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1、 暑假專題——相似三角形
重點(diǎn)、難點(diǎn):
1. 通過探索兩個(gè)三角形相似的識別方法,加強(qiáng)合情推理能力的培養(yǎng),感受發(fā)現(xiàn)的樂趣,逐步掌握說理的基本方法。
2. 通過相似三角形性質(zhì)復(fù)習(xí),豐富與角、面積等相關(guān)的知識方法,開闊研究角、面積等問題的視野。
【知識縱橫】
1. 相似三角形
對應(yīng)角相等,對應(yīng)邊成比例的三角形叫做相似三角形(similar triangles)。
議一議:
(1)兩個(gè)全等三角形一定相似嗎?為什么?
(2)兩個(gè)直角三角形一定相似嗎?兩個(gè)等腰直角三角形呢?為什么?
(3)兩個(gè)等腰三角形一定相似嗎?兩個(gè)等
2、邊三角形呢?為什么?
2. 相似比
相似三角形對應(yīng)邊的比叫做相似比。
說明:相似比要注意順序:如△ABC∽△A'B'C'的相似比,而△A'B'C'∽△ABC的相似比,這時(shí)。
3. 相似三角形的識別
(1)如果一個(gè)三角形的兩角分別與另一個(gè)三角形的兩角對應(yīng)相等,那么這兩個(gè)三角形相似。
(2)如果一個(gè)三角形的兩條邊與另一個(gè)三角形的兩條邊對應(yīng)成比例,并且夾角相等,那么這兩個(gè)三角形相似。
(3)如果一個(gè)三角形的三條邊和另一個(gè)三角形的三條邊對應(yīng)成比例,那么這兩個(gè)三角形相似。
【典型例題】
例1. 如圖,∠1=∠2=∠3,圖中相似三角
3、形有( )對。
答:4對
例2. 如圖,已知:△ABC、△DEF,其中∠A=50°,∠B=60°,∠C=70°,∠D=40°,∠E=60°,∠F=80°,能否分別將兩個(gè)三角形分割成兩個(gè)小三角形,使△ABC所分成的每個(gè)三角形與△DEF所分成的每個(gè)三角形分別對應(yīng)相似?
如果可能,請?jiān)O(shè)計(jì)一種分割方案;若不能,說明理由。
解:
例3. (2004·廣東?。┤鐖D所示,四邊形ABCD是平行四邊形,點(diǎn)F在BA的延長線上,連結(jié)CF交AD于點(diǎn)E。
(1)求證:△CDE∽△FAE;
(2)當(dāng)E是AD的中點(diǎn),且BC=2C
4、D時(shí),求證:∠F=∠BCF。
命題意圖:相似三角形的識別、特征在解題中的應(yīng)用。
解析:由AB∥DC得:∠F=∠DCE,∠EAF=∠D
∴△CDE∽△FAE
,又E為AD中點(diǎn)
∴DE=AE,從而CD=FA,結(jié)合已知條件,易證
BF=BC,∠F=∠BCF
解:(1)∵四邊形ABCD是平行四邊形
∴AB∥CD
∴∠F=∠DCE,∠EAF=∠D
∴△CDE∽△FAE
(2)∵E是AD中點(diǎn),∴DE=AE
由(1)得:
∴CD=AF
∵四邊形ABCD是平行四邊形
5、
∴AB=CD
∴AB=CD=AF
∴BF=2CD,又BC=2CD
∴BC=BF
∴∠F=∠BCF
思路探究:平行往往是證兩個(gè)三角形相似的重要條件,利用比例線段也可證明兩線段相等。
例4. 在梯形ABCD中,∠A=90°,AD∥BC,點(diǎn)P在線段AB上從A向B運(yùn)動(dòng),
(1)是否存在一個(gè)時(shí)刻使△ADP∽△BCP;
(2)若AD=4,BC=6,AB=10,使△ADP∽△BCP,則AP的長度為多少?
解:(1)存在
(2)若△ADP∽△BCP,則
設(shè)
或
6、
或
或
∴AP長度為4或6
例5. 如圖,在平行四邊形ABCD中,E為CD上一點(diǎn),DE:CE=2:3,連結(jié)AE、BE、BD,且AE、BD交于點(diǎn)F,則( )
A. 4:10:25 B. 4:9:25
C. 2:3:5 D. 2:5:25
(2001年黑龍江省中考題)
思路點(diǎn)撥:運(yùn)用與面積相關(guān)知識,把面積比轉(zhuǎn)化為線段比。
∴選A
例6. 如圖,有一批形狀大小相同的不銹鋼片,呈直角三角形,已知∠C=90°,AB=5cm,BC=3cm,試設(shè)計(jì)一種方案,用這批不銹鋼片裁出面積達(dá)最大的正方形不銹
7、鋼片,并求出這種正方形不銹鋼片的邊長。
思路點(diǎn)撥:要在三角形內(nèi)裁出面積最大的正方形,那么這正方形所有頂點(diǎn)應(yīng)落在△ABC的邊上,先畫出不同方案,把每種方案中的正方形邊長求出。
解:如圖甲,設(shè)正方形EFGH邊長為x,則AC=4
而CD×AB=AC×BC=,得
又△CEH∽△CAB,得
于是,解得:
如圖乙,設(shè)正方形CFGH的邊長為y cm
由GH∥AC,得:
即,解得:
即應(yīng)如圖乙那樣裁剪,這時(shí)正方形面積達(dá)最大,它的邊長為
例7. 如圖,已知直角梯形ABCD中,∠A=∠B=90°
8、,設(shè),,作DE⊥DC,DE交AB于點(diǎn)E,連結(jié)EC。
(1)試判斷△DCE與△ADE、△DCE與△BCE是否分別一定相似?若相似,請加以證明。
(2)如果不一定相似,請指出a、b滿足什么關(guān)系時(shí),它們就能相似?
解:(1)△DCE與△ADE一定相似,△DCE與△BCE不一定相似,分別延長BA、CD交于F點(diǎn)
由△FAD∽△FBC,得:
于是FD=DC,從而可證△FED≌△CED
得∠AED=∠DEC
所以△DEC∽△AED
(2)作CG⊥AD交AD延長線于G,
由△AED∽△GDC,有,得
9、
要使△DCE與△BCE相似,那么一定成立
即,得
也就是當(dāng)時(shí),△DCE與△BCE一定相似。
【模擬試題】(答題時(shí)間:40分鐘)
1. 如圖,已知DE∥BC,CD和BE相交于O,若,則AD:DB=____________。
2. 如圖,△ABC中,CE:EB=1:2,DE∥AC,若△ABC的面積為S,則△ADE的面積為____________。
3. 若正方形的4個(gè)頂點(diǎn)分別在直角三角形的3條邊上,直角三角形的兩直角邊的長分別為3cm和4cm,則此正方形的邊長為____________。
(2000年武漢市中考題)
10、4. 閱讀下面的短文,并解答下列問題:
我們把相似形的概念推廣到空間:如果兩個(gè)幾何體大小不一定相等,但形狀完全相同,就把它們叫做相似體。
如圖,甲、乙是兩個(gè)不同的正方體,正方體都是相似體,它們的一切對應(yīng)線段之比都等于相似比:,設(shè)分別表示這兩個(gè)正方體的表面積,則,又設(shè)分別表示這兩個(gè)正方體的體積,則。
(1)下列幾何體中,一定屬于相似體的是( )
A. 兩個(gè)球體 B. 兩個(gè)圓錐體
C. 兩個(gè)圓柱體 D. 兩個(gè)長方體
(2)請歸納出相似體的3條主要性質(zhì):
①相似體的一切對應(yīng)線段(或弧)長的比等于________
11、____;
②相似體表面積的比等于____________;
③相似體體積的比等于____________。
(2001年江蘇省泰州市中考題)
5. 如圖,鐵道口的欄桿短臂長1 m,長臂長16 m,當(dāng)短臂端點(diǎn)下降0.5 m時(shí),長臂端點(diǎn)升高( )
A. 11.25 m B. 6.6 m C. 8 m D. 10.5 m
6. 如圖,D為△ABC的邊AC上的一點(diǎn),∠DBC=∠A,已知,△BCD與△ABC的面積的比是2:3,則CD的長是( )
A. B. C. D.
7. 如圖,在正三角形ABC中
12、,D、E分別在AC、AB上,且,AE=BE,則有( )
A. △AED∽△BED B. △AED∽△CBD
C. △AED∽△ABD D. △BAD∽△BCD
(2001年杭州市中考題)
8. 如圖,已知△ABC中,DE∥FG∥BC,且AD:FD:FB=1:2:3,則等于( )
A. 1:9:36 B. 1:4:9
C. 1:8:27 D. 1:8:36
9. 如圖,已知梯形ABCD中,AD∥BC,∠ACD=∠B,求證:
10. 如圖,△ABC中,D是BC邊上的中點(diǎn),且AD=AC,DE⊥BC
13、,DE與AB相交于點(diǎn)E,EC與AD相交于點(diǎn)F。
(1)求證:△ABC∽△FCD;
(2)若,求DE的長。
(2000年河北省中考題)
11. 閱讀并解答問題。
在給定的銳角△ABC中,求作一個(gè)正方形DEFG,使D、E落在BC上,F(xiàn)、G分別落在AC、AB邊上,作法如下:
第一步:畫一個(gè)有3個(gè)頂點(diǎn)落在△ABC兩邊上的正方形D'E'F'G'。
第二步:連結(jié)BF',并延長交AC于點(diǎn)F;
第三步:過F點(diǎn)作FE⊥BC于E;
第四步:過F點(diǎn)作FG∥BC交AB于點(diǎn)G;
第五步:過G點(diǎn)作GD⊥BC于點(diǎn)D。
四邊
14、形DEFG即為所求作的四邊形DEFG,為正方形。
問題:
(1)證明上述所求作的四邊形DEFG為正方形;
(2)在△ABC中,如果,∠BAC=75°,求上述正方形DEFG的邊長。
(江蘇省揚(yáng)州市中考題)
12. 如圖,在△ABC中,,在BC上有100個(gè)不同的點(diǎn),過這100個(gè)點(diǎn)分別作△ABC的內(nèi)接矩形…,設(shè)每個(gè)內(nèi)接矩形的周長分別為,則
____________。
(安徽省競賽題)
13. 如圖,在△ABC中,DE∥FG∥BC,GI∥EF∥AB,若△ADE、△EFG、△GIC的面積分別為,則△ABC的面積為____________。
15、 14. 如圖,一個(gè)邊長為3、4、5厘米的直角三角形的一個(gè)頂點(diǎn)與正方形的頂點(diǎn)B重合,另兩個(gè)頂點(diǎn)分別在正方形的兩條邊AD、DC上,那么這個(gè)正方形的面積是____________厘米2。
(第11屆“希望杯”邀請賽試題)
15. 如圖,將一個(gè)矩形紙片ABCD沿AD和BC的中點(diǎn)連線對折,要使矩形AEFB與原矩形相似,則原矩形的長與寬的比為( )
A. 2:1 B. C. D. 1:1
16. 如圖,梯形ABCD中,AB∥CD,且CD=3AB,EF∥CD,EF將梯形ABCD分成面積相等的兩部分,則AE:ED等于( )
A. 2
16、B. C. D.
【試題答案】
1. 3:1
2.
3. 或
4. (1)A;(2)相似比;相似比的平方;相似比的立方
5. C 6. C 7. B 8. C
9. 由△ABC∽△DCA,得
10. (1)略
(2)過A作AM⊥BC于M
由△ABC∽△FCD,得:
又,得
∵DE∥AM,
,得
11. (1)易證明四邊形EFGD為矩形,由,而,得EF=GF,故四邊形EFGD為正方形。
(2)過A作AQ⊥BC于Q交GF于P,且AQ=BQ,∠BCA=60°,∠QAC=30°,,又
即,解得
由,得
12. 400
提示:從內(nèi)接一個(gè)矩形入手,探求內(nèi)接△ABC中任一矩形的長與寬的關(guān)系。
13.
提示:
14.
解:設(shè),則
由△BCE∽△EDF,得
又,即
15. C
16. C
提示:延長DA、CB相交于G,
設(shè),則
即