师:各位同学,今天我们要学习的内容是相交线。本节课要求大家理解两个概念,掌握一个性质。两个概念指的是邻补角和对顶角的概念,掌握的性质是对顶角相等,这也是本节课的学习重点。在新课开始前,我们常说数学源于生活又应用于生活。大家一起来看屏幕上的三幅图片,在图中能找到相交线或者平行线的例子吗?相信同学们已有答案。我们来看第一幅大桥的图片,如果判断桥面所在直线和桥柱所在直线的位置关系,它们是一组相交直线。高速公路中同向的高速公路构成平行线。中国象棋棋盘横向直线相互平行,横纵向直线构成相交线。
可能大桥、高速公路离我们有些远,但数学就在身边,比如平时常用的剪刀,就蕴含数学知识。握紧剪刀把手就能剪开物体,哪位同学能说说是什么道理?
生:握紧剪刀把手,随着把手靠近,刀刃之间夹角减小,最终就能剪开物体。
师:非常好。现在我们将剪刀抽象成数学模型,请同学们把由剪刀抽象得到的几何图形画在笔记本或草稿纸上,注意剪刀的把手和刀刃在同一直线上。相信很多同学已经完成作图,我们来看。刚才提示大家剪刀的把手与刀刃在同一直线上,所以两把手和刀刃构成两条相交直线,从图中明显看出,两条相交直线构成 4 个夹角。请问同学们,图中的角 1 与角 2 有怎样的位置关系呢?我们描述两个角的位置关系,往往从角的顶点或者角的边这两个角度切入。来观察一下,组成角 1 的边是 OA 边和 OC 边,组成角 2 的边是 OA 边和 OD 边。大家看看,角 1 与角 2 有什么位置关系?
生:角 1 与角 2 至少有一组公共边 OA,剩余的一组边 OC 和 OD 在同一直线上,把 OC 反向延长就能得到 OD,而且它们有公共顶点 O。
师:很棒。既然这种角这么特别,我们给它下一个定义。像角 1 与角 2 一样,如果两个角有一组公共边,并且另一组边互为反向延长线,具有这种关系的两个角,我们称它们互为邻补角。“邻补”这两个字点明了这种角的最大特征。“邻”,从位置上看,它们像邻居一样相邻;“补”,点出了两个角的数量关系,互补意味着两个角之和为 180 度。根据邻补角的定义,同学们还能找到图上其他的邻补角吗?
生:除了角 1 与角 2,角 2 与角 3、角 3 与角 4,还有角 1 与角 4 都符合邻补角的定义。
师:没错,所以两条相交直线会构成 4 对邻补角。刚才通过研究角 1 与角 2 得到了邻补角的定义。现在,如果我们关注角 1 与角 3,它们又有怎样的位置关系呢?同学们可以试着口述一下。同样从角的顶点和边两个角度切入。
生:组成角 1 的边是 OA 和 OC,组成角 3 的边是 OB 与 OD。OA 边和 OB 边在同一直线上,将 OA 反向延长可得到 OB;OC 边与 OD 边也在同一直线上,将 OC 反向延长可得到 OD。构成角 1 与角 3 的两组边都互为反向延长线,而且它们有公共顶点。
师:非常好。像角 1 和角 3 这样,有一个公共顶点,并且两组边都互为反向延长线的两个角,叫做对顶角。学完对顶角的定义,大家判断一下,除了角 1 与角 3 以外,还有其他对顶角吗?
生:角 AOD 和角 BOC 也符合对顶角的定义。
师:对,两条相交直线会形成两组对顶角。刚才学习了邻补角和对顶角的定义,发现它们存在相同点和不同点,现在我们通过对比小结来区分这两个概念。从顶点和边的特点来看,邻补角和对顶角最大的共同点是都有一个公共顶点。从边的角度讲,邻补角要求有一组公共边,对顶角则没有公共边。在反向延长线方面,邻补角要求有另外一组边互为反向延长线,对顶角要求两组边都互为反向延长线。从数量上举例,两条相交直线会形成 4 对邻补角,2 对对顶角。通过学习邻补角和对顶角的概念,知道了它们的异同,现在通过两道例题展示如何判断邻补角和对顶角。来看例题一,下列各图中角 1 和角 2 是邻补角的有哪些呢?判断邻补角要紧扣邻补角的三大特点。第一,是否有公共顶点。图一中,角 1 的顶点与角 2 的顶点不是同一点,所以它们不是邻补角。再看图 2,角 1 的顶点和角 2 的顶点同样不是同一点,因此也不是邻补角。看图 3,角 1 与角 2 有公共顶点,有公共边,组成角 1 的另一条边和组成角 2 的另一条边符合反向延长线的要求。所以角 1 与角 2 是一对邻补角。只有第三幅图符合定义。最后判断对顶角,同样紧扣对顶角的三大特征。第一幅图,有公共顶点,但角 1 的一条边和角 2 的一条边不构成反向延长线,所以图一不是一组对顶角。用同样方法判断图 2,有公共顶点,角 1 的一边与角 2 的一边互为反向延长线,角 1 的另一边与角 2 的另一边也互为反向延长线,符合定义。看图 3,没有公共顶点,不符合。图 4,两边不在同一直线上,更谈不上互为反向延长线,不符合。图 5,有公共顶点,角 1 的一条边和角 2 的一条边在同一直线上且互为反向延长线,角 1 的另一条边和角 2 的另一条边也互为反向延长线,符合定义。所以综合分析,只有二、五符合对顶角的定义,其他都不行。
刚才研究了邻补角和对顶角的概念,现在深入探究一下。邻补角两个角的数量关系是互补,那么对顶角有没有类似的数量关系呢?请同学们在本子或草稿纸上画出屏幕中这组相交线的图,拿出量角器度量 4 个角的度数,然后比较角 1 与角 3、角 2 与角 4 的大小。
生:通过度量发现角 1 等于角 3,角 2 等于角 4。
师:通过度量感觉到角 1 与角 3 这组对顶角应该相等,角 2 和角 4 这组对顶角也应该相等。现在根据度量情况,请同学们猜想一下,如果两个角互为对顶角,那么这两个角有怎样的数量关系呢?猜想后,同学们能推导出这个结论并完成证明吗?
