MOD-01

相交线 Intersecting Lines

几何推理科 · 基础级

▌ 理论档案

定义:如果两条直线只有一个公共点,就说这两条直线相交,这个公共点叫做交点。

两条直线相交形成四个角:

  • 邻补角:有公共顶点且有一条公共边,另一边互为反向延长线的两个角。
    性质:邻补角之和 = 180°(互补)
  • 对顶角:有公共顶点,且两边互为反向延长线的两个角。
    性质:对顶角相等。∠1 = ∠3,∠2 = ∠4
◄ 相交线动态演示:邻补角互补,对顶角相等 ►
例题 1-A 对顶角求值
两条直线 AB 与 CD 相交于点 O,∠AOC = 35°,求 ∠AOD、∠BOD、∠BOC 的度数。
例题 1-B 方程思想求角
直线 AB、CD 相交于 O,∠AOC 比 ∠AOD 小 40°,求四个角的度数。
例题 1-C 多条直线相交
三条直线 AB、CD、EF 交于一点 O,∠AOE = 30°,∠COF = 70°,求 ∠BOD。
Q1. 两条直线相交,一个角是 55°,其对顶角是?
Q2. 邻补角的度数之和等于?
Q3. 两条直线相交,若一个角是 90°,其余三个角分别是?

▌ 公式档案 [相交线]

邻补角 ∠α + ∠β = 180°
对顶角 ∠1 = ∠3,∠2 = ∠4
周角 ∠1+∠2+∠3+∠4 = 360°
MOD-02

垂线 Perpendicular

几何推理科 · 基础级

▌ 理论档案

定义:当两条相交直线所成的四个角中,有一个角是 90° 时,就说这两条直线互相垂直,记作 AB ⊥ CD。它们的交点叫做垂足。

  • 垂线的唯一性:过一点有且只有一条直线与已知直线垂直
  • 垂线段最短:直线外一点到直线上各点连线中,垂线段最短
  • 点到直线距离:直线外一点到这条直线的垂线段的长度

注意:距离是长度(数值),垂线段是图形,不能混淆。

◄ 垂线演示:点到直线距离为垂线段最短 ►
例题 2-A 垂直判定
直线 AB 与 CD 相交于 O,∠AOC = 3∠AOD,求证 AB ⊥ CD。
例题 2-B 点到直线距离
点 P 到直线 l 的距离为 5cm,Q 是 l 上任意一点,则 PQ 的取值范围是?
例题 2-C 折线与角度
如图,AB ⊥ BC,CD ⊥ BC,∠1 = ∠2,求证 BE ∥ CF。(为本章后续平行线做铺垫)
Q1. 过直线外一点,能画几条垂线与已知直线垂直?
Q2. 直线外一点到直线的距离是指?
Q3. AB ⊥ CD,∠1 = 28°,则 ∠2 = ?

▌ 公式档案 [垂线]

垂直记号 AB ⊥ CD ⇔ ∠= 90°
垂线段最短 PQ ≥ PH(H为垂足)
点到直线距离 d = 垂线段长度
MOD-03

三线八角 Three-Line Eight-Angle

几何推理科 · 进阶级

▌ 理论档案

定义:两条直线被第三条直线所截,形成八个角,称为三线八角。第三条直线叫做截线。

角的名称 位置特征 图形记忆
同位角 截线同侧,被截线同方向 "F" 形
内错角 截线两侧,被截线之间 "Z" 形
同旁内角 截线同侧,被截线之间 "U" 形

记忆口诀:同位角找"F",内错角找"Z",同旁内角找"U"。

◄ 三线八角识别:F-同位角 / Z-内错角 / U-同旁内角 ►
例题 3-A 识别同位角
如图,直线 AB、CD 被 EF 所截,∠1 = 65°。找出 ∠1 的所有同位角。
例题 3-B 识别内错角与同旁内角
如图,找出图中所有的内错角和同旁内角对(至少各写两对)。
例题 3-C 复杂图形中的角识别
如图,△ABC 中,D 在 AB 上,E 在 AC 上。DE 与 BC 被 AB 所截时,∠ADE 的同位角是?被 AC 所截时呢?
Q1. "F" 形结构对应的角关系是?
Q2. 内错角的位置特征是?
Q3. 两条直线被第三条直线所截,最多可形成几对内错角?

▌ 公式档案 [三线八角]

同位角 截线同侧 + 同方向 → "F"
内错角 截线两侧 + 之间 → "Z"
同旁内角 截线同侧 + 之间 → "U"
MOD-04

平行线的判定 Parallel Criteria

几何推理科 · 进阶级

▌ 理论档案

定义:在同一平面内,不相交的两条直线叫做平行线,记作 a ∥ b。

判定定理:两条直线被第三条直线所截,如果——

判定方法 条件 结论
判定1 同位角相等 两直线平行
判定2 内错角相等 两直线平行
判定3 同旁内角互补(和为180°) 两直线平行

推论:垂直于同一直线的两直线平行;平行于同一直线的两直线互相平行。

◄ 平行线判定演示:角度变化与平行关系 ►
例题 4-A 同位角判定
如图,∠1 = 78°,∠2 = 78°,求证 a ∥ b。
例题 4-B 内错角判定
如图,AB ⊥ BC,CD ⊥ BC,∠1 = ∠2,求证 AB ∥ CD。
例题 4-C 综合判定
如图,∠1 = ∠2,∠B = ∠C,求证 AB ∥ CD。
Q1. 同位角相等可以判定什么?
Q2. 同旁内角满足什么条件时两直线平行?
Q3. 在同一平面内,垂直于同一条直线的两条直线?

▌ 公式档案 [平行线判定]

判定1 同位角相等 → a∥b
判定2 内错角相等 → a∥b
判定3 同旁内角互补 → a∥b
MOD-05

平行线的性质 Parallel Properties

几何推理科 · 高级

▌ 理论档案

性质定理:两条平行线被第三条直线所截,则——

性质 内容 记忆
性质1 同位角相等 ∵ a∥b ∴ 同位角 =
性质2 内错角相等 ∵ a∥b ∴ 内错角 =
性质3 同旁内角互补 ∵ a∥b ∴ 同旁内角 = 180°

⚠️ 区分判定与性质:

  • 判定:由角的关系 → 推导出平行(结论是平行)
  • 性质:已知平行 → 推导出角的关系(结论是角的关系)
◄ 平行线性质演示:同位角相等 / 内错角相等 / 同旁内角互补 ►
例题 5-A 性质直接应用
如图,a ∥ b,∠1 = 55°,求 ∠2、∠3、∠4。
例题 5-B 折线中的平行
如图,AB ∥ CD,折线 EFG 夹在中间,∠BEF = 130°,∠FGD = 120°,求 ∠EFG。
例题 5-C 多线平行综合
如图,AB ∥ CD ∥ EF,∠A = 30°,∠AFC = 75°,求 ∠C。
Q1. a ∥ b,∠1 = 60°,则 ∠1 的同位角 = ?
Q2. a ∥ b,同旁内角之比为 2:3,则这两个角分别是?
Q3. 下列说法正确的是?

▌ 公式档案 [平行线性质]

性质1 a∥b → 同位角相等
性质2 a∥b → 内错角相等
性质3 a∥b → 同旁内角互补
判定↔性质 条件与结论互换
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