摘要:证明两个三角形全等的方法一般有:“SSS”,“ASA”,“AAS”,“SAS”和“HL(只针对直角三角形)”,这些证明方法都需要三个条件,但是很多证明三角形全等的题中,题目中只会给出0个,一个或者两个显性条件,那所需要的其他条件就隐含在题设或者图形中,这就需要我们去发现、挖掘。只要能挖掘出隐含条件,证明两个三角形全等自然就很简单,而不是难不可攀。
关键词:隐含、三角形
在平面几何题的证明中,如果给出的显性条件就能证明出所要证明的结论,这样的平面几何题自然易解,但是,有这样一种几何体。根据所给的显性条件是明显证明不出要证明的结论的,遇到这种平面几何题解决起来就有一定的困难了,那遇到这样的平面几何题应该怎么办了?我认为应该充分挖掘题设和图形中的隐含条件,那证明两个三角形全等可能会遇见那些情况,可能会出现那些隐含条件了?我认为有以下几种类型
一、隐含条件1 ----公共边
公共边:两个三角形共同拥有的一条边。
(1)两个三角形在公共边的同侧
例:如右图,已知AC=BD,AD=BC求证:△ACD≌△BDC
分析:在△ACD和△BDC中,已经有两条边对应相等,根据我们判定两个三角形全等的方法中,只有“三角形的内角SSS”和“SAS”两种证明方法,这就说明我们需要一条边或者一个角对应相等,仔细观察图形我们会发现CD即是△ACD的边,又是△BDC的边,这样的边我们称为公共边。即得第三个条件CD=CD。
证明:在△ACD和△BDC中
∵ AC=BD(已知)
AD=BC(已知)
CD=CD(公共边)
∴ △ACD≌△BDC(SSS)
变式1:将上题中的条件不变,而把求证改为△ACO≌△BDO
变式2:将上体中的条件和结论都不变,
而将图形改变,如右图,
(2)两个三角形在公共边的异侧
例:AB=AC,BD=CD,则∠B=∠C,请说明理由。
分析:证明角相等,一般需要证明两个三角形全等,通过题设条件可知。只知道两条边对应相等,这两个条件就说明了我们的推理,要证明两个三角形全等,必须要三个条件,所以缺少的那个必然在图形中,仔细观察可以发现。AD既是△ABD的边,也是△ACD的边。即得到第三个条件AD=AD
证明:在△ABD和△ACD中
∵ AB=AC(已知)
BD=CD(已知)
AD=AD(公共边)
∴ △ABD≌△ACD(SSS)
二、隐含条件2 ----公共角
公共角:两个三角形共同拥有的一个内角
例:如右图,已知AB=AC,AD=AE,则BD=CE。请说明理由。
分析:在△ABD和△ACE中,已经有两条边对应相等,根据我们判定两个三角形全等的方法中,只有“SSS”和“SAS”两种证明方法,仔细观察图形,并没有公共边,故不到边得关系,那就只有从角入手,仔细观察图形会发现
∠A既是△ABD的一个内角,也是△ACE的一个内角,即可以得到第三个条件∠A=∠A
解:在△ABD和△ACE中,
∵ AD = AE ( 已知 )
∠A = ∠A (公共角)
AB = AC (已知 )
∴ △ABD≌ △ACE ( SAS )
∴ BD = CE(全等三角形对应角相等 )
变式:如右上图,已知AB=AC,∠B=∠C,则BD=CE。请说明理由。
三、隐含条件3 ----对顶角
对顶角:一个角的两边是另一个角的两边的反向延长线,这样的两个角互为对顶角。
例:如右图,已知∠A =∠B,AC = BD,
求证:△ACO≌ △BDO
分析:在△ACO和△BDO中,有一边和一角对应相等,根据我们的判定方法,含有一边与一角的判定有“ASA”,“AAS”,“SAS”三种判定方法,那我们还需要一边或则一角,这个条件题设无法到,就说明隐含在我们的图形中,仔细观察图形,无公共边,但是有一组对顶角,更具对顶角相等可以得到∠AOC =∠BOD,故第三个条件就到了。
证明:在△ACO和△BDO中
∵ ∠A =∠B(已知)
AC = BD(已知)
∠AOC =∠BOD(对顶角相等)
∴△ACO≌ △BDO(AAS)
变式1: 如上图,已知AO=BO,CO = DO,求证:△ACO≌ △BDO
四、隐含条件4 ----公共线段
公共线段:一般是两个三角形的一对对应边拥有的一条线段。 遇到这样的图形,一般要进行线段的加或者减,才能解决问题。
例:如图、点B、E、C、F在同一条直线上。且AB=DE,AC=DF,BE=CF。
证明:△ABC≌△DEF
分析:由题设可知,在△ABC和△DEF中只有两条边对应相等,BE和CF只是两个三角形边的一部分,故不能用来直接证明两个三角形全等,但是观察图形可知图形中既没有隐含公共边,也没有隐含公共角,那隐含了什么条件?仔细观察会发现BE和CF都与EC相邻,而且BE+EC=BC,CF+EC=EF,而BC,EF恰好分别为△ABC和△DEF的边,故只需证明BC= EF就可以证明两个三角形全等。
证明:∵BE=CF ( 已知 )
∴BE+ EC = CF+EC
即BC= EF
在△ABC和△DEF中,
∵ AB= DE ( 已知 )
AC =DF ( 已知 )
BC= EF ( 已证 )
∴△ABC≌△DEF ( SSS )
五、隐含条件5 ----两个角的重叠部分的角
两个角的重叠部分的角:两个三角形的一组对应角的重叠部分的角,遇见这样的图形一般要进行角的加或者减才能解决题中的问题。
例:如右图,AB=AD,AC=AE, ∠BAD =∠CAE,
证明:△ABC≌△ADE
分析:在△ABC和△ADE中,已经有两条边对应相等,故可以选取“SSS”或者“SAS”来证明两个三角形全等,由于题设中给出了一对角相等,但是这对角不是三角形的内角,而是一个内角的一部分,因此不能直接用来证明两个三角形全等,但是我们可以从他们入手,来证明一对内角相等,观察右图,∠BAD 和∠CAE都与∠DAC相邻,而且∠BAD+∠DAC=∠BAC ∠CAE+∠DAC=∠DAE ,而∠BAC,∠DAE恰好为两个三角形的内角,只要证明到这两个角相等就可以用“SAS”来证明两个三角形全等。
证明: ∵∠BAD =∠CAE (已知)
, ∴∠BAD+∠DAC= ∠CAE+∠DAC(等式性质)
即 ∠BAC=∠DAE
在△ABC和△ADE中
∵ AB=AD (已知)
AC=AE (已知)
∠BAC=∠DAE (已证)
∴△ABC≌△ADE (SAS)
变式:如上图,将△ABC绕其顶点A逆时针旋转30 o后,得△ADE。
(1)、△ABC与△ADE的关系如何?
(2)、求∠BAD的度数
(3)、求证 ∠CAE=∠BAD
六、隐含条件6 ----垂直、平行
在一些应用题中,题设中会隐含一些条件,一般有垂直、平行、相等三种情况,如:楼房与地面的关系隐含垂直关系;太阳光线隐含平行关系等等。
例:中午12点时,操场上垂直于地面竖立着两根一样长的竹竿,如右图,它们的影长相等吗?
分析:由题意知AB=DE,需要证明BC=EF,证明线段相等,
一般需要证明两个三角形全等,而证明全等需要三个条件,
题设只给出了一个显性条件,那说明还有两个隐含条件需
要我们去挖掘,隐含条件(1):太阳光是平行的,所以AC//DF, 隐含条件(2):竖立着的两根竹竿,说明竹竿与地面是垂直关系,即AB⊥BC,DE⊥EF有了这两个隐含条件证明两个三角形自然很容易了。
解:∵两根竹竿一样长
∴ AB=DE
∵AC// DF,
∴∠ACB=∠DFE
∵AB⊥BC,DE⊥EF
∴∠ABC=∠DEF=90°
在△ABC和△A′B′C′中
∵ AB=DE
∠ACB=∠DFE
∠ABC=∠DEF
∴△ABC≌△DEF′(AAS)
∴BC=EF
即它们的影长相等.
总之,对于初一学生而言,几何题的证明是一个难点,证明两个三角形全等
也是他们的一个难点,但是如果能理解、掌握证明两个三角形全等的五种方法以及6个隐含条件,他们就会很容易在题设和题目中挖掘出隐含条件,抓住题目实质,易证两个三角形全等,并解决题目中的问题。
【参考文献】
朱新明 《解决几何问题的思维过程》 心理学报 1983/01
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