内容正文:
数学臻选·2026-2027学年北师大版九年级数学上预习手册14
《第3章图形的相似第5节图形的的位似》预习讲义
一.学习目标
(
1.理解位似图形、位似中心、位似比的概念,分清位似图形与普通相似图形的区别与联系,牢记位似成立的三个必备条件。
2.熟练掌握位似图形的性质:对应点连线经过位似中心、对应边互相平行(或共线),对应点到位似中心的距离之比等于位似比;同时继承相似图形周长、面积的比例规律。
3.掌握位似图形的作图步骤,可以选取图形内部、外部、边上任意一点作为位似中心,把图形放大或者缩小。
4.掌握平面直角坐标系中,以坐标原点为位似中心的坐标变化规律,能根据坐标判断位似变换,也可根据位似比写出对应点坐标。
5.能够区分平移、轴对称、旋转、位似这四种图形变换,解决位似结合坐标的综合题型。
)
二.重点难点
(
(一)
重点
1.位似图形的概念识别,找准位似中心,熟练运用位似图形的独有性质。
2.标准的位似作图方法,能按照指定位似比绘制放大、缩小后的图形。
3.原点作为位似中心时,坐标的变化规律(横、纵坐标同乘k或-k)。
(二)
难点
1.判断一组相似图形是不是位似图形,区分
“
相似
”
和
“
位似
”
的从属关系。
2.位似中心在图形另一侧(反向位似)的作图与坐标变化,容易和同向位似混淆。
3.结合坐标系,综合多种图形变换,准确分析点的坐标变化过程。
)
三.知识梳理
(一)位似图形的定义(三要素缺一不可)
下图由一组形状相同的图片组成. 在图片①和图片②上任取一组对应点 A,A',你有什么发现?
1.标准定义(北师大版教材原话)
如果两个多边形不仅相似,而且对应顶点的连线相交于同一点,对应边互相平行(或者在同一条直线上),那么这两个图形叫做位似图形。这个交点叫做位似中心,这时的相似比又叫位似比。
如图的两个五边形是位似五边形.
如果两个相似多边形任意一组对应顶点 P,P′ 所在的直线都经过同一点 O,且有 OP′:OP=k (k ≠ 0),那么这样的两个多边形叫作位似多边形,点 O 叫作位似中心.其中 k 就是这两个相似多边形的相似比.
2.位似图形必须同时满足的3个条件(缺一不可)
(1)两个图形一定是相似图形(形状相同);
(2)所有对应顶点的连线,全都交于同一个公共点(位似中心);
(3)每一组对应边互相平行,或者落在同一条直线上。
3.从属关系
位似图形 ⇒ 一定是相似图形;相似图形 ⇒ 不一定是位似图形(缺少位置关系)
(二)位似图形的性质
从下图中我们可以看到,△ABO∽△A′B′O,则,AB‖A′B′. 你得到了什么?
【归纳】位似图形的核心性质(由定义直接得出)
(1)任意一对对应点到位似中心的距离之比,等于位似比;
(2)对应点、位似中心三点在一条直线上;
(3)继承相似三角形性质:周长比=位似比,面积比=位似比的平方。
(三)位似图形的作图方法(四步作图法)
如图,已知 △ABC,以点 O 为位似中心画 △DEF,使其与 △ABC 位似,且相似比为2.
【归纳】画出一个图形的位似图形,固定步骤:
1.定心:选定位似中心(可以在图形外、图形内、图形的顶点上),找出原多边形所有顶点(关键点);
2.连线:将位似中心分别和每一个顶点连接,并且适当延长线段;
3.定点:按照给定的位似比k,在连线上截取对应点,使对应点到位似中心的距离之比等于k;
4.构图:按照原有顺序,依次连接所有新的对应顶点,形成位似图形。
(四)平面直角坐标系中的位似变换(原点为位似中心)
在平面直角坐标系中,四边形OABC的顶点坐标分别为 O (0,0),A (6,0),B (3,6),C (-3,3). 以原点O为位似中心画一个四边形,使它与四边形OABC 的位似,且相似比是 2 : 3.
【归纳】平面直角坐标系中的位似变换的步骤
(1)找点:找出原多边形所有顶点的坐标 A(x1,y1)、B(x2,y2)。
(2)求新坐标:设位似比为 k
①同侧位似:新坐标 (kx, ky)
②异侧(反向)位似:新坐标 (-kx,-ky)
(3)描点:在坐标系里依次标出全部变换后的对应点
(4)顺次连线:依照原图顶点的顺序,把新点依次连接,得到位似图形
(五)四种图形变换对比(归纳区分)
至此,我们已经学习了四种变换:平移、轴对称、旋转和位似,你能说出它们之间的异同吗?在下图所示的图案中,你能找到这些变换吗?
【四种图形变换对比】
变换
形状
大小
对应边、角关系
对应点连线特点
核心特点
平移
不变
不变
边相等,角相等,对应线段平行
连线互相平行
沿着直线整体挪动,方向不变
翻折
不变
不变
边相等,角相等
连线被对称轴垂直平分
沿对称轴对折后两边完全重合
旋转
不变
不变
边相等,角相等
连线交于旋转中心,到中心点距离相等
绕某一个定点转动一定角度
位似
不变
改变
角相等,对应边成比例
所有连线相交于位似中心
对应边互相平行,存在缩放效果
四.经典例题
例1.(2024-2025·贵阳市南明区期末)下列说法正确的是( )
A. 相似图形一定是位似图形 B. 位似图形对应边一定互相平行或共线
C. 位似图形对应点连线互相平行 D. 位似比不等于相似比
例2.(2026·贵阳市云岩区一模)在平面直角坐标系,以原点O为位似中心,点A(2,3),位似比为2,在原点同侧的对应点坐标是( )
A.(4,6) B.(-4,-6) C.(2,6) D.(3,2)
例3.(2025·贵阳市花溪区期末)△ABC与△A'B'C'以O为位似中心,位似比1:2,△ABC面积为3,则△A'B'C'面积为( )
A.6 B.9 C.12 D.18
例4.如图,已知△ABC和△EDC是以点C为位似中心的位似图形,且△ABC和△EDC的位似比为1:2,△EDC的周长为8,则△ABC的周长是( )
A.2 B.4 C.8 D.16
例5.(2025·观山湖区期末)位似图形一定是______图形。
例6.(2026·南明区二模)原点O为位似中心,点P(-3,4),位似比-,对应点坐标为__。
例7.(2025·云岩区期末)位似图形的周长之比等于________。
例8.(2026·花溪区一模)幻灯投影成像属于______变换。
例9.如图,△DEF是△ABC经过位似变换得到的,位似中心是点O,请确定点O的位置.如果OC=3.6 cm,OF=2.4 cm,求它们的相似比.
例10.如图已知△ABC与△A'B'C'是位似图形,点A,B,A',B',O共线,点O为位似中心.
(1)AC与A'C'平行吗?为什么?
(2)若AB=2A'B',OC'=5,求CC'的长.
五.夯实基础
(一)选择题
1.(2024·贵阳市花溪区期中)下列四种图形变换,唯一能改变图形大小的是( )
A.平移 B.轴对称 C.旋转 D.位似
2.(2025·乌当区期末)△ABC与△DEF位似,位似中心为O,下列结论错误的是( )
A.AB‖DE B.直线AD过点O C.OA:OD=AB:DE D.面积之比等于位似比
3.(2026·南明区一模)以原点为位似中心,把点(5,-2)缩小到原来的,同侧坐标为()
A.(1,-0.4) B.(-1,0.4) C.(5,-) D.(25,-10)
4.(2025·观山湖区期末)判断两个相似图形是不是位似图形,关键看()
A.边长是否成比例 B.对应角是否相等
C.对应点连线是否交于同一点 D.图形形状是否一致
5.(2026·云岩区二模)位似比为3:1,两个图形的周长比为( )
A.9:1 B.3:1 C.1:3 D.:1
6.(2024·花溪区期末)位似中心可以选取的位置是( )
A.只能在图形外部 B.只能在图形内部
C.只能在顶点上 D.图形内、图形外、边上、顶点都可以
7.如图,在平面直角坐标系中,以原点O为位似中心,若A点坐标为(1,2),C点坐标为(2,4),,则线段CD长为( )
A.2 B.4 C. D.2
8.已知,直角坐标系中,点,点,以为位似中心,按比例尺把缩小,则点的对应点的坐标为( )
A.或 B.或 C. D.
9.如图,图形甲与图形乙是位似图形,O是位似中心,点A,B的对应点分别为点A′,则A′B′的长为( )
A.8 B.9 C.10 D.15
(二)填空题
10.(2025·南明区期末)若点M(4,-6)以原点为位似中心,位似比-3,新坐标:________。
11.(2026·乌当区一模)位似图形对应线段的比值等于________。
12.(2025·云岩区期末)两个位似多边形面积之比16:9,则位似比为________。
13.(2026·观山湖区二模)把图形做位似缩小,位似中心在图形右侧,对应边的位置关系是________。
14.(2024·南明区期中)△OAB和△OA'B'位似,原点为中心,点A(2,4)对应A'(1,2),位似比是______。
15.(2026·花溪区一模)皮影戏利用的图形变换是______。
16.如图,已知线段AB两个端点的坐标分别为A(4,6),B(8,4),以原点O为位似中心,在第一象限内将线段AB缩小为原来的一半后得到线段CD , 则端点D坐标为_____.
17.如图,在直角坐标系中,点E(﹣4,2),F(﹣2,﹣2),以O为位似中心,将△EFO
缩小为△E'F'O,且△E'F'O与△EFO的相似比为,则点E的对应点E'的坐标为_________.
(三)解答题
18.把四边形 ABCD 缩小到原来的 .
19.在正方形网格中,每个小正方形的边长为1,△ABC在平面直角坐标系中的位置如图.
(1)以点C为位似中心,作出△ABC的位似图形△A1B1C,使其位似比为2:1,并写出点A1的坐标;
(2)作出△ABC绕点C逆时针旋转90°后的图形△A2B2C;
20、在图的方格纸中,△OAB的顶点坐标分别为O(0,0)、A(-2,-1)、B(-1,-3),△O1A1B1与△OAB是关于点P为位似中心的位似图形.
(1)在图中标出位似中心P的位置,并写出点P的坐标;
(2)以原点O为位似中心,在位似中心的同侧画出△OAB的一个位似△OA2B2,使它与△OAB的相似比为2:1.并写出点B的对应点B2的坐标;
(3)判断△OA2B2能否看作是由△O1A1B1经过某种变换后得到的图形,若是,请指出是怎样变换得到的(直接写答案).
六.巩固训练
(一)选择题
1.(2026·贵阳市云岩区中考三模)下列各组图形,不属于位似图形的是( )
A.投影仪投影的图片和原图 B.方格中任意两个相似的三角形(对应点连线不交于同一点)
C.相机拍摄的景物和成像 D.以一点为中心放大的多边形
2.(2025·贵阳市乌当区期末)在坐标系中,将多边形所有顶点(x,y)换成(-2x,-2y),说法错误的是( )
A.位似中心是原点 B.位似比为2
C.图形在原点另一侧 D.图形缩小为原来的二分之一
3.(2026·花溪区一模)△ABC与△A'B'C'位似,OA:OA'=3:4,下列比例正确的是( )
A.AB:A'B'=3:4 B.面积比3:4 C.周长比16:9 D.对应中线比16:9
4.(2024·南明区期中)位似图形上,任意一组对应点到位似中心的距离之比等于( )
A.面积比 B.位似比 C.周长平方比 D.边长平方比
5.如图,△ABO缩小后变为△ABO,且A、B的对应点分别为A′、B′,点A、B、A′、B′均在格点上,若线段AB上有点P(m,n),则点P在A′B′上的对应点P的坐标为(D )
A. B.(m,n) C. D.
6.如图,在平面直角坐标系中,将△OAB以原点O为位似中心放大后得到△OCD,若B(0,1),D(0,3),则△OAB与△OCD的相似比是( )
A.2:1 B.1:2 C.3:1 D.1:3
7. 如图,与位似,点为位似中心,相似比为.若的周长为4,则的周长是( )
A. 4 B. 6 C. 9 D. 16
8.以点O为位似中心,把△ABC放大为原来的2倍得到△DEF,下列说法错误的是( )
A.△ABC∽△DEF B.AB∥DE C.BE:BO=2:1 D.点C、O、F三点共线
9.在如图所示的人眼成像的示意图中,可能没有蕴含的初中数学知识是( )
A.位似图形 B.相似三角形的判定 C.旋转 D.平行线的性质
10.如图,△DEF是由△ABC经过位似变换得到的,点O是位似中心,已知OD:OA=1:2.若△ABC的面积为8,则△DEF的面积为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
(二)填空题
11.(2026·贵阳市南明区三模)原点为位似中心,点(-2,5),位似比4,同向坐标:________。
12.(2025·云岩区期末)两个位似图形周长之比5:7,对应高之比=______。
13.(2026·乌当区一模)△DEF与△ABC位似,面积之比9:25,位似比=________。
14.(2026·观山湖区二模)点M(6,-8)以原点为位似中心,位似比-,坐标为________。
15.如图,在直角坐标系中,△ABC与△ODE是位似图形,则它们位似中心的坐标是 .
16.《墨子·天文志》记载:“执规矩,以度天下之方圆.”度方知圆,感悟数学之美.如图,正方形的面积为4,以它的对角线的交点为位似中心,作它的位似图形,若,则四边形的外接圆的周长为___________.
17.如图,点A(3,4),点B(4,0),以O为位似中心,按比例1∶2,将△AOB放大后得△A1O1B1,则A1坐标为____.
18.如图,在平面直角坐标系中,已知点,.以原点为位似中心,把放大,使得放大前后对应线段的比为,则点的对应点的坐标为______.
19.在平面直角坐标系中,△ABC的顶点A的坐标为A(﹣4,2),以原点O为位似中心,把△ABC缩小为原来的,得到△A'B'C',则点A的对应点A'的坐标为 _____.
20.如图,在平面直角坐标系中,正方形ABCD与正方形BEFG是以原点O为位似中心的位似图形,且位似比为.点A、B、E在x轴上,若正方形BEFG的边长为6,则C点坐标为 ________.
(三)解答题
21.找出下列图形的位似中心.
22.如图,在平面直角坐标系中有一个△ABO,其中点A,B的坐标分别为(-4,2),
(-2,4).
(1)以坐标原点O为位似中心,作出△AOB的位似三角形,并把△ABO的边长缩小到原来的.
(2)点C(-2.4,3.6)是边AB上一点,根据你所画图形写出它对应点的坐标.
23.正方形ABCD与正方形OEFG中,点D和点F的坐标分别为(-3,2)和(1,-1),求这两个正方形的位似中心的坐标.
24.如图,在▱ABCD中,点E是BC的中点,AE,BD相交于点O,
(1)图中△AOD与△EOB是位似三角形吗,若是,指出其位似中心和相似比;
(2)如果S△BOE=6,求S△ABD的值.
25.“位似变化”是一种重要的几何变化,可以将图形放大或缩小,且与原图形相似.你能用位似变化解决下列问题吗?
如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=6,矩形EFGH的一边EF在边AC上,点H在斜边AB上,EF=2,HE=1.
(1)请你用圆规和无刻度的直尺在Rt△ABC内作一个最大的矩形,使它与矩形EFGH位似(不要求写作法,但必须保留作图痕迹);
(2)请证明你作图方法的正确性;
(3)求这个最大矩形与矩形EFGH的面积之比.
26.如图,方格纸中的每个小方格都是边长为1个单位的正方形,在
建立平面直角坐标系后,△ABC的顶点均在格点上,点C的坐标为(3,-1).
(1)将△ABC的顶点A平移到点A1,画出平移后的△A1B1C1,并写出C1的坐标和平移的距离;
(2)画出△A1B1C1绕点O旋转180°的△A2B2C2,并写出点C2的坐标,如果△A1B1C1中任意一点M1的坐标为(x,y),写出它的对应点M2的坐标;
(3)在第二象限内以原点O为位似中心,将△ABC放大,使它们的相似比为2∶1,画出放大后的△A3B3C3,如果△ABC中任意一点M的坐标为(x,y),写出它的对应点M3的坐标;
(4)△ABC与△A2B2C2关于点P成中心对称,在图中标注点P,并写出点P的坐标.
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数学臻选·2026-2027学年北师大版九年级数学上预习手册14
《第3章图形的相似第5节图形的的位似》预习讲义
一.学习目标
(
1.理解位似图形、位似中心、位似比的概念,分清位似图形与普通相似图形的区别与联系,牢记位似成立的三个必备条件。
2.熟练掌握位似图形的性质:对应点连线经过位似中心、对应边互相平行(或共线),对应点到位似中心的距离之比等于位似比;同时继承相似图形周长、面积的比例规律。
3.掌握位似图形的作图步骤,可以选取图形内部、外部、边上任意一点作为位似中心,把图形放大或者缩小。
4.掌握平面直角坐标系中,以坐标原点为位似中心的坐标变化规律,能根据坐标判断位似变换,也可根据位似比写出对应点坐标。
5.能够区分平移、轴对称、旋转、位似这四种图形变换,解决位似结合坐标的综合题型。
)
二.重点难点
(
(一)
重点
1.位似图形的概念识别,找准位似中心,熟练运用位似图形的独有性质。
2.标准的位似作图方法,能按照指定位似比绘制放大、缩小后的图形。
3.原点作为位似中心时,坐标的变化规律(横、纵坐标同乘k或-k)。
(二)
难点
1.判断一组相似图形是不是位似图形,区分
“
相似
”
和
“
位似
”
的从属关系。
2.位似中心在图形另一侧(反向位似)的作图与坐标变化,容易和同向位似混淆。
3.结合坐标系,综合多种图形变换,准确分析点的坐标变化过程。
)
三.知识梳理
(一)位似图形的定义(三要素缺一不可)
下图由一组形状相同的图片组成. 在图片①和图片②上任取一组对应点 A,A',你有什么发现?
【解析】点A、点A'和点O在同一条直线上。
1.标准定义(北师大版教材原话)
如果两个多边形不仅相似,而且对应顶点的连线相交于同一点,对应边互相平行(或者在同一条直线上),那么这两个图形叫做位似图形。这个交点叫做位似中心,这时的相似比又叫位似比。
如图的两个五边形是位似五边形.
如果两个相似多边形任意一组对应顶点 P,P′ 所在的直线都经过同一点 O,且有 OP′:OP=k (k ≠ 0),那么这样的两个多边形叫作位似多边形,点 O 叫作位似中心.其中 k 就是这两个相似多边形的相似比.
2.位似图形必须同时满足的3个条件(缺一不可)
(1)两个图形一定是相似图形(形状相同);
(2)所有对应顶点的连线,全都交于同一个公共点(位似中心);
(3)每一组对应边互相平行,或者落在同一条直线上。
3.从属关系
位似图形 ⇒ 一定是相似图形;相似图形 ⇒ 不一定是位似图形(缺少位置关系)
(二)位似图形的性质
从下图中我们可以看到,△ABO∽△A′B′O,则,AB‖A′B′. 你得到了什么?
【解析】(1)△ABO∽△A'B'O,△CBO∽△C'B'O
(2)对应边互相平行:AB‖A'B',BC‖B'C',AC‖A'C'
(3)所有对应顶点的连线AA'、BB'、CC'都相交于同一点O,所以这两个图形是位似图形,点O是位似中心。
【归纳】位似图形的核心性质(由定义直接得出)
(1)任意一对对应点到位似中心的距离之比,等于位似比;
(2)对应点、位似中心三点在一条直线上;
(3)继承相似三角形性质:周长比=位似比,面积比=位似比的平方。
(三)位似图形的作图方法(四步作图法)
如图,已知 △ABC,以点 O 为位似中心画 △DEF,使其与 △ABC 位似,且相似比为2.
解:画射线 OA,OB,OC;沿着射线OA,OB,OC 反方向上分别取点 D,E,F,
OD = 2OA,OE = 2OB,OF = 2OC;顺序连接 D,E,F,使 △DEF 与△ABC 位似,相似比为 2.
【归纳】画出一个图形的位似图形,固定步骤:
1.定心:选定位似中心(可以在图形外、图形内、图形的顶点上),找出原多边形所有顶点(关键点);
2.连线:将位似中心分别和每一个顶点连接,并且适当延长线段;
3.定点:按照给定的位似比k,在连线上截取对应点,使对应点到位似中心的距离之比等于k;
4.构图:按照原有顺序,依次连接所有新的对应顶点,形成位似图形。
(四)平面直角坐标系中的位似变换(原点为位似中心)
在平面直角坐标系中,四边形OABC的顶点坐标分别为 O (0,0),A (6,0),B (3,6),C (-3,3). 以原点O为位似中心画一个四边形,使它与四边形OABC 的位似,且相似比是 2 : 3.
解:画法一:将四边形 OABC 各顶点的坐标都乘以 ;在平面直角坐标系中描点O (0,0),A' (4,0),B' (2,4),C′ (-2,2),用线段顺次连接 O,A',B',C'.
画法二:将四边形 OABC 各顶点的坐标都乘 - ;在平面直角坐标系中描点O (0,0),A″ (-4,0),B″ (-2,-4),C″ (2,-2),用线段顺次连接O,A″,B″,C″.
【归纳】平面直角坐标系中的位似变换的步骤
(1)找点:找出原多边形所有顶点的坐标 A(x1,y1)、B(x2,y2)。
(2)求新坐标:设位似比为 k
①同侧位似:新坐标 (kx, ky)
②异侧(反向)位似:新坐标 (-kx,-ky)
(3)描点:在坐标系里依次标出全部变换后的对应点
(4)顺次连线:依照原图顶点的顺序,把新点依次连接,得到位似图形
(五)四种图形变换对比(归纳区分)
至此,我们已经学习了四种变换:平移、轴对称、旋转和位似,你能说出它们之间的异同吗?在下图所示的图案中,你能找到这些变换吗?
【解析】(1)四种变换的异同,相同点:变换之后,图形的形状都不会改变;不同点:①平移、轴对称、旋转:属于全等变换,图形大小不变,前后完全全等;对应线段长度、角度全都不变。②位似:属于相似变换,图形可以放大或者缩小,对应边成比例,角的大小不变。
(2)对应图案分析,第一个彩色风车图案:主要利用旋转得到,以中心点为旋转中心,多次旋转相同角度构成整体图形。第二个阶梯方块图案:主要依靠平移,把基本方块不断平移复制形成。第三个花纹图案:可以用轴对称(翻折),也可以结合旋转;如果花纹有大小渐变,还存在位似变换。
【四种图形变换对比】
变换
形状
大小
对应边、角关系
对应点连线特点
核心特点
平移
不变
不变
边相等,角相等,对应线段平行
连线互相平行
沿着直线整体挪动,方向不变
翻折
不变
不变
边相等,角相等
连线被对称轴垂直平分
沿对称轴对折后两边完全重合
旋转
不变
不变
边相等,角相等
连线交于旋转中心,到中心点距离相等
绕某一个定点转动一定角度
位似
不变
改变
角相等,对应边成比例
所有连线相交于位似中心
对应边互相平行,存在缩放效果
四.经典例题
例1.(2024-2025·贵阳市南明区期末)下列说法正确的是( )
A. 相似图形一定是位似图形 B. 位似图形对应边一定互相平行或共线
C. 位似图形对应点连线互相平行 D. 位似比不等于相似比
【答案】:B
【解析】:位似属于特殊的相似,相似不一定位似,A错误;位似图形每组对应顶点连线全部交于位似中心,不是平行,C错误;位似比就是相似比,D错误。
例2.(2026·贵阳市云岩区一模)在平面直角坐标系,以原点O为位似中心,点A(2,3),位似比为2,在原点同侧的对应点坐标是( )
A.(4,6) B.(-4,-6) C.(2,6) D.(3,2)
【答案】:A
【解析】:原点为位似中心,同向位似坐标横纵坐标同乘k,2×2=4,3×2=6,坐标(4,6)。
例3.(2025·贵阳市花溪区期末)△ABC与△A'B'C'以O为位似中心,位似比1:2,△ABC面积为3,则△A'B'C'面积为( )
A.6 B.9 C.12 D.18
【答案】:C
【解析】:位似比1:2,面积比等于位似比的平方1:4,3×4=12。
例4.如图,已知△ABC和△EDC是以点C为位似中心的位似图形,且△ABC和△EDC的位似比为1:2,△EDC的周长为8,则△ABC的周长是( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】:B
【解析】根据三角形的位似比等于相似比,和相似三角形的性质计算即可;∵△ABC和△EDC的位似比为1:2,∴△ABC和△EDC的相似比为1:2,又∵△EDC的周长为8,∴,∴△ABC的周长为4.故选B.
例5.(2025·观山湖区期末)位似图形一定是______图形。
【答案】:相似
【解析】:位似的前提条件,位似是具备特殊位置关系的相似图形。
例6.(2026·南明区二模)原点O为位似中心,点P(-3,4),位似比-,对应点坐标为____。
【答案】:(,-2)
【解析】:横纵坐标同时乘以-,属于原点异侧的反向位似。
例7.(2025·云岩区期末)位似图形的周长之比等于________。
【答案】:位似比(相似比)
【解析】:位似继承相似图形的性质,周长比等于相似比,面积比为平方比。
例8.(2026·花溪区一模)幻灯投影成像属于______变换。
【答案】:位似
【解析】:光源为位似中心,幻灯片和屏幕的图形对应点连线交于光源,对应边平行,符合位似特征。
例9.如图,△DEF是△ABC经过位似变换得到的,位似中心是点O,请确定点O的位置.如果OC=3.6 cm,OF=2.4 cm,求它们的相似比.
解:连接AD,CF交于点O,则点O即为所求;∵OC=3.6 cm,OF=2.4 cm,
∴OC∶OF=3∶2,∴△ABC与△DEF的相似比为3∶2.
例10.如图已知△ABC与△A'B'C'是位似图形,点A,B,A',B',O共线,点O为位似中心.
(1)AC与A'C'平行吗?为什么?
(2)若AB=2A'B',OC'=5,求CC'的长.
解:(1)与平行。理由如下:∵与△A'B'C'是位似图形,点共线,∴,∴.
(2)∵与△A'B'C'是位似图形,,,∴,∴的长为15.
五.夯实基础
(一)选择题
1.(2024·贵阳市花溪区期中)下列四种图形变换,唯一能改变图形大小的是( )
A.平移 B.轴对称 C.旋转 D.位似
【答案】:D
【解析】:平移、轴对称、旋转都是全等变换,图形大小不变;位似可以放大或缩小图形。
2.(2025·乌当区期末)△ABC与△DEF位似,位似中心为O,下列结论错误的是( )
A.AB‖DE B.直线AD过点O C.OA:OD=AB:DE D.面积之比等于位似比
【答案】:D
【解析】:位似图形面积之比等于位似比的平方,不是位似比本身,其余三条均符合位似性质。
3.(2026·南明区一模)以原点为位似中心,把点(5,-2)缩小到原来的,同侧坐标为()
A.(1,-0.4) B.(-1,0.4) C.(5,-) D.(25,-10)
【答案】:A
【解析】:横纵坐标同时乘以,5×=1,-2×=-0.4。
4.(2025·观山湖区期末)判断两个相似图形是不是位似图形,关键看()
A.边长是否成比例 B.对应角是否相等
C.对应点连线是否交于同一点 D.图形形状是否一致
【答案】:C
【解析】:相似只要求形状相同;位似额外要求所有对应顶点连线相交于同一个位似中心。
5.(2026·云岩区二模)位似比为3:1,两个图形的周长比为( )
A.9:1 B.3:1 C.1:3 D.:1
【答案】:B
【解析】:位似图形周长之比等于位似比,面积比才是平方关系。
6.(2024·花溪区期末)位似中心可以选取的位置是( )
A.只能在图形外部 B.只能在图形内部
C.只能在顶点上 D.图形内、图形外、边上、顶点都可以
【答案】:D
【解析】:位似中心的选取没有限制,可以任意选定一点。
7.如图,在平面直角坐标系中,以原点O为位似中心,若A点坐标为(1,2),C点坐标为(2,4),,则线段CD长为( )
A.2 B.4 C. D.2
【答案】:B
【解析】:根据三角形的位似比等于相似比,和相似三角形的性质计算即可;∵△ABC和△EDC的位似比为1:2,∴△ABC和△EDC的相似比为1:2,又∵△EDC的周长为8,
∴,∴△ABC的周长为4.故选B.
8.已知,直角坐标系中,点,点,以为位似中心,按比例尺把缩小,则点的对应点的坐标为( )
A.或 B.或 C. D.
【答案】:A
【解析】:根据位似变换的性质解答即可.点,以为位似中心,按比例尺把缩小点的对应点的坐标为或即或
9.如图,图形甲与图形乙是位似图形,O是位似中心,点A,B的对应点分别为点A′,则A′B′的长为( )
A.8 B.9 C.10 D.15
【答案】B
【解析】根据位似图形的概念列出比例式,代入计算即可.∵图形甲与图形乙是位似图形,位似比为2:3,∴=,即=,解得,A′B′=9.
(二)填空题
10.(2025·南明区期末)若点M(4,-6)以原点为位似中心,位似比-3,新坐标:________。
【答案】:(-12,18)
【解析】:横纵坐标分别乘以-3,得到反向位似的坐标。
11.(2026·乌当区一模)位似图形对应线段的比值等于________。
【答案】:位似比
【解析】:位似继承相似的全部性质,对应线段的比等于位似比。
12.(2025·云岩区期末)两个位似多边形面积之比16:9,则位似比为________。
【答案】:4:3
【解析】:面积比开算术平方根,得到位似比。
13.(2026·观山湖区二模)把图形做位似缩小,位似中心在图形右侧,对应边的位置关系是________。
【答案】:互相平行
【解析】:位似图形的对应边永远互相平行或者在同一条直线上。
14.(2024·南明区期中)△OAB和△OA'B'位似,原点为中心,点A(2,4)对应A'(1,2),位似比是______。
【答案】:1:2
【解析】:对应坐标比值为,即位似比1:2。
15.(2026·花溪区一模)皮影戏利用的图形变换是______。
【答案】:位似
【解析】:灯光光源作为位似中心,形成标准的位似成像。
16.如图,已知线段AB两个端点的坐标分别为A(4,6),B(8,4),以原点O为位似中心,在第一象限内将线段AB缩小为原来的一半后得到线段CD , 则端点D坐标为_____.
【答案】(4,2)
【解析】∵以原点O为位似中心,在第一象限内将线段AB缩小为原来的一半后得到线段CD , B(8,4),∴端点D坐标为(8×,4×),即(4,2). 故答案为:(4,2).
17.如图,在直角坐标系中,点E(﹣4,2),F(﹣2,﹣2),以O为位似中心,将△EFO缩小为△E'F'O,且△E'F'O与△EFO的相似比为,则点E的对应点E'的坐标为_________.
【答案】(﹣2,1)或(2,﹣1)
【解析】∵以O为位似中心,将△EFO缩小为△E'F'O,△E'F'O与△EFO的相似比为,∵E(﹣4,2),∴点E'的坐标为:(﹣2,1)或(2,﹣1);故答案为:(﹣2,1)或(2,﹣1).
(三)解答题
18.把四边形 ABCD 缩小到原来的 .
解:把四边形 ABCD 缩小到原来的 .
(1) 在四边形外任选一点 O (如图);
(2) 分别在线段 OA、OB、OC、OD 上取点 A′ 、B′、C′、D′,使得;
(3) 顺次连接点 A′、B′、C′、D′,所得四边形 A′B′C′D′ 就是所要求的图形.
19.在正方形网格中,每个小正方形的边长为1,△ABC在平面直角坐标系中的位置如图.
(1)以点C为位似中心,作出△ABC的位似图形△A1B1C,使其位似比为2:1,并写出点A1的坐标;
(2)作出△ABC绕点C逆时针旋转90°后的图形△A2B2C;
解:(1)如图,△A1B1C为所作,点A1的坐标为(3,﹣3);
(2) 如图,△A2B2C为所作;
20、在图的方格纸中,△OAB的顶点坐标分别为O(0,0)、A(-2,-1)、B(-1,-3),△O1A1B1与△OAB是关于点P为位似中心的位似图形.
(1)在图中标出位似中心P的位置,并写出点P的坐标;
(2)以原点O为位似中心,在位似中心的同侧画出△OAB的一个位似△OA2B2,使它与△OAB的相似比为2:1.并写出点B的对应点B2的坐标;
(3)判断△OA2B2能否看作是由△O1A1B1经过某种变换后得到的图形,若是,请指出是怎样变换得到的(直接写答案).
解:(1)如图示,连接各对应点的连线的交点,点P位置如图,点P的坐标为:P(-5,-1);
(2)如图所示,△OA2B2与△OAB的相似比为2:1,△OA2B2为所求,B 2的坐标为:(-2,-6);
(3)△OA2B2是由△O1A1B1经过向左平移5个单位,向下平移1个单位变换后得到的图形.
六.巩固训练
(一)选择题
1.(2026·贵阳市云岩区中考三模)下列各组图形,不属于位似图形的是( )
A.投影仪投影的图片和原图 B.方格中任意两个相似的三角形(对应点连线不交于同一点)
C.相机拍摄的景物和成像 D.以一点为中心放大的多边形
【答案】:B
【解析】:普通相似三角形,对应顶点连线没有公共交点,不满足位似的条件,不属于位似图形。
2.(2025·贵阳市乌当区期末)在坐标系中,将多边形所有顶点(x,y)换成(-2x,-2y),说法错误的是( )
A.位似中心是原点 B.位似比为2
C.图形在原点另一侧 D.图形缩小为原来的二分之一
【答案】:D
【解析】:坐标乘以-2,图形是放大到原来的2倍,不是缩小,其余结论全部正确。
3.(2026·花溪区一模)△ABC与△A'B'C'位似,OA:OA'=3:4,下列比例正确的是( )
A.AB:A'B'=3:4 B.面积比3:4 C.周长比16:9 D.对应中线比16:9
【答案】:A
【解析】:对应点到位似中心距离之比就是位似比,对应边之比等于位似比3:4;面积比9:16。
4.(2024·南明区期中)位似图形上,任意一组对应点到位似中心的距离之比等于( )
A.面积比 B.位似比 C.周长平方比 D.边长平方比
【答案】:B
【解析】:这是位似图形的核心性质,对应点到中心的距离比值就是位似比。
5.如图,△ABO缩小后变为△ABO,且A、B的对应点分别为A′、B′,点A、B、A′、B′均在格点上,若线段AB上有点P(m,n),则点P在A′B′上的对应点P的坐标为(D )
A. B.(m,n) C. D.
【答案】:D
【解析】:∵点A的坐标为(4,6),点B的坐标为(6,2),的坐标为(2,3),点的坐标为(3,1),∴缩小比例为,∴点的坐标为:,故选D.
6.如图,在平面直角坐标系中,将△OAB以原点O为位似中心放大后得到△OCD,若B(0,1),D(0,3),则△OAB与△OCD的相似比是( )
A.2:1 B.1:2 C.3:1 D.1:3
【答案】D
【解析】根据信息,找到OB与OD的比值即可.∵B(0,1),D(0,3),∴OB=1,OD=3,
∵△OAB以原点O为位似中心放大后得到△OCD,∴△OAB与△OCD的相似比是OB:OD=1:3.
7. 如图,与位似,点为位似中心,相似比为.若的周长为4,则的周长是( )
A. 4 B. 6 C. 9 D. 16
【答案】B
【解析】根据周长之比等于位似比计算即可.设的周长是x,∵ 与位似,相似比为,的周长为4,∴4:x=2:3,解得:x=6,故选:B.
8.以点O为位似中心,把△ABC放大为原来的2倍得到△DEF,下列说法错误的是( )
A.△ABC∽△DEF B.AB∥DE C.BE:BO=2:1 D.点C、O、F三点共线
【答案】C
【解析】A选项:位似图形是特殊的相似图形,所以△ABC∽△DEF,正确。B选项:位似图形的对应边互相平行(或在同一直线上),所以AB‖DE,正确。C选项:位似比为2:1,则DO:AO = EO:BO = 2:1,即EO = 2BO,那么BE = EO - BO = 2BO - BO = BO,所以BE:BO = 1:1,不是2:1,错误。D选项:位似图形的对应顶点连线都经过位似中心,所以点C、O、F三点共线,正确。
9.在如图所示的人眼成像的示意图中,可能没有蕴含的初中数学知识是( )
A.位似图形 B.相似三角形的判定 C.旋转 D.平行线的性质
【答案】C
【解析】人眼成像的原理是物体和像关于瞳孔成位似关系:位似图形(A):物体和像是以瞳孔为位似中心的位似图形。相似三角形的判定(B):可以通过对应边成比例、对应角相等判定相似三角形。平行线的性质(D):位似图形的对应边平行,会用到平行线的性质。
旋转(C):整个过程没有涉及图形的旋转变换。
10.如图,△DEF是由△ABC经过位似变换得到的,点O是位似中心,已知OD:OA=1:2.若△ABC的面积为8,则△DEF的面积为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】A
【解析】已知位似比 OD:OA = 1:2 ,位似图形的面积比等于位似比的平方,即:
,已知 S△ABC=8 ,所以:S△DEF= 2
(二)填空题
11.(2026·贵阳市南明区三模)原点为位似中心,点(-2,5),位似比4,同向坐标:________。
【答案】:(-8,20)
【解析】:横纵坐标同乘4,符号保持不变。
12.(2025·云岩区期末)两个位似图形周长之比5:7,对应高之比=______。
【答案】:5:7
【解析】:所有对应线段的比值都等于位似比,和周长比保持一致。
13.(2026·乌当区一模)△DEF与△ABC位似,面积之比9:25,位似比=________。
【答案】:3:5
【解析】:面积比开平方得到位似比。
14.(2026·观山湖区二模)点M(6,-8)以原点为位似中心,位似比-,坐标为________。
【答案】:(-2,)
【解析】:6×(-)=-2,-8×(-)=。
15.如图,在直角坐标系中,△ABC与△ODE是位似图形,则它们位似中心的坐标是 .
【答案】(4,2).
【解析】根据图示,对应点的连线都经过同一点,该点就是位似中心.如图,点G(4,2)即为所求的位似中心.
16.《墨子·天文志》记载:“执规矩,以度天下之方圆.”度方知圆,感悟数学之美.如图,正方形的面积为4,以它的对角线的交点为位似中心,作它的位似图形,若,则四边形的外接圆的周长为___________.
【答案】
【解析】根据正方形ABCD的面积为4,求出,根据位似比求出,周长即可得出;正方形ABCD的面积为4,,,,
,所求周长.
17.如图,点A(3,4),点B(4,0),以O为位似中心,按比例1∶2,将△AOB放大后得△A1O1B1,则A1坐标为____.
【答案】或
【解析】根据位似图形的性质可得位似比为或,将点的坐标乘以或即可得到A1坐标.依题意,点A(3,4),按比例1∶2,将△AOB放大后得△A1O1B1,的坐标为或,故答案为:或.
18.如图,在平面直角坐标系中,已知点,.以原点为位似中心,把放大,使得放大前后对应线段的比为,则点的对应点的坐标为______.
【答案】或
【解析】根据位似变化的性质解答即可.以原点O为位似中心把放大,且放大前后对应线段的比为,,点的对应点的坐标为或,即或,故答案为:或.
19.在平面直角坐标系中,△ABC的顶点A的坐标为A(﹣4,2),以原点O为位似中心,把△ABC缩小为原来的,得到△A'B'C',则点A的对应点A'的坐标为 _____.
【答案】或
【解析】的顶点,以原点为位似中心,把缩小为原来的,得到△,点的对应点的坐标为,或,,即,或,.故答案为:,或,.
20.如图,在平面直角坐标系中,正方形ABCD与正方形BEFG是以原点O为位似中心的位似图形,且位似比为.点A、B、E在x轴上,若正方形BEFG的边长为6,则C点坐标为 ________.
【答案】(3,2)
【解析】∵正方形ABCD与正方形BEFG是以原点O为位似中心的位似图形,且位似比为,∴,而BE=EF=6,∴,∴BC=2,OB=3,
∴C(3,2).故答案为:(3,2).
(三)解答题
21.找出下列图形的位似中心.
解:如图,位似中心为点O.
22.如图,在平面直角坐标系中有一个△ABO,其中点A,B的坐标分别为(-4,2),
(-2,4).
(1)以坐标原点O为位似中心,作出△AOB的位似三角形,并把△ABO的边长缩小到原来的.
(2)点C(-2.4,3.6)是边AB上一点,根据你所画图形写出它对应点的坐标.
解:(1)如图,△A1B1O或△A2B2O就是所求作的三角形.
(2)∵相似比为,∴C(-2.4,3.6)的坐标缩小为原来的一半,当位似三角形在第二象限时,C(-2.4,3.6)在位似三角形中所对应的坐标为(-1.2,1.8),当位似三角形在第四象限时,C(-2.4,3.6)在位似三角形中所对应的坐标为(1.2,-1.8).
23.正方形ABCD与正方形OEFG中,点D和点F的坐标分别为(-3,2)和(1,-1),求这两个正方形的位似中心的坐标.
解:当位似中心在两正方形之间时,连接AF,DG,交于H,如图(1)所示,则点H为其位似中心,且H在x轴上,因为点D的纵坐标为2,点F的纵坐标为-1,即两正方形边长分别为2,1,
所以其相似比为2∶1,所以CH=2HO,即OH=OC,又C(-3,0),所以OC=3,所以OH=1,所以H的坐标为(-1,0);当位似中心在正方形OEFG的右侧时,
如图(2)所示,连接DE并延长,连接CF并延长,两延长线交于M,过M作MN⊥x轴,因为点D的纵坐标为2,点F的纵坐标为-1,即两正方形边长分别为2,1,所以其相似比为2∶1,所以EF=DC,即EF为△MDC的中位线,所以ME=DE,又∠DEC=∠MEN,∠DCE=∠MNE=90°,所以△DCE≌△MNE,所以EN=CE=OC+OE=3+1=4,即ON=5,MN=DC=2,则M坐标为(5,-2),综上,位似中心为(-1,0)或(5,-2).
24.如图,在▱ABCD中,点E是BC的中点,AE,BD相交于点O,
(1)图中△AOD与△EOB是位似三角形吗,若是,指出其位似中心和相似比;
(2)如果S△BOE=6,求S△ABD的值.
解:(1)是,位似中心为O,相似比为2.
(2)由(1)知△AOD∽△EOB,所以==,所以=,=,
又S△BOE=6,所以S△AOD=24,S△AOB=12,所以S△ABD=S△AOD+S△AOB=36.
25.“位似变化”是一种重要的几何变化,可以将图形放大或缩小,且与原图形相似.你能用位似变化解决下列问题吗?
如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=6,矩形EFGH的一边EF在边AC上,点H在斜边AB上,EF=2,HE=1.
(1)请你用圆规和无刻度的直尺在Rt△ABC内作一个最大的矩形,使它与矩形EFGH位似(不要求写作法,但必须保留作图痕迹);
(2)请证明你作图方法的正确性;
(3)求这个最大矩形与矩形EFGH的面积之比.
解:(1)如图,①作AC的垂直平分线TK,交AB于点M,交AC于点N,②过点M作MD⊥BC,垂足为点D,四边形MNCD就是所求.
(2)因为MN⊥AC,MD⊥BC,所以∠C=∠MNC=∠CDM=90°,所以四边形MNCD是矩形.因为AN=NC,MN∥BC,所以AM=MB.因为MD∥AC,所以CD=DB,所以MD=AC=6,MN=BC=3,所以=2,
又因为=2,所以=,所以矩形EFGH与矩形MNCD是位似图形.
(3)==9.
26.如图,方格纸中的每个小方格都是边长为1个单位的正方形,在
建立平面直角坐标系后,△ABC的顶点均在格点上,点C的坐标为(3,-1).
(1)将△ABC的顶点A平移到点A1,画出平移后的△A1B1C1,并写出C1的坐标和平移的距离;
(2)画出△A1B1C1绕点O旋转180°的△A2B2C2,并写出点C2的坐标,如果△A1B1C1中任意一点M1的坐标为(x,y),写出它的对应点M2的坐标;
(3)在第二象限内以原点O为位似中心,将△ABC放大,使它们的相似比为2∶1,画出放大后的△A3B3C3,如果△ABC中任意一点M的坐标为(x,y),写出它的对应点M3的坐标;
(4)△ABC与△A2B2C2关于点P成中心对称,在图中标注点P,并写出点P的坐标.
解:(1)△A1B1C1如图所示,C1的坐标为(5,3),平移的距离为2.
(2)△A2B2C2如图所示,C2的坐标为(-5,-3),M2的坐标为(-x,-y).
(3)△A3B3C3如图所示,M3的坐标为(-2x,-2y).
(4)点P的位置如图所示,坐标为(-1,-2).
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