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初中几何核心模型(原理+变式)笔记(建议收藏给孩子)

更新时间:作者:小小条

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初中几何核心模型(原理+变式)笔记(建议收藏给孩子)

说明:本笔记精选中考高频10大几何模型,按“原理→基础图形→变式→解题要点”梳理,重点标注模型核心特征(便于快速识别)和易错点,适配选择、填空、解答压轴题。

一、 手拉手模型(全等/相似模型)

1.核心原理

两个等腰三角形(或等边、等腰直角三角形)共顶点,且顶角相等、两腰相等,通过“SAS”可证全等(或相似),进而推导线段相等、角相等。

核心特征:共顶点、等线段、夹角相等(∠AOB=∠COD)

2.基础图形

△AOB和△COD均为等边三角形,共顶点O,OA=OB,OC=OD,∠AOB=∠COD=60°→△AOC≌△BOD(SAS)。

3.常见变式

变式1:等腰直角三角形手拉手(顶角90°)→ 全等后可推线段垂直(如AC⊥BD)。变式2:普通等腰三角形手拉手(顶角α)→ 全等后∠ACB=α/2+60°(视基础图形而定)。变式3:“反向手拉手”(两个三角形顶点同向,腰反向)→ 仍满足全等,仅图形方向变化。变式4:相似手拉手(两三角形对应边成比例,顶角相等)→ 推导出线段成比例、角相等。

4.解题要点

优先找“共顶点的等线段”,标注相等的角,直接套“SAS”证全等,后续利用全等性质求线段/角度。

二、 半角模型(旋转全等模型)

1.核心原理

一个角内含它的一半角(如正方形内45°角、等边三角形内30°角),通过旋转三角形,将分散的线段/角集中,利用全等推导“线段和差”关系。

核心特征:大角=2×小角,大角两边相等(如正方形边长相等、等边三角形边长相等)。

2.基础图形

正方形ABCD中,∠EAF=45°,E在BC上,F在CD上→ 旋转△ADF至△ABG,证△AEF≌△AEG→ EF=BE+DF。

3.常见变式

变式1:等边三角形内半角(△ABC为等边三角形,∠DAE=30°,D在AB上,E在AC上)→ 旋转后证全等,得DE=BD+CE。变式2:半角在外部(如正方形外45°角)→ 旋转后仍可证全等,结论变为EF=|BE-DF|。变式3:矩形内半角(长≠宽)→ 旋转后证相似,推导线段比例关系。

4.解题要点

看到“45°在正方形内”“30°在等边三角形内”,直接想旋转(旋转角度=大角的度数,如90°、60°),旋转后凑出全等的三个条件。

三、 将军饮马模型(最短路径模型)

1.核心原理

利用“两点之间线段最短”“垂线段最短”,通过对称转化折线为直线,求线段和/差的最值。

核心特征:两定一动、一定两动,求“折线长度最值”。

2.基础图形

直线l为河岸,A、B为同侧两定点,P在l上,求PA+PB最小值→ 作A关于l的对称点A',连接A'B交l于P,PA+PB=A'B(最小值)。

3.常见变式

变式1:两定两动(A、B为定点,P在l1上,Q在l2上,求PA+PQ+QB最小值)→ 分别作A、B关于l1、l2的对称点,连对称点交两直线于P、Q。变式2:求线段差最大值(A、B为异侧定点,P在l上,求|PA-PB|最大值)→ 作A关于l的对称点A',连接A'B延长交l于P,|PA-PB|=A'B(最大值)。变式3:角内最短路径(P在∠AOB内,作P关于OA、OB的对称点,求折线长度最值)→ 对称后转化为直线距离。

4.解题要点

“同侧和最小”“异侧差最大”均用对称法,记住“对称点+连线段”的固定套路,无需复杂推导。

四、 倍长中线模型(全等构造模型)

1.核心原理

中线是三角形的“中间线”,通过延长中线至等长,构造全等三角形,将分散的线段/角转移到同一三角形中,解决“线段相等、角相等”问题。

核心特征:题目含“中线”“中点”,且需证的线段/角分散在中线两侧。

2.基础图形

△ABC中,AD是BC中线(BD=CD),延长AD至E,使DE=AD→ △ABD≌△ECD(SAS)→ AB=CE,∠B=∠ECD。

3.常见变式

变式1:加倍“类中线”(不是中线,但过中点的线段,如CD是△ABC中AB边上的中线,E是CD中点)→ 延长CE至F,使EF=CE,构造全等。变式2:中线+垂直(AD是中线且AD⊥BC)→ 加倍中线后可证△ABC是等腰三角形(AB=AC)。变式3:多中点问题(多个中点,无中线)→ 加倍其中一条中点线段,串联多个全等。

4.解题要点

看到“中线”“中点”,且无法直接证全等时,直接“倍长中线”,口诀:“中线倍长,全等登场”。

五、 截长补短模型(线段和差模型)

1.核心原理

当题目要求证“线段a+b=c”“线段a-b=c”时,通过“截长”(在c上截一段等于a,证剩余部分等于b)或“补短”(延长a至b,证总长等于c),构造全等三角形。

核心特征:结论含“线段和、差”,且有相等的角/边可构造全等。

2.基础图形

△ABC中,∠B=2∠C,AD平分∠BAC,证AB+BD=AC→ 截长:在AC上取AE=AB,证△ABD≌△AED,得BD=DE=EC;或补短:延长AB至E,使BE=BD,证△AED≌△ACD。

3.常见变式

变式1:角平分线+截长补短(角平分线为公共边,截/补后证全等)→ 最常用场景。变式2:线段差证明(证AC-AB=BD)→ 截长:在AC上取AE=AB,证EC=BD。变式3:四边形内线段和(如梯形内证AB+CD=AD)→ 延长腰或底边,用截长补短构造全等。

4.解题要点

“和”用截长或补短均可,“差”优先用截长;构造后重点找“公共边、相等角”,快速证全等。

六、 三线合一模型(等腰三角形核心模型)

1.核心原理

等腰三角形中,“顶角平分线、底边上的中线、底边上的高”三线重合,可互相转化,用于证线段垂直、平分、相等,角相等。

核心特征:图形含“等腰三角形”(两边相等)、“中点”“垂直”“角平分线”三者之一。

2.基础图形

△ABC中,AB=AC,AD是BC中线→ AD⊥BC,AD平分∠BAC(反之,AD⊥BC则AD是中线和角平分线)。

3.常见变式

变式1:等边三角形三线合一(三线重合且相等)→ 可直接推导30°角对的直角边=斜边一半。变式2:等腰三角形三线合一的逆用(一条线段既是中线又是高→ 三角形是等腰三角形)→ 中考常考判定。变式3:等腰三角形延长线(延长AD至E,使DE=AD,证△ABE≌△ACE)→ 结合倍长中线。

4.解题要点

看到“等腰+中点”“等腰+垂直”,直接套用三线合一,无需额外证全等,节省推导时间。

七、 八字形模型(角度转化模型)

1.核心原理

两条线段相交,构成“八字”形状,利用“三角形内角和为180°”,推导“对顶角所在的两角和相等”(∠A+∠B=∠C+∠D)。

核心特征:两条线段相交,无特殊垂直/相等条件,需转化角度。

2.基础图形

线段AC、BD相交于点O→ ∠A+∠B+∠AOB=180°,∠C+∠D+∠COD=180°,又∠AOB=∠COD→ ∠A+∠B=∠C+∠D。

3.常见变式

变式1:八字形+平行线(加一条平行线,结合内错角/同位角,进一步转化角度)。变式2:多个八字形嵌套(三条线段相交,形成两个八字形,串联角度关系)。变式3:八字形在三角形内(三角形内一点,连接顶点形成八字形,推导内角关系)。

4.解题要点

角度计算题中,遇到“相交线段”,直接画八字形,标注已知角,套用“两角和相等”快速转化未知角。

八、 A字形/反A字形模型(相似模型)

1.核心原理

A字形:两三角形有公共角,且底边平行→ 两角相等,三角形相似;反A字形:两三角形有公共角,且另一角相等→ 三角形相似。

核心特征:有公共角(∠A=∠A),A字形含“平行线”,反A字形含“角相等”。

2.基础图形

A字形:△ABC中,DE∥BC→ △ADE∽△ABC(AA)→ AD/AB=AE/AC=DE/BC;

反A字形:△ABC中,∠ADE=∠C→ △ADE∽△ACB(AA)→ AD/AC=AE/AB=DE/CB。

3.常见变式

变式1:A字形+中点(DE是中位线)→ 相似比为1:2,DE=½BC。变式2:反A字形+垂直(∠ADE=∠C=90°)→ 相似且可利用勾股定理求线段。变式3:双A字形(两条平行线,形成两个A字形,相似比串联)。

4.解题要点

看到“平行线+三角形”优先想A字形相似,看到“公共角+角相等”想反A字形相似,相似后直接套比例式求线段长度。

九、 K字形模型(一线三垂直模型)

1.核心原理

一条直线上有三个直角(一线三垂直),构成两个直角三角形,通过“同角的余角相等”证全等或相似。

核心特征:∠A=∠B=∠C=90°,三点共线(B在AC上),常出现在坐标系、正方形/矩形中。

2.基础图形

直线AC上有B点,∠DBA=∠ABC=∠EBC=90°,DB=BC→ △DAB≌△CBE(AAS)→ AD=BC,AB=CE。

3.常见变式

变式1:一线三垂直在坐标系中(点在坐标轴上,构造直角三角形全等,求点坐标)→ 中考高频考点。变式2:一线三斜角(三个角相等但不是90°)→ 证相似,推导线段比例。变式3:K字形嵌套在正方形内(正方形边上的一线三垂直,证线段相等)。

4.解题要点

坐标系中求点坐标、证线段相等,优先构造K字形,标注直角和相等的角,快速证全等(直角边相等)或相似(直角边成比例)。

十、 弦图模型(勾股定理模型)

1.核心原理

由四个全等的直角三角形和一个小正方形组成大正方形(内弦图)或小正方形(外弦图),利用面积关系推导勾股定理,或证线段/角度关系。

核心特征:含直角三角形、正方形,有相等的直角边。

2.基础图形

内弦图:四个全等Rt△ABC,斜边为大正方形边长,直角边为a、b,斜边为c→ 大正方形面积=c²=(a-b)²+4×½ab→ 推导a²+b²=c²。

3.常见变式

变式1:外弦图(四个直角三角形在正方形外部,大正方形面积=(a+b)²=c²+4×½ab)→ 仍可推导勾股定理。变式2:弦图+旋转(旋转直角三角形,构造弦图,证线段垂直)。变式3:弦图在折叠问题中(折叠直角三角形形成弦图,求边长)。

4.解题要点

涉及勾股定理应用、正方形与直角三角形结合,优先想弦图,通过面积法或全等推导结论,避免复杂计算。

总结

1. 模型识别:优先看“核心特征”(如共顶点、中点、直角、平行线),快速对号入座;

2. 解题逻辑:模型→ 构造(旋转、倍长、对称)→ 全等/相似→ 结论;

3. 易错点:别死记结论,要懂原理(如手拉手的核心是SAS,不是等边),避免变式题懵圈。

#初中数学几何到底要不要掌握模型?#

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