C.求證:∠A+∠B+∠C=1800.

證明:過點C作CD∥BA,則∠1=∠A

∵CD∥BA

∴∠1+∠ACB+∠B=180°

∴∠A+∠ACB+∠B=180°

三角形內角和定理證明方法二:

已知:△ABC的三個內角是∠A,∠B,∠C.求證:∠A+∠B+∠C=1800.

證明:作BC的延長線CD,過點C作CE∥BA,

則∠1=∠A,∠2=∠B

又∵∠1+∠2+∠ACB=180°

∴∠A+∠B+∠ACB=180°

三角形內角和定理證明方法三:

已知:△ABC的三個內角是∠A,∠B,∠C.求證:∠A+∠B+∠C=1800.

證明:過點C作DE∥AB,則∠1=∠B,∠2=∠A

又∵∠1+∠ACB+∠2=180°

∴∠A+∠ACB+∠B=180°

三角形內角和定理證明方法四:

已知:△ABC的三個內角是∠A,∠B,∠C.求證:∠A+∠B+∠C=1800.

證明:作BC的延長線CD,在△ABC的外部以CA為一邊,

CE為另一邊畫∠1=∠A,於是CE∥BA,

∴∠B=∠2

又∵∠1+∠2+∠ACB=180°

∴∠A+∠B+∠ACB=180°

三角形內角和定理證明方法五:

已知:△ABC的三個內角是∠A,∠B,∠C.求證:∠A+∠B+∠C=1800.

證明:在BC上任取一點D,作DE∥BA交AC於E,

DF∥CA交AB於F,

則有∠2=∠B,∠3=∠C,∠1=∠4,∠4=∠A

∴∠1=∠A

又∵∠1+∠2+∠3=180°

∴∠A+∠B+∠C=180°

三角形內角和定理證明方法六:

已知:△ABC的三個內角是∠A,∠B,∠C.求證:∠A+∠B+∠C=1800.

證明:(1)選點O在△ABC內,則如圖所示,

過點O分別作DE//AB,FG//BC,PQ//AC,即得:

∠POE=∠GPO=∠A,

∠POG=∠EFO=∠C,

∠EOF=∠PGO=∠B,

∵∠POE+∠POG +∠EOF=1800,

∴∠A +∠C +∠B=1800.

三角形內角和定理證明方法七:

已知:△ABC的三個內角是∠A,∠B,∠C.求證:∠A+∠B+∠C=1800.

證明:若選點O在△ABC上且不為頂點,則如圖所示,

過點O分作OQ//AC, OF//BC , 即得:

∠A=∠BOQ,∠C =∠OQB=∠QOF,∠B=∠AOF ,

∵∠BOQ+∠QOF+∠AOF=1800,

∴∠A +∠C +∠B=1800.

三角形內角和定理證明方法八:

已知:△ABC的三個內角是∠A,∠B,∠C.求證:∠A+∠B+∠C=1800.

證明:若選點O在△ABC外,不在△ABC邊的延長線上,則如圖所示,

過點O作PQ//AC, 交BA、BC的延長線分別於P、Q,

再過點O作 EO//BC, DO//AB ,即得:

∠EOP=∠Q=∠C, ∠EOD=∠ODC=∠B,

∠DOQ=∠APO=∠BAC,

∵∠DOQ+∠EOD+∠EOP =1800,

∴∠ACB+∠B+∠BAC=1800.

從上面這八種三角形內角和定理證明方法當中,我們發現要想證明三角形的三個內角之和等於180°,就需要把問題轉化到平角的大小為180°。因此,在解決問題的過程中,我們就想方設法將三角形的三個內角「轉化成」一個平角,如利用添加輔助線的方法構造出一個平角,再運用一定技巧"移動"內角,將其構造成一個平角,這就是數學當中化歸轉化思想方法的運用。

通過三角形內角和定理的證明,我們可以很清楚感受到數形結合、化歸轉化等數學思想方法的運用。只要大家認真專研解題方法,多總結反思,慢慢就學會數學思想方法的運用。如在平時數學學習過程中,學會從不同角度去分析解決問題,我們的思維能力就會得到鍛鍊,不僅掌握好了基礎知識內容,更學會運用方法和技巧去解決實際問題,最終掌握數學思想方法,提高數學素養。

因此,基於數學思想方法的重要性,因此《數學課程標準》將數學思想方法列為數學目標之一。

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