2027 山西中考闭关复习 · 数学 · 第 5 章教科书级 v2

05 三角形

几何证明的"老祖宗"。全等证明是固定套路、勾股定理是计算利器、解直角三角形是山西中考测高应用题的来源——太原双塔、大同云冈测高都从这里出。中考约 18–22 分。
中考地位:解答证明题 1 道 + 测量应用题 1 道 + 选择填空目标:证明题步骤分全拿,测高题不丢分建议学时:4–5 天

图本章知识地图 + 山西中考考情

本章知识结构(一张图看懂):
三角形基础 ┬─ 三边关系:两边之和 > 第三边(两点之间线段最短)
       ├─ 内角和 = 180°(剪拼 / 平行线证明)
       └─ 外角 = 与它不相邻的两个内角之和
全等三角形:SSS / SAS / ASA / AAS / HL → 证线段等、证角等
特殊三角形 ┬─ 等腰:等边对等角、三线合一
        ├─ 等边:三边等、三角都是 60°
        └─ 直角:勾股定理 a²+b²=c²、斜边上的中线 = 斜边一半
锐角三角函数:sin=对/斜、cos=邻/斜、tan=对/邻 → 解直角三角形
贯穿思想:转化——不会的三角形,想办法变成会的(作高变直角三角形、证全等变相等)。

山西近 5 年怎么考(2021–2025)

考点出现频率题型与分值难度
全等三角形证明几乎每年解答题第 18–20 题,7–8 分★★(套路题,必须全拿)
解直角三角形测高/测距每年必考解答题第 19 题左右,8–9 分★★★(拉分题)
勾股定理计算高频选择/填空或嵌入综合题,3–5 分★★
等腰三角形性质(三线合一)高频嵌入证明题,常与全等结合★★
三角形角度计算(内外角)每年必考选择/填空,3 分★(送分)
锐角三角函数选值高频选择/填空,3 分★★
给中等生的话:这章 20 分里,角度计算、勾股计算、特殊角三角函数值这 9 分是白送的。真正要练的是两块:一是全等证明的"规范书写"(少一步扣 1 分),二是测高应用题的"画直角三角形"。你整体意识不强,没关系——几何证明不靠灵感,靠把已知条件一条一条翻译成角和边,下面我教你这个翻译动作。

1三角形的边与角(送分题,必须全拿)

知识点 1.1 三边关系——为什么"两边之和大于第三边"

讲透本源:这不是规定,是"两点之间线段最短"的直接推论。
比如三角形 ABC,从 A 走到 C,有两条路:①直接走线段 AC;②绕 B 走 A→B→C。
既然"两点之间线段最短",直接走 AC 一定比绕路 AB+BC 短,所以 AB + BC > AC。
同理:AB + AC > BC,AC + BC > AB。
推论:两边之差 < 第三边 < 两边之和。给两边 a、b(a≥b),第三边 c 的范围是 a−b < c < a+b。
想一想:三条线段 2、3、6 能围成三角形吗?2+3=5 < 6,不行。为什么?因为从一端走到另一端,直走 6 比绕两段 2+3=5 还长,矛盾了。
【例 1.1】下列长度的三条线段,能组成三角形的是( )。A. 1,2,3 B. 3,4,8 C. 4,5,6 D. 2,4,7
最快判断法:只看最短两边之和是否 > 最长边。
 A:1+2=3,不大于 3(等于不行);B:3+4=7 < 8;C:4+5=9 > 6 ✓;D:2+4=6 < 7。
 答案 C。
 ★ 经典错误:1+2=3 时,三条线段会"躺成一条直线",围不出三角形。必须严格大于,等于不算。
【变式 1.1·求范围型】三角形两边长为 3 和 7,第三边 x 的取值范围是?
7−3 < x < 7+3 ⇒ 4 < x < 10。
若再加条件"周长是偶数",则 x 可取 5,6,7,8,9,其中 3+7+x 为偶数 ⇒ x 为奇数 ⇒ x=5 或 7 或 9。

知识点 1.2 内角和 180°——怎么来的(剪拼 + 平行线证明)

讲透本源(小学剪拼法):把三角形三个角撕下来,顶点凑在一起,正好拼成一个平角(一条直线),平角就是 180°。所以三角和 = 180°。
初中严格证明(过 A 作平行线):过 △ABC 顶点 A 作直线 l∥BC。由"两直线平行,内错角相等",∠B 被搬到 l 上左边,∠C 被搬到 l 上右边。这三个角(∠B、∠A、∠C)在 A 点拼成一个平角 ⇒ ∠A+∠B+∠C = 180°。
这一招"作平行线"在后面证外角、证很多题都用得上。
三角形内角和 = 180°。直角三角形两锐角互余(和为 90°)。
【例 1.2】三角形三个内角度数比为 1:2:3,求三个角,并判断形状。
设三角为 x、2x、3x:x+2x+3x = 180° ⇒ 6x=180° ⇒ x=30°。
 三角为 30°、60°、90°,是直角三角形。
 经验:看到"角度比",设每份为 x,用 180° 列方程。

知识点 1.3 外角定理——外角等于不相邻两内角之和

讲透:把 △ABC 的一边 BC 延长到 D,∠ACD 就是外角。
因为 ∠ACB + ∠ACD = 180°(邻补角),又 ∠A+∠B+∠ACB = 180°,两式一减:
 ∠ACD = ∠A + ∠B。
即:外角 = 与它不相邻的两个内角之和。注意是"不相邻"那个,不能加 ∠C 自己。
采分点:山西中考选择题最爱考"一个角是三角形外角,求度数"。看到图里有"延长线",立刻标外角,用外角定理一步出答案,比绕一圈算内角快。
【例 1.3】△ABC 中,∠A=50°,∠B=60°,延长 BC 到 D,求 ∠ACD。
∠ACD = ∠A+∠B = 50°+60° = 110°。
(验算:∠C = 180−50−60 = 70°,外角 = 180−70 = 110° ✓)

2全等三角形(证明题的核心套路)

全等 = 两个三角形能完全重合(形状大小都一样)。证明两条线段相等、两个角相等,90% 都是先证它们所在的三角形全等。

知识点 2.1 五种判定定理——什么时候用哪一个

SSS(边边边):三边对应相等
SAS(边角边):两边及其夹角对应相等
ASA(角边角):两角及其夹边对应相等
AAS(角角边):两角及其中一角的对边对应相等
HL(只用于直角三角形):斜边和一条直角边对应相等
为什么 SAS 要求"夹角"?角必须夹在两条边中间。如果角不夹在中间(即 SSA),三角形会"晃"——同样两边和一个非夹角,可以画出两个不同的三角形,所以不能判定全等。
为什么 AAA 不行?三个角相等只能保证形状一样(相似),大小可以不同(大小三角形三个角都能是 60°)。
记忆口诀:"边边边、边角边、角边角、角角边,直角还有 HL;边边角、角角角,两个不能来判定。"
为什么 SSA 不行(画图反例):画一个锐角 ∠A=30°,在一边上取 AB=5,再以 B 为圆心、半径 4 画弧,弧与另一边会交于两个点——一个锐角三角形、一个钝角三角形。这两个三角形都满足"AB=5、BC=4、∠A=30°"(即 SSA),但形状不同。这就是 SSA 不能判定全等的铁证。考试时千万别写"△__≌△__(SSA)",零分。

知识点 2.2 证明的规范书写(山西按步给分,跳步扣分)

必须写全这个"三段论",少一句都扣分:
 ① 摆出条件:在 △___ 和 △___ 中;
 ② 列出三组对应相等(标清楚哪个角、哪条边);
 ③ 下结论:∴△___ ≌ △___(××)。
找条件的顺序:先找题目给的,再找"白送的"——公共边、公共角、对顶角、平行推出的同位角/内错角。
采分点:每一组对应相等 1 分,写"在△和△中"1 分,结论加括号写判定 1 分。对应顶点要写在对应位置(△ABC≌△DEF,A 对 D、B 对 E、C 对 F),写错位置会扣步骤分。
【例 2.1】已知:如图,点 B、E、C、F 在一条直线上,AB=DE,AB∥DE,BE=CF。求证:AC=DF。
分析(翻译已知):
 AB∥DE ⇒ ∠B=∠DEF(同位角);
 BE=CF ⇒ BE+EC=CF+EC ⇒ BC=EF(这是隐含条件,最容易漏!)。
 证明:
 ∵ AB∥DE,∴ ∠B=∠DEF。
 ∵ BE=CF,∴ BE+EC=CF+EC,即 BC=EF。
 在 △ABC 和 △DEF 中:
  AB=DE(已知),
  ∠B=∠DEF(已证),
  BC=EF(已证),
 ∴ △ABC ≌ △DEF(SAS)。
 ∴ AC=DF(全等三角形对应边相等)。
 ★ 最常错:看到 BE=CF 直接当 BC=EF 用,不写"BE+EC=CF+EC"这一步,扣 1 分。
【变式 2.1·公共边型】已知 AB=AC,AD 平分 ∠BAC。求证:BD=CD。
∵ AD 平分 ∠BAC ∴ ∠BAD=∠CAD。
 在 △ABD 和 △ACD 中:AB=AC(已知),∠BAD=∠CAD(已证),AD=AD(公共边)。
 ∴ △ABD≌△ACD(SAS),∴ BD=CD。
 经验:两个三角形共用一条边(如 AD),这条边就是白送的一组相等,直接写"AD=AD(公共边)"。

3等腰三角形与等边三角形

知识点 3.1 "三线合一"为什么成立

讲透本源:等腰 △ABC 中 AB=AC。作顶角平分线 AD,
在 △ABD 和 △ACD 中:AB=AC,∠BAD=∠CAD,AD=AD ⇒ △ABD≌△ACD(SAS)。
由全等得:① BD=CD(所以 AD 是中线);② ∠ADB=∠ADC,而这俩加起来 180°,所以各 90°(所以 AD 是高)。
结论:顶角平分线、底边上的中线、底边上的高,是同一条线——这就是"三线合一"。它本质是全等推出来的。
性质:等边对等角(AB=AC ⇒ ∠B=∠C);三线合一。
判定:等角对等边(∠B=∠C ⇒ AB=AC)。
想一想:"三线合一"只对顶角和底边成立。腰上的高、腰上的中线不是一回事,别乱用!
【例 3.1】等腰三角形顶角为 80°,求底角。若一个内角为 80°,求另外两个角。
第一问:底角 = (180−80)/2 = 50°。
 第二问要分类讨论:
  ① 若 80° 是顶角:底角 = 50°、50°;
  ② 若 80° 是底角:另一底角也是 80°,顶角 = 180−80−80 = 20°。
 ★ 最常错:题目说"等腰三角形一个角是 80°",不分类讨论直接答 50°、50°。万一这个 80° 是底角呢?看到"一个角"必须分顶角、底角两种情况。

知识点 3.2 等边三角形

等边三角形是特殊的等腰三角形(三边都相等)。性质:三边相等、三个角都是 60°(180÷3),有三条"三线合一"。
判定:三边等;或三角等;或等腰三角形 + 一个 60° 角。

4直角三角形与勾股定理

知识点 4.1 勾股定理——用面积法讲透为什么

在 Rt△ 中,两直角边 a、b,斜边 c:a² + b² = c²。
无字证明(拼四个直角三角形):拿四个一模一样的直角三角形(直角边 a、b,斜边 c),拼成一个大正方形,边长是 (a+b)。中间空出一个小正方形,边长正好是 c。
大正方形面积有两种算法:
 ① 从外面看:(a+b)² = a² + 2ab + b²;
 ② 从里面看:4 个三角形 + 中间小正方形 = 4·(½ab) + c² = 2ab + c²。
两个都等于大正方形面积,所以 a²+2ab+b² = 2ab+c²,两边消掉 2ab ⇒ a²+b²=c²。
这就是勾股定理,两千多年前中国人叫"勾三股四弦五"。
常用勾股数(背下来,秒杀填空):3-4-5、5-12-13、8-15-17、7-24-25。它们的倍数(6-8-10、9-12-15)也是。考试看到直角边 6、8,秒答斜边 10。
【例 4.1】Rt△ 两直角边为 5 和 12,求斜边。
c = √(5²+12²) = √(25+144) = √169 = 13。
【变式 4.1·逆定理】三角形三边为 6、8、10,是不是直角三角形?哪个角是直角?
找最长边 10:6²+8² = 36+64 = 100 = 10²。
 是直角三角形,最长边 10 所对的角是直角。
 经验:逆定理用来判断"是不是直角三角形"——算两短边平方和,看等不等于最长边平方。
【变式 4.2·实际应用】一架长 2.5 m 的梯子斜靠墙上,梯脚离墙 0.7 m,梯顶离地面多高?
墙、地面、梯子构成直角三角形。梯子是斜边 c=2.5,梯脚距离是一条直角边 0.7。
 高 h = √(2.5²−0.7²) = √(6.25−0.49) = √5.76 = 2.4 m。

知识点 4.2 直角三角形另两个好用性质

① 斜边上的中线 = 斜边的一半。(直角三角形斜边中点到三顶点距离相等,常用来证线段相等)
② 30° 角所对的直角边 = 斜边的一半。(30° 直角三角形三边比 1 : √3 : 2)

5锐角三角函数与解直角三角形(山西测高大题)

知识点 5.1 sin / cos / tan 到底是谁比谁

在 Rt△ 中,对锐角 A:
sin A = ∠A 的对边 / 斜边 (正弦)
cos A = ∠A 的邻边 / 斜边 (余弦)
tan A = ∠A 的对边 / 邻边 (正切)
记法(配合图):先在图上找到锐角 A,它对面那条直角边叫对边,挨着它的直角边叫邻边,最长那条叫斜边。
口诀:"正弦对比斜,余弦邻比斜,正切对比邻。"
关键:三角函数值只跟角的大小有关,跟三角形大小无关。一个 30° 角,不管三角形多大,sin30° 永远是 ½。
想一想:sin30° 和 cos60° 为什么相等?(因为 30° 的对边正好是 60° 的邻边,都是短直角边,比值都是 ½)

知识点 5.2 特殊角 30°、45°、60° 的值(怎么记不忘)

30°45°60°
sin1/2√2/2√3/2
cos√3/2√2/21/2
tan√3/31√3
怎么记(别死背):sin 这一行,分母都是 2,分子依次是 √1、√2、√3(即 1/2、√2/2、√3/2),从 30° 到 60° 递增。
cos 这一行正好是 sin 反过来(√3/2、√2/2、1/2)。
tan:30° 是 √3/3,45° 是 1,60° 是 √3。
忘了就画图:画一个 30° 直角三角形(三边 1、√3、2),一个等腰直角三角形(三边 1、1、√2),临时推。
最常错:tan30° 写成 √3(那是 tan60°);sin60° 写成 1/2(那是 sin30°)。考前在草稿纸上把这张表默写一遍,比默念十遍管用。

知识点 5.3 解直角三角形应用题——仰角、俯角、坡度

三个名词先分清:
 ① 仰角:抬头看,视线与水平线的夹角;
 ② 俯角:低头看,视线与水平线的夹角;
 ③ 坡度 i = 铅直高度 / 水平宽度(通常写成 1:m),坡度角 α 的 tanα = i。
解题三步:① 把实物画成直角三角形;② 标出已知角和已知边;③ 选 sin/cos/tan 列方程。给水平距离和仰角求高,几乎都用 tan。
【例 5.1】2022 山西中考改编测太原双塔寺高度:在地面 A 点测得塔顶仰角 30°,沿正对塔方向走 20 m 到 B 点,测得仰角 60°。求塔高 CD(结果保留根号)。
画图:CD⊥地面,C 是塔顶。设 CD = h,BD = x。
 在 Rt△BCD 中:tan60° = h/x ⇒ h = √3·x ……①
 在 Rt△ACD 中:tan30° = h/(x+20) ⇒ h = (x+20)/√3 ……②
 由①②:√3·x = (x+20)/√3 ⇒ 3x = x+20 ⇒ 2x = 20 ⇒ x = 10。
 h = √3·10 = 10√3 m。
 答:塔高 10√3 m。
 经验:这种"两个仰角"题,设两个未知数(高 h、近点距离 x),列两个 tan 方程。山西近五年测高题全是这个模型。
【变式 5.1·坡度型】模拟一段河堤坡度 i=1:√3,堤高 5 m,求坡长。
坡度 i = 高/水平宽 = 1/√3。高 = 5 ⇒ 水平宽 = 5√3。
 坡长 = √(5²+(5√3)²) = √(25+75) = √100 = 10 m。
 (也可看出坡度角 tanα=1/√3 ⇒ α=30°,30° 对边=高 5 = 斜边一半 ⇒ 斜边=10)

技做题技巧专题(考试时怎么抢时间、抢分)

技巧 ①:30 秒判断用哪种全等判定

  1. 已知两组边相等 → 找它们的夹角(SAS)或第三边(SSS)。
  2. 已知一组边一组角 → 再找一组角(ASA/AAS)。
  3. 直角三角形找不到别的 → 想 HL(斜边+直角边)。
  4. 题目有平行 → 先标同位角/内错角,往往就是一组角相等。

技巧 ②:证明题"翻译已知"动作

中等生不会做证明题,不是笨,是不把已知条件翻译成角和边。读题时边读边在图上标:看到"AB=AC"就在图上画记号;看到"AD 平分∠BAC"就把两个小角标成一样;看到"AB∥CD"立刻写出内错角相等。标完一遍图,全等条件常常自己就凑齐了。

技巧 ③:看到等腰想"三线合一",看到直角想勾股

题目给等腰,立刻想到"作底边高,同时也是中线、角平分线"——这是最常用的辅助线。题目给直角三角形或需要求线段长,立刻套勾股。辅助线口诀:"等腰作高,直角作高,两点连线,公共边连。"

技巧 ④:测高题先画两个直角三角形

山西测高题几乎都是"站远点仰角小、走近点仰角大"两个直角三角形共用一条高。不要急着列式,先把两个直角三角形分开画,各自标上对边、邻边,再选 tan。设未知数时,"近点到塔底距离"通常比"塔高"更好设。
经验级总结(带过学生的真话):这章丢分最多的不是难题,是这四个:①全等证明漏写"BC=EF 是 BE=CF 推出来的";②SSA 当判定写;③等腰三角形"一个角"不分类讨论;④测高题忘了"两人眼睛到地面有个高度差(仪器高 1.5 m 左右)"。这四点考前各念一遍。

真山西中考真题精讲(近 3 年精选)

2022 山西中考 第 18 题全等三角形证明(7 分)
题目模型:点 B、E、C、F 共线,AB=DE,AB∥DE,BE=CF,求证 AC=DF(完整过程见例 2.1)。
评分标准:由平行推角等 1 分,由 BE=CF 推 BC=EF 2 分,列三组条件 1 分,写"△≌△(SAS)"1 分,结论 AC=DF 1 分。
★ 陷阱:不写"BE+EC=CF+EC"直接用 BC=EF,扣 2 分。
2021 山西中考 第 19 题解直角三角形测高(8 分)
题目模型:在两地测同一建筑物顶端仰角,已知两点距离,求建筑高度(见例 5.1 双塔模型)。
评分标准:画直角三角形 1 分,设未知数 1 分,列两个 tan 方程 3 分,解方程 2 分,写答带单位 1 分。
★ 山西特色:爱套本地景观(太原双塔、大同华严寺、平遥古城墙)。外壳不影响数学,剥掉就是"两个仰角"模型。
2024 山西中考 选择特殊角三角函数值(3 分)
题目模型:计算 2sin30° + tan45° 的值。
解析:2×½ + 1 = 1 + 1 = 2。
★ 陷阱:把 sin30° 记成 √3/2(那是 sin60°),整题错。
模拟等腰三角形角度计算(3 分)
等腰三角形一个内角为 100°,求底角。
解析:100° 只能是顶角(若作底角,两底角就 200° 超过 180°)。底角 = (180−100)/2 = 40°。
★ 分类讨论的边界:钝角(>90°)在等腰三角形里只能当顶角,因为两个底角若都钝角,和就超 180° 了。

练分层练习(盖住答案先做)

基础必须全对(6 题)

1. 下列能组成三角形的是( )。A. 2,2,4 B. 3,4,5 C. 1,2,3 D. 2,3,6
2. 三角形两内角为 50°、60°,第三个角是多少度?它的外角(延长第三边)是多少度?
3. Rt△ 两直角边为 6、8,斜边是多少?
4. 等腰三角形顶角为 100°,底角是多少?
5. 填空:sin30° = ____,cos60° = ____,tan45° = ____。
6. Rt△ 中 ∠C=90°,AC=3,BC=4,求 sin A、cos A。

提高中档题主战场(4 题)

7. 等腰三角形一个内角为 70°,求另外两个角(注意分类讨论)。
8. 已知 AB=CD,AB∥CD,AC 与 BD 交于 O。求证:AO=CO。(提示:证三角形全等)
9. 三角形三边为 9、12、15,是不是直角三角形?若是,哪条边对直角?
10. 某人在地面测树顶仰角 45°,人离树 10 m,树高多少?(人眼高度忽略)

冲刺冲高分(2 题)

11. 2022 山西模型在 A 点测山顶仰角 30°,向山走 100 m 到 B 点,仰角变为 45°,求山高(保留根号)。
12. 等腰 △ABC 中 AB=AC=5,BC=6,求 BC 边上的高 AD 的长。(提示:三线合一,BD=3)

答练习答案与详解

1. B。最短两边和:A 中 2+2=4 不大于 4;B 中 3+4=7>5 ✓;C 中 1+2=3;D 中 2+3=5<6。
2. 第三个角 70°;外角 110°。180−50−60=70;外角=50+60=110。
3. 10。√(36+64)=√100=10(勾股数 6-8-10)。
4. 40°。(180−100)/2=40。
5. sin30°=1/2,cos60°=1/2,tan45°=1。
6. sin A=4/5,cos A=3/5。斜边 AB=√(9+16)=5。∠A 的对边是 BC=4,邻边是 AC=3。
7. 两种情况:① 70° 是顶角:底角 (180−70)/2=55°,另两角 55°、55°;② 70° 是底角:另一底角 70°,顶角 180−70−70=40°。
8. 证明:∵AB∥CD ∴∠A=∠C(内错角),∠B=∠D。又 AB=CD,∴△ABO≌△CDO(ASA),∴AO=CO。
9. 是直角三角形,最长边 15 所对的角是直角。9²+12²=81+144=225=15²。
10. 树高 10 m。tan45°=树高/10=1 ⇒ 树高=10。
11. 山高 50(√3+1) m。设山高 h,B 到山脚距离 x。tan45°=h/x ⇒ x=h;tan30°=h/(x+100) ⇒ h=(h+100)/√3 ⇒ √3 h=h+100 ⇒ h=100/(√3−1)=50(√3+1)。
12. AD=4。等腰三线合一,AD⊥BC 且 D 是中点,BD=3。在 Rt△ABD 中:AD=√(AB²−BD²)=√(25−9)=√16=4。

结本章总结 + 自检问题清单

全章要点(背下来):
① 三边关系:短边和 > 最长边;内角和 180°;外角=不相邻两内角和;
② 全等五判定 SSS/SAS/ASA/AAS/HL,SSA、AAA 不能判定;证明写全"在△和△中→三组条件→∴△≌△(判定)";
③ 等腰:等边对等角、三线合一;"一个角"必分类讨论;
④ 勾股 a²+b²=c²,逆定理判直角;常用勾股数 3-4-5、5-12-13;
⑤ sin=对/斜、cos=邻/斜、tan=对/邻;特殊角值考前默写;
⑥ 测高应用题画两个直角三角形,给水平距离+仰角几乎都用 tan。

合上书写一遍——能答上才算真会

  1. "两边之和大于第三边"是由哪条基本事实推出来的?
  2. 三角形内角和 180° 怎么用平行线证明?
  3. 外角等于什么?是"不相邻"的两个内角吗?
  4. 全等判定有哪五种?为什么 SSA、AAA 不行?
  5. 证明题的"三段论"怎么写?公共边怎么处理?
  6. "三线合一"指的是哪三条线?为什么成立?
  7. 勾股定理用四个直角三角形怎么证?
  8. sin、cos、tan 分别是谁比谁?
  9. 30°、45°、60° 的 sin、cos、tan 值能默写吗?
  10. 测高应用题的三步是什么?给水平距离和仰角用哪个函数?