内容正文:
6.2 黄金分割 同步基础练习题
一.选择题
1.一本书的宽与长之比为黄金比,书的宽为14cm,则它的长为( )
A.(77)cm B.(21﹣7)cm
C.(77)cm D.(721)cm
2.如图△ABC中,AB=AC,∠A=36°,CD是角平分线,则△DBC的与△ABC的面积之比是( )
A. B. C. D.
3.如图,在△ABC中,点D是线段BC的黄金分割点(DC>BD),若△ABD的面积是22,则△ABC的面积是( )
A.4 B.3 C.6 D.22
4.宽与长的比是(约为0.618)的矩形叫做黄金矩形,黄金矩形蕴藏着丰富的美学价值,给我们以协调和匀称的美感.我们可以用这样的方法画出黄金矩形:如图,作正方形ABCD,分别取AD,BC的中点E,F,连接EF,DF,作∠DFC的平分线,交AD的延长线于点H,作HG⊥BC,交BC的延长线于点G,则下列矩形是黄金矩形的是( )
A.矩形ABFE B.矩形EFCD C.矩形EFGH D.矩形DCGH
5.点C为线段AB的黄金分割点,且AC>BC,下列说法正确的有( )
①ACAB,②ACAB,③AB:AC=AC:BC,④AC≈0.618AB
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
6.商家通常依据“乐观系数准则”确定商品销售价格,即根据商品的最低销售限价a,最高销售限价b(b>a)
以及实数x(0<x<1)确定实际销售价格c=a+x(b﹣a),这里x被称为乐观系数.经验表明,最佳乐观系数x恰好使得,据此可得,最佳乐观系数x的值等于( )
A. B. C. D.
7.黄金分割数是一个很奇妙的数,大量应用于艺术、建筑和统计决策等方面,请你估算1的值( )
A.在1.1和1.2之间 B.在1.2和1.3之间
C.在1.3和1.4之间 D.在1.4和1.5之间
8.如图,点O为正五边形ABCDE外接圆的圆心,五边形ABCDE的对角线分别相交于点P,Q,R,M,N.若顶角等于36°的等腰三角形叫做黄金三角形,那么图中共有( )个黄金三角形.
A.5 B.10 C.15 D.20
9.如果一个矩形的宽(即短边)与长(即长边)之比是,那么这个矩形称为黄金矩形.如图,矩形ABCD是黄金矩形,点E、F、G、H分别为线段AD、BC、AB、EF的中点,则图中黄金矩形的个数是( )
A.5个 B.4个 C.3个 D.2个
10.如图所示,在Rt△ACB中,∠ACB=90°,BCAC,以点B为圆心,BC长为半径做弧,交AB于点D,再以点A为圆心,AD长为半径画弧,交AC于点E,下列结论错误的是( )
A. B.
C. D.
二.填空题
11.已知宽与长之比为的长方形称为黄金矩形,若某长方形为黄金矩形,它的长为4,则它的宽为 .
12.若点P是线段AB的黄金分割点(AP>BP),AP=2,则AB= .
13.黄金分割是汉字结构最基本的规律.已知一条分割线的端点A,B分别在习字格的边MN,PQ上,且AB∥NP,“晋”字的笔画“、”的位置在AB的黄金分割点C处,且AC<BC,若NP=2cm,则BC的长为 cm(结果保留根号).
14.黄金分割广泛存在于艺术、自然、建筑等领域,树叶的叶脉也蕴含着黄金分割(黄金比为.如图,B为AC的黄金分割点(AB>BC),AC的长为4cm,则AB的长为 cm.(用根号表示)
15.黄金分割点是指一条线段被分为两部分,使较长部分与整体线段的比值等于较短部分与较长部分的比值的点.20世纪70年代初,我国著名的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,BE>AE.已知AB为2米,则线段BE的长为 米.(结果保留根号)
16.“黄金比例分割法”是启功先生研究的一套楷书结构法,是将正方形按照黄金分割的比例来分割,形成“黄金格”(如图,四条与边平行的线的交点都是黄金分割点),汉字的笔画至少要穿过两个黄金分割点才美观.若正方形“黄金格”的边长为8cm,四个黄金分割点组成的正方形的边长为 .
三.解答题
17.在人体躯干和身高的比例上,肚脐是理想的黄金分割点,即(下半身长m与身高l)比例越接近0.618越给人以美感,某女士身高165cm,下半身长(脚底到肚脐的高度)与身高的比值是0.60,为尽可能达到匀称的效果,她应该选择约多少厘米的高跟鞋看起来更美.(结果保留整数)
18.如图,点E是正方形ABCD的边AB边上的黄金分割点,且AE>EB,S1表示AE为边长的正方形面积,S2表示以BC为长,BE为宽的矩形面积,S3表示正方形ABCD除去S1和S2剩余的面积,求S3:S2的值.
19.(1)如图所示,已知点C是线段AB的黄金分割点(AC>BC),试用一元二次方程的求根公式验证黄金比.
(2)如图所示,在(1)的条件下,取线段AC的黄金分割点C1(AC1>CC1),判断点C1是否为线段AB的另一黄金分割点,并说明理由.
(3)如图所示,在(2)的条件下,再取线段AC1的黄金分割点C2(AC2>C2C1),并且AB=1,试用的正整数次幂的形式表示线段BC,CC1,C1C2的长度.
(4)已知,试求以下代数式的值(只要求直接写出结果): .
20.如果我们身旁没有量角器或三角尺,又需要作60°,30°,15°等大小的角,可以采用下面的方法:
第一:对折矩形纸片ABCD,使AD与BC重合,得到折痕EF,把纸片展平.
第二:再一次折叠纸片,使点A落在EF上,并使折痕经过点B,得到折痕BM和线段BN.
(1)请问图中∠1、∠2和∠3有什么关系?证明你的结论.
(2)在第(1)题图中,延长BN交AD于G,过G点作GH⊥BC于点H,得出一个以DG为宽的黄金矩形GHCD(黄金矩形就是符合黄金比例的矩形,即宽与长的比值为),若已知AB=4,求BC的长.
21.再读教材:
宽与长的比是(约为0.618)的矩形叫做黄金矩形,黄金矩形给我们以协调、匀称的美感,世界各国许多著名的建筑,为取得最佳的视觉效果,都采用了黄金矩形的设计,下面,我们用宽为2的矩形纸片折叠黄金矩形.(提示:MN=2)
第一步,在矩形纸片一端,利用图①的方法折出一个正方形,然后把纸片展平.
第二步,如图②,把这个正方形折成两个相等的矩形,再把纸片展平.
第三步,折出内侧矩形的对角线AB,并把AB折到图③中所示的AD处.
第四步,展平纸片,按照所得的点D折出DE,使DE⊥ND,则图④中就会出现黄金矩形.
问题解决:
(1)图③中AB= (保留根号);
(2)如图④中的黄金矩形是: .
(3)请写出图④中的一个黄金矩形,说明理由.
参考答案
一.选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
D
C
C
D
B
D
C
C
二.填空题
11..
12..
13..
14.().
15..
16..
三.解答
17.解:根据已知条件可知:
下半身长是165×0.6=99(厘米),
设需要穿的高跟鞋为y厘米,则根据黄金分割定义,得
0.618,
解得:y≈8,
经检验y≈8是原方程的根,
答:她应该选择大约8厘米的高跟鞋.
18.解:如图,设AB=1,
∵点E是正方形ABCD的边AB边上的黄金分割点,且AE>EB,
∴AE=GF,
∴BE=FH=AB﹣AE,
∴S3:S2=(GF•FH):(BC•BE)
=():(1)
.
故答案为:.
19.解:(1)设AB=1,AC=x,则有BC=1﹣x,
∵点C是线段AB的黄金分割点(AC>BC),
∴,
∴AC2=BC•AB,
∴x2=(1﹣x)×1
整理得:x2+x﹣1=0,
解得x1,x2(舍去负值),
∴AC,
∴.
(2)点C1是线段AB的另一黄金分割点,理由如下:
∵点C1 是线段AC的黄金分割点(AC1>CC1),
∴,
∴AC1AC=()2,
∴BC1=AB﹣AC1=1﹣()2=1,
∴,
∴点C1是线段AB的另一黄金分割点.
(3)∵点C是线段AB的黄金分割点(AC>BC),
∴,
∵AB=1,
∴AC,
BCAC=()2,
∵点C1 是线段AC的黄金分割点(AC1>CC1),
∴,
∴AC1AC=()2,
CC1AC1=()3,
∵点C2是线段AC1的黄金分割点(AC2>C2C1),
∴,
∴C2A=()3,
C1C2AC2=()4,
∴线段BC,CC1,C1C2的长度为:()2,()3,()4;
(4)由以上证明可得以下规律:
BC=AC1,CC1=AC2,C1C2=AC3,…,
∁nCn+1=ACn+2 (n为正整数).
CC1=()3,
C1C2=()4,…,
∁nCn+1=()n+3 (n为正整数).
∴
=BC+CC1+C1C2+C2C3+…+C10C11
=BC11
=AB﹣AC11
=AB﹣C9C10
=1﹣()12
=1﹣[()2]6
=1﹣()6
=1﹣[()2]3
=1﹣()3
=1﹣()2×()
=1﹣()×()
=1﹣(161﹣72)
=72160.
故答案为:72160.
20.解:(1)如图,连接AN,
由折叠可得:∠1=∠2,AB=NB,EF垂直平分AB,
∴NA=NB,
∴AB=NA=NB,
∴△ABN为等边三角形,
∴∠ABN=60°,
∴∠1=∠2=30°.
∵四边形ABCD为矩形,
∴∠ABC=90°,
∴∠3=∠ABC﹣∠NBC=90°﹣60°=30°;
∴∠1=∠2=∠3;
(2)如图:
∵ABCD是矩形纸片,GH⊥BC,
∴AB=GH=DC=4,
∵黄金矩形GHCD以DG为宽,GH=4,
∴,
∴,
∵∠1=∠2=∠3=30°,
∴BG=2GH=8,
由勾股定理得,
∴.
21.解:(1)∵四边形MNCB是正方形,
∴NC=MN=2,
由折叠的性质得:ACNC=1,
在Rt△ABC中,AB,
故答案为;
(2)矩形BCDE,矩形MNDE;
故答案为:矩形BCDE,矩形MNDE;
(3)∵AD=AB,AN=AC=1,
∴CD1,ND1,
∴,
故矩形BCDE是黄金矩形;
∴,
故矩形MNDE是黄金矩形.
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