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112學年鷺江國中第3次段考數學 第6題 詳解

角平分線上全等三角形補充條件 · 單選 · 題目出處:112 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
如圖(五),已知 PP 點在 ABC\angle ABC 的角平分線 LL 上,若再搭配下列哪一個選項後,無法證明 BPMBPN\triangle BPM\cong\triangle BPN
(A) BM=BN\overline{BM}=\overline{BN} (B) PM=PN\overline{PM}=\overline{PN} (C) BMP=BNP\angle BMP=\angle BNP (D) BPM=BPN\angle BPM=\angle BPN
∠ABC 頂點為 B(左下角),一邊 BA 向右上延伸(M 在 BA 上),另一邊 BC 水平向右延伸(N 在 BC 上、C 在 N 右側);角平分線由 B 出發、介於 BA 與 BC 之間向右上延伸標為 L,P 在這條角平分線上。圖中畫出 M 到 P 與 P 到 N 兩條線段。圖上沒有任何直角記號——PN 看起來接近鉛直,但並未標示垂直。
圖(五)

答案(B)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    先盤點已經有的條件

    PPABC\angle ABC 的角平分線 LL 上,所以 MBP=NBP\angle MBP=\angle NBP;又 BP\overline{BP}BPM\triangle BPMBPN\triangle BPN 的公共邊,BP=BP\overline{BP}=\overline{BP}。也就是說,還沒補任何選項之前,我們已經有「一組角+一組邊」,而且這個邊正好是那組角的其中一邊。
  2. 2

    試 (A) 和 (D)

    (A) 若補上 BM=BN\overline{BM}=\overline{BN},則有 BM=BN\overline{BM}=\overline{BN}MBP=NBP\angle MBP=\angle NBPBP=BP\overline{BP}=\overline{BP},相等的角夾在兩組相等的邊中間,符合 SAS 全等性質。(D) 若補上 BPM=BPN\angle BPM=\angle BPN,則有 MBP=NBP\angle MBP=\angle NBPBP=BP\overline{BP}=\overline{BP}BPM=BPN\angle BPM=\angle BPN,相等的邊夾在兩組相等的角中間,符合 ASA 全等性質。這兩個都證得出來。
  3. 3

    試 (C)

    (C) 若補上 BMP=BNP\angle BMP=\angle BNP,配上原有的 MBP=NBP\angle MBP=\angle NBP,兩三角形已有兩組對應角相等;再加上公共邊 BP\overline{BP}——它在 BPM\triangle BPM 中是 BMP\angle BMP 的對邊,在 BPN\triangle BPN 中是 BNP\angle BNP 的對邊,位置對應得上,符合 AAS 全等性質,也證得出來。
  4. 4

    找出行不通的那一個

    (B) 若補上 PM=PN\overline{PM}=\overline{PN},我們手上是 BP=BP\overline{BP}=\overline{BP}PM=PN\overline{PM}=\overline{PN} 兩組邊,加上 MBP=NBP\angle MBP=\angle NBP 這組角;但這個角並不夾在 BP\overline{BP}PM\overline{PM} 之間,排法是「邊、邊、角」。SSA 不是全等性質:以 PP 為圓心、PN\overline{PN} 為半徑畫弧,這個弧通常會和 BA\overrightarrow{BA} 交在兩個不同的點,MM 的位置不唯一,兩個三角形不見得全等。故選 (B)。
答案
(B)

關鍵觀念:#角平分線 #三角形全等

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常見卡點
很多人一看到 PM=PN\overline{PM}=\overline{PN},馬上聯想到「角平分線上的點到兩邊等距」這條性質,就認定 (B) 一定成立。但那條性質講的是「到兩邊的垂直距離」相等,前提是 PMBA\overline{PM}\perp\overrightarrow{BA}PNBC\overline{PN}\perp\overrightarrow{BC};圖(五)裡並沒有標出任何直角記號,PM\overline{PM}PN\overline{PN} 只是兩條普通線段。少了垂直這個前提,PM=PN\overline{PM}=\overline{PN} 就只是 SSA,證不出全等。

還是卡住嗎?

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