在初中幾何裡,全等三角形的證明無疑是重中之重。證明的方法是對兩個三角形,找到對應的邊或角相等的條件,判定兩個三角形形狀完全一緻(通過平移/旋轉/翻折能重合)。
一般而言需要三個條件才能判定兩個三角形全等。哪三個條件呢?我們用A (Augular)表示角,用S (Side)表示邊。
AAA不行,SSS可以AAA首先是不行的。由于三角形的内角和一定是180°,三個角對應相等,和兩個角對應相等其實是一回事,也即AA就是AAA。但是AAA其實隻能确定兩個三角形是相似的,而不是全等。因為如果把一個三角形的三邊長成比例地擴大或縮小,這個三角形的三個角都能保持大小不變。
但是SSS是能證到的。不同于四邊形,三角形具有穩定性。如果你用三根木條相連釘成一個三角形,它是無法拉動的,形狀是确定的。但是四根木條釘成一個四邊形的話,卻可以拉動成各種不同形狀。
ASA和AAS都可以在有兩個角的情況下,還需要一個邊。這個邊可以夾在兩個角之間,也即ASA;也可以是其中一個角的對邊,那就是AAS。這兩種情況下都可以推到全等。事實上,隻要有兩角一邊對應相等,就能證到全等。
如果題目裡給出了一個邊、一個角對應相等,要再添加一個條件證明全等的話,添加一個對應角相等的條件是一定沒錯的。
SAS可以,但SSA不行,為什麼?如果是兩個邊和一個角對應相等呢?照理來說也有兩種情況:這個角夾在兩邊之間(或者說這兩條邊是角的鄰邊),即SAS;或者角是其中一邊的對角,即SSA。
SAS是可以證到全等的。但SSA卻不能。這也是考試時常考到的一個點。
通過作圖我們可以理解這一點。
圖1
在圖1中,△ABD和△ABC滿足∠B=∠B,AB=AB,AD=AC,但是這兩個三角形顯然不全等。
關鍵就在于這個對應相等的角(圖1中∠B)的對邊長确定的情況下,仍然可以在射線BC上有兩個落點。
如果題目裡給出了一個邊、一個角對應相等(這個邊是角的一條鄰邊),要再添加一個條件證明全等的話,可以添加這個角的另一條鄰邊,但一定不要添加這個角的對邊!
所以綜合起來看,一共有SSS、SAS、AAS、ASA四種方法可以證明兩個三角形全等。
直角三角形也是三角形,上面的SSS、SAS、AAS、ASA四種證明方法都可以用,直角本身就可以作為一個A的條件來用。
那為什麼直角三角形還要單獨拎出來一個HL(一條直角邊和斜邊對應相等)呢?
對于這個問題,我們想一想,一個直角、一條直角邊、還有斜邊,相當于一個角、兩條邊的條件。因為直角是斜邊的對邊,所以這就相當于我們上面說的SSA!
隻不過因為在圖1中如果∠B=90°,以A為圓心、斜邊長為半徑作出的C和D兩個點就會分布在AB的左側和右側兩邊,關于直線AB軸對稱。得到的兩個直角三角形形狀還是相同的。所以在直角三角形這種特殊情況下,SSA裡的A是直角的情況下,SSA是成立的。
從另一個角度來理解,直角三角形的三邊長符合勾股定理,知道其中任意兩邊長,第三邊長也就随之确定,所以對于直角三角形來說,SSS、SAS、SSA能相互映證。
所以在直角三角形的證明裡,單獨提出一個HL。對于直角三角形的證明,就有SSS、SAS(兩條直角邊)、AAS、ASA加上HL五種證明方法。
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