强基初中数学&学Python——第128课 平行线有关的逆命题与逆定理

  我们学习了平行线的三个性质与三个判断方法,你把这两个知识点联系起来会有所发现的。我们把平行线的性质和判定方法都用如果......那么......”的命题模式描述列表如下:

序号

性质

判定方法

1

两条直线被第三条直线所截,如果这两条直线平行,那么同位角相等。

两条直线被第三条直线所截,如果同位角相等,那么这两条直线平行。

2

两条直线被第三条直线所截,如果这两条直线平行,那么内错角相等。

两条直线被第三条直线所截,如果内错角相等,那么这两条直线平行。

3

两条直线被第三条直线所截,如果这两条直线平行,那么同旁内角互补。

两条直线被第三条直线所截,如果同旁内角互补,那么这两条直线平行。

可见平行线的性质和判定方法的题设结论正好相反。我们把像这样的两个命题叫做互逆命题。如果把其中一个叫做原命题,那么另个叫做它的逆命题

一般地,原命题成立时,它的逆命题可能成立,也可能不成立。如平行线的三个性质与三个判断方法都是成立的;但如命题对顶角相等成立,而它的逆命题如果两个角相等,那么这两个角是对顶角却不成立。

如果一个定理的逆命题经过证明是正确的,那么它也是一个定理,称这两个定理互为逆定理。可以认为,平行线的三个性质与平行线的三个判定方法互为逆定理。

其实捣鼓这些概念没有多大的意义,从逻辑上讲,题设是条件,结论是结果,那么命题就是根据一定条件而达到的结果。如果一个命题为真,那么相对与结果来说,这个条件是充分的,是充分条件,例如,对顶角是两个角相等的充分条件。如果一个命题的条件不具备,那么一定不能产生这个结果,那么对于结果来说这个条件是必要条件,例如,两个角相等是对顶角的必要条件,因为如果两个角不相等,那么它们不可能是对顶角。如果有这个条件就一定有这个结果,而且没有这样的条件就一定没有这样的结果,那么对于结果来说,这个条件是充要条件,即既是充分条件,也是必要条件。

一般地,一个命题是真命题,那么题设(条件)是结论(结果)的充分条件,而结论是题设的必要条件,所以定理的逆命题就不一定成立了。如果逆命题也成了,就说明原定理的结论也是题设的充分条件,这样就得到原定理的结论是题设的充要条件;同样,原定理的题设也是结论的充要条件。

因此,不重合的两直线平行是同位角相等的充要条件;也是内错角相等的充要条件;也是同旁内角互补的充要条件。

人们认识事物和判断事物都是交错在一起的,对于平行线也是如此。首先,我们对平行线只是一个模糊的概念,然后对它进行研究,得出了平行线的三大性质,把三大性质的逆命题作为判定平行线的方法。由于命题的结论只是题设的必要条件,所以要进行论证真实性。平行线的概念就更加清晰了。课本先排平行线的判定方法可能不太恰当,本系列把调换了先后顺序,也是基于这方面的考虑。

【习题】
【复习巩固】
 1. 如下图,为了加固房屋,要在屋架上加一根横梁DE,使DE//BC。如果∠ABC=31°,∠ADE=________°。

 

2. 如下图,

 

一个弯形管道ABCD的拐角∠ABC=120°∠BCD=60°,这时说管道AB//CD对吗?为什么?

3. 如下图,

 

这是两条道路互相垂直的交叉路口,你能画出它的平面示意图吗?类似地,你能画出两条道路成75°角的交叉路口的示意图吗?

4.   如下图,

 

直线abc被直线l所截,量得∠1=∠2=∠3

1)从∠1=∠2可以得出哪两条直线平行?根据是什么?

2)从∠1=∠3可以得出哪两条直线平行?根据是什么?

3)直线abc互相平行吗?根据是什么?

 

5. 如下图,

 

有一块方形玻璃,用什么方法可以检验它相对的两条边是否平行?

6 根据下图

 

中,所给出的条件,找出互相平行的直线和互相垂直的直线。

7. 如下图,

 

一条公路两次转弯后,和原来的方向相同如果第一次的拐角∠A135°,第二次的拐角∠B=_________°,原因是__________________________________________

8. 如下图,

 

在四边形ABCD中,如果AD//BC∠A=60°∠B=_________°∠D=_________°

9. 如下图,

 

平行线ABCD被直线AE所截。

1)如∠1=110°,则∠2=________°,原因是______________________________________。
2)如∠1=110°,则∠3=________°,原因是______________________________________。(3)如∠1=110°,则∠4=________°,原因是______________________________________。 10. 如下图,

 

a//b,c,d是截线,∠1=80°,∠5=70°。(1)∠2=______°,原因是_______________________________________。(2)∠3=______°,原因是_______________________________________。(3)∠4=______°,原因是_______________________________________。11. 如下图,

 

一条公路的两侧铺设了两条平行管道,如果公路一侧铺设的管道与纵向连通管道的角度为120°,那么,为了使管道对接,另一侧应以________°角度铺设纵向连通管道,依据是__________________________________________________。12. 在下面的括号内,填上推理的根据。

如下图,

 

AB和CD相交于点O,∠A=∠B.求证∠C=∠D.

证明:∵  ∠A=∠B

∴  AC//BD  (___________________________________________________).

∴  ∠C=∠D  (___________________________________________________).

 

【综合运用】

 

13. 如下图,

 

EAB上一点,FDC上一点,GBC延长线上一点。

1  如果∠B=∠DCG,可以判断哪两条直线平行?为什么?

2) 如果∠D=∠DCG,可以判断哪两条直线平行?为什么?

3) 如果∠D+∠DFE=180°,可以判断哪两条直线平行?为什么?

14.  如下图,

 

这些图案中有一些平行条纹,请你设计一些含有平行条纹的图案。

15.  借助直尺、三角尺和量角器,在下图

 

中找出互相平行的直线和互相垂直的直线。

16.  如下图,

 

为了说明示意图中的平安大街与长安街是互相平行的,在地图上量得∠1=90°,你能通过度量图中已标出的其他的角来验证这个结论吗?说出你的理由。

17.  选择题.

(1)如下图,

 

AB//CD,可以得到(       )

(A)∠1=∠2    (B)∠2=∠3    (C)∠1=∠4    (D)∠3=∠4

(2)如下图,

 

如果AB//CD//EF,那么∠BAC+∠ACE+∠CEF=          )。

(A) 180°    (B)270°    (C)360°    (D)540°

18.  光线在不同介质中的传播速度是不同的,因此当光线从水中射向空气时,要发生折射。由于折射率相同,所以在水中平行的光线,在空气中也是平行的。如下图,

 

∠1=45°∠2=122°,则∠3=______°∠4=______°∠5=______°∠6=______°.

19.  如下图,

 

用式子表示下列句子:

(1)因为∠1∠2相等,根据内错角相等,两直线平行,所以ABEF平;

(2)因为DEBC平行,根据两直线平行,同位角相等,所以∠1=∠B∠3=∠C

20.  如下图,

 

这是一个国际象棋棋盘的示意图,它共有88列,仿照它在白纸上画出一张国际象棋的棋盘纸。类似地,搜索中国象棋的棋盘的图片,也在白纸上画一张。会海龟画图的用海龟画图来画。

21.  操场中的相交线与平行线。

(1)  举出操场中一些相交线、垂线、平行线的例子;

(2)  如果要你画出一个篮球场地,你怎样做才能保证相应的线垂直或平行呢?不妨在纸上试一试。会海龟画图的用海龟画图来画。

22.  判断下列命题是真命题还是假命题,如果是假命题,举出一个反例。

(1)两个锐角的和是锐角;

(2)邻补角是互补的角;

(3)同旁内角互补。

23.  完成下面的证明。

(1)如下图,

 

AB//CDCB//DE. 求证∠B+∠D=180°.

证明:∵  AB//CD,
∴  ∠B=_________( _________________________________________).∵  CB//DE,∴ ∠C+∠D=180°(____________________________________________________).∴∠B+∠D=180°.

(2)如下图,

 

∠ABC=∠A‘B'C’BDB'D'分别是∠ABC∠A'B'C'的平分线. 求证∠1=∠2.

证明:∵  BD,B'D'分别是∠ABC,∠ABC的平分线,∴  ∠1=(1/2)∠ABC,∠2=__________(__________________________________).又  ∠ABC=∠A'B'C',∴  (1/2)∠ABC=(1/2)∠A'B'C'.∴  ∠1=∠2 (____________________________________________).

 

【拓广探索】

 

24.  观察下图

 

所示的长方体,用符号表示下列两棱的位置关系:A1B1____ABAA1____ABA1D1____C1D1AD_____BC. 在你的房间里找到这些位置关系的线。

25.  如下图,

 

∠1=∠3时,直线ab平行吗?当∠2+∠3=180°时,直线ab平行吗?为什么?

26.  如下图,

 

直线DE经过点ADE//BC∠B=44°∠C=57°.

(1)  ∠DAB等于多少度?为什么?

(2)  ∠EAC等于多少度?为什么?

(3)  ∠BAC等于多少度?

(通过这道题,你能说明为什么三角形的内角和是180°吗?)

27.  如下图,

 

潜望镜中的两面镜子是互相平行放置的,光线经过镜子反射时,∠1=∠2∠3=∠4∠2∠3有什么关系?为什么进入潜望镜的光线和离开潜望镜的光线是平行的?(提示分析这两条光线被哪条直线所截.)