㉒ 『 直角三角形の合同条件 』 | 学力の創造と向上 高校・大学受験は通過点

学力の創造と向上 高校・大学受験は通過点

学力の創造と向上において
何が必要か・何が障害になるのか
などについて考えます
  さらに、必要なものをいろいろ提供してゆきます 

      ㉒ 『 直角三角形の合同条件 』

  【 直角三角形 の 合同条件 】
  2つの直角三角形は、次の2つの場合に合同である。
  1⃣ 「 斜辺 と 1つの鋭角 が、それぞれ等しいとき 」
  2⃣ 「 斜辺 と 他の1辺 が、それぞれ等しいとき 」

   1⃣ を証明しましょう。
  ○ 次の 
[    ] に、適切な語句・式などを入れてください。

  「 斜辺 と 1つの鋭角 が、それぞれ等しいとき、2つの直角三角形は 合同である。」 を証明します。

  必ず、2つの直角三角形を描いて、
  等しい斜辺 と 等しい1つの鋭角 を押さえましょう。

  [ 仮定 ] : [ 斜辺 ] と1つの[ 鋭角 ] がそれぞれ等しい2つの[ 直角三角形 ] がある。
   結論  : その2つの直角三角形は 
[ 合同 ] である。
  よって、
   斜辺と1つの鋭角がそれぞれ等しい2つの直角三角形 について考えます。
   根拠・主張として使える情報は 
[ 4 ] つ。

    「斜辺と1つの鋭角がそれぞれ等しい」 より、
      ・ 
[ 斜辺 ] が等しい 。(仮定)
             と
      ・ 1つの 
[ 鋭角 ] が等しい 。(仮定)
          これ と 「2つの直角三角形」 より、
           ・ 1つの角が 
[ 直角 ] で等しい 。(定義、概念)
           ・ ともに内角の和は 
[ 180 ] °。(既に正しいと認められたこと)
          ゆえに、
           もう1つの 
[ 鋭角 ] も等しくなる

  さあ、証明しましょう。

        ( 証明 )
        ∠B C A = 90°の △A B C と ∠E F D = 90°の △D E F がある。
        AB = DE , ∠A B C = ∠D E F とする。

           △A B C と △D E F について
   
根拠      仮定より、
   主張         
[ AB = DE ]    ・ ・ ・ ①
   主張       
∠A B C = ∠D E F  ・ ・ ・ ②

   
根拠      仮定より、
             [ ∠A B C = ∠D E F ]
              ∠B C A = ∠E F D = [ 90 ] °
            三角形の内角の和は180°だから、
              ∠C A B = 180°- ∠A B C - ∠B C A
              ∠F D E = 180°- ∠D E F - ∠E F D

   主張      よって、
             
[ ∠C A B = ∠F D E ] ・ ・ ・ ③

            ①, ②, ③ より、
  合同条件     
[ 1辺とその両端の角がそれぞれ等しい ] から、
            △A B C ≡ △D E F である。

           以上より、
           
[ 斜辺と1つの鋭角がそれぞれ等しい ] 2つの直角三角形は合同である。
                                                ( 証明終わり )

 2つの直角三角形は、次の2つの場合に合同である。
 1⃣ 「 斜辺 と 1つの鋭角 が、それぞれ等しいとき 」
 2⃣ 「 斜辺 と 他の1辺 が、それぞれ等しいとき 」

では、つぎに2⃣
 を証明しましょう。
 次の [    ] に、適切な語句・式などを入れてください

 「 斜辺 と 他の1辺 が、それぞれ等しいとき、2つの直角三角形は 合同である。」 を証明します。

 まず、2つの直角三角形を描いて、
 等しい斜辺 と 等しい他の1辺 を押さえましょう。

 仮定   : [    ] と[       ] がそれぞれ等しい2つの直角三角形がある。
[    ] : その [             ] は [    ] である。
よって、
 斜辺と他の1辺がそれぞれ等しい2つの直角三角形 について考えます。

1⃣ では、
1つの[    ][    ] と 内角の和[    ]°の3つの情報 から もう1つの[    ]が等しい ことがわかった。

ところが、
この2⃣では、
角についての情報は、「 直角 」 と 「 内角の和180°」 の2つ。
辺についての情報は、「斜辺が等しい」 と 「他の1辺が等しい」 の2つ。
これらの情報から、
もう1つの他の辺 や 1つの鋭角 についてわかることは、今のところなし
だから、
テクニカルな方法で証明することになります。

        ( 証明 )
        ∠B C A = 90°の △A B C と ∠E F D = 90°の △D E F がある。
        AB = DE , CA = FD とする。

         △A B C と △D E F について
 根拠      仮定より、
 主張          
[       ]            ・ ・ ・ ①
 主張      
[              
] = 90°    ・ ・ ・ ②

 根拠      仮定より、
          CA = FD なので、
          ( 必要なら △D E F を 線分FD について対称移動させ ( FDを軸にしてひっくり返し )、)
          △A B C と △D E F を
          辺CA と 辺FD が 一致するように くっつける
          すると、
          ∠B C A = ∠E F D = 90°より、
          ∠B C A + ∠E F D =
[    ] °だから、
          点B, C(F), E は、一直線上に存在することになり、△A(D) B E ができる
          そして、
          この△A(D) B E は、AB = A(D)E の
[          ]である。   (定義)
          二等辺三角形は、
[    が等しいから、                (性質)
          ∠A B E = ∠A(D) E B
          すなわち、
          
[              ]
 ・ ・ ・ ③

          ①, ②, ③ より、
合同条件     
[                        ] 直角三角形 だから、
          △A B C ≡ △D E F である。

         以上より、
         
斜辺 と [       ] がそれぞれ等しい2つの直角三角形は合同である。
                                              ( 証明終わり )


次回の ㉓
 『 直角三角形の合同条件2 』 に続きます。