Sui tre lati di un triangolo isoscele ABC costruisci, esternamente, tre triangoli equilateri ABP, BCQ, CAR.
Come puoi classificare il triangolo PQR rispetto ai lati?
Dimostra
Sui tre lati di un triangolo isoscele ABC costruisci, esternamente, tre triangoli equilateri ABP, BCQ, CAR.
Come puoi classificare il triangolo PQR rispetto ai lati?
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Guarda la figura per comprendere al meglio la dimostrazione che segue, ho evidenziato gli elementi congruenti corrispondenti con lo stesso colore. L'ampiezza di $\theta$ e $\theta '$ è casuale, il ragionamento vale a prescindere dalle particolarità del triangolo isoscele di partenza.
Il triangolo isoscele di partenza $ABC$ ha i lati obliqui congruenti $\overline{AB} \cong \overline{CB}$, costruendo i triangoli equilateri richiesti vediamo che gli angoli $\beta \cong \beta '$ sono congruenti perché i triangoli di cui fanno parte sono congruenti per il terzo criterio di congruenza$^{[1]}$ (sono inoltre triangoli equilateri quindi equiangoli con angoli di $60^{\circ}$).
Gli angoli $\epsilon \cong \epsilon '$ sono congruenti perché angoli di un triangolo equilatero, e quindi sono anch'essi congruenti a $\beta \cong \beta '$, mentre gli angoli in nero $\theta \cong \theta '$ sono congruenti perché angoli alla base del triangolo isoscele $ABC$, quindi $\beta + \theta + \epsilon \cong \beta ' + \theta ' + \epsilon'$.
L'angolo $\kappa$ esplementare agli angoli consecutivi $\beta + \theta + \epsilon$ è congruente all'angolo $\kappa '$ esplementare agli angoli consecutivi $\beta ' + \theta ' + \epsilon'$ (poiché gli angoli consecutivi sono congruenti anche gli esplementari sono congruenti), quindi i triangoli $APR \cong QCR$ sono congruenti per il primo criterio di congruenza$^{[2]}$ (dato che $\overline{AP} \cong \overline{CQ}$ perché lati di triangoli equilateri congruenti, mentre $\overline{AR} \cong \overline{CR}$ perché lati dello stesso triangolo equilatero e come abbiamo dimostrato $\kappa \cong \kappa '$).
Segue infine che $\overline{PR} \cong \overline{QR}$ perché lati corrispondenti di triangoli congruenti, quindi in relazione alla base $\overline{PQ}$, il triangolo $PQR$ è un triangolo isoscele.
[1] Terzo criterio di congruenza dei triangoli:
Due triangoli sono congruenti se hanno tutti i lati congruenti tra loro.
[2] Primo criterio di congruenza dei triangoli:
Due triangoli sono congruenti se hanno due lati corrispondenti congruenti e gli angoli tra di essi compresi congruenti.