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真题大题讲评:手拉手的第三问,答案藏在面积里

真题大题讲评:手拉手的第三问,答案藏在面积里

 适用:初三 · 全等与旋转 · 期中讲评周 | 承接周五「手拉手模型」

嗨~老师们,也嗨~同学。上周五我们搭了「手拉手」的骨架,讲完后台就有老师留言:中考真题里,手拉手常常不止两问——再往深走一问,让你证「AP 平分某个角」,班上一半同学第一反应是过 A 作垂线,作完两条垂线就愣在原地,不知道下一步往哪走。其实这一问的钥匙不是新模型,而是很多人只在求面积时才想起来的老工具——面积法。今天我们就按讲评课的节奏,把一道改编自中考真题的大题从读条件走到踩分点。

今日例题(中考真题经典原型改编,图形可还原)

如图,△ABC 与 △ADE 均为等边三角形,顶点 A 重合,AB = 6,AD = 2。小等边三角形 △ADE 站在大三角形的「肩上」:点 D 在 ∠BAC 的外部、射线 AC 的另一侧,E 在 D 的更外侧。连接 BD、CE,两线相交于点 P。求证:① BD = CE;② 连接 AP,则 AP 平分 ∠BPE。

第一步 · 条件:每一条都在告诉你什么

两个等边三角形,共顶点 A:全题的发动机还是它。「等边」意味着每个三角形自带 60° 顶角和三条相等的边——这里我们要用的是两组腰:AB = AC = 6,AD = AE = 2。共顶点意味着两个 60° 叠在同一个点上,这正是 SAS 最喜欢的配料。

点 D 在 ∠BAC 外部、AC 的另一侧:这句话决定了图形怎么摆,也决定了公共角怎么用。AC 从中间穿过:∠BAD 被 AC 切成 ∠BAC 和 ∠CAD 两块,所以 ∠BAD = ∠BAC + ∠CAD;同理 ∠CAE = ∠DAE + ∠CAD。两个「大角」都等于「顶角 + 同一个公共角 ∠CAD」——注意这次是加法对齐(周五那道题 D 在角内部,用的是减法;加还是减,全看图怎么摆)。

BD、CE 交于点 P,要证 AP 平分 ∠BPE:第①问连的两条线是「两只手」,第②问再连 AP,就是让塔尖上的 A 也参与进来。命题人的意图藏在「平分」两个字里:角平分线的判定定理走的是「距离相等」这条路,而「点到直线的距离」天生和面积挂钩。这条路子现在先记下,第三步展开。

第二步 · 模型:还是手拉手,但多带一件工具

母模型:手拉手(共顶点双等边) + 面积法

识别信号和周五完全一样:两个形状相同的等腰三角形共顶点,连交叉线证相等。第①问它独挑大梁;第②问它退到幕后——全等负责送来「BD = CE」这个等底,面积法负责把等底换成等高,等高再换成角平分线。换个角度看第②问为什么必然成立:△ACE 绕点 A 旋转 60°(顶角),C 落到 B,E 落到 D,线段 CE 整体落到 BD 上——旋转角 60°,所以直线 BD 与 CE 的夹角恰好 60°,∠BPE 是它的补角 120°。而点 A 到这两条线的距离相等,A 就落在夹角的平分线上。下面第三步,把「旋转直觉」翻译成卷面上能写的严格推理。

第三步 · 推导:不跳步,一步一步来

先证 ①:加法对齐公共角,SAS 配齐。因为 D 在 ∠BAC 外部:∠BAD = ∠BAC + ∠CAD = 60° + ∠CAD∠CAE = ∠DAE + ∠CAD = 60° + ∠CAD所以 ∠BAD = ∠CAE。在 △ABD 和 △ACE 中:AB = AC,∠BAD = ∠CAE,AD = AE。边角边,得△ABD ≌ △ACE(SAS) → BD = CE顺手把全等送的两对等角记在草稿上:∠ABD = ∠ACE,∠ADB = ∠AEC——后面如果还有第三问求线段长,它们就是接力棒。

再证 ② 第一层:两个三角形面积相等。过 D 作 AB 边上的高,这条高恰好等于 AD·sin∠BAD(斜线段乘以夹角正弦,就是「斜」化「垂」,九下解直角三角形的老朋友,忘了可以现场推)。于是S△ABD = ½·AB·AD·sin∠BAD, S△ACE = ½·AC·AE·sin∠CAE由①的全等:AB = AC,AD = AE,∠BAD = ∠CAE——三个量全部对上,所以S△ABD = S△ACE这一步我们回到条件重新读一遍:什么都没多加,只是把「全等」用面积的语言重新说了一次。

第二层:等积 + 等底 → 等高。换一组底重新表达这两个面积。过 A 作 AM⊥BD 于 M,AN⊥CE 于 N,则S△ABD = ½·BD·AM, S△ACE = ½·CE·AN面积相等、底相等(BD = CE 正是①的结论,顺序不能反:先有①,②才走得通),所以AM = ANAM、AN 是什么?是点 A 到直线 PB(即直线 BD)、直线 PE(即直线 CE)的距离。两条看不见的辅助线,到这一步露面了。

第三层:等高 → 角平分线。角平分线的判定定理说:到角两边距离相等的点,在这个角的平分线上。点 A 到 ∠BPE 两边所在直线的距离相等(AM = AN),且由图形摆放,点 A 落在 ∠BPE 的内部,所以AP 平分 ∠BPE证毕。回头看:辅助线 AM、AN 不是灵光一现,是「平分 → 距离 → 面积」这条逻辑链倒着走回来的必然。

第四步 · 运用:中考怎么考,什么时候要小心

卷面上,这套组合的三种常见考法

  • 考法一(本例原型):
    两问标准型——证相等 + 证平分(或证垂直),各地中考与模拟卷的几何大题高频原题,两问分别考「SAS 全等」与「面积法」;
  • 考法二:
    三问型——第三问求线段长,用①的全等把边「搬家」,再勾股收尾,前两问的每一步都是第三问的台阶;
  • 考法三:
    面积法单独出场——不给手拉手背景,直接让你「证明某线是角平分线」,会作两条垂线、会算两次面积的同学,一眼就看出路。

什么时候要小心(边界条件):① 两个三角形必须形状相同(顶角相等),一个是等边一个是等腰直角,手拉不上,面积法也失去「等积」的来源;② 「等积等底出等高」要求先用①证出 BD = CE,两问顺序不能颠倒——有同学跳过①直接写 AM = AN,采分点全丢;③ 角平分线判定定理要求点 A 在∠BPE 内部,这由图形摆放保证——小三角形若转到另一侧,A 落在角的外部,就要改选对顶角那一条平分线重新说理,先画对图,再下笔。

方法口诀(人话版):手拉手,拉完手,第三问里找面积;等积等底出等高,等高画出平分线。先懂原理,再练题型。

你可以慢慢理顺。

数学不难,思路有路。

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