内容正文:
14.2 第3课时 “边边边”
第十四章 全等三角形
学习目标
一
掌握“边边边”(SSS)判定方法,能利用其判断两个三角形是否全等;学会使用尺规作图,根据已知三条线段准确画出对应三角形。
二
通过动手操作探究“边边边”定理的发现过程,感悟知识形成逻辑;在解题中运用“转化思想”,将线段或角相等的证明转化为三角形全等的证明。
三
感受数学推理的严谨性与逻辑性,激发学习数学的兴趣;体会三角形全等判定在实际问题中的应用,理解数学的实用价值与学科魅力。
1.7.2013
这节课我们要达成三个目标。首先,在知识上,大家要牢牢掌握“边边边”这个新武器,并且学会用尺子和圆规画出指定边长的三角形。其次,在方法上,我们要通过自己动手,亲身感受这个定理是怎么来的,并学会一种重要的数学思想——转化思想。最后,希望大家能在探索中发现数学的乐趣,感受到数学的实用价值。
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我们知道,如果△ABC≌△A′B′C′ ,那么它们的对应边相等,对应角相等. 反过来,根据全等三角形的定义,如果△ABC 与△A′B′C′ 满足三条边分别相等,是否就能判定这两个三角形全等?
拿三根火柴棍首尾相接地搭三角形,你能搭出几种呢?
试试看.
只能搭出唯一三角形
探究与应用
如图14-2-16,在△A'B'C'和△ABC中,A'B'=AB,B'C'=BC,C'A’=CA.
(1)直观判断△A'B'C'和△ABC是否全等;
活动1 探索并掌握判定三角形全等的方法“SSS”,并应用其解决简单的问题
观察思考
解:(1)全等.
图14-2-16
解:(2)如图,由A'B'=AB可知,如果使点A'与点A重合,点B’
在射线AB上,那么点B'与点B重合.另外,使点C'落在直线
AB的含有点C的一侧.由于点C是以点A为圆心、AC为半
径的圆和以点B为圆心、BC为半径的圆的交点,点C'是以点A'为圆心、A'C'为半径的圆和以点B'为圆心、B'C'为半径的圆的交点,∴由A'C'=AC,B'C'=BC可知点C'与点C重合.这样,△A'B'C'的三个顶点与△ABC的三个顶点分别重合,△A'B'C'与△ABC能够完全重合,因而△A'B'C'≌△ABC.
(2)请对你的判断进行说明.
图14-2-16
合作探究
从“边边边”(SSS) 透视数学本质
利用“边边边”基本事实,解释三角形的稳定性
这是数学原理在现实世界结构力学中的经典应用案例。
01. 稳定性的数学定义
根据“边边边”定理,当一个三角形的三条边长确定后,它的形状和大小就被唯一确定,不会发生改变。这就是三角形稳定性的核心内涵。
02. 生活中的广泛应用
在建筑工程领域,如桥梁的钢架结构、房屋屋顶的桁架、高压电塔的支架等,都大量采用三角形结构,以此增强整体的牢固度与抗变形能力。
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SSS定理不仅是一个数学工具,它还解释了一个非常重要的物理特性——三角形的稳定性。为什么我们生活中很多结构,比如大桥的钢架、屋顶的支架,都设计成三角形的样子?就是因为只要三条边的长度固定了,这个三角形的形状就永远不会变,非常稳固。这就是数学在生活中的应用!
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合作探究
既然三条边可以唯一确定一个三角形,那我们能不能用尺规(也就是没有刻度的直尺和圆规)画出一个指定三条边长的三角形呢?这正是我们要探索的尺规作图技能。
问题:如图,已知三条线段a,b,c(其中任意两条线段的和大于第三条线段),求作△ABC,使其三边分别为a,b,c。
思路提示:尺规作图的核心是利用圆规截取等长线段。我们可以先画一条边作为基础,再分别以这条边的两个端点为圆心,以另外两条边的长度为半径画弧,两弧的交点即为第三个顶点。
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既然SSS定理告诉我们三条边可以唯一确定一个三角形,那我们能不能亲手画出这样一个三角形呢?当然可以!接下来,我们就来学习一项非常重要的技能——用尺规作图,根据已知的三条边,画出一个一模一样的三角形。大家准备好直尺和圆规,跟我一起操作。
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探究点一: 探索“SSS”判定三角形全等
探究:如图,直观上,AB,BC,CA 的大小确定了,△ABC 的形状、大小也就确定了. 也就是说,在△A'B'C′ 与△ABC 中,如果 A'B' = AB,B'C' = BC,
C'A' = CA,那么△A'B'C'≌△ABC. 这个判断正确吗?
A
B
C
A'
B'
C'
由于点 C 是以点 A 为圆心、AC 为半径的圆和以点 B 为圆心、BC 为半径的圆的交点,点 C' 是以点 A' 为圆心、A'C' 为半径的圆和以点 B' 为圆心、B'C' 为半径的圆的交点,所以由 A'C' = AC,B'C' = BC 可知点 C' 与点 C 重合.
如图,由 A'B' = AB 可知,如果使点 A' 与点 A 重合,点 B' 在射线 AB 上,那么点 B' 与点 B 重合. 另外,使点 C' 落在直线 AB 的含有点 C 的一侧.
A
B
C
A'
B'
C'
(A')
(B')
(C')
探究点一: 探索“SSS”判定三角形全等
这样,△A'B'C' 的三个顶点与△ABC 的三个顶点分别重合,△A'B'C' 与△ABC 能够完全重合,
因而△A'B'C'≌△ABC.
A
B
C
(A')
(B')
(C')
A'
B'
C'
探究点一: 探索“SSS”判定三角形全等
两个三角形全等的判定方法——边边边:三边 的两个三角形全等(可以简写成“ ”或“ ”).
概括新知
分别相等
边边边
SSS
理解应用
证明:∵D是BC的中点,∴BD=CD.
在△ABD和△ACD中,
∴△ABD≌△ACD(SSS).∴∠ADB=∠ADC.
又∠ADB+∠ADC=180°,∴∠ADB=90°.∴AD⊥BC.
(教材典题)在如图14-2-17所示的三角形钢架中,AB=AC,AD是连接点A与BC中点D的支架.求证:AD⊥BC.
例 1
图14-2-17
常见隐含的等边
(1)公共边相等;
(2)等边加(或减)等边,其和(或差)仍相等;
(3)由中线的定义得出线段相等.
找 条件
作法:
(1)用直尺作一条线段AB,使线段AB的长度等于已知线段c;
(2)分别以点A为圆心、线段b为半径画弧,以点B为圆心、线段a为半径画弧,让两条圆弧相交于点C;
(3)用直尺连接点A与点C,再连接点B与点C,此时得到的△ABC即为所求作的三角形。
合作探究
1.7.2013
作图的步骤非常清晰。第一步,我们先用直尺画一条线段AB,让它的长度等于已知线段c。第二步,以A点为圆心,以线段b的长度为半径画一个圆弧;再以B点为圆心,以线段a的长度为半径画另一个圆弧,两个圆弧会交于一点,我们把这个点叫做C。最后一步,连接AC和BC。看,我们想要的三角形ABC就画好了!
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典例分析
例3在三角形钢架中,AB=AC,AD是连接点A与BC中点D的支架,求证:AD⊥BC。
分析:要证AD⊥BC,需证∠ADB=∠ADC=90°。观察得△ABD与△ACD中,AB=AC,BD=CD(D为中点),AD为公共边,满足SSS全等判定,可先证两三角形全等。
证明步骤:
∵ D是BC的中点,∴ BD = CD(中点定义)。
在△ABD和△ACD中:
AB = AC(已知),BD = CD(已证),AD = AD(公共边)。
∴ △ABD ≌ △ACD(SSS)。
推导结论:
由全等三角形的对应角相等,得∠ADB = ∠ADC。
又∵ ∠ADB + ∠ADC = 180°(平角定义),
∴ ∠ADB = ∠ADC = 90°。
∴ AD ⊥ BC(垂直的定义)。
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理论学完了,我们来看一个经典的例子。这是一个三角形钢架,AB等于AC,AD是连接顶点A和底边中点D的支架。题目让我们证明AD垂直于BC。大家想想,要证明垂直,就是要证明夹角是90度。我们观察图形,发现AD把原来的三角形分成了两个小三角形:△ABD和△ACD。我们能不能证明这两个小三角形全等呢?看看条件:AB=AC是已知的,D是中点所以BD=CD,还有一条公共边AD。三条边都对应相等,完美符合SSS!证明了全等,它们的对应角自然就相等了,而这两个角加起来是180度,所以每个角都是90度,问题就解决了。
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三角形全等“边边边”判定方法
文字说明:
几何语言:
三边分别相等的两个三角形全等(可以简写成“边边边”或“SSS”).
在△ABC 和△A′B′C′ 中,
AB = A′B′,
BC = B′C′,
CA = C′A′,
∴△ABC≌△A′B′C′ (SSS).
A
B
C
A'
B'
C'
探究点一: 探索“SSS”判定三角形全等
AB = AC (已知),
BD = CD (已证),
AD = AD (公共边),
例1 如图,有一个三角形钢架,AB = AC,AD 是连接点 A 与 BC 中点 D 的支架.求证:△ABD≌△ACD.
证明:∵ D 是 BC 中点,
∴ BD = CD.
在△ABD 与△ACD 中,
∴△ABD≌△ACD (SSS).
C
B
D
A
探究点一: 探索“SSS”判定三角形全等
证明:∵BD=CE,
∴BD+DE=CE+DE,即BE=CD.
在△BFE和△CAD中,
∴△BFE≌△CAD(SSS).
如图14-2-18,点B,D,E,C在一条直线上,BD=CE,FE=AD,
BF=CA.
求证:△BFE≌△CAD.
图14-2-18
变式
活动2 已知三条线段,求作以这三条线段为边的三角形
例 2
(教材典题)如图14-2-19所示,已知三条线段a,b,c(其中任意两条线段的和大于第三条线段),求作△ABC,使其三边分别为a,b,c.
图14-2-19
作法 图形
①作线段AB=c;
②分别以点A,B为圆心,线段b,a为半径作弧,两弧相交于点C;
③连接AC,BC,则△ABC就是所求作的三角形.
巩固练习
1.如图是手工艺人制作的风筝,他根据AB=AD,BC=CD,利用两个三角形全等不用度量就可以知道∠ABC=∠ADC,他判定两个三角形全等的依据是( )
A. SSSB. SASC. ASAD. AAS
【解析】:在△ABC和△ADC中,AB=AD,BC=CD,AC为公共边,满足三边对应相等,故判定依据为SSS。
【答案】:A
A
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这道题是关于三角形全等判定的基础应用。首先观察图形,△ABC和△ADC有三条边对应相等:AB=AD,BC=CD,还有公共边AC=AC。根据全等三角形的判定定理“边边边”(SSS),可以判定这两个三角形全等,进而得出对应角∠ABC=∠ADC。这是SSS判定方法在实际生活中的典型例子,帮助学生理解数学知识的实用性。
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巩固练习
2.如图,已知AB=AC,BD=CD,连接AD,则可推出下列哪组三角形全等?( )
A. △BAD ≌ △BCDB. △ABD ≌ △ACD
C. △ACD ≌ △BCDD. △ACE ≌ △BDE
思路解析:在△ABD和△ACD中,AB=AC,BD=CD,AD为公共边,根据“SSS”(边边边)全等判定定理,可证得△ABD ≌ △ACD。其他选项无法找到对应的全等条件。
正确答案:B依据SSS判定定理,三边对应相等的两个三角形全等。
1.7.2013
第二题,看图,已知AB=AC,BD=CD。我们来分析一下选项。看选项B,△ABD和△ACD。它们的边:AB=AC,BD=CD,还有公共边AD。又是SSS!所以这两个三角形全等。其他选项的三角形,我们找不到足够的条件证明它们全等。所以正确答案是B。
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证明:在△ABC和△BAD中,
AC = BD(已知),
BC = AD(已知),
AB = BA(公共边)。
∴ △ABC≌△BAD(SSS)。
∴ ∠ABC = ∠BAD。
巩固练习
3.如图,已知线段AC = BD,BC = AD,试求证:∠ABC = ∠BAD。
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第三题是一道证明题。要证明∠ABC=∠BAD,我们就要证明这两个角所在的三角形全等。也就是证明△ABC和△BAD全等。看看条件:AC=BD,BC=AD,还有一条非常容易被忽略的公共边AB。注意,这里是AB=BA,虽然字母顺序反了,但表示的是同一条边。这样,三条边都对应相等,根据SSS,两个三角形全等,对应角自然也就相等了。
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思考:“AAA” 一定能判定两个三角形全等吗?
你能举例说明吗?
结论:三个角对应相等的两个三角形不一定全等.
(不能)
探究点一: 探索“SSS”判定三角形全等
·
·
·
·
·
·
c
b
a
探究:根据上述分析过程,已知三角形的三边,利用直尺和圆规怎样来作一个三角形呢?
探究点二: 已知三边作三角形
·
·
·
·
·
·
c
b
a
已知:线段 a,b,c.
① 已知哪些量?所作的三角形满足什么条件?
求作△ABC,使 BC=a,AC=b,AB=c.
② 根据已知条件可先作出△ABC 的哪部分?
③ 作好一边后,怎样作出三角形的另外两边?
思考:
例2 已知三边作三角形.
问题1 三角分别相等的两个三角形全等吗?请说明理由.
活动3 判定三角形全等的方法小结
引发思考
解:不一定全等.
理由:如图,在△ABC中,DE∥BC,交AB于点D,交AC于点E,△ADE与△ABC不全等,但∠A=∠A,∠ADE=∠ABC,∠AED=∠ACB.
SAS,ASA,AAS,SSS
问题2 判定三角形全等的方法有 .
问题3 已知:如图14-2-20,点B,E,C,F在一条直线上,∠ABC=
∠DEF,AB=DE,要说明△ABC≌△DEF:
(1)若以“SAS”为依据,还需添加的一个条件为
;
(2)若以“ASA”为依据,还需添加的一个条件为 ;
(3)若以“AAS”为依据,还需添加的一个条件为
.
答案不唯一,如BC=EF或BE=CF
∠A=∠D
答案不唯一,如∠ACB=∠DFE或AC∥DF
图14-2-20
归纳总结
全等三角形的判定(SSS)
边边边(SSS) 三边分别相等的两个三角形全等。
图形示意 两个三角形的三条对应边长度完全一致,可完全重合,直观体现全等关系。 几何语言 书写证明的规范步骤,明确对应边的相等关系,最后得出全等结论。
核心
在△ABC和△A'B'C'中:
∵ AB = A'B', BC = B'C', AC = A'C'
∴ △ABC ≌ △A'B'C'(SSS)
注:需按顺序罗列三边相等条件,依据写在结论后括号内。
1.7.2013
我们再来集中回顾一下今天学习的SSS定理。它的内容是“三边分别相等的两个三角形全等”。我们要记住它的图示,更要掌握它的符号语言。在书写证明过程时,一定要按照“在两个三角形中,因为三条边分别相等,所以这两个三角形全等(依据SSS)”这样的格式来写,做到规范、严谨。
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边边边
内容
三角形全等的“______”
判定:三边分别相等的
两个三角形全等.
尺规作图
利用三角形全等“SSS”
判定,作出全等的三角形和已知角.
SSS
谢谢大家
$