Подготовка к школе
1 класс
2 класс
3 класс
4 класс
5 класс
6 класс
7 класс
8 класс
9 класс
10 класс
11 класс
ОГЭ
ЕГЭ
Для всех
Назад

Задачи на доказательство: признаки равенства треугольников

Содержание

Вы знаете первый признак равенства треугольников, а также второй и третий признаки. В этом уроке научимся применять их в задачах на доказательство: находить на чертеже нужную пару треугольников, обосновывать каждый шаг и записывать решение так, как его проверяют на ОГЭ. В материалах ФИПИ для экспертов ОГЭ 2026 года одна и та же задача № 24 решена по-разному: одно решение оценено в 2 балла, другое — в 0 баллов; почему — разберем в конце урока.

Признак вместо кальки: как устроено доказательство

Начнем с задачи. Отрезки $MN$ и $PK$ пересекаются в точке $O$, и точка $O$ — середина каждого из них. Докажите, что $MP = NK$.

Перерисуйте треугольник $MOP$ на кальку и поверните кальку вокруг точки $O$ на пол-оборота. Кажется, что он ляжет на треугольник $NOK$: $M$ на $N$, $P$ на $K$. Но в задаче кальки нет, а «кажется» — не довод. Признак равенства — это гарантия, что наложение удастся, без самого наложения. Достаточно найти три пары равных элементов, которые подходят под один из признаков, и для каждой назвать причину.

Задача 1. Слева условие: отрезки MN и PK пересекаются в точке O, MO = ON, PO = OK, нужно сравнить MP и NK. Справа треугольники MOP и NOK: две пары сторон равны, углы MOP и NOK вертикальные
Отрезки $MP$ и $NK$ лежат в треугольниках $MOP$ и $NOK$: две пары сторон даны в условии, третья пара — вертикальные углы при точке $O$

Отрезки $MP$ и $NK$ — стороны треугольников $MOP$ и $NOK$. Две пары сторон дает условие, третью пару — вертикальные углы при точке $O$. Так устроено почти каждое доказательство равенства отрезков или углов.

Метод

  1. Выясните, какие отрезки или углы нужно доказать равными.
  2. Найдите два треугольника, в которых лежат эти элементы.
  3. Выпишите три пары равных элементов и у каждой укажите причину: «по условию», «общая сторона», «как вертикальные» и так далее.
  4. Назовите признак равенства треугольников.
  5. Сделайте вывод: в равных треугольниках соответственные элементы равны.

Задача 1

Дано: отрезки $MN$ и $PK$ пересекаются в точке $O$, $MO = ON$, $PO = OK$.
Доказать: $MP = NK$.

Доказательство. Рассмотрим треугольники $MOP$ и $NOK$:

  1. $MO = ON$ (по условию);
  2. $PO = OK$ (по условию);
  3. $\angle MOP = \angle NOK$ (как вертикальные).

Значит, $\triangle MOP = \triangle NOK$ по первому признаку. По записи $M \to N$, $O \to O$, $P \to K$, поэтому стороне $MP$ соответствует сторона $NK$ и $MP = NK$, что и требовалось доказать.

Ошибка

Решавр решает похожую задачу, где дано меньше: отрезки $MN$ и $PK$ пересекаются в точке $O$, $MO = ON$; доказать, что $MP = NK$. Он пишет: «$MO = ON$ (по условию), $\angle MOP = \angle NOK$ (как вертикальные), $\angle OMP = \angle ONK$ (видно на рисунке). Значит, $\triangle MOP = \triangle NOK$ по второму признаку и $MP = NK$».

Проверим. Нарисуем второй чертеж к тому же условию: $O$ — по-прежнему середина $MN$, но отрезок $OK$ вдвое длиннее $OP$ (рисунок ниже, справа). Условие выполнено, а углы $OMP$ и $ONK$ явно разные, и $MP \ne NK$. Утверждение без равенства $PO = OK$ просто неверно, а «доказательство» его «доказало».

Где сломалось: равенство углов взято с рисунка, а не из условия. На чертеже Решавра углы совпали случайно. Каждое равенство в доказательстве должно следовать из условия или из доказанной теоремы.

Одно условие, два чертежа. На чертеже 1 углы OMP и ONK кажутся равными, на чертеже 2 с тем же условием они разные: по рисунку равенство углов утверждать нельзя
Одно условие — два чертежа: слева углы $OMP$ и $ONK$ кажутся равными, справа они явно разные. Равенство «с рисунка» — не довод

Где на чертеже искать равные элементы

В задаче 1 третья пара нашлась сама: отрезки пересекаются, значит, есть вертикальные углы. Такие пары нужно увидеть на чертеже и назвать причину. Вот где они встречаются чаще всего.

Шесть подсказок условия: середина отрезка, вертикальные углы, общая сторона, общий угол, биссектриса, равнобедренный треугольник. Каждая дает пару равных элементов
Шесть подсказок условия: каждая дает пару равных элементов, которую можно отметить на чертеже и записать в доказательство
В условии сказаноЧто отметить на чертежеПричина в доказательстве
$O$ — середина отрезка $AB$$AO = OB$«$O$ — середина $AB$»
Отрезки $AB$ и $CD$ пересекаются в точке $O$$\angle AOC = \angle BOD$, $\angle AOD = \angle BOC$«как вертикальные»
У треугольников $ABC$ и $ADC$ сторона $AC$ одна на двоих$AC$ — сторона обоих треугольников«общая сторона»
У треугольников $ABE$ и $ACD$ угол $A$ один на двоих$\angle BAE = \angle CAD$«общий угол»
$AD$ — биссектриса угла $BAC$$\angle BAD = \angle CAD$«по определению биссектрисы»
$\triangle ABC$ равнобедренный с основанием $AC$$AB = BC$, $\angle A = \angle C$«боковые стороны», «углы при основании»
$AH \perp BC$, точка $H$ на $BC$$\angle AHB = \angle AHC = 90^\circ$«прямые углы»

Первые шесть строк показаны на рисунке, прямые углы при перпендикуляре встретятся в задаче 2. Каждая строка подсказывает, как одна «калька» могла бы лечь на другую: при общей стороне — перегнуть по ней или повернуть, при пересечении отрезков — повернуть вокруг точки $O$, при биссектрисе — перегнуть по биссектрисе. Но в доказательство идет не движение кальки, а причина из правого столбца: свойства равнобедренного треугольника и вертикальные углы уже доказаны.

Обратите внимание

Общая сторона — тоже пара равных элементов: отрезок равен самому себе. Ее записывают как отдельную пару: «$AC$ — общая сторона».

Какой признак выбрать и что он дает

Признак выбирают по тому, какие три пары нашлись: две стороны и угол между ними — первый признак, сторона и два прилежащих к ней угла — второй, три стороны — третий.

Точка $M$ лежит на биссектрисе угла $A$. Через точку $M$ проведена прямая, перпендикулярная биссектрисе. Она пересекает стороны угла в точках $B$ и $C$. Докажите, что $AB = AC$. Калька подсказывает идею: если перегнуть лист по биссектрисе, луч $AB$ ляжет на луч $AC$, а перпендикулярная прямая — сама на себя. Значит, $B$ ляжет на $C$. Доказательство передает эту мысль признаком.

Задача 2. Угол с вершиной A, биссектриса AM и отрезок BC, перпендикулярный ей: треугольники ABM и ACM имеют общую сторону AM, равные углы при A и прямые углы при M, нужно сравнить AB и AC
Сторона $AM$ общая, к ней прилежат равные углы при вершине $A$ (биссектриса) и прямые углы при точке $M$ — второй признак

Задача 2

Дано: $AM$ — биссектриса угла $BAC$, $BC \perp AM$, точка $M$ лежит на $BC$.
Доказать: $AB = AC$.

Доказательство. Рассмотрим треугольники $ABM$ и $ACM$:

  1. $\angle BAM = \angle CAM$ (по определению биссектрисы);
  2. $AM$ — общая сторона;
  3. $\angle AMB = \angle AMC = 90^\circ$ (так как $BC \perp AM$).

Углы $BAM$ и $AMB$ прилежат к стороне $AM$, углы $CAM$ и $AMC$ — тоже. Значит, $\triangle ABM = \triangle ACM$ по второму признаку. Стороне $AB$ соответствует сторона $AC$, поэтому $AB = AC$, что и требовалось доказать.

Задача 3

В четырехугольнике $ABCD$ стороны $AB$ и $AD$ равны, $CB$ и $CD$ — тоже. Докажите, что луч $AC$ — биссектриса угла $BAD$.

Дано: $ABCD$ — четырехугольник, $AB = AD$, $CB = CD$.
Доказать: $\angle BAC = \angle DAC$.

Доказательство. Проведем диагональ $AC$ и рассмотрим треугольники $ABC$ и $ADC$:

  1. $AB = AD$ (по условию);
  2. $CB = CD$ (по условию);
  3. $AC$ — общая сторона.

Значит, $\triangle ABC = \triangle ADC$ по третьему признаку. По записи $A \to A$, $B \to D$, $C \to C$, поэтому углу $BAC$ соответствует угол $DAC$ и $\angle BAC = \angle DAC$. Луч $AC$ делит угол $BAD$ пополам, то есть является его биссектрисой, что и требовалось доказать.

Задача 3. Четырехугольник ABCD со стороной AC общей для треугольников ABC и ADC: AB = AD, CB = CD, нужно сравнить углы BAC и DAC
Две пары сторон даны, третья пара — общая диагональ $AC$: третий признак, отсюда $\angle BAC = \angle DAC$

Калька подсказывает этот ответ сразу: если перегнуть лист по $AC$, точка $B$ ляжет на $D$. Из-за формы такой четырехугольник называют «воздушным змеем». В задаче 3 углов в условии не было совсем — только стороны, и третий признак сам дал равные углы. Тем же рассуждением в уроке «Задачи на построение циркулем и линейкой» доказывают, что луч, построенный циркулем и линейкой, — биссектриса угла.

Последний шаг — вывод. Равны только соответственные элементы. Их находят по порядку букв в записи равенства треугольников, а не по тому, как треугольники расположены на чертеже.

Когда одной пары треугольников мало

Продолжим задачу 3. Пусть диагонали «змея» $ABCD$ пересекаются в точке $O$. Докажем, что $BO = OD$ и $AC \perp BD$.

Отрезки $BO$ и $OD$ лежат в треугольниках $ABO$ и $ADO$. В них $AB = AD$ (по условию) и $AO$ — общая сторона. Третьей пары в условии нет. Перегиб по $AC$ подсказывает ответ: $B$ ляжет на $D$, и $BO$ совпадет с $DO$. В доказательстве перегиб заменяют две пары треугольников. Первая пара дает равные углы при $A$: из задачи 3 $\angle BAC = \angle DAC$, а это те же углы $BAO$ и $DAO$. Доказательство становится цепочкой из двух шагов.

Задача 4 в два шага. Шаг 1: треугольники ABC и ADC равны по трем сторонам, поэтому углы BAC и DAC равны. Шаг 2: эти углы и стороны AB, AD, AO дают равенство треугольников ABO и ADO, откуда BO = OD
Шаг 1: $\triangle ABC = \triangle ADC$ дает равные углы при вершине $A$. Шаг 2: с ними $\triangle ABO = \triangle ADO$, отсюда $BO = OD$

Задача 4

Дано: $ABCD$ — четырехугольник, $AB = AD$, $CB = CD$, диагонали $AC$ и $BD$ пересекаются в точке $O$.
Доказать: $BO = OD$, $AC \perp BD$.

Доказательство. 1) $\triangle ABC = \triangle ADC$ по третьему признаку (задача 3), поэтому $\angle BAC = \angle DAC$, то есть $\angle BAO = \angle DAO$.

2) Рассмотрим треугольники $ABO$ и $ADO$: $AB = AD$ (по условию), $\angle BAO = \angle DAO$ (шаг 1), $AO$ — общая сторона. Значит, $\triangle ABO = \triangle ADO$ по первому признаку.

3) Отсюда $BO = OD$ и $\angle AOB = \angle AOD$. Эти углы смежные, их сумма равна $180^\circ$, поэтому каждый из них равен $90^\circ$ и $AC \perp BD$, что и требовалось доказать.

Ошибка

Решавр доказывает только $BO = OD$ и пишет: «$\triangle ABO = \triangle ADO$ по третьему признаку: $AB = AD$ (по условию), $AO$ — общая сторона, $BO = OD$. Значит, $BO = OD$».

Проверим. Равенство $BO = OD$ — это то, что требуется доказать, а Решавр взял его как данное. Условие $CB = CD$ в его рассуждении не использовано. Значит, то же «доказательство» годилось бы для любого четырехугольника, где $AB = AD$. Но на рисунке ниже, справа, $AB = AD$, $CB \ne CD$ — и $BO \ne OD$.

Где сломалось: вывод опирается сам на себя, рассуждение замкнулось в петлю. Нужна другая пара треугольников: сначала $\triangle ABC = \triangle ADC$, и только потом $\triangle ABO = \triangle ADO$.

Ошибка 2. Слева схема рассуждения Решавра: равенство BO = OD выведено из равенства треугольников ABO и ADO, а оно само опирается на BO = OD, условие CB = CD не использовано. Справа четырехугольник с AB = AD и CB не равно CD, где BO не равно OD
Слева: у Решавра $BO = OD$ — и посылка, и вывод, это петля. Справа: $AB = AD$, но $CB \ne CD$ — и отрезки $BO$ и $OD$ разные

Важно

Прежде чем назвать признак, сверьте каждую пару с тем, что нужно доказать. Если пара совпадает с целью, ищите другой путь — обычно другую пару треугольников.

Как проверяют доказательство на ОГЭ

Задание № 24 ОГЭ по математике — геометрическая задача на доказательство. Эксперты оценивают его по критериям из методических материалов ФИПИ 2026 года.

БаллыКритерий ФИПИ
2Доказательство верное, все шаги обоснованы
1Доказательство в целом верное, но содержит несущественные недостатки
0Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

Теперь — ответ на вопрос из начала урока. В тех же материалах разобраны решения одной задачи № 24. Одно оценено в 2 балла: доказательство понятное, полное и верное. В другом два утверждения не доказаны, и «без этого рассуждение не является достаточным» — 0 баллов. Там же сказано, что чертеж только иллюстрирует решение. Эксперт, как и вы, работает без кальки: он не смотрит, «видно» ли равенство, а ищет причину. Один балл ставят, когда рассуждение верное, но в записи есть неточность, которая не меняет хода доказательства.

Пример

Та же ситуация на задаче попроще (это не задача из материалов ФИПИ). В равнобедренном треугольнике $ABC$ с основанием $AC$ на продолжениях основания за точки $A$ и $C$ отмечены точки $M$ и $K$ так, что $AM = CK$. Докажите, что $BM = BK$. Сравним два решения.

Пример: на продолжении основания AC равнобедренного треугольника ABC отложены AM и CK, равные между собой. Треугольники ABM и CBK: AB = CB, AM = CK, углы BAM и BCK смежные с равными углами при основании
Третья пара — углы $BAM$ и $BCK$: они смежные с равными углами при основании, это и есть причина их равенства

Решения отличаются только строкой «Пара 3».

ШагРешение 1Решение 2
Треугольники$ABM$ и $CBK$$ABM$ и $CBK$
Пара 1$AB = CB$ (боковые стороны)$AB = CB$ (боковые стороны)
Пара 2$AM = CK$ (по условию)$AM = CK$ (по условию)
Пара 3$\angle BAM = \angle BCK$ (смежные с равными углами $BAC$ и $BCA$ при основании)$\angle BAM = \angle BCK$ (видно на рисунке)
Вывод$\triangle ABM = \triangle CBK$ по первому признаку, поэтому $BM = BK$$\triangle ABM = \triangle CBK$ по первому признаку, поэтому $BM = BK$
Оценка2 балла: все шаги обоснованы0 баллов: равенство углов — ключевой шаг, без причины доказательства нет

Пропущенная причина у ключевого равенства — не неточность записи: без нее рассуждение недостаточно, как в разобранном ФИПИ решении на 0 баллов. Углы $BAM$ и $BCK$ не даны в условии, но их равенство следует из доказанного: углы $BAC$ и $BCA$ равны как углы при основании, а $\angle BAM = 180^\circ-\angle BAC$ и $\angle BCK = 180^\circ-\angle BCA$ как смежные с ними.

Вывод

Равенство отрезков или углов почти всегда доказывают одним путем: две «кальки» — пара треугольников с нужными элементами, три пары равных элементов с причинами, признак, вывод о соответственных элементах. Калька подсказывает идею, а признак ее доказывает. Этот метод нужен для задания № 24 ОГЭ и для теорем, которые вы будете доказывать дальше.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли сослаться на чертеж, если равенство очевидно?

Нет. Чертеж помогает увидеть идею, но не служит доводом: равенство на нем может оказаться случайным, как у Решавра в первом разделе.

Обязательно ли писать «Дано» и «Доказать»?

Критерии ФИПИ оценивают верность и обоснованность доказательства, а не форму записи. Но запись «Дано — Доказать» помогает не перепутать условие с целью — то, что можно использовать, и то, что еще нужно доказать.

Что делать, если нужная пара треугольников не видна?

Отметьте на чертеже все данные и пары из таблицы второго раздела. Если в треугольниках с нужными элементами пар меньше трех, ищите другую пару треугольников, которая даст недостающий элемент. Иногда нужные треугольники появляются, только если провести отрезок, например диагональ, как в задаче 3.

Как не перепутать соответственные элементы?

Смотрите на порядок букв в записи равенства. Если $\triangle ABC = \triangle ADC$, то $A \to A$, $B \to D$, $C \to C$: стороне $AB$ соответствует $AD$, углу $BAC$ — угол $DAC$.

Почему нельзя использовать то, что нужно доказать, если это все равно верно?

Доказательство должно показать, почему утверждение верно, а не повторить его. Рассуждение, которое опирается на свой же вывод, «доказывает» что угодно: у Решавра в четвертом разделе оно годилось бы и для четырехугольника, где $BO \ne OD$.

Награды за урок
5
5
1
Количество опыта, полученного за урок 5
Ускорьте прогресс с полным доступом

Получите полный доступ ко всем материалам и занимайтесь в удобном темпе — без ограничений.

  • Более 700 000 учеников и 50 000 учителей по всей России.
  • Повышение среднего балла по предмету до 20 % после месяца занятий.
  • Всплеск интереса к учебе и более глубокое понимание предметов.
Не потеряйте прогресс!

Создайте бесплатный аккаунт — и откройте больше возможностей:

  • Отслеживайте прогресс освоения тем
  • Получайте персональные подборки полезных уроков и заданий
  • Проводите работу над ошибками после занятий

Спросить Зави Спросить Зави
Получить ещё подсказку

Трудности? Воспользуйтесь подсказкой

Верно! Посмотрите пошаговое решение

Предложить улучшение