发布日期:2025-03-07 14:10 点击次数:100
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在初中数学中,关于旋转的常见模型有四个——对角互补、半角、手拉手和鸡爪,前三个在“王道初中数学”都有过介绍,这期我们重点介绍一下鸡爪模型。
鸡爪模型:
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如图1,AB、AC、AD是以点A为公共端点的三条线段,这就是“鸡爪模型”的原图,其中AB、AC、AD就是“鸡爪”。
在常见的“鸡爪”中,有三个要素,(1)三条线段有一个公共的端点;(2)其中两条线段的长度相等;(3)这两条线段所夹的角是特殊角。如图1,AB、AC、AD有一个公共的端点A,其中AB=AD,∠BAD=90°,在证明或计算时,需连接BC,将△ABC逆时针旋转90°(如图2),然后参考手拉手模型将题目条件重新组合。(或者连接CD,将△ACD顺时针旋转90°)
下面我们以题说法
例1 如图3,点P是等边△ABC内一点,∠BPC=150°,求证:PA2=PB2+PC2
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思路提示:BA、BP、BC有一个共同的端点,且BA=BC,∠ABC=60°,符合鸡爪模型的要素。
如图4,将△BPC逆时针旋转60°,得到△BMA,则有△AMB≌△CPB,∠BMA=∠BPC=150°,且△BMP是等边三角形
∴∠BMP=60°
∴∠AMP
=∠AMB-∠BMP
=150°-60°
=90°
∴在Rt△AMP中,由勾股定理 得
PA2=PM2+MA2
由△AMB≌△CPB 知MA=PC
由△BMP是等边三角形 知PM=PB
∴PA2=PB2+PC2
练习:如图5,点P是等边△ABC内一点,若PA=5,PB=3,PC=4,求证:∠BPC=150°
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思路提示:参考例题,BA、BP、BC构成“鸡爪”,将△BPC逆时针旋转60°
例2 如图6,点P是正方形ABCD内一点,PA∶PB∶PC=3∶2∶1,求∠BPC的度数。
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思路提示:如图7,BA、BP、BC共端点,且BA=BC,∠ABC=90°,符合鸡爪模型的要素。
将△ABP绕点B顺时针旋转90°,得到△CBF。
设PA=3a,PB=2a,PC=a
易知△PBF是等腰直角三角形 PB=FB=2a
由勾股定理 得
PF2=PB2+FB2=8a2
又∵FC=PA=3a
∴FC2=9a2
PF2+PC2=FC2
∴△CPF是直角三角形
∴∠CPF=90°
又∵△PBF是等腰直角三角形 ∠BPF=45°
∴∠BPC=∠CPF+∠BPF=135°
练习:如图6,点P是正方形ABCD内一点,∠BPC=135°,那么PA、PB、PC之间存在怎样的数量关系,猜想并证明。
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思路提示:参看例2,PA2=2PB2+PC2
总结:“鸡爪模型”运用关键点
(1)、旋转中心是三条线段的公共端点;
(2)、旋转角一定是两条等线段的夹角;
(3)、将两条等线段中的一条与独立线段的端点连接,构成三角形,以三条线段的公共端点为中心,将此三角形旋转,使两条等线段重合;
(4)、旋转后,按手拉手模型连接相应线段的端点。
这期就到这里,朋友们,下期见!!
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