刘文杰
(福建省晋江市安海中学,福建 泉州 362000)
摘要:中考几何旋转对学生来说,是一个难以掌握的知识点,圆中的旋转就更难。文章对于圆中的旋转,先从学生熟悉的手拉手模型入手分析,利用圆内接四边形对角互补,提出圆中的手拉手模型。
关键词: 圆中手拉手模型 圆内接四边形对角互补 三角形的旋转
手拉手模型在初中多边形旋转中应用很广泛,主要在等腰直角三角形,正方形及菱形中应用比较多。 而在圆中,我们很少涉及到,文章探究圆中的手拉手模型,巧秒利用圆的内接四边形对角互补等知识。
图1 图 2
手拉手模型:如图1 ,已知△ABC 中,AB=BC,点D,E 分别在线段 AB 和 BC 上,BD=BE, 如图 2,把△BDE 绕点B逆时针旋转α (0°<α <180°),我们能得到ABDCBE,所以对应线段和对应角相等,这就是手拉手模型。手拉手模型秒杀技巧:共端点 ;等线段 ;定全等。
手拉手模型的精髓是抽象出共端点形状,从而构造手拉手模型
共端点 等线段 定全等
例题1:⊙O 是△ABC 的外接圆,在⊙O 上任取一点 C(不与 A,B 重 合), 当 AD=DB 时,AB 是⊙O 的直径,点 C 在 AB 下方时, 试探索 AC,BC ,CD之间的大小关系,并说明原因。
分析:本题共端点的三条线段是AD、BD、CD,而大部分同学会认为是AC,BC,CD,导致题目无法解答。AC,BC,CD这三条线段的长度随着点C在圆上的位置不停的变化,线段长度都相应的改变,不能作为共端点的三条线段。共端点的三条线段中,二条必定是已知线段,这里AD、BD是已知线段。其中AD=BD,CD没有与之对应相等的线段,故我们需要构造一条与之对应相等的线段,使它变成我们手拉手模型。
解:过点D作的垂线交CA的延长线于点,此时看作将BCD绕着点D顺时针旋转90度得到AD。也可以将绕着点D逆时针旋转90度,构造圆中的手拉手模型。

变式1:圆O是△ABC的外接圆,在圆O上任取一点C(不与A,B重合),如图2,当AD=DB时,且AB是圆O直径,点C在上,试探究CD,AC,BC之间的数量关系,并说明理由。
分析:和例1唯一的改变是点C由直径AB的下方运动到上方。和例1一样构造手拉手模型。

解:过点D作直线的垂线交直线BC的于点此时看作将ACD绕着点D逆时针旋转90度得到BD,构造圆中的手拉手模型。

变式2:圆O是△ABC的外接圆,在圆O上任取一点C(不与A,B重合),如图,当AD=DB,点C在AB下方运动,∠ADB=α,试探究AC,BC,CD之间的数量关系(用含α的式子表示)。
分析:和例题唯一区别是ABD由等腰直角三角形演变成了等腰三角形。但是解题方法是一样的,构造圆中手拉手模型。

解:将线段CD绕着点D逆时针旋转α度,交CB的延长线于点看作将ACD绕着点D逆时针旋转α度得到BD。本题也可以将绕着点D顺时针旋转α度。
变式3:如图,△ABC的外接圆是圆O,在圆O上任取一点C(不与点A,点B重合),AB是圆O的直径,DB=2AD,试探究CD,AC,BC之间的数量关系。

分析:本题中ABD由上一个变式等腰直角三角形演变成直角三角形。变式2等腰三角形ABD中BD=AD,所以旋转后二个三角形是全等。本题直角三角形ABD的直角边AD、BD二之比是1:2,所以旋转后二个三角形的相似比是1:2.但是解题方法是一样的,构造手拉手模型。
解:过点D作的垂线交CB的延长线于点,看作将CAD绕着点D逆时针旋转90度并放大2倍得到BD。也可以将绕着点D顺时针旋转90度,并缩小一半,构造圆中手拉手模型。

变式 4:如图 ,在△ABD 中,∠ADB=90°,AD=3,DB=4,平面内一点 C,满足∠ACB=90°, 且 BC=2,求 CD 的长度。
分析:本题和变式3差不多,差别是没有把圆画出来,属于隐圆类型,需要我们补充,但本题分为二种情况,C、D两点在直线AB的同侧和C、D两点在直线AB的异侧。ABD由等腰直角三角形演变成了直角三角形。因为等腰三角形的二条腰相等,所以旋转后二个三角形是全等,但本题直角三角形二条直角边之比是3:4,所以旋转后二个三角形的相似比是3:4.

①点C与点D在直线AB的同一侧
过点D作的垂线交BC的延长线于点,也可看作将CAD绕着点D逆时针旋转90度并放大

得到BD,和例题一样是圆中手拉手模型,区别在于这二个三角形是相似。
过点D作的垂线交CA的延长线于点,看作将CBD绕着点D顺时针旋转90度并缩小

得到AD,和例题一样是圆中手拉手模型,区别在于这二个三角形是相似。

文章用一道中考质检题来演变它的四个变式,每一个变式的难度不断递增。几何图形的旋转巧秒的和圆内接四边形对角互补合在一起,要求学生具有几何思维能力。通过圆中的手拉手模型,巧秒的扩散学生的几何旋转思维。
作者简介:刘文杰,男,晋江市安海中学一级教师