手拉手模型:共顶点旋转出全等

手拉手模型指两个等边三角形(或等腰三角形)共顶点放置,连接两对拉手线必得一组旋转全等,拉手线等长且夹角等于旋转角,是旋转全等的标志性图形。

结构:两个等边三角形 △ABD\triangle ABD 与 △CBE\triangle CBE 共顶点 BB,连接同向拉手线 AEAE 与 DCDC,构成旋转全等结构。

标准形:等边 △ABD\triangle ABD 与等边 △CBE\triangle CBE 共顶点 BB,则 △ABE≅△DBC\triangle ABE \cong \triangle DBC,AE=DCAE=DC,且 AEAE 与 DCDC 的夹角为 60°60°。

适用前提与边界条件

  1. 两个三角形必须有公共顶点,且绕该顶点旋转后能重合(边边成对相等)
  2. 拉手线必须按「同一旋转方向」连接,接错对象全等不成立

求解策略

  1. 找共顶点:确认两个等边(或等腰)三角形的公共顶点 BB
  2. 辨拉手线:按同一旋转方向连接对应顶点,得到 AEAE 与 DCDC
  3. 证全等:SAS,夹角由「旋转角 + 公共角」拼出相等
  4. 用结论:拉手线等长、夹角等于旋转角,常配合求角度或证垂直

模型结构

等边 与等边 共用顶点 (图中 、、 恰好共线)。从 看出去, 的对应点是 , 的对应点是 ,连接两对「拉手线」 与 ,全等关系立刻浮现。

BADCE
等边△ABD 与等边△CBE 共顶点 B,拉手线 AE 与 DC

核心结论与推导

结论:,从而 ,且直线 与 的夹角等于旋转角 。

证明:,(等边三角形的边)。又

故 (SAS),。

夹角结论:全等意味着把 绕 旋转 得到 ,对应直线 与 的夹角即旋转角 。

典例精析

例:如图配置,、 均为等边三角形, 与 交于点 。求证:点 到直线 、 的距离相等(这也等价于 平分 )。

证:由 知 ,且两三角形面积相等。以 、 为底,设 到两直线的距离分别为 、,则 ,由 得 。

「全等 → 面积等 → 底等 → 高等」是手拉手模型最常用的推论链。

常见变式

  1. 等腰直角版:两个等腰直角三角形共直角顶点,拉手线垂直且相等(旋转角 )。
  2. 正方形版:两个正方形共顶点,拉手线相等且夹角 。
  3. 旋转相似版:把「等边」放宽为「相似」,拉手线之比等于相似比,升级为旋转相似模型。

对比与联系

模型变换核心结论
手拉手模型旋转(等边/等腰)拉手线等长,夹角为旋转角
半角模型旋转 补形
旋转相似模型旋转 + 放缩拉手线成比例

正例与反例

✅ 正例

  • 等边 △ABD\triangle ABD 与等边 △CBE\triangle CBE 共顶点 BB,则 △ABE≅△DBC\triangle ABE \cong \triangle DBC(SAS),AE=DCAE=DC

❌ 反例

  • 只凭「两个等边三角形摆在一起」就连接 ADAD、CECE 宣称相等:它们不是同向拉手线,一般不相等

高频误解与考试易错

  • 拉手线连错:AEAE 与 DCDC 才是同向拉手线,连成 ACAC、DEDE 就得不出全等
  • 只证边等不证角等:拉手线的夹角等于旋转角,这一结论常被漏写而被扣分
  • 共线条件误用:AA、BB、CC 共线是图示特例,模型本身只要求共顶点,不要求共线

常见问题

为什么叫手拉手?
两个三角形像两个人,共用顶点 BB 是「身体」,向外伸出的两对对应顶点连线 AEAE、DCDC 像拉起来的两只手,形象好记。
全等用什么判定?
SAS:BA=BDBA=BD、BE=BCBE=BC,夹角 ∠ABE=∠DBC\angle ABE=\angle DBC(都等于旋转角加上公共部分 ∠DBE\angle DBE)。
拉手线的夹角怎么求?
等于旋转角。等边三角形情形旋转角为 60°60°,所以 AEAE 与 DCDC 的夹角恒为 60°60°,与 DD、EE 的位置无关。
只能是等边三角形吗?
推广版是顶角相同的等腰三角形(等腰直角、顶角 120°120° 等),全等照样成立;再推广为相似三角形即得旋转相似模型。

依据与出处

  • 人教版(2024 审定)九年级上册 第二十八章《旋转》(2026 秋起使用)