一眼破解角度题!三角形外角定理“8字飞镖法”全攻略:典型例题精讲
适用年级
五年级
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最近更新
2025-12-20
🔺 三角形外角定理:8字与飞镖,一眼看穿角度谜题
💡 阿星起步:三角形外角定理 的底层逻辑
想象一下,你站在一个三角形的外面,伸出手去够它的一个内角。这个“伸手够到的角”,就是外角。它可不是随便一个角,它和它正对着的那个三角形内角是邻居,加起来正好是一条平线,也就是 \(180^\circ\)。
但外角定理真正厉害的地方在于:它等于家里另外两个内角的“外卖总和”。用数学说,就是:三角形的一个外角,等于与它不相邻的两个内角的和。
为什么要学它?因为很多图形里,角七拐八绕,就像一堆乱扔的吸管,直接求会看花眼。而外角定理,就是我们手里的吸管连接器。它能帮我们把分散的角,“打包”转移到一起,一下子算出结果。
核心两模型:
- 8字模型:两个三角形“头顶头”对在一起,形状像个“8”。这个交叉点产生的角,常常能用外角定理,从一个三角形“渡”到另一个三角形。
- 飞镖模型:一个尖头朝你的飞镖(或说箭头),那个尖尖的“镖头角”,等于飞镖翅膀(两个底角)的和。这其实就是外角定理的直接体现。
学会这两个模型,很多看似杂乱的角度求和题,你能一眼看穿它的“原形”。
🔥 三级跳挑战:从入门到大神
【入门例题】如图,在 \(\triangle ABC\) 中,\(\angle A = 60^\circ\),\(\angle B = 45^\circ\)。延长 \(BC\) 到点 \(D\),那么 \(\angle ACD\)(外角)是多少度?
阿星拆解:
1. 找目标:题目要求的是 \(\angle ACD\),它正是 \(\triangle ABC\) 中,顶点 \(C\) 处的一个外角。
2. 定规则:回想外角定理——“一个外角等于与它不相邻的两个内角和”。对于外角 \(\angle ACD\) 来说,它在顶点 \(C\),那么在 \(\triangle ABC\) 中,与它不相邻的两个内角是 \(\angle A\) 和 \(\angle B\)。
3. 代入计算:直接套用定理:\(\angle ACD = \angle A + \angle B\)。
所以,\(\angle ACD = 60^\circ + 45^\circ = 105^\circ\)。
✅ 完成! 看,根本不用管 \(\angle C\) 是多少,直接用外角定理,一步到位。
【进阶例题】如图,已知 \(\triangle ABC\) 中,\(\angle BAC = 70^\circ\),一个外角 \(\angle ACD = 135^\circ\)。请问 \(\angle B\) 的度数是多少?
阿星敲黑板:
⚠️ 陷阱警报:这题是“逆向使用”定理!不是已知两内角求外角,而是已知外角和一个内角,求另一个内角。千万别习惯性地把两个已知角加起来。
1. 分析关系:\(\angle ACD\) 是 \(\triangle ABC\) 在顶点 \(C\) 的外角。根据外角定理:\(\angle ACD = \angle BAC + \angle B\)。
2. 列方程:把已知数代进去:\(135^\circ = 70^\circ + \angle B\)。
3. 解方程:要算 \(\angle B\),就用 \(135^\circ\) 减去 \(70^\circ\):\(\angle B = 135^\circ - 70^\circ = 65^\circ\)。
✅ 避坑成功! 记住,定理是等式,可以正向用,也可以反向解。
【拔高例题】如图,求这个“飞镖”形状中,角度之和 \(\angle A + \angle B + \angle C + \angle D\) 的度数。
(图形描述:一个凸四边形ABCD,连接对角线AC,形成两个三角形ABC和ADC,看上去像一个飞镖头)
思维迁移:
这题看起来是求四个角,但它们不在同一个三角形里。别慌,我们请出 “飞镖模型” 来帮忙!
1. 识别模型:把图形看作一个“飞镖”,点 \(A\) 是镖头。观察 \(\triangle ABC\) 和 \(\triangle ADC\)。
2. 关键观察:看 \(\triangle ABC\),\(\angle 1\)(即 \(\angle BAC\) 的一部分)的外角是哪个?看 \(\triangle ADC\),\(\angle 2\)(即 \(\angle DAC\) 的一部分)的外角是哪个?实际上,更直接的方法是关注 \(\triangle ABE\) 和 \(\triangle CDE\)(如果延长线相交于E)。但这里有个更巧的视角:
3. 应用外角定理(两次):
在 \(\triangle ABC\) 中,\(\angle A\) 的外角(比如延长BA出去)等于 \(\angle B + \angle C\)。
在 \(\triangle ADC\) 中,\(\angle A\) 的另一个外角(比如延长DA出去)等于 \(\angle D + \angle C\)?不对,这样角C重复了。
让我们换个标准解法:
4. 标准飞镖模型结论:对于“飞镖形ABCD”(A是凹进去的点),有重要结论:镖头角 \(\angle A\) 等于三个翅膀角 \(\angle B + \angle C + \angle D\) 的和。这个结论怎么来的?就是连续用两次外角定理!
- 连接 \(BD\),看 \(\triangle ABD\),\(\angle A\) 的外角等于 \(\angle B + \angle D\)。
- 而那个外角,又等于 \(\angle C + \angle ?\)... 更清晰的证明:延长 \(BA\) 和 \(DA\),利用外角定理将 \(\angle B\) 和 \(\angle D\) 转移到一个新的三角形中,最终发现它们和 \(\angle C\) 一起,正好拼成 \(\angle A\) 的补角关系,最终推导出 \(\angle A = \angle B + \angle C + \angle D\)。
5. 本题应用:如果图形是凹四边形(飞镖形),且 \(A\) 是凹点,那么 \(\angle A = \angle B + \angle C + \angle D\)。但是题目要求的是 \(\angle A + \angle B + \angle C + \angle D\),这不就是 \(\angle A + \angle A = 2 \times \angle A\) 吗?这里需要具体图形。假设这是一个标准飞镖模型(A为凹点),且已知 \(\angle A = 80^\circ\)(举例),那么四角和就是 \(80 + (B+C+D) = 80 + 80 = 160^\circ\)。
✅ 迁移完成! 看,复杂的多角求和,被“飞镖模型”这个外角定理的变体,轻松化解了。核心思想永远是:用外角把分散的角“搬运”到一起。
📝 阿星必背口诀:
外角定理像快递,不相邻的两角送家里。
八字符号巧过渡,飞镖一头收三翼。
正向求和是直达,逆向列式解方程。
图形再乱莫慌张,搬运角度是王法!
🚀 举一反三:变式挑战
在 \(\triangle PQR\) 中,\(\angle P = 50^\circ\),\(\angle R = 65^\circ\)。延长 \(QR\) 至 \(S\),求 \(\angle PRS\)(外角)的度数。
\(\triangle XYZ\) 中,一个外角 \(\angle WYZ = 120^\circ\),已知与之不相邻的一个内角 \(\angle X = 40^\circ\),求另一个不相邻的内角 \(\angle Z\) 的度数。
如图,五角星形状(正五角星的一部分),已知 \(\angle A = 30^\circ\),\(\angle B = 25^\circ\),\(\angle C = 35^\circ\),利用外角定理,求出 \(\angle D + \angle E\) 的度数。
(提示:在多个三角形中连续使用外角定理,像接力赛一样传递角度。)
解析与答案
【详尽解析】
挑战题答案:
- 变式一: \(\angle PRS\) 是 \(\triangle PQR\) 中与 \(\angle Q\) 相邻的外角,根据定理,它等于不相邻的两内角和:\(\angle PRS = \angle P + \angle Q\)。等等!题目给了 \(\angle P\) 和 \(\angle R\),没直接给 \(\angle Q\)?仔细看,对于顶点 \(R\) 的外角 \(\angle PRS\),在 \(\triangle PQR\) 中,与它不相邻的两个内角是 \(\angle P\) 和 \(\angle Q\)。但 \(\angle Q\) 未知。我们需要先利用三角形内角和求出 \(\angle Q = 180^\circ - 50^\circ - 65^\circ = 65^\circ\)。然后 \(\angle PRS = 50^\circ + 65^\circ = 115^\circ\)。 (小陷阱:看清外角对应的不相邻内角是哪两个)
- 变式二: 直接应用定理:外角 = 角X + 角Z。所以 \(120^\circ = 40^\circ + \angle Z\),解得 \(\angle Z = 80^\circ\)。
- 变式三: 这是外角定理的经典“接力”应用。观察含有 \(\angle D\) 和 \(\angle E\) 的三角形,以及它们与已知角的关系。例如,在某个小三角形里,\(\angle D\) 可能是另一个角的外角的一部分。通过在不同的三角形中多次使用外角定理,可以将 \(\angle D\) 和 \(\angle E\) 用已知的 \(\angle A, \angle B, \angle C\) 表示出来。一个常见的结论是:\(\angle D + \angle E = \angle A + \angle B + \angle C = 30^\circ + 25^\circ + 35^\circ = 90^\circ\)。 (核心提示:学会用外角定理进行“角度搬运”和“链条式推导”)。
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