Класс 9 → Введение в евклидову геометрию ↓
Аксиома конгруентности
Аксиомы конгруентности — это фундаментальные принципы евклидовой геометрии, утверждающие, что две фигуры или формы конгруэнтны. Проще говоря, две геометрические фигуры конгруэнтны, если они имеют одинаковую форму и размер, но их положение или ориентация могут отличаться. Эта концепция важна в геометрии, потому что она позволяет нам понимать и доказывать различные свойства фигур и форм, используя общий набор правил. Давайте углубимся в изучение аксиом конгруентности.
Основные понятия
Прежде чем углубляться в аксиомы, давайте проясним некоторые базовые понятия:
1. Точки
Точка — это точное местоположение в пространстве. Она не имеет размеров, то есть не имеет длины, ширины или высоты.
2. Линии
Линия — это прямая одномерная фигура, которая простирается до бесконечности в обоих направлениях. Она состоит из бесконечного количества точек.
3. Углы
Угол формируется, когда два луча пересекаются в одной и той же конечной точке. Углы измеряются в градусах.
4. Треугольники
Треугольник — это многоугольник с тремя сторонами. Сумма его внутренних углов всегда равна 180 градусам.
5. Конгруэнтные фигуры
Две фигуры являются подобными, если одна может быть преобразована в другую посредством перемещения, вращения или отражения без изменения ее размера или формы.
Аксиома конгруентности
Существует несколько аксиом или критериев конгруентности в геометрии, которые помогают определить, являются ли два треугольника конгруэнтными. К ним относятся:
1. Конгруентность по трем сторонам (SSS)
Если три стороны одного треугольника равны трем сторонам другого треугольника, то эти треугольники конгруэнтны.
На приведенной выше иллюстрации треугольник ABC
эквивалентен треугольнику A'B'C'
, так как все три соответствующие стороны равны по длине.
2. Конгруентность по стороне и углу (SAS)
Если две стороны и угол между ними одного треугольника равны двум сторонам и углу между ними другого треугольника, то эти треугольники конгруэнтны.
На приведенной выше иллюстрации треугольники ABC
и A'B'C'
конгруэнтны, так как их две стороны и угол между ними равны.
3. Конгруентность по углу и стороне (ASA)
Если два угла и включенная сторона одного треугольника равны двум углам и включенной стороне другого треугольника, то эти треугольники конгруэнтны.
В приведенных выше треугольниках два угла и сторона между ними равны, что делает их конгруэнтными.
4. Конгруентность по углу и неприкрепленной стороне (AAS)
Если два угла и неприкрепленная сторона одного треугольника равны двум углам и соответствующей неприкрепленной стороне другого треугольника, то эти треугольники конгруэнтны.
Углы и стороны этих двух треугольников равны, что подтверждает их конгруэнтность.
5. Конгруентность по прямому углу и гипотенузе (RHS)
В прямоугольных треугольниках, если гипотенуза и сторона одного треугольника равны гипотенузе и стороне другого треугольника, то треугольники конгруэнтны.
Гипотенузы и стороны этих двух прямоугольных треугольников равны, что устанавливает их конгруэнтность при специфических условиях.
Подробный пример
Пример 1: Конгруентность по трем сторонам (SSS)
Рассмотрим треугольники DEF
и GHI
.
DE = 5 см, EF = 7 см, DF = 9 см GH = 5 см, HI = 7 см, GI = 9 см
Поскольку все соответствующие стороны равны, треугольник DEF
конгруэнтен треугольнику GHI
по критерию SSS
.
Пример 2: Конгруентность по углу и стороне (ASA)
Рассмотрим треугольники JKL
и LMN
.
∠J = 45°, ∠K = 70°, JK = 6 см ∠L = 45°, ∠M = 70°, LM = 6 см
Треугольники имеют два равных угла и включенные стороны, что делает их конгруэнтными по критерию ASA
.
Визуализация конформных преобразований
Аксиомы конгруентности не являются чисто математическими, они имеют практическое применение через преобразования. Давайте визуализируем, как преобразования сохраняют конгруэнтность:
Перемещение
Это означает перемещение фигуры без ее вращения или изменения размера. Посмотрите, как треугольник PQR
движется к треугольнику P'Q'R'
.
Вращение
Это включает вращение фигуры вокруг точки. Представьте треугольник PQR
, вращающийся вокруг точки P
.
Отражение
Это преобразование поворота создает зеркальное изображение. Треугольник PQR
отражается через прямую и становится P'Q'R'
.
Заключение
Понимание аксиом конгруентности обеспечивает твердую основу в геометрии, облегчая изучение геометрических фигур, доказательств и решение задач. Овладение этими концепциями поддерживает строгий подход в математических контекстах и ведет к более широкому изучению математики и науки. Развивает важные пространственные навыки.