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一线三等角模型精讲:附带2道真题,帮你找回思路

一线三等角模型精讲:附带2道真题,帮你找回思路

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在初中几何的学习当中,全等三角形和相似三角形都是重中之重。而在这两个板块中,“一线三等角”模型是极其高频的考点。

之前给大家分享的线段和差是相当于线段搬家,而这篇文章讲的就是‘角搬家’了。

今天,我们就通过2道经典例题,带大家来看看这个模型是怎么回事,让图形变得有迹可循。

01

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什么是“一线三等角”模型

三个相等的角的顶点在同一条直线上,角的两边分别与直线相交,构成两个三角形,若有一组对应边相等,则这两个三角形全等。这样的模型我们称为“一线三等角模型”。

通俗来说,就是一条直线上出现了三个相等的角。根据三个角的位置和图形的形状,一般有同侧型和异侧型(一线三垂直/一线三直角)两种常见类型。

同侧型:三个相等的角的顶点在同一条直线上,且角都在直线的同一侧。

异侧型:这是“一线三等角”中最特殊的90°情况,常用于坐标系、正方形或等腰三角形中。

“一线三等角”不是要记图形,而是要知道把‘一组角相等’推出另一组角相等,转化为‘角相等+边相等’,从而能够构造全等三角形。如果没有三个角都给出来,也可以因此做辅助线构造角相等。

02

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经典例题解析

例题1:一线三等角(同侧型)

如图,△ABC与△CED的顶点B、C、E在一条直线上,点A、D在BE上方,∠B=∠ACD=∠E,AB=CE,求证:AC=CD。

思路:这条直线BE上出现了三个相等的角:∠B、∠ACD、∠E,且都是在直线BE的上方,这是典型的“一线三等角(同侧型)”模型,利用相等角可以推出另一组角相等,且给了一条边相等,从而可以推出全等。
过程:
∵B、C、E在一条直线上
∴∠ACD+∠ACB+∠DCE=180°(平角的定义)
在△ABC中,∠A+∠B+∠ACB=180°(三角形内角和)
∵∠B=∠ACD(已知)
∴∠A=∠DCE(等量代换)
∵AB=CE(已知)
∴△ABC≌△CDE(ASA)
∴AC=CD
总结:在该模型中,利用了平角和三角形内角和的关系(都是180°),推理出了另外一组角相等,从而结合已知条件边相等(AB=CE),得到两个三角形全等(△ABC≌△CDE),因此线段相等(AC=CD)得证。
例题2:一线三垂直(异侧型)

如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,AD⊥CE,BE⊥CE,垂足分别是D、E,BE=0.8,DE=1.7。

(1)请说明CD和BE的数量关系,并说明理由;

(2)求AD的长。

思路:看到等腰直角△ABC,有一条直线穿过直角顶点C(直线CE),并作了对应的垂线AD和BE,是经典的“一线三垂直”模型。

两条线段的数量关系是在几何图形中,通过一定的定理或推理,证明 AB 与 AC 之间满足某种“数量关系”,例如 AB = AC、AB/AC 的比例关系等。 也就是说,要说明这两条线段的长度之间存在一个确定的数学等式或比例式,并证明该等式必然成立。

过程:

(1)CD=BE。理由如下:

∵∠ACB=90°

∴∠ACD+∠BCE=90°

∵BE⊥CE,AD⊥CE

∴∠BEC=∠ADC=90°,∠CBE+∠BCE=90°

∴∠ACD=∠CBE

∵AC=CB

∴△ADC≌△CEB(AAS)

∴CD=BE

(2)

在第二问不能漏了得出全等就万事大吉了,不管题干条件需不需要,都得形成证出全等都有对应的边角相等,再利用已知条件的数值得到AD的长度。

这是大部分同学的通病,从而会导致说在后面的小问得不出结果。

总结:在这个模型中,利用了同角的余角相等,得出了另外一组角相等,从而可以证明两个直角三角形全等,再因此推出其他结论。

当然,得出另外一组角相等可能是利用AAS判定定理来证明三角形全等,也可能是ASA,需要看具体条件。

03

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什么时候用“一线三等角”

1、同一条直线上三个角相等(最明显)

比如:∠A = ∠B = ∠C

且这三个角的顶点在同一条直线上,或者其中一个角的顶点在另外两个角所夹的直线上。

2、图中有等腰△(等腰Rt△)、等边△和正方形等(隐含条件多,易忽略)

  • 等边三角形:三条边相等,三个角都是60°;

  • 等腰直角三角形:两条直角边相等,两个锐角都是45°;

  • 正方形:四条边相等,四个角都是90°。

它们和一线三等角搭配时,很容易找到全等条件。

3、结论要证明线段相等或角相等

4、有直角或互余关系

比如:∠A + ∠B = 90°,∠B + ∠C = 90°,得到:∠A = ∠C

这就是“同角的余角相等”,也是一线三等角常见的推导方式。

一般情况是符合上述两个及以上的情况。

04

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在做“一线三等角”,最易丢分的几种情况

1、只认识图形,不知道本质

只记住“一线三等角”长什么样,但题目一旦旋转、翻折、换背景,就认不出来。要记住:本质是三个角相等,推出另外一组角相等,再结合边相等证全等。

2、不会写角度转化

一线三等角最难的一步,往往不是全等,而是前面推导角相等。
常见方法有:
  • 平角等于180°;
  • 三角形内角和等于180°;
  • 同角的余角相等;
  • 等角的补角相等;
  • 外角等于不相邻两个内角之和。
3、全等条件没找全
前面也强调过,有一组角推出另外一组角相等之后,还需要一组边相等。
通常有:
  • 等边三角形;
  • 等腰三角形;
  • 正方形;
  • 中点;
  • 已知条件。
4、书写不规范

05

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📝最后

今天的这篇文章是初中阶段最常见的模型,它的本质不是‘三个角相等’,而是能够利用给出的角相等,或者是构造一组角相等,转化为其他的一组角相等,再利用一组边相等,从而构造出全等三角形。

可以适用的场景有:①同一直线出现三个相等的角(也可能要构造)②有等边三角形、等腰三角形或正方形等题干背景③要证明线段或角相等④图中存在直角、互补或互余等关系。

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