内容正文:
第28章 相似三角形
28.3 相似多边形
(第1课时)相似多边形的定义与应用
年 级:九年级上册 学 科:数学(沪教版)
情境引入
照片怎样放大
观察:两张长方形照片分别为和,对应边怎样变化?
比较:两组对应边的比都为,各角仍是直角。
问题:三角形以外的图形,怎样判断形状相同?
新知讲授
相似三角形的启示
旧知:相似三角形的对应角相等,对应边成比例。
拓展:对边数相同的多边形,也要明确各顶点的对应。
思考:多边形增加了边和角,判定时能否少查一个条件?
新知讲授
相似多边形的定义
定义
对两个边数相同的多边形,如果将一个多边形的顶点与另一个多边形的顶点依次对应,使得对应角相等,对应边成比例,那么称这两个多边形相似.
读懂条件
先确定依次对应的顶点,再同时检查角与边。
注意
边数相同是讨论这一定义的前提。
新知讲授
顶点、角与边的对应
图中两个四边形相似,依次对应。写出、、、的对应边。
答:。
两端点分别对应,得到对应边。
例如的端点分别对应。
方法:先连起对应顶点的顺序。
注意:不能只按图上的长短或位置配边。
新知讲授
相似比
定义
两个相似多边形的对应边的比值叫作这两个多边形的相似比.
表达
。
顺序
交换两个多边形的先后顺序,相似比变为原来的倒数。
新知讲授
相似与全等
关系
当两个相似多边形是全等形时,它们的相似比等于;反过来,当两个相似多边形的相似比等于时,这两个多边形是全等形.
特殊情形
相似三角形是相似多边形的特殊情形.
理解
相似允许大小变化;相似比为时大小也相同。
新知讲授
定义中的两项检查
检查角
四边形需核对四组对应角。
检查边
四组对应边要按同一方向列比,并检查比值是否相同。
一起使用
角相等与边成比例两项条件缺一不可。
归纳
先排顶点,再查角边,最后写出相似比。
例题讲解
例 1
四边形与四边形相似,点与、点与、点与、点与分别是对应顶点。已知,,,,,,。求边、的长和的度数。
答:。
先求。
。
方法:用一组已知对应边确定相似比。
注意:本页先求AB,其余两项接着讲。
例题讲解
例 1
四边形与四边形相似,点与、点与、点与、点与分别是对应顶点。已知,,,,,,。求边、的长和的度数。
答:。
由,
得。
方法:小图边长等于大图对应边长乘2/3。
注意:相似比的方向要与列式方向一致。
例题讲解
例 1
四边形与四边形相似,点与、点与、点与、点与分别是对应顶点。已知,,,,,,。求边、的长和的度数。
答:。
。
相似多边形的对应角相等,所以。
方法:先用四边形内角和求出缺角。
注意:边长按比例变化,角度保持相等。
方法总结
对应边与对应角的求法
方法1 求边长
① 先找一组已知的对应边,计算相似比。
② 将未知边放在同一方向的比例式中。
方法2 求角度
① 先利用原多边形的内角和求缺角。
② 依据对应顶点,把角度传到另一个图形。
例题讲解
变式
变式:同时求边与角
两个四边形依次对应且相似。大图与小图的相似比为,大图一边长,小图另一边长;大图三个内角分别为。求小图第一条对应边、大图第二条对应边和小图第四个角。
答:;;。
解
小图第一边为,大图第二边为。
第四个角为。
方法:分别处理长度比例与角度相等。
注意:角度不能也乘相似比。
新知讲授
思考:只有对应角相等
四个内角都对应相等的两个四边形一定相似吗?为什么?
答:不一定。
长方形的四个角都为。
长宽分别为和时,对应边不成比例。
方法:用具体反例检验“一定”。
注意:角相等不能代替边成比例。
新知讲授
思考:只有对应边成比例
如果两个四边形的边依次对应成比例,那么它们一定相似吗?为什么?
答:不一定。
正方形和锐角为的菱形,四边都可以等长。
它们的对应角不全相等,因此不相似。
方法:用等边但角不同的图形作反例。
注意:三角形的三边判定不能直接套用。
新知讲授
三角形与四边形的区别
三角形
三边对应成比例,可以判定两个三角形相似。
四边形
四边对应成比例,还不能排除角度发生改变。
使用定义
对多边形,检查对应角相等和对应边成比例。
新知讲授
判断:相似条件是否完整
(1)任意两个正方形都相似。
√
四角相等,四组对应边的比值相同。
(2)任意两个长方形都相似。
×
还需检查长与宽的比例。
(3)两个相似四边形的相似比为1时,它们全等。
√
对应边相等且对应角相等。
(4)对应角相等就能判定两个五边形相似。
×
还需检查对应边成比例。
方法:判定时逐项核对定义。
注意:边数相同本身不足以判定相似。
例题讲解
方格中的缩放
把一个边长为格的正方形缩小,使新图与原图的相似比为。新图边长应取几格?
答:格。
每条对应边都乘。
四个角保持为直角,所得两个正方形相似。
方法:先明确新图与原图的比。
注意:缩放时不能只改变一条边。
方法总结
判定与方格作图的方法
方法1 用定义判相似
① 排出两个多边形的对应顶点。
② 核对各对应角及所有对应边的比。
方法2 按相似比作图
① 统一缩放各条对应边的长度。
② 检查各角及顶点连接顺序没有改变。
课堂练习
练习1
已知四边形与四边形相似,并且点与、点与、点与、点与分别是对应顶点,其中的长分别为cm、cm、cm、cm,的长为cm。求的长。
答:cm,cm,cm。
解
新图与原图的相似比为。
依次求得、、。
方法:同一相似比可用于全部对应边。
注意:结果按题目要求的边顺序书写。
课堂练习
练习2
如图,画出四边形的一个相似图形,使得它与原四边形的相似比为。
答:红色四边形是一种画法。
原图从到,向右格、向上格。
新图相应取向右格、向上格,其余顶点同样缩小一半。
方法:数横向和纵向的格数,再按比例取点。
注意:新图的位置可以不同,形状应保持。
课堂练习
练习2
如图,画出四边形的一个相似图形,使得它与原四边形的相似比为。
答:新图与原图的相似比为。
各对应边的水平、竖直分量均缩小一半。
四组对应角相等,各对应边长均为原来的。
方法:作图后检查角和边的对应。
注意:不能仅凭图形看起来小了一半。
课堂练习
练习3
如图,四边形(2)与四边形(3)中哪一个与四边形(1)相似?说明理由。
答:四边形(3)与(1)相似。
将图(1)缩小为原来的,再旋转,可与图(3)重合。
它们的对应角相等,对应边成比例。
方法:允许旋转后比较对应关系。
注意:位置和朝向不同不影响相似。
课堂练习
练习3
如图,四边形(2)与四边形(3)中哪一个与四边形(1)相似?说明理由。
答:四边形(2)与(1)不相似。
两图上方边长之比为。
下方边长之比为,与不相等。
方法:在方格中用勾股定理求斜边。
注意:外形接近不等于满足相似定义。
课堂练习
课堂练习的检查要点
配边
由顶点顺序确定对应边,列比方向一致。
求角
利用对应角相等,必要时先用内角和。
作图
所有长度采用同一个缩放比例。
辨图
旋转后仍可相似;形似还须检验条件。
课堂总结
相似多边形
定义
边数相同,顶点依次对应
对应角相等,对应边成比例
相似比
对应边长度的比值
交换顺序,比值互为倒数
求边与角
边长用比例式
角度用相等与内角和
辨认与作图
同时检查角和边
按同一比例改变各边
特别提醒:只有角相等或只有边成比例,都不足以判定两个四边形相似。
针对训练
训练1 选择:长方形相似
与长、宽的长方形相似的是( )。
A. 长9,宽6
B. 长5,宽4
C. 长8,宽4
D. 长6,宽5
答:A。
解
原长方形的长宽比为。
只有,且长方形对应角都相等。
方法:先按长边、短边确定对应关系。
注意:不能只比较面积。
针对训练
训练2 判断并改正
(1)两个边数不同的多边形也满足本节的相似定义。
×
定义要求边数相同。
(2)相似比为2时,对应角也扩大为2倍。
×
对应角保持相等。
(3)全等多边形一定相似。
√
对应边比值为1,对应角相等。
(4)两个相似多边形交换顺序,相似比不变。
×
一般变为原比值的倒数。
方法:区分角度、长度和图形顺序。
注意:相似比始终为正数。
针对训练
训练3 填表:相似比的方向
已知甲、乙两个多边形相似,补全下表。
甲与乙之比
乙与甲之比
交换比较顺序,各对应边的分子、分母互换。
两个方向的比值之积等于。
方法:明确“谁与谁的比”。
注意:比值为1时,两个方向才相同。
方法总结
基础辨析的方法
方法1 检查角与边
① 逐项列出对应角相等的条件。
② 再核对全部对应边是否具有相同比值。
方法2 检查比的方向
① 先写出两个图形的先后顺序。
② 交换顺序时取倒数,不改变角度。
针对训练
训练4 填空:对应边成比例
两个五边形依次对应且相似,小图与大图的相似比为。大图三条边分别长,求小图对应三边的长。
答:。
解
分别计算、、。
得到的三组对应边之比都为。
方法:每条对应边都乘同一个相似比。
注意:不要只缩放第一条边。
针对训练
训练5 计算:对应边与对应角
两个四边形依次对应且相似,小图一边长,大图对应边长。若小图另一边长,且三个内角为,求大图第二条对应边和第四个角。
答:;。
解
大图与小图的相似比为,对应边为。
第四个角为。
方法:边长求比例,角度求内角和。
注意:边长的单位一致后再求比。
针对训练
训练6 说理:周长相等是否足够
两个长方形的长宽分别为与。它们的周长都为,是否相似?说明理由。
答:不相似。
四个对应角虽然相等,但。
对应边不成比例,不能满足相似定义。
方法:检验定义,不能用周长替代条件。
注意:同周长不表示同形状。
方法总结
求量与反例的方法
方法1 求边求角分开做
① 根据一组对应边确定相似比。
② 对应角直接相等,不乘相似比。
方法2 寻找反例
① 用熟悉的长方形、菱形检验命题。
② 指出不满足的那一项定义条件。
针对训练
训练7 说明理由:菱形的比较
一个菱形的锐角为,另一个菱形的锐角为。即使两图四边都分别成比例,它们是否相似?
答:不相似。
第一图的内角为。
第二图的内角为,找不到相等的对应角。
方法:边比满足后仍要检查对应角。
注意:菱形不一定与任意菱形相似。
针对训练
训练8 求参数:补足相似条件
两个四边形的内角依次对应相等。第一图四边依次为,第二图四边依次为。当为何值时,这两个四边形相似?
答:。
解
已知三组对应边的比均为。
须有,所以。
方法:先由已知对应边确定统一比值。
注意:要同时满足全部边的比例。
针对训练
训练9 作图:按比例放大
方格边长为1。将图中四边形放大,使新图与原图的相似比为,画出一种结果。
答:红色四边形符合要求。
原图横向或竖直格数分别变为。
按原顶点顺序连线,并检查各对应角。
方法:用格数表示长度,再按同一比例放大。
注意:转折点也要按正确顺序对应。
方法总结
补条件与作图的方法
方法1 补足缺少的边比
① 利用已知边求出统一比例。
② 列出未知边与其对应边的比。
方法2 在方格中作相似图
① 把横向、竖直移动的格数同倍改变。
② 连接后同时检查角度与边长比。
针对训练
训练10 综合:反向求相似比
甲、乙两个五边形依次对应且相似,甲的一条边长,乙对应边长。乙另一条边长。求乙与甲的相似比及甲的第二条对应边长。
答:;。
解
乙与甲的比为。
设甲的第二条边长,则,得。
方法:先写明比较顺序,再列比例。
注意:求原图边长时要除以新图与原图的比。
针对训练
训练11 应用:照片等比例放大
一张长cm、宽cm的照片要等比例放大。(1)新照片宽为cm时,长应为多少?(2)若改成cm×cm的版式,是否仍与原照片相似?
答:第(1)问:长应为cm。
新照片与原照片的比为。
所求长为cm。
方法:以已经确定的宽求放大比例。
注意:长、宽必须使用同一比例。
针对训练
训练11 应用:检查照片版式
一张长cm、宽cm的照片要等比例放大。(1)新照片宽为cm时,长应为多少?(2)若改成cm×cm的版式,是否仍与原照片相似?
答:第(2)问:不相似。
长的比为。
宽的比为,两个比不同。
方法:分别检查横向和纵向缩放比例。
注意:只拉长或只拉宽会改变形状。
针对训练
训练12 应用:制作五边形图案
一个正五边形图案的边长为cm。制作与它相似、边长为cm的模板。(1)求模板与原图的相似比;(2)沿模板边缘粘一圈彩线,至少需要多长彩线?
答:;cm。
对应边的比为。
正五边形有五条等长边,彩线长cm。
方法:先求边长比例,再按图形边数求总长。
注意:“一圈”包括所有五条边。
方法总结
实际问题中的相似方法
方法1 等比例制作
① 确认制作前后的对应边和单位。
② 用已知边的比统一计算其他边。
方法2 检查实际方案
① 同时检查尺寸比例与形状条件。
② 按题意计算总长,并写清单位。
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