婆罗摩笈多模型:共顶点双直角出全等
婆罗摩笈多模型指两个直角三角形共直角顶点且两组边分别相等,一个三角形可看作另一个绕顶点旋转90°,从而对应对角线相等且互相垂直。
结构:图中 O 为公共直角顶点,A 在 O 正上方、B 在 O 左侧、D 在 O 右侧,C 在线段 OA 上,满足 OA=OB、OC=OD,∠AOD=∠BOC=90°,连接 AD 与 BC。
标准形:OA=OB,OC=OD,∠AOD=∠BOC=90°⇒△AOD≅△BOC⇒AD=BC 且 AD⊥BC。
适用前提与边界条件
- 两组等边必须共用同一顶点且张成直角(如 OA=OB、OC=OD、∠AOD=∠BOC=90°)
- 结论线段是交叉连接的那两条(AD 与 BC),不是邻边
求解策略
- 认结构:共顶点 O、两组等边、直角相对,锁定婆罗摩笈多位形
- 证全等:SAS(OA=OB,夹角 90°,OD=OC)得 △AOD≅△BOC
- 取结论:AD=BC
- 补垂直:用旋转 90° 视角,或延长两线相交、用全等给的等角替换导直角,证 AD⊥BC
模型结构
O 是公共顶点,射线 OA 向上、OB 向左、OD 向右,C 落在线段 OA 上。条件 OA=OB、OC=OD 且 ∠AOD=∠BOC=90°。交叉连接 AD、BC,两条线段就是模型要研究的对象。
OA=OB、OC=OD,直角共顶点 O,交叉线段 AD 与 BC 相等且垂直
核心结论与推导
结论:AD=BC 且 AD⊥BC。
证明:在 △AOD 与 △BOC 中,OA=OB(已知),∠AOD=∠BOC=90°,OD=OC(已知),故
△AOD≅△BOC (SAS)⇒AD=BC, ∠OAD=∠OBC.
再证垂直:设 AD 与 BC 交于点 Q。在 △AOD 中两锐角互余,∠OAD+∠ODA=90°。由 B、O、D 共线及全等所得 ∠OAD=∠OBC,在 △DQB 中有 ∠QDB=∠ODA、∠QBD=∠OBC=∠OAD,故
∠DQB=180°−∠ODA−∠OAD=90°,
即 AD⊥BC。■
旋转视角:把 △AOD 绕 O 逆时针旋转 90°,OA 落到 OB、OD 落到 OC,三角形整体与 △BOC 重合。旋转 90° 保距且使对应方向垂直,相等与垂直一次说清。
典例精析
例:如图位形,OA=OB=5,OC=OD=3,求 AD 与 BC 的关系及 AD 的长。
解:由模型 △AOD≅△BOC,故 AD=BC 且 AD⊥BC。在 Rt△AOD 中,
AD=OA2+OD2=52+32=34,
故 BC=34 同理成立。
点评:数据给了两直角边,勾股定理一步出斜边;真正值钱的是「垂直」这一半结论,综合题里常拿它接面积或坐标。
常见变式
- 正方形外衣:两个正方形共顶点,交叉连线相等且垂直——本模型的标准包装。
- 中点加码:取 AD、BC 中点连线讨论与 O 的关系,是全等之后的常见追问。
- 一般角推广:把 90° 换成任意等角 θ,全等仍在,垂直退化为「夹角等于 θ 的补角关系」,思想不变。
对比与联系
| 模型 | 共顶点图形 | 旋转角 | 结论 |
|---|
| 手拉手模型 | 两等边三角形 | 60° | 连线相等、夹角 60° |
| 婆罗摩笈多模型 | 两等腰直角结构 | 90° | 连线相等且垂直 |
| 脚拉脚模型 | 两等腰三角形 | 顶角 θ | 连线相等、夹角随 θ |
正例与反例
✅ 正例
- OA=OB、OC=OD、∠AOD=∠BOC=90°(两正方形共顶点是常见外衣),则 AD=BC 且 AD⊥BC
❌ 反例
- 看到两个直角三角形共顶点就直接写 AD⊥BC:缺少两组等边条件时垂直结论不一定成立
高频误解与考试易错
- !全等对应找错:是 △AOD≅△BOC(交叉配对),不是 △AOB≅△COD
- !只证相等漏垂直:AD=BC 与 AD⊥BC 是孪生结论,考试常考垂直那半,证明用「旋转 90° 保持方向差」最快
- !误用条件:只有共顶点加直角而两组边不相等时,全等不成立;此时连相似也需两边成比例才成立,不能直接套用
常见问题
模型名字什么意思?
纪念印度数学家婆罗摩笈多,其原定理讲圆内接垂直对角线四边形;初中课本借其名指这类共顶点旋转全等结构。
为什么全等之外还垂直?
把
△AOD 绕
O 旋转
90° 恰与
△BOC 重合(
OA 转到
OB、
OD 转到
OC)。旋转
90° 的图形,对应线段长度相等、方向垂直,所以
AD=BC 且
AD⊥BC。
和手拉手模型什么关系?
手拉手是两个等边三角形共顶点(旋转
60°),本模型是两个等腰直角结构共顶点(旋转
90°),思想一致:共顶点加等边加定角,旋转出全等。
依据与出处
- 人教版(2024 审定)八年级上册 第十四章《全等三角形》