内容正文:
第16讲 相似三角形
【2022课标要求】
1.了解比例的基本性质、线段的比、成比例的线段;通过建筑、艺术上的实例了解黄金分割.
2.通过具体实例认识图形的相似.了解相似多边形和相似比.
3.掌握基本事实:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例.
4.了解相似三角形的判定定理:两角分别相等的两个三角形相似;两边成比例且夹角相等的两个三角形相似;三边成比例的两个三角形相似.*了解相似三角形判定定理的证明.
5.了解相似三角形的性质定理:相似三角形对应线段的比等于相似比;面积比等于相似比的平方.(不要求证明)
6.了解图形的位似,知道利用位似可以将一个图形放大或缩小.
7.会利用图形的相似解决一些简单的实际问题.
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考点一、比例线段的相关概念及性质
1.成比例线段:对于四条线段a,b,c,d.如果其中两条线段的比(即它们长度的比)与另两条线段的比相等.如=(即ad=bc),我们就说这四条线段是成比例线段,简称比例线段.
2.比例的性质:(1)如果=,那么ad=① ;
(2)如果=,那么=② ;
(3)如果==…=(b+d+…+n≠0),那么=③ .
3.黄金分割:在线段AB上,点C把线段AB分成两条线段AC和BC(AC>BC),如果=,那么称线段AB被点C黄金分割,点C叫作线段AB的黄金分割点,AC与AB的比叫作黄金比,黄金比为,线段AB有2个黄金分割点C和C′,且它们关于线段中点中心对称.
bc
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考点二、平行线分线段成比例
1.基本事实:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段④ .
2.推论:平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边的延长线),所得的对应线段⑤ .
考点三、相似多边形
1.定义:两个边数相同的多边形,如果它们的角分别⑥ ,边⑦ ,那么这两个多边形叫作相似多边形.
2.性质:相似多边形的对应角⑧ ,对应边⑨ ,周长比等于相似比,面积比等于相似比的平方.
成比例
成比例
相等
成比例
相等
成比例
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考点四、相似三角形☆重点
1.相似三角形的判定
(1)平行于三角形一边的直线和其他两边相交,所构成的三角形与原三角形⑩ .
(2)三边 的两个三角形相似.
(3)两边成比例且 相等的两个三角形相似.
(4)两 分别相等的两个三角形相似.
(5)斜边和一条直角边 的两个直角三角形相似.
2.相似三角形的性质
(1)相似三角形对应高的比、对应中线的比与对应角平分线的比都等于 ,即对应线段的比等于相似比.
(2)相似三角形周长的比等于 ,面积的比等于 .
温馨提示:直角三角形被斜边上的高分成的两个直角三角形和原三角形相似.
相似
成比例
夹角
角
成比例
相似比
相似比
相似比的平方
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考点五、图形的位似
失分警示:位似图形是相似的一种特殊形式,位似图形一定是相似图形,但相似图形不一定是位似图形.位似图形具有相似图形的所有性质.
4.已知位似中心和位似比可以作出两个位似图形,并且它们两个关于位似中心成中心对称.
相似
位似中心
同一点
同一条直线上
(kx,ky)
(-kx,-ky)
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1.如图,已知AD∥BE∥CF,它们依次交直线l1,l2,l3于点A,B,C和点D,E,F和点Q,H,P,l2与l3相交于DE的中点G,若=.
(1)如果EF=10,求DE,DF的长;
解:∵AD∥BE∥CF,
∴==,
∴=,
∴DE=4,
∴DF=DE+EF=4+10=14.
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(2)在(1)的条件下,如果QG=3,求PH的长.
通用通法
(1)若已知条件中有平行线,求两条线段的比或某条线段的长度,常考虑应用平行线分线段成比例的性质求解;(2)应用定理时,看清平行线组,找准对应线段,防止出错.
解:∵G是DE的中点,AD∥BE,QG=3,
∴==,
∴QH=6.
∵AD∥BE∥CF,
∴=,
∴=,
∴PH=15.
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变式:(变换图形)如图,已知:△ABC中,DE∥BC.
(1)若AD=2 cm,DB=3 cm,AE=1 cm,求EC的长;
(2)若AB=5 cm,AD=2 cm,AC=4 cm,求EC的长.
解:∵DE∥BC,
∴=,
∴=,
∴EC= cm.
解:∵DE∥BC,
∴=,
即=,
∴AE= cm;
∴EC=AC-AE=4-=(cm).
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2.如图1、图2,在△ABC中,AB=AC=5,BC=8,点M,N分别在AB,BC上,且AM=CN=2.点P从点M出发沿折线MB-BN匀速移动,到达点N时停止;而点Q在边AC上随点P移动,且始终保持∠APQ=∠B.
(1)若点P在MB上.
①求证:=;
图1 图2
证明:∵点P在MB上,∠APQ=∠B,
∴PQ∥BC,
∴=.
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②当PQ将△ABC的面积分成上下4∶5两部分时,求MP的长.
解:∵PQ将△ABC的面积分成上下4∶5两部分,
∴=,
∴=.
∵PQ∥BC,
∴△APQ∽△ABC,
∴=.
∵AB=5,
∴AP=.
∵AM=2,
∴MP=AP-AM=.
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(2)设点P移动的路程为x.
①当x=5时,求CQ的长;
解:当x=5时,点P在BC上,且BP=2+5-5=2,
∴PC=BC-BP=6.
∵∠APC=∠B+∠BAP=∠APQ+∠CPQ,∠APQ=∠B,
∴∠BAP=∠CPQ.
∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
∴△ABP∽△PCQ,
∴=,即=,
∴CQ=.
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②当PQ与△ABC的边平行时,请直接写出x的取值范围.
解:0≤x<3或x=.理由如下:
∵点Q在AC上,当PQ∥BC时,
∴0≤x<3;
当PQ∥AB时,∠BAP=∠APQ,
.∵AB=AC,
∴∠B=∠C.
又∵∠APQ=∠B,
∴∠BAP=∠C,
∴△ABP∽△CBA,
∴=,即=,
∴BP=,
∴x=3+=.
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3.晚上小凯在广场上散步,如图,在广场两盏路灯AB,CD的照射下,地面上形成了他的两个影子EH,EG.已知光源B,D的高均为10 m,小凯的身高EF为1.5 m,两盏路灯相距40 m,A,C,E,G,H在同一平面内.
(1)当影子EG长为6 m时,求此时小凯到路灯CD的距离EC;
解:∵EF∥CD,
∴△GFE∽△GDC,
∴GE∶GC=EF∶CD.
∵GE=6 m,EF=1.5 m,CD=10 m,
∴6∶(6+EC)=1.5∶10,
解得EC=34 m.
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(2)连接GH,判断GH与AC的位置关系,并说明理由;
解:如图,
由(1)可得EH∶HA=GE∶GC=EF∶CD=1.5∶10,
∴HE∶AE=GE∶CE.
又∠GEH=∠CEA,
∴△GHE∽△CAE,
∴∠ACE=∠HGE,
∴GH∥AC.
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(3)小凯向上跳起再落下,该过程中GH最长达到9 m,直接写出小凯跳起的最大高度.
解: m.理由如下:
同(2)可得△GHE∽△CAE,
∴GH∶AC=GE∶EC.
∵GH=9 m,AC=40 m,CE=34,
∴GE∶EC=GH∶AC=9∶40,
∴GE∶GC=9∶40,
∴GE=.
又△GFE∽△GDC,
设最大高度为x,
∴x∶DC=GE∶GC,
∴x∶10=∶(+34),
解得x=,
∴小凯头顶离地面的最大高度 m.
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变式:(变换方法)小明和小华利用阳光下的影子来测量一建筑物顶部旗杆的高.如图所示,在某一时刻,他们在阳光下,分别测得该建筑物OB的影长OC为16 m,OA的影长OD为20 m,小明的影长FG为2.4 m,其中O,C,D,F,G五点在同一直线上,A,B,O三点在同一直线上,且AO⊥OD,EF⊥FG.已知小明的身高EF为1.8 m,求旗杆的高AB.
解:∵AD∥EG,∴∠ADO=∠EGF.
∵∠AOD=∠EFG=90°,∴△AOD∽△EFG,
∴=,即=,∴AO=15 m.
同理,得△BOC∽△AOD,
∴=,即=,
∴BO=12 m,
∴AB=AO-BO=15-12=3(m).
答:旗杆的高AB是3 m.
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通用通法
应用三角形相似解决实际问题的步骤:
(1)建立数学模型,把实际问题转化为数学问题;
(2)找到相似三角形并证明;
(3)由相似三角形对应边成比例列出等式,代入数据计算;
(4)不能直接计算时可设出未知数,列方程求解.
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4.如图,在平面直角坐标系中,△ABC各顶点的坐标分别是A(4,8),B(4,4),C(10,4),△A1B1C1与△ABC关于原点O位似,A,B,C的对应点分别为A1,B1,C1,其中B1的坐标是(2,2).
(1)△A1B1C1和△ABC的相似比是 ;
(2)请画出△A1B1C1;
(3)BC边上有一点M(a,b),在B1C1边上与点M对应点的坐标是 ;
(4)△A1B1C1的面积是 .
解:如图所示,△A1B1C1即为所求.
(a,b)
3
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变式:(原点异侧)如图,在平面直角坐标系中,△ABC与△A′B′C′位似,位似中心为原点O,相似比为1∶2,若点C(-2,3),则点C′的坐标为 ( )
A.(6,-3)
B.(3,-6)
C.(4,-6)
D.(6,-4)
通用通法
(1)确定位似中心的方法:各对应点连线所在直线的交点是位似中心;(2)以一点为位似中心把图形放大或缩小时,要考虑到两种情况:位似图形在位似中心的同侧;位似图形在位似中心的两侧.所作出的两个位似图形关于位似中心成中心对称.
C
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$$