三角形的边:能不能围成
讲解
拿三根小棒摆三角形,你会发现并不是随便三根都能摆成:两根短的加起来如果还不如第三根长,两条短边「够不着」第三边的两端。下面这个实验台可以随便拖三条边的长度,能围成时它画三角形,围不成时它把两条短边接起来和最长边比长短——一眼就能看出差多少。
为什么一定是「大于」,不能是「等于」?因为两点之间线段最短:从 A 到 B 走折线(经过 C)一定比走直线长。当折线长度恰好等于直线时,C 就落在 AB 上,三点共线,图形退化成一条线段,不再是三角形。这条「两点之间线段最短」是初中几何最基础的公理,三边关系就是它的直接推论。
- 判断能否组成三角形:最短两边之和 > 最长边 → 能;≤ → 不能
- 已知两边 3 和 8,第三边 x 的范围:8 − 3 < x < 8 + 3,即 5 < x < 11
- 等腰三角形分类讨论时,先用三边关系筛掉不成立的情况(腰太短会围不成)
- 求周长最小值/最大值类题目,答案往往卡在「差」与「和」这两个端点上
现实里能做什么
自行车车架为什么是三角形
自行车、屋顶桁架、高压电塔、摄像机三脚架,骨架里全是三角形。原因就是「稳定性」:三根杆的边长一旦确定,夹角就再也变不了,所以怎么骑都不会散架。而伸缩门、晾衣架故意用平行四边形——边定死了,角还能变,所以能伸能缩。工程上「要稳就加斜撑」这句话,数学根据就是三边关系。
知识要点
- 定义:由不在同一直线上的三条线段首尾顺次相接组成的图形叫三角形
- 三边关系:任意两边之和大于第三边;任意两边之差小于第三边
- 判断技巧:只需比较「最短两边之和」与「最长边」,不必三个不等式都算
- 已知两边求第三边范围:|a − b| < c < a + b
- 三角形具有稳定性(边长定了形状就定了),四边形没有
典型例题(点击展开题解)
例 1下列长度的三条线段能否组成三角形?(1)3 cm、4 cm、5 cm;(2)…
下列长度的三条线段能否组成三角形?(1)3 cm、4 cm、5 cm;(2)2 cm、3 cm、6 cm;(3)5 cm、5 cm、10 cm。
- 方法:只比较「最短两边之和」与「最长边」。短 + 短 > 长
- 第(1)组:3 + 4 = 7 > 5:能组成三角形
- 第(2)组:2 + 3 = 5 < 6:不能组成三角形
- 第(3)组:5 + 5 = 10,恰好等于最长边,三点会共线:不能组成三角形(退化成一条线段)
- 结论:只有(1)能组成三角形。注意「等于」也不行,必须是严格大于。
只有(1)能组成三角形
例 2三角形的两边长分别为 5 和 9,第三边长为 x,求 x 的取值范围。
三角形的两边长分别为 5 和 9,第三边长为 x,求 x 的取值范围。
- 两边之和大于第三边:x < 5 + 9 = 14
- 两边之差小于第三边:x > 9 − 5 = 4
- 两个条件同时成立:4 < x < 14
- 若 x 是整数,可取 5 到 13,共 9 个值;若是等腰三角形,则 x 只能取 5 或 9。
4 < x < 14
例 3等腰三角形的两边长分别为 3 和 7,求它的周长。
等腰三角形的两边长分别为 3 和 7,求它的周长。
- 要分两种情况讨论:3 是腰,或 7 是腰。
- 若腰为 3,则三边为 3、3、7,检验:3 + 3 = 6 < 7,不能组成三角形
- 所以腰只能是 7,三边为 7、7、3,检验:7 + 3 = 10 > 7,成立
- 周长:7 + 7 + 3 = 17
- 记住这类题的顺序:先分类,再用三边关系筛掉不成立的,最后才算周长。漏掉检验是丢了「等腰」二字的陷阱分。
周长为 17