内容正文:
第三章 图形的相似
3.2 探索三角形相似的条件
第4课时
学 习 目 标
1.理解黄金分割的概念,能确定一条线段的两个黄金分割点;(重点)
2.能根据黄金分割的概念计算出黄金比,能利用黄金比进行线段的计算;(难点)
3.能利用黄金分割的知识解决一些简单的实际问题,并在解题过程中提高数学的应用意识与计算能力.
知识回顾
相似三角形的判定定理1:
的两个三角形相似.
两角分别相等
相似三角形的判定定理2:
两边 且 相等的两个三角形相似.
成比例
夹角
相似三角形的判定定理3:
的两个三角形相似.
三边对应成比例
情境引入
五角星是非常美丽的,我们的国旗上就有五颗,还有不少国家的国旗也用五角星,这是为什么?
五角星最迷人的数学关系之一,是其与黄金分割的深刻联系。黄金比被认为是最具美感的比例。在正五角星中,所有线段之间的比例关系都符合这一神奇比例。例如,它的每条边与其对角线的比例就是黄金比。此外,由正五角星内部线条划分出的所有三角形,都是所谓的“黄金分割三角形”.
新知探究
探究一:黄金分割
一个五角星如图所示。
(1)在图中找出相等的角、相等的线段。
(1)相等的角有:∠A=∠B=∠E=∠G=∠K=∠ACD=∠KDC;
∠ALD=∠ADL=∠KLC=∠KCL=∠BCH=∠BHC=∠GHF=∠GFH=∠EFD=∠EDF=∠GCD=∠GDC;
∠ALK=∠DLC=∠KCB=∠ACG=∠BHG=∠EHK=∠EFG=∠AFB=∠ADE=∠KDG=∠ADC=∠DCK.
相等的线段有:AB=BE=EK=KG=GA;
L=LK=KC=BC=BH=GH=GF=EF=ED=DA=DC;
C=BL=BF=HE=EL=DK=KH=CG=GD=AF;
DL=LC=CH= HF=DF。
新知探究
(2)在图中找出相似比不同的两对相似三角形。
(2)答案不唯一.
如△ACD∽△AGC,△DGC>FGH.
(3)小亮认为,.你同意他的看法吗?说说你的理由.
(3)同意.理由:
由图可知,∠A=∠ACD=∠B=36°,
∴△ADC∽△AFB,
∴.
由图可知,DC=KC=BC,AC=FB,
∴.
新知探究
黄金分割:
知识归纳
一般地,如图所示,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。
不一定,一条线段有两个黄金分割点.
思考:如果点C是线段AB的黄金分割点,那么一定有AC>BC吗?一条线段有几个黄金分割点?
新知探究
1.已知点P在线段AB上,且点P是线段AB的黄金分割点(AP>BP),则下列比例式正确的是( )
A. B. C. D.
A
新知探究
探究二:黄金比的计算
例 计算黄金比.
解:由,得AC2 = AB·BC.
设AB = 1,AC = x,则BC = 1 – x.
∴ x2 = 1 ×(1 - x).
即 x2 + x – 1 = 0.
解这个方程,得 x1=,x2=(不合题意,舍去).
所以,黄金比.
新知探究
黄金比的值:
知识归纳
黄金比=.
黄金比=.
注意:①黄金比是一个比值,它没有单位.
②.
新知探究
2.已知点P是线段AB的黄金分割点,AP>PB,若AB=8,则AP的长为( )
A. B. C. D.
B
宽与长的比等于黄金比的矩形称为黄金矩形.如图所示,已知矩形ABCD为黄金矩形,在边AB和边CD上分别取点E,F,使四边形AEFD为正方形。
(1)矩形EBCF是黄金矩形吗?为什么?
新知探究
探究三:黄金分割的应用
(1)是。理由:设矩形ABCD的长AB=a,宽 AD=b,
为它是黄金矩形,所以.
因为四边形AEFD是正方形,
所以AE=AD=b,则EB=AB-AE=a-b.
矩形 EBCF的长为b,宽为EB=a-b,宽与长的比为,
这个比为黄金比,所以矩形EBCF是黄金矩形。
新知探究
(2)在边EF和边BC上分别取点G,H,使四边形EBHG为正方形,那么矩形GHCF是黄金矩形吗?
(3)在这个图中,你还能得到更多的黄金矩形吗?试一试!
(2)矩形GHCF是黄金矩形。
能得到更多黄金矩形。
3.电视节目主持人在主持节目时,站在舞台的黄金分割点处最自然得体,若舞台AB长为20m,试计算主持人应走到离A点至少 m处,如果他向B点再走 m,也处在比较得体的位置.(结果精确到0.1m)
新知探究
7.6
4.8
典例分析
已知线段AB=6cm,点P为线段AB的黄金分割点,求线段AP的长.
例1
解:分两种情况讨论:
若 AP>PB,则=.
∵ AB=6cm,
∴ AP==6=(3)(cm).
若 AP<PB,则=.
∵ AB=6cm,
∴ PB==6=(3)(cm),
∴AP=AB-PB=6-(3)==()(cm).
综上所述,AP的长为(3)cm或()cm.
如图,在△ABC中,AB=AC,∠A=36°,BD平分∠ABC,交AC于点D.试证明点D是线段AC的黄金分割点.
例2
典例分析
证明:∵ AB=AC,∠A=36°,
∴ ∠ACB=∠ABC=(180°-36°)=72°.
∵ BD平分∠ABC,交AC于点D,
∴ ∠ABD=∠DBC=∠ABC=×72°=36°,
∴ ∠A=∠DBC=∠ABD,
∴ ∠BDC=72°,
∴ AD=BD=BC.
又∠C=∠C,
∴ △BCD∽△ACB,
∴ ,
∴ BC2=AC·CD,
∴ AD2=AC·CD.
即点D是线段AC的黄金分割点.
巩固练习
1.已知点C把线段AB分成两条线段AC和BC,且AC>BC,下列说法错
误的是( )
A.若,则线段AB被点C黄金分割
B.若AC2=AB·BC,则线段AB被点C黄金分割
C.若线段AB被点C黄金分割,则BC与AB的比叫作黄金比
D.一条线段有两个黄金分割点
C
2.若点C是线段AB的黄金分割点,且AC>BC,则下列说法中正确的是( )
A.AB= B.AC=AB
C.AB∶AC=AC∶BC D.AC≈0.618BC
C
巩固练习
3.如图,在△ABC中,∠A=36°,AB=AC,AB的垂直平分线OD交AB于点O,交AC于点D,连接BD.下列结论中错误的是( )
A.∠C=2∠A B.BD平分∠ABC
C.S△BCD=S△BOD D.点D为线段AC的黄金分割点
C
4.在中华经典美文阅读中,小明同学发现自己的一本书的宽与长之比为黄金比,已知这本书的长为20 cm,则它的宽约为( )
A.12.36 cm B.13.6 cm C.32.36 cm D.7.64 cm
A
6.如图,已知点P是线段AB的黄金分割点,且PA>PB.若S1表示以PA为边的正方形的面积,S2表示长为AB,宽为PB的矩形的面积,那么S1 S2(填“>”“=”或“<”).
巩固练习
5.如图是一种贝壳的俯视图,点C分线段AB近似于黄金分割.已知AB=10 cm,则AC的长约为 cm.(结果精确到0.1 cm)
6.2
=
8.顶角为36°的等腰三角形称为黄金三角形,如图,在△ABC中,AB=AC=1,∠A=36°,BD是三角形ABC的角平分线,那么BD=________.
巩固练习
7.如图所示,乐器上的一根弦AB=80 cm,两个端点A,B固定在乐器板面上,支撑点C是靠近点B的黄金分割点,支撑点D是靠近点A的黄金分割点,则AC= cm,DC= cm.
(4040)
(80160)
巩固练习
9.采用如下方法可以得到黄金分割点:如图,设AB是已知线段,过点B作BD⊥AB,使BD=AB;连接DA,在DA上截取DE=DB;在AB上截取AC=AE.点C就是线段AB的黄金分割点.请说明其中的道理.
A
B
D
E
C
解:设AB=a(a>0),则BD=.
由勾股定理,得AD=a,
∴AE=AD-DE=AD-BD=a-=a,
∴AC=AE=a,
∴BC=a-a=a,
∴,
∴点C为线段AB的黄金分割点.
10.如图,以长为2的线段AB为边作正方形ABCD,取AB的中点P,连接PD,在BA的延长线上取点F,使PF=PD,以AF为边作正方形AMEF,点M在AD上.
(1)求AM、DM的长.
巩固练习
解:(1)∵正方形ABCD的边长为2,P是AB的中点,
∴AB=AD=2,AP=1,∠BAD=90°.
∴PD=.
∵PF=PD,
∴AF=.
在正方形ABCD中,AM=AF=.
MD=AD-AM=3.
(2)求证:AM2=AD·DM.
巩固练习
(2)由(1)得AD·DM=2(3)=6-2;
AM2=(1)2=6-2,
∴AM2=AD·DM.
(3)根据(2)的结论你能找出图中的黄金分割点吗?
(3)∵AM2=AD·DM,
∴,
∴点M为线段AD的黄金分割点.
课堂小结
探索三角形相似的条件-第4课时
黄金分割
一般地,如图所示,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。
黄金比
黄金比=.
黄金分割的应用
作业布置
1.必做题:习题3.2第12,15,16,17,18题。
2.探究性作业:习题3.2第19题。
感谢聆听!
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