Первый признак равенства треугольников (по двум сторонам и углу между ними)
Понятие конгруэнтности (равенства) геометрических фигур. Первый признак равенства треугольников (СУС), доказательство наложением и применение.
1. Геометрическое равенство:
Две фигуры называются равными, если при наложении одной фигуры на другую они полностью совпадают всеми точками.
2. Равенство треугольников:
Если треугольник ABC равен треугольнику A₁B₁C₁ (записывается △ABC = △A₁B₁C₁), то у них:
• Соответственные стороны равны: AB = A₁B₁, BC = B₁C₁, CA = C₁A₁;
• Соответственные углы равны: ∠A = ∠A₁, ∠B = ∠B₁, ∠C = ∠C₁.
3. Важное правило записи:
При записи равенства треугольников вершины строго сопоставляются друг другу: если вершине A соответствует A₁, B — B₁, C — C₁, то запись △ABC = △B₁A₁C₁ считается математически некорректной.
Чертеж: Первый признак равенства треугольников (СУС)
Полное совпадение
Порядок вершин
Теорема (I признак равенства треугольников):
Если две стороны и угол между ними одного треугольника соответственно равны двум сторонам и углу между ними другого треугольника, то такие треугольники равны.
Доказательство наложением:
1. Наложим △ABC на △A₁B₁C₁ так, чтобы вершина A совместилась с вершиной A₁, а луч AB пошел по лучу A₁B₁.
2. Так как ∠A = ∠A₁, то луч AC пойдет по лучу A₁C₁.
3. Так как AB = A₁B₁, то точка B совместится с точкой B₁; так как AC = A₁C₁, то точка C совместится с точкой C₁.
4. Поскольку концы отрезков совпали (B с B₁, C с C₁), то по аксиоме прямой отрезок BC совместится с отрезком B₁C₁.
5. Треугольники полностью совместились, следовательно, △ABC = △A₁B₁C₁. Теорема доказана.
После доказательства равенства треугольников по первому признаку мы получаем право утверждать равенство всех остальных соответственных элементов:
1. Третьи стороны равны: BC = B₁C₁;
2. Остальные углы равны: ∠B = ∠B₁ и ∠C = ∠C₁;
3. Равны соответствующие медианы, биссектрисы и высоты;
4. Равны площади и периметры треугольников: S = S₁, P = P₁.
Этот метод доказательства равенства отрезков или углов через равенство вспомогательных треугольников является основным инструментом планиметрии.
Метод треугольников
Равные фигуры
Для оформления доказательства равенства треугольников по I признаку:
Выделение двух треугольников
Поиск трех равных элементов (СУС)
Формулировка вывода
Получение целевого равенства
Критическая ошибка школьников:
Если у двух треугольников равны две стороны и угол, который НЕ ЛЕЖИТ МЕЖДУ НИМИ, то треугольники НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО РАВНЫ!
Пример:
Пусть AB = A₁B₁, AC = A₁C₁, но известен угол ∠B = ∠B₁ (угол против стороны AC, а не между AB и AC). В этом случае равенство треугольников в общем случае не выполняется, так как может существовать как остроугольный, так и тупоугольный треугольник с такими параметрами!
Ловушка ЕНТ: Угол не между сторонами
Равенство по двум сторонам и углу гарантирует равенство треугольников только тогда, когда угол лежит между этими сторонами (угол образован ими). Исключение составляет прямой угол (признак по гипотенузе и катету).
