在初中数学全等三角形的学习中,掌握经典模型是突破压轴题的关键。除了题目中提到的三垂直模型、一线三等角模型、手拉手模型、半角模型,还有倍长中线模型、截长补短模型等也常出现在考题中。
这些模型都有固定的图形特征、辅助线作法和解题思路,只要熟练掌握,就能快速找到解题突破口。下面重点针对四个核心模型展开说明。
一、三垂直模型
三垂直模型的核心特征是图形中存在三条互相垂直的线段,通常会形成两个直角三角形。
这类模型的辅助线作法相对直接,一般是通过延长或连接某条线段,构造出能证明全等的条件。
解题时,首先要识别出图形中的直角,明确两个待证全等的直角三角形的位置;接着观察已知条件,判断缺少的全等条件是边还是角;
然后通过辅助线补充所需条件,比如延长某条非直角边,使它与另一条线段相交,形成新的相等线段或角;
最后利用直角相等、对顶角相等或公共角等已知角的关系,结合构造出的边相等条件,证明两个直角三角形全等,进而利用全等三角形的性质解决后续问题。
二、一线三等角模型
一线三等角模型的关键是有一条直线,且在这条直线上有三个相等的角,这三个角可以是锐角、直角或钝角。
辅助线的作法通常是过模型中的某个顶点作已知直线的垂线,或者连接两个顶点,构造出全等三角形。
解题时,第一步要确定 “一线” 和 “三等角” 的具体位置,标记出相等的角;
第二步分析图形中已有的边和角关系,找出可能全等的三角形;
第三步根据图形特点作辅助线,比如当三个角为锐角时,过两边的顶点作 “一线” 的垂线,形成两个直角三角形;
最后通过已知的角相等和构造出的边相等,证明这两个直角三角形全等,再利用全等性质推导所需结论。
三、手拉手模型
手拉手模型的典型特征是有两个共顶点的等腰三角形,就像两只手从同一个顶点伸出。
这类模型的辅助线作法比较固定,通常是连接两个等腰三角形的非共顶点的顶点,也就是 “拉手”。
解题时,首先要明确两个等腰三角形的共顶点和腰长,确认等腰三角形的顶角或底角相等;
然后连接两个非共顶点,构造出两个待证全等的三角形;
接着分析这两个三角形的边,利用等腰三角形的两腰相等,找到两组对应边相等;
再结合共顶点处的角,通过角的和或差,推导出两组对应边的夹角相等;
最后根据 SAS(边角边)判定定理证明两个三角形全等,后续再利用全等三角形的对应边相等、对应角相等来解决问题。
四、半角模型
半角模型的核心是一个大角内包含一个小角,且小角的度数是大角的一半。
辅助线作法主要是通过旋转某一个三角形,使图形中的边或角能够重新组合,构造出全等三角形。
解题时,首先要确定大角和小角的位置,明确大角的两边长度是否相等(通常半角模型中,大角的两边是相等的);
然后将其中一个与大角两边相关的三角形绕大角的顶点旋转,旋转角度等于大角中除小角外的某个角的度数,使大角的两边重合;
旋转后会形成一个新的三角形,此时需要证明这个新三角形与图形中另一个三角形全等;
证明全等时,主要利用旋转的性质得到对应边相等、对应角相等,再结合已知的半角关系,推导出全等所需的角相等;
最后通过全等三角形的性质,得出线段之间的关系或角的度数,进而解决问题。
除了上述四个模型,倍长中线模型通常是延长中线至两倍,构造全等三角形;截长补短模型则是在较长线段上截取一段等于某条短线段,或延长短线段至与较长线段相等,再构造全等。
无论哪种模型,核心都是通过辅助线构造全等条件,利用全等三角形的判定定理证明全等,再借助全等性质解题。
同学们在学习时,要多观察图形特征,熟记每种模型的辅助线作法和解题思路,做到看到模型就能快速反应,逐步提升解决压轴题的能力。
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