为了确保两个三角形相似,不必检查所有内容:两个角度或三个边之间的比率就足够了。

谁发现的

这三个标准位于欧几里得的几何原本的第六册中(c. 300 BC):三角形等角具有成比例的边(VI.4,情况AA),三角形具有三个比例边的情况类似 (VI.5, LLL),并且两个之间角度相等的比例边也足够 (VI.6, LAL)。更早以前,传统将使用相同形状的三角形来测量难以到达的距离归因于故事。

故事

相似性标准是三角测量的工具,即测量整个国家的方法。在1615中,荷兰人Willebrord Snellius用一串三角形测量了阿尔克马尔和卑尔根奥普佐姆之间的距离,并估计了地球的大小。 18世纪,卡西尼号家族以同样的方式制作了第一张法国通用地图。

不同比例的相同形状的三角形:等角和成比例的对应边。
不同比例的相同形状的三角形:等角和成比例的对应边。来自博客的原始教学插图。

AA 外壳的功能尤其强大:即使从远处,也可以用简单的仪器测量两个角度,并保证所有边的比例。

在日常生活中

  • **河流的宽度。**河岸上标有两个相似的三角形,上面有木桩和瞄准器;过河的一侧按比例计算。
  • 相机暗箱和眼睛。 物体及其图像形成相似的三角形,与孔中的顶点相对(案例 AA)。
  • **坡道和楼梯。**具有相同倾斜度的两个坡道具有相似的轮廓,无论长度如何。
  • 正方形。 具有相同角度(45° 或 30° 和 60°)的不同大小的正方形是相似的。

来源: 元素,命题 VI.4 · 元素,命题 VI.6 · Snellius (MacTutor)。

理论与结构

Teorema第一种情况——AA(两个角度)

如果两个三角形有两个角有序全等,那么它们是相似的(因此具有比例同源的边)。

**演示。**如果它们不一致,假设 $AB > A^{\prime}B^{\prime}$ 并在 $\overline{AB}$ 和 $AD = A^{\prime}B^{\prime}$ 中取 $D$,在 $\overline{AC}$ 和 $\hat{D} \equiv \hat{B}^{\prime}$ 中取 $E$。作者:ALA,$\triangle ADE \equiv \triangle A^{\prime}B^{\prime}C^{\prime}$。如$\hat{D} \equiv \hat{B}^{\prime} \equiv \hat{B}$、$\overline{DE} \parallel \overline{BC}$,并由基本定理$\triangle ABC \sim \triangle ADE \equiv \triangle A^{\prime}B^{\prime}C^{\prime}$。

Teorema第二种情况——LAL(比例边和角度)

如果三角形的两条边与另一条边成比例,并且所组成的角相等,则这两个三角形相似。

Teorema第三种情况 - LLL(三比例边)

如果两个三角形具有同比例的边,则它们相似。

第 2 种和第 3 种情况的演示与第 1 种类似,使用同余情况 LAL 和 LLL 代替 ALA。

Exemplo一对不平行的

书中数字$\hat{S} \equiv \hat{B}$,有$AB = 10$厘米、$BC = 8$厘米、$AC = 14$厘米和$AS = 5$厘米; $\overline{RS}$ 不与 $\overline{BC}$ 平行。即便如此,由于 $\hat{A}$ 很常见,$\triangle ARS \sim \triangle ACB$(情况 AA)。用同源边(相对的相等角度)组装比例:

$$\frac{x}{8} = \frac{5}{10} = \frac{y}{14} \Rightarrow RS = x = 4 \text{ cm e } AR = y = 7 \text{ cm}.$$

Resumo如果相似度为k

然后,同源边、周长、同源高度、同源中线、角平分线 同源内径、内接圆和外接圆的半径之间的比率 $k$ — 任何一对同源线性元素 — 以及同源角是全等的。