方法线路 M8 · 什么时候用?为什么用?

平移、旋转与翻折

条件散在图形各处时,把一块图形原样搬个家:长度和角度都不变,散开的线段就聚到了一起。

📖 配合《解题方法与策略》§2.2阅读

一个想法,一张图先拖动直线上的 P,凭感觉找到 AP + PB 最短的位置;再把滑块拉到头,把 A 翻折过去。

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一句话

平移、旋转、翻折有一个共同点:图形搬了家,但没有变形。每条线段还是原来那么长,每个角还是原来那么大。

所以,当题目的条件散在图形的各个角落——要相加的两条线段隔得老远,要比较的三条线段凑不成一个三角形——就把其中一块原样搬过去,让它们碰头。

  • 翻折:把直线一侧的点搬到另一侧。折线就能拉直。
  • 旋转:绕着“共顶点的等长线段”的那个顶点转。一条边会落到另一条边上。
  • 平移:沿着一组平行线滑过去。两条不相连的线段就首尾相接。

先猜后证

上面的图里, 到直线 的距离是 , 到 的距离是 。让 最短的点 在哪里?

先选定答案,才能看到结论。

第 1 站 · 翻折:把折线拉直(卷四 · 内接三角形)

、 在直线 的同侧, 在 上。 最小是多少?

例:直线同侧两点,折线最短

第 1 / 4 步
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  1. 折线不好比

    和 是一条折线的两段。 一动,两段一长一短,看不出什么时候和最小。

三角形的“光路”问题、台球反弹、内接三角形周长最短,都是这一招:翻折一次,折线少一个弯。

第 2 站 · 旋转 60°:等边三角形(卷四 · 等边三角形)

是等边 内一点,,,。求 。

,一定藏着一个直角。可是 、、 像三根散开的筷子,凑不成三角形。

例:PA = 5,PB = 12,PC = 13

第 1 / 5 步
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  1. 找等长的边

    等边三角形里 ,夹角 。所以绕 转 , 正好落到 上。

第 3 站 · 旋转 90°:正方形里的半角(卷四 · 正方形)

正方形 的边长是 。 在 上, 在 上,,。求 。

先猜后证

先拖一拖下面图里的 ,看读数。 和 是什么关系?

先选定答案,才能看到结论。

例:正方形边长 6,BE = 2,∠EAF = 45°

第 1 / 5 步
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  1. 三条线段各在一处

    在下边, 在右边, 斜在中间。想证 ,得先把 、 接成一条线段。

第 4 站 · 平移:让对角线首尾相接(卷四 · 全等三角形)

梯形 中 ,对角线 ,,。求上、下底的和,以及梯形的面积。

例:对角线互相垂直的梯形

第 1 / 4 步
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  1. 条件够不着

    面积公式要“上底 + 下底”和高,一个都没给。给的是两条交叉的对角线。

拖动图里的 :对角线不再垂直了,但“梯形面积 = 面积”仍然成立。平移搬走的是面积和长度,不依赖那个直角。

练一练

练习 1基础

、 两点在直线 的同侧,到 的距离分别是 和 ,两个垂足相距 。 在 上, 的最小值是多少?

练习 2提高

正方形 的边长是 。 在 上, 在 上,,。求 。

练习 3挑战

是等边 内一点,,,。 是多少度?(只填数字。)

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转过去就直接相加

错误的做法:把 绕 旋转到 ,所以 。
错在哪里?先想一想,再打开

病因 只有 、、 在同一条直线上,两段才能相加。旋转只保证 ,不保证拼出来是直的。正方形里碰巧是直的,换成一般的四边形就不一定了。

正确的做法:先写一句:,所以 、、 共线。然后再相加。

「拼接之前,先验共线」

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两条边不等长,也硬转

错误的做法: 中 ,。把 绕 旋转,使 落到 上。
错在哪里?先想一想,再打开

病因 旋转不改变长度。, 转过去落不到 上,转完的三角形和原图“对不上缝”,什么也得不到。

正确的做法:旋转之前先找共顶点的两条等长线段。它们的公共端点是旋转中心,它们的夹角就是旋转角。

「等线段共顶点,才有旋转」

这条线路经过的站

同一个想法,在不同的地方各用一次。

  1. 全等三角形卷四《三角形与四边形》第 3 章
  2. 三角形的内接三角形卷四《三角形与四边形》第 7 章
  3. 等边三角形卷四《三角形与四边形》第 10 章
  4. 正方形卷四《三角形与四边形》第 14 章
  5. 梯形卷四《三角形与四边形》第 15 章
  6. 圆的对称性卷五《圆》第 2 章