师:同学你好,上节课我们通过做辅助线,将三角形三个内角相加转化为一个平角,从而证明了三角形内角和定理。接着由该定理推理得出推论一:直角三角形的两锐角互余;推论二:有两个角互余的三角形是直角三角形。本节课我们将依据三角形内角和定理继续探究。
大家看这样一个问题,如图,一个人从点(m)出发,沿着三角形(ABC)的边绕一周,回到初始位置(m),他一共转了多少度?同学们动手画一画、算一算。有答案了吗?说说你们是怎么思考的。
要解决这个问题,首先要画出他经过三角形每个顶点时所转的角。不妨设行进路线为从点(m)到点(C),到点(A),到点(B),最后回到点(m)。观察发现,到达点(C)时,需从(CD)方向转到(CA)方向,所转的角记为角(1);到达点(A)时,需从(AE)方向转到(AB)方向,所转的角记为角(2);到达点(B)时,需从(BF)方向转到(BC)方向,所转的角记为角(3)。角(1)、角(2)、角(3)的度数和就是所转角度。
那角(1)、角(2)、角(3)显然不是三角形(ABC)的内角,它们是什么呢?角(1 +)角(2 +)角(3)又该怎么求呢?本节课我们就一起来探究解决。
对于角(1),大家还有印象吗?上节课证明三角形内角和定理时,我们曾把三角形(ABC)的一边(BC)延长到(D),得到角(1)。这样的角有什么特征呢?大家观察一下。
生:通过观察发现角(1)有三个特征:角(1)的顶点在三角形的一个顶点上;角(1)的一条边是三角形的一边;角(1)的另一条边是三角形某相邻一边的延长线。
师:这样的角叫做三角形的外角,角(1)就是三角形(ABC)的外角。本节课我们就来认识三角形的外角,探究三角形外角的性质。通过本节课的学习,希望大家能有以下收获:能准确描述三角形外角的特征,并在具体图形中快速指出三角形的外角;能准确说出三角形外角与内角的关系,并会简单应用;能用不同方法证明三角形外角和是(360)度。
根据前面的观察和分析,谁能说出三角形外角的定义?
生:三角形的一边与另一边的延长线组成的角叫做三角形的外角。
师:三角形的外角与内角都是与三角形有关的角,那三角形外角与内角的区别是什么呢?
生:外角是由三角形的一边与另一边的延长线组成的角,内角是由三角形的两边组成的角。
师:在具体图形中,大家能识别三角形的外角吗?请看这道题,如图,哪一个角是三角形(ABC)的外角?
生:选(C)。因为(C)中的角是由三角形(ABC)的边(BA)与边(CB)的延长线组成的角,符合三角形外角的定义。(A)中角的两边都是三角形边的延长线;(B)中角的一边是三角形的一边,另一边不是三角形一边的延长线;(D)中角的一边是三角形一边的延长线,另一边不是三角形的边。这三个角都不符合三角形外角的定义,所以都不是三角形的外角。
师:非常好。由此可见,根据三角形外角的定义,可以帮助我们正确识别外角。我们知道一个三角形有(3)个内角,那它有几个外角呢?大家思考一下,三角形(ABC)一共有几个外角?动手画一画,数一数。
生:三角形的外角是三角形的一边与另一边的延长线组成的角。把三角形的边分别向两端延长,(AB)分别向两端延长,得到(2)个外角,角(1)和角(2);(BC)分别向两端延长,得到(2)个外角,角(3)和角(4);(CA)分别向两端延长,得到(2)个外角,角(5)和角(6)。所以三角形(ABC)一共有(6)个外角。
师:进一步观察可以发现,三角形每个顶点处有两个外角,这两个外角是对顶角,角(1)和角(5)、角(2)和角(4)、角(3)和角(6)分别是对顶角。一个三角形既有外角又有内角,它们之间会不会有关系?有怎样的关系呢?我们来探究三角形一个外角与内角有什么关系。大家怎么思考的?
生:三角形的一个外角可能与三角形的内角相邻,也可能不相邻,所以要根据外角与内角的位置关系分情况思考。
师:非常好。如图,三角形(ABC)的外角(\angle1)和内角(\angle ACB)相邻。根据平角的定义,(\angle1 + \angle ACB = 180^{\circ})。由此可知,三角形的外角与相邻的内角互为补角。那(\angle1)和另外两个内角(\angle A)、(\angle B)都不相邻,又有什么关系呢?
生:因为(\angle1 + \angle ACB = 180^{\circ})(平角的定义),(\angle A + \angle B + \angle ACB = 180^{\circ})(三角形内角和定理),所以(\angle1 + \angle ACB = \angle A + \angle B + \angle ACB)(等量代换)。根据等式性质,两边消去(\angle ACB),所以(\angle1 = \angle A + \angle B)。
师:由此得到三角形内角和定理的第三个推论:三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和。所以三角形外角与内角的关系为:三角形的外角与它相邻的内角互补;三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和。进一步分析,(\angle1 = \angle A + \angle B),显然(\angle1)比(\angle A)、(\angle B)都要大。因此由推论(3)可得到新的推论(4):三角形的外角大于与它不相邻的任何一个内角。
在解决三角形有关的问题时,经常利用推论(3)、推论(4)进行计算和证明,需要用符号语言进行表示,大家会用符号语言分别表示这两个推论吗?结合图形写一写。
生:推论(3):因为(\angle1)是三角形(ABC)的外角,所以(\angle1 = \angle A + \angle B)。推论(4):因为(\angle1)是三角形(ABC)的外角,所以(\angle1 > \angle A),(\angle1 > \angle B)。
师:写得很对。这两个推论可以帮助我们解决三角形外角有关的问题。挑战一下,请看练习一,求下列各图中(\angle1)的度数,动手做一做。
生:图一中,因为(\angle1 = \angle A + \angle C)(三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和),已知(\angle A = 60^{\circ}),(\angle C = 40^{\circ}),所以(\angle1 = 60^{\circ} + 40^{\circ} = 100^{\circ})。图(2)中,因为(\angle CAD = \angle1 + \angle C)(三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和),所以(\angle1 = \angle CAD - \angle C)(等式性质)。已知(\angle CAD = 125^{\circ}),(\angle C = 80^{\circ}),所以(\angle1 = 125^{\circ} - 80^{\circ} = 45^{\circ})。
师:做对了。继续挑战。请看例一,已知如图,(\angle1)、(\angle2)、(\angle3)是三角形(ABC)的(3)个外角。求证:(\angle1 + \angle2 + \angle3 = 360^{\circ}),该怎么证明?大家分析一下。
