所有的三角形都是等邊三角形?著名的數(shù)學(xué)偽證
初中時(shí)我曾在《重難點(diǎn)手冊》上看到了一個(gè)證明“所有的三角形都是等邊三角形”,看完后我震驚了好久沒能找到破綻,直到自己動(dòng)手作圖嘗試了一下(當(dāng)年書上沒有提供答案)。
在此不得不感慨,紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。

這道題目是這樣的:
根據(jù)示意圖,對于一個(gè)任意三角形?△ABC,通過其一個(gè)頂點(diǎn)A做∠BAC?的角平分線AO,它與邊BC的中垂線相交于點(diǎn)O,而且點(diǎn)D是BC的中點(diǎn)。下面開始證明AB=AC

為了證明AB=AC,我們需要一些輔助線。連接OB以及OC,并且通過O點(diǎn)做AB和AC的垂線,分別相交于點(diǎn)E和點(diǎn)F。如下圖所示:


我們先來證明?△OAE?∠OAF?(三角形OAE和三角形OAF全等)
由于AO是角平分線,所以?∠OAE=∠OAF
這兩個(gè)三角形共用AO這條邊
這兩個(gè)三角形都是直角三角形(?OE⊥AB?,?OF⊥AC?)
所以我們可以得出?△OAE?∠OAF?(確實(shí)全等)
那么就有 AE=AF

下面我們來證明?△OEB?∠OFC?(三角形OEB和三角形OFC全等)
因?yàn)?△OAE?∠OAF
所以 OE=OF
然后因?yàn)镺D是BC的中垂線,所以 OB=OC
最后這兩個(gè)三角形都是直角三角形 (?OE⊥AB?,?OF⊥AC?)
所以?△OEB?∠OFC?(確實(shí)全等)
那么我們就有 BE=FC
( 這里你可能會(huì)覺得角邊邊不能用來判定兩個(gè)三角形全等
實(shí)際上角邊邊確實(shí)不能判定兩個(gè)非直角三角形全等,但是可以用來判定兩個(gè)直角三角形全等,這是HL!
而這里,是直角三角形,所以證明沒有問題
如果你依然不能理解的話,我有兩個(gè)建議
請復(fù)習(xí)一下全等三角形的部分
請自行運(yùn)用三角函數(shù)來判斷一下 )

最后證明 AB=AC
因?yàn)?AB=AE+BE, AC=AF+FC
而且 AE=AF, BE=FC
所以AB=AC
然后我們通過類似的方法,通過另一個(gè)頂角做角平分線的方法,可以證明AB=BC=AC
由于這是一個(gè)任意三角形,所以我們可以得出任何三角形都是等邊三角形

揭秘開始:
當(dāng)時(shí)的我,一開始沒有當(dāng)回事。但是當(dāng)我一遍又一遍地審閱其中的證明時(shí)卻傻眼了——我居然沒看出問題!此外,對于這道思考題,《重難點(diǎn)手冊》居然還沒有解答!
無奈之下,我拿出了直尺和圓規(guī),決定親手作圖來看看其中的玄機(jī)。一畫完圖,我就意識(shí)到了其中的玄機(jī)——第一步就把我給糊弄了,非等腰三角形的角平分線和對邊的中垂線的交點(diǎn),并不在三角形內(nèi)部,而是在三角形外部?。ǘ鴮τ诘妊切危瑒t這兩條線重合)

所以后續(xù)就是,確實(shí) AE=AF,確實(shí) BE=FC
但是 AB=AE+BE,而 AC=AF-FC
所以?AB≠AC?——而BE和AB的比值大概可以反映偏離等腰三角形的程度吧
并不是所有的三角形都是等邊三角形
實(shí)際上這個(gè)證明方法可以被用來作為反證法,用于證明
為何非等腰三角形的角平分線和對邊中垂線交點(diǎn)在三角形外;
為何三角形的角平分線一定在垂線和中線之間。
我很感謝這道題,很感謝它沒有給我答案,從而逼迫了我自己去找尋這么有意思的事情。
#寶藏圖文up主扶持計(jì)劃#
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