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例题2:垂直平分线性质(L2)

轴对称 · 初二
讲清楚它是什么

定义 线段垂直平分线上的点到这条线段两个端点的距离相等。

从哪来 本节为初二数学第1讲起点,图谱未记录前置知识点,故基于学生已有的“全等三角形判定(SSS/SAS)”及“线段垂直平分线作图”的直观经验进行构建。

为什么 核心逻辑在于对称性。垂直平分线是线段的对称轴。若点P在对称轴上,连接PA和PB,由于对称轴垂直且平分线段AB,意味着$\triangle POA \cong \triangle POB$(其中O为垂足)。根据全等三角形对应边相等,必然得出$PA=PB$。反之,若$PA=PB$,则$\triangle PAB$为等腰三角形,根据“三线合一”性质,底边上的高也是中线,即PO垂直平分AB。

讲法
几何直观法(适合视觉型/空间感强的学生) 利用折纸实验。取一张纸,画一条线段AB,沿垂直平分线对折,A点与B点完全重合。在折痕上任意点P,连接PA、PB,剪下$\triangle PAB$,会发现PA边与PB边完全重合。强调“重合”即“相等”,建立几何直觉。
讲法
代数坐标法(适合逻辑型/喜欢计算的学生) 建立直角坐标系,设线段AB中点为原点O,AB在x轴上,A$(-a,0)$,B$(a,0)$。垂直平分线为y轴。设点P$(0,y)$。利用距离公式计算:$PA = \sqrt{(-a-0)^2 + (0-y)^2} = \sqrt{a^2+y^2}$,$PB = \sqrt{(a-0)^2 + (0-y)^2} = \sqrt{a^2+y^2}$。直接得出$PA=PB$。用代数恒等式证明几何性质。
讲法
全等推导法(适合严谨型/传统几何思维的学生) 严格演绎推理。设P为垂直平分线上一点,O为垂足。 1. 因为PO垂直平分AB,所以$AO=BO$,$\angle POA = \angle POB = 90^\circ$。 2. 在$\triangle POA$和$\triangle POB$中:$AO=BO$,$\angle POA = \angle POB$,$PO=PO$(公共边)。 3. 根据SAS判定,$\triangle POA \cong \triangle POB$。 4. 所以$PA=PB$。 强调每一步的依据,培养规范书写习惯。
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练一道
基础题
已知线段AB的垂直平分线为l,点P在l上,若$PA=5cm$,求$PB$的长。
变式
$\triangle ABC$中,$AB=AC$,D是BC的中点,E是AD上任意一点。求证:$EB=EC$。
试试手自己判
检测题
在$\triangle ABC$中,$DE$是$AB$的垂直平分线,交$AB$于$D$,交$BC$于$E$。若$AC=5$,$BC=8$,求$\triangle ACE$的周长。
看答案和判分标准
答案:$\triangle ACE$的周长 $= AC + CE + AE$。 $\because DE$是$AB$的垂直平分线, $\therefore AE = BE$。 $\therefore$ 周长 $= AC + CE + BE = AC + (CE + BE) = AC + BC$。 $\because AC=5, BC=8$, $\therefore$ 周长 $= 5 + 8 = 13$。
判对标准:
1. 明确写出$AE=BE$(2分);
2. 将$CE+BE$转化为$BC$(2分);
3. 最终计算结果正确为13(1分)。
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