三角形四心概念与性质

三角形“四心”概念及性质（学生填表时，教师巡视，看到有的学生不会填“四心”位置，启发他们多画几个不同形状的三角形试试，让学生会从特殊到一般的思想方法。

）师：三角形的重心有什么性质?生甲：分中线为1:2。

生乙：分中线为3:1。

师：应当把重心看成中线的内分点，即顶点到重心与重心到对边中点的距离之比是2:1。

三角形的垂心性质，课本上没有明确提出过，不必填上。

但如果题中有两条以上的高线，就应想到“四点共圆”。

如图1, H是垂心，有几组四点共圆？（学生回答略。

）师：外心与内心各有什么性质？（学生回答略。

）［通过上述问题的讨论，让学生从对比中认识点到点的距离与点直线距离的区别，从而更好地理解概念，加深印象。

］（教师在黑板上画一个直角三角形，一个钝角三角形，让学生上黑板作垂心，然后归纳总结。

）师：锐角三角形的垂心必在形内，钝角三角形的垂心必在形外，直角三角形的垂心就是直角顶点。

[ 通过实际画图，强化垂心可能在形外的情况，练一遍胜过背几遍。

] 师：至于外心，请同学们课后用同样的方法画几个不同形状的三角形来验证结论的正确性。

上面，我们归纳了“四心”中每个“心”与三角形的相对位置关系。

下面，我们再考虑“四心”在同一三角形中的位置有什么关系？先考虑在等腰三角形中“四心”的位置关系。

生：都在同一条直线上。

师：在哪一条直线上？生：在底边上的中线或底边上的高或顶角的平分线上。

师：对！三线合一，“四心”在三角形的对称轴上。

师：等边三角形的“四心”位置又有什么关系呢？生：都重合成一个点了。

师：这“四心”共点，这个点叫什么名称？生：“中心”，师：等边三角形叫做正三角形。

正三角形的重心、内心、垂心、外心重合成一个点，就是正三角形的“中心”。

“中心”是正多边形所特有的，不是正多边形就没有中心。

因此三角形中只有等边三角形才有中心，其他三角形都没有中心。

[ 把课本中学过的几个“心”都串起来了，揭示出其内在的联系，让学生能够系统地掌握知识。

]二、练习师：我们先做下面的练习：已知三角形的三边长分别为5、12、13，那么垂心到外心的距离是多少？生：6.5师：怎么得到的？生：如图2，因为已知三角形是直角三角形，外心是斜边的中点，垂心是直角顶点，所以，此两“心”距离是斜边中点到顶点的距离，利用直角三角形斜边上中线等于斜边一半的性质，便可得出已知三角形的垂心到外心的距离为。

师：为什么已知三角形是直角三角形呢？生甲：根据勾股定理得出。

师：对不对？（生甲一时回答不出。

）生乙：不对，应是根据勾股定理的逆定理。

师：对！回答推理根据时，要弄清是勾股定理还是勾股定理的逆定理。

（教师让学生叙述勾股定理还是勾股定理的，分析其区别与联系。

）师：重心到垂心的距离是多少？生：。

师：为什么乘以？生：根据重心性质。

师：性质是2:1 ，而现在是2:3 ，其中有什么关系？请大家观察图3 进行思考。

[ 提出这个问题的目的，是为了帮助中、下程度的学生进一步理解线段比的变化，明白解题的道理。

]师：垂心到最大边的距离是多少？先请同学们思考一下，这距离应是图2 中哪条线段的长度？生甲：是斜边上的高。

师：怎样计算斜边上的高呢？生甲：可以用相似形计算师：有没有更简便的办法？生乙：利用面积计算。

••• S △,师：利用面积解题是一种常用的办法，同学们应对此引起足够的重视，灵活地加以运用。

重心到最长边的距离是多少？生：如图4,重心到最长边的距离是指GH的长，通过两线平行，对应线段成比例的性质，可计算出GH 的长为即，结果是。

师：对！这里同样也到了重心的性质。

[ 反复运用重心性质，有利于学生记忆和灵活应用。

]师：外心到最短边的距离是多少？生：如图5，外心到最短的距离为。

（反应快的学生脱口而出是6，教师追问其理由，并顺便复习有关定理。

）师：内心到重心的距离是多少？学生交头接耳，纷纷讨论解题的方法，教师简要地指出解题的关键。

）师：问题的关键是求出内切圆半径r，然后，等腰直角三角形DIC中，求出内心到垂心的距离CI，那么怎样来求出r呢？请同学们思考一下。

生：根据我们以前在课堂练习中所做的题目，知道。

师：对！这是直角三角形的重要性质之一，希望同学们牢记结论并学会运用。

对于这道练习题的结论，我已换了不少问法，也就是从一个问题演变出其他一些问题，这种“一题多变”与我们以前介绍过的“一题多解”方法一样都是些好的学习方法。

同学们做好题目后，可以思考一下，是否有其他解法——这就是“一题多解”；还可以思考一下，能否把已知条件或求解结论“变”一下——这就是“一题多变”。

请大家模仿我刚才的做法试着变变看。

当然，有的题目改变以后，可能超过你们现有的知识范围，解不出来，这不要紧，同学们可以互相讨论或者问老师来加以解决。

另外，刚才我是通过改变题目的结论来实现一题多变的，还可以改变题目的条件。

譬如，刚才的知识水平，编不等边三角形的题目比较难做，直角三角形的我已编过，你们可以编等腰三角形的试试看，并说出解题的基本思想。

[ 要使学生学好数学，不仅要求学生能一题多解，还要学生能“一题多变”，这样才能真正掌握概念，活学学活。

教学中通过对命题结论的更改，引出新命题，可以培养学生思维的多发性；通过对命题条件的更改，引出新命题，可以培养学生思维探索性；通过特殊到一般及一般到特殊的联想，可以培养学生思维的深刻性，跳跃性。

所以说，“一题多变”是培养学生思维的一种有效手段。

]生丙：三角形三边长为6、6、5，求：（1）三角形外心到重心的距离；（2）三角形外心到最短边的距离。

这道题的关键是求外接圆半径R,用三角形面积公式S△很方便，也可以用正弦定理。

生丁：三角形三边长为10、10、。

求：（1）三角形外心到重心的距离？（2）三角形内心到最长边的距离？这道题实际上是两个三边长为的直角三角形拼成的等腰三角形。

第（2）小题是求此等腰三角形的内切圆半径，如图7,可用面积公式&=rs求，即；还可以利用等腰三角形三线合一，设内切圆半径为r，列出方程来解。

师：好！具体如何解这两道题，留给大家作课外练习，答案明天公布在黑板报上。

小结师：三角形的主要线段——中线、高、内角平分线及各边的垂直平分线各交于一点，这是客观规律。

人们掌握了这一规律后，为了斜述方便，给它们取了名字——三角形的重心、垂心、内心、外心。

这“四心”不要混淆，中线是“重心”（“中”与“重”谐音），高线是垂心（高与垂直有关），外接圆圆心是外心，因它到三角形三顶点距离相等，故必是三边垂直平分线的交点。

内切圆圆心是内心，因它到三角形三边距离相等，所以它必在三内角的平分线上。

[ 这小结不是简单的重复，而是告诉学生“四心”的来历及记忆办法，对学得差的学生尤有帮助。

]师：“四心”在同一三角形中的位置关系是：等腰三角形中“四心”共线，在对称轴上。

等边三角形中“四心”共点，称为“中心”。

师：任意三角形中“四心”又有什么位置关系呢？同学们可以画图试试看，是否有三“心”在一直线上。

然后设法自己证明一下你的结论。

[ 其实从例题中就可以看出，直角三角形的外心、垂心在一直线上，故可以猜想任意三角形的此三“心”共线，这样给学有余力的学生留下了一道结论未确定的半开放性习题。

]师：“一题多变”是一种好的学习办法。

同学们解好题后要多思、多回味，养成“一题多变”的思考习惯。

“一题多变”可以变题目的结论，也可以变题目的条件，你们经常这样训练自己，就可以从被动的做习题变为主动的想问题，就能真正做到举一反三，灵活运用。

作业布置：略。

教案说明这是一堂复习课。

我们是怎样想到设计这一堂课的呢？一是调查了学生的学习情况。

觉得“四心”在课本中是分散在几个章节里讲解的，相当一部分学生对“四心”概念的理解是混淆不清，因此有必要花一堂课帮助学生归纳整理。

二是从教学目的上考虑到数学教学的目的不仅仅是向学生传授知识，还必须培养学生的能力。

学生从初一到初三，随着年龄、知识的增长，思维能力已有一定的提高。

但还未达到质的飞跃。

大部分学生为解题而解题，解完题后不善于思索，回味，不善于总结经验，思维是“被动型”的。

为了培养学生的创造性思维，我们觉得有必要在以前讲过的“一题多解”的基础上，向学生介绍“一题多变”的学习方法，变“被动型”思维为“主动型”思维。

三是从课的类型及内容上看，复习课如果光列些条头糕式的概念，学生听起来没劲，教学效果也不会好。

于是便想到边讲概念边练习、边总结的办法。

在讲例题的时候，避免了东一榔头，西一棒子地让学生做些题目的做法，而是采用“一题多变”的方法把一道题搞深搞透，即由5，12，13 这一组勾股数引出一系列的变化，构造出各类不同的问题，在“变”中求“深”。

四是从教育学、心理学角度看，初中学生注意力集中的时间不会太长，尤其是复习课，如果把它上成“炒冷饭”课，没有什么新东西，就会使学生更容易感到厌倦。

因此，在备课时，就要开动脑筋，如何充分利用45 分钟，想方设法吸引学生的注意力，活跃他们的思维。

到最后课快结束时，也就是学生容易疲劳的时候，我却刚把课引到了高潮，让学生自己编题。

大部分学生跃跃欲试，非常兴奋，感到居然自己也能编题给别人做，中上等学生能在教师指导下自己动脑动手编出题来，说明他们潜在的创造力已发挥出来了。

“一题多变”可以激发学生学习的兴趣，调动学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力，使他们真正成为课堂教学的文体。

当然“一题多变”不是一朝一夕就能培养成的，需要有一个模仿的过程，也需要教师在课堂教学或课后辅导等适当机会中多加引导、启发，这样才能使学生由模仿飞跃到自学想到“变”，在“变”中长思维、长知识、长能力的阶段。