Один из самых популярных «ловушечных» вопросов в школьной геометрии звучит так:
«Верно ли, что внешний угол треугольника всегда больше любого внутреннего угла, не смежного с ним?»
Краткий ответ – нет, не всегда․ Ниже – подробное объяснение, теоремы, наглядные примеры и типичные ошибки․
Что такое внешний угол треугольника?
Внешний угол образуется при продолжении одной из сторон треугольника за её вершину․
Именно он и является смежным с соответствующим внутренним углом треугольника․
- У треугольника всего три пары «внутренний + внешний» углов․
- Внешний и смежный внутренний угол всегда в сумме дают 180° (как любые смежные углы)․
- Сумма внешних углов треугольника (по одному у каждой вершины) равна 360°․
Ключевая теорема: свойство внешнего угла
Теорема․
Внешний угол треугольника равен сумме двух внутренних углов, ему не смежных․
Обозначения:
— α, β, γ – внутренние углы треугольника;
— γ′ – внешний угол при вершине C, то есть γ′ = 180° – γ․
По теореме: γ′ = α + β․
Следствие для сравнения
Из γ′ = α + β очевидно, что γ′ > α и γ′ > β, потому что любой внутренний угол положителен (0° < α,β < 180°)․
Но это верно только по отношению к углам, ему не смежным!
Почему же «да или нет»?
Фраза «внешний угол больше не смежного с ним внутреннего угла» легко превращается в ложное утверждение, если забыть про смежный внутренний угол․
Ошибка формулировки
Неверная интерпретация:
«Внешний угол больше любого другого внутреннего угла треугольника» – ложь, если под «другим» понимается в т․ч․ и смежный․
Ведь смежный внутренний угол наоборот дополняет внешний до 180°, а не меньше его․
Чёткая формулировка – уже истина
Правильная формулировка:
«Внешний угол треугольника больше каждого из двух внутренних углов, не смежных с этим внешним» – истина․
Иллюстрация на числах
Возьмём остроугольный треугольник:
- ∠A = 40°
- ∠B = 60°
- ∠C = 80°
Внешний угол при вершине C:
γ′ = 180° – 80° = 100°․
Сравниваем:
— 100° > 40° (истина)
— 100° > 60° (истина)
— но 100° не сравниваем с 80°, потому что 80° – смежный угол, а не «не смежный»․
Теперь тупоугольный треугольник:
- ∠A = 20°
- ∠B = 30°
- ∠C = 130°
Внешний угол при вершине C: γ′ = 180° – 130° = 50°․
Снова сравниваем только с 20° и 30°:
50° > 20° и 50° > 30° – оба неравенства выполняются․
| Вопрос | Ответ | Комментарий |
|---|---|---|
| Внешний угол всегда больше любого внутреннего угла? | Нет | Не больше смежного внутреннего угла |
| Внешний угол всегда больше двух не-смежных внутренних углов? | Да | Следствие из теоремы |
Мини-чек-лист для ученика
- Уточняй, какие именно углы называют «не смежными»․
- Не забывай: внешний угол + смежный внутренний = 180°․
- Используй формулу γ′ = α + β для быстрой проверки․
Геометрические формулировки требуют точности․
Коротко:
— Да, внешний угол больше двух не-смежных внутренних;
— Нет, внешний угол не больше смежного с ним внутреннего․
Запомните разницу – и «ловушки» на ЕГЭ и олимпиадах больше не страшны!