章法数学上海初中数学

完整体系 / 全等三角形 / d-congruence-construction

课标必学中考综合完整精讲已开放

全等证明、辅助线与综合应用

三角形高难样板课|从证明目标反推辅助线

核心问题:AD是△ABC的中线。图上没有一条线段等于2AD,怎样证明|AB−AC|<2AD<AB+AC?

TOP-TIER EXPLANATION

一题贯穿:倍长中线为什么不是猜出来的

AD是△ABC中BC边上的中线。证明:|AB−AC|<2AD<AB+AC。

先不要看答案。右方向键依次完成“提问—揭示—进入下一步”,左方向键可以退回。

图解模型

倍长中线:把半条中线变成整条线段

逐层看见“造出2AD—搬运AB—进入新三角形”的完整因果链。

ABCD目标:|AB−AC| < 2AD < AB+AC
  1. 1只看原图:目标中的2AD还不是一条完整边。
1 步 · 必须解决的问题

先让学生看见:不是不会定理,而是目标量还不能用

教师这样讲:只投原图和题目,不提示“倍长中线”。先给学生一分钟观察,再追问目标中的三个量是否都已经是某个三角形的边。

先问学生:AB、AC、AD都在图上;目标中的哪个量还不是一条可以直接使用的完整线段?
1 / 6

GENERALIZE THE FIRST PRINCIPLE

从母题提炼成可以迁移的通法

辅助线不是给图添线,而是把结论中看不见、暂时用不了的量,变成定理能直接处理的边、角或不变量。

学生版:目标里缺什么,就构造什么;构造后既要接得上已知,也要回得去目标。

01

目标中有2AD,但原图中只有AD,所以先把2AD变成一条完整线段。

02

延长AD至E并令DE=AD,就得到AE=2AD。

03

要使用三角形不等式,还要把AB、AC和AE放进同一个三角形。

04

中线给出BD=DC,结合AD=DE和对顶角,可用SAS把AB搬成CE。

05

于是双边界恰好变成△ACE中任意一边都小于另两边之和。

把本质变成可以照做的动作

1

翻译目标

圈出结论中在原图里看不见或暂时不能使用的量。

2

造出目标量

用延长、截取、连结或作垂线,把它变成真实的边或角。

3

接上已知

利用中点、等角、公共边或不变量,让构造进入严格推理。

4

回扣结论

检查最后得到的关系能否直接代换成原题结论;不能回扣就重选路线。

做完只问:目标被翻成了哪一个可证明的中间关系?若走全等,候选三角形、判定和对应顺序是否一致?若走旋转,中心、方向和两组点像是否完整?若走面积,底与高是否配对,分割式是否覆盖整个图形?辅助线制造的条件在证明里真的用到了吗?最后一句是否回到了原题要求?

BEFORE CLASS

先修知识与本讲边界

共同核心是全等判定、性质、对应关系和规范证明;倍长中线、截长、60°旋转和面积不变量属于综合迁移。学生先能独立完成共同核心,再进入校优与四校迁移层;不能背辅助线图谱代替判定依据。

OBSERVABLE OBJECTIVES

学完以后要能做到

  1. 1给出一组边角条件时,能判断是否足以唯一确定三角形,并用反例否定AAA或SSA。
  2. 2看到边相等或角相等目标时,能在30秒内圈出候选三角形并写出对应顺序。
  3. 3能从目标中的2AD反推倍长中线,在△ACE中独立证明|AB−AC|<2AD<AB+AC,并解释每一步为何必要。
  4. 4能完成角平分线正命题与逆命题的证明,准确使用点到直线距离和HL。
  5. 5能把同向等边三角形识别为同一中心、同一方向的60°旋转,并说明线段整体映射。
  6. 6能用面积分割消去动点位置,得到对任意位置都成立的距离不变量。
  7. 7能按所选支路写出“已有关系—关键依据—关系转移—回扣目标”的完整证明,不跳步、不乱对应。

TEACHING SCRIPT

这一讲怎么教、怎么学

01 · 5

前置检查:三条旧知识够不够用

教师动作:只检查“中线→中点”“SAS三项条件”“三角形任意两边之和大于第三边”,不提前出现辅助线。

学生证据:能把AD是中线翻译为BD=DC,并准确说出对顶角和三角形不等式。
02 · 7

必须解决的问题:2AD在哪里

教师动作:投屏原图与双边界,不给任何构造提示,追问目标中哪个量还不是一条边。

学生证据:指出2AD在原图中不可直接使用,并说明三个目标量不在同一个三角形。
03 · 10

建立直觉:先造量,再搬运

教师动作:逐层显示“延长AD—取DE=AD—观察△ACE”,在显示全等前让学生预测还缺哪条边。

学生证据:能提出AE=2AD,并预测需要把AB搬成CE。
04 · 4

一句话命名本质

教师动作:先请学生复述刚才做了什么,再给出本质句;不要求背技巧名称。

学生证据:能说出“把不可用的2AD变成AE,再让目标进入△ACE”。
05 · 18

严格证明:依据—作用—回扣

教师动作:遮住答案,逐项补齐SAS和对应顺序;上界、下界分别由学生完成代换。

学生证据:能完整写出△ADB≌△EDC,并证明双边界而不是只证一侧。
06 · 10

反例划界:三种错误构造

教师动作:依次删去DE=AD、中点条件或回扣步骤,让学生标出证明链断点。

学生证据:能把错误定位到造量、判定、搬运或回扣,而不是笼统说“辅助线不对”。
07 · 12

引导变式:只证下界

教师动作:保留同一构造,只问如何从△ACE的另两条不等式得到绝对值下界。

学生证据:能分别推出AE>CE−AC和AE>AC−CE,再合并绝对值。
08 · 12

独立变式:撤掉图与提示

教师动作:换字母、换图形朝向,只给文字题;教师不再提醒延长哪条线。

学生证据:能自主选择中线延长方向、写全SAS并完成双边界。
09 · 8

迁移地图:同一原则的三条支路

教师动作:只比较截长、旋转、面积三种目标翻译,不在本节展开新的完整证明。

学生证据:能判断边差、统一转角、动点距离分别优先进入哪条支路。
10 · 4

出口检测:目标—构造—闭环

教师动作:收一张只写三行的出口条,并按具体断点分配同源补练。

学生证据:能独立写出目标量、关键构造和最后回扣;教师得到可执行的错因证据。
板书只保留这条主线
  1. 障碍:2AD不是原图中的完整边
  2. 造量:延长AD至E,令DE=AD,所以AE=2AD
  3. 接已知:BD=DC,AD=DE,∠ADB=∠EDC
  4. 搬运:△ADB≌△EDC(SAS),所以CE=AB
  5. 定理:在△ACE中读取两边之和与两边之差
  6. 回扣:|AB−AC|<2AD<AB+AC

KNOWLEDGE EXPLANATION

知识精讲

判定的本质:条件能否唯一锁定图形

能判全等,不是因为“条件有三个”,而是因为这些条件只能拼出一种三角形。

SSS用三条边锁定形状;SAS用两边及夹角锁定张口;ASA、AAS用一边和两角锁定尺度与形状;HL是直角三角形的特殊唯一性。

AAA只锁定形状而不锁定大小,SSA中已知角不是两已知边的夹角,定长圆可能与射线出现两个交点。

决策路径先问“图形是否唯一”,再写判定名称;不要用“看起来一样”代替依据。
边界与反例
  • AAA可以得到大小不同的相似三角形。
  • SSA一般可能产生两个三角形,不能写成全等判定。

目标翻译:先让目标量成为对应元素

想证哪两条边相等,就先找两个分别包含它们、且能按同一顺序对应的三角形。

对应顺序不是全等以后再补写,而是选三角形时就决定。第一顶点对应第一顶点,第二对应第二,第三对应第三。

公共边、对顶角和同角常是隐藏的已有条件;只有进入候选三角形,才真正有用。

决策路径在写判定前,先写一行点对应表,例如A↔D、B↔E、C↔F。
边界与反例
  • 全等成立但目标边不是对应边,证明仍然没有闭环。
  • 把△ABC≌△DFE写成错误顺序,会推出错误的对应关系。

关键断点:辅助线只补真正需要的关系

找出当前证明链的关键断点,优先补能同时接上已知、回到目标的条件。

若已有两边,优先检查夹角能否由角平分线、对顶角或公共角得到;若已有一边两角,检查是否能连出公共边或利用平行线。

作完辅助线必须立刻写出新条件及其来源,例如“延长AD至E,使DE=AD”,否则只是图上多了一条无效线。

决策路径每作一条线,都用“它制造了____,用于____判定”读出来。
边界与反例
  • 一题画多条线却没有一条进入判定,说明没有先找缺口。
  • 为了凑SSA补一条非夹角,仍不能判全等。

倍长中线:用中心对称搬运边

中线给一组等长,倍长再给一组等长,对顶角补齐SAS。

AD是中线意味着BD=DC;延长AD至E并令DE=AD,使D同时成为BC与AE的中点。

△ADB与△EDC全等后,AB可搬成CE,∠BAD可搬成∠CED;原来分散在三角形两侧的量被放进同一个新三角形。

决策路径看到中线加边和、边差或2AD,优先尝试把中线延长一倍。
边界与反例
  • E必须在AD经过D的反向射线上,才能产生所需的对顶角。
  • 只写“AD是中线”不能直接推出AD=DE,后者来自构造。

截长补短:把代数差变成几何线段

目标有边差,就在长边上截出短边,让“长−短”成为图上的剩余线段。

当AB>AC且目标含AB−AC时,在AB上取AE=AC,立刻得到BE=AB−AC。

若AD是角平分线,AE=AC、AD公共、∠EAD=∠DAC可构成SAS,再把DE搬成DC,连接代数差与三角形不等式。

决策路径先比较两边大小:长边截短边;若是边和,考虑延长短边补成长边。
边界与反例
  • 在短边AC上继续截取AB不可行,因为截点会跑到线段外。
  • 截出等长却不连结产生候选三角形,等长条件无法进入判定。

旋转与面积:高级辅助线是在找不变量

图形在变时,盯住不会变的长度、角度、面积或点像关系。

同向等边三角形把两组60°和等长统一成绕同一点的旋转;旋转保持长度和角度,并把整条线段映到整条线段。

动点题中位置会变,但总面积不变。选择合适的底,就能把两个变化距离放进同一个恒等式。

决策路径先写点像表或面积分割式,再谈结论;不要只凭动画直觉。
边界与反例
  • 等边三角形方向相反时,B→C与D→E不一定来自同一个同向60°旋转。
  • 面积公式中的高必须垂直于所选底所在直线。

VISUAL MODELS

方法迁移图解:把同一原则带到新题

图解模型

全等支路决策图

把全等题中的“凭感觉作图”变成“按判定缺口作图”。

证明目标两线段相等
  1. 1圈出要证的边或角。
图解模型

为什么SSA不能判全等

用一张图看见“条件没有唯一锁定图形”。

AC30°
  1. 1固定AC与∠A。
图解模型

角平分线:正向等距,逆向HL

把“到两边距离”落到两个直角三角形。

AP
  1. 1连结角顶点A与点P。
图解模型

见边差作截长

把AB−AC变成真实线段BE,再用全等搬运。

ABCD
  1. 1识别目标中出现AB−AC。
图解模型

同向等边三角形:一次60°旋转

把两组局部等边关系统一成同一个刚体变换。

ABCDE
  1. 1确认两个等边三角形方向相同。
图解模型

动点不变量:总面积不随P改变

把两个变化距离放进恒定总面积。

ABC
  1. 1冻结斜边上的任意一点P。

DECISION METHODS

题型识别与解题方法

方法 01

目标—条件缺口表

什么时候用:题目要求证边角关系,但图中没有现成判定链时。

  1. 圈目标并选择候选三角形。
  2. 写点对应表与已有条件。
  3. 对照有效判定找出当前关键断点。
  4. 优先作能接上已知并回到目标的最少构造。
最后检查:构造条件进入了判定,且全等后的对应元素正好是原目标。
方法 02

垂足—直角三角形—HL

什么时候用:角平分线、点到两边距离或等距点的正逆命题。

  1. 分别作到两边的垂线。
  2. 锁定含公共斜边的两个直角三角形。
  3. 正向用角条件,逆向用HL。
最后检查:所谓距离确实是垂线段,HL中的斜边与直角边对应正确。
方法 03

倍长中线法

什么时候用:中线与边和、边差、2倍中线或角关系同时出现。

  1. 延长中线至等长点。
  2. 列中点等长、构造等长和对顶角。
  3. 用SAS全等搬运边角。
  4. 在新三角形中计算或用不等式。
最后检查:延长方向经过中点;两个三角形的对应顺序没有颠倒。
方法 04

见差截长、见和补短

什么时候用:目标含两边的和差,且角平分线或等角能提供夹角。

  1. 把代数差翻译成剩余线段。
  2. 在长边上截取一段等于短边。
  3. 连结截点与关键点。
  4. 用SAS搬运,再用三角形关系收尾。
最后检查:截点在线段内部,等长方向正确,严格不等式没有被写成等号。
方法 05

等边三角形60°旋转

什么时候用:同一顶点处出现两个同向等边三角形,目标连接两组外点。

  1. 确定旋转中心与方向。
  2. 写出每个点的像。
  3. 把目标线段看成整体的像。
  4. 用保长、保角得到关系。
最后检查:两组点像来自同一个方向的60°旋转,而不是两次不同变换。
方法 06

总面积不变量

什么时候用:点沿边移动,题目询问到两条边的距离和、比或线性关系。

  1. 冻结任意位置P并分割总面积。
  2. 选择固定边作底,把变化距离作高。
  3. 令分块面积和等于总面积。
  4. 约分得到与位置无关的恒等式。
最后检查:每一个高都垂直于对应底所在直线,分块没有重叠或遗漏。
题型对应技能首选方法
全等条件判断、对应与反例全等条件盘点与对应目标—条件缺口表
角平分线等距与逆命题角平分线正逆证明垂足—直角三角形—HL
中线倍长与边角搬运倍长中线构造倍长中线法
角平分线中的边差不等式截长补短构造见差截长、见和补短
双等边结构与60°旋转等边三角形60°旋转等边三角形60°旋转
直角三角形动点距离不变量动点距离不变量总面积不变量

WORKED EXAMPLES

完整例题:先判断,再计算,再检查

7

先判条件是否真的够

已知AB=DE,AC=DF,∠BAC=∠EDF。判断△ABC与△DEF是否全等,并写出判定与对应顺序。
配合图解:为什么SSA不能判全等

先想:两条已知边分别夹着∠A和∠D,这是SAS;先由边的对应锁定B↔E、C↔F。

  1. AB=DE,AC=DF。
  2. ∠BAC=∠EDF是上述两边的夹角。
  3. 所以△ABC≌△DEF(SAS),对应为A↔D、B↔E、C↔F。
答案:能全等;SAS;△ABC≌△DEF。

检查:若把∠BAC换成∠ABC,就变成SSA,不能使用SAS。

6

角平分线上的等距与角度

∠BAC=70°,P在∠BAC的内角平分线上,PE⊥AB于E,PF⊥AC于F,PE=4。求PF与∠EPF。
配合图解:角平分线:正向等距,逆向HL

先想:先用两个直角三角形得到PE=PF;角度用四边形AEPF内角和最直接。

  1. 因为PE⊥AB、PF⊥AC,所以∠AEP=∠AFP=90°。
  2. 又∠EAP=∠PAF、AP=AP,所以△AEP≌△AFP(AAS)。
  3. 对应边PE=PF,所以PF=4。
  4. 四边形AEPF中,∠EPF=360°−70°−90°−90°=110°。
答案:PF=4,∠EPF=110°。

检查:PE、PF必须是垂线段;若没有垂直,不能称为到两边的距离。

5

倍长中线搬运边

AD是△ABC中BC边上的中线,延长AD至E,使DE=AD。已知AB=7,AC=9,AE=10,求△ACE的周长。
配合图解:倍长中线:把半条中线变成整条线段

先想:目标三角形缺CE;倍长中线能把原三角形的AB搬成CE。

  1. AD是中线,所以BD=DC;构造给出AD=DE。
  2. ∠ADB=∠EDC为对顶角。
  3. 所以△ADB≌△EDC(SAS),得到CE=AB=7。
  4. △ACE周长=AC+CE+AE=9+7+10=26。
答案:26。

检查:CE对应AB,不是AC;由全等式的点顺序核对。

4

见边差作截长

在△ABC中,AD平分∠BAC,D在BC上,AB>AC。证明AB−AC>BD−DC。
配合图解:见边差作截长

先想:目标出现AB−AC,就在长边AB上截取AE=AC,使差变成BE。

  1. 在AB上取E,使AE=AC,连结DE;则BE=AB−AC。
  2. AE=AC,AD公共,∠EAD=∠CAD,所以△AED≌△ACD(SAS)。
  3. 由对应边得DE=DC。
  4. 在△BDE中,BE+DE>BD。
  5. 代入BE=AB−AC、DE=DC,得AB−AC+DC>BD,即AB−AC>BD−DC。
答案:证明成立。

检查:最后使用的是△BDE的严格三角形不等式,不能把“>”写成“≥”。

3

双等边结构的一次旋转

△ABC与△ADE均为等边三角形,且按同一方向构造。若AB=AD=4,∠BAD=120°,求CE。
配合图解:同向等边三角形:一次60°旋转

先想:绕A按构造方向旋转60°,B映到C、D映到E,因此BD整体映到CE。

  1. 同一旋转把B→C、D→E,所以BD=CE。
  2. 作AH⊥BD于H。因为AB=AD,等腰三角形三线合一,所以AH同时平分∠BAD和BD,得到∠BAH=60°、BH=HD。
  3. 在Rt△ABH中,∠ABH=30°,所以AH=AB/2=2;由勾股定理得BH=2√3。
  4. BD=2BH=4√3,所以CE=4√3。
答案:CE=4√3。

检查:必须确认两个等边三角形同向;反向构造时点像关系会改变。

2

动点距离的面积不变量

在Rt△ABC中,∠A=90°,P在斜边BC上。PE⊥AB于E,PF⊥AC于F。证明PE/AC+PF/AB=1。
配合图解:动点不变量:总面积不随P改变

先想:P的位置在变,但△ABP与△ACP始终拼成固定的△ABC;分别用AB、AC作底。

  1. S△ABC=S△ABP+S△ACP。
  2. 因为PE⊥AB、PF⊥AC,所以(1/2)AB·AC=(1/2)AB·PE+(1/2)AC·PF。
  3. 两边同除以(1/2)AB·AC。
  4. 得到PE/AC+PF/AB=1。
答案:PE/AC+PF/AB=1。

检查:AB对应的高是PE,AC对应的高是PF,不能交换分母。

1

一次构造接通双边界

AD是△ABC的中线。证明|AB−AC|<2AD<AB+AC。
配合图解:倍长中线:把半条中线变成整条线段

先想:目标含2AD,先把中线延长一倍得到AE=2AD;再把AB搬成CE,使双边界成为△ACE中一条边与另两边的和差关系。

  1. 延长AD至E,使DE=AD,则AE=2AD。
  2. BD=DC,AD=DE,∠ADB=∠EDC,所以△ADB≌△EDC(SAS)。
  3. 由对应边得CE=AB。
  4. 在△ACE中,AC+CE>AE,代入CE=AB、AE=2AD,得到2AD<AB+AC。
  5. 又AE+AC>CE且AE+CE>AC,所以AE>CE−AC且AE>AC−CE,即AE>|AC−CE|。
  6. 代入CE=AB、AE=2AD,得到|AB−AC|<2AD,合并即证。
答案:|AB−AC|<2AD<AB+AC。

检查:CE=AB、AE=2AD均有明确来源;上下界都来自真实三角形△ACE,若图形退化则不能继续使用严格不等号。

DIAGNOSE IN CLASS

先暴露问题,再做针对性训练

课前8分钟诊断

不画多余辅助线。每题写“能/不能 + 一句理由”,教师按错因分组。

3
诊断 3基础必会OPEN-D-003

两个三角形有三个角分别相等,能否判定全等?为什么?

教师核对:答案与错因
  1. 三个角只确定形状。
  2. 把一个三角形按比例放大,三个角不变但边长改变,因此不全等。

答案:不能;AAA只能保证形状相同,不能保证大小相同。 错因码:error-congruence-invalid-criterion

诊断 2基础必会OPEN-D-002

已知两边对应相等。要使用SAS,还必须补什么条件?

教师核对:答案与错因
  1. SAS中的A是两条已知边所夹的角。
  2. 非夹角只构成SSA,一般不能判全等。

答案:两组已知边的夹角对应相等。 错因码:error-congruence-invalid-criterion

诊断 1校优提高OPEN-D-001

已知△ADB≌△EDC。若要把CE与AB写成全等式两侧的第一条边,并规定左侧前两个顶点依次为C、E,应怎样重写全等式?

教师核对:答案与错因
  1. CE的端点C、E必须分别对应B、A。
  2. 剩余点D对应D,因此顺序为CED↔BAD。

答案:△CED≌△BAD。 错因码:error-congruence-correspondence

当堂撤架练习

三题只改变一个难点:先完成搬运,再证明上界,最后独立完成双边界。每题都写“目标—构造—依据—回扣”。

3
练习 3基础必会OPEN-C-003

AD是△ABC的中线,延长AD至E,使DE=AD。证明CE=AB,并逐项写出SAS的三个条件。

查看对应图解:倍长中线:把半条中线变成整条线段
教师核对:答案与错因
  1. AD是中线,所以BD=DC。
  2. 构造给出AD=DE。
  3. ∠ADB=∠EDC是对顶角。
  4. 由SAS得△ADB≌△EDC,所以CE=AB。

答案:BD=DC,AD=DE,∠ADB=∠EDC,所以△ADB≌△EDC(SAS),故CE=AB。 错因码:error-median-midpoint-unused

练习 2校优提高OPEN-C-002

AD是△ABC的中线。不照抄母题证明,只证明2AD<AB+AC,并说明最后使用的是哪个三角形。

查看对应图解:倍长中线:把半条中线变成整条线段
教师核对:答案与错因
  1. 延长AD至E,使DE=AD,所以AE=2AD。
  2. 由BD=DC、AD=DE、∠ADB=∠EDC,得△ADB≌△EDC(SAS),所以CE=AB。
  3. 在△ACE中AC+CE>AE,代入即得2AD<AB+AC。

答案:延长AD至E使DE=AD,由SAS得CE=AB;在△ACE中AC+CE>AE,故2AD<AB+AC。 错因码:error-inequality-transfer

练习 1四校迁移OPEN-C-001

只给文字:AD是△ABC的中线。请自行作辅助线并证明|AB−AC|<2AD<AB+AC;证明后说明若D不是中点,哪一步首先失效。

查看对应图解:倍长中线:把半条中线变成整条线段
教师核对:答案与错因
  1. 延长AD至E,使DE=AD,则AE=2AD。
  2. BD=DC,AD=DE,∠ADB=∠EDC,所以△ADB≌△EDC(SAS),故CE=AB。
  3. 在△ACE中,AC+CE>AE,得到2AD<AB+AC。
  4. 由AE+AC>CE且AE+CE>AC,得到AE>|AC−CE|,即|AB−AC|<2AD。
  5. 若D不是中点,BD=DC不能成立,SAS链条首先断开。

答案:倍长AD得到AE=2AD,由SAS搬运AB=CE,再在△ACE中使用三角形三边关系;若D不是中点,BD=DC首先失效。 错因码:error-inequality-transfer

TIERED HOMEWORK

分层作业:做到哪一层,由证据决定

分层作业单

基础必会全部完成;校优提高由当堂证据决定;四校迁移只给已稳定掌握共同核心的学生。题号按讲义要求倒序。

6
作业 6基础必会OPEN-H-006

已知AB=PQ,AC=PR,∠BAC=∠QPR。写出全等式和判定。

教师核对:答案与评分要点
  1. A对应P,AB对应PQ,所以B对应Q。
  2. AC对应PR,所以C对应R。
  3. 两边及夹角对应相等,使用SAS。

答案:△ABC≌△PQR(SAS)。 错因码:error-congruence-correspondence

作业 5基础必会OPEN-H-005

∠BAC=52°,P在内角平分线上,PE⊥AB于E,PF⊥AC于F,PE=6。求PF和∠EPF。

查看对应图解:角平分线:正向等距,逆向HL
教师核对:答案与评分要点
  1. 角平分线上的点到两边距离相等,所以PF=PE=6。
  2. ∠EPF=360°−90°−90°−52°=128°。

答案:PF=6,∠EPF=128°。 错因码:error-distance-not-perpendicular

作业 3校优提高OPEN-H-003

在△ABC中,AD平分∠BAC,D在BC上,AB=16,AC=10,BD=8,DC=5。在AB上取E,使AE=AC,连结DE。先证明△AED≌△ACD,再求BE、DE及(AB−AC)−(BD−DC)。

查看对应图解:见边差作截长
教师核对:答案与评分要点
  1. AE=AC,AD公共,∠EAD=∠CAD,所以△AED≌△ACD(SAS)。
  2. BE=AB−AE=16−10=6;由全等得DE=DC=5。
  3. (AB−AC)−(BD−DC)=6−3=3。

答案:BE=6,DE=5,差为3。 错因码:error-cut-congruence-link

作业 2四校迁移OPEN-H-002

△ABC与△ADE是同向等边三角形,AB=AD=6,∠BAD=90°。求CE。

查看对应图解:同向等边三角形:一次60°旋转
教师核对:答案与评分要点
  1. 绕A同向旋转60°得BD=CE。
  2. △ABD中AB=AD=6且夹角90°,所以BD=6√2。
  3. 故CE=6√2。

答案:6√2。 错因码:error-rotation-orientation

作业 1四校迁移OPEN-H-001

等腰直角△ABC中,∠A=90°,AB=AC=16。P在BC上,PE⊥AB于E,PF⊥AC于F。若PE=7,求PF。

查看对应图解:动点不变量:总面积不随P改变
教师核对:答案与评分要点
  1. 面积不变量给PE/AC+PF/AB=1。
  2. AB=AC=16,所以PE+PF=16。
  3. PF=16−7=9。

答案:9。 错因码:error-area-base-height

MATHEMATICAL THINKING

这节课真正训练的思想

逆向分析

从结论倒推需要的对应元素与判定缺口,再回到已知选择构造。

转化

用全等、旋转或面积把陌生关系转成已知定理能够处理的形式。

对称

中点、角平分线和旋转中心都在组织成对关系;看见“成对”比记住具体图更重要。

不变量

动点位置和图形外观会改变,但刚体变换的长度角度、整体面积不变。

演绎与表达

每一步都回答“由什么得到什么”,结论必须由已声明的判定与对应关系推出。

ERROR DIAGNOSIS

不是只说“粗心”,而是定位错误模型

01

把AAA或SSA当全等判定

表现:看到三个条件就写全等,没有检查图形是否唯一。

修复:回到定长圆与射线反例;只允许SSS、SAS、ASA、AAS、HL。

02

对应顺序混乱

表现:全等式前后顶点不对应,随后搬错边角。

修复:先写点对应表,再写全等式;目标边必须位于同一对应位置。

03

把任意线段当距离

表现:没有垂直符号就使用“角平分线上的点到两边距离相等”。

修复:补出垂足并写90°;距离是点到直线的垂线段长度。

04

逆命题只写等距

表现:由PE=PF直接宣布AP是角平分线。

修复:锁定两个直角三角形,用公共斜边AP和直角边PE=PF完成HL。

05

忘记中线给出的中点等长

表现:写了AD是中线,却没有写BD=DC。

修复:每见“中线”,第一行立即翻译成所在边的两段相等。

06

倍长点取错方向

表现:E没有取在AD经过D的反向延长线上。

修复:按A—D—E共线的顺序标点,再写DE=AD。

07

漏掉对顶角

表现:已有两组边相等,却说还缺一个角。

修复:检查两条相交直线;∠ADB与∠EDC是SAS中的夹角。

08

截点落在错误边上

表现:目标是长边减短边,却在短边上截长边。

修复:先比较大小;长边上截取短边,剩余段才等于边差。

09

截出等长却没有搬运

表现:写AE=AC后直接跳到DE=DC。

修复:连DE,列AE=AC、AD公共、角平分线给夹角,再用SAS。

10

全等后不会回到不等式

表现:证明全等后停住,或把三角形不等式写成等号。

修复:在新三角形中写严格边和关系,再代回被搬运的线段。

11

旋转中心判断错误

表现:看到60°就随意选中心。

修复:中心必须在变换前后到对应点等距;本结构共同顶点A才是中心。

12

忽略等边构造方向

表现:只看两个60°,没有判断顺时针或逆时针。

修复:在图上画旋转箭头;B→C与D→E必须同向。

13

只搬点,不搬整条线段

表现:知道B→C、D→E,却不能推出BD与CE关系。

修复:明确写“线段BD在该旋转下整体映成线段CE”。

14

把有向角写成普通锐角

表现:线段方向旋转60°,却只写两直线夹角一定为60°。

修复:区分有向角与小于等于90°的夹角;先声明从哪条射线转向哪条射线。

15

只验证一个动点位置

表现:在中点或端点算对,就当作对任意P成立。

修复:冻结任意P,用恒等式证明,不能依赖特殊位置。

16

面积的底高配错

表现:用AB作底却把PF当高。

修复:AB对应到AB的垂距PE;AC对应到AC的垂距PF。

17

面积约分后的分母写反

表现:从AB·AC=AB·PE+AC·PF约分时交换分母。

修复:逐项除以AB·AC:AB·PE得到PE/AC,AC·PF得到PF/AB。

MASTERY EVIDENCE

训练与掌握门禁

A卷

6个题族各1道本设备未见题;自动题核对最终结果,证明题进入教师量规,不得自动放行。

B卷

修复后更换数字、图形方向或表示方式,再做6个题族各1道未见B题;所有证明题需教师确认。

迁移

能面对没有标注辅助线的陌生图,在90秒内写出目标、所选证明支路、已有关系、推理断点和必要构造,并完成至少一道跨方法综合证明。

复习

D+1:两道撤架证明 → D+7:与等腰三角形混合 → D+30:与相似或四边形混合 → D+90:四校风格陌生图迁移

证明题教师量规:证明题不使用字符串自动判分。四项通用“必须”项要全部成立;构造、判定、对应三项只在该题型实际使用时启用,并以题库中的逐题量规为准。等价的严谨证明允许通过。

目标与对象 · 必须

明确要证什么,并选出包含目标量的候选三角形、点像/线段像或不变量。

已知翻译 · 必须

把中线、角平分线、垂直、等边等语言准确翻成边角关系。

构造与依据

题目需要辅助线时,每条线有明确作法且确实进入后续推理。

判定完整

使用全等或变换时,所需条件完整,判定或变换依据正确。

对应一致

涉及全等或变换时,全等式点顺序、对应边角或点像表前后一致。

关系转移 · 必须

能把全等、旋转或面积恒等式转回题目需要的数量关系。

表达闭环 · 必须

关键依据写出,最后一句直接回答原题,不以“显然”跳过核心步骤。

A卷失败记录到具体errorCode,只开放对应补讲和repair题;repair全对只证明错误已修复。B卷或证明量规未通过,不记录即时掌握;题池用尽立即停止。

开始本主题两卷门禁

SOURCE TRACE

来源与尚待闭合的证据

发布边界已按“问题—直觉—本质—证明—边界—变式”完成单母题课堂主线;母题、7道例题、18道题库题及全部SVG坐标已复算,学生版与教师版各31页A4已逐页检查,无空白页、越界或教师提示泄露。国家课标原子页码、上海教材逐册对应和独立教师复核仍待完成。
原子映射尚未完成当前只有章节级依据说明,尚缺官方要求页码、原子要求ID与上海具体教材章节的双向矩阵。