幾何模型全等三角形綜合總結(jié)_第1頁
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文檔簡介

一、引言全等三角形是平面幾何的核心工具之一,其本質(zhì)是圖形的完全重合性。通過全等三角形,可以實現(xiàn)線段相等、角相等、位置關(guān)系(如垂直、平行)的轉(zhuǎn)化,是解決幾何證明(如線段和差、角平分線、中線問題)與計算(如邊長、角度)的關(guān)鍵橋梁。本文將系統(tǒng)總結(jié)全等三角形的基礎(chǔ)理論與常見幾何模型,結(jié)合圖形特征、判定技巧與典型例題,幫助讀者建立全等三角形的知識體系,提升解題效率。二、全等三角形基礎(chǔ)回顧(一)全等三角形的定義能夠完全重合的兩個三角形叫做全等三角形,記作“≌”(如△ABC≌△DEF)。重合的頂點稱為對應(yīng)頂點,重合的邊稱為對應(yīng)邊,重合的角稱為對應(yīng)角。(二)全等三角形的性質(zhì)1.對應(yīng)邊相等:若△ABC≌△DEF,則AB=DE,BC=EF,AC=DF;2.對應(yīng)角相等:∠A=∠D,∠B=∠E,∠C=∠F;3.對應(yīng)線段相等:對應(yīng)中線、對應(yīng)高、對應(yīng)角平分線相等;4.面積相等:全等三角形的面積相等。(三)全等三角形的判定定理判定定理條件描述適用場景**SSS(邊邊邊)**三邊對應(yīng)相等已知三邊長度或可轉(zhuǎn)化為三邊相等的情況**SAS(邊角邊)**兩邊及其夾角對應(yīng)相等已知兩邊及夾角,或可構(gòu)造兩邊及夾角相等的情況(如平移、旋轉(zhuǎn)模型)**ASA(角邊角)**兩角及其夾邊對應(yīng)相等已知兩角及夾邊,或可構(gòu)造兩角及夾邊相等的情況(如翻折、一線三等角模型)**AAS(角角邊)**兩角及其中一角的對邊對應(yīng)相等已知兩角及一邊(非夾邊),或可轉(zhuǎn)化為兩角及對邊相等的情況**HL(斜邊直角邊)**直角三角形的斜邊與一條直角邊對應(yīng)相等僅適用于直角三角形注意:SSA(兩邊及其中一邊的對角)不能判定全等(如等腰三角形的腰與底邊的對角,可能存在兩種情況);HL是直角三角形特有的判定方法,本質(zhì)是SSA的特例,但需明確直角條件。三、全等三角形核心幾何模型全等三角形的模型源于圖形的變換(平移、旋轉(zhuǎn)、翻折)或特殊位置關(guān)系(如共頂點、共線等角)。以下是常見模型的詳細解析:(一)平移型全等三角形1.模型定義兩個三角形通過平移(無旋轉(zhuǎn)、無翻折)得到,對應(yīng)邊平行且相等,對應(yīng)角相等。2.圖形特征對應(yīng)邊:AB∥DE,BC∥EF,AC∥DF(或部分邊平行);對應(yīng)邊長度相等:AB=DE,BC=EF,AC=DF;對應(yīng)角相等:∠A=∠D,∠B=∠E,∠C=∠F。3.判定關(guān)鍵尋找平行且相等的邊,結(jié)合夾角或另一邊相等,常用SAS或SSS。4.典型例題題目:如圖,在梯形ABCD中,AD∥BC,AB=CD,點E、F分別在AD、BC上,且AE=CF。求證:△ABE≌△DCF。證明:∵AD∥BC,AB=CD,∴梯形ABCD是等腰梯形,∠A=∠D;∵AE=CF(已知),AB=CD(等腰梯形兩腰相等),∠A=∠D(已證);∴△ABE≌△DCF(SAS)。(二)旋轉(zhuǎn)型全等三角形1.模型定義兩個三角形通過繞某一點旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)角≠0°且≠360°)得到,對應(yīng)邊相等,對應(yīng)角相等,旋轉(zhuǎn)角等于對應(yīng)邊的夾角。2.圖形特征有公共頂點(旋轉(zhuǎn)中心);對應(yīng)邊:OA=OA',OB=OB',AB=A'B'(O為旋轉(zhuǎn)中心);對應(yīng)角:∠AOB=∠A'OB'(旋轉(zhuǎn)角),∠OAB=∠OA'B';對應(yīng)邊的夾角等于旋轉(zhuǎn)角(如AB與A'B'的夾角等于∠AOA')。3.判定關(guān)鍵尋找共頂點的相等邊,結(jié)合旋轉(zhuǎn)角相等(即夾角相等),常用SAS或ASA。4.典型例題題目:如圖,△ABC為等邊三角形,點D在BC上,點E在AC上,且BD=CE,AD與BE交于點F。求證:△ABD≌△BCE。證明:∵△ABC為等邊三角形,∴AB=BC=AC,∠ABC=∠BCA=60°;∵BD=CE(已知),AB=BC(等邊三角形邊長相等),∠ABD=∠BCE=60°(已證);∴△ABD≌△BCE(SAS)。(三)翻折型(對稱型)全等三角形1.模型定義兩個三角形通過翻折(沿某條直線對稱)得到,對應(yīng)邊相等,對應(yīng)角相等,對稱軸是對應(yīng)點連線的垂直平分線。2.圖形特征有對稱軸(如直線l);對應(yīng)點:A與A'關(guān)于l對稱,B與B'關(guān)于l對稱,C與C'關(guān)于l對稱;對應(yīng)邊:AB=A'B',BC=B'C',AC=A'C';對應(yīng)角:∠A=∠A',∠B=∠B',∠C=∠C';對稱軸是對應(yīng)點連線的垂直平分線(如AA'⊥l,且l平分AA')。3.判定關(guān)鍵尋找對稱軸,結(jié)合對稱邊或?qū)ΨQ角相等,常用SSS或SAS。4.典型例題題目:如圖,AD是△ABC的角平分線,點E在AB上,且AE=AC,連接DE。求證:△ADE≌△ADC。證明:∵AD是∠BAC的角平分線,∴∠EAD=∠CAD;∵AE=AC(已知),AD=AD(公共邊),∠EAD=∠CAD(已證);∴△ADE≌△ADC(SAS)。(四)一線三等角模型1.模型定義一條直線上有三個相等的角(通常為銳角或直角),這三個角的兩邊形成的兩個三角形全等。常見形式為“K型圖”(如直角三角形的一線三等角)。2.圖形特征直線l上有三點A、B、C,且∠1=∠2=∠3;點D、E分別在l的兩側(cè),且∠ADB=∠BEC=∠1(或其他相等角);形成兩個三角形:△ADB與△BEC。3.判定關(guān)鍵尋找直線上的等角,結(jié)合垂直或邊相等的條件,常用ASA或AAS。4.典型例題題目:如圖,在正方形ABCD中,點E在BC上,點F在CD上,且∠AEF=90°。求證:△ABE∽△ECF(若AB=BC,則△ABE≌△ECF?需補充條件,此處以相似為例,全等需BE=CF)。修正題目:在正方形ABCD中,AB=BC=CD=DA,∠B=∠C=90°,點E在BC上,點F在CD上,且AE=EF,∠AEF=90°。求證:△ABE≌△ECF。證明:∵∠AEF=90°,∴∠AEB+∠FEC=90°;∵∠B=90°,∴∠AEB+∠BAE=90°,故∠BAE=∠FEC;∵AE=EF(已知),∠B=∠C=90°(正方形角為直角),∠BAE=∠FEC(已證);∴△ABE≌△ECF(AAS)。(五)手拉手模型1.模型定義兩個等腰三角形共頂點(頂點重合),且頂角相等,將其中一個三角形繞公共頂點旋轉(zhuǎn),形成的兩個三角形全等。因圖形類似“手拉手”,故得名。2.圖形特征公共頂點:O;兩個等腰三角形:△OAB(OA=OB)、△OCD(OC=OD);頂角相等:∠AOB=∠COD;旋轉(zhuǎn)后形成全等三角形:△OAC≌△OBD(或△OAD≌△OBC)。3.判定關(guān)鍵公共頂點;等腰三角形(兩邊相等);頂角相等(即旋轉(zhuǎn)角相等);常用SAS判定全等。4.典型例題題目:如圖,△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,連接BD、CE。求證:BD=CE且BD⊥CE。證明:全等證明:∵△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,∴AB=AC,AD=AE;∵∠BAC=∠DAE=90°,∴∠BAD=∠BAC+∠CAD=∠DAE+∠CAD=∠CAE;∴△ABD≌△ACE(SAS),故BD=CE。垂直證明:設(shè)BD與CE交于點F,由△ABD≌△ACE得∠ABD=∠ACE;∵∠ABC+∠ACB=90°(等腰直角三角形兩銳角和),∴∠FBC+∠FCB=∠ABC-∠ABD+∠ACB+∠ACE=90°;∴∠BFC=180°-(∠FBC+∠FCB)=90°,故BD⊥CE。(六)倍長中線模型1.模型定義遇到三角形的中線時,將中線延長至兩倍,構(gòu)造全等三角形,從而轉(zhuǎn)移線段或角的關(guān)系。該模型是解決“中線與線段和差”問題的常用技巧。2.圖形特征△ABC中,AD是BC邊上的中線(BD=DC);延長AD至E,使DE=AD,連接BE(或CE);形成全等三角形:△ADC≌△EDB(或△ADB≌△EDC)。3.判定關(guān)鍵中線條件(BD=DC);延長中線至兩倍(DE=AD);公共邊或?qū)斀窍嗟龋ㄈ纭螦DC=∠EDB);常用SAS判定全等。4.典型例題題目:如圖,在△ABC中,AD是BC邊上的中線,求證:AB+AC>2AD。證明:延長AD至E,使DE=AD,連接BE;∵AD是BC中線,∴BD=DC;∵DE=AD(構(gòu)造),∠ADC=∠EDB(對頂角相等),BD=DC(已證);∴△ADC≌△EDB(SAS),故BE=AC;在△ABE中,AB+BE>AE(三角形兩邊之和大于第三邊),即AB+AC>2AD(AE=2AD)。(七)截長補短模型1.模型定義解決線段和差問題(如求證AB+BD=AC)時,通過“截長”(在長線段上截取一段等于短線段)或“補短”(延長短線段至等于長線段),構(gòu)造全等三角形,將和差關(guān)系轉(zhuǎn)化為相等關(guān)系。2.圖形特征與技巧截長法:在AC上取點E,使AE=AB,證明EC=BD;補短法:延長AB至F,使BF=BD,證明AF=AC。3.判定關(guān)鍵結(jié)合角平分線、等腰三角形等條件;截取或延長后,尋找全等三角形的對應(yīng)邊、對應(yīng)角;常用SAS或ASA判定全等。4.典型例題題目:如圖,在△ABC中,∠B=2∠C,AD平分∠BAC,求證:AB+BD=AC。方法一:截長法在AC上取點E,使AE=AB,連接DE;∵AD平分∠BAC,∴∠BAD=∠EAD;∵AB=AE(構(gòu)造),AD=AD(公共邊),∠BAD=∠EAD(已證);∴△ABD≌△AED(SAS),故BD=DE,∠B=∠AED;∵∠AED=∠C+∠EDC(三角形外角性質(zhì)),∠B=2∠C(已知);∴∠EDC=∠C,故DE=EC;∴AC=AE+EC=AB+BD(等量代換)。方法二:補短法延長AB至F,使BF=BD,連接DF;∵BF=BD,∴∠F=∠BDF;∵∠ABC=∠F+∠BDF=2∠F(三角形外角性質(zhì)),∠ABC=2∠C(已知);∴∠F=∠C;∵AD平分∠BAC,∴∠BAD=∠CAD;∵AD=AD(公共邊),∠F=∠C(已證),∠BAD=∠CAD(已證);∴△ADF≌△ADC(AAS),故AF=AC;∴AC=AF=AB+BF=AB+BD(等量代換)。四、全等三角形模型的實用技巧(一)模型識別技巧1.看變換:平移(對應(yīng)邊平行)、旋轉(zhuǎn)(共頂點等邊)、翻折(對稱);2.看特殊線段:中線(倍長中線)、角平分線(翻折或截長補短)、高(直角三角形HL);3.看特殊角:60°(等邊三角形旋轉(zhuǎn))、90°(等腰直角三角形手拉手)、等角(一線三等角)。(二)模型構(gòu)造技巧1.中線:倍長中線至兩倍,構(gòu)造全等三角形(如倍長中線模型);2.角平分線:翻折:將角平分線一側(cè)的三角形翻折至另一側(cè),構(gòu)造全等(如翻折型模型);截長補短:結(jié)合角平分線條件,截取或延長線段(如截長補短模型);3.等腰三角形共頂點:旋轉(zhuǎn)其中一個三角形,構(gòu)造手拉手模型;4.一線三等角:在直線上構(gòu)造等角,形成K型圖。(三)模型應(yīng)用技巧1.轉(zhuǎn)化線段:通過全等三角形將未知線段轉(zhuǎn)化為已知線段(如倍長中線將AC轉(zhuǎn)化為BE);2.轉(zhuǎn)化角:通過全等三角形將未知角轉(zhuǎn)化為已知角(如手拉手模型將∠ABD轉(zhuǎn)化為∠ACE);3.解決位置關(guān)系:通過全等三角形證明垂直(如手拉手模型中BD⊥CE)、平行(如平移型模型中對應(yīng)邊平行)。五、常見誤區(qū)與注意事項1.SSA不能判定全等:如等腰三角形的腰與底邊的對角,可能存在兩個不同的三角形,故SSA無效;2.對應(yīng)邊/角找錯:旋轉(zhuǎn)型模型中,對應(yīng)邊是旋轉(zhuǎn)后的邊(如OA與OA'是對應(yīng)邊),而非相鄰邊;3.構(gòu)造模型時方向錯誤:倍長中線應(yīng)延長至對邊的另一側(cè),而非同側(cè);截長補短應(yīng)截取或延長與已知條件相關(guān)的線段;4.忽略直角三角形

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