初中数学 · 动态几何实验室

奔驰模型

拖动等边三角形内的点 P —— 见证「旋转 60°,三边聚一三角」的旋转魔法
PA² + PB² = PC² ⟺ ∠APB = 150° 等边△内点 | 等腰直角版:PA² + 2PB² = PC² ⟺ 135°
模型同源真题 2024·安徽合肥 ★★★★☆
如图,P 是等边三角形 ABC 内一点,PA = 3,PB = 4,且 ∠APB = 150°,则 PC = ______。
实验台 · 等边三角形内的三叉星
拖动点 P —— 盯住 PA² + PB² 与 PC² 的差:当它等于 0 时,∠APB 恰好 150°
⇅ 拖 动 我

◈ 实时观测

PA2.9
PB2.9
PC4.1
PA² + PB²16.8
PC²16.8
∠APB150.0°
∠APB = ∠APP′ + 60°
PA² + PB² = PC² ⟺ ∠APB = 150°
绕 B 把 △BPC 旋转 60°:PC 搬到 P′A,PB 变成等边△BPP′ 的边 —— PA、PB、PC 恰好拼成 △APP′
口诀:奔驰三叉等边转,六十度一转三边聚,勾股一出百五度
实验台 · 等腰直角版(旋转 90°)
AB = BC,∠ABC = 90°,拖动 P —— 当 PA² + 2PB² = PC² 时,∠APB = 135°
⇅ 拖 动 我

◈ 实时观测

PA2.0
PB2.0
PC3.5
PA² + 2PB²12.0
PC²12.3
∠APB135.0°
∠APB = ∠APP′ + 45°
PA² + 2PB² = PC² ⟺ ∠APB = 135°
旋转 90° 后 △BPP′ 等腰直角:PP′ = √2·PB —— 系数 2 就是这么来的;∠P′PB = 45°,所以结论角是 90° + 45°
口诀:等腰直角转九十,根二倍边拼三角,勾股一出百三五

中考真题(冲刺)

围绕「奔驰模型:旋转 60° 拼三边」与等腰直角拓展 · 做完先在实验台拖一拖验证

🏆 通关进度:0 / 6
第 1 关 单选题 直击中考 ★★☆☆☆
2025·湖南
如图,△ABC 是等边三角形,P 是其内部一点,PA = 3,PB = 4,PC = 5,则 ∠APB 的度数是( )
345?ABCP
A.120°
B.135°
C.150°
D.165°
答案:C(150°)
3² + 4² = 25 = 5²,满足 PA² + PB² = PC²。绕 B 旋转 60° 把 PC 搬到 P′A,△APP′ 三边为 3、4、5 ⟹ ∠APP′ = 90°,再加等边△BPP′ 的 60°,∠APB = 150°。
第 2 关 填空题 直击中考 ★★☆☆☆
2025·湖南
如图,等边△ABC 内一点 P,PA = 5,PB = 12,PC = 13,则 ∠APB = ______。
51213?ABCP
答案:∠APB = 150°
5² + 12² = 169 = 13² —— 又是一组勾股数!模型条件满足,∠APB = 90° + 60° = 150°。考场上识别出 5-12-13 就能秒答。
第 3 关 解答题 中考经典题 ★★★☆☆
2025·湖南
如图,△ABC 是等边三角形,P 是其内部一点,且 PA² + PB² = PC²。
求证:∠APB = 150°。
345∠APBABCP
证明(旋转法)
将 △BPC 绕点 B 逆时针旋转 60° 得到 △BP′A(BC 与 BA 重合)。
① 旋转保距:P′A = PC,BP′ = BP;
② ∠PBP′ = 60° 且 BP = BP′ ⟹ △BPP′ 是等边三角形 ⟹ PP′ = PB,∠P′PB = 60°;
③ 在 △APP′ 中,PA² + PP′² = PA² + PB² = PC² = P′A²,由勾股逆定理 ∠APP′ = 90°;
∴ ∠APB = ∠APP′ + ∠P′PB = 90° + 60° = 150°。证毕。
第 4 关 填空题 逆向求边 ★★★☆☆
2025·湖南
如图,等边△ABC 内一点 P,∠APB = 150°,PA = 6,PB = 8,则 PC = ______。
6810150°ABCP
答案:PC = 10
模型可以反着用:∠APB = 150° ⟹ 旋转后 ∠APP′ = 90° ⟹ PC² = PA² + PB² = 36 + 64 = 100,PC = 10。条件与结论是「等价」的,正逆都能走。
第 5 关 填空题 等腰直角 · 拓展 ★★★★☆
2025·湖南
如图,△ABC 中 AB = BC,∠ABC = 90°,P 是其内部一点,PA = 1,PB = 2,PC = 3,则 ∠APB = ______。
123?ABCP
答案:∠APB = 135°
旋转 90°:PP′ = √2·PB = 2√2,P′A = PC = 3。检验:1² + (2√2)² = 1 + 8 = 9 = 3² ⟹ △APP′ 直角,∠APP′ = 90°。⚠️ 易错:最后加的是 45°(等腰直角△BPP′ 的底角),不是 60° —— ∠APB = 90° + 45° = 135°。
第 6 关 规律探究 中考复习讲义 ★★★☆☆
2025·湖南
等边△ABC 内一点 P,记 PA = a,PB = b。把 △BPC 绕 B 旋转 60° 到 △BP′A。
(1) PP′ = ______(用 a、b 表示);
(2) 等边△BPP′ 的每个内角 = ______°;
(3) 若 PC² = a² + b²,则 ∠APB = ______°。
345∠APBABCP
(1)
(2)
(3)
答案:(1) b (2) 60 (3) 150
(1) 旋转得 BP′ = BP 且夹角 60° ⟹ △BPP′ 等边 ⟹ PP′ = PB = b;(2) 等边三角形每个内角 60°;(3) 条件即 P′A² = PA² + PP′² ⟹ ∠APP′ = 90° ⟹ ∠APB = 90° + 60° = 150°。一句话:旋转 60°,把 PA、PB、PC 装进同一个三角形。

◈ 模型识别

等边三角形(或正方形、等腰直角三角形)+ 内部一点向三顶点连线(奔驰标)+ 给三边关系求角 —— 优先想到旋转 60°(或 90°)拼三角形。

◈ 破题口诀

「奔驰三叉等边转,六十度一转三边聚,勾股一出百五度」。见等边转 60°,见等腰直角/正方形转 90°,旋转角就是结论里的「零头」。

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