平行线与相交线

      说到相交线与平行线,那让我们先来探究一下点线面的关系。首先,两个点有什么样的位置关系呢?答案有两个:两个点重合与两个点不重合,除了这两种情况,没有别的了。那么三个点呢?还是两种关系:三点共线和三点不共线。那四点呢?四点可以有三种情况,比如四点共线、三点共线、任意三点不共线。

        那么,两条直线有怎样的位置关系呢?很显然,一种是相交,一种是平行,不过相交还有一种特殊型的,就是垂直。那么,如何定义相交呢?相交就是两条直线有一个公共点。那平行呢?就是在同一平面内不相交的两条直线叫平行。为什么要在同一平面内呢?因为如果不规定在同一平面,那两条线就有可能是在空中的,即不相交也不平行。

        那么接下来,让我们来探究相交直线构成哪些有趣的角呢?先画图,

我们将直线AB交CD于点O,我们会发现,∠AOC+∠AOC=180°,这是因为平角定义,我们可以知道∠COD=180°,我们把这样的角,命名为邻补角。其次,你会发现途中形成了两组对顶角,那通过刚刚得出的邻补角,可以证出对顶角相等。所以,你凡是遇到两个角是对顶角,那它们的度数一定相等。

      我们还会发现在一条直线上的两个角相加等于180度,那么这样的角叫做互补,如果两个角相加等于90度,那么这两个角互余。

        如果(假设)∠2+∠3=180°,由图你又可以得知∠2+∠4=180°,那么如果将这两个式子进行化简,你就会得到∠3=∠4。所以我们称这个结论为:同角的补角相等。那么同理,我们还可以得到:同角的余角相等。

        那在垂线这里,我们可以得到什么结论呢?如果过一点画直线,那么想到这段距离最短的话,就要画垂线段。所以我们可以得出结论:垂线段最短。

        相交(垂直)线说完,那么接下来我们该说说平行线了。平行线中有非常重要的一个图形,就是三线八角(两条直线被第三条直线所截)。那么,这个三线八角会有哪些奥秘呢?

如果∠1=∠2,那么a∥b。它没有什么依据,所以我们称这种方法为“不证自明”。我们叫这种角为同位角,那么它的文字语言就是同位角相等,两直线平行。所以我们称这为“平行线判定定理1”。

那除了同位角,还有哪些特殊的角,可以判定平行吗?有没有平行线判定定理2,平行线判定定理3呢?

肯定是有的,还有内错角和同旁内角。

先来说一说内错角,如图,我们可以知道∠1=∠8,它们形成了一个内错角,那我们该怎么证明呢?通过对顶角相等我们可以知道∠4=∠8,那么∠1和∠4又是同位角,那么我们可以用平行线判定定理1,得出a∥b。所以,这就是平行线判定定理2:内错角相等两直线平行。

接下来让我们来说同旁内角

如图,已知∠1+∠2=180°,求a∥b。我们知道∠1+∠2=180°,用平角定义又可以得出∠2+∠8=180°,所以运用同角的补角相等这个依据可以得出∠1=∠8。所以我们用平行线判定定理2求出了a∥b。所以,这就是平行线判定定理3:同旁内角互补,两直线平行。

这三条都是平行线的判定定理。那么我们可以根据同样的方法,推出与他互逆的平行线的性质定理。

也同样有三条:

那下面就让我们一起来证明吧!如图

先来说一说同位角,也就是平行线性质定理一。已知a∥b,那么∠1=∠2。为什么会这样呢?它为什么没有什么证明过程?我们知道,平行线的判定定理一是不证自明的,那么同样,平行线的性质定理一也是不证自明的。就像这样

那么在我们知道了两直线平行同位角相等(也就是平行线的性质定理一),我们就可以试着求出平行线的性质定理二和平行线的性质定理三了。先来说一说平行线的性质定理二。

如图,已知了a∥b,求证∠3=∠4。由a∥b可以得出∠4等于∠8,依据是平行线的性质定理一,又通过对顶角相等,可以得出∠3等于∠8,所以再根据等量代换就可以得出∠3=∠4。这就是平行线的性质定理二,两直线平行,内错角相等。

接下来,让我们来探究一下同旁内角。

如图,已知a∥b,求证∠2+∠3=180°。我们会发现它有两种解答方法,一种是用平行线性质定理一,一种是用平行线性质定理二。以上为方法和步骤。

那么,我们还可以用平行线解决那些问题呢?比如三角形的内角和与外角和(包括四边形及多边形);还有三角形的外角定理:一个外角等于与这个角不相邻的两个内角的度数和等等。

那么未来呢?在未来我们会探索些什么呢?在未来,我们可能会探索三角形的外角和以及全等三角形……那么对此你是否充满兴趣?!

这就是我关于平行线和相交线的探索。

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