问题引入
已知线段 BD,点 C 在线段 BD 上,A、E 在 BD 上侧且分居左右。拖动 C,并调节公共角 α,观察 ∠ABD = ∠ACE = ∠EDB 时,△ABC 与 △CED 为什么相似。
当 B、C、D 三点共线,且出现三个相等角时,常能制造两组三角形相似,是中考相似模型中的高频结构。
动态观察
- 拖动底边上的 C,保持 C 在线段 BD 上。
- 拖动滑块调节公共角 α,图形会始终保持 ∠ABD = ∠ACE = ∠EDB。
- 拖动滑块调节 AB 的长度,观察相似比例如何变化。
侧栏的「公共角 α」与「AB 长度」两条滑块控制图形:前者让三个相等角同时变化,后者改变左侧三角形的腰长。
规律发现
无论怎么拖动 C、怎么调节 α 和 AB 的长度,侧栏「实时验证」里的读数都会显示:
- ∠ABD、∠ACE、∠EDB 三个角始终相等,都等于公共角 α;
- ∠ABC 与 ∠CDE 始终相等,∠ACB 与 ∠CED 始终相等;
- AB / CD、BC / DE、AC / CE 三个比值始终相等。
在 △ABC 与 △CDE 中,若 ∠ABD = ∠ACE = ∠EDB = α,则( )
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B、C、D 共线时 ∠ABC = ∠ABD = α,∠CDE = ∠EDB = α,所以 ∠ABC = ∠CDE;再借助 C 点直线上的邻补角又能推出 ∠ACB = ∠CED。两组角分别相等,所以 △ABC ∽ △CDE。两个三角形只是相似,边长一般并不相等,所以不是全等。
原理解释
- 因为 B、C、D 在同一直线上,所以 ∠ABC = ∠ABD = α。
- 同理,∠CDE = ∠EDB = α,于是 ∠ABC = ∠CDE。
- 在 C 点,CB 与 CD 是一条直线上的反向射线,所以 ∠ACB + ∠ACE + ∠ECD = 180°。
- 又因为 ∠ACE = α,而 △CDE 中 ∠CED = 180° - α - ∠ECD。
- 因此 ∠ACB = ∠CED。两组角分别相等,所以两个三角形相似。
也就是说:一线(B、C、D 共线)先给出第一组等角 ∠ABC = ∠CDE,再用这一线上的邻补角把第二组等角 ∠ACB = ∠CED 换出来,两次「两角分别相等」,相似就成立了。
例题应用
- 先确认 B、C、D 共线。
- 标出三个相等角,尤其是 ∠ABD、∠ACE、∠EDB。
- 借助直线上的邻补角,把另一组角也转化出来。
- 得到 △ABC ∽ △CDE,再用对应边成比例解题。
互动练习
一线三等角模型中,若 ∠ACE = 42°,则 ∠ABD = ______°。
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三个角都等于公共角 α,即 ∠ABD = ∠ACE = ∠EDB = α,所以 ∠ABD = 42°。把 α 滑块拖到 42 时,侧栏的「∠ABD / ∠ACE / ∠EDB」一行也会同时显示 42.00° / 42.00° / 42.00°。
一线三等角模型中,判定 △ABC ∽ △CDE 用到的判定方法是( )
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由 B、C、D 共线得 ∠ABC = ∠ABD = α,由 A、E 同在 BD 上侧得 ∠CDE = ∠EDB = α,于是 ∠ABC = ∠CDE;再由 C 点的邻补角推出 ∠ACB = ∠CED。两组角分别相等,用的是「两角分别相等的两个三角形相似」(AA)。