内容正文:
第28章 相似三角形
28.2 相似三角形
(第3课时)相似三角形的判定应用
年 级:九年级上册 学 科:数学(沪教版)
情境引入
一条乘积等式,怎样变成几何条件
已知正线段满足。把它改写为连接与的比例式。
答:。
两边同时除以正数。
这个比例可联系两组夹着公共角的边。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
新知讲授
本课的证明路线
角的目标
先寻找能产生等角的相似三角形。
乘积的目标
先把乘积等式改写为对应边比例。
选判定
两角、两边及夹角、三边,依据已知条件选择。
结束时
检查所证的角或线段是否就是题目所求。
例题讲解
例 3
如图,已知:点分别在线段和上,,是与的交点。求证:。
答:选择与。
由已知,。
两组边的夹角均为。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
例题讲解
例 3
如图,已知:点分别在线段和上,,是与的交点。求证:。
答:,故。
两边对应成比例,夹角公共。
对应角给出。
由共线关系改写为含的角。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
例题讲解
例 3
如图,已知:点分别在线段和上,,是与的交点。求证:。
答:。
。
,为对顶角。
比较的第三个角。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
例题讲解
例 3
如图,已知:点分别在线段和上,,是与的交点。求证:。
答:也可利用等角的补角相等。
相似给出。
与互补。
与互补,故相等。
方法:相似的对应角可通过邻补角转成目标角。
注意:先确认三点共线和射线的方向。
例题讲解
变式
例 3
,,且。求并判断是否在边内部。
答:;,在内部。
。
解得,再与整边比较。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
例题讲解
变式
例 3
已知。与对应的角是什么?写出与对应边的比例。
答:;。
对应顺序为。
因此,点角对应点角。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
新知讲授
直角三角形中作斜边上的高
图形:在中,,。
得到:图中有三个直角三角形。
寻找等角:公共锐角与同角的余角相等,可用于两角判定。
例题讲解
例 4
如图,已知:在中,,是边上的高。求证:。
答:目标可改写为。
目标同时出现。
分别观察两个小直角三角形。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
例题讲解
例 4
如图,已知:在中,,是边上的高。求证:。
答:。
。
。
所以,由两角判定相似。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
例题讲解
例 4
如图,已知:在中,,是边上的高。求证:。
答:。
由,得。
交叉相乘,得到所证等式。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
例题讲解
思考:证明第一条直角边关系
如图,已知:在中,,是边上的高。求证:。尝试证明。
答:。
,公共。
,故。
交叉相乘,得。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
例题讲解
思考:证明第二条直角边关系
如图,已知:在中,,是边上的高。求证:。尝试证明。
答:。
,公共。
,故。
交叉相乘,得。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
例题讲解
思考:由两条关系推出勾股定理
如图,已知:在中,,是边上的高。求证:。由及推出勾股定理。
答:。
两式相加,提取公因式。
。
因为,所以结论成立。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
新知讲授
三条关系分别对应哪条线段
斜边上的高::高是斜边两部分的比例中项。
直角边AC::与靠近的那一段对应。
直角边BC::与靠近的那一段对应。
注意:这些关系都建立在直角三角形及斜边上的高这一条件上。
例题讲解
示例:由斜边两部分求高
,,。求。
答:。
。
线段长为正,所以。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
例题讲解
示例:同时求两条直角边
,,。求。
答:,。
。
;。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
例题讲解
变式
示例变式:已知两条直角边
,,。求。
答:。
先用勾股定理得。
,。
。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
例题讲解
辨析
辨析:关系式要放回图形检查
(1)只要,就有。
×
还须原三角形在处为直角。
(2)应等于。
×
对应的是靠近的。
(3)求得后,线段。
√
线段长度取正值。
方法:逐条核对判定所需的全部条件。
注意:不能由图形外观代替已知条件。
课堂练习
练习1
如图,已知:。求证:。
答:,故。
已知恰为三组对应边成比例。
从两相等角中减去公共角。
得到。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
课堂练习
练习1
如图,已知:。求证:。
答:,故。
由比例得。
结合,用两边及夹角判定。
对应角相等,得到所证结论。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
课堂练习
练习2
如图,已知:在中,,,平分交于点。(1)求证:;(2)求的长。
答:,。
等腰三角形两底角相等。
。
角平分线把分成两个。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
课堂练习
练习2
如图,已知:在中,,,平分交于点。(1)求证:;(2)求的长。
答:。
。
。
用两角判定,对应。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
课堂练习
练习2
如图,已知:在中,,,平分交于点。(1)求证:;(2)求的长。
答:设,则,。
中,故。
中,故。
因此。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
课堂练习
练习2
如图,已知:在中,,,平分交于点。(1)求证:;(2)求的长。
答:。
由相似,,即。
整理得。
舍去负根,。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
新知讲授
黄金三角形中的比例
角度结构:顶角、底角的等腰三角形,角平分线产生相似的小三角形。
长度结构:当腰长为时,底边长为。
检验:所得底边长在与之间,与一致。
课堂总结
相似判定
推理应用
乘积变比例
先确定要比较的两个三角形
公共角补足夹角条件
角的转化
对应角、对顶角
内角和、邻补角
直角三角形
一条斜边高形成三个相似三角形
由边比推出平方关系
黄金三角形
36°、72°、72°
相似关系建立一元二次方程
特别提醒:平方关系须明确直角与斜边高,不能脱离图形套用。
针对训练
训练1 填空:改写比例
正线段满足。填写,使两组三角形边对应。
答:。
解
两边除以。
检验交叉相乘后能否回到原式。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
针对训练
训练2 判断与纠错
(1)乘积相等能改写成比例,但分母不能为。
√
线段长度为正可合法作除法。
(2)相似结论可以不写对应顺序。
×
错误顺序会导致边比错误。
(3)直角三角形的任意一条高都满足。
×
这里必须是斜边上的高。
方法:逐条核对判定所需的全部条件。
注意:不能由图形外观代替已知条件。
针对训练
训练3 计算:比例中项
,,。求。
答:。
。
线段长取正,。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
方法总结
从目标选择关系
方法1 乘积目标
① 先把乘积等式改写成比例。
② 比例中四条边帮助定位三角形。
方法2 平方目标
① 确认图中是否有斜边上的高。
② 用相似推导相应的平方关系。
针对训练
训练4 计算:高与一段斜边
,,。求。
答:。
,得。
。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
针对训练
训练5 计算:由直角边求射影
,,。求。
答:。
。
。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
针对训练
训练6 证明:两条直角边的平方比
,。证明。
答:。
,。
两式相除,约去共同正因子。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
方法总结
同一图中的多种数量关系
方法1 先求整边
① 已知两段时先相加。
② 已知直角边时先考虑勾股定理。
方法2 使用商的关系
① 把两个平方关系分别写出。
② 相除前检查公共因子非零。
针对训练
训练7 综合:已知斜边上的分点
,,。求。
答:。
。
,。
。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
针对训练
训练8 证明:等腰与高
,,且。证明。
答:。
,。
由,得。
两边长均正,故。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
针对训练
训练9 综合:黄金三角形的放大
,。求等腰三角形的底边长。
答:。
该三角形与腰长为1的黄金三角形由AA相似。
对应边放大4倍,。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
方法总结
等长与特殊角的作用
方法1 等长推出对称结论
① 比较两个含相同整边的平方关系。
② 由平方相等及正值推出长度相等。
方法2 特殊角引入相似
① 先算等腰三角形两底角。
② 角平分线常产生另一组相同角。
针对训练
训练10 开放题:构造一组整数长度
在直角三角形中,为斜边高。请给出一组正整数,满足,并验证。
答:例如。
。
取即可。
方法:先找对应顶点,再写比例式。
注意:每个等号都要有已知条件或定理作依据。
针对训练
训练11 应用:屋架中的竖直支杆
一个屋架截面为直角三角形,屋顶处为直角,横梁水平,支杆垂直横梁。米,米。求支杆长度。
答:米。
确认是直角三角形斜边上的高。
。
方法:把支杆识别为斜边上的高。
注意:屋顶夹角为90°是使用关系的关键条件。
针对训练
训练12 应用:垂直支撑测量
一块直角三角形展示板,斜边长分米,一条直角边长分米。从直角顶点向斜边安装垂直支撑。求支撑长度及垂足分成的两段长度。
答:两段为分米;支撑长分米。
先求。
。
。
方法:先求射影,再用高的平方关系。
注意:对应到6分米直角边的是同端的斜边一段。
方法总结
实际支撑问题的建模
方法1 确认直角位置
① 找到作为斜边的底梁或边框。
② 支杆必须垂直该斜边。
方法2 选择计算次序
① 优先求已知直角边对应的射影。
② 再求余段,最后求高的正值。
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