套路

同底两个等腰三角形比顶角

两个等腰三角形共用一条底边时,腰短的那个顶角大——把「比角」换成「比腰长」。

套路说明

设 △PMN\triangle PMN 与 △QMN\triangle QMN 共用底边 MNMN,且两者都是等腰的:PM=PNPM=PN、QM=QNQM=QN。 记 MN=2ℓMN=2\ell,则从顶点向底边作的高同时是中线,于是

sin⁡∠MPN2=ℓPM,sin⁡∠MQN2=ℓQM.\sin\frac{\angle MPN}{2}=\frac{\ell}{PM},\qquad \sin\frac{\angle MQN}{2}=\frac{\ell}{QM}.

两个半顶角都落在 (0,π2]\left(0,\dfrac{\pi}{2}\right] 里,而正弦在这个区间上递增,所以

PM≤QM  ⟺  ∠MPN≥∠MQN.PM\leq QM\iff \angle MPN\geq \angle MQN .

腰越短,顶角越大;等号只在两条腰相等时取到。

什么时候想到它

  • 题里出现一条线段的两个端点到某条直线上各点的距离——直线上每个点都是一个「顶点」,它们与那条线段各配一个等腰三角形。翻折题里的折痕就是这样一条直线:折痕上任一点到 AA 与到 A′A' 等距。
  • 要比的两个角看起来在不同的平面里,直接作不出公共的参照。共底这条路不需要它们共面:只要底边是同一条,比较就成立。

用起来的两个提醒

  • 先确认「共底」:两个三角形的底必须是同一条线段(同两个端点),不是「一样长」。
  • 腰长的比较要有依据:常见的依据是垂线段最短——从一点向一条直线引垂线段与斜线段,垂线段最短,故垂足给出的那个顶角最大。

学它之前先会

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