初中数学的自然原理
第五部分:图形与推理

全等三角形 ★

对应人教版八年级上册第十四章。

能够完全重合的两个三角形叫全等三角形。 全等就是形状和大小都相同,只是位置不同:把一个三角形经过平移、翻折、旋转,就能和另一个完全重合。

从哪里来#

用同一块模板描出来的两个三角形、一块玻璃摔碎前后的形状、复印出来的图形,都是“一模一样”的。数学里用“能不能完全重合”来说清“一模一样”:

把 △DEF 平移、旋转后,和 △ABC 完全重合

重合时,互相重合的顶点叫对应顶点,互相重合的边叫对应边,互相重合的角叫对应角。上图中 和 、 和 、 和 重合,记作 ≌,读作“ 全等于 ”。

记号里的字母顺序就是对应关系: 写在相同位置上的字母是对应顶点。写成 ≌,就说明 对 、 对 、 对 ,所以 对 、 对 。反过来,对应关系没弄清,就不要急着写全等式。

全等三角形的性质#

既然能完全重合,重合的部分当然相等:

  • 全等三角形的对应边相等;
  • 全等三角形的对应角相等。

这是全等最常用的地方:要证两条线段相等或两个角相等,先找到分别包含它们的两个三角形,证明这两个三角形全等,再用这条性质。

怎样找对应边、对应角:

  • 按全等式里字母的顺序找;
  • 两个三角形共用的边(公共边)、共用的角(公共角)、对顶角,一定是对应的;
  • 最长边对最长边,最大角对最大角。

判定:几个条件就够了#

三角形有三条边、三个角,共 6 个量。证明全等时,不必把 6 个量都比一遍。问题变成:最少知道几个量,三角形的形状和大小就被“定死”了?

只知道 1 个或 2 个量,定不死。 比如只知道两条边分别是 3 和 4,它们的夹角可大可小,第三条边就可长可短,能画出很多个不同的三角形。

知道 3 个量,大多数情况能定死:

已知 名称 为什么能定死
三边分别相等 边边边(SSS) 先画一条边,另两条边的长度确定了第三个顶点到两端的距离,用圆规画两段弧,交点只有一个(在同一侧)。这就是三角形的稳定性
两边和它们的夹角分别相等 边角边(SAS) 夹角确定了两条边的方向,两边的长度确定了两个端点,第三条边也就确定了
两角和它们的夹边分别相等 角边角(ASA) 夹边确定了两个顶点,两个角确定了从两端出发的两条射线的方向,两条射线只交于一点
两角和其中一角的对边分别相等 角角边(AAS) 三角形内角和是 ,两个角相等,第三个角也相等,于是转化成 ASA

SSS、SAS、ASA 在教材里作为基本事实,直接使用,不再证明(见第一部分“基本事实”)。AAS 是由 ASA 和三角形内角和推出来的定理。

两个反例:3 个量也可能定不死。

两边和其中一边的对角(SSA)不能判定全等。 下图中, 的长度、 的大小都固定, 的长度也固定。以 为圆心、 为半径画弧,和 的另一边可能交于两个点 和 ,得到的 和 满足同样的三个条件,却明显不全等:

AB、∠B、AC 都相同,C 可以落在两个位置

三个角分别相等(AAA)也不能判定全等。 把一个三角形按比例放大,三个角都不变,边却变长了。这样的两个三角形形状相同、大小不同,叫相似三角形(见第八部分“相似”)。

直角三角形的特例:斜边、直角边(HL)。 SSA 一般不行,但如果那个已知角是直角,就可以。下图中, 是直角,直角边 和斜边 的长度固定。以 为圆心、 为半径画弧,和直线 交于 和 两点,这两点关于直线 对称,所以 和 沿 翻折能重合,仍然是全等的:

∠C 是直角时,两个交点关于 AC 对称,得到的两个三角形全等

所以斜边和一条直角边分别相等的两个直角三角形全等,简称“斜边、直角边”或 HL。学了勾股定理后还能换个角度看:直角三角形的斜边和一条直角边确定了,另一条直角边也就确定了,于是变成 SSS(见第五部分“勾股定理”)。

怎样找全等:从结论往回想#

例 1 如图,,。求证:。

四边形 ABCD 中,AB = AD,CB = CD

思路: 要证两个角相等,先找分别含有 和 的两个三角形。连接 , 在 里, 在 里。再看这两个三角形已经有哪些条件:,,还差一个。 是两个三角形共用的边,于是三边都相等,用 SSS。

连接 AC,AC 是 △ABC 和 △ADC 的公共边

证明: 连接 。在 和 中,

  • (已知),
  • (已知),
  • (公共边),

所以 ≌(SSS),所以 (全等三角形的对应角相等)。

回顾: 这道题的想法是“要证什么相等 → 找包含它们的两个三角形 → 数一数已有几个条件 → 缺的条件去图里找”。公共边、公共角、对顶角是图里最常见的“隐藏条件”。

角的平分线#

角平分线上的点到角两边的距离相等。 这里的“距离”是点到直线的垂线段的长度。

OC 平分 ∠AOB,点 P 在 OC 上,PD ⊥ OA,PE ⊥ OB,则 PD = PE

例 2 如图, 平分 ,点 在 上, 于点 , 于点 。求证:。

思路: 要证 ,找含有这两条线段的三角形: 和 。已有 (角平分线)、(垂直),再加上公共边 ,是“两角和其中一角的对边”,用 AAS。

证明: 因为 ,,所以 。

在 和 中,

  • (已证),
  • ( 平分 ),
  • (公共边),

所以 ≌(AAS),所以 。

反过来也成立:角的内部到角两边距离相等的点,在这个角的平分线上。 已知 、、, 和 是有公共斜边 的两个直角三角形,用 HL 证出全等,就得到 。这两个命题的条件和结论正好互换,互为逆命题,而且都是真命题(见第一部分“定义、命题与定理”)。

易错点#

  • 对应顶点的顺序写错。 ≌ 和 ≌ 意思不同。写全等式前先确认对应关系,字母要一一对齐。
  • 用 SSA 判定全等。 “两边和其中一边的对角”不能判定。检查一下:已知的角是不是夹在两条已知边中间?是夹角才是 SAS。
  • 用 AAA 判定全等。 三个角相等只能说明形状相同,大小可能不同。
  • 漏写公共边、公共角。 它们在图上“看得见”,但在证明里也要作为一个条件写出来,并注明理由。
  • HL 用在非直角三角形上。 HL 只适用于直角三角形,证明时要先说明两个三角形都是直角三角形。
  • 把角平分线上的点到边上任意一点的线段当作距离。 距离必须是垂线段,所以题目里要有“垂直”,或者自己作垂线。

联系#

真题: 2026 年第 19 题、2026 年第 23 题、2025 年第 23 题、2024 年第 23 题、2023 年第 14 题。