7年级和8年级几何知识简要概述

2023-10-11 14:59

本文主要是介绍7年级和8年级几何知识简要概述,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

*本文中的初中均指 7 − 8 7-8 78 年级

简要概述

初中好像只涉及欧式几何,所以本文不包含非欧几何的内容。初中几何多为证明题,故本文基本只涉及一些简单证明。

证明有许多方法,多用反证法等,常用已知的结论推导未知,常用逆向思维等。

一些公理

主要有用的是以下几种:

{ 直线公理:即两点确定一条直线 线段公理:即两点之间线段最短 平行公理:对于同个面上的一条直线  a b 和一个点  A , 有且仅有一条直线过点  A 且平行于直线  a b \left\{\begin{matrix} \\ \text{直线公理:即两点确定一条直线} \\ \text{线段公理:即两点之间线段最短} \\ \text{平行公理:对于同个面上的一条直线 $ab$ 和一个点 $A$,} \\ \text{有且仅有一条直线过点 $A$ 且平行于直线 $ab$} \end{matrix}\right. 直线公理:即两点确定一条直线线段公理:即两点之间线段最短平行公理:对于同个面上的一条直线 ab 和一个点 A有且仅有一条直线过点 A 且平行于直线 ab

其中也可以引出几个简单证明题:

例 1.1

证明,在三角形中,两边之和大于第三边,即 A C + C B > A B AC+CB>AB AC+CB>AB
考虑第二条公理,即线段公理,点 A A A 与点 B B B 之间最短距离即为 A B AB AB,那么第二条路径即 A C + C B AC+CB AC+CB 必然大于 A B AB AB

例 1.2

证明,两直线只有一个交点。

考虑使用反证法:

假设两直线之间有 2 2 2 个交点。那么根据直线公理,两点确定一条直线,那么这两条直线必然重合,与“两条直线”这个条件相矛盾,假设不成立。故得证。

平行线的性质与判定

在这里插入图片描述

要了解平行线的性质,首先要了解四种角:

  • 同位角:即为 ∠ 1 ∠1 ∠1 ∠ 5 ∠5 ∠5
  • 内错角:即为 ∠ 3 ∠3 ∠3 ∠ 5 ∠5 ∠5
  • 同旁内角:即为 ∠ 4 ∠4 ∠4 ∠ 5 ∠5 ∠5
  • 对顶角:即为 ∠ 1 ∠1 ∠1 ∠ 3 ∠3 ∠3(对顶角相等)
    同位角的定义:

两条直线a,b被第三条直线c所截,在截线c的同旁,且在被截两直线a,b的同一侧的角,我们把这样的两个角称为同位角。
----摘自百度百科

内错角的定义:

两条直线被第三条直线所截,两个角分别在截线的两侧,且夹在两条被截直线之间,具有这样位置关系的一对角叫做内错角
----摘自百度百科

同旁内角定义:

两条直线被第三条直线所截,在截线同旁,且在被截线之内的两角,叫做同旁内角。
----摘自百度百科

在两条直线平行的情况下,这几种角有这几种重要性质:

  • 同位角相等
  • 内错角相等
  • 同旁内角互补

互补,即为两角和为 180 ° 180° 180°;互余,即两角和为 90 ° 90° 90°

至于证明第二以及第三条,证明过程是极其平凡的:

证明第二条:

由于 ∠ 1 = ∠ 5 ∠1=∠5 ∠1=∠5 ∠ 1 ∠1 ∠1 ∠ 3 ∠3 ∠3 是对顶角,那么 ∠ 1 = ∠ 3 = ∠ 5 ∠1=∠3=∠5 ∠1=∠3=∠5

证明第三条:

由于 ∠ 1 = ∠ 5 ∠1=∠5 ∠1=∠5 ∠ 4 = 180 ° − ∠ 1 ∠4=180°-∠1 ∠4=180°∠1,那么 ∠ 5 = 180 − ∠ 1 ∠5=180-∠1 ∠5=180∠1,把 ∠ 1 ∠1 ∠1 移过去即可。

全等三角形

全等三角形的性质

已知 △ a b c ≅ △ a ′ b ′ c ′ △abc≅△a'b'c' abcabc ≅ ≅ 是全等于的意思)
那么:

  1. 两个三角形对应角相等
  2. 三边相等
  3. 面积相等

对于证明第三个性质,由于三边相等(设三边长为 A , B , C A,B,C A,B,C),根据海伦公式,面积都为 S = p ( p − a ) ( p − b ) ( p − c ) S=\sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)} S=p(pa)(pb)(pc) ,其中 p = ( a + b + c ) / 2 p=(a+b+c)/2 p=(a+b+c)/2

全等三角形的判定

  1. SSS(边边边),即三边相等
  2. SAS(边角边),两三角形对应的两边及两边夹角相等
  3. ASA(角边角),两角及其夹边相等
  4. AAS(角角边),两角相等,以及其中一角的对边相等
    还有一种较为特殊,即为 SSA(边边角) 即为有一角相等,其对边与相邻一边相等,这种情况下,只有在角是直角的情况下才为全等三角形。
关于判定的证明/推导过程
AAA(即三角相等)

AAA 是不能证明的,那么是为什么呢。
在这里插入图片描述
如图,在线段 C B CB CB 上任取一点 B ′ B' B,过 B ′ B' B B ′ A ′ / / B A B'A'//BA BA//BA,与 A C AC AC 交于点 A ′ A' A,根据平行线的性质易知 △ A B C △ABC ABC △ A ′ B ′ C ′ △A'B'C' ABC 满足 AAA,但并不全等。

SS(即两条对应边相等)

SS 显然不行。
在这里插入图片描述
如图,以 C C C 为圆心, A C AC AC 为半径画圆,在圆弧上任取一点 A ′ A' A,连接 A ′ C A'C AC A ′ B A'B AB,即为一个新的三角形,得到 △ A B C △ABC ABC △ A ′ B C △A'BC ABC 满足条件,但不全等。

SSS(即三条对应边相等)

SSS 是可以的。尝试在 SS 上增加条件。
在这里插入图片描述

若要在满足条件的情况下画出所有可能三角形,考虑画两段弧线(圆),找到两弧(圆)的交点,即交轨法。易得,两弧(圆)只有一(两)个交点,如果是两个交点,则两交点较 B C BC BC 对称。

SAS(即两边和它们的夹角相等)

SAS 是公理,但也可以证明。其实可以用余弦定理证明,在此不做介绍。

在这里插入图片描述
确定 ∠ B \angle B B 之后,在两条射线上以 B A BA BA B C BC BC 为半径画弧,其交点是唯一的。

SSA(即边边角)

SSA 是不行的。建议先想想为什么。
在这里插入图片描述
易得 A , B A,B A,B 点是确定的,那么以 A C AC AC 为半径画弧。在弧上任取一点 C ′ C' C,易得 △ A B C ′ △ABC' ABC 也符合条件,三角形不唯一。

ASA/AAS(即两角与其夹边相等/两角和其中一角对边对应相等)

三角形内角和即可证明。

关于全等三角形的一些简单证明题

例2.1

在这里插入图片描述
已知 b = c b=c b=c,求证 ∠ B = ∠ C ∠B=∠C B=C

连接 A A A B C BC BC 的中点 O O O,那么可知:

  • AB=AC
  • AO=AO
  • OB=OC

即为三边相等,那么 △ A O B ≅ △ A O C △AOB≅△AOC AOBAOC,根据全等三角形性质,三个角均相等,故 ∠ B = ∠ C ∠B=∠C B=C

例 2.2

对于三角形的每个角做角平分线,证明其三线共点。
在这里插入图片描述
我们先画出 ∠ A ∠A A ∠ B ∠B B 的角平分线,设其相交于 O O O 点,然后连接 C O CO CO,现在我们只需证明 C O CO CO ∠ C ∠C C 的角平分线即可。

自O点作三边的垂线交三边于 D , M , N D,M,N D,M,N,则 O D = O M = O N OD=OM=ON OD=OM=ON,则 O C OC OC 平分 ∠ C ∠C C,所以三角形三条角平分线交于一点。

例 2.3

本题证明比较长,故当成思考题。

在这里插入图片描述
沿用刚才的图,求证 △ A O C ≅ △ A O B △AOC≅△AOB AOCAOB

例2.4

两次证明全等题。
如图,已知 A C = B C AC=BC AC=BC B D BD BD ∠ A B C \angle ABC ABC 的角平分线。求证 ∠ D A E = ∠ D C E \angle DAE=\angle DCE DAE=DCE
在这里插入图片描述
证:
∵ B D ∵ BD BD 平分 ∠ A B C \angle ABC ABC
∴ ∠ A B D = ∠ D B C ∴ \angle ABD=\angle DBC ABD=DBC
△ A D B △ADB ADB △ B C D △BCD BCD 中:
∵ { A B = C B ∠ A B D = ∠ D B C =CB B E = B E ∵\left\{\begin{matrix} \\ \text{$AB=CB$} \\ \text{$\angle ABD=\angle DBC$=CB} \\ \text{$BE=BE$} \end{matrix}\right. AB=CBABD=DBC=CBBE=BE
∴ △ A B D ≅ △ C B E ∴△ABD \cong △CBE ABDCBE
同理, △ A B D ≅ C B E \bigtriangleup ABD \cong CBE ABDCBE
∴ ∠ B A E = ∠ B C E ∴ \angle BAE=\angle BCE BAE=BCE
∠ B A D = ∠ B C D \angle BAD=\angle BCD BAD=BCD
作差 ∠ D A E = ∠ D C E \angle DAE=\angle DCE DAE=DCE

接下来是一些一些稍微难一点难的证明题(其实还是挺简单的)

例 2.5

在这里插入图片描述
如图,在四边形 A B C D ABCD ABCD 中, A D / / B C AD//BC AD//BC ∠ A B C = ∠ D C B \angle ABC =\angle DCB ABC=DCB A B = C D AB=CD AB=CD E , F E,F E,F,分别是 A B , C D AB,CD AB,CD 的中点, C E , B F CE,BF CE,BF 相交于 O O O,连接 O A OA OA O D OD OD,求证: O A = O D OA=OD OA=OD

简要的来说,先通过 ∠ A B C = ∠ D C B \angle ABC=\angle DCB ABC=DCB B C = B C BC=BC BC=BC E B = F C EB=FC EB=FC ( A B / 2 = D C / 2 ) (AB/2=DC/2) AB/2=DC/2,得出 △ E B C ≅ △ F B C △EBC \cong △FBC EBCFBC。通过这个条件,得出 C O = B O CO=BO CO=BO,然后便可以通过 C O = B O CO=BO CO=BO A B = D C AB=DC AB=DC
∠ D C O = ∠ A B O ( ∠ D C B = ∠ A B O , ∠ E C B = ∠ F B C , ∠ D C B − E C B = ∠ A B O − F B C , ∠ D C O = ∠ A B O ) \angle DCO=\angle ABO(\angle DCB=\angle ABO,\angle ECB=\angle FBC,\angle DCB-ECB=\angle ABO-FBC,\angle DCO=\angle ABO) DCO=ABO(DCB=ABO,ECB=FBC,DCBECB=ABOFBC,DCO=ABO),得出 △ D O C ≅ △ A O B △DOC \cong △AOB DOCAOB A O = D O AO=DO AO=DO

例 2.6

证明三角形中,等边对等角。
在这里插入图片描述
已知 A B = A C AB=AC AB=AC,求证 ∠ B = ∠ C \angle B=\angle C B=C

证:做 A D ⊥ B C AD⊥BC ADBC
△ A B D △ABD ABD △ A D C △ADC ADC 中,
A B = A C , A D = A D , ∠ D = 90 ° AB=AC,AD=AD,\angle D=90° AB=AC,AD=AD,D=90°
△ A B D ≅ △ A D C △ABD \cong △ADC ABDADC(HL)
∠ B = ∠ C \angle B=\angle C B=C

例 2.7

在这里插入图片描述
如图,点 D D D 在线段 A B AB AB 上,点 E E E 在线段 A C AC AC 上线段 C D CD CD 交线段 B E BE BE 与点 O O O,已知 B D = C E , ∠ B = ∠ C BD=CE,\angle B=\angle C BD=CE,B=C,求证 A D = A E AD=AE AD=AE

证:
△ B O D △BOD BOD △ C O E △COE COE 中:

∠ 1 = ∠ 2 \angle 1=\angle 2 ∠1=∠2 ∠ B = ∠ C \angle B=\angle C B=C B D = C E BD=CE BD=CE ∠ B O D ≅ ∠ C O E \angle BOD \cong \angle COE BODCOE D O = C O , O D = O E , B O + O E = C O + O D . B E = C O DO=CO,OD=OE,BO+OE=CO+OD.BE=CO DO=CO,OD=OE,BO+OE=CO+OD.BE=CO
△ A C D △ACD ACD △ A B E △ABE ABE 中:
∠ C = ∠ B \angle C=\angle B C=B ∠ C A D = ∠ B A E \angle CAD=\angle BAE CAD=BAE C D = B E CD=BE CD=BE △ A C D ≅ △ A B E △ACD \cong △ABE ACDABE A D = A E AD=AE AD=AE

相似三角形

相似三角形的性质

1. A B A ′ B ′ = B C B ′ C ′ = A C A ′ C ′ = n : 1 \frac{AB}{A'B'}=\frac{BC}{B'C'}=\frac{AC}{A'C'}={n}:{1} ABAB=BCBC=ACAC=n:1
2. S △ A B C : S △ A ′ B ′ C ′ = n 2 : 1 S_{△ABC}:S_{△A'B'C'}=n^2:1 SABC:SABC=n2:1

相似三角形的判定

  1. SSS(边边边),即三边对应成比例
  2. SAS(边角边),两三角形对应的两边及两边夹角成比例
  3. AA,两角相等

一些简单证明

例 3.1

在这里插入图片描述

A B / / C D AB//CD AB//CD,求证 △ A B E ∽ △ C D E △ABE∽△CDE ABECDE

根据平行线性质,. ∠ A = ∠ C ∠A=∠C A=C ∠ B = ∠ D ∠B=∠D B=D(内错角相等),而 ∠ A E B = ∠ D E C ∠AEB=∠DEC AEB=DEC(对顶角相等),所以 △ A B E ∽ △ C D E △ABE∽△CDE ABECDE

例3.2

相似三角形性质证明勾股定理。

如下图所示,在直角三角形 A B C ABC ABC 中,过 A A A 点作 A B AB AB 垂直于 D C DC DC,交 A B AB AB B B B 点。
在这里插入图片描述

∵ ∠ B D C = ∠ B C A = 90 ° ∵∠BDC=∠BCA=90° BDC=BCA=90°

∴ △ B D C ∽ △ B C A ∴△BDC∽△BCA BDCBCA

∴ B D ∶ B C = B C ∶ B A ∴BD∶BC=BC∶BA BDBC=BCBA

∴ B C 2 = B D • B A ∴BC²=BD•BA BC2=BDBA

同理可得 A C 2 = A D • A B AC²=AD•AB AC2=ADAB

∴ B C 2 + A C 2 = B D • B A + A D • A B = ( B D + A D ) • A B = A B 2 ∴BC²+AC²=BD•BA+AD•AB=(BD+AD)•AB=AB² BC2+AC2=BDBA+ADAB=(BD+AD)AB=AB2,即 a 2 + b 2 = c 2 a²+b²=c² a2+b2=c2

这篇关于7年级和8年级几何知识简要概述的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/188865

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