内容正文:
22.1 比例线段
一、主要知识点
知识点1 相似多边形与相似比
概念:形状相同的图形叫做相似图形,各角分别相等、各边成比例的两个多边形叫做相似多边形.相似多边形的对应边的比叫作相似比.
性质:相似多边形的对应角相等,对应边成比例.相似图形的大小不一定相同.
【例1】下列选项中,是相似图形的是( )
A.B.C.D.
【解答】解:根据形状相同的图形称为相似图形逐项分析判断如下:
A、两个图形形状相同,相似,符合题意;
B、两个图形形状不相同,不相似,不符合题意;
C、两个图形形状不相同,不相似,不符合题意;
D、两个图形形状不相同,不相似,不符合题意.
故选:A.
【例2】下列四个结论:①两个正三角形相似;②两个等腰直角三角形相似;③两个菱形相似;④两个矩形相似;⑤两个正方形相似,其中正确的结论是 .
【解答】解:①两个正三角形相似,正确.
②两个等腰直角三角形相似,正确.
③两个菱形相似,错误.
④两个矩形相似,错误.
⑤两个正方形相似,正确.
故答案为:①②⑤.
【例3】利用复印机的缩放功能放大一个三角形,将原图中边长为3,5,6的三角形的最长边放大到8,那么放大后的那个三角形的周长为 .
【解答】解:因为原图中边长为3,5,6的三角形的最长边放大到8,
所以放大前后的两个三角形的周长比为6:8=14:,
故答案为:
知识点2 线段的比和成比例线段
概念:(1)如果选用同一个长度单位得两条先线段AB,CD的长度分别是m , n,那么这两条线段的比就是它们长度的比。如果把表示成比值k,那么=k,或AB=k·CD,两条线段的比实际上就是两个数的比.
(2)四条线段a, b, c, d中,如果a与b的比等于c与d的比,即,那么这四条线段a , b ,c , d叫作成比例线段,简称比例线段.那么 a、b、c、d 叫做组成比例的项,a、d 叫做比例外项,b、c 叫做比例内项,d 叫做 a、b、c的第四比例项.特殊情况:若作为比例内项的两条线段相等,即a:b=b:c,则b叫做a,c的比例中项.
注意:两条线段的比与所采用的长度单位无关,但求比时两条线段的长度单位必须一致,两条线段的比值是一个没有单位的正数。四条线段成比例时要注意它们的排列顺序!
【例4】下列给出的四条线段,是成比例线段的为( )
A.1cm,2cm,3cm,4cm B.1cm,2cm,3cm,6cm
C.,,, D.1cm,3cm,4cm,7cm
【解答】解:A、2×3≠1×4,故A错误,不符合题意;
B、2×3=1×6,故B正确,符合题意;
C、,故C错误,不符合题意;
D、3×4≠1×7,故D错误,不符合题意.
故选:B.
【例5】在比例尺是1:1000的图纸上,测得一块长方形的土地长5厘米,宽4厘米,则这块土地的实际面积是( )
A.200平方米 B.500平方米 C.2000平方米 D.20000平方米
【解答】解:∵比例尺是1:1000,长方形的土地长5厘米,宽4厘米,
∴实际长为55000(厘米)=50(米),
宽为44000(厘米)=40(米),
∴实际面积为50×40=2000(平方米),
故选:C.
【例6】已知,则 .
【解答】解:∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:2.
知识点3 比例的性质
(1)基本性质:如果(a,b,c,d都不等于0),那么ab=cd.
(2)合比性质:如果(a,b,c,d都不等于0),那么.
(3)等比性质:如果(a,b,c,d都不等于0),那么.
【例7】如果a和b都不为零,且3a=4b,那么下列比例中正确的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:A、∵3a=4b,
∴,故此选项错误,不符合题意;
B、∵3a=4b,
∴,故此选项正确,符合题意;
C、∵3a=4b,
∴,故此选项错误,不符合题意;
D、∵3a=4b,
∴,故此选项错误,不符合题意;
故选:B.
【例8】已知,若b+d+f=9,则a+c+e=( )
A.12 B.15 C.16 D.4
【解答】解:由条件可得.
故选:A.
【例9】已知正实数a,b,c,d,满足,则下列结论正确的个数为( )
①;②ad=bc;③;④当a≥b时,.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解答】解:∵,
∴①,正确;
②ad=bc,正确;
③,正确;
④当a≥b时,,正确;
故选:D.
知识点4 黄金分割的概念
概念:点C把线段AB分成两条线段AC和BC,如果, 那么称线段AB被点C黄金分割.点C叫做线段AB的黄金分割点,AC与AB的比称为黄金比.A
B
C
注意:一条线段有两个黄金分割点,黄金比:较长线段:原线段 =
【例10】如图,点P是AB上一点,且满足,则P点是线段AB的黄金分割点,若AB=2,则AP的长为( )
A. B. C. D.1.236
【解答】解:∵P点满足,
由,AB=2得,
故选:A.
【例11】已知线段AB的长度为4,点C是线段AB的黄金分割点,则AC的长度为( )
A.或 B.或
C. D.
【解答】解:由条件可知当时,;
当时,;
∴;
故选:B.
【例12】如图,在△ABC中,∠A=36°,点E是线段AB的黄金分割点(AE>BE),若AB=AC=4cm,则BC的长为 cm(结果保留根号).
【解答】解:由题知,
因为AB=AC,∠A=36°,
所以△ABC是黄金三角形,
则.
因为AB=4cm,
所以BC=()cm.
故答案为:().
知识点5 平行线分线段成比例与推论
一般地,我们有平行线分线段成比例的基本事实:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例.
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),所得的对应线段成比例.
【例13】如图是一架人字梯及其侧面示意图,已知AB∥CD∥EF,AC=50cm,CE=30cm,BD=45cm,则BF的长为( )
A.27cm B.50cm C.72cm D.80cm
【解答】解:已知AB∥CD∥EF,AC=50cm,CE=30cm,BD=45cm,
∴,
∴,
解得:DF=27cm.
∴BF=BD+DF=72cm,
∴BF=BD+DF=72cm,
故选:C.
【例14】如图,点D,E,F分别在△ABC的边上,,DE∥BC,EF∥AB,点M是EF的中点,连接BM并延长交AC于点N,则的值是( )
A. B. C. D.
【解答】解:过点F作FG∥BN交AC于点G,
∴,
∴EN=GN,
∵DE∥BC,
∴.
∴EC=3AE.
∵EF∥AB,
∴.
∵FG∥BN,
∴.
∴GC=3NG.
设EN=NG=a,则GC=3a,
∴EC=EN+NG+GC=5a
∴EC=3AE=5a.
∴.
∴.
∴.
故选:A.
【例15】如图,AD为BC边上的中线,E为AD上的点,连接BE并延长,交AC于F.
(1)若E是AD的中点,则AF:AC= ;
(2)若AE:ED=1:2,则AF:AC= ;
(3)若AE:ED=1:3,则AF:AC= ;
(4)若AE:ED=1:n,猜想AF:AC= ,并证明.
【解答】解:(1)取CF中点G,连接DG,则FG=CG,
∵AD为BC边上的中线,
∴BD=CD,
∴DG是△BCF的中位线,
∴DG∥EF,
∴,
∵E是AD的中点,
∴,
∴,
又FG=CG,
∴,
即AF:AC=1:3,
故答案为:1:3;
(2)取CF中点G,连接DG,则FG=CG,
∵AD为BC边上的中线,
∴DG∥EF,
∴,
又FG=CG,
∴,
即AF:AC=1:5,
故答案为:1:5;
(3)取CF中点G,连接DG,则FG=CG,
∵AD为BC边上的中线,
∴DG∥EF,
∴,
∵AE:ED=1:3,
∴,
又FG=CG,
∴,
即AF:AC=1:7,
故答案为:1:7;
(4)AF:AC=1:(2n+1).
理由:取CF中点G,连接DG,则FG=CG,
∵AD为BC边上的中线,
∴DG∥EF,
∴,
∵AE:ED=1:n,
∴,
又FG=CG,
∴,
即AF:AC=1:(2n+1),
故答案为:1:(2n+1).
二、课时检测
1.下列图形不一定相似的是( )
A.两个菱形 B.两个圆 C.两个等腰直角三角形 D.两个正方形
【解答】解:两个圆,两个等腰直角三角形,两个正方形一定相似,两个菱形不一定相似.
故选:A.
2.下列四组线段中,成比例线段的是( )
A.4,8,3,6 B.3,4,5,6 C.2,1,3,4 D.9,5,6,2
【解答】解:根据比例线段的性质逐项分析判断如下:
A.∵4:8=3:6,
∴4,8,3,6是成比例线段,符合题意;
B.3,4,5,6不是成比例线段,不符合题意;
C.2,1,3,4不是成比例线段,不符合题意;
D.∵9:5≠6:2,
∴9,5,6,2不是成比例线段,不符合题意.
故选:A.
3.已知a,c,b,d是成比例线段,其中a=3cm,b=2cm,c=6cm,则线段d的长为( )
A.1cm B.4cm C.9cm D.16cm
【解答】解:已知a,c,b,d是成比例线段,
∴,
∴,
解得d=4cm,
故选:B.
4.已知线段a=4,b=6,则线段a,b的比例中项为( )
A. B. C.或 D.
【解答】解:设线段a,b的比例中项为x,
∵a=4,b=6,
∴x2=4×6=24,
∴.
∵a、b为线段,
∴线段a,b的比例中项为正值,
∴.
故选:B.
5.如果x,y都不为零,且4x=5y,那么下列比例中,正确的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:等式两边同时除20,得,
故选:B.
6.若,则的值是( )
A.4 B.5 C. D.
【解答】解:设x=3k,y=7k,z=5k,
∴,
故选:B.
7.在20世纪70年代,我国著名数学家华罗庚教授将黄金分割法作为一种“优选法”,在全国大规模推广,取得了很大成果.如图,利用黄金分割法,所作EF将矩形窗框ABCD分为上下两部分,其中E为边AB的黄金分割点,即BE2=AE•AB,已知AB为2米,则线段BE的长为( )
A.米 B.米 C.米 D.米
【解答】解:设BE=x米,则AE=(2﹣x)米,
∵AB=2米,
∴x2=2(2﹣x),
即x2+2x﹣4=0,
解得:,(舍去),
∴线段BE的长为米.
故选:B.
8.如图,AB∥CD∥EF,AF与BE相交于点G.若AG=2,GD=1,DF=5,BC=4,则CE的长为( )
A. B.12 C.10 D.20
【解答】解:由平行线分线段成比例可得:,
∴,
∴,
故选:A.
9.如图所示,在△ABC中,点E是BC上的一点,BE=2CE,F是AE上的中点,则DF:BF的值( )
A.1:4 B.2:5 C.1:5 D.3:5
【解答】解:由题意可得:AF=EF,
过点F作FG∥AC交BC于点G,
∴,
∴EC=2EG=2CG,
∴BE=2EC=4EG=4CG,
∴BG=5CG,
∵FG∥AC,
∴,
故选:C.
10.下列各组图形中,是全等图形的是 ,是相似图形的是 .(填序号)
【解答】解:全等图形:②.相似图形有:②④⑤.
故答案为:②,②④⑤.
11.已知a,b,c,d四条线段成比例,其中a=3cm,b=5cm,c=2cm,则d= cm.
【解答】解:∵a,b,c,d四条线段成比例,
∴,
∴,
故答案为:.
12.若实数a,b,c满足,则m= .
【解答】解:根据题意,
∵,
当a+b+c≠0时,利用等比性质,得,
∴m=2;
当a+b+c=0时,有a+b=﹣c,b+c=﹣a,a+c=﹣b,
∴,,,
∴m=﹣1.
故答案为:2或﹣1.
13.如图,在△ABC中,D是AC的中点,点F在BD上,连接AF并延长交BC于点E,若BF:FD=4:1,BC=10,则CE的长为 .
【解答】解:过点D作DH∥AE交BC于H,
∴,,
∵D是AC的中点,BF:FD=4:1,BC=10,
∴CD=DA,BF=4FD,
∴1,4,
∴CH=HE,BE=4EH,
∴BE=2CE,
∴10=BC=BE+CE=2CE+CE,
∴CE,
即CE的长为.
故选:.
14.已知:,若a﹣c+2e﹣3g≠0,求 .
【解答】解:∵,
∴,
∵a﹣c+2e﹣3g≠0,
∴.
故答案为:.
15.已知,且a﹣b+c=10,则a+b﹣c的值为 .
【解答】解:由等比性质,得
2,
2,
由等式的性质,得
a+b﹣c=2×3=6.
故答案为:6.
16.如图,DE∥BC,AB=15,AC=9,BD=4,求AE的长.
【解答】解:∵DE∥BC,
∴,
又AB=15,AC=9,BD=4,
即,
解得AE.
17.如图,直线l1∥l2∥l3,分别交直线m,n于点A,B,C,D,E,F,,DF=16,求EF的长.
【解答】解:由条件可知,
∵l1∥l2∥l3,
∴,
∵DF=16,
∴,
∴EF=10.
18.采用如下方法可以得到黄金分割点:如图,AB是已知线段,经过点B作BD⊥AB,使,连接DA,在DA上截取DE=DB;在AB截取AC=AE,点C就是线段AB的黄金分割点.若AB=2,求BC。
【解答】解:由题知,
∵AB=2,BD,
∴BD=1.
又∵BD⊥AB,
∴AD.
又∵DE=BD=1,
∴AE,
则AC=AE,
∴BC=AB﹣AC=2﹣()=3.
19.如图,在△ABC中,延长CB至点D,使BD=BC,在AC上取一点F,连接DF交AB于点E,过F点作FH∥AB交CD于点H,已知AC=DE=3,EF=2.
(1)DB:DH= ;
(2)求AF的长.
【解答】解:(1)因为DE=3,EF=2,
所以DE:EF=3:2.
又因为FH∥AB,
所以DB:BH=DE:EF=3:2,
所以DB:DH=3:5.
故答案为:3:5;
(2)因为BD=BC,DB:BH=3:2,
所以BC:BH=3:2,
因为FH∥AB,
所以AC:AF=BC:BH=3:2,
又因为AC=3,
所以AF=2.
20.阅读与计算,请阅读以下材料,并完成相应的问题.
角平分线分线段成比例定理,如图1,在△ABC中,AD平分∠BAC,则.下面是这个定理的部分证明过程.
证明:如图2,过C作CE∥DA.交BA的延长线于E.…
任务:
(1)请按照上面的证明思路,写出该证明的剩余部分;
(2)填空:如图3,已知Rt△ABC中,AB=6,BC=8,∠ABC=90°,AD平分∠BAC,则△ABD的周长是 .
【解答】(1)证明:如图2,过C作CE∥DA.交BA的延长线于E,
∴,∠2=∠ACE,∠1=∠E,
∵AD平分∠BAC,
∴∠1=∠2,
∴∠ACE=∠E,
∴AE=AC,
∴;
(2)解:如图3,∵AB=6,BC=8,∠ABC=90°,
∴,
∵AD平分∠BAC,
∴,即,
∴BD=3,
∴,
∴△ABD的周长.
故答案为:.
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22.1 比例线段
一、主要知识点
知识点1 相似多边形与相似比
概念:形状相同的图形叫做相似图形,各角分别相等、各边成比例的两个多边形叫做相似多边形.相似多边形的对应边的比叫作相似比.
性质:相似多边形的对应角相等,对应边成比例.相似图形的大小不一定相同.
【例1】下列选项中,是相似图形的是( )
A.B.C.D.
【例2】下列四个结论:①两个正三角形相似;②两个等腰直角三角形相似;③两个菱形相似;④两个矩形相似;⑤两个正方形相似,其中正确的结论是 .
【例3】利用复印机的缩放功能放大一个三角形,将原图中边长为3,5,6的三角形的最长边放大到8,那么放大后的那个三角形的周长为 .
知识点2 线段的比和成比例线段
概念:(1)如果选用同一个长度单位得两条先线段AB,CD的长度分别是m , n,那么这两条线段的比就是它们长度的比。如果把表示成比值k,那么=k,或AB=k·CD,两条线段的比实际上就是两个数的比.
(2)四条线段a, b, c, d中,如果a与b的比等于c与d的比,即,那么这四条线段a , b ,c , d叫作成比例线段,简称比例线段.那么 a、b、c、d 叫做组成比例的项,a、d 叫做比例外项,b、c 叫做比例内项,d 叫做 a、b、c的第四比例项.特殊情况:若作为比例内项的两条线段相等,即a:b=b:c,则b叫做a,c的比例中项.
注意:两条线段的比与所采用的长度单位无关,但求比时两条线段的长度单位必须一致,两条线段的比值是一个没有单位的正数。四条线段成比例时要注意它们的排列顺序!
【例4】下列给出的四条线段,是成比例线段的为( )
A.1cm,2cm,3cm,4cm B.1cm,2cm,3cm,6cm
C.,,, D.1cm,3cm,4cm,7cm
【例5】在比例尺是1:1000的图纸上,测得一块长方形的土地长5厘米,宽4厘米,则这块土地的实际面积是( )
A.200平方米 B.500平方米 C.2000平方米 D.20000平方米
【例6】已知,则 .
知识点3 比例的性质
(1)基本性质:如果(a,b,c,d都不等于0),那么ab=cd.
(2)合比性质:如果(a,b,c,d都不等于0),那么.
(3)等比性质:如果(a,b,c,d都不等于0),那么.
【例7】如果a和b都不为零,且3a=4b,那么下列比例中正确的是( )
A. B. C. D.
【例8】已知,若b+d+f=9,则a+c+e=( )
A.12 B.15 C.16 D.4
【例9】已知正实数a,b,c,d,满足,则下列结论正确的个数为( )
①;②ad=bc;③;④当a≥b时,.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
知识点4 黄金分割的概念
概念:点C把线段AB分成两条线段AC和BC,如果, 那么称线段AB被点C黄金分割.点C叫做线段AB的黄金分割点,AC与AB的比称为黄金比.A
B
C
注意:一条线段有两个黄金分割点,黄金比:较长线段:原线段 =
【例10】如图,点P是AB上一点,且满足,则P点是线段AB的黄金分割点,若AB=2,则AP的长为( )
A. B. C. D.1.236
【例11】已知线段AB的长度为4,点C是线段AB的黄金分割点,则AC的长度为( )
A.或 B.或
C. D.
【例12】如图,在△ABC中,∠A=36°,点E是线段AB的黄金分割点(AE>BE),若AB=AC=4cm,则BC的长为 cm(结果保留根号).
知识点5 平行线分线段成比例与推论
一般地,我们有平行线分线段成比例的基本事实:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例.
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),所得的对应线段成比例.
【例13】如图是一架人字梯及其侧面示意图,已知AB∥CD∥EF,AC=50cm,CE=30cm,BD=45cm,则BF的长为( )
A.27cm B.50cm C.72cm D.80cm
【例14】如图,点D,E,F分别在△ABC的边上,,DE∥BC,EF∥AB,点M是EF的中点,连接BM并延长交AC于点N,则的值是( )
A. B. C. D.
【例15】如图,AD为BC边上的中线,E为AD上的点,连接BE并延长,交AC于F.
(1)若E是AD的中点,则AF:AC= ;
(2)若AE:ED=1:2,则AF:AC= ;
(3)若AE:ED=1:3,则AF:AC= ;
(4)若AE:ED=1:n,猜想AF:AC= ,并证明.
二、课时检测
1.下列图形不一定相似的是( )
A.两个菱形 B.两个圆 C.两个等腰直角三角形 D.两个正方形
2.下列四组线段中,成比例线段的是( )
A.4,8,3,6 B.3,4,5,6 C.2,1,3,4 D.9,5,6,2
3.已知a,c,b,d是成比例线段,其中a=3cm,b=2cm,c=6cm,则线段d的长为( )
A.1cm B.4cm C.9cm D.16cm
4.已知线段a=4,b=6,则线段a,b的比例中项为( )
A. B. C.或 D.
5.如果x,y都不为零,且4x=5y,那么下列比例中,正确的是( )
A. B. C. D.
6.若,则的值是( )
A.4 B.5 C. D.
7.在20世纪70年代,我国著名数学家华罗庚教授将黄金分割法作为一种“优选法”,在全国大规模推广,取得了很大成果.如图,利用黄金分割法,所作EF将矩形窗框ABCD分为上下两部分,其中E为边AB的黄金分割点,即BE2=AE•AB,已知AB为2米,则线段BE的长为( )
A.米 B.米 C.米 D.米
8.如图,AB∥CD∥EF,AF与BE相交于点G.若AG=2,GD=1,DF=5,BC=4,则CE的长为( )
A. B.12 C.10 D.20
9.如图所示,在△ABC中,点E是BC上的一点,BE=2CE,F是AE上的中点,则DF:BF的值( )
A.1:4 B.2:5 C.1:5 D.3:5
10.下列各组图形中,是全等图形的是 ,是相似图形的是 .(填序号)
11.已知a,b,c,d四条线段成比例,其中a=3cm,b=5cm,c=2cm,则d= cm.
12.若实数a,b,c满足,则m= .
13.如图,在△ABC中,D是AC的中点,点F在BD上,连接AF并延长交BC于点E,若BF:FD=4:1,BC=10,则CE的长为 .
14.已知:,若a﹣c+2e﹣3g≠0,求 .
15.已知,且a﹣b+c=10,则a+b﹣c的值为 .
16.如图,DE∥BC,AB=15,AC=9,BD=4,求AE的长.
17.如图,直线l1∥l2∥l3,分别交直线m,n于点A,B,C,D,E,F,,DF=16,求EF的长.
18.采用如下方法可以得到黄金分割点:如图,AB是已知线段,经过点B作BD⊥AB,使,连接DA,在DA上截取DE=DB;在AB截取AC=AE,点C就是线段AB的黄金分割点.若AB=2,求BC。
19.如图,在△ABC中,延长CB至点D,使BD=BC,在AC上取一点F,连接DF交AB于点E,过F点作FH∥AB交CD于点H,已知AC=DE=3,EF=2.
(1)DB:DH= ;
(2)求AF的长.
20.阅读与计算,请阅读以下材料,并完成相应的问题.
角平分线分线段成比例定理,如图1,在△ABC中,AD平分∠BAC,则.下面是这个定理的部分证明过程.
证明:如图2,过C作CE∥DA.交BA的延长线于E.…
任务:
(1)请按照上面的证明思路,写出该证明的剩余部分;
(2)填空:如图3,已知Rt△ABC中,AB=6,BC=8,∠ABC=90°,AD平分∠BAC,则△ABD的周长是 .
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