劉安建
【摘 要】全等三角形是初中平面幾何知識中最為重要的部分,也是中考的必考內(nèi)容。通常情況下,初中幾何都會通過角邊角、邊角邊、邊邊邊、角角邊四種基本判定定理來求證三角形全等,而本文則分析了利用兩個關(guān)鍵、三類圖形和兩種方法來證明三角形全等的技巧,希望可以幫助中學生豐富解題手段,更深層次了解三角形全等的解題技巧。
【關(guān)鍵詞】三角形全等 證明 兩大關(guān)鍵 三類圖形 兩種方法
一般來說,證明三角形全等就是證明三角形的角和線段相等,這也是初中平面幾何的基礎(chǔ)理論。所以說,以多角度學習證明三角形全等的方法就是學好初中平面幾何的關(guān)鍵,對后續(xù)更復雜的幾何知識學習也很有幫助。
一、證明三角形全等的兩大關(guān)鍵
三角形全等的基本理念就是找準角與角、邊與邊之間的對應關(guān)系,所以本文針對三角形全等證明歸納兩大關(guān)鍵要點:
第一,全等三角形的公共邊一定要是對應邊,而其公共角即對頂角也必須全是對應角。
第二,在全等三角形中,相等的邊邊關(guān)系所對應的角也必須為對應角;反之,相等的角其所對應的邊也一定是對應邊,如此才能成立三角形全等這一結(jié)論[1]。
二、證明三角形全等的三類圖形
在初中平面幾何教學中,通常認為的全等三角形圖形形態(tài)應該包括三種:
(一)平移型全等三角形
圖1 平移型全等三角形
如圖1中所示的即為平移型全等三角形,兩個三角形在平移后依然是保持全等關(guān)系不變的,以下舉例來說。
例1:如圖2,在兩個三角形△DEF與△ABC中,如果邊EF∥BC,且有 ∠EDF=∠BAC,已知邊DE=AB=8,AC=12,BC=10,那么邊EF的長度為多少?
圖2 平移三角形DEF和ABC
因為△DEF與△ABC符合ASA判定定理,∠EDF=∠BAC且AB=DE=8,那么BC=10,所以就有EF=BC=10.
(二)對稱型全等三角形
圖3 對稱型全等三角形
例2:如圖4,已知∠DBA=∠CAB,邊DB=CA,DA與CB的相交點為O,而E為AB邊的中點,試證明OE與AB的位置關(guān)系.
圖4 對稱三角形CAB和DBA
首先,根據(jù)ASA判定定理可以得知,因為∠DAB=∠DBA,所以△DBA與△CAB應該為全等三角形,E為AB邊的中點,所以O(shè)B=OA,∠OBA=∠OAB,所以邊OE與邊AB應該呈垂直關(guān)系,即OE⊥AB.
(三)旋轉(zhuǎn)型全等三角形
圖5 旋轉(zhuǎn)型全等三角形
例3:如圖6,在平行四邊形ABCD中,E、F兩點位于對角邊AC之上,如果AF=CE,求問DF與BE邊的關(guān)系.
圖6 旋轉(zhuǎn)三角形ADF與CBE
該題求解的是DF與BE兩邊的關(guān)系,從經(jīng)驗來看,兩邊應該屬于平行關(guān)系,若想證明DF∥BE,就必須先證明△ADF與△CBE為全等三角形。因為AD∥BF,且AD=BC,∠DAC=∠BCA,AF=CE,所以根據(jù)SAS判定定理,可以證明△ADF與△CBE為全等三角形。在證明兩三角形全等后,就可以得出結(jié)論,邊DF=BE,且兩邊也是平行關(guān)系,DF∥BE.
以上三種圖形就是在對稱、平移和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的三種全等三角形,對它們的判定還是要基于四大判定定理,并通過變換圖形的角度、位置、垂直平行關(guān)系來證明它們可能存在的全等關(guān)系。對于初中生來說,它的難點就在于要用角度變換的思維來看待對三角形全等的證明,并學會靈活運用三角形全等的四個判定定理進行證明[2]。
三、證明三角形全等的兩種方法
在初中平面幾何學習中,對三角形全等的證明存在順推和逆推兩種方法,本文將做出一一解析。
(一)順推分析法
所謂順推分析自然是從已知條件出發(fā),利用上述提到的四種判定定理或其他平面幾何知識進行推導,再聯(lián)系結(jié)合題目中的已知條件來發(fā)展推理過程,最后得出結(jié)論。
例4:如圖7,線段AB中點為C,其中DC邊平分∠ACE,有∠1=∠2,EC邊平分∠BCD,有∠2=∠3,且EC=DC,證明△DAC與△EBC為全等三角形.
圖7
該題目中所給出的已知條件十分充分,因為C點為線段AB的中點,所以CA=CB。因為DC、EC邊平分∠ACE與∠BCD,所以∠1=∠2=∠3。又因為DC=EC,根據(jù)SAS判定定理,至此可以說明△DAC≌△EBC.
(二)逆推分析法
逆推分析法是從結(jié)論入手的解題方法,它所分析的是到達結(jié)論的可行性路徑,并且根據(jù)結(jié)合所給出的已知條件和結(jié)論來尋找到正確的證明方法。在三角形全等的求解過程中,逆推分析法是十分常見的。
例5:如圖8,已知BA=CA,DA=EA,請求證BD=CE.
∵DA=EA,BA=CA
∴∠C=∠B,∠1=∠2
根據(jù)SAS,∵∠B+∠3=∠1,∠C+∠4=∠2
∴∠3=∠4
DA=EA,BA=CA,∴可得△BAD≌△CAE,∴BD=CE.
以上為順推分析和逆推分析的例題求證,如果能夠嫻熟掌握上述兩種方法技巧,學生還可以結(jié)合順推與逆推,用兩種技巧共同解決習題,求證三角形的全等關(guān)系[3]。
四、總結(jié)
除上述解題方法外,利用公共邊、公共角、對頂角等方法也能證明三角形的全等關(guān)系。因此可以說,初中平面幾何中三角形全等的求解方法是豐富多樣的,教師在教學過程中應該在扎實掌握四大判定定理、邊角關(guān)系的基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上,充分打開學生的思路,開闊學生的視野,從不同角度、不同層面來啟迪和開發(fā)學生的解題能力。而三角形全等證明問題作為初中平面幾何的基礎(chǔ)知識,也應該被學生所熟悉運用,這對他們未來面對和解決更復雜的幾何題型很有幫助。
【參考文獻】
[1]婁菊紅.淺談證明三角形全等的一些技巧[J].中學生數(shù)理化(八年級數(shù)學人教版),2012(07):6-7.
[2]錢燕群.三角形全等的證明及應用舉例[J].讀寫算(教育教學研究),2011(08):118-119.
[3]王志玲.八年級學生學習全等三角形推理與證明的錯誤分析[D].漳州:閩南師范大學,2015.