北京中考数学压轴 · 每周一题|第 6 期

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北京中考数学压轴 · 每周一题|第 6 期

一个α,藏着两次 60°

从“看见角度”到“发现结构”:一道旋转几何题的完整拆解

同一个参数角α、一个中点、一次旋转和两条目标线段,看似分散。本题真正考验的不是复杂计算,而是能否把分散条件连接成一条可证明的结构链。

本期学习目标

① 看见“同一个 α”出现在不同位置时,知道怎样用直线与三角形内角和把它们放到同一条角度链上;

② 看见“60°+两边相等”时,迅速把图形定性为等边三角形;

③ 看见“等边三角形+中点+旋转”时,不只追角,还能主动寻找旋转对应与全等关系。

如果把这道题真正吃透,你会得到一条很有价值的几何思维链:变量角→ 固定角 → 特殊图形 → 旋转对应 → 全等 → 长度关系。

阅读方式|学生先独立完成题目 10—15 分钟,再按需查看提示;家长可直接参考第 07 节的家庭复盘。

01 本期题目先自己动笔,再看分析

已知:在等边△ABC 中,点 D 是 AB 的中点,点 E 是线段 BC 上一点。连接 DE,∠DEB=α(30°≤α<60°)。将射线 DA 绕点 D 顺时针旋转 α,得到射线 DQ。点 F 在射线 DQ 上,且 DF=DE。连接 FE、FC。

(1)补全图形;(2)求∠EDF 的度数;  (3)用等式表示 FE 与 FC 的数量关系,并证明。

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图 1|先补全图形,再继续往下看。

做题前 30 秒:先把图补对

作图自检|先排除方向性错误

① ∠DEB 由 ED 与 EB 夹成;② DQ 由 DA 顺时针旋转 α 得到;③ F 同时满足 F∈DQ、DF=DE。位置检验:E=C 时 α=30°,E 取 BC 中点时 α=60°;因此题设 30°≤α<60°使 E 落在BC 的右半段。射线DA 再顺时针旋转 α,得到的 DF 会向右侧展开,F 在 △ABC 的外侧。

02知识地图这道题涉及哪些知识点

如果只按“知识点清单”看,这道题并不超纲;难点在于这些知识点不是并排出现,而是前一个结论会激活后一个结构。建议把它们理解成一张“触发地图”。

知识点

看到什么要想到什么

本题中的落点

等边三角形

60°既是角度信息,也是旋转的“开关”

∠ABC=60°;后续两个特殊结构都围绕 60°展开

三角形内角和+邻补角

同一个参数角分散在不同位置,要先把它们串成角度链

把α 从 E 点“搬”到 D 点,让变量抵消

两边相等+夹角 60°

不要停在“等腰”,应立刻判断是否等边

DE=DF 与固定的 60°共同把 △DEF 定型

中点+中位线

中点条件常常是后半问才启动的“隐藏开关”

补 BC 中点 M,可得到第二个等边三角形 △DBM

旋转性质

旋转不只保角,还保距离、保对应线段

同一个 60°旋转建立 B→M、E→F 的对应

SAS 全等

目标线段不好直接比,就借“中间量”转移

用全等把 DE 与 CF 接起来,完成长度传递

03这道题真正考什么不是条件越多,知识点越杂

观察题面,至少有四次“信息升级”。能否主动完成这些转换,才是本题最值得训练的地方。

已知条件

需要作出的判断

可检验的能力

同一个α 出现两次

先利用内角和把两处α 串成角度链

能分清变量角与固定角

DE=DF 与固定角

两边相等还不够,要检查 60° 是否为夹角

能准确识别特殊三角形

D 是 AB 中点

后半问可能还需要另一个中点,构造可用的等边结构

能有目的地添加辅助线

求 FE 与 FC 的关系

目标边不好直接比时,先寻找可替代的等量

能建立旋转对应与 SAS 全等

一条贯穿全题的结构链

角度相消→  得到定角  →  确定等边  →  构造第二个等边  →  同向旋转  →  SAS 全等  →  线段相等

04分层破题提示读到哪一级就停,不必一次看完

提示① 轻提示

第(2)问先看△BDE,不要直接盯着 F。能否先算出∠ADE,再考虑旋转角?

提示② 结构提示

一旦知道△DEF 是等边三角形,原目标 FE 与 FC 可以先改写成哪两条线段相等?

提示③ 辅助线提示

当 D 是 AB 中点时,在 BC 上取中点 M,连接 DM。△DBM 是什么图形?把 B、E 分别旋转到哪里?

建议在这里暂停。如果孩子已经能独立说出“为什么补中点”和“准备让哪两组三角形全等”,不妨先盖住后文,独立写一遍第(3)问。

05思路深读:真正的两个突破口从计算到结构

突破口一|α 不是要求出来的,而是要消掉的

因为△ABC是等边三角形,且 D 在 AB 上、E 在 BC 上,∠DBE=60°。在△BDE中:

∠BDE=180°-60°-α=120°-α

由 A、D、B 三点共线,得∠ADE=60°+α;由射线旋转得∠ADF=α。结合图中的射线顺序:

∠EDF=∠ADE-∠ADF=60°

要点不是“凑出 60°”,而是通过内角和、邻补角,把原本位于不同顶点的同一个α 放进可相减的角度关系中。这样得到的 60° 不受 α 具体取值的影响。

突破口二|长度目标先“换边”,再找对应

已知 DE=DF,且刚得到∠EDF=60°。注意这个 60°正是 DE、DF 的夹角,因此△DEF是等边三角形:

DE=DF=FE

于是,要证的 FE=FC 就转化为 DE=FC 。这不是绕路,而是把难以直接比较的两条目标边,转化为更容易放进全等三角形的一组对应边。

为什么偏偏取 BC 的中点 M?不是死记辅助线,而是倒推所需结构

从 DE=CF 倒推,我们希望将 DE、CF 放入一对全等三角形。已知 E 绕 D 逆时针转 60°会到达 F;那就继续寻找:有没有一个与 B 对应、又能借助 C 完成全等的点?

取 BC 的中点 M,连接 DM。由于 D、M 分别是等边△ABC 的 AB、BC 中点,DM 是中位线,立刻得到:

DB=BM=DM=CM=½BC

所以△DBM 也是等边三角形。一个中点 M 同时完成了两项任务:既让 B 能绕 D 旋转 60° 到 M,又提供 SAS 所需的等长边 DB=CM。

旋转对应要逐项写清:以 D 为中心逆时针旋转 60°,B→M、E→F,所以 BE=MF。又因为 BE、MC 都沿 BC 向右,MF 是 BE 旋转 60°后的像,故∠CMF=60°=∠DBE。

DB=CM,BE=MF,∠DBE=∠CMF=60°

△DBE ≌ △CMF(SAS) ⇒ DE=CF ⇒ FE=FC

最容易漏写的一句

“∠CMF=60°”不能只凭图形看着像就直接使用;应说明它来自同一 60°旋转,且 BE 与 MC 方向相同。SAS 使用的必须是两组相等边的夹角。

06再深一层:哪些条件决定了结论?把一题变成可迁移的方法

思考 A|α 变化,结论为什么不变?

α 在(30°,60°)内变化时,点 E 和 F 的位置、线段 DE 的长度都可能改变,但“∠EDF=60°”与“FE=FC”仍然成立。原因不在于图形画得像,而在于前面的推理对区间内任意允许的 α 都有效。

思考 B|把“D 是中点”删掉,会发生什么?

第(2)问的追角只需要 D 位于 AB 上,并不需要 D 恰好是中点;因此只要相应的点和角按题意构成,仍可推出∠EDF=60°。但第(3)问用到的 DB=CM、△DBM等边等关系就失去保证,FE=FC 不再能由原证明直接推出。

真正值得追问的是:“某个条件在哪一步第一次被使用?删掉后是结论真的失效,还是只是当前证法失效?”这两种情况应当区分,不能混为一谈。

三处常见失分点

角度位置

直接写“60°-α”而未说明角的位置;正确做法是先通过△BDE与邻补角得到∠ADE。

等边判定

只记“有 60°且两边相等就是等边”,忽略这个 60°必须是两条相等边的夹角。

全等表达

先写“显然全等”,再找依据;正确做法是先写清 DB=CM、BE=MF、夹角相等和对应顶点。

07家长怎么判断:孩子是真的会了,还是看懂了?   20 分钟即可实施

不建议家长要求孩子把整篇解析背下来。更有效的检查是:合上答案,让孩子独立复现关键判断,并讲出每一步依赖的条件。下面这套流程可以在家直接照做。

时间

孩子要做什么

完成标准

2 分钟

复述题意并重画示意图

能判断旋转方向、等长条件和 E 的位置

6 分钟

不看答案求出∠EDF

能说明α在哪里相消;不依赖量角器

8 分钟

独立写完第(3)问

能解释为什么取M,并规范写出SAS

4 分钟

回答一个变式追问

知道“α变结论不变”“删中点会断哪一环”

出现以下卡点,下一步练什么?

会看不会画

回到题面,只练角的定义、射线的顺时针方向和“F∈DQ且DF=DE”;暂时别练最后一问。

会求角不会证边

只练“FE=DE,所以转证DE=CF”这一目标替换;让孩子说出为什么要寻找全等。

会说全等写不全

在两三角形下依次标记 D↔C、B↔M、E↔F,逐项列 SAS 条件,重点核查夹角。

当场会、隔天不会

隔一天只给原题,限时复现关键证明;先自查遗漏哪条条件,再回看对应部分。

家长只需要问三句话

“你这一步用了哪个已知?”  “如果不告诉你 M,能不能说出为什么需要它?”  “α 换一个允许的值,你认为哪里变、哪里不变?”

08本期考点复盘用四句话带走解题方法

① 找变量链

同一α 分散在不同位置,先用内角和、邻补角把它们连接起来。

② 找定形点

两边相等与其夹角 60°结合,得到等边三角形,实现目标边替换。

③ 找辅助结构

辅助点应同时解决“旋转对应”和“SAS所需等长边”,而非看见中点就机械连线。

④ 写证明闭环

对应点、对应边、对应角逐项核查;最后以全等完成等量传递。

几何综合能力的进步,不应只以“这一题做过了”来衡量。更有价值的标准是:换一张图、换一个参数,孩子还能否识别相同的结构,并给出完整、可核查的理由。

09二刷建议从“会做”走到“吃透”

如果这道题只做一遍,收获通常只是“我看懂了”;如果按下面的方法再做两遍,才更容易把方法变成自己的。

1

二刷:限时 8 分钟

遮住全文,只保留原题。要求自己完成第(2)(3)问,并把每一步使用了哪个条件写在旁边。

2

三刷:只写结构,不写细节

尝试把完整证明压缩成“追角 → 等边 → 补中点 → 第二个等边 → 60°旋转 → SAS → 等量传递”。如果能顺畅复述,说明结构真正进入了你的知识网络。

3

变式追问

思考:如果 D 不再是 AB 中点,哪一问还能成立?哪一问最先失效?如果 α 改变,为什么结论依旧稳定?

10完整解析领取方式

方式一|后台回复关键词“压轴006”

在公众号后台回复关键词“压轴004”,即可一键领取本期完整解析。

解析包含:规范证明过程 + 关键思路拆解 + 易错点提醒 + 同类压轴题训练建议。

方式二|下期同步公开

下周五发布下一期压轴题时,同步公开本期完整解析。想第一时间看到解析,建议关注并设置星标。

建议这样使用本文

先把题目发给孩子独立做,再回来看“破题提示”,最后对照完整解析复盘。真正的提升,往往发生在“先思考—再提示—再复盘”的过程中。

11上一期完整解析

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