内容正文:
暑季研思・九年级上册数学暑期培优专项讲义
第三章 图形的相似 知识归纳与题型总结
题型01 相似多边形
一、比例线段
1. 定义:四条线段,,,中,如果与的比等于与的比,即,那么这四条线段,,,叫作成比例线段,简称比例线段.
2. 比例的性质:
(1)如果,那么;
(2)如果(,,,都不等于0),那么;
(3)(),那么.
二、相似多边形
1. 定义:各角分别相等、各边成比例的两个多边形叫作相似多边形.
2. 相似比:相似多边形对应边的比叫作相似比.
【典例1-1】已知线段、满足,且.
(1)求、的值;
(2)若线段是线段、的比例中项,求的值.
【答案】(1),
(2)
【分析】本题考查了比例线段,解题的关键是掌握对于四条线段、、、,如果其中两条线段的比(即它们的长度比)与另两条线段的比相等,如(即,我们就说这四条线段是成比例线段,简称比例线段.注意利用代数的方法解决较为简便.
(1)利用,可设,,则,然后解出的值即可得到、的值;
(2)根据比例中项的定义得到,即,然后根据算术平方根的定义求解.
【详解】(1)解:,
设,,
,
,
解得,
,;
(2)线段是线段、的比例中项,
,
是线段,,
.
【典例1-2】如图,点D、E在线段上,是等边三角形,当时,的度数为_____________.
【答案】/120度
【分析】本题主要考查了相似三角形的性质和等边三角形的性质,解决此题的关键是熟练运用外角的性质;先根据相似三角形的性质得到角相等,再根据等边三角形的性质和外角的性质即可得到答案;
【详解】解:∵,
∴,
∵是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
故答案为:.
【典例1-3】如图,一块矩形绸布的长,宽,按图中所示的方式将它截成相同的四面矩形彩旗,且使截出的每面彩旗的宽与长的比与原绸布的宽与长的比相同,即,那么的值是( )
A. B.4 C. D.8
【答案】B
【分析】此题考查了相似多边形的性质,一元二次方程,掌握相关知识是解决问题的关键.由截出的每面彩旗的宽与长的比与原绸布的宽与长的比相同,构建方程求解即可.
【详解】解:使截出的每面彩旗的宽与长的比与原绸布的宽与长的比相同,
即,
,
解得或(舍去),
,
故选:B.
题型02 探索三角形相似的条件
一、相似三角形的判定
1. 定理1:两角分别对应相等的两个三角形相似.
已知和和,若,,则.
2. 定理2:两边对应成比例且夹角相等的两个三角形相似.
已知和,若,,则.
3. 定理3:三边对应成比例的两个三角形相似.
已知和,若,则.
二、黄金分割
1. 定义:一般地,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叫作线段AB的黄金分割点,AC与AB的比叫作黄金比.
2. 黄金比:.
【典例2-1】我们把方程的正根称为黄金分割数,长期以来,一些美术家认为:如果人的上、下半身之比接近黄金分割数,那么可以增加美感,为了找出该,也可以构造,其中,以点为圆心,的长为半径作弧交于点,再以点为圆心,的长为半径作弧交于点,则是线段( )的长
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,由作图得,,结合勾股定理得,即可求解.
【详解】解:设,
由作图得,,
,
,
,
解得,
,
解方程得,
是线段的长.
【典例2-2】如图,中,,,.将沿图中的剪开.剪下的阴影三角形与原三角形不相似的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据相似三角形的判定逐一判断即可.
【详解】解:A、∵,,
∴,故选项不符合题意;
B、∵,,
∴,故选项不符合题意;
C、由图形可知,只有,不能判断,故选项符合题意;
D、∵,,
∴,故选项不符合题意.
【典例2-3】如图,中,,,点是中点,点在上且,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接,则的长为__________.
【答案】
【分析】 连接并延长,过点E作交于点G,过点F作交延长线于点H,得到,平分,,求出,然后证明出,得到,代数求出,,,然后证明出,得到,,最后利用勾股定理求解即可.
【详解】解:如图所示,连接并延长,过点E作交于点G,过点F作交延长线于点H,
∵中,,,点是中点,
∴,平分,,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵线段绕点顺时针旋转得到线段,
∴,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴.
题型03 相似三角形判定定理的证明
一、平行线分线段成比例
1. 定理:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例.
2. 推论:平行于三角形一边的直线与其他两边相交,截得的对应线段成比例.
二、相似三角形判定定理的证明
证明依据:平行线分线段成比例。
判定
条件
适用范围
关键注意点
AA
两组角对应相等
任意三角形
最常用,只需找两组等角
SAS
两边成比例 + 夹角相等
任意三角形
必须是夹角,侧边不行
SSS
三边全部对应成比例
任意三角形
计算边长比例证明
HL
斜边 + 一条直角边成比例
仅直角三角形
直角专用,简化计算
【典例3-1】如图,在四边形中,,,,点H,F分别在边上移动(不与端点重合),连接,则下列为定值的是( )
A.的大小 B.四边形的周长
C.线段的长 D.四边形的面积
【答案】D
【分析】如图所示,设梯形的高为h,连接,过点H作,过点F作,首先得到,然后利用四边形的面积求解即可.
【详解】解:如图所示,设梯形的高为h,连接,过点H作,过点F作,
∵,
∴,
∴四边形的面积.
∴四边形的面积为定值.
【典例3-2】如图,直线,直线分别交,,于点,,;直线分别交,,于点,,.若,,,则的长为( ).
A.9 B.7 C.5 D.6
【答案】A
【分析】根据平行线分线段成比例定理列出比例式,把已知数据代入计算求出,进而求出.
【详解】解:∵,
∴,即,
解得:,
∴.
【典例3-3】如图,是的直径,交于M、N,H为的中点,于点C,于点D,则下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据垂径定理,平行线分线段成比例,进行判断即可.
【详解】解:∵是的直径,
∴,
∵交于M、N,H为的中点,
∴,,即,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,即;
无法得到;
故只有选项D错误.
题型04 相似三角形的性质
1. 定理1:相似三角形对应高的比,对应角平分线的比,对应中线的比都等于相似比.
2. 定理2:相似三角形的周长比等于相似比,面积比等于相似比的平方.
对应量
比值关系
对应角
相等
对应边、高、中线、角平分线、内外接圆半径
等于相似比 k
周长
等于相似比 k
面积、内外接圆面积
等于相似比的平方 k2
【典例4-1】已知,如图,在中,是上的一点,的平分线交于点.
(1)求的长;
(2)若交于点,求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据平分得,由等腰三角形的性质得,可得,即可证明,得到,求解即可;
(2)由平行线的性质得到,有代入求得,结合即可.
【详解】(1)解:平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
,
∴,
∵,
∴,
∴,
,,
∴,
∴;
(2),
∴,
∵,
∴,
∴,
,,,
∴,
∴,
∴.
【典例4-2】如图,在中,是的中线,作于点E,交BD于点F.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
【答案】(1),
,
,
,
,是的中线,
,
,
,
又,
.
(2)
【分析】(1)先说明、,再利用直角三角形中线的性质以及等边对等角可得,即;再根据两种对应角相等的两个三角形相似即可证明结论;
(2)根据勾股定理可得,利用相似三角形的性质可求得. 再证明,最后利用相似三角形的性质求解即可.
【详解】(1)略
(2)解:在中,根据勾股定理,得,即,
,
由(1)知:,
,
,
.
是的中线,
,
.
,
,
,
,
.
【典例4-3】如图,在矩形中,,,点P从点A出发沿以的速度向点B移动;同时,点Q从点B出发沿以的速度向点C移动,当其中一点到达终点时,两点同时立即停止运动,设运动的时间为.
(1)当的面积为时,求t的值;
(2)连接,当时,求t的值.
【答案】(1)1或4
(2)1
【分析】(1)先求出的取值范围,再求出,的长,利用三角形的面积公式建立方程,解方程即可得;
(2)证出,利用相似三角形的性质建立方程,解方程,并结合的取值范围即可得.
【详解】(1)解:由题意得:,,点从点运动到点所需时间为,点从点运动到点所需时间为,
∵当点,其中一点到达终点时,两点同时立即停止运动,
∴,
∵在矩形中,,
∴,,
∵的面积为,
∴,
解得或,均符合题意,
即的值为1或4.
(2)解:由题意得:,,
∵,,
∴,,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,即,
解得或(不符合题意,舍去),
经检验,是所列分式方程的解,
即的值为1.
题型05 图形的位似
一、图形的位似
1. 位似多边形:一般地,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′=k·OP(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.
2. 位似图形:如果两个图形不仅相似,而且对应顶点的连线相交于同一点,对应边互相平行(或在同一直线上),这样的两个图形叫做位似图形。
3. 位似中心:所有对应顶点连线的公共交点。
4. 位似比:两个位似图形的相似比,也叫位似系数。
二、平面直角坐标系中的位似
平面直角坐标系中的位似:在平面直角坐标系中,将一个多边形每个顶点的横坐标、纵坐标都乘同一个数k(k≠0),所对应的图形与原图形位似,位似中心是坐标原点,它们的相似比为|k|.
【典例5-1】如图,在由边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中建立平面直角坐标系,的顶点和均为格点(网格线的交点).已知点和的坐标分别为和.
(1)在所给的网格图中利用网格和无刻度直尺描出边上一点,使得;
(2)以点为位似中心,将放大得到,使得点的对应点为,请在所给的网格图中画出.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)取格点D,连接交于点P即可,根据相似三角形的判定和性质可知;
(2)根据位似图形的定义作图即可.
【详解】(1)略;
(2)略.
【典例5-2】如图,在平面直角坐标系中,与是位似图形,点为位似中心,满足,已知,则的长度为( )
A.15 B.10 C.40 D.45
【答案】B
【分析】根据位似图形的性质可知,利用相似三角形面积比等于相似比的平方求出相似比,进而求出的长,最后根据计算即可.
【详解】解:与是位似图形,
,
,
相似比为,即,
,
,
.
故选:B.
【典例5-3】如图,与是以点为位似中心的位似图形,若,的周长为,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据位似图形的性质,确定两个三角形的相似比,再利用相似三角形周长比等于相似比的性质,求出的周长.
【详解】解:∵和是以点为位似中心的位似图形,
∴,
∵,
∴与的相似比为,
∵的周长为2,相似三角形周长比等于相似比,
∴的周长为
一、选择题
1.如图,在平面直角坐标系中,与关于原点位似,且,若的周长为2,则的周长为( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】B
【分析】根据位似图形的性质可知与相似,由得出相似比,再利用相似三角形周长比等于相似比即可求解.
【详解】解:∵与关于原点位似,
∴,
∵,
∴和的相似比是2,
∴,
∵的周长为2,
∴的周长为4.
2.如图,与位似,点为位似中心,若,的周长为8,则的周长为( )
A. B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】根据位似的性质得到,,则可证明,,再根据相似三角形的周长之比等于相似比即可得到答案.
【详解】解:∵与位似,点为位似中心,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵的周长为8,
∴的周长为4.
3.如图,四边形与四边形是以原点为位似中心的位似图形.若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据对应点坐标求出位似比,再利用对应边之比等于位似比求解即可.
【详解】解:∵,,
∴,,
∵四边形与四边形是以原点为位似中心的位似图形,
∴,即,
∴.
4.如图,在平面直角坐标系中,与是以点为位似中心的位似图形,已知,则点的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】在平面直角坐标系中,如果位似变换是以原点为位似中心,相似比为,那么位似图形对应点的坐标的比等于或.根据位似变换的性质计算,得到答案.
【详解】解:与是以点为位似中心的位似图形,相似比为,
点的坐标为,即.
5.如图,点D为边上任一点,交于点E,连接相交于点F,则下列等式中不成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据相似三角形的性质及平行线分线段成比例定理,逐项分析即可.
【详解】解:∵,
∴,
故选项A正确;
∵,
∴,
∴,,
故选项B正确;
∵,,
∴,
故选项D正确;
∵,,
∴,
∴,
故选项C错误.
6.如图,在四边形中,,,过点作交于点,将沿翻折,得到.,分别与直线交于,两点,则与的面积之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先证明四边形是平行四边形,得到,推出,由折叠得,,,,得到,证明,然后利用相似三角形的性质求解.
【详解】解:∵,
∴四边形是平行四边形
∴
∴
∴
由折叠得,,,
∵
∴,
∴
∴
∴
∴
∵
∴,
∴
∴
∴.
7.如图,中,A、两个顶点在轴的上方,点的坐标是,以点为位似中心,在轴的下方作的位似图形,并把的边长放大到原来的倍,设点的横坐标是,则点的对应点的横坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先将和平移,使得位似中心C与原点重合,利用位似变换公式求出此时点B的位似对应点坐标,再将和向右平移使得点C回到,此时点的横坐标可求.
【详解】解: 先将和向左平移2个单位,使得位似中心C与原点重合,
所以可知点B的横坐标变为,
在位似比不变的条件下,此时点B的位似后的对应点的横坐标为,将和向右平移2个单位,使得位似中心C回到,此时点B的位似后的对应点的横坐标为:.
8.如图,在中,,,,则为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由可得,容易证明,则,因此.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
9.如图,中,,,垂足为D,E,连接.若,,,则的长度是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意,先求出,证明,得到比例式,由比例证明得到比例式求即可.
【详解】解:∵,
∴,
在中,∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
即,
解得.
10.如图,点E,点F分别在菱形的边,上,且,交于点G,延长交的延长线于H,若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据相似三角形求得对应边的比值关系,再根据边的比值关系,即可求得.
【详解】解:在菱形中,,,
∴,,
∴,,
又∵,
∴,
设,则,,
∴,
∴,
设,则,,
∴,,
∴.
二、填空题
11.如图,在平面直角坐标系中,与位似,位似中心是原点.若点,,,则点的坐标为______.
【答案】
【分析】直接利用位似图形对应点坐标得出相似比,进而利用位似三角形的坐标特征得出答案.
【详解】解:∵,,
∴,
∵与位似,位似中心是原点O,
∴,
∵,
∴,即.
12.如图,在平面直角坐标系中,已知点,,,若在线段上存在一点D,使得与是位似图形,则点D的横坐标为______.
【答案】
【分析】由题可知,,,,再根据与是位似图形,此时,则,求出可得答案.
【详解】解:由题可知,,,
∴.
∵与是位似图形,只有一种情况,
此时,
∴,
∴,
即,
∴,
所以点D的横坐标为.
13.如图,每个小正方形的边长均为1,三个顶点均在格点上,以原点为位似中心,相似比为,把缩小,则点在第一象限的对应点的坐标为______.
【答案】
【详解】解:∵点的坐标为,且以原点为位似中心,相似比为,把缩小,
∴点在第一象限的对应点的坐标为,即为.
14.如图,在平面直角坐标系中,以原点为位似中心,将放大后得到,点,都在格点上.若,则的长为________.
【答案】
【分析】根据位似图形的性质,位似图形一定是相似图形,且对应边的比等于位似比,通过观察网格图确定与的长度求出位似比,利用相似三角形对应边成比例即可求解.
【详解】解:由图可知,,,
以原点为位似中心,将放大后得到,
,
,
,
.
15.如图,在中,,,若进行以下操作,在边上从左到右依次取点、、、…;过点作、的平行线分别交、于点、;过点作、的平行线分别交于、于点、;过点作、的平行线分别交于、于点、…,则______.
【答案】
【分析】由,,可得,,根据相似三角形的对应边成比例结合,,可得,,再根据,可求得,同理可得,,…,,继而可求得答案.
【详解】解:∵,,
∴,,
∴,,
∵,,
∴,,
又∵,
∴,
∴,
同理:,,…,,
∴.
三、解答题
16.如图,在平面直角坐标系中,的顶点坐标分别为、、.
(1)以原点为位似中心,在轴的右侧画出的一个位似,使它与的相似比为(的对应点分别为)
(2)在(1)的条件下,直接写出点的坐标,并求出的面积.
【答案】(1)解:如图,即为所求.
(2),的面积为.
【分析】(1)直接利用位似比得出对应点位置,再顺次连接即可画出图形;
(2)根据(1)中作图,即可写出点的坐标,用长方形减去周围三个小直角三角形的面积即可求解.
【详解】(1)略
(2)解:由(1)得点;
.
17.如图,在直角坐标系中,的位置如图所示,.
(1)以原点O为位似中心,在y轴右侧画出的位似图形,使它与的相似比是;
(2)在(1)中,若点是边上一点,则点M对应的位似点的坐标为 .
【答案】(1)解:如图,则即为所求.
(2)
【分析】(1)根据,原点O为位似中心,相似比是,确定,画图即可;
(2)根据位似的性质即可解答.
【详解】(1)略
(2)根据题意,得点对应的位似点的坐标为.
18.如图,四边形中,交于点,点,分别是,的中点,平分交于点,.连接,.
(1)判断的形状,并证明你的结论;
(2)线段与有怎样的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)是等腰直角三角形,证明如下:
∵,点M是的中点,
∴,平分,
∴
∵平分,
∴
∵,
∴,
∴,
∴.
∴是等腰直角三角形;
(2),理由如下:
∵点F,M分别是的中点,
∴,.
∵,
∴,即.
由(1)知是等腰直角三角形,
∴,即,
∴.
∵,
∴.
∵.
∴.
∵,
∴.
∴,
∴.
∴.
∴
∴.
【分析】(1)由等腰三角形的三线合一得到,平分,再由角平分线与三角形内角和定理求解即可;
(2)先由三角形中位线定理得到,,然后证明即可.
【详解】(1)略
(2)略
19.如图,在中,,,点F在边上,连接.
(1)若的面积为1,求四边形的面积;
(2)若,,求的长度.
【答案】(1)8
(2)
【分析】(1)证明,根据相似三角形面积比等于相似比的平方,得,结合,求出, 即可求解;
(2)证明四边形是平行四边形,得出,根据平行线分线段成比例可得,求出,即可解答.
【详解】(1)解:∵,
,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:∵,,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
解得,
∴.
20.如图在锐角中,,,两动点,分别在,上滑动,且,以为边长向下作正方形,设,正方形与公共部分的面积为.
(1)求出的边上的高.
(2)如图1,当正方形的边恰好落在边上时,求的值.
(3)如图2,当落在外部时,求出与的函数关系式.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据三角形的面积公式计算可求出;
(2)证明,根据相似三角形的性质列出比例式,计算即可;
(3)根据相似三角形的性质列出比例式,用含的代数式表示,再根据公共部分的面积公式计算即可.
【详解】(1)解:∵,, 是边上的高,
∴,
∴;
(2)解:如图,设交于点,
∵四边形是正方形,,
∴,,
∵是边上的高,
∴,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,,即,
∴,是中边上的高,
∴,即,
解得:,
∴当正方形的边恰好落在边上时,的值为;
(3)如图,设交于点,交于点,
由(2)知:恰好落在边上时,,
又∵四边形是正方形,,,两动点,分别在,上滑动,
∴当落在外部时,,
,,
由(2)知:,是中边上的高,
∴,
∴四边形为矩形,
∴,,
∴四边形为矩形,
∵,
∴,,
∴,
∴,即,
解得:,
∴,
∴,
∴当落在外部时,求出与的函数关系式为.
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第三章 图形的相似 知识归纳与题型总结
题型01 相似多边形
一、比例线段
1. 定义:四条线段,,,中,如果与的比等于与的比,即,那么这四条线段,,,叫作成比例线段,简称比例线段.
2. 比例的性质:
(1)如果,那么;
(2)如果(,,,都不等于0),那么;
(3)(),那么.
二、相似多边形
1. 定义:各角分别相等、各边成比例的两个多边形叫作相似多边形.
2. 相似比:相似多边形对应边的比叫作相似比.
【典例1-1】已知线段、满足,且.
(1)求、的值;
(2)若线段是线段、的比例中项,求的值.
【典例1-2】如图,点D、E在线段上,是等边三角形,当时,的度数为_____________.
【典例1-3】如图,一块矩形绸布的长,宽,按图中所示的方式将它截成相同的四面矩形彩旗,且使截出的每面彩旗的宽与长的比与原绸布的宽与长的比相同,即,那么的值是( )
A. B.4 C. D.8
题型02 探索三角形相似的条件
一、相似三角形的判定
1. 定理1:两角分别对应相等的两个三角形相似.
已知和和,若,,则.
2. 定理2:两边对应成比例且夹角相等的两个三角形相似.
已知和,若,,则.
3. 定理3:三边对应成比例的两个三角形相似.
已知和,若,则.
二、黄金分割
1. 定义:一般地,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叫作线段AB的黄金分割点,AC与AB的比叫作黄金比.
2. 黄金比:.
【典例2-1】我们把方程的正根称为黄金分割数,长期以来,一些美术家认为:如果人的上、下半身之比接近黄金分割数,那么可以增加美感,为了找出该,也可以构造,其中,以点为圆心,的长为半径作弧交于点,再以点为圆心,的长为半径作弧交于点,则是线段( )的长
A. B. C. D.
【典例2-2】如图,中,,,.将沿图中的剪开.剪下的阴影三角形与原三角形不相似的是( )
A. B.
C. D.
【典例2-3】如图,中,,,点是中点,点在上且,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接,则的长为__________.
题型03 相似三角形判定定理的证明
一、平行线分线段成比例
1. 定理:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例.
2. 推论:平行于三角形一边的直线与其他两边相交,截得的对应线段成比例.
二、相似三角形判定定理的证明
证明依据:平行线分线段成比例。
判定
条件
适用范围
关键注意点
AA
两组角对应相等
任意三角形
最常用,只需找两组等角
SAS
两边成比例 + 夹角相等
任意三角形
必须是夹角,侧边不行
SSS
三边全部对应成比例
任意三角形
计算边长比例证明
HL
斜边 + 一条直角边成比例
仅直角三角形
直角专用,简化计算
【典例3-1】如图,在四边形中,,,,点H,F分别在边上移动(不与端点重合),连接,则下列为定值的是( )
A.的大小 B.四边形的周长
C.线段的长 D.四边形的面积
【典例3-2】如图,直线,直线分别交,,于点,,;直线分别交,,于点,,.若,,,则的长为( ).
A.9 B.7 C.5 D.6
【典例3-3】如图,是的直径,交于M、N,H为的中点,于点C,于点D,则下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
题型04 相似三角形的性质
1. 定理1:相似三角形对应高的比,对应角平分线的比,对应中线的比都等于相似比.
2. 定理2:相似三角形的周长比等于相似比,面积比等于相似比的平方.
对应量
比值关系
对应角
相等
对应边、高、中线、角平分线、内外接圆半径
等于相似比 k
周长
等于相似比 k
面积、内外接圆面积
等于相似比的平方 k2
【典例4-1】已知,如图,在中,是上的一点,的平分线交于点.
(1)求的长;
(2)若交于点,求的长.
【典例4-2】如图,在中,是的中线,作于点E,交BD于点F.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
【典例4-3】如图,在矩形中,,,点P从点A出发沿以的速度向点B移动;同时,点Q从点B出发沿以的速度向点C移动,当其中一点到达终点时,两点同时立即停止运动,设运动的时间为.
(1)当的面积为时,求t的值;
(2)连接,当时,求t的值.
题型05 图形的位似
一、图形的位似
1. 位似多边形:一般地,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′=k·OP(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.
2. 位似图形:如果两个图形不仅相似,而且对应顶点的连线相交于同一点,对应边互相平行(或在同一直线上),这样的两个图形叫做位似图形。
3. 位似中心:所有对应顶点连线的公共交点。
4. 位似比:两个位似图形的相似比,也叫位似系数。
二、平面直角坐标系中的位似
平面直角坐标系中的位似:在平面直角坐标系中,将一个多边形每个顶点的横坐标、纵坐标都乘同一个数k(k≠0),所对应的图形与原图形位似,位似中心是坐标原点,它们的相似比为|k|.
【典例5-1】如图,在由边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中建立平面直角坐标系,的顶点和均为格点(网格线的交点).已知点和的坐标分别为和.
(1)在所给的网格图中利用网格和无刻度直尺描出边上一点,使得;
(2)以点为位似中心,将放大得到,使得点的对应点为,请在所给的网格图中画出.
【典例5-2】如图,在平面直角坐标系中,与是位似图形,点为位似中心,满足,已知,则的长度为( )
A.15 B.10 C.40 D.45
【典例5-3】如图,与是以点为位似中心的位似图形,若,的周长为,则的周长为( )
A. B. C. D.
一、选择题
1.如图,在平面直角坐标系中,与关于原点位似,且,若的周长为2,则的周长为( )
A.2 B.4 C. D.
2.如图,与位似,点为位似中心,若,的周长为8,则的周长为( )
A. B.2 C.3 D.4
3.如图,四边形与四边形是以原点为位似中心的位似图形.若,,,则( )
A. B. C. D.
4.如图,在平面直角坐标系中,与是以点为位似中心的位似图形,已知,则点的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
5.如图,点D为边上任一点,交于点E,连接相交于点F,则下列等式中不成立的是( )
A. B.
C. D.
6.如图,在四边形中,,,过点作交于点,将沿翻折,得到.,分别与直线交于,两点,则与的面积之比为( )
A. B. C. D.
7.如图,中,A、两个顶点在轴的上方,点的坐标是,以点为位似中心,在轴的下方作的位似图形,并把的边长放大到原来的倍,设点的横坐标是,则点的对应点的横坐标是( )
A. B. C. D.
8.如图,在中,,,,则为( )
A. B. C. D.
9.如图,中,,,垂足为D,E,连接.若,,,则的长度是( )
A. B. C. D.
10.如图,点E,点F分别在菱形的边,上,且,交于点G,延长交的延长线于H,若,则的值为( )
A. B. C. D.
二、填空题
11.如图,在平面直角坐标系中,与位似,位似中心是原点.若点,,,则点的坐标为______.
12.如图,在平面直角坐标系中,已知点,,,若在线段上存在一点D,使得与是位似图形,则点D的横坐标为______.
13.如图,每个小正方形的边长均为1,三个顶点均在格点上,以原点为位似中心,相似比为,把缩小,则点在第一象限的对应点的坐标为______.
14.如图,在平面直角坐标系中,以原点为位似中心,将放大后得到,点,都在格点上.若,则的长为________.
15.如图,在中,,,若进行以下操作,在边上从左到右依次取点、、、…;过点作、的平行线分别交、于点、;过点作、的平行线分别交于、于点、;过点作、的平行线分别交于、于点、…,则______.
三、解答题
16.如图,在平面直角坐标系中,的顶点坐标分别为、、.
(1)以原点为位似中心,在轴的右侧画出的一个位似,使它与的相似比为(的对应点分别为)
(2)在(1)的条件下,直接写出点的坐标,并求出的面积.
17.如图,在直角坐标系中,的位置如图所示,.
(1)以原点O为位似中心,在y轴右侧画出的位似图形,使它与的相似比是;
(2)在(1)中,若点是边上一点,则点M对应的位似点的坐标为 .
18.如图,四边形中,交于点,点,分别是,的中点,平分交于点,.连接,.
(1)判断的形状,并证明你的结论;
(2)线段与有怎样的数量关系,并说明理由.
19.如图,在中,,,点F在边上,连接.
(1)若的面积为1,求四边形的面积;
(2)若,,求的长度.
20.如图在锐角中,,,两动点,分别在,上滑动,且,以为边长向下作正方形,设,正方形与公共部分的面积为.
(1)求出的边上的高.
(2)如图1,当正方形的边恰好落在边上时,求的值.
(3)如图2,当落在外部时,求出与的函数关系式.
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