内容正文:
7.1 相似多边形(3)
——位似
戴泽初中 · 范和景
公安人员在侦破案件中,有时会从一枚指纹来确定罪犯的身份,最终破案.借助放大镜可以将它放大,保持形状不变.再如微型胶卷所拍摄的照片就是把实物缩小形状不变.
生活中如何将一个图形放大或缩小?
情境引入
我们用计算机处理图片时,可以根据需要,把图片按比例放大或缩小.
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如图,在图片按比例放大或缩小的过程中,将图片的轮廓看作矩形,可以发现这些矩形有一个顶点重合于点A, 其他对应顶点分别共线,连线都经过点A,且矩形的对应边成比例.
情境引入
活动1 操作(1):如图(1),已知点 O 和 △ABC.连接 OA、OB、OC,分别在线段 OA、OB、OC 的反向延长线上取点 A′、B′、C′,使
,画 △A′B′C′.
画法:反向延长 OA 至 A′,使 OA′=2OA;同法作出 B′、C′,顺次连接 A′B′、B′C′、C′A′,△A′B′C′ 就是所求的图形.
方法引领
活动1 操作(2):在图(2)中,连接 OC、OD,分别在线段 OA、OB、OC、OD 上取点 A′、B′、C′、D′,使
,画四边形 A′B′C′D′.
画法:在 OA、OB、OC、OD 上分别截取线段的一半,使 OA′=1/2 OA……顺次连接 A′B′、B′C′、C′D′、D′A′,四边形 A′B′C′D′ 就是所求.
方法引领
分别在OA、OB、OC的反向延长线上取点A′、B′、C′,使
,画△A′B′C′.
活动2 已知点O和△ABC.
方法引领
B
.
A
C
O
A′
B′
C′
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如图,连接OC、OD,分别在线段OA、OB、OC、OD上取
点A'、B'、C'、D',使
画四边形A'B'C'D'.
活动2 已知点O和四边形ABCD.
方法引领
自主构建
利用位似可以按所给相似比把一个图形________或________.
放大 缩小
位似(变换)的作用
在上面两个图形中,都有 两个多边形的对应顶点 A 与 A′、B 与 B′……的连线(或连线的延长线)都经过同一点 O,我们称像这样的两个多边形位似(homothetic), 对应顶点连线(或连线的延长线)的公共点叫作位似中心.
观察图像结合定义你能归纳出位似形的性质吗?
位似形的性质:
(3)对应边互相平行(或在同一直线上)
自主构建
(2)各对对应顶点到位似中心的距离的比值相等.
(1)各对对应顶点所在的直线都经过同一点;
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例1 .尺规作图:如图,已知点 O 和 △ABC.以点 O 为位似中心
作 △A′B′C′,
作法:① 连接 OA、OB、OC,并分别作它们的反向延长线;
② 在射线 AO 的延长线上用圆规连续截取 3 段 OA,得点 A′,使 OA′=3OA;同法得 B′、C′;
③ 顺次连接 A′B′、B′C′、C′A′.△A′B′C′ 就是所求的图形.
使其与 △ABC 位似,且
互动体验
例2 .如图,在平面直角坐标系中,△OAB 的顶点坐标分别为 O(0,0)、A(5,4)、B(3,0),分别将点 A、B 的横坐标、纵坐标都乘 2,得到相应的点 A′、B′.
(1)画 △OA′B′;(2)△OA′B′ 与 △OAB 是位似形吗?为什么?
解:(1)A′(10,8)、B′(6,0),在图中描出 A′、B′ 并连线即可.
(2)是位似形.
∵ OA′/OA=OB′/OB=2,且 AA′、BB′
的连线都经过点 O,
∴ △OA′B′ 与 △OAB 位似.
互动体验
1.如图,以点 O 为位似中心,把 △ABC 放大到原来的 2 倍得到 △A′B′C′.以下说法中错误的是( )
A.∠A=∠A′ B.点 C、O、C′ 三点在同一条直线上 C.AO∶AA′=1∶2 D.AB∥A′B′
提示:同侧时
AA′=OA′-OA=OA,
AO∶AA′=1∶1;
异侧时
AA′=3OA,AO∶AA′=1∶3.
C
互动体验
互动体验
2.用作位似图形的方法,可以将一个图形放大或缩小,
位似中心( )
A.只能选在原图形的外部 B.只能选在原图形的内部
C.只能选在原图形的边上 D.可以选择任意位置
D
3.如图,以 CD 的中点 O 为位似中心,按比例尺 2∶1,把矩形 ABCD 缩小为矩形 A′B′C′D′(使得对应点在位似中心同侧).
答:分别取 OA、OB、OC、OD 的中点
A′、B′、C′、D′,顺次连接即可,
此时 A′B′=1/2 AB,C′D′=1/2 CD.
4.在平面直角坐标系中,已知点 E(-4,2)、F(-1,-1).以原点 O 为位似中心,把 △EFO 放大,使得放大前后对应线段的比为 1∶2,则点 E 的对应点 E′ 的坐标为 .
提示:(×2 或 ×(-2),同侧、异侧各一解)
(-8,4)或(8,-4)
互动体验
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5.在所给平面直角坐标系中描点、画图:
(1)画出点A(-4,0)、B(2,-2)、C(4,2)、D(-2,4)、E(-4,2),并用线段顺次连接上述各点;
(2)以(-2,0)为位似中心,按比例尺 2∶1 将(1)中的图形缩小,并写出变化后各点的坐标.
提示:P1=(-2,0)+1/2·(x+2,y)
(各点横、纵坐标的一半),
解:缩小后各点(与原图形同侧):
A1(-3,0)B1(0,-1)
C1(1,1)D1(-2,2) E1(-3,1)
第五步:过P点作PQ⊥BC于点Q.四边形PQMN即为所求作的正方形.
6.在给定的锐角△ABC中,求作一个正方形PQMN,使Q、M落在BC上,N、P分别落在AC、AB边上,作法如下:
第一步:画出一个有3个顶点落在△ABC两边上的正方形P′Q′M′N′ ;
第二步:连结BN′ ,并延长交AC于点N′;
第三步:过N′点作MN⊥BC交BC于点M;
第四步:过N点作PN∥BC交AB于点P;
(1)请根据以上步骤作图;
(2)上述所求作的四边形 PQMN是正方形吗?为什么?
能力提升
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6.在给定的锐角△ABC中,求作一个正方形PQMN,使Q、M落在BC上,N、P分别落在AC、AB边上,作法如下:
(2)上述所求作的四边形 PQMN是正方形吗?为什么?
能力提升
证明:∵PQ⊥BC,MN⊥BC,
∴PQ∥MN;
且对应顶点的连线 BP、BQ、BM、BN 都经过点 B,
对应边 P′Q′∥PQ、Q′M′ 与 QM 共线、M′N′∥MN、N′P′∥NP,
∴ 四边形 PQMN 与 P′Q′M′N′ 位似(位似中心为 B), 对应边成比例,
∴ PQ=QM;又各角均为 90°,
∴ 四边形 PQMN 为正方形.
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智慧建构
通过这节课的学习,你有什么收获?
位似概念
对应顶点的连线(或延长线)交于同一点,且对应点到位似中心的距离之比相等.
位似性质
对应边平行(或在同一条直线上);对应点的连线都经过位似中心;
利用位似可以按所给相似比把一个图形放大或缩小.
坐标规律
以原点 O 为位似中心、位似比为 k:对应点的坐标为(kx,ky)或(-kx,-ky).
1.如图,在直角坐标系中,△OAB 的顶点为O(0,0)、A(4,3)、B(3,0).以点O为位似中心,在第三象限内作与△OAB 位似的图形△OCD,且 OD:OB=1:3,则点 C 的坐标为 .
,-1)
补充习题
2.如图,在平面直角坐标系中,正方形 ABCD 与正方形 BEFG 是以原点 O 为位似中心的位似图形,且 .点 A、B、E 在 x 轴上,若正方形 BEFG 的边长为 6,则 C 点坐标为________.
(3,2)
补充习题
3.在平面直角坐标系中.
(1)取横坐标、纵坐标都是整数的四个点,画出以这四个点为顶点的四边形ABCD.
(2)以坐标原点为位似中心,把四边形ABCD按相似比2:1放大,得四边形A'B'C'D';
(3)四边形A'B'C'D'的顶点坐标与四边形ABCD的顶点坐标有怎样的数量关系?
补充习题
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