内容正文:
证明等积线段或成比例线段
利用相似三角形的性质可以得到等积式或比例式,是解决这类问题的基本方法.解决这类问题一般可分为三步:
(1)把等积式化为比例式,从而确定相关的两个三角形相似.
(2)确定两个相关的三角形的方法是:把比例式横看或者竖看,将两条线段中的相同字母消去一个,由余下的字母组成三角形.
(3)设法找到证明这两个三角形相似的条件.
如图1-1,在△ABC中,∠BAC=90°,BC边的垂直平分线EM和AB、CA的延长线分别交于 D、E,连接AM.
图1-1
求证:AM2=DM·EM.
【证明】 ∵∠BAC=90°,
M是BC的中点,
∴AM=CM,∠MAC=∠C.
∵EM⊥BC,∴∠E+∠C=90°.
又∵∠BAM+∠MAC=90°,
∴∠E=∠BAM.
∵∠EMA=∠AMD,
∴△AMD∽△EMA.
∴.
=
∴AM2=DM·EM.
利用相似三角形证明线段相等
证明两条线段相等,一般情况下,利用等角对等边或全等三角形的性质来解决.但有些证明两条线段相等的几何题利用前面的方法得不出来,或过程比较繁琐,此时可以借助于相似三角形的有关比例线段来解决.
如图1-2,AD、CF是△ABC的两条高线,在AB上取一点P,使AP=AD,再从P点引BC的平行线与AC交于点Q.
图1-2
求证:PQ=CF.
【证明】 ∵AD、CF是△ABC的两条高线,
∴∠ADB=∠BFC.又∠B=∠B,
∴△ABD∽△CBF,
∴.
=
又∵PQ∥BC,
∴∠APQ=∠B,∠AQP=∠ACB.
∴△APQ∽△ABC.
∴.
=,即=
∴.
=
又∵AP=AD,∴PQ=CF.
射影定理
射影定理揭示了直角三角形中两直角边在斜边上的射影,斜边及两直角边之间的比例关系,此定理常作为计算与证明的依据,在运用射影定理时,要特别注意弄清射影与直角边的对应关系,分清比例中项,否则在做题中极易出错.
如图1-3所示,AD,BE是△ABC的高,DF⊥AB于F,DF交BE于G,FD的延长线交AC的延长线于H.求证:DF2=FG·FH.
图1-3
【证明】 ∵BE⊥AC,
∴∠ABE+∠BAE=90°,
同理,∠H+∠HAF=90°,
∴∠ABE=∠H,
又∠BFG=∠HFA,
∴△BFG∽△HFA,
∴BF∶HF=FG∶AF,
∴BF·AF=FG·FH,
在Rt△ADB中,DF2=BF·AF,
∴DF2=FG·FH.
函数与方程思想
在相似三角形中,存在着多种比例相等的关系,利用这种相等关系,可以构建函数模型,利用函数的性质解决问题,也可以将相等关系转化为方程的形式,利用方程的思想解决问题.
如图1-4所示,△ABC是一块锐角三角形余料,边BC=240 mm,高AD=160 mm,要把它加工成正方形零件,使正方形的一边在BC上,其余两个顶点分别在AB,AC上,则这个正方形零件的边长是多少?
图1-4
【解】 设正方形PQMN为加工成的正方形零件,边QM在BC上,顶点P,N分别在AB,AC上,△ABC的高AD与正方形的边PN相交于点E,设正方形的边长为x mm.
∵PN∥BC,
∴△APN∽△ABC,∴,
=
∴,解得x=96(mm).
=
∴加工成的正方形零件的边长为96 mm.
转化思想
在证明一些等积式时,往往将其转化为比例式加以证明.当证明的比例式中的线段在同一条直线上时,常转化为用相等的线段、相等的比、相等的等积式来代换相应的量.证明比例式成立也常利用中间比来转化证明.
如图1-5,在锐角△ABC中,AD,CE分别是BC,AB边上的高,△ABC和△BDE的面积分别等于18和2,且DE=2,求点B到直线AC的距离.
图1-5
【解】 ∵AD⊥BC,CE⊥AB,
∴∠ADB=∠CEB=90°.
又∵∠B=∠B,∴△ADB∽△CEB.
∴.
=,∴=
又∵∠B=∠B,∴△BED∽△BCA.
∴.
= =
又∵ED=2,
,∴AC=6
∴点B到AC的距离=.
=3
综合检测(一)
(时间120分钟,满分150分)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
图1
1.如图1,已知DE∥BC,EF∥AB,现得到下列式子:
①.其中正确式子的个数有( )
=;④=;③=;②=
A.4个 B.3个
C.2个 D.1个
【解析】 由平行线分线段成比例定理知,①②④正确.故选B.
【答案】 B
图2
2.如图2,DE∥BC,S△ADE∶S四边形DBCE=1∶8,则AD∶DB的值为( )
A.1∶4 B.1∶3
C.1∶2 D.1∶5
【解析】 由S△ADE∶S四边形DBCE=1∶8得S△ADE∶S△ABC=1∶9,
∵DE∥BC,∴△ADE∽△ABC