先看一下外角的定义:多边形的外角就是将其中一条边延长并与另一条边相夹的那个角。
例如图中的∠1、∠2、∠3都是三角形ABC的外角。可知∠1+∠A=180°。这两个角叫做邻补角(两个角有一条公共边,它们的另一条边互为反向延长线),这也是一个重要的等量关系。
三角形外角定理:三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和。例如∠1=∠B+∠C;∠2=∠A+∠C;∠3=∠A+∠B。
利用邻补角的定义和三角形内角和是180°,容易证明这个定理。
下面用几道例题介绍一下三角形外角定理的一些基本应用,主要是利用外角与不相邻的两个内角的等量关系进行角的转化。
(一)利用外角来传递等量关系
例题1:证明∠A+∠B=∠C+∠D
这是初中几何里最基础的一个模型之一。由于∠1是ΔBEA与ΔDEC的外角,我们利用三角形外角定理:∠
1=∠A+∠B,∠1=∠C+∠D,所以∠A+∠B=∠C+∠D 当然也可以利用∠AEB=∠DEC(对顶角相等),然后根据三角形内角和是180°来证明。
(二)把分散的角集中到三角形中
例题2:下面是一个五角星,求∠A+∠B+∠C+∠D+∠E的度数。
这几个角比较分散,我们标记出∠1与∠2,可知∠1是ΔCFE的外角,所以根据三角形外角定理∠1=∠C+∠E;同理∠2是ΔDGB的外角,所以∠2=∠B+∠D。所以∠A+∠B+∠C+∠D+∠E=∠1+∠2+∠A=180°
(三)分割多边形,做出外角
例题3:下图是一个凹四边形ABCD,把∠BCD记做∠1。证明
∠1=∠A+∠B+∠D。
三角形的内角
一个不规则的凹四边形,我们可以通过辅助线把它分割成三角形。延长BC
交AD与点E,那么根据三角形外角定理∠1=∠BED+∠D;∠BED=∠A+∠B。所以∠1=∠A+∠B+∠D。
也可以利用四边形ABCD的内角和是360°来证明。∠1+∠BCD(优角)=360°;∠A+∠B+∠D+∠BCD(优角)=3
60°;所以∠1=∠A+∠B+∠D。
例题4:如图,把∠AOB沿着线段MN折叠过去形成新的∠MPN,证明∠1+∠2 = 2∠P。
在讲角的折叠时证明过这个结果(角的折叠问题),现在我们可以利用外角来证明它,连接PO,易知∠1=2∠MOP,∠2=2∠NOP,所以
∠1+∠2==2∠MOP+2∠NOP=2∠P