對頂角與平行線上的角

基礎

學對頂角相等,以及平行線上同位角、內錯角、同旁內角的性質。

適合:中二數學 · 單元:幾何證明初步 · 建議學習路徑第 17/29 課

學完呢課,你會識:
  • 對頂角相等
  • 平行線同位角相等
  • 平行線內錯角相等
數學Mathematics
讀呢課前,你應該識: 幾何學入門

1重點摘要 Summary

學對頂角相等,以及平行線上同位角、內錯角、同旁內角的性質。

2生字卡 Vocabulary

V
Vertically opposite angles對頂角

兩條線相交,相對的兩個角。

P
Parallel lines平行線

永遠不會相交的兩條線。

T
Transversal截線

穿過平行線的線。

C
Corresponding angles同位角

位置一樣的角。

A
Alternate angles內錯角

在平行線中間,兩邊交錯的角。

I
Interior angles同旁內角

在平行線中間,同一邊的兩個角。

E
Equal相等

一樣大。

S
Supplementary互補

兩個角加起來 180°。

3逐步講解 Steps

  1. 第一步:對頂角兩條直線相交於一點時,形成四個角,其中不相鄰、相對的兩個角稱為對頂角,對頂角必定相等。例如兩線相交得 ∠1、∠2、∠3、∠4,則 ∠1 與 ∠3 是對頂角,∠2 與 ∠4 是對頂角,故 ∠1 = ∠3,∠2 = ∠4。為什麼相等?因為 ∠1 與 ∠2 合成平角 180°,∠2 與 ∠3 也合成平角,兩式比較即得 ∠1 = ∠3。常見錯法是把相鄰的角誤當對頂角,相鄰兩角是互補而非相等。
  2. 第二步:平行線與截線當一條直線(稱為截線)穿過兩條平行線時,共形成八個角,這些角之間有固定的關係,是本章的核心內容。必須先確認兩條線平行,這些關係才成立;若兩線不平行,以下各條性質全部無效。例如兩條平行線被第三線所截,八個角實際上只有兩個不同的度數。為什麼只有兩個度數?因為對頂角相等,加上同位角相等,所有角都歸入兩組。常見錯法是不加證明便假設兩線平行而套用性質。
  3. 第三步:同位角相等同位角是指在截線的同一側、且分別位於兩條平行線相同位置的兩個角,例如同在截線右方、同在平行線上方的一對。若兩線平行,則同位角相等;反之,若同位角相等,亦可斷定兩線平行。例如截線與兩平行線夾出 50° 與 50° 的一對同位角。為什麼稱為同位?因為兩角在圖中的相對位置完全一樣,如同複製。常見錯法是只看度數相近便判為同位角,必須按位置定義確認。
  4. 第四步:內錯角相等內錯角是指夾在兩條平行線之間、分別在截線兩側交錯擺放的兩個角,形狀如字母 Z 的兩個內角。若兩線平行,則內錯角相等;反之亦然。例如一對內錯角分別是 70° 與 70°。為什麼相等?因為它們各自與同一個同位角成對頂角或互補關係,經過傳遞便相等。作答時須分清「兩直線平行,內錯角相等」與「內錯角相等,兩直線平行」兩個方向。常見錯法是把 Z 形認錯,應先描出 Z 字輪廓再讀角。
  5. 第五步:同旁內角互補同旁內角是指夾在兩條平行線之間、且在截線同一側的兩個角,形狀如字母 U 的兩個內角。若兩線平行,同旁內角的和為 180°,即互補,而不是相等。例如一對同旁內角是 65° 與 115°,65 + 115 = 180。為什麼是互補?因為其中一角與某個同位角相等,而該同位角與另一角成鄰角,合成平角。常見錯法是沿用相等的直覺,把兩個同旁內角寫成一樣;應緊記同旁內角相加才是 180°。
  6. 第六步:判斷平行的方法平行線的性質可以反向使用,成為判斷兩線平行的方法:若同位角相等,則兩線平行;若內錯角相等,則兩線平行;若同旁內角互補,則兩線平行。例如題目給出 ∠a = 120° 與 ∠b = 120° 且位置互為同位角,即可寫「同位角相等,故兩直線平行」。為什麼要分清性質與判定?性質由平行推出角度,判定由角度推出平行,推理方向相反,作答的理由不可寫反。常見錯法是理由與結構錯配,被扣步驟分。

4圖解 Diagrams

平行線被截:三對重要角 Angle rulesABCDxyzw同位角相等(x=y F 形)|內錯角相等(x=z Z 形)|同側內角互補(z+w=180° C 形)口訣:F 形同位・Z 形內錯・C 形同側——認圖形快過死背定義前提:兩線一定要平行(有箭嘴標記)先可以用呢三條規則
圖 1:平行線三對角

5例題示範 Example

例:兩條平行線被一條截線所截,其中一個同位角是 50°,求另一個同位角。

  1. 第一步:辨認角的位置:兩角分別在截線同一側,且各佔所屬平行線的相同位置,故為同位角。
  2. 第二步:引用性質:兩直線平行,則同位角相等,所以另一個同位角也等於已知角。
  3. 第三步:代入數值:已知其中一個同位角為 50°,故另一個同位角 = 50°。
  4. 第四步:驗算:該 50° 角的對頂角為 50°,它與另一側的角成同旁內角,50 + 130 = 180,關係一致。
  5. 第五步:寫結論並註明理由:兩直線平行,同位角相等;另一個同位角為 50°。
  6. 答案:50°。計算模型:兩直線平行時,同位角相等、內錯角相等,同旁內角相加為 180°。已知一個同位角是 50°,故另一個同位角也是 50°;驗算時用內錯角再讀一次仍得 50°,關係一致。作答時須寫出所用的平行線性質名稱,例如「同位角相等」,理由與結論缺一不可。

6常見錯誤 Mistakes

✗ 不是平行線都用平行線性質
✓ 錯!一定要兩條線平先用得!不平行不要用!
✗ 同旁內角當相等
✓ 錯!同旁內角是互補(加起來 180°)!不是相等!
✗ 認錯同位角定內錯角
✓ 先看清楚位置!同位角位置一樣!內錯角是中間交錯!
✗ 忘記對頂角
✓ 兩條線相交,對頂角一定相等!這個最簡單!

75 題快測 Quick check

Q1對頂角?

Q2平行線同位角?

Q3平行線內錯角?

Q4平行線同旁內角?

Q5用平行線性質之前要確定?

8重點回顧 Recap

  • 對頂角相等
  • 平行線同位角相等
  • 平行線內錯角相等
  • 平行線同旁內角互補
  • 一定要平先用得

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