师:同学们好,今天我们学习的课题是相交线第二课时。随着我国综合国力不断增强,公路建设取得了举世瞩目的成就。这张十字街头的实拍照片,就是这一巨大成就的缩影。我们把十字街头的两条道路看作两条直线,就像图中的AB和CD,它们相交于点O,形成四个角。
请同学们回顾上节课内容,思考以下两个问题:
第一,∠AOC的对顶角是哪个角?它们的大小关系如何?为什么?结合图形可知,∠AOC的对顶角是∠BOD,它们相等,理由是对顶角相等。
第二,如果∠AOC = 90°,那么其他三个角的度数各是多少?为什么?其他三个角的度数都是90°,理由如下:由第一点可知,∠BOD = ∠AOC = 90°。对于∠AOD,它与∠AOC互为邻补角,即∠AOD + ∠AOC = 180°,又因为∠AOC = 90°,所以∠AOD = 90°。而对于∠BOC,既可以把它看成∠AOD的对顶角,也可以看成∠AOC的邻补角,都能得出∠BOC = 90°,所以其他三个角的度数都是90°。
右图中的相交直线AB与CD有怎样特殊的位置关系呢?根据小学数学知识,我们已经知道AB垂直于CD,那么这节课我们就来共同深入探究垂直的有关知识。
首先来看垂线的概念。在两条直线AB和CD相交所成的四个角中,如果有一个角是直角,就说这两条直线互相垂直,记作AB⊥CD,读作“AB垂直于CD”。其中一条直线叫做另一条直线的垂线,它们的交点O叫做垂足。
从垂直的定义,我们可以做以下分析:
第一,两条直线垂直是相交的特殊情形。
第二,垂线是互相垂直的两条直线中,一条直线对另一条的称呼。
第三,这里的“有一个角是直角”,是指存在一个角是直角,并非只有一个角是直角。
第四,垂直定义最重要的应用是由定义可做两方面的推理:一是因为∠AOC = 90°,所以AB⊥CD;二是因为AB⊥CD,所以∠AOC = 90°。前者可认为是垂直的判定,后者是垂直的性质。这里的∠AOC也可以换成AB与CD所形成的四个角中的任意一个角。
两条直线垂直的例子很多,比如地砖间的缝隙、围棋盘上的方格线等。同学们,你们能再举出一些两条直线互相垂直的例子吗?
接下来我们操作垂线的画法。
第一,用三角尺画垂线。按照下面图的画法,过已知直线l上或直线l外的一点P画直线,使它与直线l垂直。请同学们思考这样画出垂线的理由是什么?是垂直的定义。再回顾一下刚才的操作过程,总结出具体步骤:一靠、二过、三画。需要特别注意的细节是,划线时应当呈现直线的无限延伸特征,不要画成线段或射线。
第二,用折纸方法画垂线。仿照下图所示的方法折出经过点P与直线l垂直的折痕,用直尺沿折痕画出直线。同学们用量角器度量一下,所画出的直线与直线l垂直吗?如果我们将点P的位置改变为在直线l上,请你再操作一次。
通过上面的操作,你知道过一点画已知直线的垂线能画几条吗?
关于直线的垂线有如下基本事实:过一点有且只有一条直线垂直于已知直线。对于这个基本事实,我们可作以下分析:
第一,这个基本事实成立的前提条件是在同一平面内过一点做已知直线的垂线。一般来说,如无特殊说明,教材默认这一前提条件。
第二,这里的“过一点”,该点既可在直线l上,也可在直线l外。
第三,基本事实中的“有且只有一条”表示了存在性与唯一性,“有”表示存在性,“只有一条”表示唯一性。
