注:以下本文授權(quán)轉(zhuǎn)改自微信公眾號“廣州新東方優(yōu)能中學(xué)”.
模型提出
我們知道在直角三角形ABC中,若∠C=90°,則有c2=a2+b2,這里符合勾股定理公式的前提是:三條線段在一個直角三角形中。大家有沒有遇到這樣的題呢?比如:
如圖,點P在正三角形ABC中,∠APB=150°,求證PA2+PB2=PC2
或者再比如:
如圖,點P在正三角形ABC外,∠APC=30°,求證PB2=PA2+PC2
三條線段并不在一個直角三角形中,怎么證勾股關(guān)系呢?
我們觀察發(fā)現(xiàn)三條線段不是隨意的,而是共頂點的。往往是這樣:
或者這樣
哈哈,是不是長得很像?
三腳架?
V.S.
是不是也很像我們愛吃的雞爪呢?
于是我們常常把這樣一個頂點引出的三條線段叫做“雞爪型”線段。
解法探究
接下來問題來了,怎樣解決三條線段不在同一直角三角形的問題?
那當(dāng)然是要對線段進(jìn)行位置變換了。
我們初中階段一共是有三種位置變換:平移、旋轉(zhuǎn)、翻折(對稱)。
這里我們用的是旋轉(zhuǎn)思想。
平移和對稱我們已經(jīng)學(xué)過,旋轉(zhuǎn)在初中是放在九年級上冊(第23章)的,但我們小學(xué)和初中教材的編排是螺旋式的深入的,其實旋轉(zhuǎn)在小學(xué)就有學(xué)過,包括旋轉(zhuǎn)的三個要素:繞哪轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)中心),順時針轉(zhuǎn)還是逆時針轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)方向),轉(zhuǎn)多少度(旋轉(zhuǎn)角)。
初二上我們其實接觸過一類旋轉(zhuǎn)式的全等:
哈哈,記起來了嗎?這不就是我們前文講過的手拉手模型嗎?它們的全等都叫旋轉(zhuǎn)式全等。關(guān)于手拉手模型可看以下文章:
【中考專題】手拉手模型(一)—等腰旋轉(zhuǎn),全等出現(xiàn)
【中考專題】手拉手模型(二)—旋縮變換,相似成雙
特征是:兩個頂角相等的等腰三角形共點旋轉(zhuǎn)
核心是:①兩組相等的線段(兩組手)、②兩組手的夾角一樣
全等類手拉手模型,簡圖如下:
那么如果我們給出三條手,你能畫出第四條嗎?
①找兩條大手(紅色的)及大手的夾角,
②利用大手的夾角就是小手的夾角確定第四條手;
所以大家畫的是不是這樣:
或者
實戰(zhàn)中我們往往是兩步:先找到前兩條手(等腰的兩腰),再找第三條手,根據(jù)夾角相等的原則畫第四條手。
實戰(zhàn)應(yīng)用
我們來看一下如何應(yīng)用吧!
例1:
如圖,點P在正三角形ABC中,∠APB=150°,求證PA2+PB2=PC2.
PA,PB,PC,確認(rèn)過眼神,這是我們要找的雞爪型
來吧:
Step1:找頂點,找兩腰(就是找等腰三角形啦)
本題A、B、C都可以當(dāng)?shù)妊捻旤c,這里舉例A作頂點,則兩腰為AB和AC
Step2:找第三條手畫第四條手
我們知道四條手是共點的,那自然AP就是我們的第三條手,再按照我們上面的方法就可以畫出第四條手
當(dāng)然這里往左邊也可以啦
Step3:大拉小(連DC),連等腰(連PD)
書面作答描述:
解:將△ABP饒點A逆時針方向旋轉(zhuǎn)60°至三角型ACD位置,
則△ABP≌△△ADC,
則∠BAP=∠CAD,PA=DA,DC=PB
∠PAC+∠CAD=∠BAP+∠PAC=60°
∴△APD為等邊三角形
∴PA=PD
∠PDC=∠ADC-∠ADP=150°-60°=90°
即三角形PDC為直角三角形(核心所在!)
∴PD2+CD2=PC2
即PA2+PB2=PC2.
怎么樣,方法是不是很炫酷呢?
當(dāng)然我們說過,這題A、B、C都可以當(dāng)頂點,而且可以左旋可以右旋,所以這題一共有六種旋轉(zhuǎn)方法,學(xué)霸們可以都試一下的~
總結(jié)一下:
在識別出我們的雞爪圖后,我們?nèi)椒?/p>
1、找頂點、找兩腰
2、找第三條手,畫第四條手
3、大拉小,連等腰
最最最最重要的,連完后往往還會有直角三角形出現(xiàn),也就出現(xiàn)了我們的勾股關(guān)系;
來道變式檢測大家是否掌握完全。
變式1:
如圖,點P在正三角形ABC外,∠APC=30°,求證:PB2=PA2+PC2.
先識別:PB,PA,PC共頂點的三條線段,就是雞爪,接下來就三步走啦!
這里過程就不詳寫啦,和前面那題差不多,可以證∠DPC=90°;
DP2+PC2=DC2,即PA2+PC2=PB2.
變式2
如圖,點P在等腰直角三角形ABC中, ∠APB=135°,求證2PA2+PB2=PC2.
思考:結(jié)論和之前有何不同?為什么會多一個2,不妨先變換線段位置再看看吧!
確認(rèn)過眼神,你就是我要找的爪~,看我的三步法
注意:
這題有些不一樣:PD2=PA2+DA2,PB2=DC2,∠PDC=∠ADC-∠ADP=135°-45°=90°
∴PD2+CD2=PC2
即2PA2+PB2=PC2
變式3
如右圖,點P在等腰直角三角形ABC外, ∠APC=45°,求證2PA2+PC2=PB2.
思考一下哦!
確認(rèn)過眼神,你就是我要找的爪~,看我的三步法
變式4
如右圖,點P在等腰直角三角形ABC斜邊BC上,求證2PA2=PC2+PB2.
過程還是基本同上哦,這里就不細(xì)寫啦!
最后留一道廣州中考題給大家思考啦
真題實戰(zhàn)
(2018年廣州中考·25)(本小題滿分14分)
如圖12,在四邊形ABCD中,∠B=60°,∠D=30°,AB=BC.
(2)連接BD,探究AD,BD,CD三者之間的數(shù)量關(guān)系,并說明理由;
思考片刻,先不要往下看哦~
思考中
……
我們來對一下答案吧
和我們變式1是不是一樣一樣呢?
另外,2016年廣州中考最后一題最后一問也是可以用我們的三步法秒殺的,這里楊老師就先不展開了
末尾,我們再總結(jié)一下今日所學(xué):
【模型特征】:雞爪型
【操作三部曲】:
找頂點,找兩腰
找第三條手,畫第四條手
大拉小,連等腰
【核心結(jié)論】:
連完輔助線往往會產(chǎn)生新的直角三角形、等邊三角形等。
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