—— 动态几何 · 九年级几何模型专题 ——

几何模型 · 29 讲

圆、相似与综合定理——29 个经典模型逐个点亮。
每个模型一个可拖动的交互演示:拖动点、看数据、验证结论,几何定理不再靠背。

体系地图

29 讲四条主线:角度 → 圆 → 相似 → 综合定理。看到图形先归类,套路自动浮现。

① 角度基础(1~2)丫型图(八字导角)→ 爪型图(掌心一角)
② 圆的系列(3~12)圆周角 → 垂径定理 → 化圆为方 → 等腰圆 → 切线三角形 → 内切圆半径 → 弦切角 → 切割线 → 相交弦 → 辅助圆
③ 相似系列(13~20)A字相似 → 8字相似 → 角平分线 → 一线三等角 → K字相似 → 共边共角 → 射影定理 → 双高模型
④ 综合定理(21~29)旋转相似 → 瓜豆原理 → 冰淇淋模型 → 12345模型 → 海盗寻宝 → 逆等线 → 托勒密 → 梅涅劳斯 → 塞瓦
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模型 1 · 丫型图

PA+PB+PC 能小到什么程度?

等边(或等腰直角)三角形内一点 P,向三个顶点连出"丫"字形。拖动 P 点,判据卡实时验证 PA+PB+PC 与两边之和的关系——命中瞬间 ∠APB 锁定 150°(或 135°)。

定理验证旋转 60° 造丫型
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模型 2 · 爪型图

三条爪绕掌心一转 · 现形

等腰图形顶点当"掌心",把第三爪绕掌心转过顶角——PA² 与另两条爪的关系立刻现形。命中瞬间 ∠BPC 锁定 120°(等边)或 135°(正方形)。

旋转全等三句诀:抓掌心·数顶角·转第三爪
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模型 3 · 圆周角

同一段弧,看出去都一样

P 沿圆周跑,∠APB 纹丝不动;挪进圆内角变大、挪到圆外角变小。圆周角 = 它所对弧的圆心角的一半,直径版直角收尾。

圆外角<圆周角<圆内角
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模型 4 · 垂径定理

垂直于弦的直径平分弦

连 OA、OB 得等腰三角形——高就是中线,AH = HB;勾股收尾得「半弦² + 弦心距² = R²」,所有计算题的总钥匙。

半弦²+弦心距²=R²
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模型 5 · 化圆为方

两个月牙 = 一个直角三角形

希波克拉底月牙:曲边围出的面积恰好等于直边三角形;进阶版割圆术——内接、外切正 n 边形把 π 步步夹紧。

化曲为直 · 以直逼圆
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模型 6 · 等腰圆

见弦连半径 · 等腰立现

圆里最基础的辅助线:连 OA、OB,等腰三角形立刻现形——底角 = 90° − 圆周角,弦长 = R 时等边收尾。反向:内接等腰的对称轴必过圆心。

底角 = 90° − 圆周角
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模型 7 · 切线三角形

双切线四把钥匙 · 周长锁死 2PA

圆外一点引两条切线:等线段、等角、两个直角、两个等腰全冒出来。第三条切线围成切线三角形——周长恒为 2PA,∠EOD 恒为 90° − ∠P/2。

周长 = 2PA 定值
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模型 8 · 内切圆半径

六段切线长 · 拼出半径 r

内切圆把三条边切成六段,同顶点出发的两段相等——x = s−a 一步解出;半径跟着现形:面积法 r = S/s,直角三角形 r = (p+q−h)/2。

r = S ÷ s
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模型 9 · 弦切角

切线与弦的夹角 = 所夹弧的圆周角

切线贴着圆、弦斜插进去——夹角等于所夹弧圆心角的一半,也等于对面弧上任一点的圆周角;P 换弧则互补。

弦切角 = 圆周角
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模型 10 · 切割线

切线长² = 近段 × 远段

圆外一点引切线和割线:PA² = PB·PC,乘积恒为 OP²−R²;两条割线则是 PB·PC = PD·PE(割线定理)。

PA² = PB·PC
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模型 11 · 相交弦

两弦交叉相乘恒相等

圆内两弦交于 P:PA·PB = PC·PD,且乘积恒为 R²−OP²——与方向无关,P 越靠近圆心乘积越大。

PA·PB = PC·PD
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模型 12 · 辅助圆

定弦定角 · 直角对定边

对定线段张定角的点全在同一段弧上——隐圆造法;直角对定边更简单:P 就在以 AB 为直径的圆上,顺势锁死最值。

隐圆 · 定弦定角
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模型 13 · A 字相似

DE ∥ BC,三个比永远同步

平行线截三角形两边拼出"A"字:AD/AB = AE/AC = DE/BC = k;小三角形整体缩放,面积比恒为 k²,中位线 k=1/2 占面积 1/4。

相似A 字 · 比例同步
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模型 14 · 8 字相似

两条平行线,倒着的相似

AB ∥ DC,AC 与 BD 交出中心 P:PA/PC = PB/PD = AB/DC;蝴蝶两翼恒等积 S△APD = S△BPC,上下两翼按 k² 分。

相似8 字 · 蝴蝶等积
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模型 15 · 角平分线

侧边比 = 底边两段比

AD 平分 ∠BAC ⇒ AB/AC = BD/DC,且 D 到两边距离相等;轨迹视角:到两边等距的点全在平分线上。

定理AB/AC = BD/DC
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模型 16 · 一线三等角

三个等角换一对相似

A、P、B 共线,∠ACP = ∠CPD = ∠PDB ⇒ △ACP ∽ △PDB——不需要平行线,等角就是相似许可证;K 字与 60° 双等边两版。

相似一线三等角 · K 字
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模型 17 · K 字相似

对顶角 + 一对等角就够了

CA ⊥ AB、DB ⊥ AB,CD 穿过 AB 交于 E:△CAE ∽ △DBE,CE/DE = AE/BE = CA/DB;垂直只是特例,任意等角 + 对顶角都成立,CA = DB 时升格全等。

相似K 字 · 对顶角
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模型 18 · 共边共角相似

公共边出平方

∠A 公用 + ∠ACD = ∠B ⇒ △ADC ∽ △ACB(母子相似)⇒ AC² = AD·AB;进阶视角:它就是 AC 切 △BCD 外接圆于 C——与切割线定理同一个算式的两副面孔。

相似母子形 · 平方
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模型 19 · 射影定理

斜边上的高是影子的比例中项

∠ACB = 90°、CD ⊥ AB:CD² = AD·BD、AC² = AD·AB、BC² = BD·AB。三式一相加就是勾股定理;进阶版用正方形与矩形展示等积,CD = √(AD·BD) 一眼可见。

定理三平方 · 比例中项
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模型 20 · 双高模型

垂心与 180° − ∠A

AD ⊥ BC、BE ⊥ AC 交于垂心 H:∠BHC = 180° − ∠A,第三条高 CF 自动过 H,且 A·E·H·F 四点共圆(AH 为直径);把 A 拖钝,H 跑出形外,结论一个字不改。

综合垂心 · 四点共圆
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模型 21 · 旋转相似(手拉手)

共顶点等线段,旋转即相似

共顶点 A 的两组等线段(AB=AC、AD=AE)手拉手:△ABD 绕 A 转 α 落到 △ACE,BD=CE 且夹角恒 = α;命中态自动出现等边/等腰直角的"甜筒"。

相似手拉手 · 夹角=α
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模型 22 · 瓜豆原理

种瓜得瓜:从动点的轨迹也是圆

Q = A + λ·rot(P−A, θ):主动点 P 沿定圆走,从动点 Q 沿同款圆走——圆心 O′ 是 O 的同款变换像,半径缩成 λR,∠OAO′=θ;最值一步到位 λ(AO±R)。

轨迹主从联动 · λ缩放
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模型 23 · 冰淇淋模型

特殊甜筒 + 球,线段一键转移

"甜筒"(等边/等腰直角)+"球"(任意三角形)共顶点:绕公共顶点旋转,PA=DC、PC=BD 一键搬家——普通三角形也能玩手拉手,平行/垂直自动出现。

全等甜筒+球 · 旋转搬家
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模型 24 · 12345 模型

网格里的分角,射出黄金比

2×2 网格中 ∠AOP = 2∠AOB(P 在 (1,2) 处):tan∠AOB=1/2、tan∠AOP=4/3——"1、2、3、4、5" 全家桶;进阶版:正方形内 ∠EAF=45° ⇒ EF=BE+DF。

分角tan 链 · 半角
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模型 25 · 海盗寻宝

同底等高,面积不变

P 沿平行于 BC 的直线滑动,S△PBC 恒定——平行线就是"等面积线";进阶版拉窗变形:过 A 作 AH∥BD,S四边形ABCD = S△HCD,四边形一键变三角形。

面积同底等高 · 拉窗
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模型 26 · 逆等线

和定值⊥平分线,差定值∥平分线

角内点 P 到两边距离之和 d₁+d₂=k ⇒ 轨迹是垂直于角平分线的线段(等腰三角形底边);|d₁−d₂|=k′ ⇒ 轨迹平行于角平分线。拖到金线自动吸附。

轨迹和⊥差∥ · 吸附
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模型 27 · 托勒密定理

对角线之积 = 对边乘积之和

圆内接四边形 AC·BD = AB·CD + AD·BC;进阶版把 D 拖离圆——AC·BD ≤ AB·CD + AD·BC 恒成立,等号当且仅当四点共圆,g 值就是"不共圆的程度"。

等式+不等式 · 共圆判据
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模型 28 · 梅涅劳斯定理

一线截三边,三比连乘=1

直线截 △ABC 三边于 D、E、F:(AF/FB)·(BD/DC)·(CE/EA)=1——外分点恒奇数个,有向积=−1;逆定理三比乘积=1 ⇒ 三点共线。

比例截线 · 共线逆定理
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模型 29 · 塞瓦定理

三线共一点,三比连乘=1

形内一点 P 的三条塞瓦线:(BD/DC)·(CE/EA)·(AF/FB)≡1(面积法证明);进阶版逆构造——给定 D、E,F 被塞瓦比钉死,三线自动共点。与梅涅劳斯成对记忆。

比例共点 · 逆构造
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怎么用这一套

先按"体系地图"归类,再进对应模型页拖动验证——数据面板会实时告诉你结论对不对。

第一步 · 认模型:题目给的是"圆上动点""带系数折线"还是"定弦定角"?归类对了,方法就定了。
第二步 · 记结论:每个模型只有一句话(连心线加减半径 / 共线取等 / 相切即最大 / 垂线段最短 / 相似换边 / 三视角 120°)。
第三步 · 现场验证:进演示页把点拖到最优点,看数据面板对账——眼见为实,才记得住