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直线、射线、线段（提高）知识讲解撰稿：孙景艳 审稿：赵炜 【学习目标】1．理解直线、射线、线段的概念，掌握它们的区别和联系；2. 利用直线、线段的性质解决相关实际问题；3．利用线段的和差倍分解决相关计算问题．【要点梳理】要点一、直线1．概念：直线是最简单、最基本的几何图形之一，是一个不作定义的原始概念，直线常用“一根拉得紧的细线”、“一张纸的折痕”等实际事物进行形象描述．2. 表示方法：（1）可以用直线上的表示两个点的大写英文字母表示，如图1所示，可表示为直线AB(或直线BA)． （2）也可以用一个小写英文字母表示，如图2所示，可以表示为直线． 3.基本性质：经过两点有一条直线，并且只有一条直线．简单说成：两点确定一条直线．要点诠释：直线的特征：（1）直线没有长短，向两方无限延伸．（2）直线没有粗细．（3）两点确定一条直线．（4）两条直线相交有唯一一个交点．4.点与直线的位置关系：（1）点在直线上，如图3所示，点A在直线m上，也可以说：直线m经过点A．（2）点在直线外，如图4，点B在直线n外，也可以说：直线n不经过点B．要点二、线段1.概念：直线上两点和它们之间的部分叫做线段．2.表示方法：（1）线段可用表示它两个端点的两个大写英文字母来表示，如图所示，记作：线段AB或线段BA．（2）线段也可用一个小写英文字母来表示，如图5所示，记作：线段a．3. “作一条线段等于已知线段”的两种方法：法一：用圆规作一条线段等于已知线段．例如：下图所示，用圆规在射线AC上截取AB＝a．法二：用刻度尺作一条线段等于已知线段．例如：可以先量出线段a的长度，再画一条等于这个长度的线段．4.基本性质：两点的所有连线中，线段最短．简记为：两点之间，线段最短．如图6所示，在A，B两点所连的线中，线段AB的长度是最短的．图6要点诠释：（1）线段是直的，它有两个端点，它的长度是有限的，可以度量，可以比较长短．（2）连接两点间的线段的长度，叫做这两点的距离．（3）线段的比较：①度量法：用刻度尺量出两条线段的长度，再比较长短．②叠合法：利用直尺和圆规把线段放在同一条直线上，使其中一个端点重合，另一个端点位于重合端点同侧，根据另一端点与重合端点的远近来比较长短．5.线段的中点：把一条线段分成两条相等线段的点，叫做线段的中点．如图7所示，点C是线段AB的中点，则，或AB＝2AC＝2BC．图7要点诠释：若点C是线段AB的中点，则点C一定段AB上．要点三、射线1.概念：直线上一点和它一侧的部分叫射线，这个点叫射线的端点．如图8所示，直线l上点O和它一旁的部分是一条射线，点O是端点．图82.特征：是直的，有一个端点，不可以度量，不可以比较长短，无限长．3.表示方法：（1）可以用两个大写英文字母表示，其中一个是射线的端点，另一个是射线上除端点外的任意一点，端点写在前面，如图8所示，可记为射线OA． （2）也可以用一个小写英文字母表示，如图8所示，射线OA可记为射线l．要点诠释： (1)端点相同，而延伸方向不同，表示不同的射线．如图9中射线OA，射线OB是不同的射线．图9(2)端点相同且延伸方向也相同的射线，表示同一条射线．如图10中射线OA、射线OB、射线OC都表示同一条射线．图10要点四、直线、射线、线段的区别与联系1.直线、射线、线段之间的联系（1）射线和线段都是直线上的一部分，即整体与部分的关系．在直线上任取一点，则可将直线分成两条射线；在直线上取两点，则可将直线分为一条线段和四条射线．（2）将射线反向延伸就可得到直线；将线段一方延伸就得到射线；将线段向两方延伸就得到直线．2．三者的区别如下表要点诠释：（1） 联系与区别可表示如下：（2）在表示直线、射线与线段时，勿忘在字母的前面写上“直线”“射线”“线段”字样．【典型例题】类型一、有关概念1.如图所示，指出图中的直线、射线和线段．【思路点拨】从图上看，A、D、F分别是线段CB、BC、BE的延长线上的点，也就是说，A、D、F三点的位置并不是完全确定的．此时，我们也就能分清楚图中的直线、射线和线段了．【答案与解析】解：直线有一条：直线AD； 射线有六条：射线BA、射线BD、射线CA、射线CD、射线BF、射线EF；线段有三条：线段BC、线段BE、线段CE．【总结升华】在表示线段和直线时，两个大写字母的顺序可以颠倒．然而，在叙述线段的延长线的时候，表示线段的两个大写字母的顺序就不能颠倒了，因为线段向一方延伸后就形成了射线(延长部分已不再是线段本身了)，而表示射线的两个大写字母的顺序是不能颠倒的，只能用第一个字母表示射线的端点，第二个字母表示射线方向上的任一点．举一反三：【高清课堂：直线、射线、线段397363 拓展4】【变式】两条不同的直线，要么有一个公共点，要么没有公共点，不能有两个公共点. 这是为什么?画图说明. 【答案】解： ∵过两点有且只有一条直线.（或两点确定一条直线.）∴两条不同的直线，要么有一个公共点，如图（1）；要么没有公共点，如图（2）；不能有两个公共点.类型二、有关作图2．如图(1)所示，已知线段a，b(a＞b)，画一条线段，使它等于2a-2b．【答案与解析】解：如图(2)所示：(1)作射线AF；(2)在射线AF上顺次截取AB＝BC＝a；(3)段AC上顺次截取AD＝DE＝b，则线段EC就是所要求作的线段．【总结升华】用尺规作图时，要熟悉常用的画图语言，注意保留作图痕迹．举一反三：【变式1】下列说法正确的有 ( )①射线与其反向延长线成一条直线；②直线a、b相交于点m；③两直线相交于两个交点；④直线A与直线B相交于点MA．3个 B．2个 C．1个 D．4个【答案】 C【变式2】下列说法中，正确的个数有( )①已知线段a，b且a-b＝c，则c的值不是正的就是负的；②已知平面内的任意三点A，B，C则AB+BC≥AC；③延长AB到C，使BC＝AB，则AC＝2AB；④直线上的顺次三点D、E、F，则DE+EF＝DF． A．1个 B．2个 C．3个 D．4个【答案】C类型三、个（条）数或长度的计算3. 根据题意，完成下列填空．如图所示，与是同一平面内的两条相交直线，它们有1个交点，如果在这个平面内，再画第3条直线，那么这3条直线最多有________个交点；如果在这个平面内再画第4条直线，那么这4条直线最多可有________个交点．由此我们可以猜想：在同一平面内，6条直线最多可有________个交点，n(n为大于1的整数)条直线最多可有________个交点(用含有n的代数式表示)．【答案】3， 6， 15， .【解析】本题探索过程要分两步：首先要填好3条直线最多可有2+1＝3个交点，再类推4条直线，5条直线，6条直线的情形所得到的和式，其次再研究这些和式的规律，得出一般性的结论．【总结升华】n(n为大于1的整数)条直线的交点最多可有：个举一反三：【变式1】平面上有个点，最多可以确定 条直线 【答案】【变式2】一条直线有个点，最多可以确定 条线段， 条射线【答案】，【高清课堂：直线、射线、线段397363 拓展 1（4）】【变式3】一个平面内有三条直线，会出现几个交点? 【答案】0个，1个，2个，或3个.4. 已知线段AB＝14cm，在直线AB上有一点C，且BC＝4cm，M是线段AC的中点，求线段AM的长．【思路点拨】题目中只说明了A、B、C三点在同一直线上，无法判定点C段AB上，还是段AB外(也就是段AB的延长线上)．所以要分两种情况求线段AM的长．【答案与解析】解：①当点C段AB上时，如图所示． 因为M是线段AC的中点， 所以． 又因为AC＝AB-BC，AB＝14cm，BC＝4cm， 所以．②当点C段AB的延长线上时，如图所示． 因为M是线段AC的中点， 所以． 又因为AC＝AB+BC，AB＝14cm，BC＝4cm， 所以9(cm)． 所以线段AM的长为5cm或9cm．【总结升华】在解答没有给出图形的问题时，一定要审题，要全面考虑所有可能的情况，即当我们面临的教学问题无法确定是哪种情形时，就要分类讨论．举一反三：【变式】 (武汉武昌区期末联考)如图所示，数轴上线段AB＝2(单位长度)，CD＝4(单位长度)，点A在数轴上表示的数是-10，点C在数轴上表示的数是16．若线段AB以6个单位长度/秒的速度向右匀速运动，同时线段CD以2个单位长度/秒的速度向左匀速运动． (1)问运动多少秒时，BC＝8(单位长度) (2)当运动到BC＝8(单位长度)时，点B在数轴上表示的数是________ (3)P是线段AB上一点，当B点运动到线段CD上时，是否存在关系式．若存在，求线段PD的长；若不存在，请说明理由．【答案】解：(1) 点B在数轴上表示的数是-8，设运动t秒时，BC＝8（单位长度），则： ①当点B在点C的左边时， 6t+8+2t＝24 t＝2(秒) ②当点B在点C的右边时， 6t-8+2t＝24 t＝4(秒) 答：当t等于2秒或4秒时，BC＝8(单位长度)[(2) 由（1）知：当t＝2(秒)时，B点坐标为：-8+6t=﹣8+6×2=4（单位长度）当t＝4(秒)时，B点坐标为：-8+6t=﹣8+6×4=16（单位长度） 所以答案为：4或16 (3) 存在，若存在，则有：BD＝AP+3PC，设运动时间为t(秒)，则： 1°当t＝3时，点B与点C重合，点P段AB上，O＜PC≤2且BD＝CD＝4， AP+3PC＝AB+2PC＝2+2PC 所以：2+2PC=4，解得：PC＝1 ∴此时， PD＝5 2°当时，点C在点A与点B之间，O＜PC＜2 ①点P段AC上时． BD＝CD-BC＝4-BC AP+3PC＝AC+2PC＝AB-BC+2PC＝2-BC+2PC 由4-BC=2-BC+2PC， 可得： PC＝1， 此时PD＝5． ②点P段BC上时 BD＝CD-BC＝4-BC， AP+3PC＝AC+4PC＝AB-BC+4PC＝2-BC+4PC由4-BC=2-BC+4PC，可得：，此时3°当时，点A与在点C重合，0＜PC≤2BD＝CD-AB＝2，AP+3PC＝4PC由2＝4PC，可得：，此时4°当时，0＜PC＜4BD＝CD－BC＝4－BC，AP+3PC＝AB-BC+4PC＝2-BC+4PC由4－BC=2-BC+4PC，可得：，此时 综上可得：存在此关系式，且PD的长为5或.类型四、路程最短问题5. 如图所示，某公司员工分别住A、B、C三个住宅区，A区有30人，B区有15人，C区有10人．三个区在同一条直线上，该公司的接送车打算在此间设一个停靠点，为使所有员工步。