模型

手拉手模型

两个等腰三角形共用顶点 O 且顶角相等:旋转后可证 △AOC ≌ △BOD,于是 AC = BD,两条连线的夹角恒等于顶角 α。

问题引入

两个等腰三角形共用顶点 O,并让顶角相等,图形看起来像两只手拉在一起,所以叫做「手拉手模型」。

拖动 O、A、C 或切换顶角 α,观察 AC、BD 的长度和夹角关系;勾选「保持全等」时,两边的等腰三角形会同步为全等图形。

动态观察

手拉手模型
  1. 拖动 O,整体改变共顶点位置。
  2. 拖动 A,点 B 会绕 O 同步旋转,始终保持 OA = OB。
  3. 拖动 C,点 D 会绕 O 同步旋转,始终保持 OC = OD。
  4. 观察图中的 α:∠AOB、∠COD,以及交点处的 ∠APB、∠CPD。

规律发现

无论把 O、A、C 拖到哪里,或者把顶角 α 换成 60°、90° 或任意角度,连线 AC 与 BD 都保持相等; 两条连线的夹角也与顶角相等。

△AOC ≌ △BOD
由旋转可知:AC = BD,且 ∠APB = ∠CPD = α

手拉手模型中,连线 AC 与 BD 的长度关系是(  )

  • AAC = BD
  • BAC = 2BD
  • CAC 与 BD 没有固定关系
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把线段 AC 绕 O 旋转 α 后,A→B、C→D,所以 AC 与 BD 是旋转得到的对应线段,始终相等。

原理解释

两个等腰三角形共用一个顶点,且顶角相等或有固定关系时,常形成「旋转全等」。模型外形像两只手拉在一起。

题设给出的是两组等腰边 OA = OB、OC = OD 和相等的顶角 ∠AOB = ∠COD = α。 把其中一块三角形绕公共顶点 O 旋转 α,它正好与另一块重合,于是两个三角形的对应边、对应角全部相等。 画板上的 P 是 AC 与 BD 的交点,虚线 OP 在等边三角形的情形下(α = 60°)被加粗显示。

例题应用

以图中的 △AOC 与 △BOD 为例,证明 AC = BD。

  1. 先找共顶点和两组等边,例如 OA = OB、OC = OD。
  2. 确认夹角 ∠AOC 与 ∠BOD 相等,或由公共角加同一角推出相等。
  3. 用 SAS 证明 △AOC ≌ △BOD。
  4. 推出对应边 AC = BD,并进一步观察两条连线的夹角关系。

互动练习

手拉手模型中,两条连线 AC 与 BD 的夹角 ∠APB 与顶角 α 的关系是(  )

  • A∠APB = α
  • B∠APB = 2α
  • C∠APB = 90° − α
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画板上把 ∠APB、∠CPD 与顶角 ∠AOB、∠COD 都标成 α;拖动图形或切换顶角时,它们始终相等。

勾选「保持全等」后会强制 OC = OA。若此时 OA = 3.5,则 OC = ?

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「保持全等」强制两块等腰三角形一样大,即 OC = OA,所以 OC = 3.5。

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