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2.5 斜边直角边(HL)

全等三角形 · 初二
讲清楚它是什么

定义 斜边和一条直角边分别相等的两个直角三角形全等。

从哪来 本知识点建立在“全等三角形的定义”及“直角三角形的性质(斜边最长、勾股定理基础)”之上。由于图谱未记录具体前置,此处依据数学逻辑,它是对已有全等判定方法(SSS, SAS, ASA, AAS)在直角三角形这一特殊图形上的补充与完善。

为什么 在一般三角形中,已知两边及其中一边的对角(SSA)不能判定全等,因为三角形形状可能不唯一。但在直角三角形中,已知斜边 $c$ 和一条直角边 $a$,根据勾股定理 $b = \sqrt{c^2 - a^2}$,第三条边 $b$ 的长度被唯一确定。此时,两个三角形的三边对应相等(SSS),因此全等。HL本质上是SSS在直角三角形中的特例,但因其使用条件更少(无需计算第三边),故单独列为判定定理。

适合类型:逻辑推理型、喜欢探究本质的学生** **讲法内容:** 1. **提出疑问
我们知道SSA(边边角)不能判定一般三角形全等,为什么在直角三角形里,已知斜边和一条直角边(也是SSA的一种形式)就能判定全等? 2. 逻辑推导:引导学生回忆勾股定理。设直角三角形斜边为 $c$,已知直角边为 $a$,则另一条直角边 $b$ 满足 $b^2 = c^2 - a^2$。因为 $c$ 和 $a$ 都是正数且 $c > a$,所以 $b$ 的值是唯一确定的。 3. 回归基础:既然三条边 $a, b, c$ 都确定了,根据SSS(边边边)定理,两个三角形必然全等。 4. 结论:HL不是凭空产生的新规则,而是勾股定理与SSS定理结合的产物。
适合类型:形象思维型、动手操作型学生** **讲法内容:** 1. **实验操作
让学生在纸上画一个直角三角形,量出斜边长度(如5cm)和一条直角边长度(如3cm)。 2. 尝试作图:要求学生以5cm为斜边,3cm为一条直角边,尝试画出另一个不同的直角三角形。 3. 观察发现:学生会发现,无论怎么画,另一个直角边总是4cm,且形状完全一样,无法画出“不一样”的三角形。 4. 对比实验:尝试画一个非直角三角形,已知两边(5cm, 3cm)及3cm边的对角(非90度),学生会发现可以画出两个不同形状的三角形(锐角和钝角)。 5. 总结:直角这个“90度”的限制,锁死了三角形的形状,使得斜边和一直角边足以确定唯一三角形。
适合类型:记忆型、应试导向型学生** **讲法内容:** 1. **口诀记忆
强调“直角三角形”是前提,“斜边”和“一条直角边”是条件,“全等”是结论。口诀:“直角斜边一直边,两个三角必全等”。 2. 符号对应:在 $\triangle ABC$ 和 $\triangle DEF$ 中,若 $\angle C = \angle F = 90^\circ$,且 $AB = DE$(斜边),$AC = DF$(直角边),则 $\triangle ABC \cong \triangle DEF$。 3. 格式规范:必须写出 $\angle C = \angle F = 90^\circ$ 这一条件,否则不能直接用HL。 4. 排除干扰:明确告诉学生,如果已知的是“斜边和斜边上的高”或“直角边和斜边上的高”,不能直接用HL,需先证明其他条件。
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练一道
基础题
如图,在 $\triangle ABC$ 和 $\triangle DEF$ 中,$\angle C = \angle F = 90^\circ$,$AB = DE = 5$,$AC = DF = 3$。求证:$\triangle ABC \cong \triangle DEF$。
变式
如图,点 $C, E, B, F$ 在同一直线上,$AC \perp CF$,$DF \perp CF$,$AB = DE$,$AC = DF$。求证:$CE = BF$。
看解答过程
证明: 在 Rt$\triangle ABC$ 和 Rt$\triangle DEF$ 中, $\because \angle C = \angle F = 90^\circ$ (已知) $\begin{cases} AB = DE \\ AC = DF \end{cases}$ (已知) $\therefore \triangle ABC \cong \triangle DEF$ (HL)
试试手自己判
检测题
在 $\triangle ABC$ 和 $\triangle DEF$ 中,已知 $AB = DE$,$\angle C = \angle F = 90^\circ$。若要利用HL定理证明 $\triangle ABC \cong \triangle DEF$,还需要补充的条件是( ) A. $\angle A = \angle D$ B. $AC = DF$ C. $BC = EF$ D. $AC = EF$
看答案和判分标准
答案:B
判对标准:
1. 学生选择B。
2. 能解释原因:HL需要“斜边”和“一条直角边”。已知 $AB=DE$ 是斜边,$\angle C=\angle F=90^\circ$ 是直角,因此需要补充一条直角边相等,即 $AC=DF$ 或 $BC=EF$。选项B符合。选项A是角,选项C是另一条直角边(其实C也可以,但题目通常考察对应关系,若题目隐含对应顶点顺序,B和C均可,但通常单选题会设置干扰项。*注:严格来说,B和C都是正确的补充条件。为了题目严谨性,建议修改选项D为 $AD=EF$ 等无关项,或者题目改为“若已知 $AC=DF$,则...”。*
修正后的检测题更严谨版本:
在 Rt$\triangle ABC$ 和 Rt$\triangle DEF$ 中,$\angle C = \angle F = 90^\circ$,$AB = DE$。下列条件中,不能直接判定 $\triangle ABC \cong \triangle DEF$ 的是( )
A. $AC = DF$
B. $BC = EF$
C. $\angle A = \angle D$
D. $AC = EF$
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