初中几何 · 全等 · 三角形存在条件
三根杆,能锁住一个形状吗?
从能动,到不能随意变。
先把两根杆铰在A点,C可以转动。再接上第三根固定长度的杆:剩下的自由度去哪了?
三条边,是怎样决定一个三角形的?
《几何原本》第一卷命题8讨论三组对应边分别相等的三角形。今天常写作SSS的全等判定,背后是“哪些条件足以确定形状”的问题。
读一段背景,带着问题动手
从“好像如此”到“为什么必然”
为什么三边锁定后只剩镜像构型?
实验中的数值能帮你提出猜想。下面的论证解释适用条件内的一般关系。
展开一般论证
- 固定AB后,满足AC为定长的点C在以A为圆心的圆上。若BC也固定,C还必须在以B为圆心的圆上。
- 严格满足|AB−AC|<BC<AB+AC时,两圆有两个交点,关于直线AB对称。两种构型的三组对应边相等,可由SSS判定全等。翻面改变朝向,不改变形状大小。
- 等号成立时两圆相切,三点共线、面积为零;超过范围时无交点。三边给定还要先检查能否构成三角形,不能只背“SSS”。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
三边确定后,翻到另一侧是一个不全等的新三角形吗?
换个条件,再试一次
三条杆长分别1、2、3,也能锁成一个三角形吗?
看哪里?
二维拖动受约束的点并检查辅助线和读数;三维空间台同步同一平面构造,图形证明仍依据二维关系。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识全等 · 三角形存在条件中的图形与量;长度使用统一单位u。AB、AC为两根定长杆;锁定后BC也成为定长约束。构型在同一平面内。
先看现象:先移动C改变铰链角,再锁上第三边。
再做定量:固定AB后,满足AC为定长的点C在以A为圆心的圆上。若BC也固定,C还必须在以B为圆心的圆上。 严格满足|AB−AC|<BC<AB+AC时,两圆有两个交点,关于直线AB对称。两种构型的三组对应边相等,可由SSS判定全等。翻面改变朝向,不改变形状大小。 等号成立时两圆相切,三点共线、面积为零;超过范围时无交点。三边给定还要先检查能否构成三角形,不能只背“SSS”。
模型、来源与核验边界
固定AB后,满足AC为定长的点C在以A为圆心的圆上。若BC也固定,C还必须在以B为圆心的圆上。 严格满足|AB−AC|<BC<AB+AC时,两圆有两个交点,关于直线AB对称。两种构型的三组对应边相等,可由SSS判定全等。翻面改变朝向,不改变形状大小。 等号成立时两圆相切,三点共线、面积为零;超过范围时无交点。三边给定还要先检查能否构成三角形,不能只背“SSS”。
解析核验提示:AB=6 u、AC=4 u时,第三边必须满足2<BC<10才构成非退化三角形。固定三边后,两侧镜像构型全等。1、2、3只能排成一条线。
适用范围:这是理想刚性杆的平面几何模型,不模拟真实关节、材料弹性或碰撞。锁定后角度由三边确定,铰链控制不可继续改变;解锁后沿当前角度继续探索。
Euclid’s Elements · 第一卷命题8(三边全等)(延伸阅读;本卡解析基准尚未获外部审阅) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。
同一装置,换个角度
空间观察台
上方二维实验负责接线、构造和测量;这里同步呈现当前几何。平面对象置于空间台面,厚度、球体大小及变形显示均为示意,不新增测量值。
三维按需打开;拖动旋转、滚轮缩放,也可用方向键。二维与测量始终可用。