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应用一:构造旋转全等

图形的旋转与中心对称 · 初三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 利用旋转性质构造全等三角形,将分散的线段或角度集中到一个三角形中求解。

从哪来 本知识点建立在“例题1:求顶点坐标与对称轴”所体现的图形变换(对称/旋转)思想及全等三角形判定基础之上。

为什么 几何题中常出现“共顶点”且“夹角固定”的线段(如等边三角形、正方形、等腰直角三角形)。直接证明全等困难,因为对应边分散。通过绕公共顶点旋转,利用旋转不变性(边长相等、角度不变),可将两条分散的边“拼”在一起,构造出新的全等三角形,从而把求线段长或角度问题转化为解三角形问题。

模型归纳法
直接给出“手拉手模型”结论。
适合:记忆型、追求解题速度的学生。 操作:展示两个共顶点的等边/正方形,指出旋转后必全等,强调“见共顶点、等边长、定夹角,即想旋转”。
动态演示法
利用几何画板或实物教具演示旋转过程。
适合:直观思维强、空间想象力好但逻辑推导弱的学生。 操作:固定一个三角形,拖动另一个绕公共顶点旋转,观察对应边重合、对应角相等,让学生亲眼看到“分散变集中”的过程。
逆向拆解法
从目标倒推构造条件。
适合:逻辑严密、喜欢探究原理的学生。 操作:问“要把AB和AC连起来,缺什么?”答“缺一个全等三角形”。问“怎么造?”答“把含AB的三角形绕A点转,使AB与AC重合”。
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练一道
基础题
如图,$\triangle ABC$ 和 $\triangle ADE$ 均为等边三角形,点 $B, A, D$ 在同一直线上。连接 $BD, CE$。求证:$BD = CE$。
变式
在正方形 $ABCD$ 中,$E$ 是 $BC$ 边上一点,$F$ 是 $CD$ 边上一点,且 $\angle EAF = 45^\circ$。求证:$EF = BE + DF$。
试试手自己判
检测题
如图,在 $\triangle ABC$ 中,$\angle BAC = 90^\circ, AB = AC$,$D$ 为 $BC$ 上一点,$\angle DAE = 45^\circ$,$E$ 在 $AC$ 上。求证:$BD^2 + CE^2 = DE^2$。
看答案和判分标准
答案:1. 将 $\triangle ABD$ 绕点 $A$ 逆时针旋转 $90^\circ$ 得到 $\triangle ACF$。 2. 则 $AB$ 重合于 $AC$,$BD=CF, AD=AF, \angle BAD = \angle CAF$。 3. $\because \angle BAC = 90^\circ, \angle DAE = 45^\circ$, $\therefore \angle BAD + \angle CAE = 45^\circ$。 $\therefore \angle CAF + \angle CAE = 45^\circ$,即 $\angle FAE = 45^\circ$。 4. $\therefore \angle DAE = \angle FAE$。 5. 在 $\triangle ADE$ 和 $\triangle AFE$ 中: $\begin{cases} AD=AF \\ \angle DAE=\angle FAE \\ AE=AE \end{cases}$ 6. $\therefore \triangle ADE \cong \triangle AFE (SAS)$,$\therefore DE = FE$。 7. $\because \angle ACB = 45^\circ$(等腰直角三角形),$\angle ACF = \angle ABD = 45^\circ$。 $\therefore \angle ECF = \angle ACB + \angle ACF = 90^\circ$。 8. 在 Rt$\triangle ECF$ 中,$CE^2 + CF^2 = EF^2$。 9. 代入得:$CE^2 + BD^2 = DE^2$。
判对标准:
1. 正确构造旋转($\triangle ABD \to \triangle ACF$)得 2 分。
2. 证明 $\triangle ADE \cong \triangle AFE$ 得 3 分。
3. 证明 $\angle ECF = 90^\circ$ 并应用勾股定理得 3 分。
4. 逻辑清晰、步骤完整得 2 分。
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