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111學年鷺江國中第3次段考數學 第13題 詳解

等腰三角形垂直證明填空 · 單選 · 題目出處:111 學年度第 1 學期第 3 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
已知:如右圖,ABC\triangle ABC中,AB=AC\overline{AB}=\overline{AC}BD=CD\overline{BD}=\overline{CD}。求證:ADBC\overline{AD}\perp\overline{BC}
證明:
(1) AB=AC\overline{AB}=\overline{AC}BD=CD\overline{BD}=\overline{CD}AD=AD\overline{AD}=\overline{AD}
(2) ABDACD\triangle ABD\cong\triangle ACD(SSS全等性質)
(3)  (甲) 
(4) 故ADBC\overline{AD}\perp\overline{BC}
請問甲應填入下列何者,可得完整的證明?
(A) 1=2\angle1=\angle2
(B) ADBC\because\overline{AD}\perp\overline{BC}1=2=90°\therefore\angle1=\angle2=90°
(C) B=C\because\angle B=\angle C1=2\therefore\angle1=\angle2
(D) 1=2\because\angle1=\angle2,又1+2=180°\angle1+\angle2=180°1=2=90°\therefore\angle1=\angle2=90°
三角形ABC,A在上方、B左下、C右下;D在底邊BC上(B、C之間),並畫出線段AD;D點左側標示角「1」(∠ADB)、右側標示角「2」(∠ADC)。

答案(D)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    看清楚證明缺哪一塊

    第 (2) 步已經證出 ABDACD\triangle ABD\cong\triangle ACD,第 (4) 步要下的結論是 ADBC\overline{AD}\perp\overline{BC},也就是要說明圖上的 1\angle12\angle2 都是 90°90°。所以 (甲) 這一格的任務,就是把「全等」一路接到「90°90°」。
  2. 2

    全等先給出兩角相等

    ABDACD\triangle ABD\cong\triangle ACD,對應角相等,所以 ADB=ADC\angle ADB=\angle ADC,也就是圖上的 1=2\angle1=\angle2。但這只說明兩個角一樣大,還沒說明它們是直角——兩個 60°60° 的角也相等,卻不垂直。
  3. 3

    補上平角才鎖死 90 度

    DD 在線段 BC\overline{BC} 上,所以 1\angle12\angle2 合起來剛好是一個平角:1+2=180°\angle1+\angle2=180°。再配上 1=2\angle1=\angle2,得 21=180°2\angle1=180°,所以 1=2=90°\angle1=\angle2=90°,這才推得出 ADBC\overline{AD}\perp\overline{BC}
  4. 4

    逐項刷過選項

    (A) 只寫到 1=2\angle1=\angle2,缺了平角這一步,推不到 90°90°。(B) 直接拿 ADBC\overline{AD}\perp\overline{BC} 當作理由,可是那正是第 (4) 步要證的結論,變成循環論證。(C) 由 B=C\angle B=\angle C 得不到 1=2=90°\angle1=\angle2=90°,而且這裡該引用的是全等的對應角,不是底角。只有 (D) 同時寫出「1=2\angle1=\angle2」與「1+2=180°\angle1+\angle2=180°」,把兩件事都補齊,故選 (D)。
答案
(D)

關鍵觀念:#全等三角形 #等腰三角形 #證明

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常見卡點
最多人選 (A),因為 1=2\angle1=\angle2 看起來就是全等該給的結論。但「兩角相等」離「垂直」還差一步:必須說明這兩個角是同一個平角被分成的兩份,1+2=180°\angle1+\angle2=180°,才能推出各為 90°90°。寫幾何證明時,每寫一句都要問自己「這句是從哪個已知或哪條定理來的」;像 (B) 那樣把待證的結論搬來當理由,是證明題裡最嚴重的錯誤。

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