内容正文:
第22章 图形的相似
第2课时 等积式、比例式的证明与应用
1.利用影长测量高度;利用相似测量宽度;借助标杆或直尺测量物体的高度.(重点)
2.灵活运用三角形相似的知识解决实际问题.(难点)
情景导入
等积式与比例式的关系:
比例式:a∶b=c∶d⇔等积式:ad=bc
交叉相乘:=⇔ad=bc
几何意义:比例式常出现在相似三角形、平行线分线段成比例中.
等积式常与面积、勾股定理等相关.
基本形式:1.线段比例式:=.
2.乘积形式:AB·CD=EF·GH.
例1 古代一位数学家想出了一种测量金字塔高度的方法 : 如图 ,为了测量金字塔的高度 OB ,先竖一根已知长度的
木棒O' B' , 比较木棒的影长A' B' 与金字塔的影长AB,
即可近似算出金字塔的高度OB. 如果O' B' =1m ,
A' B' =2m ,AB=274m,求金字塔的高度OB.
金字塔的影长AB为露在外面的影长AC与金字塔底边的一半CB的长度的和.
解:∵太阳光线是平行光线,
∴∠OAB =∠O′A′B′.
∵ ∠AB O=∠A′B′ O′= 90°,
∴△OAB∽△O′A′B′(两角分别相等的两个三角形相似),
∴= ,
∴OB===137(m).
答:金字塔的高度OB为 137 m.
合
探
作
究
仿例:如图,在△ABC中,MN∥BC,AM∶AB=1∶3,则△AMN与△ABC的面积比是 ( )
A.1∶2 B.1∶4
C.1∶8 D.1∶9
D
知识模块一 证明比例式或等积式
自学互研
例2 如图,在△ABC中,∠ACB=90°,CD为边AB上的高.求证:CD2=AD·BD.你还能找出其他类似的结论吗?
A
B
C
D
利用相似三角形,可以证明几条线段之间的乘积关系.
A
B
C
D
证明 ∵∠ACD=90°-∠CAD=∠B,
∠CDA=∠BDC = 90°,
∴△ACD∽△CBD.
即 CD2=AD·BD.
∴=,
还可以证明
CA2 = AD·AB,
CB2 = BD·BA
变例:如图,D,E是△ABC边AB,AC边上的两点,且DE∥BC,若S△ADE∶S△ABC=1∶9,则△ADE与△ABC的周长之比为 ( )
A. 1∶81 B.1∶9
C. 1∶3 D.1∶2
C
例3 如图 ,为了估算河的宽度 ,我们可以在河的对岸选定一个目标作为点A,再在河的这一边选定点B和C,使
AB⊥BC,然后,再选定点E,使EC⊥BC,用视线
确定BC和AE的交点D.此时如果测得BD=118m,
DC=61m ,EC=50m,求河的宽度AB.(精确到
0.1m)
解:∵∠ADB =∠EDC,
∠ABD =∠ECD=90°,
∴△ABD∽△ECD
(两角分别相等的两个三角形相似),
∴= ,
解得AB== ≈96.7(m).
答:河的宽度AB约为 96.7 m.
合
探
作
究
范例:如图,在△ABC中,AD⊥BC于D,DE⊥AB于E,DF⊥AC于F.
求证:AE·AB=AF·AC.
证明:∵AD⊥BC,
∴∠ADB=∠ADC=90°.
∵DE⊥AB,
∴△ABD∽△ADE.
∴=.
∴AD2=AE·AB.
同理:AD2=AF·AC.
∴AE·AB=AF·AC.
1.如图,树AB在路灯O的照射下形成投影AC,已知路灯高PO=5m,树影AC=3m,树AB与路灯O的水平距离AP=4.5m,则树的高度AB的长是( )
A.2 m B.3 m C. D.
A
2.如图,是一种利用镜面反射,放大微小变化的装置.木条BC上的点P处安装一平面镜,BC与刻度尺边MN的交点为D,从A点发出的光束经平面镜P反射后,在MN上形成一个光点E.已知AB⊥BC,MN⊥BC,AB=6.5,BP=4,PD=8.则ED的长为________.
13
仿例:如图,点D,E,F分别在△ABC的边AB,AC,BC上,且DE∥BC,EF∥AB.
求证:= .
解:∵DE∥BC,EF∥AB,
∴四边形DBFE是平行四边形.
∴DE=BF.
∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC.
∴= .
∴= .
3.周末,小华和小亮想用所学的数学知识测量家门前小河的宽.测量时,他们选择了河对岸岸边的一棵大树,将其底部作为点A,在他们所在的岸边选择了点B,使得AB与河岸垂直,并在B点竖起标杆BC,再在AB的延长线上选择点D,竖起标杆DE,使得点E与点C、A共线.已知:CB⊥AD,ED⊥AD,测得BC=1 m,DE=1.5 m,BD=8.5 m.测量示意图如图所示.请根据相关测量信息,求河宽AB.
解:∵CB⊥AD,ED⊥AD,∴CB∥ED,
∴△ABC∽△ADE,
答:河宽AB为17 m.
知识模块二 三角形的重心的有关证明及运用
自学互研
例4 如图22.3.22,在△ABC中,D、E分别是边BC、AB的中点,AD、CE相交于点G.
求证:= = .
A
B
C
D
E
G
证明 如图,连结ED.
∵D、E分别是边BC、AB的中点,
∴ DE∥AC, = (三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半).
∴△G∽△G.
∴ = = = .
∴= = .
A
B
C
D
E
G
总结归纳
三角形三条边上的中线交于一点,这个点就是三角形的重心,重心与一边中点的连线的长是对应中线长的 .
合
探
作
究
范例:如图,在△ABC中,∠C=90°,G是三角形的重心,AB=8,过点G的直线MN∥AB,求GC的长.
G
C
M
N
A
B
解:连结CG并延长,与AB交于点H.
∵点G是△ABC的重心,
∴CG=CH,点H为AB的中点.
∵∠C=90°,且AB=8,
∴CH=AB=4.
∴CG=CH=.
H
G
C
M
N
A
B
变例:三角形三条中线相交于一点,这个点称为三角形的重心.重心将中线分成1∶2的两条线段.
(1)如图①,在△ABC中,AE为中线,点G是△ABC的重心,若AG=4,则AE=____.
(2)如图②,在△ABC中,点G是△ABC的重心,若△ABC的面积为48,则△CEG的面积为____.
6
8
1.已知△ABC∽△DEF,若△ABC与△DEF的相似比为 ,则△ABC与△DEF对应边上的中线的比为( )
A
2.已知△ABC∽△A′B′C′,对应边上的中线的比为2:,且BC边上的高是5,则B′C′边上的高为________.
7.5
3.如图, 某校数学兴趣小组利用自制的直角三角形硬纸板DEF来测量操场旗杆AB的高度,他们经过调整测量地点,使斜边DF与地面保持平行,并使边DE与旗杆顶点A在同一条直线上,已知DE=0.5 m,EF=0.25 m,目测点D到地面的距离DG=1.5 m,到旗杆的水平距离DC=20 m,求旗杆的高度.
解:由题意可得△DEF∽△DCA,则
∵DE=0.5 m,EF=0.25 m,DC=20 m,
∴ ,解得AC=10 m,
故AB= AC+BC=AC+DG=10+1.5=11.5(m).
答:旗杆的高度为11.5 m.
4. 如图,在△ABC中,DE//BC,BC=6, 梯形DBCE的面积是△ADE面积的3倍。求DE的长.
A
D
E
B
C
解:∵DE//BC,
∴△ADE ∽ △ABC.
又∵梯形DBCE的面积是△ADE面积的3倍,
∴=,
∴= .
∵ BC=6,
∴DE=3.
27
课堂小结
三角形三条边上的中线交于一点,这个点就是三角形的重心,重心与一边中点的连线的长是对应中线长的 .
测高
相似三角形的应用1
在同一时刻物高与影长成比例
测距
测量不能到达两点间的距离,常构造相似三角形求解
m
m
∴=,∴=,∴AB=17 m.
A. B. C. D.
=.
=
$