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三角形的翻转平移重合与全等三角形

 于德浩 2021-08-07

                三角形的翻转平移重合与全等三角形

                         于德浩

                        2021.8.7

在全等三角形的判定定理中,“边角边”是显然成立的。当给定两边及夹角时,只能作图一个三角形,因为两点之间有且只有一条直线。所以,当两个三角形如果能够重合“边角边”时,第三边也就必然重合,这就是全等。

而对于“边边边”判定定理,就不那么明显直接。或者,我们只能根据第三边去推算另外两边的夹角也是确定唯一的,从而回到“边角边”判定定理。下面,我们看一下,怎么通过直接的翻转及平移去重合两个“边边边”两两相等的全等三角形。

假设△ABC,顶点排列顺时针方向,AB=3BC=4CA=5。若另外一个△DEF也有相同的三边长。咱们先重合其中一条边,令AB=DE。第一种情形,DE=3EF=4FD=5。这正好顺序对应重合,所以,△ABC≌△DEF。倘若是第二种情形,DE=3,而EF=5,则FD=4。根据各顶点对应关系,就有△ABC≌△EDF。即,AB=ED=DE=3BC=DF=FD=4CA=FE=EF=5。从图形上看,第一种情形,只要简单平移,两个全等三角形就能重合;而第二种情形,要把△DEF先翻转,然后再平移,才能与△ABC重合。

同一三角形,给定三边长分别是3,4,5,在一个平面上能有几种摆法呢?如果底边在x轴,另一顶点在上方,那么应该有穷举法6种图案。趴着的有两种,斜边5在底边,左边是长直角边4,右边是短直角边3;或者左边是短直角边3,右边是长直角边4。短竖着有两种,斜边在左边或右边。长竖着也有两种,斜边在左或在右。

我们也可以通过全排列的算法去计算这6种图案。△ABC,有P3,3=3!=3*2*1=6种全排列方式。从左到右顺时针,ABCACBBACBCACABCBA。这里AB=3BC=4CA=5,保持不变,∠B是直角90°。相当于,我们拿着同一个三角形,在桌面上摆出6中不同的站立姿势。

我们再想一个基本的问题,三个点,有几条不同的连结线呢? 显然有3条。这不就是三角形吗?三个顶点,三条边。我们也可以用组合的算法去计算,C3,2=3!/(2!*1!)=3(条)。如果是4个点,有几条不同的连线呢?应该是C4,2=4*3/2!=6(条)。就是四边形的4条边和2条对角线。对于n个点,就应该有Cn,2=n*(n-1)/2(条)。

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