飞镖模型:凹四边形的角度关系
飞镖模型刻画凹四边形的角度结构:凹点处的优角等于其余三个内角之和,即∠BPC=∠BAC+∠ABP+∠ACP,延长 AP 用两次外角定理即可证明。
结构:图中 A 在上、B 左下、C 右下构成三角形,点 P 在 △ABC 内部靠近 BC 一侧,连接 PB、PC 与 AP,AP 的延长线交 BC 于 M,四边形 ABPC 在 P 处凹陷。
标准形:P 为 △ABC 内一点 ⇒∠BPC=∠BAC+∠ABP+∠ACP。
适用前提与边界条件
- 点 P 必须位于 △ABC 内部(凹四边形 ABPC 的凹点),P 跑到外部结论形式改变
- 所求角是凹点处朝向三角形的那个角(大于 180° 的优角用 360° 减去)
求解策略
- 认结构:确认是凹四边形(飞镖),锁定凹点 P
- 添辅助线:延长 AP 交 BC 于 M
- 用外角:∠BPM=∠BAP+∠ABP,∠CPM=∠CAP+∠ACP
- 合并:两式相加即得 ∠BPC=∠BAC+∠ABP+∠ACP
模型结构
A 在上方,B、C 分居左下、右下,点 P 落在 △ABC 内部。连接 PB、PC 后,四边形 ABPC 在 P 处向内凹陷,形如飞镖;延长 AP 交 BC 于 M,这条辅助线把凹角 ∠BPC 切成两块。
P 为 △ABC 内一点,延长 AP 交 BC 于 M,凹角∠BPC 等于三角之和
核心结论与推导
结论:∠BPC=∠BAC+∠ABP+∠ACP。
证明:延长 AP 交 BC 于 M。在 △ABP 中,∠BPM 是外角,故
∠BPM=∠BAP+∠ABP;
在 △ACP 中,同理
∠CPM=∠CAP+∠ACP.
两式相加,注意 ∠BAP+∠CAP=∠BAC,得
∠BPC=∠BPM+∠CPM=∠BAC+∠ABP+∠ACP.
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一句话记忆:飞镖的凹角,等于远处三个尖角之和。
典例精析
例:∠BAC=60°,BP、CP 分别平分 ∠ABC、∠ACB 的一部分:已知 ∠ABP=31∠ABC,∠ACP=31∠ACB,求 ∠BPC。
解:由飞镖模型,
∠BPC=∠BAC+31(∠ABC+∠ACB)=60°+31(180°−60°)=60°+40°=100°.
点评:题目没给每个角的具体值,只给了「份额」,先把 ∠ABC+∠ACB 打包用内角和求出,再整体代入——飞镖模型天然适合这种「打包代入」。
常见变式
- 双凹点:两个飞镖嵌套(P 内还有 Q),逐层套用结论。
- 角平分线版:BP、CP 是角平分线时 ∠BPC=90°+21∠A,是本模型的招牌推论。
- 折线版:凹点换成多段折线(锯齿),结论推广为凹角等于各尖角代数和,注意符号方向。
对比与联系
| 模型 | 结构特征 | 核心等式 |
|---|
| 飞镖模型 | 凹四边形 | ∠BPC=∠A+∠ABP+∠ACP |
| 8 字模型 | 对顶沙漏 | ∠A+∠B=∠C+∠D |
| 铅笔模型 | 平行线间拐点 | 中间角与两侧角互补关系 |
正例与反例
✅ 正例
- △ABC 内一点 P,∠BAC=50°、∠ABP=20°、∠ACP=30°,则 ∠BPC=100°
❌ 反例
- 把 ∠BPC 算成 180°−50°−20°−30°=80°:飞镖角是三个角的和而不是补,方向搞反了
高频误解与考试易错
- !公式记反:凹点角等于 ∠BPC=∠BAC+∠ABP+∠ACP,参与求和的是靠 A 侧的两个部分角,不是原三角形完整的 ∠B、∠C
- !忽略凹点位置:P 在三角形外时模型失效,先确认图形是「飞镖」再套结论
- !辅助线乱添:标准做法是延长 AP 交 BC 于 M,用外角定理两步到位,不必拆成多个三角形硬算
常见问题
为什么叫飞镖模型?
凹四边形
ABPC 形如一枚飞镖:
A 是镖尖,
B、
C 是两侧的翼,
P 是凹进去的镖尾,结论说的就是镖尾那个凹角。
证明的关键一步是什么?
延长
AP 交
BC 于
M,把
∠BPC 拆成
∠BPM+∠CPM,每半分别是
△ABP、
△ACP 的外角,各等于「远端两内角和」,合起来就是结论。
模型有什么推论?
边长推论:
AB+AC>PB+PC(延长
BP 交
AC 后用两次两边之和大于第三边),常用于线段大小比较。
和 8 字模型怎么区分?
8 字模型是对顶角结构,给的是
∠A+∠B=∠C+∠D 型等式;飞镖模型是凹点结构,给的是凹角等于三角之和,图形上一个像沙漏一个像飞镖。
依据与出处
- 人教版(2024 审定)八年级上册 第十三章《三角形》