【摘 要】全等三角形是初中數(shù)學(xué)幾何圖形中重要的一章,在幾何證明題中也經(jīng)常運(yùn)用到構(gòu)造全等三角形來(lái)證明線段相等或者角度相等。全等三角形的判定也是常考的知識(shí)點(diǎn),它在生活中的運(yùn)用也很廣泛。因此,本文將從全等三角形的構(gòu)造、判定以及在生活中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】初中數(shù)學(xué);全等三角形;構(gòu)造;判定;實(shí)際應(yīng)用
全等三角形是人教版八年級(jí)上冊(cè)的知識(shí)點(diǎn),它為學(xué)習(xí)后面的相似三角形和四邊形做好鋪墊。掌握全等三角形是做一系列復(fù)雜的幾何證明題的前提,因?yàn)樵趲缀巫C明中經(jīng)常用到全等三角形證明線段相等和角度相等。如果沒(méi)有掌握好全等三角形,很多幾何證明題會(huì)變得棘手。在現(xiàn)實(shí)生活中,很多問(wèn)題可以用全等三角形來(lái)解決,例如用全等來(lái)測(cè)河面的距離等。
一、全等三角形的構(gòu)造
在初中的幾何證明題中,有時(shí)題目給出的圖形是沒(méi)有現(xiàn)成的全等三角形,需要學(xué)生自己想辦法去構(gòu)造。那么問(wèn)題來(lái)了,如何構(gòu)造全等三角形呢?構(gòu)造全等三角形,從大方向來(lái)說(shuō)主要有2種方法:旋轉(zhuǎn)法和作輔助線法。作輔助線一般都是指中線、角平分線、三角形的高、平行線等等。
1.旋轉(zhuǎn)法構(gòu)造全等三角形
旋轉(zhuǎn)法構(gòu)造全等三角形通常是通過(guò)旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)線段或者旋轉(zhuǎn)等腰三角形的頂角來(lái)得到。
旋轉(zhuǎn)等腰三角形的頂角一定角度,得到全等的三角形也是跟旋轉(zhuǎn)三角形對(duì)應(yīng)線段所用的思想是一樣的。
2.作輔助線構(gòu)造全等三角形
三角形的輔助線我們一般用得較多的是中線、角平分線和三角形的高。但是通過(guò)作平行線來(lái)構(gòu)造全等三角形這種方法就比較少用,下面筆者主要分析作平行線來(lái)構(gòu)造全等三角形。因?yàn)橹灰岬骄€段的中點(diǎn),我們很容易想到把中點(diǎn)和頂角連接起來(lái);提到角度,也容易想起角平分線;提到直角三角形或者等腰三角形,會(huì)想起三角形的高。唯獨(dú)平行線我們是最容易遺忘的一種輔助線。
如上圖,△ABC中,∠B=∠C,D是AB上的一點(diǎn),CE=BD,求證:FD=FE。仔細(xì)觀察左圖,并沒(méi)有全等三角形,而證明兩條線段相等的最常用方法為,證明這兩線段所在的三角形全等。過(guò)點(diǎn)D作平行線DG交于BC于點(diǎn)G,這樣在圖形上就出現(xiàn)了一組全等三角形△DGF和△EFC,再利用題目給出的已知條件即可證明這組三角形全等,F(xiàn)D=FE也得以求證。為什么在這里要利用作輔助線平行線而不是其他的線呢?因?yàn)轭}目里面沒(méi)有提到角度也沒(méi)有提到重點(diǎn),所以只能?chē)L試平行線,而且平行線可以得出角度相等。
總之,發(fā)現(xiàn)題目給出的圖形沒(méi)有全等三角形,但是求證的是角度相等或者線段相等,最簡(jiǎn)單直接的方法就是構(gòu)造出一組全等三角形。
二、全等三角形的判定
課本上提到了5種證明全等三角形的判斷定理:①邊角邊(SAS)②角邊角(ASA)③邊邊邊(SSS)④角角邊(AAS)⑤斜邊和直角邊相等的兩直角三角形(HL)。在這里教師要提醒學(xué)生,在這5組判斷定理中,最后一組必須要在直角三角形中才能使用,另外的4組沒(méi)有限制。其中“邊邊邊”是最容易判斷的,只要證明兩個(gè)三角形的三條邊長(zhǎng)度相等即可得出這兩個(gè)三角形為全等三角形。
三、全等三角形的實(shí)際應(yīng)用
在生活中我們發(fā)現(xiàn)很多東西,由于地理位置或者物體自身形狀所導(dǎo)致部分的長(zhǎng)度尺寸很難用測(cè)量工具去測(cè)出來(lái)。這時(shí)候利用全等三角形的概念,把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問(wèn)題來(lái)解決。
例如:河流寬度的測(cè)試,容器內(nèi)徑的測(cè)試(如下圖)
作圖中,如果按照常規(guī)方法要測(cè)該池塘的長(zhǎng)度,要在水面上測(cè)量,這樣的方法是麻煩和困難的,但通過(guò)全等三角形在平地上建立模型,測(cè)量另外一條和AB相等的邊的長(zhǎng)度是比較容易,我們可以先在平地上找一點(diǎn),可以直接分別達(dá)到A、B兩點(diǎn)的C,連接AC并延長(zhǎng)到點(diǎn)D,使DC=AC;連接BC并延長(zhǎng)到點(diǎn)E,使BC=CE,再根據(jù)全等三角形的判斷定理邊角邊求證△ACB≌△DCE,則得出DE=AB,直接在平地量出DE的長(zhǎng)度即為AB的長(zhǎng)度。容器的內(nèi)徑檢測(cè)的工具卡鉗,所用的也是全等三角形的定理,圖中相交的實(shí)線即為卡鉗的形狀,是根據(jù)全等三角形的性質(zhì)來(lái)制作的。
由此可見(jiàn),學(xué)好全等三角形性質(zhì)和定理,不僅是為了應(yīng)付考試,更多的可以運(yùn)用這個(gè)定理來(lái)解決生活中比較棘手的問(wèn)題,化困難為容易。全等三角形這個(gè)概念還會(huì)促進(jìn)一些生產(chǎn)測(cè)量用具的誕生的。數(shù)學(xué)理論和生活聯(lián)系起來(lái)才是最有意義的。
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