📐 平面几何进阶

Advanced Plane Geometry

相似三角形、圆的定理、面积技巧和三角函数基础是 AMC 10 几何题的核心。掌握这些工具能帮你快速解决看似复杂的图形问题。

📚 4 章节💡 5 道例题✏️ 8 道练习🎯 难度:中等⏱ 约40分钟
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相似三角形 Similar Triangles
必考高频

1.1 判定条件 Conditions for Similarity

方法条件Condition
AA两个角对应相等Two angles congruent
SAS两边对应成比例且夹角相等Two sides proportional, included angle equal
SSS三边对应成比例Three sides proportional
💡 邓老师提示:AMC 10 中最常用的是 AA 相似(只需证两个角相等即可)。当看到平行线、公共角、对顶角等条件时,优先考虑 AA 相似。

1.2 面积比与相似比 Area Ratio and Similarity Ratio

📝 核心关系 / Key Relationships
相似比为 k → 周长比为 k → 面积比为 k²
Similarity ratio k → perimeter ratio k → area ratio k²

重要推论:若两个三角形相似比为 k,则:

  • 对应高之比 = k
  • 对应中线之比 = k
  • 对应角平分线之比 = k
  • 面积之比 = k²
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圆的进阶 Advanced Circles
进阶必考

2.1 圆周角定理 Inscribed Angle Theorem

📝 圆周角定理 / Inscribed Angle Theorem
圆周角 = 圆心角的一半(同弧上)
An inscribed angle equals half the central angle subtending the same arc.

重要推论:

  • 半圆上的圆周角(直径所对的圆周角)= 90°
  • 同弧上的圆周角相等
  • 圆内接四边形对角互补(和为 180°)

2.2 圆幂定理 Power of a Point

📝 切割线定理 / Tangent-Secant Theorem
从圆外一点 P 作切线 PT 和割线 PAB,则 PT² = PA × PB
📝 相交弦定理 / Intersecting Chords Theorem
两弦 AB 和 CD 交于点 P,则 PA × PB = PC × PD
💡 邓老师提示:圆幂定理在 AMC 10 中常以"求线段长度"的形式出现。看到从同一点出发的两条线段与圆相交,优先考虑乘积相等关系。
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面积技巧 Area Techniques
高频中等

3.1 常用面积公式 Common Area Formulas

图形面积公式Formula
三角形S = ½ah = ½ab sinC½ × base × height
海伦公式S = √(s(s−a)(s−b)(s−c))s = (a+b+c)/2
平行四边形S = ahbase × height
梯形S = ½(a+b)h½ × (上底+下底) × 高
S = πr²π × radius²
💡 邓老师提示:AMC 10 中等积变换(割补法)非常常用。不规则图形的面积常常可以通过"补成规则图形再减去多余部分"来求解。
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三角函数基础 Basic Trigonometry
进阶

4.1 直角三角形的三角函数 SOH-CAH-TOA

📝 基本定义(对于锐角 θ)
sin θ = 对边 / 斜边 (Opposite / Hypotenuse)
cos θ = 邻边 / 斜边 (Adjacent / Hypotenuse)
tan θ = 对边 / 邻边 = sin θ / cos θ

特殊角的三角函数值:

θsin θcos θtan θ
30°1/2√3/21/√3
45°√2/2√2/21
60°√3/21/2√3
💡 邓老师提示:AMC 10 中三角函数题通常可以直接用特殊角的值求解。记忆口诀:30° 对应"1-√3-2"(sin=½, cos=√3/2, tan=1/√3)。
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例题精讲 Worked Examples
5 题含历年真题
📌 例题 1 相似三角形

两个相似三角形的相似比为 2:3,较小三角形面积为 12,较大三角形面积为多少?Two similar triangles have similarity ratio 2:3. The smaller has area 12. Find the larger area.

解题思路:面积比 = 相似比的平方
面积比 = (3/2)² = 9/4
较大面积 = 12 × 9/4 = 27
Area ratio = (3/2)² = 9/4. Larger area = 12 × 9/4 = 27.
📌 例题 2 圆的几何

在圆中,弦 AB 的长度为 6,圆心到 AB 的距离为 4,求圆的半径。A chord AB of length 6 is 4 units from the center. Find the radius.

解题思路:垂径定理 + 勾股定理
圆心到弦的垂线平分弦,半弦长 = 3。
r² = 3² + 4² = 9 + 16 = 25
r = 5
The perpendicular from center bisects the chord. Half-chord = 3. r² = 3² + 4² = 25, so r = 5.
📌 例题 3 海伦公式

三角形三边为 13、14、15,用海伦公式求面积。Find the area of a triangle with sides 13, 14, 15.

解题思路:海伦公式
s = (13+14+15)/2 = 21
S = √(21×8×7×6) = √(21×8×42) = √7056 = 84
s = 21. S = √(21×8×7×6) = √7056 = 84.
📌 例题 4 三角函数

直角三角形中,一个锐角为 30°,斜边长 10,求较短的直角边长。In a right triangle, an acute angle is 30° and the hypotenuse is 10. Find the shorter leg.

解题思路:30° 角的对边
sin 30° = 对边/斜边 = 1/2
对边 = 10 × 1/2 = 5
较短的直角边是 30° 所对的边。
sin 30° = opposite/hypotenuse = 1/2. Shorter leg = 10 × 1/2 = 5.
📌 例题 5 平行四边形面积

平行四边形 ABCD 中,AB=8,BC=6,对角线 AC=10。求平行四边形的面积。In parallelogram ABCD, AB=8, BC=6, AC=10. Find the area.

解题思路:勾股定理判定三角形
在 △ABC 中:AB=8, BC=6, AC=10。
6² + 8² = 36 + 64 = 100 = 10² = AC²
所以 △ABC 是直角三角形,∠B = 90°。
面积 = AB × BC = 8 × 6 = 48
6² + 8² = 100 = 10², so △ABC is right with ∠B = 90°. Area = 8 × 6 = 48.
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巩固练习 Practice Problems
8 题提交即判

第1题 两个相似三角形的面积比为 16:25,周长比是多少?Two similar triangles have area ratio 16:25. What is their perimeter ratio?

第2题 半径为 6 的圆中,弦长为 6 的弦到圆心的距离是多少?In a circle of radius 6, a chord of length 6 is how far from the center?

第3题 三角形三边为 5, 12, 13,求面积。Find the area of a triangle with sides 5, 12, 13.

第4题 sin 60° × cos 30° 的值是多少?What is sin 60° × cos 30°?

第5题 梯形上底 4、下底 10、高 6,求面积。A trapezoid has bases 4 and 10, height 6. Find the area.

第6题 圆的半径从 3 增大为 6,面积变为原来的多少倍?If a circle's radius doubles from 3 to 6, by what factor does the area increase?

第7题 tan 45° + tan 60° 的值是多少?What is tan 45° + tan 60°?

第8题 直角三角形两直角边为 7 和 24,斜边上的高是多少?A right triangle has legs 7 and 24. Find the altitude to the hypotenuse.