内容正文:
专题11 比例线段、由平行线截得的比例线段同步培优讲义
✺知识框架
板块一:比例线段基础
基础概念:线段的比、比例线段、比例中项、黄金分割
核心性质:比例基本性质、合比性质、等比性质
基础应用:判断成比例线段、线段长度计算、黄金分割求值
板块二:由平行线截得的比例线段
核心定理:平行线分线段成比例基本事实
重要推论:三角形平行线分线段成比例推论
定理应用:线段求值、比例式证明、等分线段作图
✅本节核心为线段比例关系的建立与应用。先依托线段的比,梳理比例线段、比例中项、黄金分割的概念与比例三大性质;再借助平行线的几何特征,得出线段比例的通用定理与三角形推论。本节所有内容是初中几何比例计算、线段转化、相似题型解题的核心依据。
✺学习目标
1.理解线段的比与比例线段的定义,掌握比例基本性质,能够准确判别四条线段是否成比例。
2.掌握比例中项、黄金分割的概念,熟记黄金比近似值,熟练完成基础求值运算。
3.掌握平行线分线段成比例基本事实及三角形推论,明确定理适用条件,熟练识别几何基本模型。
4.灵活运用比例性质与平行线定理,完成线段求值、比例式变形与简单几何证明。
5.规范几何解题书写,精准识别平行线截线段模型,规避常见解题误区。
✺题型归纳
题型1.比例线段
题型2.比例的性质
题型3.成比例线段
题型4.黄金分割
题型5.由平行判断成比例的线段
题型6.由平行截线求相关线段的长或比值
题型7.课堂小练
✺知识清单
知识点一、比例线段
线段的比:在同一长度单位下,两条线段长度的比叫做这两条线段的比,记作或a∶b,其中a叫做比的前项,b叫做比的后项。
特别提醒:计算两条线段的比时,必须使用统一的长度单位。单位不统一时,要先换算再计算。线段的比是一个正数,没有单位。
比例线段:在四条线段a,b,c,d中,如果两条线段的比等于另外两条线段的比,即=(或a∶b=c∶d),那么这四条线段叫做成比例线段。简称比例线段。
特别提醒:比例线段是有顺序的,顺序改变含义也会改变;在比例式=中,a,d叫做比例外项,b,c叫做比例内项。若=,则b叫做a,c的比例中项。此时满足=ac.
知识点二、比例的性质
比例的基本性质:若=,则ad=bc;反过来,若ad=bc,则(b≠0,d≠0),则=
合比性质:若=,则=.
等比性质:若==…=,且b+d+…+n≠0,则=.
特别提醒:由比例基本性质可知,所有比例式都可以转化为等积式,反之,非零的等积式也可以转化为不同的比例式,变形时交叉相乘即可验证正确性。
▲合比性质可以推广,若=,则=(k为常数),推导的核心是在等式两边同时加或减常数k后整理得到。
知识点三、黄金分割
如果点P把线段AB分割成AP和PB(AP>PB)两段,其中AP是AB和PB的比例中项,即=AB·PB,就称点P把线段AB黄金分割,点P叫做线段AB的黄金分割点。一般来说,一条线段的黄金分割点有两个。
称为黄金分割数(简称黄金数),黄金分割数是一个无理数,在应用时取其近似值0.618
知识点四、平行线截得的比例线段
▲平行线分线段成比例定理
内容:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例。
推论:平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边的延长线),所得的对应线段成比例。
▲三角形中的特殊结论
平行于三角形一边,且与其他两边相交的直线,截得的三角形的三边与原三角形的三边对应成比例。
逆定理:如果一条直线截三角形的两边(或两边的延长线)所得的对应线段成比例,那么这条直线平行于三角形的第三边(可用于证明两直线平行)
✺题型精讲
题型1.比例线段
1.在地图上量得甲、乙两地的距离是,甲、乙两地的实际距离是,则该张地图的比例尺为( )
A. B. C.D.
2.如图,已知点在的边和上,,,,,则________.
3.如图所示,已知,且.求的长.
题型2.比例的性质
1.对于线段和,若,则下列式子一定正确的是( )
A. B. C.D.
2.若,则________.
3.已知,求的值.
题型3.成比例线段
1.已知线段,,,为成比例线段,其中,,,则是( )
A. B. C. D.
2.已知三条线段的长分别是,和,如果再加上一条线段,使这四条线段成比例,那么这条线段的长是________.
3.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.
题型4.黄金分割
1.宽与长的比是的矩形叫作黄金矩形,帕特农神庙正面轮廓视觉上非常接近黄金矩形,嵌套多层近似黄金矩形,如图,矩形截掉正方形后,剩余的矩形仍是黄金矩形,是,求的长度,设的长度是,根据题意,下列的方程中正确的是( )
①;②;③;④.
A.① B.①③ C.①②④ D.①②③④
2.地球表面的纬度范围是,对其进行黄金分割,黄金分割点之间的部分是地球的舒适黄金地带,世界古文明的金字塔、巴比伦王国、三星堆以及玛雅文化也都诞生于此,那么黄金地带纬度的范围是:______~______(黄金比为)
3.一般地,我们把顶角为的等腰三角形称为“黄金三角形”,在“黄金三角形”中,底与腰的比为黄金比.
如图,在中,,.
(1)请仅用圆规在边上作出点D,E,使,均为黄金三角形,要求保留作图痕迹,不写作法;
(2)在(1)的基础上,求的值.
题型5.由平行判断成比例的线段
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
2.如图,在中,是上一点,交于点,的延长线交的延长线于点,,,则的长为______.
3.已知:如图,在的斜边上任取一点,过点分别作、的平行线,交于点,交于点.
(1)求证:;
(2)是否与平行?若能,此时与有什么关系?
题型6.由平行截线求相关线段的长或比值
1.如图,直线,直线和被,,所截,,,,则的长为( )
A. B.3 C.4 D.2
2.如图是一张书法练习纸,练习纸中的竖格线都平行,且相邻两条竖格线间的距离都相等,同一条直线上的三个点A、B、C都在竖格线上.若线段,则线段的长为__________.
3.如图,直线,分别交直线m于点A,B,C,交直线n于点D,E,F.
(1)若,,,求的长;
(2)若,,求的长.
✺课堂小练
一、单选题
1.已知,则的值是( )
A. B. C. D.
2.如果,那么下列比例式中成立的是( )
A. B. C. D.
3.如图,直线,直线m、n与这三条平行线分别交于点A、B、C和点D、E、F.若,,则的值为( )
A. B.4 C. D.
二、填空题
4.已知为成比例线段,其中,,,则_______ .
5.“黄金分割”给人以美感,它在建筑、艺术等领域有着广泛的应用.秦始皇陵兵马俑的眼睛到下巴的距离与头顶到下巴的距离之比约为,若如图所示的兵马俑头顶到下巴的距离为,则该兵马俑的眼睛到下巴的距离为______m.(结果保留根号)
6.如图,直线,已知,,,___________.
三、解答题
7.已知,满足,求、、的值.
8.已知线段、、满足,且.
(1)求a、b、c的值;
(2)若线段x是线段a、b的比例中项,求x的值.
9.如图,在中,点D为上一点,点P在上,过点P作交于点M,作交于点N.
(1)若点D是的中点,且,求的值;
(2)若点D是上任意一点,试证明:.
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专题11 比例线段、由平行线截得的比例线段同步培优讲义
✺知识框架
板块一:比例线段基础
基础概念:线段的比、比例线段、比例中项、黄金分割
核心性质:比例基本性质、合比性质、等比性质
基础应用:判断成比例线段、线段长度计算、黄金分割求值
板块二:由平行线截得的比例线段
核心定理:平行线分线段成比例基本事实
重要推论:三角形平行线分线段成比例推论
定理应用:线段求值、比例式证明、等分线段作图
✅本节核心为线段比例关系的建立与应用。先依托线段的比,梳理比例线段、比例中项、黄金分割的概念与比例三大性质;再借助平行线的几何特征,得出线段比例的通用定理与三角形推论。本节所有内容是初中几何比例计算、线段转化、相似题型解题的核心依据。
✺学习目标
1.理解线段的比与比例线段的定义,掌握比例基本性质,能够准确判别四条线段是否成比例。
2.掌握比例中项、黄金分割的概念,熟记黄金比近似值,熟练完成基础求值运算。
3.掌握平行线分线段成比例基本事实及三角形推论,明确定理适用条件,熟练识别几何基本模型。
4.灵活运用比例性质与平行线定理,完成线段求值、比例式变形与简单几何证明。
5.规范几何解题书写,精准识别平行线截线段模型,规避常见解题误区。
✺题型归纳
题型1.比例线段
题型2.比例的性质
题型3.成比例线段
题型4.黄金分割
题型5.由平行判断成比例的线段
题型6.由平行截线求相关线段的长或比值
题型7.课堂小练
✺知识清单
知识点一、比例线段
线段的比:在同一长度单位下,两条线段长度的比叫做这两条线段的比,记作或a∶b,其中a叫做比的前项,b叫做比的后项。
特别提醒:计算两条线段的比时,必须使用统一的长度单位。单位不统一时,要先换算再计算。线段的比是一个正数,没有单位。
比例线段:在四条线段a,b,c,d中,如果两条线段的比等于另外两条线段的比,即=(或a∶b=c∶d),那么这四条线段叫做成比例线段。简称比例线段。
特别提醒:比例线段是有顺序的,顺序改变含义也会改变;在比例式=中,a,d叫做比例外项,b,c叫做比例内项。若=,则b叫做a,c的比例中项。此时满足=ac.
知识点二、比例的性质
比例的基本性质:若=,则ad=bc;反过来,若ad=bc,则(b≠0,d≠0),则=
合比性质:若=,则=.
等比性质:若==…=,且b+d+…+n≠0,则=.
特别提醒:由比例基本性质可知,所有比例式都可以转化为等积式,反之,非零的等积式也可以转化为不同的比例式,变形时交叉相乘即可验证正确性。
▲合比性质可以推广,若=,则=(k为常数),推导的核心是在等式两边同时加或减常数k后整理得到。
知识点三、黄金分割
如果点P把线段AB分割成AP和PB(AP>PB)两段,其中AP是AB和PB的比例中项,即=AB·PB,就称点P把线段AB黄金分割,点P叫做线段AB的黄金分割点。一般来说,一条线段的黄金分割点有两个。
称为黄金分割数(简称黄金数),黄金分割数是一个无理数,在应用时取其近似值0.618
知识点四、平行线截得的比例线段
▲平行线分线段成比例定理
内容:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例。
推论:平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边的延长线),所得的对应线段成比例。
▲三角形中的特殊结论
平行于三角形一边,且与其他两边相交的直线,截得的三角形的三边与原三角形的三边对应成比例。
逆定理:如果一条直线截三角形的两边(或两边的延长线)所得的对应线段成比例,那么这条直线平行于三角形的第三边(可用于证明两直线平行)
✺题型精讲
题型1.比例线段
1.在地图上量得甲、乙两地的距离是,甲、乙两地的实际距离是,则该张地图的比例尺为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】解题关键是先统一长度单位.
【详解】解:,该地图比例尺为.
2.如图,已知点在的边和上,,,,,则________.
【答案】9
【详解】解:∵,,,,
∴,
∴,
∴.
3.如图所示,已知,且.求的长.
【答案】的长为
【分析】本题主要考查了比例线段的计算,熟练掌握线段的加减计算是解题的关键.
先利用可得,由可得,再根据即可求得的长.
【详解】解:∵,,
∴,
∵,
∴,
∵
∴,
∴.
题型2.比例的性质
1.对于线段和,若,则下列式子一定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据比例性质逐项判断即可.
【详解】解:∵,
∴设,(),
A选项:,,,错误;
B选项:,不一定为1,错误;
C选项:,错误;
D选项:,正确,符合题意.
2.若,则________.
【答案】
【分析】设比例系数,用表示和,代入所求分式化简即可得到结果.
【详解】解:设,其中,
∴ ,,
将,代入得:.
3.已知,求的值.
【答案】
【分析】本题考查比例的性质.
由比例关系设参数,代入代数式计算即可求解.
【详解】解:设,则,,,
.
故答案为:.
题型3.成比例线段
1.已知线段,,,为成比例线段,其中,,,则是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】按成比例线段的给定顺序列比例式计算的值即可.
【详解】解:∵,,,是成比例线段,
∴,
∵,,,
∴.
2.已知三条线段的长分别是,和,如果再加上一条线段,使这四条线段成比例,那么这条线段的长是________.
【答案】或或
【分析】分类讨论求出比例的值,分别计算即可.
【详解】解:设所求的线段是,根据题意得到,
,
解得.
,
解得.
,
解得.
3.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,,
.
题型4.黄金分割
1.宽与长的比是的矩形叫作黄金矩形,帕特农神庙正面轮廓视觉上非常接近黄金矩形,嵌套多层近似黄金矩形,如图,矩形截掉正方形后,剩余的矩形仍是黄金矩形,是,求的长度,设的长度是,根据题意,下列的方程中正确的是( )
①;②;③;④.
A.① B.①③ C.①②④ D.①②③④
【答案】D
【详解】解:设的长度是,
矩形是黄金矩形,是,
,即,故①正确;
,即,故④正确;
四边形是正方形,
,
,
矩形是黄金矩形,
,即,故②正确;
,
,故③正确;
故选:D.
2.地球表面的纬度范围是,对其进行黄金分割,黄金分割点之间的部分是地球的舒适黄金地带,世界古文明的金字塔、巴比伦王国、三星堆以及玛雅文化也都诞生于此,那么黄金地带纬度的范围是:______~______(黄金比为)
【答案】
【分析】根据黄金分割率,用,可得结论.
【详解】解:由题意得,,,
黄金地带纬度的范围是:.
3.一般地,我们把顶角为的等腰三角形称为“黄金三角形”,在“黄金三角形”中,底与腰的比为黄金比.
如图,在中,,.
(1)请仅用圆规在边上作出点D,E,使,均为黄金三角形,要求保留作图痕迹,不写作法;
(2)在(1)的基础上,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等边对等角可知,则分别以点B和点C为圆心,为半径画弧交于点D和点E,即可解答;
(2)连接,,根据“黄金三角形”的定义得到,,,可知为黄金三角形,根据“黄金三角形”的性质作答即可.
【详解】(1)解:略;
(2)解:如图,连接,.
由(1)知,,为黄金三角形,
∴,,
∴,,,
∴为黄金三角形,可得,
即,
∴.
题型5.由平行判断成比例的线段
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.
2.如图,在中,是上一点,交于点,的延长线交的延长线于点,,,则的长为______.
【答案】
【分析】本题考查了平行四边形的性质,平行线分线段成比例的性质,熟练掌握其性质是解题的关键.由平行四边形的性质可得,,设,则,,代入比例式中求解即可得解.
【详解】解:四边形为平行四边形,
,,
,,
,,
,
设,则,,
,,
,解得,
即.
故答案为:.
3.已知:如图,在的斜边上任取一点,过点分别作、的平行线,交于点,交于点.
(1)求证:;
(2)是否与平行?若能,此时与有什么关系?
【答案】(1)
证明:,
.
,
.
;
(2)能平行,
【分析】本题主要考查平行线分线段成比例,解题的关键是根据问题选择合适的比例式.
(1)由和分别写出对应的比例式,即可求解问题;
(2)假设,则,再根据和求得比例式,三个比例式综合考虑即可得到结果.
【详解】(1)略
(2)解:能平行.
若,则.
,
.
,
.
,即,
所以.
题型6.由平行截线求相关线段的长或比值
1.如图,直线,直线和被,,所截,,,,则的长为( )
A. B.3 C.4 D.2
【答案】A
【详解】解:∵直线,直线和被,,所截,
∴,
∵,,,
∴,
解得:.
2.如图是一张书法练习纸,练习纸中的竖格线都平行,且相邻两条竖格线间的距离都相等,同一条直线上的三个点A、B、C都在竖格线上.若线段,则线段的长为__________.
【答案】/厘米
【分析】根据平行线分线段成比例定理计算即可得出结果.
【详解】解:如图:
由题意可得,
∵相邻两条竖格线间的距离都相等,
∴,
∵,
∴.
3.如图,直线,分别交直线m于点A,B,C,交直线n于点D,E,F.
(1)若,,,求的长;
(2)若,,求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)(2)根据平行线分线段成比例定理进行求解即可.
【详解】(1)解:,
,
即,
;
(2)解:,
,
,
,
,
.
✺课堂小练
一、单选题
1.已知,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:
∴.
2.如果,那么下列比例式中成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据比例基本性质,内项之积等于外项之积,计算判断即可;
【详解】解:A.由,得,成立,符合要求;
B.由,得,不是,不成立,不符合要求;
C. 由,得,不是,不成立,不符合要求;
D. 由,得,不是,不成立,不符合要求;
3.如图,直线,直线m、n与这三条平行线分别交于点A、B、C和点D、E、F.若,,则的值为( )
A. B.4 C. D.
【答案】C
【分析】根据的长,用含的代数式表示出,再根据平行线分线段成比例定理即可列比例式方程,解出即可得的值.
【详解】解:如图,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
解得:,
经检验,是此方程的解,
∴的值为.
二、填空题
4.已知为成比例线段,其中,,,则_______ .
【答案】
【分析】本题考查成比例线段的定义,若按顺序为成比例线段,则满足,代入已知线段长度即可求解.
【详解】解:是成比例线段,
,
将,,代入得,
交叉相乘得,
解得.
5.“黄金分割”给人以美感,它在建筑、艺术等领域有着广泛的应用.秦始皇陵兵马俑的眼睛到下巴的距离与头顶到下巴的距离之比约为,若如图所示的兵马俑头顶到下巴的距离为,则该兵马俑的眼睛到下巴的距离为______m.(结果保留根号)
【答案】
【分析】根据比例关系列式计算即可.
【详解】解:设该兵马俑的眼睛到下巴的距离为,
由题意得,,
解得,
∴该兵马俑的眼睛到下巴的距离为.
6.如图,直线,已知,,,___________.
【答案】
【分析】此题考查平行线分线段成比例定理,能根据定理得出正确的比例式是解题的关键.根据平行线分线段成比例定理得出比例式,代入求出即可.
【详解】解:,
,
,,,
,
,
,
故答案为:.
三、解答题
7.已知,满足,求、、的值.
【答案】,,
【分析】设,则,,,求出的值,即可求出、、的值.
【详解】解:设,则,,,
∵,
∴,
解得,
∴,,.
8.已知线段、、满足,且.
(1)求a、b、c的值;
(2)若线段x是线段a、b的比例中项,求x的值.
【答案】(1);
(2).
【分析】本题考查了比例线段: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),
设,,,
又,
,
解得,
,,;
(2)是、的比例中项,
,
,
或(舍去),
即的值为.
9.如图,在中,点D为上一点,点P在上,过点P作交于点M,作交于点N.
(1)若点D是的中点,且,求的值;
(2)若点D是上任意一点,试证明:.
【答案】(1)
(2)证明:过点作交于,过点作交于,
,,
,,
又,,
,,
,,
,,
.
【分析】(1)过点作交于,结合平行线分线段成比例解得,,进而求解;
(2)过点作交于,过点作交于,由平行线分线段成比例解得,,,,进而得到,,即可求解.
【详解】(1)解:过点作交于,
,
,
,
点为中点,
,
点是中点,
,且,
,
,
点是中点,
.
(2)略
试卷第1页(共3页)
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