上点教育
初二 · 全等三角形压轴题

婆罗摩笈多模型

—— 两个等腰直角三角形共顶点,能"拉"出什么
模型特征· 三条结论· 正逆两向证明· 授课教师 连喜庆

(一)模型特征

两条"手"交叉相接的两个等腰直角三角形
  • 等线段 \(AB=AC\),\(AD=AE\)
  • 共顶点 两个三角形共用顶点 \(A\)
  • 顶角 \(90^\circ\) \(\angle BAC=\angle DAE=90^\circ\)
  • 拉手 左手拉右手,右手拉左手
    (两三角形"手性"相反,连线交叉——区别于同向拉手的常规手拉手模型)

(二)模型解读

条件与结论
条件
\(\triangle ABC\) 和 \(\triangle ADE\) 是两个等腰直角三角形,
\(M\) 是 \(CE\) 的中点
1
\(AN\perp BD\)
2
\(BD=2AM\)
3
\(S_{\triangle ABD}=S_{\triangle ACE}\)

(三)结论 1 证明:\(AN\perp BD\)

点拨:见到中线,想倍长

延长 \(AM\) 到 \(F\),使 \(MF=AM\)

第一步:\(\triangle ACM\cong\triangle FEM\)(SAS)\(\Longrightarrow AC=EF\)

\(AC\parallel EF\Longrightarrow\angle BAD=\angle FEA\)(同旁内角互补)

第二步:\(\triangle ABD\cong\triangle EFA\)(SAS)\(\Longrightarrow\angle EAF=\angle ADN\)

\(\angle DAN+\angle EAF=90^\circ\Longrightarrow AN\perp BD\)

结论 2:\(BD=2AM\)

同一组全等,再取一条对应边

前面已证 \(\triangle ABD\cong\triangle EFA\)

\(\therefore BD=AF\)(对应边),而 \(AF=AM+MF=2AM\)

\(BD=2AM\)

结论 3:\(S_{\triangle ABD}=S_{\triangle ACE}\)

用两组全等做等积代换

\(\because\triangle ABD\cong\triangle EFA\),\(\therefore S_{\triangle ABD}=S_{\triangle EFA}\)

连 \(ME\):\(S_{\triangle EFA}=S_{\triangle AEM}+S_{\triangle EFM}\)

\(\because\triangle EFM\cong\triangle ACM\),\(\therefore S_{\triangle EFM}=S_{\triangle ACM}\)

\(S_{\triangle ABD}=S_{\triangle AEM}+S_{\triangle ACM}=S_{\triangle ACE}\)

反过来:知垂直,能得中点吗?

把条件换成 \(AN\perp BD\),结论会变成什么
条件
\(\triangle ABC\) 和 \(\triangle ADE\) 是两个等腰直角三角形,
\(AN\perp BD\)
1
\(CM=EM\)
2
\(BD=2AM\)证法同前
3
\(S_{\triangle ABD}=S_{\triangle ACE}\)证法同前

逆命题证明:\(AN\perp BD\Longrightarrow CM=ME\)

点拨:知垂直,一线三垂直,得中点

分别过 \(C\)、\(E\) 作 \(AM\) 的垂线 \(CF\)、\(EG\)

第一步:\(\triangle CAF\cong\triangle ABN\)(AAS)

同理 \(\triangle DNA\cong\triangle AGE\)(AAS)\(\Longrightarrow NA=EG\)

第二步:\(\triangle CFM\cong\triangle EGM\)(AAS)

\(CM=ME\),即 \(M\) 是 \(CE\) 的中点

总结:两句话,两个方向

正向
知中点,倍长中线,得垂直 —— 证两组全等: \(\triangle ACM\cong\triangle FEM\)、\(\triangle ABD\cong\triangle EFA\)
逆向
知垂直,一线三垂直,得中点 —— 过 \(C\)、\(E\) 向 \(AM\) 作垂线, 证 \(\triangle CAF\cong\triangle ABN\)、\(\triangle CFM\cong\triangle EGM\)
一句话记住:中点与垂直在这张图里互为因果 —— 知道其中一个就能证出另一个; 三条结论(垂直、倍长、等积)全部由那两组全等推出来。

(四)例题解析

先自己判断:符合哪个模型?

如图,\(AB=AE\),\(AB\perp AE\),\(AD=AC\),\(AD\perp AC\), 点 \(M\) 是 \(BC\) 的中点,\(DE=4\),则 \(AM\) 的长为 ______

分析:符合婆罗摩笈多模型特征 —— 两个等腰直角三角形共顶点 \(A\),两手交叉

由结论 2:\(ED=2AM\Longrightarrow AM=2\)

例题 · 两种解法

法一 · 模型秒杀
把 \(BC\)、\(DE\) 看成两条"拉手线":\(M\) 是 \(BC\) 中点, 由结论 2 直接得 \(DE=2AM\),\(\therefore AM=\dfrac{DE}{2}=2\)
法二 · 重新证明
知中点,倍长中线:延长 \(AM\) 到 \(F\) 使 \(MF=AM\), 先证 \(\triangle ACM\cong\triangle FBM\),再证 \(\triangle AED\cong\triangle CFA\)(SAS), 得 \(DE=AF=2AM\)
建议:两种解法各写一遍。压轴题考的不是"记住结论",而是 看到中点想到倍长、看到垂直想到一线三垂直。
中点与垂直,互为因果
知中点,倍长中线,得垂直;
知垂直,一线三垂直,得中点。
谢谢聆听 · 敬请指正
授课教师 连喜庆
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