数学基础 - 第五章 相交线与平行线
5.1 相交线
5.1.1 相交线
∠1和∠2有一条公共边0C,它们的另-边互为反向延长线(∠1 和∠2互补),具有这种关系的两个
角,互为邻补角(adjacent angles on a stright line).
∠1和∠3有一个公共顶点O,并且∠1的两边分别是∠3的两边的反向延长线,具有这种位置关
系的两个角,互为对顶角(opposite angles).
在图5.1-2中,∠1与∠2互补,∠3与∠2互补,由“同角的补角相等”,可以得出∠1=∠3,类似地,
∠2=∠4.这样,我们得到对顶角的性质: 对顶角相等.
5.1.2 垂线
在相交线的模型(上面练习插图)中,固定木条a,转动木条b.当b的位
置变化时,a, b所成的∠a也会发生变化。当∠a=90°时(图5.1-4), 我们
说a与b互相垂直(perpendicular),记作a⊥b.
垂直是相交的一种特殊情形,两条直线互相垂直,其中的一条直线叫做另一条直线的垂线(perpendicular line),它们的交点叫做垂足(foot of a perpendicular).
经过一点(已知直线上或直线外),能画出已知直线的一条垂线,并且只能画出一条垂线,即:
在同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直.
连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短.
简单说成:垂线段最短。
直线外一点到这条直线的垂线段的长度,叫做点到直线的距离,
5.1.3 同位角,内错角,同旁内角
先看图中的∠1和∠5,这两个角分别在直线AB, CD的同一方(上方),并且都在直线EF的
同侧(右侧),具有这种位置关系的一对角叫做同位角(corresponding angles).
再看∠3和∠5,这两个角都在直线AB, CD之间,并且分别在直线EF两侧(∠3在直线EF
左侧,∠5在直线EF右侧),具有这种位置关系的一对角叫做内错角(alternate interior angles).
图中∠3和∠6也都在直线AB, CD之间,但它们在直线EF的同一旁(左侧),具有这种位置关
系的一对角叫做同旁内角(interior angles on the same side).
5.2 平行线及判定
5.2.1 平行线
可以发现,在木条转动过程中,存在直线a与b不相交的情形,这时我们说直线a与6互相
平行(parallel), 记作a//b.
通过观察和画图,可以发现一个基本事实(平行公理):
经过直线外一点,有且只有一条直线与这条直线平行,
由平行公理,进一步可以得到如下结论:
如果两条直线都与第三条直线平行,那么这两条直线
也互相平行.
也就是说:如果b//a, ://a, 那么b//c(图5.2-4).
5.2.2 平行线的判定
一般地,有如下利用同位角判定两条直线平行的方法:
判定方法1 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
简单说成: 同位角相等,两直线平行
判定方法2 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.
简单说成: 内错角相等,两直线平行
判定方法3 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.
简单说成: 同旁内角互补,两直线平行
5.3 平行线的性质
5.3.1 平行线的性质
一般地,平行线具有性质:
性质1 两条平行线被第三 条直线所截,同位角相等.
简单说成:两直线平行,同位角相等.
性质2 两条平行线被第三条直线所截, 内错角相等.
简单说成: 两直线平行,内错角相等.
性质3 两条平行线被第三条直线所截, 同旁内角互补.
简单说成: 两直线平行,同旁内角互补.
5.3.2 命题,定理,证明
前面,我们学过一些对某一件事情作出判断的语句,例如:
(1)如果两条直线都与第三条直线平行,那么这两条直线也互相平行;
(2)两条平行线被第三条直线所藏,同旁内角互补;
(3)对顶角相等;
(4)等式两边加同一个数,结果仍是等式,
像这样判断一件事情的语句,叫做命题(proposition). 命题由题设和
论两部分组成,题设是已知事项,结论是由已知事项推出的事项.
数学中的命题常可以写成“如.........的形式,这时“如果”后
接的部分是题设,“那么”后接的部分是结论。例如,上面命题 (1) 中,“
条直线都与第三条直线平行”是题设,“这两条直线也互相平行”是结论.
上面所举出的命题都是正确的,就是说,如果题设成立,那么结论一定成
立,这样的命题叫做真命题。还有一-些命题,如“如果两个角互补,那么它们
是邻补角”“如果一个数能被 2整除,那么它也能被4整除"等,这些命题中,
题设成立时,不能保证结论定成立, 这样的命题叫做假命题。
在前面,我们学过的一些图形的性质,都是真命题。其中有些命题是基本
事实,如“两点确定一条直线”“经过直线外一点有且只有一条直线与这条直
线平行”等,还有一些命题,如“对顶角相等”“内错角相等,两直线平行”
等,它们的正确性是经过推理证实的,这样得到的真命题叫做定理(theorem).
定理也可以作为继续推理的依据.
在很多情况下,一个命题的正确性需要经过推理,才能作出判断,这个推理
过程叫做证明(proof)
5.4 平移
图形的这种移动,叫做平移(translation).