Файл: Моиз Э.Э. Геометрия.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 300

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

с

к

J

3.

Отрезок A B

на

этом

рисунке делится пополам отрезком CD и

Z С ^ / D.

 

Докажите, что отрезок CD делится пополам отрезком

A B .

 

4. Д а н о . Z К = Z J и MR = М? .

 

 

 

Т р е б у е т с я

д о к а з а т ь .

M K — N J .

 

 

5.

Из середины

одной

стороны

треугольника проведены

отрезки,

перпендику­

 

лярные двум

другим сторонам. Докажите, что если эти отрезки конгруэнтны,

 

то треугольник — равнобедренный.

 

 

6. Д а н о . Е — середина отрезка A B , A D J_ A B

 

и В С _L A B

и

Z ADE ^

Z В С Е .

 

 

 

 

 

 

Т р е б у е т с я

 

 

д о к а з а т ь .

 

/. ED C ^

 

 

 

 

^

Z £C D .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Точки

К

ш M

делят отрезок

GH

на

три

равные

части,

причем

 

G К — М. Точки

/ и J лежат по одну

сторону от прямой

GH на

перпен­

 

дикулярах

к

этой

прямой,

восставленных соответственно

в

точках

G и Н.

 

Далее,

J M — I K .

Отрезки

J M

и

І К

пересекаются в точке

Р . Докажите,

 

что Д

Р И М — равнобедренный

треугольник.

 

 

 

 

8 * . На этом

рисунке

Z D

и Z С — прямые углы

и А

A P R — Д

BQT. Д ока­

жите, что

Д

ADF ^

Д

ВСЕ .

 

 

 

 

 

9* + . Точки А,

В и Q лежат в плоскости Е ,

AQ _L P R ,

BQ J_ P R

и Z Р А В ^

^ Z Р В А .

Докажите, что Д P A R

Д

P B R .

 

 

 

215


§ 5. НЕРАВЕНСТВА, СВЯЗЫВАЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ТРЕУГОЛЬНИКА

Теперь мы перейдем к доказательству некоторых теорем, высказанных нами в начале этой главы в качестве гипотезы.

Теорема 7.5

Если две стороны треугольника не конгруэнтны, то и углы, противоположные этим сторонам, не конгруэнтны и больший угол лежит против большей стороны.

А

Д р у г а я ф о р м у л и р о в к а . Если в произвольном Д АВС

выпол­

няется неравенство А В > АС, то и /_С~> А. В.

 

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Пусть

D —такая точка

луча АС, что

AD = AB. Тогда Z AB D ^É Z А

потому что углы при основании

равнобедренной) треугольника

конгруэнтны. Так как AD — А В >

> А С ,

то точка

С должна

лежать между А и D. Поэтому по

аксиоме сложения

углов

 

 

 

 

 

 

 

т Z ABD —m Z АВС-\-т Z CBD.

 

 

Следовательно,

т Z АВ С < т ^ ABD.

 

 

 

 

 

 

(Почему?) Теперь

мы

перестанем

пользоваться

мерами

углов

и перепишем последнее неравенство

просто в виде

 

 

 

 

Z А В С < Z ABD.

 

 

 

Так как Z ABD ^z Z А

то отсюда следует, что

 

 

 

 

 

L А В С < Z А

 

 

 

Но из теоремы о внешнем угле мы знаем,

что

 

 

Следовательно,

 

Z D < Z АСВ.

 

 

 

 

Z АВС С Z АСВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итак,

в /\А В С

мы имеем Z В <

Z С,

что и требовалось дока­

зать.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

216


Теорема 7.6

Если два угла треугольника не конгруэнтны, то и стороны, про­ тивоположные этим углам, не кон­ груэнтны и большая сторона лежит против большего угла.

Д р у г а я ф о р м у л и р о в к а .

Если в произвольном ДЛДС

выполняется неравенство

Д О

Д В,

то и А В > АС.

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Для

чисел

AB и АС имеются три воз­

можности:

А В < А С ,

 

 

(1)

 

AB = АС,

(2)

 

AB >

АС.

(3)

Если бы выполнялось неравенство (1), то из предыдущей тео­ ремы следовало бы, что Д С < Д В, а это неверно. Таким обра­ зом, неравенство (1) невозможно.

Если бы выполнялось равенство (2), то Д В и Д С были бы углами при основании равнобедренного треугольника. Это давало бы Д ß = Д С, что неверно. Таким образом, не равенство (2) невоз­ можно.

Остается только одна возможность —неравенство (3), что мы и хотели доказать.

Все это — лишь удобный способ записи доказательства от про­ тивного. То же самое мы могли бы более формально сказать так:

«Допустим, что

теорема неверна. Тогда

либо АВ = АС,

либо

А В < А С . Равенство AB —АС невозможно потому,

что —

Нера­

венство AB <сАС

невозможно потому, что

Поэтому

наше

допущение было ошибочно. Следовательно, теорема верна».

Но схема, которой мы пользовались в первый раз, пожалуй, логически проще, и мы будем пользоваться ею в дальнейшем. Идея состоит в том, чтобы перечислить все имеющиеся в данной ситуа­

ции «возможности», а затем показать,

что только одна из них дей­

ствительно возможна.

 

 

 

 

Задачи к § 5

 

 

 

 

1.

В Д А В С

имеем Л В =

12,

В С = 7, АС — 9. Назовите

наибольший угол;

 

наименьший

угол.

 

 

 

 

2.

В Д PQR имеем m д Р =

72,

т L Q — ЪІ

и т L 7? = 71.

Назовите наиболь­

 

шую сторону; наименьшую сторону.

 

 

2 1 7


D

3.

На левом рисунке L

A BD >

L D B C . Докажите, что AD > BD.

4.

Перечислите стороны правого треугольника в порядке возрастания их длин.

5.

Какой отрезок

на

левом

рисунке имеет

наибольшую длину, если углы

 

имеют указанные

меры? Тот

же вопрос для

правого рисунка.

О

6. Какой отрезок на левом рисунке имеет наименьшую длину, если углы имеют указанные меры? Тот же вопрос для правого рисунка.

7. Отрезки

A B и CD (левый

рисунок)

пересекаются в точке Е , L С > L А

и /. D >

/. В. Докажите»

что A B >

CD.

 

 

 

К

8 *.

В равнобедренном

Д

KG H

(пра­

С

 

вый

рисунок) имеем

K G — K H ,

 

 

Р — любая точка

прямой

GH, не

 

 

принадлежащая

отрезку

GH.

До­

 

 

кажите,

что Р К

всегда

больше,

 

 

чем

KG

и К Н .

 

 

 

 

 

 

9 * .

Какой

отрезок

на

этом

рисунке

 

 

имеет

наименьшую

длину,

если

 

 

углы

имеют указанные

меры?

 

 

218


§ 6. ВЗАИМНО ОБРАТНЫЕ ТЕОРЕМЫ

Теоремы 7.5 и 7.6 связаны некоторым специальным образом; они называются взаимно обратными (а каждая из них — обрат­ ной к другой). Связь между ними будет легче увидеть, если сформулировать их следующим образом:

Теорема 7 .5

Дан /\А В С . Если АВ > АС, то Д С > Д В.

Теорема 7 .6

Дан Д АВС. Если ДС~> Д В, то А В > А С .

Много таких примеров мы встречали и раньше. Например,

Теорема 5.3

Если две стороны треугольника конгруэнтны, то и углы, про­ тивоположные этим сторонам, конгруэнтны.

Теорема 5.4

Если два угла треугольника конгруэнтны, то и стороны, про­ тивоположные этим углам, конгруэнтны.

И здесь связь между этими теоремами станет более очевидной, если сформулировать их иначе.

Теорема 5.3'

Дан Д АВС. Если AB —АС, то Д С ^ Д В.

Теорема 5.4'

 

 

Дан I \ А В С . Если

Д С ^ Д В , то AB —АС.

После того как мы доказали какую-нибудь теорему, имеющую

простую форму «если

..., то», обычно

имеет смысл исследовать

обратную ей теорему.

В каждом случае

нужно проводить отдель­

ное исследование, так как легко может случиться, что теорема, обратная верной теореме, вовсе не верна. Мы знаем, например, что если два угла вертикальны, то они конгруэнтны. Обратная

теорема утверждала

бы,

что если два

угла

конгруэнтны,

то они

вертикальны,

а это

не только

не

верно,

но

совершенно

нелепо.

Аналогично,

если

х = у,

то

х і = уі.

Обратная

теорема

утвер­

ждала бы,

что если

=

то

х = у.

Таким

образом,

и здесь

обратная

теорема

 

не

верна:

она

исключает возможность, что

х = — у.

 

 

верными и сама теорема

и теорема, обратная

Если окажутся

ей, то мы можем объединить их в одной теореме с помощью слов

219