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邊邊角(SSA)就一定不能證明三角形全等嗎?

可先看結論,見 總結

我們知道證明兩個三角形全等的方法有:

角角邊(AAS),角邊角(ASA),邊邊邊(SSS),邊角邊(SAS),斜邊直角(HL)

但是沒有邊邊角(SSA)。

SSA 之所以不能證明三角形全等,是因為:當固定長度的兩邊,及固定的一角 構造三角形的時候,三角形不是唯一的,如圖:

Delta AOBDelta AOB 符合SSA,但顯然這兩個三角形不全等

邊邊角(SSA)就一定不能證明三角形全等嗎,當然不是,其實HL就是SSA,即當三角形是直角三角形時SSA就可用了。

難道SSA就只有這一點用處了嗎,當然也不是了。在對SSA進行探究的時候,會發現對三角形進行一些限制的「特殊」三角形,SSA完全可以證明其全等。

而且,能用SSA的「特殊」三角形並不特殊,就是說大部分三角形都可以運用SSA證明其全等,不能用SSA證明全等的三角形反而是少數。

第一部分 直觀的感受

上圖中SSA不能用,是因為兩邊和一角構造出了兩個不同的三角形。

如果兩邊和一角能構造出唯一的一個三角形,那麼SSA就可以用來證明三角形全等。

我們可以這樣考慮,有兩根木條AO和BO,A點和O點固定在桌面上,這樣木條AO就固定不動了,木條BO是可以繞著O點轉動,然後在桌面上過A點作一條射線,與AO成固定銳角	heta 。這樣就有了兩條固定長度的邊(這裡是固定長度,並不是長度相等),和一個固定角度的角。

轉動木條BO,可能會出現上圖的情況,那麼我們更換一根更長的木條BO (木條BO在轉動過程中長度是保持不變的),就可能出現下圖的情況:

顯然構造出了唯一的一個三角形AOB,很明顯我們能看出BO>AO,這時SSA是可用的

現在縮短木條BO,盡量的縮短,我們會看到這種情況:

顯然這樣是構造不出一個三角形的情況。

但是在這伸長縮短的過程中,我們還會發現兩種特殊的情況:

很明顯這是HL的情形,這也就是前面所說的HL就是SSA,這時SSA是可用的

若木條BO和木條AO等長的時候,也只能構造唯一的一個三角形,所以在等腰三角形中,SSA是可用的

前面考慮的都是固定角為銳角的情況,現在我們看看固定叫為鈍角的情況。

會有出現這兩種情形:

其一BOleq AO構造不出三角形,這種就不用考慮了。

另一種BO>AO能構造出三角形,而且構造出的三角形具有唯一性,即當固定角為鈍角時,SSA是可用的。

注意:我這裡說的是當固定角為鈍角時,並不是說的鈍角三角形。

從上面圖形情況我們可以直觀的看到當BOgeq AO時,SSA是可用的。

第二部分 定量的分析

固定邊AO=b,BO=a,固定角A=Theta ,由余弦定理可得:a^{2} =b^{2}+o^{2}-2bocosTheta

a,b,Theta 固定已知,o未知,把上式看成是關於o的一元二次方程:

o^{2}-left(2bcdot cosTheta
ight)cdot o+b^{2}-a^{2}  =0

為了看著更習慣,將o換成x,變成關於x的一元二次方程:

x^{2}-left(2bcdot cosTheta
ight)cdot x+b^{2}-a^{2}  =0Delta =4b^{2} cos^{2} Theta +4a^{2} -4b^{2} =4a^{2}-4b^{2}sin^{2} Theta

要使夠造的三角形唯一,即要求x有唯一正根

 Delta =0 有唯一根,即a^{2}=b^{2}sin^{2} Theta Rightarrow frac{a^{2}}{sin^{2} Theta} =frac{b^{2}}{1}

由正弦定理可得:frac{a }{sinTheta } =frac{b}{sinB }

Rightarrow sin^{2} B=1 即 ∠B=frac{pi  }{2}

此時SSA是可用的,△AOB是直角三角形

Delta >0 有兩個不同根,即a^{2}>b^{2}sin^{2} Theta

雖然此時有兩根,但如果兩根一正一負(x_{1} cdot x_{2}<0),因為三角形邊長只能為正,所以構造出的三角形仍然是唯一的。

根據韋達定理:x_{1} cdot x_{2} =b^{2}-a^{2}

x_{1} cdot x_{2}<0 Rightarrow  b^{2}-a^{2}< 0a^{2}> b^{2}

a,b為三角形的邊,所以都為正,所以 a> b

此時SSA是可用的

如果Theta >frac{pi  }{2} (即鈍角),顯然若構成三角形,一定有 a> b,如圖:

當固定角	heta 為鈍角時,SSA是可用的

特別的,若a=b,則一元二次方程變為:x^{2}-left(2bcdot cosTheta
ight)cdot x =0

x_{1} =2bcdot cosThetax_{2} =0(可排除)

構造出的三角形是唯一的,SSA是可用的,此時△AOB是等腰三角形

總結:

ASA,AAS,SSS,SAS等方法證明三角形全等時,針對的三角形是所有三角形。

如果三角形滿足一定條件,邊邊角(SSA)也可用於證明三角形全等。

△AOB,固定兩邊a,b,固定角為∠A=Theta

如果a,b 滿足:ageq b,那麼SSA可以用於證明全等。

更特殊的:兩個三角形均為等腰三角形,直角三角形,銳角三角形,SSA都可用於證明其全等。


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