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內錯角

內錯角是當兩條直線被一條橫著切過來的線(叫截線)切到時,卡在兩條直線中間、而且一個在截線左邊、一個在右邊的那一對角。如果那兩條直線像鐵軌一樣平行,永遠不會碰在一起,那這對內錯角的大小一定一樣。反過來想,只要看到一對內錯角大小一樣,就可以確定那兩條直線是平行的。

內錯角是國二學年要學的平行線課程內容,會和同位角、同側內角一起認識。按照 108 課綱的安排,國二學生要學會分辨兩個角之間的各種關係,像互餘、互補、對頂角、同位角、內錯角和同側內角。我們還會用平行線切角時的性質來推算角度,三角形內角和的證明方法,就是靠內錯角來完成的。

先看重點

  • 位置:內錯角卡在兩條直線的中間,一個在截線的左側,一個在右側。如果你把這兩個角連起來看,形狀就像英文字母 Z。
  • 如果兩條直線平行,內錯角就相等;如果內錯角相等,兩條直線就平行。
  • 就算兩條直線不平行,也會有內錯角,只是它們的大小不會一樣。
  • 遇到拐角的題目:可以從拐角的那個點畫一條平行線,這樣那個拐角的大小,就等於兩個內錯角加起來的和。

內錯角是什麼

你有兩條直線,分別叫 L 和 M,還有一條線像剪刀一樣把它們切開,這條切開的線叫做截線。在兩個切到的地方,一共形成了 8 個角。那些夾在 L 和 M 兩條線中間的角,我們叫它內角。內錯角就是內角裡面,位置交錯的那一對:一個在截線的左邊,另一個在截線的右邊。你看下面的圖,∠3 在上面那個交點的左下方,∠5 在下面那個交點的右上方,它們就是一組內錯角。另外一組是上面交點右下方的 ∠4,和下面交點左上方的 ∠6。

如果你把兩個內錯角的邊描出來,形狀看起來很像一個 Z 字,或者是一個反過來的 Z 字。這是找內錯角最快的方法。不過要特別注意,內錯角講的是角的位置。不管 L 和 M 有沒有像鐵軌那樣平行,∠3 和 ∠5 都叫內錯角。只有當 L ∥ M,也就是 L 和 M 像鐵軌一樣一直往前也不會碰在一起的時候,這兩個角的大小才會一樣大。

LM截線∠3 60°∠5 60°
L ∥ M,∠3 和 ∠5 夾在兩線中間、分在截線兩側,是一組內錯角,兩個都是 60 度

內錯角性質

下面這個性質,正著用是來算角度的大小,反過來用是來判斷兩條線是不是平行。這兩個方向你都要學會。

平行線的內錯角L ∥ M ⇒ 內錯角相等例如 ∠3 = ∠5、∠4 = ∠6
判斷平行內錯角相等 ⇒ L ∥ M只要找到一組相等就夠了
同位角L ∥ M ⇒ 同位角相等例如 ∠1 = ∠5
同側內角L ∥ M ⇒ 同側內角相加 180°例如 ∠3 + ∠6 = 180°

為什麼平行線的內錯角相等

我們可以用「同位角相等」和「對頂角相等」這兩個已經學過的規則,來想辦法證明內錯角也是相等的。下面就用剛才那張圖上的數字來一步一步說明。

  1. ∠3 和 ∠1 在同一個交叉點上,它們的方向是相反的,這種角叫做對頂角。因為對頂角的大小永遠一樣,所以 ∠3 = ∠1。
  2. 因為直線 L 和直線 M 是平行的,就像兩條鐵軌一樣不會碰在一起。∠1 和 ∠5 的位置在兩條平行線裡的相對位置是一樣的,這種角叫做同位角。所以 ∠1 = ∠5。
  3. 把前面兩步連起來看,∠3 = ∠1 = ∠5。這就證明了那對內錯角 ∠3 = ∠5,它們的大小是完全相等的。
  4. 另一組角也是一樣的道理。∠4 = 180° − ∠3,∠6 = 180° − ∠5。因為 ∠3 = ∠5,所以 ∠4 = ∠6。

內錯角、同位角、同側內角怎麼分

這三種角常常一起出現在同一題裡。我們先看清楚它們的位置,再決定它們是相等還是互補。表格裡的編號跟上面的圖一樣:上面那個交點,右上角、左上角、左下角、右下角,依序是 ∠1 到 ∠4;下面那個交點,依序是 ∠5 到 ∠8。

名稱在兩線中間嗎在截線的哪一側描出來的形狀兩線平行時
內錯角是兩側Z 字相等
同側內角是同一側C 字或 U 字相加 180°
同位角一個在中間、一個在外側同一側F 字相等

Z、C、F 這些字母只是幫助我們記住角的位置。題目裡的圖可能會轉個方向或者翻過來,所以判斷的時候,要以定義為準。

拐角題:過拐點畫平行線

國二最常見的內錯角題目,是兩條平行線中間夾了一個拐角,要我們求這個拐角的度數。下圖中 L ∥ M,A 在 L 上、B 在 M 上,P 在兩條線中間,∠A = 40°、∠B = 35°,要求 ∠APB。

做法是先過 P 畫一條和 L 平行的虛線,因為 L 和 M 平行,這條虛線也會和 M 平行。這條虛線把 ∠APB 切成上下兩塊:上面那塊和 ∠A 是內錯角,等於 40°;下面那塊和 ∠B 是內錯角,等於 35°。所以 ∠APB = 40° + 35° = 75°。記住結論:拐角開口朝向兩條平行線外側時,拐角等於兩個內錯角的和。

LMABP40°35°40°35°
過 P 畫 L 的平行線,∠APB 被分成 40° 和 35° 兩個內錯角,∠APB = 75°

內錯角例題

做題的時候,要先寫出你用到了哪一個規則。寫成「因為 L 平行 M,所以內錯角相等」。到了國二學幾何的時候,一定要把為什麼這樣想的理由寫出來。

例 1L 平行 M,有一條線穿過它們,內錯角 ∠4 = 128°,請算出 ∠6 和 ∠5 是多少度。

  1. ∠4 和 ∠6 是內錯角。因為 L 平行 M,所以 ∠6 = ∠4 = 128°。
  2. ∠5 和 ∠6 加在一起剛好是一個平角。所以 ∠5 = 180° − 128° = 52°。

答:∠6 = 128°,∠5 = 52°

例 2L ∥ M,A 在 L 上、B 在 M 上,P 在兩線中間,∠A = 32°、∠B = 47°,拐角開口朝左,求 ∠APB。

  1. 經過 P 點畫一條直線,讓它和 L 平行,這條線也會和 M 平行。
  2. 上面的那部分和 ∠A 是內錯角,所以角度也是 32°;下面的那部分和 ∠B 是內錯角,所以角度也是 47°
  3. ∠APB = 32° + 47° = 79°

答:∠APB = 79°

例 3截線和直線 L、M 形成一組內錯角,分別是 (2x + 10)° 和 (4x − 30)°。如果 L ∥ M,求 x 和這個角的度數。

  1. L ∥ M,內錯角相等:2x + 10 = 4x − 30
  2. 把含 x 的項移到一邊,數字移到另一邊:10 + 30 = 4x − 2x,算出來是 40 = 2x,所以 x = 20
  3. 把 x = 20 代回去驗算:2 × 20 + 10 = 50,4 × 20 − 30 = 50

答:x = 20,內錯角是 50°

例 4截線和直線 L 夾出的 ∠3 = 71°,和直線 M 夾出的內錯角 ∠5 = 69°,請問 L 和 M 平行嗎?

  1. ∠3 和 ∠5 是內錯角
  2. 71° ≠ 69°,內錯角不相等

答:不平行

內錯角常見錯誤

接下來幾種錯誤是國二學生考卷上最常犯的,你寫完後可以一個一個檢查。

  • 還沒確認平行就說內錯角相等:如果題目沒有說 L ∥ M,也沒有其他條件能證明它們像鐵軌一樣永遠不會碰在一起,那內錯角就不一定相等。
  • 把同側內角當成內錯角:如果兩個角都在截線的同一邊,那是同側內角,它們加起來要等於 180 度,而不是相等。
  • 看錯截線:一個圖裡常常有好幾條線,先找出哪兩條是平行線、哪一條是截過它們的線,再判斷角的位置。
  • 拐角題直接把兩個角相減:拐角開口朝外時是兩個內錯角相加;不確定時就過拐點畫平行線,一塊一塊算。

常見問題

內錯角一定相等嗎?

不一定。只有兩條直線像鐵軌一樣平行時,內錯角才相等。兩條直線不平行時,那一對角仍然叫內錯角,但大小不同。

內錯角和同側內角怎麼分?

兩種角都夾在兩條直線中間。分在截線兩側的是內錯角,平行時相等;在截線同一側的是同側內角,平行時相加 180 度。

內錯角是幾年級學的?

國二。依 108 課綱,國二學角的關係,包含對頂角、同位角、內錯角和同側內角,接著學平行線的截角性質。

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