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111學年鷺江國中第3次段考數學 第24題 詳解

兩正三角形全等證明與角度計算(兩小題) · 非選 · 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)

答案(1) SAS(CA=CE\overline{CA}=\overline{CE}ACB=ECD\angle ACB=\angle ECDCB=CD\overline{CB}=\overline{CD})(2) AED=50°\angle AED=50°看逐步解析 ↓

題目
如圖,若已知BCD\triangle BCDACE\triangle ACE均為正三角形,
(1) 請證明ABCEDC\triangle ABC\cong\triangle EDC (3分)
(2) 若BAC=110°\angle BAC=110°,則AED\angle AED的度數為多少?(3分)
五個標示點:E在左上、D在頂端(E右上方)、C在左下、B在右下、A在圖形中央偏右。可清楚辨識的線段:E至D(頂邊)、C至B(底邊)、D至B(右側邊);另外C與D之間、E與B之間各有一條線,兩者在A點附近交會而過。

逐步解析

  1. 1

    從兩個正三角形取料

    ACE\triangle ACE 是正三角形,所以 CA=CE\overline{CA}=\overline{CE}ACE=60°\angle ACE=60°BCD\triangle BCD 是正三角形,所以 CB=CD\overline{CB}=\overline{CD}BCD=60°\angle BCD=60°。兩組等邊都從同一個頂點 CC 拉出去,這正是要證全等的兩組對應邊。
  2. 2

    湊出夾角相等

    由圖,從 CC 射出的線段依序是 CB\overline{CB}CA\overline{CA}CD\overline{CD}CE\overline{CE}。於是 BCD=BCA+ACD=60°\angle BCD=\angle BCA+\angle ACD=60°ACE=ACD+DCE=60°\angle ACE=\angle ACD+\angle DCE=60°。兩式裡的 ACD\angle ACD 是同一個角,所以 BCA=60°ACD=DCE\angle BCA=60°-\angle ACD=\angle DCE,也就是 ACB=ECD\angle ACB=\angle ECD
  3. 3

    用 SAS 完成證明

    ABC\triangle ABCEDC\triangle EDC 中:CA=CE\overline{CA}=\overline{CE}ACB=ECD\angle ACB=\angle ECDCB=CD\overline{CB}=\overline{CD},兩邊及其夾角對應相等,由 SAS 全等性質得 ABCEDC\triangle ABC\cong\triangle EDC。這就完成第 (1) 小題。
  4. 4

    把角度搬到 E

    全等的對應頂點是 AAEEBBDDCCCC,所以對應角相等:BAC=DEC\angle BAC=\angle DEC。已知 BAC=110°\angle BAC=110°,因此 DEC=110°\angle DEC=110°
  5. 5

    扣掉正三角形的 60 度

    ACE\triangle ACE 是正三角形,所以 AEC=60°\angle AEC=60°。由圖,EA\overline{EA} 落在 DEC\angle DEC 的內部,於是 AED=DECAEC=110°60°=50°\angle AED=\angle DEC-\angle AEC=110°-60°=50°。兩小題的結果為:(1) 由 CA=CE\overline{CA}=\overline{CE}ACB=ECD\angle ACB=\angle ECDCB=CD\overline{CB}=\overline{CD},依 SAS 得 ABCEDC\triangle ABC\cong\triangle EDC;(2) AED=50°\angle AED=50°
答案
(1) SAS(CA=CE\overline{CA}=\overline{CE}ACB=ECD\angle ACB=\angle ECDCB=CD\overline{CB}=\overline{CD})(2) AED=50°\angle AED=50°

關鍵觀念:#全等三角形 #正三角形 #證明 #角度計算

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常見卡點
第 (1) 小題的關鍵不在找等邊(兩個正三角形直接把 CA=CE\overline{CA}=\overline{CE}CB=CD\overline{CB}=\overline{CD} 送給你),而在把夾角相等說清楚:ACB\angle ACBECD\angle ECD 都是「60°60° 扣掉同一個 ACD\angle ACD」,這種「同加或同減一個公共角」是旋轉型全等題的固定套路。第 (2) 小題最常見的錯誤是把 110°110° 直接當成 AED\angle AED;全等搬過去的是 DEC\angle DEC,還得再扣掉 AEC=60°\angle AEC=60° 才是所求。

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