四年级数学:平行与垂直——同一平面内两条直线的位置关系

平行与垂直——同一平面内两条直线的位置关系

四年级上册第五单元开始,我们正式研究「两条直线」的关系。看起来简单,其实是整个小学几何的地基:后面学平行四边形、梯形、画高,都要用到今天这两个概念。很多孩子能背出「不相交的两条直线叫平行线」,做题却总出错,原因只有一个——漏掉了最重要的四个字:「同一平面内」。本课把这条定义拆开来讲,再配合画法和判断练习,让孩子真正理解而不是死记。

一、先复习三种「线」

线段:有两个端点,可以量出长度。

射线:有一个端点,向一端无限延长。

直线:没有端点,向两端无限延长。

关键提醒:直线的长度是量不出来的,因为它可以无限延长。这一点在做「看似不相交」的判断题时非常重要——两条直线在纸上没碰到,延长以后可能会相交。

二、同一平面内两条直线的两种关系

在同一平面内,两条直线的位置关系只有两种:

  1. 相交——有一个公共点,这个点叫交点。相交的两条直线组成四个角。

  2. 不相交——无论怎样延长都不会碰到,这时我们说这两条直线互相平行。

三、平行的定义与记法

在同一个平面内不相交的两条直线叫做平行线,也可以说这两条直线互相平行。

记作:a∥b,读作「a平行于b」。

要特别注意三点:

第一,「同一个平面内」不能丢。教室天花板上的一条横线和地面的一条横线,看上去方向一样,但它们不在同一平面内,不能叫平行线。

第二,「互相」说明平行是两条直线之间的关系,单独一条直线不能说平行。

第三,平行线之间的距离处处相等。这也是判断平行的实用方法:量一量两条直线之间几处的距离,如果都相等,它们就平行。

四、垂直的定义与记法

两条直线相交成直角,就说这两条直线互相垂直,其中一条直线叫做另一条直线的垂线,这两条直线的交点叫做垂足。

记作:a⊥b,读作「a垂直于b」。

理解要点:垂直是相交的一种特殊情况——先相交,再要求相交成的角是直角。所以垂直一定相交,但相交不一定垂直。

五、怎样画垂线(三角尺两步法)

第一步:把三角尺的一条直角边与已知直线重合。

第二步:沿着另一条直角边画一条直线,标上直角符号。

如果要过直线外一点画这条直线的垂线:先把三角尺的一条直角边贴住已知直线,再平移三角尺,让另一条直角边经过那个点,然后画线。贴、移、画,三个动作不能乱。

从直线外一点到这条直线所画的线段中,垂直线段最短,它的长度叫做这点到直线的距离。这个结论在生活里很有用:过马路要走最短的路线,就是走垂直线段。

六、例题讲解

例题1:判断——「不相交的两条直线一定互相平行。」这句话对不对?

分析:不对。必须加上「在同一平面内」这个前提。比如把一个长方体的两条棱画在纸上,它们看起来不相交,但不在同一平面内,不能叫平行线。

例题2:在同一平面内,直线a与直线b都垂直于直线c,那么a与b是什么关系?

分析:a和b都垂直于c,说明它们与c的夹角都是90度,方向完全相同,永远不会相交,所以a∥b。这个结论可以记成一句话:同一平面内,垂直于同一条直线的两条直线互相平行。

例题3:一张长方形纸,长边与长边、长边与宽边分别是什么关系?

分析:两条长边互相平行,两条宽边也互相平行;长边与宽边相交成直角,所以互相垂直。长方形的对边平行、邻边垂直,这也是我们后面判断平行四边形和梯形的基础。

例题4:小华说「我画的这两条线看上去一直距离一样宽,所以它们平行」,这个判断可靠吗?

分析:方向对,但不能只靠眼睛。正确做法是用三角尺或直尺量两处以上的距离,如果处处相等才可靠;在纸上画的线段还要考虑是否在同一平面内。

七、常见误区提醒

误区一:把「不相交」当成平行的全部条件,漏掉「同一平面内」。

误区二:认为垂直与平行是并列的两大类。实际上在同一平面内两条直线要么相交(其中垂直是特殊情况),要么平行。

误区三:画垂线时忘记标直角符号。直角符号是「垂直」的证据,考试时漏标会扣分。

误区四:把「垂足」写成「交点」也可以,但要求写「垂足」时必须写垂足,因为它是垂直特有的名称。

八、生活中的例子

黑板的上边缘与下边缘互相平行;窗户的横框与竖框互相垂直;铁轨的两条钢轨互相平行;十字路口的斑马线与路沿互相垂直。让孩子在家里找五组平行、五组垂直,比做十道题更能建立空间感。

九、分层练习

基础题:

  1. 在同一平面内,两条直线的位置关系有哪两种?

  2. 判断:两条直线相交成直角,这两条直线互相垂直。( )

  3. 判断:两条直线不相交,就一定互相平行。( )

提高题:

  1. 过直线外一点A,画出已知直线的垂线,并量出点A到这条直线的距离。

  2. 在同一平面内,直线a∥b,直线b⊥c,那么a与c是什么关系?说明理由。

拓展题:

用一张长方形纸折一次,使折痕与一条长边垂直;再折一次,使新折痕与第一条折痕平行。折完后量一量,说说你为什么能折出平行线。