Chapter 8
ความเท่ากันทุกประการ
Congruence
เมื่อไรที่รูปสองรูปเหมือนกันทุกอย่าง และจะพิสูจน์ได้อย่างไรโดยไม่ต้องวัดครบทุกด้านทุกมุม — เงื่อนไขสั้น ๆ สี่ชุดที่ตัดสินได้ทั้งรูป
- หลักสูตรแกนกลาง / สสวท.
- การวัดและเรขาคณิตเล่ม 2 บทที่ 2
- Common Core (US)
- 8.G, G-CO
- Cambridge
- Lower Secondary Stage 8 — Geometrical reasoning
8.1 ความเท่ากันทุกประการคืออะไร
นิยาม
เท่ากันทุกประการ (Congruent)
รูปสองรูปที่ทับกันสนิทได้พอดี เมื่ออาจต้องเลื่อน หมุน หรือพลิกก่อน · เขียนแทนด้วย
ข้อควรระวัง
ลำดับตัวอักษร มีความหมาย · บอกว่า คู่กับ , คู่กับ , คู่กับ · เขียนสลับลำดับคือประโยคคนละความหมาย และมักทำให้ข้อพิสูจน์ทั้งข้อผิด
- ถ้าสองรูปเท่ากันทุกประการ จะได้อะไรมาฟรี ๆ
- ด้านที่สมนัยกันยาวเท่ากันทั้งสามคู่
- มุมที่สมนัยกันมีขนาดเท่ากันทั้งสามคู่
- พื้นที่และความยาวรอบรูปเท่ากัน
- เชื่อมกับบทที่ 4
- การเลื่อนขนาน สะท้อน และหมุน ให้รูปที่เท่ากันทุกประการเสมอ
- จึงพูดได้ว่า “เท่ากันทุกประการ” คือ “ย้ายไปทับกันได้ด้วยการแปลงในบทที่ 4”
8.2 เงื่อนไขความเท่ากันทุกประการของรูปสามเหลี่ยม
รูปสามเหลี่ยมมีส่วนประกอบ 6 อย่าง (3 ด้าน 3 มุม) แต่ไม่ต้องตรวจครบทั้ง 6 · ตรวจแค่ 3 อย่างที่ถูกชุดก็เพียงพอ
| ชื่อย่อ | ความหมาย | ข้อควรระวัง |
|---|---|---|
| ด.ด.ด. (SSS) | ด้านสามคู่ยาวเท่ากัน | ใช้ได้เสมอ ไม่มีเงื่อนไขเพิ่ม |
| ด.ม.ด. (SAS) | ด้านสองคู่ และมุมระหว่างด้านคู่นั้น | มุมต้องอยู่ ระหว่าง ด้านทั้งสอง |
| ม.ด.ม. (ASA) | มุมสองคู่ และด้านระหว่างมุมคู่นั้น | ด้านต้องอยู่ระหว่างมุมทั้งสอง |
| ม.ม.ด. (AAS) | มุมสองคู่ และด้านที่ไม่อยู่ระหว่างมุม | ด้านต้องเป็นด้านที่สมนัยกันจริง |
ข้อควรระวัง
ม.ม.ม. (AAA) ใช้ไม่ได้ — มุมเท่ากันทั้งสามคู่บอกได้แค่ว่ารูป *คล้ายกัน* ไม่ได้บอกว่าขนาดเท่ากัน · รูปสามเหลี่ยมด้านเท่าเล็กกับใหญ่มีมุม เหมือนกันหมด แต่ไม่เท่ากันทุกประการ
ข้อควรระวัง
ด.ด.ม. ที่มุมไม่อยู่ระหว่างด้าน ใช้ไม่ได้ — เป็นกรณีที่สร้างสามเหลี่ยมได้สองแบบต่างกันจากข้อมูลชุดเดียวกัน ข้อสอบชอบวางกับดักตรงนี้
ตัวอย่าง
และ มี , และ ทั้งสองรูปเท่ากันทุกประการหรือไม่
วิธีทำ
- 1.มุม อยู่ระหว่างด้าน กับ · มุม อยู่ระหว่าง กับ
- 2.จึงเป็นด้าน–มุมระหว่าง–ด้าน ตรงตามเงื่อนไข ด.ม.ด.
ตอบ เท่ากันทุกประการ โดย (ด.ม.ด.)
8.3 กรณีสามเหลี่ยมมุมฉาก
นิยาม
ฉ.ด.ด. (RHS / HL)
สามเหลี่ยมมุมฉากสองรูปที่มี ด้านตรงข้ามมุมฉาก ยาวเท่ากัน และมีด้านประกอบมุมฉากอีกหนึ่งคู่ยาวเท่ากัน จะเท่ากันทุกประการ
ทำไมถึงเป็นแบบนั้น
ทำไมกรณีมุมฉากจึงยกเว้นกฎ “ด.ด.ม. ใช้ไม่ได้” ได้? เพราะเมื่อรู้ด้านสองด้านในสามเหลี่ยมมุมฉาก ทฤษฎีบทพีทาโกรัสคำนวณด้านที่สามได้ ค่าเดียว ความกำกวมที่เป็นปัญหาในกรณีทั่วไปจึงหายไป
ตัวอย่าง
สามเหลี่ยมมุมฉากสองรูปมีด้านตรงข้ามมุมฉากยาว 13 เท่ากัน และมีด้านประกอบมุมฉากยาว 5 เท่ากัน จงอธิบายว่าเหตุใดจึงเท่ากันทุกประการ
วิธีทำ
- 1.ด้านที่เหลือของทั้งสองรูปคือ เท่ากัน
- 2.จึงมีด้านเท่ากันครบสามคู่
ตอบ เท่ากันทุกประการตามเงื่อนไข ฉ.ด.ด. (ซึ่งย้อนกลับไปเป็น ด.ด.ด. ได้)
8.4 การนำความเท่ากันทุกประการไปใช้
โครงของข้อพิสูจน์ที่ใช้ความเท่ากันทุกประการ
- 1เขียนสิ่งที่โจทย์กำหนดให้ลงมาก่อนทั้งหมด
- 2หาสิ่งที่ได้มาฟรีจากรูป เช่นด้านร่วม มุมตรงข้าม มุมฉากที่ระบุไว้
- 3จับคู่ให้ครบสามอย่างตามเงื่อนไขข้อใดข้อหนึ่ง แล้วระบุชื่อเงื่อนไข
- 4สรุปว่าสองรูปเท่ากันทุกประการ
- 5ใช้ข้อสรุปนั้นดึงด้านหรือมุมที่โจทย์ถามออกมา
- ของที่ได้มาฟรีจากรูป และนักเรียนมักมองข้าม
- ด้านร่วม — ด้านที่สองรูปใช้ร่วมกัน ย่อมยาวเท่ากับตัวเอง
- มุมตรงข้าม ที่เกิดจากเส้นตรงสองเส้นตัดกัน มีขนาดเท่ากัน
- ถ้ามีจุดกึ่งกลาง ด้านสองข้างของจุดนั้นยาวเท่ากัน
ตัวอย่าง
และ ตัดกันที่จุด ซึ่งเป็นจุดกึ่งกลางของทั้งสองเส้น จงแสดงว่า
วิธีทำ
- 1. เพราะ เป็นจุดกึ่งกลางของ
- 2. เพราะ เป็นจุดกึ่งกลางของ
- 3. เพราะเป็นมุมตรงข้ามที่เกิดจากเส้นตรงสองเส้นตัดกัน
- 4.มุมที่เท่ากันอยู่ระหว่างด้านสองคู่ที่เท่ากันพอดี
ตอบ ตามเงื่อนไข ด.ม.ด.
เคล็ดลับ
ระบายสีหรือทำเครื่องหมายบนรูปทุกครั้งที่พบด้านหรือมุมที่เท่ากัน · ข้อพิสูจน์เรขาคณิตส่วนใหญ่ที่ตันไม่ได้ตันเพราะคิดไม่ออก แต่เพราะ มองไม่เห็นสิ่งที่มีอยู่แล้วในรูป
🎯 Key takeaways
- เท่ากันทุกประการคือทับกันสนิทได้ · ลำดับตัวอักษรในสัญลักษณ์ บอกคู่ที่สมนัยกัน
- เงื่อนไขที่ใช้ได้คือ ด.ด.ด. · ด.ม.ด. · ม.ด.ม. · ม.ม.ด. และ ฉ.ด.ด. สำหรับสามเหลี่ยมมุมฉาก
- ม.ม.ม. ใช้ไม่ได้ เพราะบอกได้แค่ว่ารูปคล้ายกัน ไม่ได้บอกขนาด
- ใน ด.ม.ด. มุมต้องอยู่ระหว่างด้านทั้งสองเสมอ มิฉะนั้นสร้างได้สองรูป
- ด้านร่วมและมุมตรงข้ามคือของฟรีในรูป ที่ทำให้ข้อพิสูจน์ครบเงื่อนไขได้
Read it — now practise it
Generate a worksheet on this topic, or sit a timed mock paper.