紙筆・推理・練習

角平分線:逆命題與應用|教師參考

分清正逆兩個方向,完成 HL 證明,再把等距用於角度及周長問題。

40 分鐘 · 八上・正文 27–28 頁・基訓第 14 課時

教材對照:八上全等三角形・角平分線

一題示範、一題帶做、八題核心、四題補練及兩題進階。學生紙筆作答,教師控制揭示。

  1. 4′先備檢查
  2. 5′短探究/概念示範
  3. 8′示範與帶做
  4. 15′獨立練習
  5. 5′訂正
  6. 3′離堂題

觀察・解釋

練習前先想一想

先不標出角相等。若兩條垂線段等長,可用哪兩個三角形及哪些已知邊找出平分線?

整理關鍵概念

角內點到兩邊的垂直距離相等,則該點在內角平分線上。這一課把等距當已知;上一課則以等距為待證結論。

可按本頁問題作紙筆討論;原活動另頁開啟。

教師示範1

P 在 ∠AOB 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN。證明 OP 平分 ∠AOB。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
檢核清單
  • 寫出兩個直角三角形並指出公共斜邊。
  • 使用已知等直角邊及 HL。
  • 推出頂點等角,並保留角內條件。
  • 其他證法若條件完整、推論有據,亦接受。
帶做2

P 在 ∠AOB 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN。完成 HL 證明,不可先假設 O 點兩角相等。

  1. 兩個直角分別在___和___。
  2. 斜邊 ___=___;直角邊 ___=___ 是已知。
  3. △OPM≅△OPN(___),所以 ∠___=∠___。
  4. 因為 P 在___,所以 OP 為___角平分線。
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
檢核清單
  • 寫出兩個直角三角形並指出公共斜邊。
  • 使用已知等直角邊及 HL。
  • 推出頂點等角,並保留角內條件。
  • 其他證法若條件完整、推論有據,亦接受。
先備3

PM⊥OA,且 M 在 OA 上。△OPM 的斜邊是哪一條?

  1. OM
  2. 任何一邊都可叫斜邊。
  3. OP
  4. PM
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
檢核清單
  • 由直角對邊的位置指出 OP。
先備4

「內角平分線上的點到兩邊垂直距離相等」的逆命題是哪一句?

  1. 每個角內點到兩邊的距離都相等。
  2. 角邊上的點都是頂點。
  3. 兩個等角的邊長一定相等。
  4. 角內點到兩邊的垂直距離相等,則在內角平分線上。
檢核清單
  • 交換推論方向而沒有刪去必要條件。
獨立練習5

P 在 ∠AOB=86° 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN=4 cm。求 ∠AOP,並說明為何可把角度除以二。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
檢核清單
  • 先寫逆命題的理由,再計算半角。
獨立練習6

P 在 ∠AOB 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN。若 ∠MOP=28°,求 ∠AOB。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
檢核清單
  • 說明兩角相等,再正確求和。
獨立練習7

P 到 OA、OB 所在兩相交直線的距離相等,但未說明 P 在 ∠AOB 內。能否推出 P 在這個角的內角平分線上?

  1. 可以,因為相交直線一定垂直。
  2. 沒有點可有兩個相等距離。
  3. 不一定;這個結論需要角內條件。
  4. 可以,不需任何位置條件。
檢核清單
  • 說明角內限制的作用。
獨立練習8

X 在 ∠AVB 內,XH⊥VA、XK⊥VB,且 XH=XK。證明 VX 是內角平分線。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。VABXHK
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
檢核清單
  • 寫出兩個直角三角形並指出公共斜邊。
  • 使用已知等直角邊及 HL。
  • 推出頂點等角,並保留角內條件。
  • 其他證法若條件完整、推論有據,亦接受。
離堂題9

P 在 ∠AOB 內,M 在 OA 上,N 在 OB 上,且 PM=PN,但沒有垂直條件。這是否足以證明 OP 是平分線?

檢核清單
  • 指出不能推出,並說明欠缺兩個垂直條件。
離堂題10

P 在角內,且到兩邊的垂直距離相等。哪個結果直接告訴我們 P 位於哪裡?

  1. 只用三組等角,毋須邊長資料。
  2. 角平分線性質的逆命題。
  3. 先假設 OP 平分該角,再用正向性質。
  4. 只用三角形周長公式。
檢核清單
  • 選取與已知資料相配的推論方向。
補練/家課11

P 在內角平分線上,PM⊥OA、PN⊥OB。PM=3 cm,△OPM 周長為 12 cm。求 OP+ON。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
檢核清單
  • 使用 OM=ON,並減去已知直角邊。
補練/家課12

P 在內角平分線上,PM⊥OA、PN⊥OB。PM=9 cm,△OPM 周長為 36 cm。求 OP+ON。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
檢核清單
  • 找對對應邊並求正確總和。
補練/家課13

P 在角內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN=5 cm。哪個結論可直接推出?

  1. OP 平分該角;單憑 5 cm 不能決定 OP 的長。
  2. OP=5 cm。
  3. 整個角一定為 90°。
  4. M=N。
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
檢核清單
  • 指出平分線結論,不憑空加上長度或角度。
補練/家課14

完成兩句:正向「已知___,證明垂直距離相等」;逆向「已知___,證明內角平分線」。須包括位置及垂直條件。

檢核清單
  • 寫出兩個方向,沒有循環假設。
進階15

I 在 △ABC 內,並在 A、B 的內角平分線上。D、E、F 分別是 I 到 AB、AC、BC 的垂足。證明 I 亦在 C 的內角平分線上。

檢核清單
  • 使用兩次正向性質,再配合角內條件使用逆命題。
  • 其他證法若條件完整、推論有據,亦接受。
進階16

有人令 P=O,得到兩個零距離,便想用 HL 定義射線 OP 為角平分線。說明這個證明設定為何不成立。

檢核清單
  • 指出射線不能如此確定,以及三角形退化兩個問題。
備課與評量說明

先備要求

先備:正向性質、直角三角形的斜邊與直角邊、HL 及角內點的意思。

觀察學生作答

示範以 OP 為斜邊的 HL,再讓學生把已知與待證分開標記。每個證明均清楚保留角內及垂直條件。

收集紙本離堂題,記錄完成情況及常見錯法;本頁不批改或儲存紙筆答案。

全部參考答案

教師示範1

P 在 ∠AOB 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN。證明 OP 平分 ∠AOB。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

兩個直角三角形由 HL 全等,故頂點兩角相等,OP 為內角平分線。

  1. 由兩個垂直條件,△OPM 和 △OPN 均為直角三角形。
  2. OP=OP 為公共斜邊,而 PM=PN 是已知。
  3. 所以 △OPM≅△OPN(HL)。
  4. 由對應角相等,得 ∠MOP=∠PON。
  5. 因為 P 在角內,所以 OP 是該角的內角平分線。
  • 寫出兩個直角三角形並指出公共斜邊。
  • 使用已知等直角邊及 HL。
  • 推出頂點等角,並保留角內條件。
  • 其他證法若條件完整、推論有據,亦接受。
帶做2

P 在 ∠AOB 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN。完成 HL 證明,不可先假設 O 點兩角相等。

  1. 兩個直角分別在___和___。
  2. 斜邊 ___=___;直角邊 ___=___ 是已知。
  3. △OPM≅△OPN(___),所以 ∠___=∠___。
  4. 因為 P 在___,所以 OP 為___角平分線。
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

OP 是公共斜邊;PM=PN 是等直角邊;由 HL 得 ∠MOP=∠PON,所以 OP 為內角平分線。

  1. 由兩個垂直條件,△OPM 和 △OPN 均為直角三角形。
  2. OP=OP 為公共斜邊,而 PM=PN 是已知。
  3. 所以 △OPM≅△OPN(HL)。
  4. 由對應角相等,得 ∠MOP=∠PON。
  5. 因為 P 在角內,所以 OP 是該角的內角平分線。
  • 寫出兩個直角三角形並指出公共斜邊。
  • 使用已知等直角邊及 HL。
  • 推出頂點等角,並保留角內條件。
  • 其他證法若條件完整、推論有據,亦接受。
先備3

PM⊥OA,且 M 在 OA 上。△OPM 的斜邊是哪一條?

  1. OM
  2. 任何一邊都可叫斜邊。
  3. OP
  4. PM
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

OP,因為它是 M 點直角的對邊。

  1. PM⊥OM,所以直角在 M。
  2. M 的對邊是 OP。
  • 由直角對邊的位置指出 OP。
先備4

「內角平分線上的點到兩邊垂直距離相等」的逆命題是哪一句?

  1. 每個角內點到兩邊的距離都相等。
  2. 角邊上的點都是頂點。
  3. 兩個等角的邊長一定相等。
  4. 角內點到兩邊的垂直距離相等,則在內角平分線上。
參考答案

第一句,並保留角內及垂直距離條件。

  1. 把原命題的前提與結論交換。
  2. 保留適用範圍:P 必須在角內。
  • 交換推論方向而沒有刪去必要條件。
獨立練習5

P 在 ∠AOB=86° 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN=4 cm。求 ∠AOP,並說明為何可把角度除以二。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

43°;先由逆命題得到 OP 平分該角。

  1. 由垂直等距及角內條件,得 OP 是內角平分線。
  2. 因此 ∠AOP=86°÷2=43°。
  • 先寫逆命題的理由,再計算半角。
獨立練習6

P 在 ∠AOB 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN。若 ∠MOP=28°,求 ∠AOB。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

∠AOB=56°。

  1. 由逆命題得 ∠MOP=∠PON。
  2. 整角為 28°+28°=56°。
  • 說明兩角相等,再正確求和。
獨立練習7

P 到 OA、OB 所在兩相交直線的距離相等,但未說明 P 在 ∠AOB 內。能否推出 P 在這個角的內角平分線上?

  1. 可以,因為相交直線一定垂直。
  2. 沒有點可有兩個相等距離。
  3. 不一定;這個結論需要角內條件。
  4. 可以,不需任何位置條件。
參考答案

不一定;到兩條完整直線等距的點,也可能在另一條平分線上。

  1. 所求結論涉及指定的內角。
  2. 角外的等距點未必在該角的內角平分線上。
  • 說明角內限制的作用。
獨立練習8

X 在 ∠AVB 內,XH⊥VA、XK⊥VB,且 XH=XK。證明 VX 是內角平分線。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。VABXHK
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

△VXH≅△VXK(HL),由 V 點對應等角得 VX 是內角平分線。

  1. 由兩個垂直條件,△VXH 和 △VXK 均為直角三角形。
  2. VX=VX 為公共斜邊,而 XH=XK 是已知。
  3. 所以 △VXH≅△VXK(HL)。
  4. 由對應角相等,得 ∠HVX=∠XVK。
  5. 因為 X 在角內,所以 VX 是該角的內角平分線。
  • 寫出兩個直角三角形並指出公共斜邊。
  • 使用已知等直角邊及 HL。
  • 推出頂點等角,並保留角內條件。
  • 其他證法若條件完整、推論有據,亦接受。
離堂題9

P 在 ∠AOB 內,M 在 OA 上,N 在 OB 上,且 PM=PN,但沒有垂直條件。這是否足以證明 OP 是平分線?

參考答案

不足夠;PM、PN 未必表示到兩邊的垂直距離。

  1. 逆命題比較的是距離,即垂線段長。
  2. 任意連到兩邊的等長線段,並不保證這個前提。
  • 指出不能推出,並說明欠缺兩個垂直條件。
離堂題10

P 在角內,且到兩邊的垂直距離相等。哪個結果直接告訴我們 P 位於哪裡?

  1. 只用三組等角,毋須邊長資料。
  2. 角平分線性質的逆命題。
  3. 先假設 OP 平分該角,再用正向性質。
  4. 只用三角形周長公式。
參考答案

由逆命題得 P 在內角平分線上。

  1. 垂直等距是已知。
  2. 所求是平分線位置,因此使用逆命題。
  • 選取與已知資料相配的推論方向。
補練/家課11

P 在內角平分線上,PM⊥OA、PN⊥OB。PM=3 cm,△OPM 周長為 12 cm。求 OP+ON。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

OP+ON=9 cm。

  1. 兩個直角三角形全等,故 OM=ON。
  2. OP+ON=OP+OM=12−3=9 cm。
  • 使用 OM=ON,並減去已知直角邊。
補練/家課12

P 在內角平分線上,PM⊥OA、PN⊥OB。PM=9 cm,△OPM 周長為 36 cm。求 OP+ON。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

OP+ON=27 cm。

  1. 由全等得 OM=ON。
  2. 所求兩邊和為 36−9=27 cm。
  • 找對對應邊並求正確總和。
補練/家課13

P 在角內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN=5 cm。哪個結論可直接推出?

  1. OP 平分該角;單憑 5 cm 不能決定 OP 的長。
  2. OP=5 cm。
  3. 整個角一定為 90°。
  4. M=N。
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

第一項;逆命題決定方向,但單一距離不能決定 OP 的長。

  1. 垂直等距符合逆命題。
  2. 不同角度可有相同垂直距離,卻有不同 OP 長度。
  • 指出平分線結論,不憑空加上長度或角度。
補練/家課14

完成兩句:正向「已知___,證明垂直距離相等」;逆向「已知___,證明內角平分線」。須包括位置及垂直條件。

參考答案

正向:角內點在平分線上,並作兩邊垂足;逆向:角內點到兩邊垂直距離相等。

  1. 正向證明用平分線給出頂點等角。
  2. 逆向證明用等直角邊及公共斜邊作 HL。
  3. 逆向須保留「角內」及「垂直距離」。
  • 寫出兩個方向,沒有循環假設。
進階15

I 在 △ABC 內,並在 A、B 的內角平分線上。D、E、F 分別是 I 到 AB、AC、BC 的垂足。證明 I 亦在 C 的內角平分線上。

參考答案

ID=IE、ID=IF,故 IE=IF;由 C 角內的逆命題,I 在 C 的平分線上。

  1. A 角的平分線性質給出 ID=IE。
  2. B 角的平分線性質給出 ID=IF。
  3. 所以 IE=IF,這是到 CA、CB 的垂直距離。
  4. I 在 ∠ACB 內,因此由逆命題得第三條平分線。
  • 使用兩次正向性質,再配合角內條件使用逆命題。
  • 其他證法若條件完整、推論有據,亦接受。
進階16

有人令 P=O,得到兩個零距離,便想用 HL 定義射線 OP 為角平分線。說明這個證明設定為何不成立。

參考答案

O、P 不是兩個不同的點,不能這樣確定射線 OP;兩個所謂三角形亦退化。定理的角內點設定不包括頂點。

  1. 射線 OP 要求 P≠O。
  2. P=O 時沒有可用 HL 的非退化直角三角形。
  3. 須按題目保留角內點的假設。
  • 指出射線不能如此確定,以及三角形退化兩個問題。

課堂用紙

七、八年級上下冊共53包,齊備繁中/英文。含教師答案;學生核心、補練進階及教師版分開存放。

學生核心工作紙:兩頁A4。補練另頁;教師版另附參考推理。

教材對照與編寫

按所列技能編寫的原創練習;教材頁碼供使用自己的課本時對照。

大湾区初中数学三维课堂(八年级上册)正文.pdf

八上・正文 27–28 頁・基訓第 14 課時

題目及解說為原創;本頁不重刊教材或答案PDF。

角平分線:逆命題與應用

八上・正文 27–28 頁・基訓第 14 課時 · 1/2

姓名:__________ 班別:______ 日期:__________

教師示範1

P 在 ∠AOB 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN。證明 OP 平分 ∠AOB。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
帶做2

P 在 ∠AOB 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN。完成 HL 證明,不可先假設 O 點兩角相等。

  1. 兩個直角分別在___和___。
  2. 斜邊 ___=___;直角邊 ___=___ 是已知。
  3. △OPM≅△OPN(___),所以 ∠___=∠___。
  4. 因為 P 在___,所以 OP 為___角平分線。
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
先備3

PM⊥OA,且 M 在 OA 上。△OPM 的斜邊是哪一條?

  1. OM
  2. 任何一邊都可叫斜邊。
  3. OP
  4. PM
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
先備4

「內角平分線上的點到兩邊垂直距離相等」的逆命題是哪一句?

  1. 每個角內點到兩邊的距離都相等。
  2. 角邊上的點都是頂點。
  3. 兩個等角的邊長一定相等。
  4. 角內點到兩邊的垂直距離相等,則在內角平分線上。
g8-bisector-converse · 2026-10-14-guided-practice-v1 · 留意條件與理由;量度不代替證明。

角平分線:逆命題與應用

八上・正文 27–28 頁・基訓第 14 課時 · 2/2

姓名:__________ 班別:______ 日期:__________

獨立練習5

P 在 ∠AOB=86° 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN=4 cm。求 ∠AOP,並說明為何可把角度除以二。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
獨立練習6

P 在 ∠AOB 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN。若 ∠MOP=28°,求 ∠AOB。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
獨立練習7

P 到 OA、OB 所在兩相交直線的距離相等,但未說明 P 在 ∠AOB 內。能否推出 P 在這個角的內角平分線上?

  1. 可以,因為相交直線一定垂直。
  2. 沒有點可有兩個相等距離。
  3. 不一定;這個結論需要角內條件。
  4. 可以,不需任何位置條件。
獨立練習8

X 在 ∠AVB 內,XH⊥VA、XK⊥VB,且 XH=XK。證明 VX 是內角平分線。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。VABXHK
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
離堂題9

P 在 ∠AOB 內,M 在 OA 上,N 在 OB 上,且 PM=PN,但沒有垂直條件。這是否足以證明 OP 是平分線?

離堂題10

P 在角內,且到兩邊的垂直距離相等。哪個結果直接告訴我們 P 位於哪裡?

  1. 只用三組等角,毋須邊長資料。
  2. 角平分線性質的逆命題。
  3. 先假設 OP 平分該角,再用正向性質。
  4. 只用三角形周長公式。
g8-bisector-converse · 2026-10-14-guided-practice-v1 · 留意條件與理由;量度不代替證明。

角平分線:逆命題與應用 — 補練

八上・正文 27–28 頁・基訓第 14 課時

補練/家課11

P 在內角平分線上,PM⊥OA、PN⊥OB。PM=3 cm,△OPM 周長為 12 cm。求 OP+ON。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
補練/家課12

P 在內角平分線上,PM⊥OA、PN⊥OB。PM=9 cm,△OPM 周長為 36 cm。求 OP+ON。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
補練/家課13

P 在角內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN=5 cm。哪個結論可直接推出?

  1. OP 平分該角;單憑 5 cm 不能決定 OP 的長。
  2. OP=5 cm。
  3. 整個角一定為 90°。
  4. M=N。
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
補練/家課14

完成兩句:正向「已知___,證明垂直距離相等」;逆向「已知___,證明內角平分線」。須包括位置及垂直條件。

進階15

I 在 △ABC 內,並在 A、B 的內角平分線上。D、E、F 分別是 I 到 AB、AC、BC 的垂足。證明 I 亦在 C 的內角平分線上。

進階16

有人令 P=O,得到兩個零距離,便想用 HL 定義射線 OP 為角平分線。說明這個證明設定為何不成立。

角平分線:逆命題與應用 — 教師解答

八上・正文 27–28 頁・基訓第 14 課時

示範以 OP 為斜邊的 HL,再讓學生把已知與待證分開標記。每個證明均清楚保留角內及垂直條件。

教師示範1

P 在 ∠AOB 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN。證明 OP 平分 ∠AOB。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

兩個直角三角形由 HL 全等,故頂點兩角相等,OP 為內角平分線。

  1. 由兩個垂直條件,△OPM 和 △OPN 均為直角三角形。
  2. OP=OP 為公共斜邊,而 PM=PN 是已知。
  3. 所以 △OPM≅△OPN(HL)。
  4. 由對應角相等,得 ∠MOP=∠PON。
  5. 因為 P 在角內,所以 OP 是該角的內角平分線。
  • 寫出兩個直角三角形並指出公共斜邊。
  • 使用已知等直角邊及 HL。
  • 推出頂點等角,並保留角內條件。
  • 其他證法若條件完整、推論有據,亦接受。
帶做2

P 在 ∠AOB 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN。完成 HL 證明,不可先假設 O 點兩角相等。

  1. 兩個直角分別在___和___。
  2. 斜邊 ___=___;直角邊 ___=___ 是已知。
  3. △OPM≅△OPN(___),所以 ∠___=∠___。
  4. 因為 P 在___,所以 OP 為___角平分線。
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

OP 是公共斜邊;PM=PN 是等直角邊;由 HL 得 ∠MOP=∠PON,所以 OP 為內角平分線。

  1. 由兩個垂直條件,△OPM 和 △OPN 均為直角三角形。
  2. OP=OP 為公共斜邊,而 PM=PN 是已知。
  3. 所以 △OPM≅△OPN(HL)。
  4. 由對應角相等,得 ∠MOP=∠PON。
  5. 因為 P 在角內,所以 OP 是該角的內角平分線。
  • 寫出兩個直角三角形並指出公共斜邊。
  • 使用已知等直角邊及 HL。
  • 推出頂點等角,並保留角內條件。
  • 其他證法若條件完整、推論有據,亦接受。
先備3

PM⊥OA,且 M 在 OA 上。△OPM 的斜邊是哪一條?

  1. OM
  2. 任何一邊都可叫斜邊。
  3. OP
  4. PM
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

OP,因為它是 M 點直角的對邊。

  1. PM⊥OM,所以直角在 M。
  2. M 的對邊是 OP。
  • 由直角對邊的位置指出 OP。
先備4

「內角平分線上的點到兩邊垂直距離相等」的逆命題是哪一句?

  1. 每個角內點到兩邊的距離都相等。
  2. 角邊上的點都是頂點。
  3. 兩個等角的邊長一定相等。
  4. 角內點到兩邊的垂直距離相等,則在內角平分線上。
參考答案

第一句,並保留角內及垂直距離條件。

  1. 把原命題的前提與結論交換。
  2. 保留適用範圍:P 必須在角內。
  • 交換推論方向而沒有刪去必要條件。
獨立練習5

P 在 ∠AOB=86° 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN=4 cm。求 ∠AOP,並說明為何可把角度除以二。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

43°;先由逆命題得到 OP 平分該角。

  1. 由垂直等距及角內條件,得 OP 是內角平分線。
  2. 因此 ∠AOP=86°÷2=43°。
  • 先寫逆命題的理由,再計算半角。
獨立練習6

P 在 ∠AOB 內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN。若 ∠MOP=28°,求 ∠AOB。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

∠AOB=56°。

  1. 由逆命題得 ∠MOP=∠PON。
  2. 整角為 28°+28°=56°。
  • 說明兩角相等,再正確求和。
獨立練習7

P 到 OA、OB 所在兩相交直線的距離相等,但未說明 P 在 ∠AOB 內。能否推出 P 在這個角的內角平分線上?

  1. 可以,因為相交直線一定垂直。
  2. 沒有點可有兩個相等距離。
  3. 不一定;這個結論需要角內條件。
  4. 可以,不需任何位置條件。
參考答案

不一定;到兩條完整直線等距的點,也可能在另一條平分線上。

  1. 所求結論涉及指定的內角。
  2. 角外的等距點未必在該角的內角平分線上。
  • 說明角內限制的作用。
獨立練習8

X 在 ∠AVB 內,XH⊥VA、XK⊥VB,且 XH=XK。證明 VX 是內角平分線。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。VABXHK
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

△VXH≅△VXK(HL),由 V 點對應等角得 VX 是內角平分線。

  1. 由兩個垂直條件,△VXH 和 △VXK 均為直角三角形。
  2. VX=VX 為公共斜邊,而 XH=XK 是已知。
  3. 所以 △VXH≅△VXK(HL)。
  4. 由對應角相等,得 ∠HVX=∠XVK。
  5. 因為 X 在角內,所以 VX 是該角的內角平分線。
  • 寫出兩個直角三角形並指出公共斜邊。
  • 使用已知等直角邊及 HL。
  • 推出頂點等角,並保留角內條件。
  • 其他證法若條件完整、推論有據,亦接受。
離堂題9

P 在 ∠AOB 內,M 在 OA 上,N 在 OB 上,且 PM=PN,但沒有垂直條件。這是否足以證明 OP 是平分線?

參考答案

不足夠;PM、PN 未必表示到兩邊的垂直距離。

  1. 逆命題比較的是距離,即垂線段長。
  2. 任意連到兩邊的等長線段,並不保證這個前提。
  • 指出不能推出,並說明欠缺兩個垂直條件。
離堂題10

P 在角內,且到兩邊的垂直距離相等。哪個結果直接告訴我們 P 位於哪裡?

  1. 只用三組等角,毋須邊長資料。
  2. 角平分線性質的逆命題。
  3. 先假設 OP 平分該角,再用正向性質。
  4. 只用三角形周長公式。
參考答案

由逆命題得 P 在內角平分線上。

  1. 垂直等距是已知。
  2. 所求是平分線位置,因此使用逆命題。
  • 選取與已知資料相配的推論方向。
補練/家課11

P 在內角平分線上,PM⊥OA、PN⊥OB。PM=3 cm,△OPM 周長為 12 cm。求 OP+ON。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

OP+ON=9 cm。

  1. 兩個直角三角形全等,故 OM=ON。
  2. OP+ON=OP+OM=12−3=9 cm。
  • 使用 OM=ON,並減去已知直角邊。
補練/家課12

P 在內角平分線上,PM⊥OA、PN⊥OB。PM=9 cm,△OPM 周長為 36 cm。求 OP+ON。

幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

OP+ON=27 cm。

  1. 由全等得 OM=ON。
  2. 所求兩邊和為 36−9=27 cm。
  • 找對對應邊並求正確總和。
補練/家課13

P 在角內,PM⊥OA、PN⊥OB,且 PM=PN=5 cm。哪個結論可直接推出?

  1. OP 平分該角;單憑 5 cm 不能決定 OP 的長。
  2. OP=5 cm。
  3. 整個角一定為 90°。
  4. M=N。
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。OABPMN
幾何示意圖;除作圖任務外,圖形不按比例。
參考答案

第一項;逆命題決定方向,但單一距離不能決定 OP 的長。

  1. 垂直等距符合逆命題。
  2. 不同角度可有相同垂直距離,卻有不同 OP 長度。
  • 指出平分線結論,不憑空加上長度或角度。
補練/家課14

完成兩句:正向「已知___,證明垂直距離相等」;逆向「已知___,證明內角平分線」。須包括位置及垂直條件。

參考答案

正向:角內點在平分線上,並作兩邊垂足;逆向:角內點到兩邊垂直距離相等。

  1. 正向證明用平分線給出頂點等角。
  2. 逆向證明用等直角邊及公共斜邊作 HL。
  3. 逆向須保留「角內」及「垂直距離」。
  • 寫出兩個方向,沒有循環假設。
進階15

I 在 △ABC 內,並在 A、B 的內角平分線上。D、E、F 分別是 I 到 AB、AC、BC 的垂足。證明 I 亦在 C 的內角平分線上。

參考答案

ID=IE、ID=IF,故 IE=IF;由 C 角內的逆命題,I 在 C 的平分線上。

  1. A 角的平分線性質給出 ID=IE。
  2. B 角的平分線性質給出 ID=IF。
  3. 所以 IE=IF,這是到 CA、CB 的垂直距離。
  4. I 在 ∠ACB 內,因此由逆命題得第三條平分線。
  • 使用兩次正向性質,再配合角內條件使用逆命題。
  • 其他證法若條件完整、推論有據,亦接受。
進階16

有人令 P=O,得到兩個零距離,便想用 HL 定義射線 OP 為角平分線。說明這個證明設定為何不成立。

參考答案

O、P 不是兩個不同的點,不能這樣確定射線 OP;兩個所謂三角形亦退化。定理的角內點設定不包括頂點。

  1. 射線 OP 要求 P≠O。
  2. P=O 時沒有可用 HL 的非退化直角三角形。
  3. 須按題目保留角內點的假設。
  • 指出射線不能如此確定,以及三角形退化兩個問題。