初中几何模型 - 一线三等角全等模型典例 7 操作说明
一、操作指南
初始化布局点击 “初始化” 按钮,可将图形恢复至初始状态:抛物线回归默认形态,A (-3,0)、B (1,0)、C (0,-3) 点及对称轴 l(x=-1)复位,P、Q 点回到初始位置,重置所有解题步骤的展示状态。
全显示构造点击 “全显示” 按钮,可一次性展示解题核心辅助构造:过 P 作平行于 x 轴的直线,过 C 作该直线的垂线(垂足为 M),过 Q 作该直线的垂线(垂足为 N),形成一线三等角的全等三角形(△PMC≌△QNP),同时标注各点坐标的对应关系。
分步演示点击 “下一步” 按钮,按解题逻辑逐步呈现流程:
第一步:由抛物线对称轴公式得 l 为 x=-1,故 P 点坐标为 (-1, t),C 点坐标为 (0, -3);
第二步:由 PC 绕 P 旋转 90° 得 PQ,故 PC=PQ 且∠CPQ=90°,推得△PMC≌△QNP(AAS);
第三步:由全等的边对应关系,推导 Q 点坐标为 (t + 2, t + 1)(逆时针旋转)或 (-t - 4, t - 1)(顺时针旋转);
第四步:将 Q 点坐标代入抛物线方程 y=x²+2x-3,解方程得 t 的值,最终确定 Q 点坐标;点击 “上一步” 按钮,可回退至前一推导环节。
二、用途说明与应用场景(一)学生端(针对 “抛物线 + 旋转 90°+ 一线三等角全等” 场景)
掌握抛物线基础性质:能快速计算抛物线的对称轴,确定与坐标轴的交点坐标;
应用旋转与全等构造:理解 “线段绕点旋转 90°” 可通过构造一线三等角的直角三角形全等,将几何旋转转化为坐标的代数关系;
掌握坐标变换方法:通过全等三角形的边对应关系,推导旋转后点的坐标表达式;
完成代数求解:将坐标表达式代入抛物线方程,解方程得到符合条件的点坐标。
(二)教师端(针对 “代数几何结合 + 一线三等角的坐标系应用” 教学场景)
展示数形结合思维:将抛物线的几何性质与坐标代数运算结合,体现解析几何的核心方法;
演示全等构造的坐标转化:通过一线三等角全等模型,将 “旋转 90°” 的几何操作转化为可计算的坐标关系,打通几何与代数的关联;
分层推导流程:通过分步演示,清晰呈现 “几何构造→坐标推导→代数求解” 的完整逻辑,帮助学生建立几何变换与代数计算的思维链条。
三、教学应用案例
情境导入(4 分钟)展示初始图形,提出问题:“已知抛物线的交点与对称轴,点 P 在对称轴上,将 PC 绕 P 旋转 90° 得到 Q 点,如何利用一线三等角全等模型,求出 Q 在抛物线上时的坐标?”
操作演示(8 分钟)
点击 “初始化”,引导识别抛物线对称轴为 x=-1,C 点坐标为 (0,-3),确定 P 点坐标形式为 (-1, t);
点击 “全显示”,展示辅助垂线与△PMC≌△QNP 的构造,提问:“这组三角形全等的判定依据是什么?”(AAS:直角、等角、等线段);
点击 “下一步”,推导 Q 点坐标表达式,提问:“坐标关系是如何由全等的边对应得到的?”;
继续点击 “下一步”,将 Q 点坐标代入抛物线方程,解方程得 t 的值,最终确定 Q 点坐标(如 (-2, -3)、(1, 0) 等)。
互动任务(3 分钟)
基础层任务:描述抛物线的对称轴及 C 点坐标,说明 P 点的坐标形式;
进阶层任务:推导 Q 点的坐标表达式,并解释一线三等角全等在坐标变换中的作用。
总结(2 分钟)梳理核心逻辑:“本题结合抛物线的几何性质,通过一线三等角全等模型将‘PC 绕 P 旋转 90°’转化为 Q 点的坐标表达式,再代入抛物线方程求解,是代数与几何结合、全等模型在坐标系中应用的典型题型。”