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結論:三角形任意兩邊的差必須小於第三邊

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Academic year: 2022

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(1)

B  a C 

c  b

a  b 

c  a+b<c 

a  b 

c  a+b=c 

a  b 

c  a+b>c 

c  a+b>c  b 

b  a 

a  b 

a+b=c 

在前面我們知道三角形是由三個邊及三個角所構成的,且三個角之和為 180 ,反過來我 們問,是否任意的三個線段都可以構成三角形?所以在此我們就來探討三角形的邊角關係吧!

假設三個線段其長度為

a

b

c

,假設

為最長,利用尺規作圖,我們來看看以下三種 情況吧!

情況一】當

a+b<c 

無法形成三角形!

情況二】當

a+b=c 

無法形成三角形!

情況三】當

a

+

b

>

可以形成三角形!

∴我們可以知道:三角形任意兩邊的和必須大於第三邊。

如右圖若三角形△ABC 中三邊長分別為 a、b、c,則:

(1)  a+b>c  (2)a+c>b  (3)b+c>a 

接著來看看任意兩邊的差的情況:

若任意兩邊的差大於第三邊,就無法形成三角形。

結論:三角形任意兩邊的差必須小於第三邊。

如右上圖若三角形△ABC 中三邊長分別為 a、b、c 則

(1) 

a -

<c (2) 

b -

<a (3) 

c -

<b 我們將上面兩個的結論合併為下面的定理。 

b  c

(2)

B  C 

a  b 

C  D  16 

10  7 

定理】:給任一△ABC,如圖 a、b、c 為其三邊長,則任意一邊 c,必須在任意兩 邊的和(a+b)與任意兩邊的差(a-b)之間,即 

a - b 

<  c  <  a+b 

範例】下列何者可作為三角形的三邊長?

(A) 2,2,4 (B) 2,3,6 (C) 1,2,3 (D) 0.4,0.8,1.1

解說】(A) ∵2+2 £ 4 ∴不可作為三角形的三邊長 (B) ∵2+3<6 ∴不可作為三角形的三邊長 (C) ∵1+2=3 ∴不可作為三角形的三邊長

(D) ∵0.4+0.8>1.1 ∴可作為三角形的三邊長 故選(D)

範例】若 4、8、X 是三角形的三邊長,求 X 的範圍?

解說

8 4 -

< X < 8+4 ∴4 < X < 12

範例】如圖,四邊形ABCD中, AB =10、 BC =7、 CD =5、 AD =16,則:

(1)x的範圍為何?

(2)若x為正整數,那麼x的可能值為何?

解說】 △ABC中,10-7<x<10+7 Þ 3<x<17……(1)

△ABD中,16-5<x<16+5 Þ 11<x<21……(2)

∵x需同時滿足(1)、(2) ∴11<x<17

∵x為正整數 ∴x的可能值為12、13、14、15、16

範例】設三角形之三邊長是 2,4, 

1

,則 

x - 2 

+ 

x - 9 

=?

解說】4-2 < x -1< 4+2, \2 < x -1 < 6

3 < x < 7

x - 2 

+ 

x - 9 

= x -2+9- x  =7

(3)

B  7 C 

10  5

1  2 

B  D  C 

C  x 

x  M 

東 北

60

0

乙 99m

三角形大邊對大角,大角對大邊

定理】△ABC 中, AB 為最大邊,則其對應的∠C 為最大角。(如圖示)

證明】右圖若△ABC 中, AB > AC ,則∠C>∠B。

取 AD = AC

Þ △ADC 為等腰三角形 Þ ∠1=∠2

∵∠1>∠B;∠C>∠2 ∴∠C>∠B 

定理】△ABC 中,∠A>∠C>∠B Þ  BC 為最大邊。

證明一】在△ABC 中,將∠C 分為兩個角,

其中∠x=∠B 且此角分線交 AB 於 M(如圖) 在△ACM 中,

Þ AC < AM + MC 

= AM + MB (因為△MBC 為等腰三角形) 

= AB 

同理對於∠A>∠C,我們也可得到 BC > AB  因此 BC > AB > AC 。

證明二】假設∠A>∠C,而 BC < AB 

由上一個定理我們得知大邊對大角,

當 AB > BC  可得∠C>∠A (此與∠A>∠C 矛盾)  故可得大角也對大邊。

範例】△ABC 中,若 AB =10 公分, BC =7 公分, CA =5 公分,則:

(A) ∠C>∠A>∠B (B) ∠B>∠A>∠C (C) ∠A>∠B>∠C (D) ∠A>∠C>∠B 

解說】∵ AB =10 公分> BC =7 公分> CA =5 公分

∴∠C>∠A>∠B  故選(A)

範例】甲、乙兩人在同一水平面上溜冰,且乙在甲的正南方 99 公尺處。已知甲、乙 分別以東偏南 60 o 、正東方的方向直線滑行,而後剛好相遇,因而停止滑行。

問何者滑行的距離較長?長多少?

解說】99×sec60 o =66  3 ;99×cot60 o =33  3 

66  3 -33  3 =33  3  答:甲滑行的距離較長,長 33  3 公尺

(4)

距離 (公尺)

甲到乙 乙到丙 丙到甲  1.5  7.5 

A(5,6) 

B(7,­1)  C(­2,­2) 

x  y 

範例】如圖,甲、乙兩人在同一水平面上溜冰,且乙在甲的 正東方 200 公尺處。已知甲、乙分別以東偏北 70 o 、西偏北  60 o 的方向直線滑行,而後剛好相遇,因而停止滑行。對於兩 人滑行的距離,下列敘述何者正確? 

(A)  乙滑行的距離較長  (B)  兩人滑行的距離一樣長 

(C)  甲滑行的距離小於 200 公尺  (D)  乙滑行的距離小於 200 公尺

】大角對大邊

Q  70 o >60 o ,利用三角形中,大角對大邊的性質

\可知乙滑行的距離較長。 答案選(A)

範例】如下圖,玲玲、淳淳、崇崇分別站在座標平面上 A( 5 , 6 )、B( 7 , -1 )、

C( -2 , -2 )三點上,兩手張開拉著繩子圍成

D

ABC,預備圍起來給媽媽種菜,

請問:(1) AB 、 BC 、 CA 之長為何?(單位長:公尺)(2)三人之兩手所張角度哪 一個最大?

】(1)  AB =  ( 7 - 5 ) + ( - 1 - 6 ) =  4 + 49 =  53 

BC = 

( - 2 - 7 ) + ( - 2 + 1 ) =  81 + =  82 

CA = 

( - 2 - 5 ) + ( - 2 - 6 ) =  49 + 64 =  113  (2)Q  CA > BC > AB \

Ð

B>

Ð

A>

Ð

C

故淳淳兩手所張角度最大

範例】小薰想在花園中,圍出一塊土地重玫瑰花,他以自己的位置為中心找出與他 等距的甲、乙、丙三點,並測量此三點間的距離,紀錄如右表。表中有部份 為水漬所弄髒,使得丙到甲的距離無法辨識。已知弄髒的部份為一整數,則 此數字可能是下列哪一個?

】由題意可知甲、乙、丙三點可圍成一個三角形乙丙

甲乙

乙丙 甲丙

甲乙

乙丙 -  < < + 1.5  7.5  1.5 

7.5 - < 甲丙  < + 9 

6 < 甲丙 < \ 甲丙

可能 

=  7  、 8 

60 

70 

乙 

200公尺 

50 

60 

70 

(5)

B  C 

3 2 

4  1 

A(­3,3) 

B(5,12) 

O  x  y 

P  P' 

7  6 

x  y 

D  C 

B(5,12) 

A(­3,3) 

(­3,3) 

範例

D

ABC 中, AB > BC > AC ,

Ð

A、

Ð

B 和

Ð

C 的角平分線交於 I,若有甲、乙、

丙三隻螞蟻分別由 A、B、C 三點同時出發,沿 AI 、 BI 、 CI 前進,且前進速 度相同,請問哪一隻螞蟻先到達 I 點?

】\ AB > BC Þ

Ð

BCA>

Ð

BAC

\

Ð

1>

Ð

2 Þ IA > IC 

又Q  BC > AC Þ

Ð

CAB>

Ð

CBA

\

Ð

3>

Ð

4 Þ IB > IA

\ IB > IA > IC Þ IC 最短

範例】如下圖,A 點座標為( -3 , 3 ),B 點座標為( 5 , 12 ),

今欲在 x 軸上找一點 P,使 PA + PB 為最小值,則 (1)P 點座標為? (2)  PA + PB 的最小值為?

說明】 Þ PA + PB £ 

P'  +  B  P'

Q 中垂線上任一點到兩端點等距離。

\ PA = PC , 

P'  =  C  P' 

D

BCP'中,因三角形兩邊和大於第三邊

\ PA + PB = PC + PB = CB 

P'  +  B  P'  =  C  P'  +  B  P'  > CB

Þ PA + PB £ 

P'  +  B  P' 

】(1)作 AC

x 軸於 D,

且 AD = CD

\C 點座標為( -3 , -3 )

通過 C、B 兩點的直線方程式為 

y

= 

x + 

8  21 

y

=0 \ x =- 

7

\P(- 

, 0 ) (2)  PA + PB 最小值

= BC =

[

5 - ( - 3 ) 

] [

+ 12 - ( - 3 ) 

=17

範例】下圖是一個 3×3 的正方形,求圖中

Ð

1+

Ð

2+

Ð

3+……+

Ð

9=?

】Q

D

OAB @

D

DOC(SAS)

\

Ð

9=

Ð

COD,又

Ð

OCD=90 0

\ Ð 1+ Ð 9=90 

同理 Ð 4+ Ð 8=90 , Ð 2+ Ð 6=90  又 Ð 3= Ð 5= Ð 7=45 0

\ Ð 1+

Ð

2+

Ð

3+……+

Ð

9

=3×90 +3×45 

=405 0

(6)

A  B 

Q  R 

D

G  C  F 

A  B 

Q  R  D

C  G 

F  E 

B  C 

E  F 

B  C 

E  F 

大 小 

B  C 

D  1  2 

範例】如右圖,

Ð

A+

Ð

B+

Ð

C+

Ð

D+

Ð

E+

Ð

F+

Ð

G=?

Ð

A+

Ð

B+

Ð

C+

Ð

D+

Ð

E+

Ð

F+

Ð

G

=(

Ð

1+

Ð

2+

Ð

3)+(

Ð

4+

Ð

5+

Ð

F)

=360 +180 

=540 

範例】三角形的邊長為 2、4、 x -1,且 A= 

2

-  x  4  + 4 

+ 

64  - 16  x +

,則 A?

】Q 4-2< x -1<4+2

\2< x -1<6 3< x <7

\A= 

2

-  x  4  + 4 

+ 

64  - 16  x +

=  ( - 

2 ) +  8 -

x

= 

x - 2  + 8  - x 

= x -2+8- x  =6

三角形的樞紐定理

定理】△ABC 與△DEF 中, AB = DE , AC = DF ,∠A>∠D,則 BC > EF 

若兩個三角形有兩邊對應相等,但其夾角不相等,則夾角較大的三角形的第三邊大 於夾角較小的三角形的第三邊。

範例】已知△ABC 與△DEF 中, AB = DE , AC = DF ,在下列空格填上>、=或<

(1)若∠A=∠D,則 BC  ____  EF 

(2)若∠A>∠D,則 BC  ____  EF 

解說】 (1)根據 SAS 全等性質 ∴ BC = EF 

(2)由樞紐定理 ∵∠A>∠D  ∴ BC > EF 

範例】如右圖,△ABC 中, BD = CD ,且∠2>∠1,求 AB 與 AC 之關係。

解說】在△ABD 與△ACD 中∵ AD = AD , BD = CD  且∠2>∠1 ∴ AB > AC (樞紐定理)

(7)

B  C 

B  C 

B  D 

範例】如圖,△ABC 中, AB > AC , AD 為 BC 上中線則(1) Ð BDA 與 Ð CDA 誰大?

(2) Ð BAD 與 Ð CAD 誰大? (3) AB + AC 與 2 AD 誰大?

】(1) 在△BAD 與△CAD 中, BD = CD , AD = AD  且 AB > AC 

∴ Ð BDA> Ð CDA(逆樞紐定理)

(2) 在 AD uuur

上截取 AD = DE ,則△ACD @ △EBD (∵ AD = DE ,

BD

DC 

, Ð ADC= Ð BDE) 在△ABE 中  AB > BE  ( AB > AC  =  BE ) 故 Ð E> Ð BAD。(大邊對大角)

又 Ð E = Ð CAD (∵△ACD @ △EBD),因此 Ð CAD> Ð BAD。

(3) 在△ABE 中 AB  +  BE  =  AB + AC >  AE  = 2 AD 。

特殊直角三角形的邊長比例

【30 -60 -90 三角形的三邊比例】

如圖,△ABC 中,∠A=30 ,∠B=60 ,∠C=90 , 則△ABC 三邊的長度比: 

BC : AC : AB =1:  3 :2。

證明】(1)在 BC 的延長線上取 CD = BC ,連接 AD 。

(2)在△ABC 與△ADC 中

∵ CD = BC ,∠ACB=∠ACD=90  且 AC = AC 

∴△ABC @ △ADC(SAS 全等性質) 。 故∠D=∠B=60  即△ABD 為正三角形。

(3)設 BC =a,則 AB = AD =2a 

由商高定理可知 AC = AB - BC =3a 

∴ AC =  3 a 

故 BC : AC : AB =1:  3 :2 

B  D  C 

E

(8)

30 

60 

B  C 

30 

60 

B  C 

B  C 

A  D 

B  E  C 

【45 -45 -90 三角形的三邊比例】

如圖,△ABC 中,∠A=45 ,∠B=45 ,∠C=90 , 則△ABC 三邊的長度比: 

BC : AC : AB =1:1:  2 。

證明】∵∠A=∠B  =45  ∴設 BC = AC =a  由商高定理可知 AB = AC + BC =2a 

∴ AC =  2 a  故 BC : AC : AB =1:1:  2 

範例】如右圖,將邊長為 4 的正方形 ABCD 剪去 一個直角三角形,則剩下的面積為多少?

解說】連接 CD ,則△CDE 為一 30 -60 -90 的直角三角形 且 CD =4 Þ DE =2, CE =2  3

Þ △CDE=2×2  3 ÷2=2  3 

∴剩下的面積=正方形 ABCD-△CDE 

=4×4-2  3 =16-2  3 

範例】如圖,將△ABC中的B點沿著摺痕 AE 疊合到D點,且 AC 剛好是 DE 的中垂線, 

AB = AE ,∠B=60 ,則∠C是幾度?

解說】△ABE中 AB = AE 且∠B=∠ABE=60 , 故∠AEB=60 (等腰三角形)

△AED中 AB = AD 且∠B=∠D=60 , 故∠AED=60 (等腰三角形)

故∠CEF=180  -∠AEB - ∠AED = 60 

AC 為 DE 的中垂線,即∠EFC=90 

∠C=180 -90 -60 =30 0

(9)

B  C 

C  E 

D  H 

G  F 

D  H 

G  F 

2  3 

B  C 

D  F 

A

D

F

B

50

0 E C

50

0

65

0

50

0

65

0

50

0

範例】如圖,將△ABC中的B點沿著摺痕 AE 疊合到D點,且 AC 剛好是 DE 的中垂線, 

AB = BE ,∠B=50 

,則∠C是幾度?

解說】△ABE中 AB = BE 且∠B=∠ABE=50 

故∠AEB=(180 -50 )/2 = 65  (等腰三角形)

△AED中 DE = AD 且∠B=∠D=50 , 故∠AED=65 (等腰三角形)

故∠CEF=180 -∠AEB-∠AED = 50 

AC 為 DE 的中垂線,即∠EFC=90 

∠C=180 -90 -50 =40 

範例】如圖,∠A=90 , BP 為∠B的角平分線, PD 垂直 BC ,且∠C=36 , AP =5 公分, BC =18公分,則:

(1) ∠BPC=ˉˉˉˉ

(2) △BPC的面積是ˉˉˉˉ平方公分

解說】(1)∠ABD=180 -90 -36 =54 

∠BPC=180 -∠PBC-∠C=180 - 

×54 -36 =117 (2)△BPC= BC × PD × 

∵ PD = PA  故18×5× 

=45(平方公分)。

範例】如圖,有一長方體的盒子, AC = BC =  2 , AD = 2  3 ,其對角線 之夾角∠ABD =?度。

解說】 AB = 2 

BD  = 2  DE  +  BE 

= DE  +  AD  + 

AC 

=2 + 12 + 2 = 16  BD  = 4

△ ABD 的邊長比為;  AB : AD : BD = 2:2  3 :4=1:  3 :2,

故∠ABD =60 度

範例】如圖,四邊形 ABCD、EFGH 皆為平行四邊形,若∠1 =60˚,∠2 =70˚,且

∠H =80˚,則∠ABC = 度。

解說】∠B = ∠D,

∠F = 80˚ = ∠H,

∠3 = 180˚ - ∠1 = 180˚ - 60˚= 120˚

∠4 = 180˚ - ∠2 = 180˚ - 70˚= 110˚

∠D +∠F+∠3+∠4 = 360˚,故∠B = ∠D = 50˚

(10)

C  D 

C  D 

【範例一】 【練習一】

在△ABC 中,已知∠A、∠B、∠C 的對應邊長 分別為 a、b、c,且(a-3) +(b-4) +(c

-x) =0,x 為正整數,則 x 可能的值為何?

解答:

∵(a-3) +(b-4) +(c-x) =0

∴a=3,b=4,c=x 4-3<x<4+3 1<x<7

∴x可能為2、3、4、5、6

在△ABC 中,若 15、7、x-2 表三角形的三邉 長,則 x 可能的正整數解有幾個?

解答:

15-7<x-2<15+7 Þ 8<x<22

x=9、10、11、12、13、14、15、16、

17、18、19、20、21

【範例二】 【練習二】

如附圖, AB = 29, BC = 19, AD = 20, 

CD =16,若 AC =X,且 X 是整數,則 X

有______個。

解答:

29-19<X<29+19 10<X<48

L

1 20-16<X<20+16 4<X<36

L

2 由○ 1 2 Þ 10<X<36

Þ X 有 35-10=25(個)

如附圖, AB =4, BC =7, AD =3, 

CD =2,若 AC 為整數,則 AC =?

解答:

由△ABC 中

7-4< AC <7+4 3< AC <11

L L

1 由△ACD 中

3-2< AC <3+2 1< AC <5

L L

2 由○ 1 2 Þ 3< AC <5

Þ  AC =4

【範例三】 【練習三】

在△ABC 中,AB =  2 +2、BC =4、CA =  3 

+1,請比較∠A、∠B、∠C 的大小關係。(由 大至小排列)

解答:

∵4>  2 +2>  3 +1

∴ BC > AB > CA  因此∠A>∠C>∠B

在△ABC中,若4∠A:5∠B=10:15,∠B:2

∠C=1:6,則 AB 、 BC 、 AC 的大小關係為 何?

解答:

∵4∠A:5∠B=10:15

→∠A:∠B= 

:3=5:6 又∠B:2∠C=1:6

可推∠B:∠C=1:3

∴∠A:∠B:∠C=5:6:18

∴ AB > AC > BC

(11)

B  C 

60 

B  60 

A  D 

B  E  C 

A  E  D  B 

30 

130 

【範例四】 【練習四】

△ ABC 中, AB > BC ,∠A=60 ,試比較 

AB 、 BC 、 AC 之大小。

解答:

Þ △ABC 中, AB > BC Þ ∠C>∠A

∠A+∠B+∠C=180 且∠A=60 0 Þ ∠B+∠C=120 0

Þ ∠C>60 =∠A>∠B 即∠C>∠A>∠B

Þ  AB > BC > AC 

△ ABC 中,∠B=60 ,∠A>∠C,試比較 

AB 、 BC 、 AC 之大小。

解答:

△ABC 中,∠B=60 ,∠A>∠C 且∠A+∠B+∠C=180 0 Þ ∠A>∠B>∠C

Þ BC > AC > AB 

【範例五】 【練習五】

如下圖,將△ABC中的B點沿著摺痕 

AE 

疊合到 D點,且 AC 剛好是 DE 的中垂線, 

AB 

= 

AE 

,∠B=65 ,則∠C是幾度?

解答:

∵ 

AB 

= 

AE 

,故∠B=∠AEB=65  則∠BAE=50 ,又∠BEA=∠DEA=65  故∠CEF=50 

AC 為 DE 的中垂線,即∠EFC=90 

∠C=180 -90 -50 =40 

如下圖,以 AB 為底邊,摺出底邊上的高 

CD ,B 點的對應點為 E,並連接 CE 

(1)若已知∠ACB=130 ,∠B=30 ,則∠ACE

=ˉˉˉˉ度

(2) 若已知 

AD 

=10公分, BD =5公分,CD 

=6公分,則△AEC的面積=ˉˉˉˉ平方公 分

解答:

(1)∠BCD=∠ECD

=90 -30 =60 

∴∠ACE=130 -60 ×2=10  (2) 

DE 

= 

BD 

=5公分

∴ 

AE 

=10-5=5(公分)

△AEC= AE ×CD × 

=5×6× 

=15(平方公分)

(12)

參考文獻

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