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初中几何模型 · 系列 | 第 2 期 半角模型

初中几何模型 · 系列 | 第 2 期 半角模型

初中几何模型 · 系列 | 第 2 期

半角模型:正方形里的 45°,为什么 EF = BE + DF

难度 ★★☆ | 学段:初二(中考)| 主考:选填 / 填空 | 阅读约 6 分钟

先看一道题,给自己 30 秒。

如图,正方形 ABCD 边长为 6,E 在 BC 上,F 在 CD 上,且 ∠EAF = 45°。已知 BE = 2,DF = 3,求 EF 的长。

图 1|中考常见题:正方形里一个 45° 半角,求 EF

第一反应是不是:连 EF,上勾股?可 E、F 都不在顶点,直接算很麻烦。其实这道题根本不用算——记住今天这个模型,答案一眼就出来。

一、一句话记住"半角模型"

名字就是它的定义:一个 45° 的角,正好夹在正方形的 90° 直角里——它是直角的一半,所以叫"半角"。

核心结论(建议直接背下来)

翻译成人话:从直角顶点 A 引出的 45°"半角",把对边上的两段 BE、DF 直接"接"成了 EF。看到正方形 + 45° + 线段和,先往这上面想。

放在图形里,它长这样——A 是直角顶点,E、F 分别在两条直角边(BC、CD)上:

图 2|把 △ADF 绕 A 旋转 90° 到 △ABF',F' 落在 CB 延长线上

为什么是"加"?看图 2:把 △ADF 绕点 A 顺时针旋转 90°,D 落到 B,F 落到 CB 延长线上的 F'。这时 AF' = AF,且 ∠F'AE = 45° = ∠FAE,于是 △AEF ≌ △AEF'(SAS),所以 EF = EF' = BE + DF。

二、凭什么是真的?一次说透

证明一:旋转法(初中首选,四步)

① 将 △ADF 绕 A 顺时针旋转 90° 至 △ABF',则 F' 在 CB 的延长线上,且 AF' = AF,BF' = DF;

② ∠F'AE = ∠F'AB + ∠BAE = ∠FAD + ∠BAE = 90° - 45° = 45° = ∠FAE;

③ 又 AE 公共,故 △AEF ≌ △AEF'(SAS);

④ 所以 EF = EF' = BE + BF' = BE + DF。证毕。

证明二:截长补短(备选,一眼法)

在 EF 上截取 EG = BE,连 AG,可证 △AGE ≌ △ABE(SAS),得 AG = AD、∠GAF = ∠FAD;再证 △AGF ≌ △ADF,得 GF = DF,于是 EF = EG + GF = BE + DF。两种都行,考试写旋转法最利落。

三、看到什么,就该想到它?

● 正方形、等腰直角三角形里,出现一个角恰好是直角的一半(45°);

● 这个半角的顶点,正好落在那个直角顶点上;

● 题目要你"求线段和",或证明 a + b = c 这种关系;

● 常以"旋转""折叠"为背景出现,本质是同一个模型。

换件马甲,本质不变

直角半角(45°) 最经典,EF = BE + DF;

等腰△顶点 120° 里放 60° 半角 同样旋转 120°,得到"短边和 = 第三边";

一句话 只要"半角 + 顶点在顶角",旋转法通吃。

四、实战两题:从 10 秒到举一反三

例 1|回看开头那道题

正方形边长为 6,BE = 2,DF = 3,直接套结论:EF = BE + DF = 2 + 3 = 5。所谓模型识别,就是这么一行。

例 2|逆向:已知和,求一段

图 3|例 2:正方形边长 12,BE = 4,EF = 10,求 DF

思路 模型结论 EF = BE + DF,直接移项:DF = EF - BE = 10 - 4 = 6。

点睛 正向套结论、逆向移项,说的都是同一句话。数字大一点,也照样一行出答案。

五、两个最容易踩的坑

坑 1|把"半角"当成"角平分线"。半角是"直角的一半",不是把某个角平分;只有特殊比例才重合,别张冠李戴。

坑 2|旋转的方向和落点搞错。旋转要把整个三角形带着转,落点落在边的延长线上;延长线画错,全等就证不出来。

六、一句口诀带走

口 诀

半角夹直角,旋转九十度;凑出全等形,线段和清楚。

七、评论区挑战:这道题,家长也能答

今日挑战

正方形 ABCD 边长为 18,E 在 BC 上,F 在 CD 上,∠EAF = 45°。已知 BE = 6,DF = 9。请问:EF 等于多少?

图 4|挑战题:边长 18,BE = 6,DF = 9,求 EF

不用旋转、不用勾股,套一句结论就出答案。把答案(一个数字)打在评论区,下期揭晓答案和完整解析。

如果这篇对孩子有用,欢迎转发给正在刷几何的同学。下期预告:手拉手模型——共顶点旋转,怎么一眼看出全等。关注「老贝数学」,一期一个模型,把几何做成条件反射。

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