7年级和8年级几何知识简要概述

本文介绍了初中几何的基本概念,包括直线公理、线段公理和平行公理,并通过实例解释了如何使用反证法进行证明。接着讨论了全等三角形的性质和判定,以及平行线的性质。最后提到了相似三角形的概念和证明方法,如SSS、SAS等,并给出了一些证明题示例。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

*本文中的初中均指 7−87-878 年级

简要概述

初中好像只涉及欧式几何,所以本文不包含非欧几何的内容。初中几何多为证明题,故本文基本只涉及一些简单证明。

证明有许多方法,多用反证法等,常用已知的结论推导未知,常用逆向思维等。

一些公理

主要有用的是以下几种:

{直线公理:即两点确定一条直线线段公理:即两点之间线段最短平行公理:对于同个面上的一条直线 ab 和一个点 A,有且仅有一条直线过点 A 且平行于直线 ab \left\{\begin{matrix} \\ \text{直线公理:即两点确定一条直线} \\ \text{线段公理:即两点之间线段最短} \\ \text{平行公理:对于同个面上的一条直线 $ab$ 和一个点 $A$,} \\ \text{有且仅有一条直线过点 $A$ 且平行于直线 $ab$} \end{matrix}\right. 直线公理:即两点确定一条直线线段公理:即两点之间线段最短平行公理:对于同个面上的一条直线 ab 和一个点 A有且仅有一条直线过点 A 且平行于直线 ab

其中也可以引出几个简单证明题:

例 1.1

证明,在三角形中,两边之和大于第三边,即 AC+CB>ABAC+CB>ABAC+CB>AB
考虑第二条公理,即线段公理,点 AAA 与点 BBB 之间最短距离即为 ABABAB,那么第二条路径即 AC+CBAC+CBAC+CB 必然大于 ABABAB

例 1.2

证明,两直线只有一个交点。

考虑使用反证法:

假设两直线之间有 222 个交点。那么根据直线公理,两点确定一条直线,那么这两条直线必然重合,与“两条直线”这个条件相矛盾,假设不成立。故得证。

平行线的性质与判定

在这里插入图片描述

要了解平行线的性质,首先要了解四种角:

  • 同位角:即为 ∠1∠1∠1∠5∠5∠5
  • 内错角:即为 ∠3∠3∠3∠5∠5∠5
  • 同旁内角:即为 ∠4∠4∠4∠5∠5∠5
  • 对顶角:即为 ∠1∠1∠1∠3∠3∠3(对顶角相等)
    同位角的定义:

两条直线a,b被第三条直线c所截,在截线c的同旁,且在被截两直线a,b的同一侧的角,我们把这样的两个角称为同位角。
----摘自百度百科

内错角的定义:

两条直线被第三条直线所截,两个角分别在截线的两侧,且夹在两条被截直线之间,具有这样位置关系的一对角叫做内错角
----摘自百度百科

同旁内角定义:

两条直线被第三条直线所截,在截线同旁,且在被截线之内的两角,叫做同旁内角。
----摘自百度百科

在两条直线平行的情况下,这几种角有这几种重要性质:

  • 同位角相等
  • 内错角相等
  • 同旁内角互补

互补,即为两角和为 180°180°180°;互余,即两角和为 90°90°90°

至于证明第二以及第三条,证明过程是极其平凡的:

证明第二条:

由于 ∠1=∠5∠1=∠5∠1=∠5∠1∠1∠1∠3∠3∠3 是对顶角,那么 ∠1=∠3=∠5∠1=∠3=∠5∠1=∠3=∠5

证明第三条:

由于 ∠1=∠5∠1=∠5∠1=∠5∠4=180°−∠1∠4=180°-∠1∠4=180°∠1,那么 ∠5=180−∠1∠5=180-∠1∠5=180∠1,把 ∠1∠1∠1 移过去即可。

全等三角形

全等三角形的性质

已知 △abc≅△a′b′c′△abc≅△a'b'c'abcabc≅≅ 是全等于的意思)
那么:

  1. 两个三角形对应角相等
  2. 三边相等
  3. 面积相等

对于证明第三个性质,由于三边相等(设三边长为 A,B,CA,B,CA,B,C),根据海伦公式,面积都为 S=p(p−a)(p−b)(p−c)S=\sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)}S=p(pa)(pb)(pc),其中 p=(a+b+c)/2p=(a+b+c)/2p=(a+b+c)/2

全等三角形的判定

  1. SSS(边边边),即三边相等
  2. SAS(边角边),两三角形对应的两边及两边夹角相等
  3. ASA(角边角),两角及其夹边相等
  4. AAS(角角边),两角相等,以及其中一角的对边相等
    还有一种较为特殊,即为 SSA(边边角) 即为有一角相等,其对边与相邻一边相等,这种情况下,只有在角是直角的情况下才为全等三角形。
关于判定的证明/推导过程
AAA(即三角相等)

AAA 是不能证明的,那么是为什么呢。
在这里插入图片描述
如图,在线段 CBCBCB 上任取一点 B′B'B,过 B′B'BB′A′//BAB'A'//BABA//BA,与 ACACAC 交于点 A′A'A,根据平行线的性质易知 △ABC△ABCABC△A′B′C′△A'B'C'ABC 满足 AAA,但并不全等。

SS(即两条对应边相等)

SS 显然不行。
在这里插入图片描述
如图,以 CCC 为圆心,ACACAC 为半径画圆,在圆弧上任取一点 A′A'A,连接 A′CA'CACA′BA'BAB,即为一个新的三角形,得到 △ABC△ABCABC△A′BC△A'BCABC 满足条件,但不全等。

SSS(即三条对应边相等)

SSS 是可以的。尝试在 SS 上增加条件。
在这里插入图片描述

若要在满足条件的情况下画出所有可能三角形,考虑画两段弧线(圆),找到两弧(圆)的交点,即交轨法。易得,两弧(圆)只有一(两)个交点,如果是两个交点,则两交点较 BCBCBC 对称。

SAS(即两边和它们的夹角相等)

SAS 是公理,但也可以证明。其实可以用余弦定理证明,在此不做介绍。

在这里插入图片描述
确定 ∠B\angle BB 之后,在两条射线上以 BABABABCBCBC 为半径画弧,其交点是唯一的。

SSA(即边边角)

SSA 是不行的。建议先想想为什么。
在这里插入图片描述
易得 A,BA,BA,B 点是确定的,那么以 ACACAC 为半径画弧。在弧上任取一点 C′C'C,易得 △ABC′△ABC'ABC 也符合条件,三角形不唯一。

ASA/AAS(即两角与其夹边相等/两角和其中一角对边对应相等)

三角形内角和即可证明。

关于全等三角形的一些简单证明题

例2.1

在这里插入图片描述
已知 b=cb=cb=c,求证 ∠B=∠C∠B=∠CB=C

连接 AAABCBCBC 的中点 OOO,那么可知:

  • AB=AC
  • AO=AO
  • OB=OC

即为三边相等,那么 △AOB≅△AOC△AOB≅△AOCAOBAOC,根据全等三角形性质,三个角均相等,故 ∠B=∠C∠B=∠CB=C

例 2.2

对于三角形的每个角做角平分线,证明其三线共点。
在这里插入图片描述
我们先画出 ∠A∠AA∠B∠BB 的角平分线,设其相交于 OOO 点,然后连接 COCOCO,现在我们只需证明 COCOCO∠C∠CC 的角平分线即可。

自O点作三边的垂线交三边于 D,M,ND,M,ND,M,N,则 OD=OM=ONOD=OM=ONOD=OM=ON,则 OCOCOC 平分 ∠C∠CC,所以三角形三条角平分线交于一点。

例 2.3

本题证明比较长,故当成思考题。

在这里插入图片描述
沿用刚才的图,求证 △AOC≅△AOB△AOC≅△AOBAOCAOB

例2.4

两次证明全等题。
如图,已知 AC=BCAC=BCAC=BCBDBDBD∠ABC\angle ABCABC 的角平分线。求证 ∠DAE=∠DCE\angle DAE=\angle DCEDAE=DCE
在这里插入图片描述
证:
∵BD∵ BDBD 平分 ∠ABC\angle ABCABC
∴∠ABD=∠DBC∴ \angle ABD=\angle DBCABD=DBC
△ADB△ADBADB△BCD△BCDBCD 中:
∵{AB=CB∠ABD=∠DBC=CBBE=BE∵\left\{\begin{matrix} \\ \text{$AB=CB$} \\ \text{$\angle ABD=\angle DBC$=CB} \\ \text{$BE=BE$} \end{matrix}\right.AB=CBABD=DBC=CBBE=BE
∴△ABD≅△CBE∴△ABD \cong △CBEABDCBE
同理,△ABD≅CBE\bigtriangleup ABD \cong CBEABDCBE
∴∠BAE=∠BCE∴ \angle BAE=\angle BCEBAE=BCE
∠BAD=∠BCD\angle BAD=\angle BCDBAD=BCD
作差 ∠DAE=∠DCE\angle DAE=\angle DCEDAE=DCE

接下来是一些一些稍微难一点难的证明题(其实还是挺简单的)

例 2.5

在这里插入图片描述
如图,在四边形 ABCDABCDABCD 中,AD//BCAD//BCAD//BC∠ABC=∠DCB\angle ABC =\angle DCBABC=DCBAB=CDAB=CDAB=CDE,FE,FE,F,分别是 AB,CDAB,CDAB,CD 的中点, CE,BFCE,BFCE,BF 相交于 OOO,连接 OAOAOAODODOD,求证:OA=ODOA=ODOA=OD

简要的来说,先通过 ∠ABC=∠DCB\angle ABC=\angle DCBABC=DCBBC=BCBC=BCBC=BCEB=FCEB=FCEB=FC(AB/2=DC/2)(AB/2=DC/2)AB/2=DC/2,得出 △EBC≅△FBC△EBC \cong △FBCEBCFBC。通过这个条件,得出 CO=BOCO=BOCO=BO,然后便可以通过 CO=BOCO=BOCO=BOAB=DCAB=DCAB=DC
∠DCO=∠ABO(∠DCB=∠ABO,∠ECB=∠FBC,∠DCB−ECB=∠ABO−FBC,∠DCO=∠ABO)\angle DCO=\angle ABO(\angle DCB=\angle ABO,\angle ECB=\angle FBC,\angle DCB-ECB=\angle ABO-FBC,\angle DCO=\angle ABO)DCO=ABO(DCB=ABO,ECB=FBC,DCBECB=ABOFBC,DCO=ABO),得出 △DOC≅△AOB△DOC \cong △AOBDOCAOBAO=DOAO=DOAO=DO

例 2.6

证明三角形中,等边对等角。
在这里插入图片描述
已知 AB=ACAB=ACAB=AC,求证 ∠B=∠C\angle B=\angle CB=C

证:做 AD⊥BCAD⊥BCADBC
△ABD△ABDABD△ADC△ADCADC 中,
AB=AC,AD=AD,∠D=90°AB=AC,AD=AD,\angle D=90°AB=AC,AD=AD,D=90°
△ABD≅△ADC△ABD \cong △ADCABDADC(HL)
∠B=∠C\angle B=\angle CB=C

例 2.7

在这里插入图片描述
如图,点 DDD 在线段 ABABAB 上,点 EEE 在线段 ACACAC 上线段 CDCDCD 交线段 BEBEBE 与点 OOO,已知 BD=CE,∠B=∠CBD=CE,\angle B=\angle CBD=CE,B=C,求证 AD=AEAD=AEAD=AE

证:
△BOD△BODBOD△COE△COECOE 中:

∠1=∠2\angle 1=\angle 2∠1=∠2∠B=∠C\angle B=\angle CB=CBD=CEBD=CEBD=CE ∠BOD≅∠COE\angle BOD \cong \angle COEBODCOEDO=CO,OD=OE,BO+OE=CO+OD.BE=CODO=CO,OD=OE,BO+OE=CO+OD.BE=CODO=CO,OD=OE,BO+OE=CO+OD.BE=CO
△ACD△ACDACD△ABE△ABEABE 中:
∠C=∠B\angle C=\angle BC=B∠CAD=∠BAE\angle CAD=\angle BAECAD=BAECD=BECD=BECD=BE△ACD≅△ABE△ACD \cong △ABEACDABEAD=AEAD=AEAD=AE

相似三角形

相似三角形的性质

1.ABA′B′=BCB′C′=ACA′C′=n:1\frac{AB}{A'B'}=\frac{BC}{B'C'}=\frac{AC}{A'C'}={n}:{1}ABAB=BCBC=ACAC=n:1
2.S△ABC:S△A′B′C′=n2:1S_{△ABC}:S_{△A'B'C'}=n^2:1SABC:SABC=n2:1

相似三角形的判定

  1. SSS(边边边),即三边对应成比例
  2. SAS(边角边),两三角形对应的两边及两边夹角成比例
  3. AA,两角相等

一些简单证明

例 3.1

在这里插入图片描述

AB//CDAB//CDAB//CD,求证 △ABE∽△CDE△ABE∽△CDEABECDE

根据平行线性质,.∠A=∠C∠A=∠CA=C∠B=∠D∠B=∠DB=D(内错角相等),而 ∠AEB=∠DEC∠AEB=∠DECAEB=DEC(对顶角相等),所以 △ABE∽△CDE△ABE∽△CDEABECDE

例3.2

相似三角形性质证明勾股定理。

如下图所示,在直角三角形 ABCABCABC 中,过 AAA 点作 ABABAB 垂直于 DCDCDC,交 ABABABBBB 点。
在这里插入图片描述

∵∠BDC=∠BCA=90°∵∠BDC=∠BCA=90°BDC=BCA=90°

∴△BDC∽△BCA∴△BDC∽△BCABDCBCA

∴BD∶BC=BC∶BA∴BD∶BC=BC∶BABDBC=BCBA

∴BC2=BD•BA∴BC²=BD•BABC2=BDBA

同理可得 AC2=AD•ABAC²=AD•ABAC2=ADAB

∴BC2+AC2=BD•BA+AD•AB=(BD+AD)•AB=AB2∴BC²+AC²=BD•BA+AD•AB=(BD+AD)•AB=AB²BC2+AC2=BDBA+ADAB=(BD+AD)AB=AB2,即 a2+b2=c2a²+b²=c²a2+b2=c2

评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值