Второй и третий признаки равенства треугольников
Второй признак равенства (УСУ — по стороне и прилежащим углам) и третий признак (ССС — по трем сторонам). Жесткость треугольника.
Теорема (II признак равенства треугольников):
Если сторона и два прилежащих к ней угла одного треугольника соответственно равны стороне и двум прилежащим к ней углам другого треугольника, то такие треугольники равны.
Условия применимости:
Для треугольников ABC и A₁B₁C₁ должно выполняться:
1. AC = A₁C₁ (равенство сторон);
2. ∠A = ∠A₁ (первый прилежащий угол);
3. ∠C = ∠C₁ (второй прилежащий угол).
Геометрический смысл:
Положение стороны и направление двух лучей, выходящих из ее концов под заданными углами, однозначно фиксируют положение третьей вершины в точке их пересечения.
Чертеж: Равенство треугольников по стороне и прилежащим углам (УСУ)
Угол при стороне
Фиксация вершины
Теорема (III признак равенства треугольников):
Если три стороны одного треугольника соответственно равны трем сторонам другого треугольника, то такие треугольники равны.
Условия:
Свойство жесткости треугольника:
Треугольник — единственная многоугольная фигура, форма которой полностью и жестко определяется длинами ее сторон. Четырехугольник или пятиугольник с заданными сторонами можно шарнирно деформировать, меняя углы. Треугольник деформировать невозможно без изменения длины сторон.
Практическое применение:
Все фермы мостов, строительные краны, стропильные системы крыш и опоры ЛЭП конструируются из треугольных элементов (подкосов и раскосов) для обеспечения абсолютной геометрической жесткости.
По трем сторонам
Неизменяемость формы
Инженерный факт
Эйфелева башня в Париже и Шуховские гиперболоидные башни состоят из десятков тысяч взаимно связанных треугольников, обеспечивающих ветроустойчивость конструкции.
Для быстрого выбора нужного признака в задаче сопоставим их основные признаки:
1. I признак (СУС): 2 стороны + 1 угол между ними;
2. II признак (УСУ): 1 сторона + 2 прилежащих к ней угла;
3. III признак (ССС): 3 стороны (углы не требуются).
Замечание:
Признака «по трем углам» (УУУ) в планиметрии НЕ СУЩЕСТВУЕТ! Равенство трех углов гарантирует только ПОДОБИЕ треугольников (одинаковую форму), но не их равенство по размерам.
Шаги для определения применимого признака:
Инвентаризация равных сторон
Проверка общих элементов
Выбор между I и II признаком
В тестах ЕНТ регулярно встречается вопрос:
«Треугольники ABC и KMN имеют углы 30°, 60° и 90°. Обязательно ли эти треугольники равны?»
Ответ: НЕТ, не обязательно. Они подобны, но их стороны могут отличаться в любое число раз (например, катеты 3 см и 4 см у одного и 30 см и 40 см у другого).
Вторая частая уловка авторов ЕНТ — когда треугольники имеют общую сторону, но учащиеся не замечают ее и пишут «недостаточно данных». Общая сторона — полноценный элемент равенства!
Ловушка ЕНТ: Общая сторона
Если отрезок является общей стороной для двух рассматриваемых треугольников, он автоматически дает равенство: AB = AB (по свойству рефлексивности равенства).
