鸟头模型(共角模型):共角三角形面积比等于夹边乘积比

鸟头模型(共角定理)给出有一个角相等或互补的两个三角形,面积比等于夹这个角的两组对应边乘积之比;当截线平行于底边时退化为相似三角形,是面积比与线段比互化的常用模型。

结构:三角形 ABCABC 中,DD 在腰 ABAB 上、EE 在腰 ACAC 上,连接 DEDE;小三角形 ADEADE 与大三角形 ABCABC 共顶角 AA,图中 DE∥BCDE\parallel BC。

标准形:共角两三角形面积比等于夹等角(补角)的两组对应边乘积之比。

适用前提与边界条件

  1. 两个三角形必须有一个公共角(或等角、补角),结论中的两组边必须恰好夹住这个角
  2. 面积比等于「两组夹边乘积之比」,不是单条边之比;只有截线平行时才退化为相似比的平方

求解策略

  1. 找共角:辨认公共角(或等角、补角),如顶角 AA
  2. 列夹边:列出小、大三角形夹该角的两组边 AD,AEAD,AE 与 AB,ACAB,AC
  3. 写乘积:S△ADE:S△ABC=AD⋅AE:AB⋅ACS_{\triangle ADE}:S_{\triangle ABC}=AD\cdot AE:AB\cdot AC
  4. 看平行:若 DE∥BCDE\parallel BC,可直接用相似比平方互化

模型结构

如图,三角形 中, 在边 上、 在边 上,连接 。小三角形 与大三角形 共用顶角 ;本图中 ,是鸟头模型的平行特例。

ABCDE
D、E 分别在 AB、AC 上,小三角形 ADE 与大三角形 ABC 共顶角 A,面积比为夹边乘积比

核心结论与推导

结论(共角定理):

当 时,,上式退化为

推导:连接辅助线 。三角形 与 同以 到直线 的距离为高:

三角形 与 同以 到直线 的距离为高:

两式相乘,中间三角形 的面积约去:

典例精析

例:如图,、 分别在 、 上,,,,。求 。

解:,。由鸟头模型,

这里 ,,两组比不相等,故 不平行 ,两三角形不相似,必须用夹边乘积比,不能用相似比平方。

常见变式

  1. 补角鸟头:两个三角形有一个角互补时,结论同样成立(夹补角两边乘积比),常见于折叠、旋转出的图形。
  2. 平行鸟头:,直接按相似处理,面积比为相似比平方。
  3. 嵌套鸟头:图形中多组共角三角形连用,连续乘比例求面积。

对比与联系

模型条件面积比
鸟头(一般)共角,不平行两夹边乘积比
A 字模型截线平行底边相似比平方
等高模型同高底边比
蝴蝶模型对角线交四翅对顶乘积相等

正例与反例

✅ 正例

  • 图中 DD 在 ABAB 上、EE 在 ACAC 上,则 S△ADE:S△ABC=AD⋅AE:AB⋅ACS_{\triangle ADE}:S_{\triangle ABC}=AD\cdot AE:AB\cdot AC;若 DE∥BCDE\parallel BC 则等于 (AD:AB)2(AD:AB)^2

❌ 反例

  • DD、EE 没取在夹公共角 AA 的两条边上时,不能写夹边乘积比

高频误解与考试易错

  • 只除一组边:共角比是 AD⋅AE:AB⋅ACAD\cdot AE:AB\cdot AC,两组边都要乘,漏一组是最高发错误
  • 对应边夹错角:比例里的边必须夹同一个角,共的是补角时方向要辨认准
  • 与相似混淆:一般鸟头(DEDE 不平行 BCBC)不相似,不能用边长连比

常见问题

鸟头模型为什么叫「鸟头」?
公共顶角 AA 像鸟头,截线 DEDE 与底边 BCBC 像鸟喙的上下两片,小三角形套在大三角形顶角上,形如鸟头。
面积比为什么是两组边乘积的比?
连辅助线 BEBE:三角形 ADEADE 与 ABEABE 同高(从 EE 看 ABAB),面积比 =AD:AB=AD:AB;三角形 ABEABE 与 ABCABC 同高(从 BB 看 ACAC),面积比 =AE:AC=AE:AC。两式相乘,中间量 S△ABES_{\triangle ABE} 约掉,得乘积比。
鸟头和相似、A 字模型什么关系?
DE∥BCDE\parallel BC 时鸟头就是 A 字形相似,此时两组夹边比相同,乘积比退化为相似比平方;一般鸟头不要求平行,是比相似更宽的面积结论。

依据与出处

  • 人教版(2024 审定)九年级下册 第三十一章《相似》(2027 春起使用)(相似三角形的面积)