簡要說明 常見到的三角形基本性質大致上有: (1) 與角度有關的等量關係:外角和、內角和、外角定理。 (2) 邊長不等關係:兩邊和大於第三邊、兩邊差小於第三邊 (3) 邊角不等關係:大邊對大角、大角對大邊。 (4) 兩邊中點連線性質。 (5) 三心:內心、外心、重心。 所以僅僅有三個邊與三個角的三角形,讓幾何圖形顯的多采多姿、好不熱鬧。
依「角度」分類 有:鈍角三角形、直角三角形、銳角三角形等分類名稱。 鈍角三角形:(恰)有一個內角大於90°。 斜邊 股 股 鈍角三角形:(恰)有一個內角大於90°。 直角三角形:(恰)有一個內角等於90°。 其三個邊有特別名稱,直角的對邊稱為「斜邊」, 兩直角邊稱為「股」。 銳角三角形:三個內角都小於90°。
依「邊長」分類 有:等邊三角形、等腰三角形、任意三角形等分類名稱。 等邊三角形:三個邊等長。 等腰三角形:有兩個邊等長。 頂角 底角 底邊 等邊三角形:三個邊等長。 等腰三角形:有兩個邊等長。 其邊角有特別名稱,相等的兩邊稱為「腰」, 第三邊稱為「底邊」;腰與腰的夾角稱為「頂角」 ,腰與底邊的夾角稱為「底角」。 「任意三角形」有版本稱為「不等邊三角形」。 任意三角形:不管三個邊彼此的大小關係,沒有特別名稱。
G S P 外角和【360°】-(1) 每個內角各有兩個相鄰的外角(互為對頂角,各取其一)。 如圖,△ABC的三個外角和等於360度, 即∠1+∠2+∠3=360°,稱為三角形的外角和定理。 A B C 3 「多邊形的外角和」都可同理操作出「等於360度」的結論。 2 1 使用「縮小放大」方法,可將外角和等於360度的結論很明顯的操作出來,。
內角和【180°】-(2) 常用下列方法合理推論出三角形三個內角和等於180度。 (1) 「剪裁拼圖」的方法仍然適用。 G S P 內角和【180°】-(2) 常用下列方法合理推論出三角形三個內角和等於180度。 (1) 「剪裁拼圖」的方法仍然適用。 (2) 利用旋轉180度、平移,可將三內角拼湊成平角。 利用外角和的推算的詳細列式,就請老師在黑板上說明了。 過線外一點恰可作出一條平行線,故知拼出平角180度。 A B C 1 2 3 (3) 利用外角和推算。 三組相鄰內角與外角的和共540度, 減去三個外角和360度,剩下三個內角和等於180度。
外角定理-(3) 三角形任一外角等於其兩內對角的和。 如圖所示,∠1=∠B+∠C 使用基本的等量公理計算就能得出結論。 G S P 外角定理-(3) A B C 1 三角形任一外角等於其兩內對角的和。 如圖所示,∠1=∠B+∠C 使用基本的等量公理計算就能得出結論。 因為 ∠1+∠BAC=∠BAC+∠B+∠C=180° 所以 ∠1=∠B+∠C 常常用到的「比較工具」,很重要的性質。 當然 ∠1>∠B ; ∠1>∠C , 即 外角大於內對角。 注意:三角形才有「外角定理」,不要與「外角和定理」混淆。
活動篇-(2) 請同學找出手邊的三樣物品做為三邊長(鉛筆、尺、原子筆、書本邊緣、…)等皆可,然後拼出一個三角形。 G S P 活動篇-(2) 請同學找出手邊的三樣物品做為三邊長(鉛筆、尺、原子筆、書本邊緣、…)等皆可,然後拼出一個三角形。 當然,你很快就拼(湊)出來了。 接著,請進一步的說明你怎麼拼湊的? 一般分析後,可將過程細部分解如下: (1) 先固定其中一段, 另外兩段的端點與固定線段的端點分別重合。 (2) 轉動另外兩段,若碰在一起,三角形就拼好了。 給定三線段,由學生動手拼出三角形的過程導引,比較容易明白SSS幾何作圖。 翰林有提供拼三角形與四邊形的教具,非常適合。93年南一版也有提供,這是好用的教具,謝謝啦。
兩邊和大於第三邊-(1) 在平面上,兩點之間以直線距離最短。 所以,可直接認為三角形的「任意兩邊和會大於第三邊」。 如圖,△ABC 的三邊長分別是 a、b、c, 則常將「任意兩邊和會大於第三邊」 記作: 或 a+b>c 或 b+c>a 或 c+a>b 不過,通常只以其中一個式子為代表即可。 BC+AC>AB AC+AB>BC AB+BC>AC A B C b a c
任意兩邊差小於第三邊 在平面上,兩點之間以直線距離最短。 所以,可直接認為三角形的「任意兩邊差會小於第三邊」。 如圖,△ABC 的三邊長分別是 a、b、c, 則常將「任意兩邊差會小於第三邊」 記作: 或 a-b<c 或 b-c<a 或 c-a<b 不過,通常只以其中一個式子為代表即可。 BC-AC<AB AC-AB<BC AB-BC<AC A B C b a c
G S P 邊長不等關係-(5) A B C b a c 整理邊長不等關係的結論: (1) 三角形任意兩邊差小於第三邊; 任意兩邊和大於第三邊。 (2) 給予的三邊長若不能合乎上述 不等關係,就做不出三角形。 (3) 在檢驗時只需檢驗較短的兩邊和有無大於第三邊即可。 (4) SSS全等:三個邊分別對應相等的三角形必會全等。 使用「不等量公理」的推論,再另由老師講授即可。 「SSS」是以後要使用的「操作工具」,為了適當時機介紹「SSS」,此處(邊長不等關係)篇幅稍多。 由「兩邊和大於第三邊」與「兩邊差小於第三邊」的結論。 通常將兩者合併寫成:【︱b-c︱<a<b+c 】
邊角不等關係-(1) 已經討論了任意三角形的「邊長不等關係」、「與角度有關的等量關係」等性質,那麼三角形的「邊」與「角」之間, 又有何關係呢? A B C 某些版本的摺紙操作,實際上就是「直接測量」。即「摺紙測量」與實際使用「直尺、量角器」的測量看不出來有何不同,不如用眼睛直接比較還乾脆一點。 這是一個三角形本身的「邊」與「角」不等關係,除了利用直觀經驗體會(畫畫圖、量量看)之外,重要的是,還要能進一步使用合理的摺紙操作來「比較」出為何會「大邊對大角」與「大角對大邊」。
大邊對大角-(2) 在同一個三角形中,若有兩個邊不相等, 則大邊的對角較大,小邊的對角較小。 如圖,△ABC中,若 ,則∠C>∠B 。 G S P 大邊對大角-(2) A B C 在同一個三角形中,若有兩個邊不相等, 則大邊的對角較大,小邊的對角較小。 如圖,△ABC中,若 ,則∠C>∠B 。 AB>AC 「摺疊比較」步驟與推論如下: (1) 因為已經確知 ,所以將 摺向 ,且捏出 對稱軸,可得C的對稱點會落在 上。 (2) 由線對稱全等與外角定理,可得∠C>∠B 。 AB>AC AB AC 「折線」與「痕跡」就是以後推理敘述時可作「輔助線」的思考方向。 A B C A B C E D
大角對大邊-(3) 在同一個三角形中,若有兩個角不相等, 則大角的對邊較大,小角的對邊較小。 如圖,△ABC中,若∠C>∠B,則 。 G S P 大角對大邊-(3) 在同一個三角形中,若有兩個角不相等, 則大角的對邊較大,小角的對邊較小。 A B C 如圖,△ABC中,若∠C>∠B,則 。 AB>AC 「摺疊比較」步驟與推論如下: (1) 因為已經確知∠C>∠B,所以將∠B摺向∠C,且捏出 對稱軸,可得 的對稱邊會落在∠C內部。 (2) 由線對稱與「兩邊和大於第三邊」,可得 。 AB>AC BD 在中垂線與角平分線的(逆)性質說明中會引用到「大角對大邊」。 A B C A B C E D
等腰三角形-(4) 由「大邊對大角」與「大角對大邊」推想,可得「等角對等邊」與「等邊對等角」。(相等的只好對相等) G S P 等腰三角形-(4) 由「大邊對大角」與「大角對大邊」推想,可得「等角對等邊」與「等邊對等角」。(相等的只好對相等) 等腰三角形:是有「兩個邊」相等的三角形。 所以說,等腰三角形的兩底角會相等(等角)。 反之,若三角形有兩個角相等,必是等腰三角形。 再強調: (1) 直角三角形以「斜邊」最長。 (2) 由「等邊對等角」:等邊三角形的三個角都會相等,都是60度,也是等角三角形,也是「正」三角形。 (3) 由「等角對等邊」:三個內角都相等的三角形是等邊三角形,也是「正」三角形。 由之前的線對稱摺紙操作,可以理解「等腰三角形的兩底角會相等」與「等腰三角形的頂角平分線會垂直平分底邊」。
中垂線性質 一線段的中垂線就是該線段的對稱軸,端點互為對稱點, 而對稱軸上的點與對稱點所連接的線段會等長。 如圖所示,直線L是 的中垂線, G S P 中垂線性質 一線段的中垂線就是該線段的對稱軸,端點互為對稱點, 而對稱軸上的點與對稱點所連接的線段會等長。 L 如圖所示,直線L是 的中垂線, 得知「線段中垂線上任一點到該線段 兩端點的距離相等」。( ) AB OA=OB O P A B 已知:一個點到線段兩端點的距離就「只有」兩種情況(相等或不相等),且恰有一種是對的: (1) 在線段中垂線「上」的點,到線段兩端點的距離「相等」。 (2) 在線段中垂線「外」的點,到線段兩端點的距離「不相等」。 所以可以很直觀的認為:與線段兩端點的距離「相等」的點會在線段的中垂線上。 備有 GSP 動畫,觀察動畫中△PAB 變型成 △OAB 過程中,由內角的大小比較變化,可知 原來△PAB 中的∠A≠∠B,所以對邊 PA 與 PB 也不會相等。 因為中垂線以外的點P,到該線段兩端點的距離必不相等。 (如圖,∠PBA<∠OBA=∠OAB=∠PAB,推得 ) 所以,若有一點與某線段兩端點的距離相等,則該點必落在該線段的中垂線上。 PA<PB
角平分線性質-(1) 「角」可經由對摺(線對稱)而平分,摺線即為對稱軸,在此稱之為「角平分線」或是「分角線」。 B E 如圖所示, 是∠BAC的角平分線。 由線對稱易知,∠BAD=∠CAD,且 「分角線上的點到該角兩邊的距離相等」。 AD P A D O Q F C 又在分角線以外的任一點到該角兩邊的距離必不相等。 (不妨很直觀的在分角線以外任找一點P,先有到該角兩邊的距離不相等的「感覺」。) 所以,若有一點與該角兩邊的距離相等,則該點必落在該角的分角線上。【與中垂線的解釋想法相同】
三角形的中線-(1) 三角形的「邊」是線段,線段都有中點。 連接頂點與對邊中點的線段是為三角形的中線。 任意一個三角形都會有三條中線,先以其中一條中線討論 一個最簡單的發現: 中線會把三角形分割成兩個面積相等的三角形。 利用三角形的面積公式就可推算出上述結果。(所以簡單) 改成以中線為底邊,可得知圖上兩三角形的高相等。
三角形的中線-(2) 還有一個「拼圖」上的觀察。 若兩三角形有兩個邊分別對應相等,且兩組對應邊夾角的和為180度,則可拼出一個大三角形的中線圖,由此可知原來兩個三角形的面積會相等。 最典型的例子如右圖所示。
兩邊中點連線性質 如圖,連接△ABC兩邊中點的線段( ),會與第三邊 平行,且其長度是第三邊長度的一半。 DE A B C D E 在此「相似形」是已經「先」學習過的教材。否則就等到學過平行四邊形的判別性質後,再由旋轉拼圖推得。 學習「相似形」單元時的經驗:(梯形兩邊中點連線性質) 比例線段 平行線 相似形 對應邊成比例。 即 AD:AB = AE:AC = DE:BC = 1:2