知识背景
每年六月中考结束,讨论最热烈的总是最后一题。有考生说"完全没思路",也有考生说"一眼认出是旋转模型,十分钟拿下"。差别在于是否见过并吃透了模型:压轴题看似千变万化,其实命题老师也是在有限的"模型库"里做文章:动点问题、几何变换、最值问题、存在性问题……杭州卷尤其偏爱几何变换与函数结合的风格,讲究"起点低、坡度缓、区分在最后一问"。
冲刺阶段刷题的正确姿势不是贪多,而是归类:每做一道压轴题,问自己三个问题——它属于哪个模型?突破口在哪一步?我卡在哪里?本讲把杭州卷高频的压轴模型集中梳理,帮你把"题海"浓缩成"题型"。
知识讲解
模型一:将军饮马(对称最值)
求 最小值( 在直线 上):作 关于 的对称点 ,则 ,当 、、 共线时取最小值。核心思想:化折为直。
变式:求 最大值时不作对称、直接延长(三角形两边之差小于第三边,共线时取等)。
模型二:旋转与"手拉手"
两个共顶点的等腰三角形(或等边三角形、正方形),连接对应端点,必得一对全等(或相似)三角形——形如两人手拉手,故名。旋转型问题中"共顶点、等线段、等夹角"是发动全等的三要素。
模型三:一线三等角(K 型图)
直线上依次有三个相等的角 ,则两侧的三角形相似(利用外角倒角证 AA)。当中间的角是 时就是"三垂直"模型,常与坐标系、矩形折叠结合出现。
模型四:动点问题的处理原则
化动为静:设时间为 ,把所有动线段用 表示;分段讨论:动点经过拐点时图形结构改变,必须分段列式;临界分析:等腰、直角、相切等特殊状态往往就是要求的时刻,抓住临界位置列方程。
模型五:存在性问题的分类框架
| 问题 | 分类标准 | 常用工具 |
|---|---|---|
| 等腰三角形 | 哪两边相等(3 类) | 距离公式、垂直平分线 |
| 直角三角形 | 哪个角是直角(3 类) | 勾股逆定理、三垂直相似 |
| 平行四边形 | 哪条线段作对角线(3 类) | 中点坐标公式 |
| 相似三角形 | 对应关系(2 类起) | 对应边成比例 |
经典例题
正方形 边长为 4,点 在边 上,,点 是对角线 上一动点。求 的最小值。
✏️ 点击查看解答
找对称:正方形中, 与 关于对角线 对称,所以 ,即 ,当 、、 共线时取最小值。在 中,,:
最小值为 5。识别信号:正方形、菱形、等腰三角形自带对称轴,"轴上动点 + 两定点"就是将军饮马。
如图,等边 中,点 在 外,且 是以 为顶点的等边三角形( 与 同侧对应)。求证:。
✏️ 点击查看解答
找三要素:共顶点 ;等线段 、;等夹角:。
证全等:在 与 中,,,,所以 (SAS),故 。
模型总结:手拉手模型中,"两头"的线段( 与 )恒相等。把 绕 旋转 就与 重合——这就是旋转视角。
矩形 中,,。动点 从 出发,沿 以每秒 2 个单位的速度运动,到 停止。设运动时间为 秒, 的面积为 。求 关于 的函数关系式。
✏️ 点击查看解答
在 处()时路径转折,分两段讨论( 为定底):
① ( 在 上):,,高就是 ,所以 。
② ( 在 上): 到 的距离恒为 ,所以 (定值)。
要点:拐点处必分段;每段先弄清"底"与"高"哪个在变。
难点与易错点
- 认不出模型:复习时要给每道错题贴"模型标签"(将军饮马/手拉手/一线三等角/分类存在性),考场上先花 30 秒判断题型再动笔。
- 分类讨论不完整:动点过拐点不分段、等腰三角形只讨论一种相等方式,是压轴题最普遍的丢分原因。
- 旋转方向遗漏:旋转问题常有顺时针、逆时针两种位置,画图只画一种就漏解。
- 只求不检:解出的时刻 要检验是否在对应分段的范围内,坐标要检验是否满足"在线段上"而非延长线上。
生活中的应用
- 管线铺设:在河边建一个泵站同时向两个村庄供水,泵站建在哪里管道总长最短?——将军饮马模型的工程原型。
- 地铁换乘设计:杭州地铁规划换乘站位置时,要让多个方向客流的总步行距离尽量短,本质是坐标系中的最值问题。
生活应用题 · 运河边的取水问题
小杭家和奶奶家位于运河同一侧,到河岸(视为直线)的距离分别为 300 米和 500 米,两家在沿河方向上相距 600 米。小杭想在河边取水后给两家各送一桶,取水点选在哪里总路程最短?最短是多少?
分步解:
- 建模:河岸为直线 ,两定点 (小杭家)、(奶奶家)在同侧,求 上一点 使 最小——将军饮马。
- 作 关于 的对称点 ,则 与 的竖直距离 米,水平距离 600 米。
- 最短总路程 (米),取水点为 与河岸的交点。
考点
- 最值类:将军饮马(对称化折为直)、二次函数配方求最值、"两边之差"最大值
- 变换类:旋转手拉手全等、翻折(折叠)中用勾股定理列方程、平移与坐标
- 动点类:化动为静设参数、按拐点分段、抓临界位置列方程
- 存在性:等腰/直角三角形、平行四边形、相似的分类框架,答题按"分类—列式—检验"三步书写
中考真题
如图,在 中,,将 绕点 逆时针旋转得到 ( 对应 , 对应 ),连接 、。求证:。
✏️ 点击查看解答
由旋转性质:,,(都等于旋转角),所以 ,即 ,又 ,所以 (两边成比例且夹角相等)。
(本题中 ,两三角形实际全等——旋转模型中"共顶点 + 旋转角相等"是相似的发动机,若 则得到纯相似的"手拉手"推广。)
矩形 中,,,点 在边 上,将 沿 翻折,点 恰好落在边 上的点 处。求 的长。
✏️ 点击查看解答
翻折性质:,,。因为 在 上且 ,所以四边形 四角皆直角且 —— 是正方形,所以 。
折叠题通法:抓住"折叠 = 全等",把相等的线段和直角标出来,再用勾股定理或特殊四边形判定收尾。若本题问的是"落在 边上",则需设 ,在直角三角形中列勾股方程——设未知数、找直角、列勾股是折叠题三板斧。