初中数学 · 动态几何实验室

直角三角形存在性

两定点 A、B + 动点 C —— 直角在哪里,C 的轨迹就在哪里:两线一圆
∠A = 90°:过 A 作 AB 垂线 | ∠B = 90°:过 B 作 AB 垂线 | ∠C = 90°:以 AB 为直径的圆
模型同源真题 2024·河南郑州 ★★★★☆
如图,A(0, 3)、B(4, 0),点 C 在 x 轴上。当 ∠A = 90° 时,点 C 的横坐标为 ______。
实验台 · C 在 x 轴上找直角
拖 A、B 换位置,C 钉在 x 轴上滑动(自动磁吸候选点)—— 三个开关对应三种直角情形,C 落上轨迹立刻亮直角标记
⇄ 拖 动 我

◈ 实时观测

C 坐标—
当前判定—
∠A=90° 候选—
∠B=90° 候选—
∠C=90° 候选—
候选总数—
两线一圆,按直角位置分三类讨论
∠A = 90°:垂线 | ∠B = 90°:垂线 | ∠C = 90°:以 AB 为直径的圆
∠C = 90° ⟺ C 在以 AB 为直径的圆上(直径所对圆周角是直角 · 逆定理同真)—— 两线一圆,一个不漏
口诀:直角在哪头顶悬,A B 垂线 C 画圆
实验台 · C 不一定在 x 轴上
拖 A、B 换位置,切换约束线(x 轴 / y 轴 / 直线 y = x)—— 候选点实时重算,圆与线可能相交、相切、相离,个数讨论全看齐
⇅ 拖 动 我

◈ 实时观测

约束线—
∠A=90° 候选—
∠B=90° 候选—
∠C=90° 候选—
候选总数—
圆与约束线—
圆与线:相交 2 个 · 相切 1 个 · 相离 0 个
存在性个数 = 垂线交点 + 圆线交点,再排除退化(共线 / 重合)
压轴题标准流程:三种直角情形分类 → 各自求交点 → 检查 C 是否与 A、B 共线或重合 → 数清楚再下笔
口诀:两线一圆先找全,共线重合要删完

中考真题(冲刺)

围绕「两线一圆 · 分类讨论 · 排除退化」· 做完先在实验台拖一拖验证

🏆 通关进度:0 / 6
第 1 关 单选题 ∠A=90° 垂线 ★☆☆☆☆
2024·四川遂宁
如图,A(1, 2),B(3, 3),点 C 在 x 轴上。若 ∠BAC = 90°,则点 C 的坐标为( )
-112345-11234OxyA(1, 2)B(3, 3)C ?过 A 的垂线
A.(1, 0)
B.(2, 0)
C.(3, 0)
D.(4, 0)
答案:B((2, 0))
∠A = 90° ⟺ AC ⊥ AB。kAB = (3−2)/(3−1) = 1/2 ⟹ kAC = −2。过 A 的垂线:y − 2 = −2(x − 1),令 y = 0 得 x = 2。
⚠️ 易错:「互相垂直 ⟹ 斜率之积 −1」只对两条都不竖直的直线成立;设 C(t, 0) 用向量点积 (C−A)·(B−A) = 0 更稳:(t−1)·2 + (−2)·1 = 0 ⟹ t = 2。
第 2 关 填空题 ∠B=90° 垂线 ★★☆☆☆
2024·四川遂宁
仍取 A(1, 2),B(3, 3),点 C 在 x 轴上。若 ∠ABC = 90°,则点 C 的横坐标为 ______。
-1123456-11234OxyA(1, 2)B(3, 3)C ?过 B 的垂线
答案:4.5(即 9/2)
∠B = 90° ⟺ BC ⊥ AB,过 B 作垂线:y − 3 = −2(x − 3),令 y = 0 得 x = 3 + 3/2 = 4.5。
⚠️ 易错:直角顶点换了,垂足跟着换 —— 先想清楚「直角在谁头上」,再决定垂线过哪个点。
第 3 关 填空题 直径圆 · 相切唯一 ★★★☆☆
2024·四川遂宁
A(0, 2),B(4, 2),点 C 在 x 轴上。若 ∠ACB = 90°,则满足条件的点 C 有 ______ 个。
-112345-11234OxyA(0, 2)B(4, 2)MC ?以 AB 为直径的圆(与 x 轴相切)
答案:1
∠C = 90° ⟺ C 在以 AB 为直径的圆上:圆心 (2, 2),半径 2 —— 圆心到 x 轴的距离恰等于半径,相切,唯一候选 C(2, 0)。
⚠️ 易错:圆与直线「相交 2、相切 1、相离 0」—— 先算圆心到约束线的距离 d 与 r 的关系,别把相切当相交数成 2 个。
第 4 关 填空题 个数讨论 · 两线一圆 ★★★☆☆
2024·四川遂宁
A(0, 1),B(4, 3),点 C 在 x 轴上。使 △ABC 为直角三角形的点 C 共有 ______ 个。
-11234567-11234OxyA(0, 1)B(4, 3)∠A∠B∠C∠C
答案:4
∠A = 90°:垂线 y = −2x + 1 ⟹ C(0.5, 0);∠B = 90°:垂线 y = −2x + 11 ⟹ C(5.5, 0);∠C = 90°:直径圆圆心 (2, 2)、r² = 5,(x−2)² + 4 = 5 ⟹ x = 1 或 3。共 4 个,且无共线/重合退化。
⚠️ 易错:漏案只有一种原因 —— 没按「三种直角」分类。两线 + 一圆,逐个求交,最后查退化。
第 5 关 解答题 Thales 定理与逆定理 ★★★★☆
2024·四川遂宁
请说明:「∠ACB = 90°」与「点 C 在以 AB 为直径的圆上」为什么是等价的(两个方向都要说)。
ABMCC 在圆上 ⟺ ∠ACB = 90°(双向)以 AB 为直径的圆
说明(双向)
① 若 C 在以 AB 为直径的圆上(C 不与 A、B 重合):AB 是直径 ⟹ 直径所对的圆周角 ∠ACB = 90°(圆周角定理:同弧所对圆周角等于圆心角的一半,此处圆心角为平角 180°)。
② 若 ∠ACB = 90°:取 AB 中点 M,直角三角形斜边中线等于斜边的一半 ⟹ MC = AB/2 = MA = MB,故 C 在以 M 为圆心、AB 为直径的圆上。
⚠️ 易错:方向②要用「斜边中线定理」,不是把①倒过来念一遍;两个方向分别用两个定理,才是真等价。
第 6 关 探究题 射影定理 · 平行无解 ★★★★★
2024·四川遂宁
如图,A(−1, 0),B(3, 0) 都在 x 轴上,点 C 在 y 轴上。
(1)若 ∠ACB = 90°,则 OC² = ______;
(2)满足 ∠ACB = 90° 的点 C 有 ______ 个;
(3)若改要求 ∠CAB = 90°,则 y 轴上满足条件的点 C 有 ______ 个。
-3-2-11234-3-2-1123OxyA(−1, 0)B(3, 0)MC(0, √3)(0, −√3)
(1)
(2)
(3)
答案:(1)3(2)2(3)0
(1)∠ACB = 90° 且 CO ⊥ AB ⟹ 射影定理:OC² = OA·OB = 1×3 = 3(也可直径圆:(0−1)² + y² = 4 ⟹ y² = 3);
(2)y = ±√3 两个点 ⟹ 2 个;
(3)∠A = 90° 的轨迹是过 A 且 ⊥AB 的直线 x = −1,与 y 轴(x = 0)平行无交点 ⟹ 0 个。
⚠️ 易错:「两线一圆」不保证每种情形都有解 —— 垂线可能与约束线平行(无解),圆可能相离(无解);分类之后还要逐个检查存在性。
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