角的平分线的性质

官方数学老师·10 页·进阶(有基础,想深入原理)·0 次浏览·3 天前
全等三角形角平分线三线合一几何推理

角的平分线的性质

搞懂等距、比例、三线合一:看透角平分线在全等证明里的核心用法

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全等三角形角平分线三线合一几何推理

角的平分线的性质

搞懂等距、比例、三线合一:看透角平分线在全等证明里的核心用法

1第 1 页 · 角的平分线的性质

作角的平分线的方法

上一页我们知道了平分线有许多好性质,但这些性质不是白来的,得先有一条平分线。这页就亲手「做」出一条来。

尺规作图三步
以顶点O为圆心画弧交两边于A、B;分别以A、B为圆心同半径画弧交于C;连接OC即为平分线
关键:两段半径相等
两次画弧所用半径必须相同,保证OA=OB、CA=CB
原理:SSS全等
由OA=OB、CA=CB、OC=OC,得△OAC≌△OBC,所以∠AOC=∠BOC
把一张纸对折对应 →尺规作角的平分线

对折后折痕两边能完全重合——平分线也把角两边对应重合

2第 2 页 · 作角的平分线的方法

几何证明的一般步骤

几何证明的一般步骤:定义、要点与典型应用

几何证明的一般步骤
几何证明的一般步骤:定义、要点与典型应用
3第 3 页 · 几何证明的一般步骤

全等三角形的性质

证明几何题像搭桥,需要可靠的'砖块'。全等三角形就是最常用的砖:两个三角形能完全重合,意味着它们的每一个零件都对应相等。这页先把它'能给我们什么'讲清楚。

全等的定义
本质是'完全重合',经平移、旋转或翻折后两三角形可完全叠合
对应关系
需先指定顶点对应,如△ABC≌△DEF代表A↔D, B↔E, C↔F
对应边相等
叠合后重合的三条边一定等长:AB=DE, BC=EF, CA=FD
对应角相等
三对角分别相等:∠A=∠D, ∠B=∠E, ∠C=∠F
衍生结论
既然每条边每个角都对应相等,周长和面积也一定分别相等
同一枚印章的两次盖章对应 →两个全等三角形

位置可不同,但每个细节(边、角)一一对应相等

4第 4 页 · 全等三角形的性质

角的平分线的性质(点到角

全等三角形是我们刚学完的工具。带着它,我们去看角平分线最核心的性质——它上面的每一点,到角两边距离相等是怎么'证'出来的。

定理内容
角平分线上的任意一点,到角两边的距离相等
几何语言
OC平分∠AOB,P在OC上,PE⊥OA于E,PF⊥OB于F,则PE=PF
关键理解
距离特指垂线段长度,不是斜着连过去的线
逆定理
角的内部到两边距离相等的点,在该角的平分线上
典型应用
用于证明线段相等,或判定点是否在角平分线上
公路正中间对应 →角平分线上的点

站在路中央到两边一样远,平分线上的点到角两边也一样远

5第 5 页 · 角的平分线的性质(点到角

到角两边距离相等的点的性

上节课我们证明了「角平分线上的点到两边距离相等」。现在反过来追问:平面内所有「到角两边距离相等」的点,会聚成什么图形?这个视角会揭示对称性的本质。

点到直线的距离
过点向直线作垂线段,垂线段的长度就是该点到直线的距离
正定理(判定)
角平分线上的任意一点,到角两边的距离相等
逆定理(位置)
在角的内部,到两边距离相等的点必在该角的平分线上
轨迹观点
角平分线 = 角内「到两边等距」的所有点的集合,是一条轨迹
V 形峡谷中贴壁飞行的无人机对应 →角平分线上的等距点

无人机始终与两侧崖壁保持等距飞行,轨迹自然汇聚成角平分线

设 P 为 AOB 内部一点,若 d(P,OA)=d(P,OB),则 P 在 AOB 的平分线上。\text{设 }P\text{ 为 }\angle AOB\text{ 内部一点,若 }d(P,OA)=d(P,OB)\text{,则 }P\text{ 在 }\angle AOB\text{ 的平分线上。}
6第 6 页 · 到角两边距离相等的点的性

三角形的角平分线交点性质

上一页讲过:单个角里,到两边距离相等的点一定落在角平分线上。那把三个角合在一起,会有什么特殊点冒出来?

三线共点
三角形三个内角平分线必交于同一点
内心
这个唯一交点叫内心,记作 I
等距三边
内心到三边的距离都相等,记作 r
内切圆圆心
内心就是内切圆的圆心,r 就是内切圆半径
三角形里能塞下的最大圆对应 →三角形内心

圆卡在三边之间,圆心到三边距离都等于半径——这只能是内心

r=2Sa+b+cr = \dfrac{2S}{a+b+c}
7第 7 页 · 三角形的角平分线交点性质

角的平分线

从顶点出发,把一个角「对半切」——这是角平分线最直观的几何形象。看似简单的一刀,背后藏着构造全等、证明线段相等的关键钥匙。

定义
从角的顶点出发,把角分成两个相等角的射线
三要素
起点在顶点、射线在角内部、两半角相等——缺一不可
表示方法
若 OC 平分 ∠AOB,则 ∠AOC = ∠BOC = ½∠AOB
唯一性
在角的内部,从顶点出发的平分线有且仅有一条
典型应用
构造全等三角形、证明线段或角相等、解角度计算题
光的反射定律对应 →角的平分线

法线就是入射角的平分线——入射角等于反射角,正是平分线定义在物理中的体现

AOC=BOC=12AOB\angle AOC = \angle BOC = \tfrac{1}{2}\angle AOB
8第 8 页 · 角的平分线

本节要点

  • 角平分线本质是「等距线」:线上每一点到角两边距离相等
  • 「到两边距离相等」与「点在角平分线上」互为充要条件
  • 三角形三条内角平分线必交于一点,称为内心
  • 几何证明套路:分析结论→作辅助线→证三角形全等
  • 全等判定按已知条件选用:SSS、SAS、ASA 缺哪个补哪个
延伸主题:尺规作图的统一逻辑内心与三角形面积的关系辅助线添加策略专题
9第 9 页 · 本节要点

课后思考

先写下自己的判断和理由,再展开参考提示;注意结论成立的条件与范围。

1为什么角的平分线上的点到角两边距离相等?请指出证明中的关键全等关系。

参考答案连接该点与两边的垂足。两个直角三角形有公共斜边,且平分线给出的锐角相等,可由斜边锐角证明全等,再得到两距离相等。

2在△ABC中,两个内角平分线交于P,且P到三边距离相等。这个条件能证明P也在第三个内角平分线上吗?请写出推理链。

参考答案能。P在∠A、∠B的平分线上,因而到三组对应边分别等距;再利用角平分线的判定定理,可知P在∠C的平分线上,故P为内心。

3若不要求点在角的内部,角外一点到角两边所在直线距离相等时,它可能落在哪些位置?请画图检验。

参考答案不一定只落在原角平分线上。两条相交直线有内角、外角两条平分线,角外等距点也可能落在外角平分线上。

10第 10 页 · 课后思考