全等三角形如何证明两线平行?这样的两个三角形全等吗

人气:111 ℃/2024-05-06 22:12:46

01--这样的两个三角形全等吗?

读九年级的小明望着发下来的国庆作业,喃喃自语:“这道题这么简单,我还能错?两个三角形有5个元素分别相等,它们还能不全等么?”

是的,小明同学。这道题,你的确错了!

一个三角形有三条边、三个角共6个元素,两个三角形都有5个元素分别相等了,只差1个元素,就完全相同了,它们还能不全等?不光是小明这么想,还有好多人也会这么想。但是,数学上看似简单的问题,答案往往出人意料。

02--5个元素的类型

两个三角形有5个元素分别相等。我们来分析一下,这5个元素的类型有哪些:第一种类型:三边两角,第二种类型:两边三角。

先看第一种类型:三边两角。

两个三角形有三条边两个角分别相等,两个三角形全等无疑。这个条件太强,还可以再弱一点。其实,根据边边边(3S)公理,只要三边相等,两个三角形就一定全等。

再看第二种类型:两边三角。

两个三角形有两条边三个角分别相等。这种类型情况要复杂一些,首先我们可以肯定的是这样的两个三角形一定是相似的(形状相同,大小不一定相同)。因为只要两个角分别相等,两个三角形的第三个角也必然相等(why?),从而两个三角形一定相似(相似三角形的判定定理)。

但是,是否一定全等呢?

我们知道,全等三角形判定方法中,涉及到角的情况比较复杂,判定公(定)理有:两边夹角(SAS),两角夹边(ASA),两角对边(AAS),而两边一对角(俗称SSA)及其他是不能判断两个三角形全等的!

第二种类型的:两边三角,有可能遇到“SSA及其他”这个“雷”,因而不能得出两个三角形全等的结论。

03--“两边三角分别相等两个三角形全等”的反例

这样说,估计还是不能让你心服。算了,干脆先举反例吧!

有这样两个三角形:三边长分别为8,12,18和12,18,27。

检查一下,这两个三角形是否符合第二种类型:有两边相等(都为12,18),

且三边对应成比例(8:12=12:18=18:27=2:3),

即两个三角形相似,因而三个角对应相等。

所以这样的两个三角形符合第二种类型,但是这两个三角形不全等。

如图所示

此时,我好像听见啪啪的打脸声。“两边三角分别相等的两个三角形全等”已经被这个反例打脸。

由此来看,两个三角形的6个元素中,尽管有5个元素分别相等(差1个圆满),但这两个三角形也不一定全等!

04--言犹未尽

虽然行文至此,可以撂“笔”喝口水了,但好像言犹未尽。我想可能还有人会好奇,这个打脸的反例是如何找到的?要知道,在数学中说明一个命题是真命题,光靠举例子是不够的,哪怕举一万个例子,也不一定能保证下一个一定成立。就像生活中夸一个人好一样,今天好,昨天好,大前天好,。。。,也足以保证ta,明天好,后天好。

若要说一个命题是假命题,只要一个反例就够了。一个反例就足以推翻:“5个元素分别相等的两个三角形全等”这个命题。

但有些时候,找一个反例不比证明一个命题成立容易,比如上面所列举的这个反例。

如果你看累了,完全跳过到页底,回手点个赞,扔下手机休息!

但我还是想找这个反例的诀窍告诉你,然后你可以找出好多好多反例,就像找到好多好多专打人脸的工具,啪啪啪,啪啪啪。

05--告诉你,如何找反例!

找反例的秘籍如下,有点烧脑!

设a,b,c(0<a<b<c)为第一个三角形的三边,与之相对应的第二个三角形的三边分别为b,c,m,则a:b=b:c=c:m (1)式,

同时a,b,c要构成三角形,又必须满足a b-c>0(三角形两边之和大于第三边)(2)式

因而任意给定a,b,要找到c,使得c既满足(1)式,又满足(2)式,

为此,令a:b=b:c=k<1

因而a=kb,b=kc,

所以a=kb=k²c,

∵a b-c>0

∴a b-c=c(k² k-1)

=c【(k 1/2)²-5/4】>0

∵c>0

∴(k 1/2)²-5/4>0

即(k 1/2)²>5/4

即k 1/2<-5/4或k 1/2>5/4

∵k>0,∴k 1/2<-5/4(无解)

由k 1/2>5/4

解得k>(√5-1)/2

神奇!黄金比(√5-1)/2≈0.618,

因而0.618<k<1 (3)式

解读一下这是什么意思?

只要满足(1)(2)(3)式的三条线段a,b,c,所组成的三角形,就一定可以确定一个与它有两边三角分别相等的三角形,但是它们只相似,而不全等。

即这两个三角形的三边分别为:kb,b,b/k和b,b/k,b/k²,其中b>0,0.618<k<1。

06--找反例的操作步骤

操作步骤:(我就是这么干的!)

步骤1:先定k(0.618~1任取),比如k=2/3;

步骤2:任意给定b,比如b=12;

步骤3:由a:b=k,得a=kb=12×2/3=8;

步骤4:由b:c=k,得b=ck,c=b/k=18;

步骤5:由c:m=k,得c=mk,m=c/k=27;

因而,找到反例8,12,18和12,18,27

若取k=0.7,b=10,

反例:7,10,14.3和10,14.3,20.41

还有下图这些都是反例:

放个大招,数形结合,动画给你好看。

07--结语

有5个元素分别相等的两个三角形,一定是相似的,但并不一定全等。

若相等的5个元素是三边两角,则这两个三角形一定全等;若相等的5个元素是两边三角,则这两个三角形不一定全等,可以通过举反例8,12,18和12,18,27来加以说明。

构造反例的公式:kb,b,b/k和b,b/k,b/k²,其中b>0,0.618<k<1。

这个反例是通过分析,找到了一般方法,来构造的。在探讨过程中,涉及相似,三角形三边的关系,等比变形,配方,解二次不等式等知识,综合性较强,有一定难度,对大多数人是个挑战。

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