分类:直角三角形锐角可以取任意小定理

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定义和含义

直角三角形锐角可以取任意小定理,指的是,对于任意一个直角三角形来说,其中的一个锐角可以任意小,也就是小于任意的给定的 (记作 [math]\displaystyle{ \angle \theta }[/math]) ,同时也意味着,另一个锐角可以无限接近[math]\displaystyle{ 90^{\circ} }[/math]

层次标注

在这里,它属于第二层知识,即学科概念。

辅助理解的解释

直角三角形锐角任意小

(图片来源于《小学数学这样学》[1])

我们用图中的例子来具体说明,就是在直角三角形 [math]\displaystyle{ \triangle P Q C }[/math] 中, 其中的一个锐角(例如[math]\displaystyle{ \angle C Q P }[/math]) 可以任意小, 也就是小于任意的给定的角 (记作 [math]\displaystyle{ \angle \theta }[/math]) 。 这也意味着另一个锐角 ([math]\displaystyle{ \angle C P Q }[/math]) 可以无限接近 [math]\displaystyle{ 90^{\circ} }[/math] [1]

对这个定理进行数学证明

这个定理的证明基于三角形内角外角定理等腰三角形底角相等定理三角形内角和公理。 以下是摘自《小学数学这样学》的证明内容[1]

证明:对于图中所示的情况,给定顶点 [math]\displaystyle{ C }[/math] 和直角边射线 [math]\displaystyle{ C P }[/math], [math]\displaystyle{ C Q }[/math] , 我们取 [math]\displaystyle{ C P=C Q }[/math] 。 可以证明这个时候直角三角形 [math]\displaystyle{ \triangle P Q C }[/math] 为直角等腰三角形, 其两个锐角为 [math]\displaystyle{ 45^{\circ} }[/math] 。如果这个 [math]\displaystyle{ 45^{\circ} }[/math] 已经满足要求, 也就是小于给定的 [math]\displaystyle{ \angle \theta }[/math] , 则 [math]\displaystyle{ \triangle P Q C }[/math] 中的 [math]\displaystyle{ \angle C Q P }[/math] 就是满足要求的锐角。

如果这个 [math]\displaystyle{ 45^{\circ} }[/math]不满足要求, 我们来作下面的尺规作图来把 [math]\displaystyle{ \angle C Q P }[/math] 得到直角三角形 [math]\displaystyle{ \triangle P Q_{1} C }[/math] 。我们有 [math]\displaystyle{ \angle C Q_{1} P=\frac{1}{2} \angle C Q P }[/math] 。其原因是 [math]\displaystyle{ \triangle P Q Q_{1} }[/math] 是一个等腰三角形, 两个底角相等。同时, 利用三角形外角等于两个不相邻的内角之和, 我们得到, 外角等于两倍的内角, 也就 是 [math]\displaystyle{ 2 \angle C Q_{1} P=\angle C Q P }[/math]

如果这个缩小了一半的锐角已经小于 [math]\displaystyle{ \angle \theta }[/math] , 则 [math]\displaystyle{ \angle C Q_{1} P }[/math] 就是满足条件的锐角。

如果不满足, 我们重复上面的尺规作图, 再一次把这个锐角缩小一半。不断地缩小一半, 我们总是能够找到满足条件的锐角。

  1. 1.0 1.1 1.2 吴金闪,《小数数学这样学》,浙江人民出版社,2023, http://www.systemsci.org/jinshanw/books

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