8 相似三角形常见的图形DB (4) 添加辅助线:若上述方法还不能奏效的话,可以考虑添加辅助线(通常是添加平行线)构成比例.以上步骤可以不断的重复使用,直到被证结论证出为止.注:添加辅助平行线是获得成比例线段和相似三角形的重要途径。
平面直角坐标系中通常是作垂线(即得平行线)构造相似三角形或比例线段。
(5)比例问题:常用处理方法是将“一份”看着k;对于等比问题,常用处理办法是设“公比”为k。
(6).对于复杂的几何图形,通常采用将部分需要的图形(或基本图形)“分离”出来的办法处理。
知识点12 相似多边形的性质(1)相似多边形周长比,对应对角线的比都等于相似比.(2)相似多边形中对应三角形相似,相似比等于相似多边形的相似比.(3)相似多边形面积比等于相似比的平方.注意:相似多边形问题往往要转化成相似三角形问题去解决,因此,熟练掌握相似三角形知识是基础和关键.知识点13 位似图形有关的概念与性质及作法1. 如果两个图形不仅是相似图形,而且每组对应顶点的连线都交于一点,那么这样的两个图形叫做位似图形.2. 这个点叫做位似中心,这时的相似比又称为位似比.注:(1)位似图形是相似图形的特例,位似图形不仅相似,而且对应顶点的连线相交于一点.(2)位似图形一定是相似图形,但相似图形不一定是位似图形.(3)位似图形的对应边互相平行或共线.3.位似图形的性质:位似图形上任意一对对应点到位似中心的距离之比等于相似比.注:位似图形具有相似图形的所有性质.4. 画位似图形的一般步骤:(1)确定位似中心(位似中心可以是平面中任意一点)(2)分别连接原图形中的关键点和位似中心,并延长(或截取).(3)根据已知的位似比,确定所画位似图形中关键点的位置.(4)顺次连结上述得到的关键点,即可得到一个放大或缩小的图形. ①②③④⑤注:①位似中心可以是平面内任意一点,该点可在图形内,或在图形外,或在图形上(图形边上或顶点上)。
②外位似:位似中心在连接两个对应点的线段之外,称为“外位似”(即同向位似图形)③内位似:位似中心在连接两个对应点的线段上,称为“内位似”(即反向位似图形)(5)在平面直角坐标系中,如果位似变换是以原点O为位似中心,相似比为k(k>0),原图形上点的坐标为(x,y),那么同向位似图形对应点的坐标为(kx,ky), 反向位似图形对应点的坐标为(-kx,-ky),经典例题透析类型一、相似三角形的概念 1.判断对错: (1)两个直角三角形一定相似吗?为什么? (2)两个等腰三角形一定相似吗?为什么? (3)两个等腰直角三角形一定相似吗?为什么? (4)两个等边三角形一定相似吗?为什么? (5)两个全等三角形一定相似吗?为什么? 思路点拨:要说明两个三角形相似,要同时满足对应角相等,对应边成比例.要说明不相似,则只要否定其中的一个条件. 解:(1)不一定相似.反例 直角三角形只确定一个直角,其他的两对角可能相等,也可能不相等.所以直角三角形不一定相似. (2)不一定相似.反例 等腰三角形中只有两边相等,而底边不固定.因此两个等腰三角形中有两边对应成比例,两底边的比不一定等于对应腰的比,所以等腰三角形不一定相似. (3)一定相似. 在直角三角形ABC与直角三角形A′B′C′中 设AB=a,A′B′=b,则BC=a,B′C′=b,AC=a,A′C′=b ∴ ∴ABC∽A′B′C′ (4)一定相似. 因为等边三角形各边都相等,各角都等于60度,所以两个等边三角形对应角相等,对应边成比例,因此两个等边三角形一定相似. (5)一定相似. 全等三角形对应角相等,对应边相等,所以对应边比为1,所以全等三角形一定相似,且相似比为1. 举一反三 【变式1】两个相似比为1的相似三角形全等吗? 解析:全等.因为这两个三角形相似,所以对应角相等.又相似比为1,所以对应边相等. 因此这两个三角形全等. 总结升华:由上可知,在特殊的三角形中,有的相似,有的不一定相似. (1)两个直角三角形,两个等腰三角形不一定相似. (2)两个等腰直角三角形,两个等边三角形一定相似. (3)两个全等三角形一定相似,且相似比为1;相似比为1的两个相似三角形全等. 【变式2】下列能够相似的一组三角形为( )A.所有的直角三角形B.所有的等腰三角形C.所有的等腰直角三角形D.所有的一边和这边上的高相等的三角形 解析:根据相似三角形的概念,判定三角形是否相似,一定要满足三个角对应相等,三条对应边的比相等.而A中只有一组直角相等,其他的角是否对应相等不可知;B中什么条件都不满足;D中只有一条对应边的比相等;C中所有三角形都是由90°、45°、45°角组成的三角形,且对应边的比也相等.答案选C.类型二、相似三角形的判定 2.如图所示,已知中,E为AB延长线上的一点,AB=3BE,DE与BC相交于F,请找出图中各对相似三角形,并求出相应的相似比. 思路点拨:由可知AB∥CD,AD∥BC,再根据平行线找相似三角形. 解:∵四边形ABCD是平行四边形, ∴ AB∥CD,AD∥BC, ∴△BEF∽△CDF,△BEF∽△AED. ∴△BEF∽△CDF∽△AED. ∴当△BEF∽△CDF时,相似比;当△BEF∽△AED时,相似比; 当△CDF∽△AED时,相似比. 总结升华:本题中△BEF、△CDF、△AED都相似,共构成三对相似三角形.求相似比不仅要找准对应边,还需注意两个三角形的先后次序,若次序颠倒,则相似比成为原来的倒数. 3.已知在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=10,BC=6.在Rt△EDF中,∠F=90°,DF=3,EF=4,则△ABC 和△EDF相似吗?为什么? 思路点拨:已知△ABC和△EDF都是直角三角形,且已知两边长,所以可利用勾股定理分别求出第三边AC和DE,再看三边是否对应成比例. 解:在Rt△ABC中,AB=10,BC=6,∠C=90°. 由勾股定理得. 在Rt△DEF中,DF=3,EF=4,∠F=90°. 由勾股定理,得. 在△ABC和△EDF中,,,, ∴, ∴△ABC∽△EDF(三边对应成比例,两三角形相似). 总结升华: (1)本题易错为只看3,6,4,10四条线段不成比例就判定两三角形不相似.利用三边判定两三角形相 似,应看三角形的三边是否对应成比例,而不是两边. (2)本题也可以只求出AC的长,利用两组对应边的比相等,且夹角相等,判定两三角形相似. 4.如图所示,点D在△ABC的边AB上,满足怎样的条件时,△ACD与△ABC相似?试分别加以列举. 思路点拨:此题属于探索问题,由相似三角形的识别方法可知,△ACD与△ABC已有公共角∠A,要使此两个三角形相似,可根据相似三角形的识别方法寻找一个条件即可. 解:当满足以下三个条件之一时,△ACD∽△ABC. 条件一:∠1=∠B. 条件二:∠2=∠ACB. 条件三:,即. 总结升华:本题的探索钥匙是相似三角形的识别方法.在探索两个三角形相似时,用分析法,可先假设△ACD∽△ABC,然后寻找两个三角形中边的关系或角的关系即可.本题易错为出现条件四:.不符合条件“最小化”原则,因为条件三能使问题成立,所以出现条件四是错误的. 举一反三 【变式1】已知:如图正方形ABCD中,P是BC上的点,且BP=3PC,Q是CD的中点. 求证:△ADQ∽△QCP.思路点拨:因△ADQ与△QCP是直角三角形,虽有相等的直角,但不知AQ与PQ是否垂直,所以不能用两个角对应相等判定.而四边形ABCD是正方形,Q是CD中点,而BP=3PC,所以可用对应边成比例夹角相等的方法来判定.具体证明过程如下: 证明:在正方形ABCD中,∵Q是CD的中点,∴=2 ∵=3,∴=4 又∵BC=2DQ,∴=2 在△ADQ和△QCP中,=,∠C=∠D=90°, ∴△ADQ∽△QCP. 【变式2】如图,弦和弦相交于内一点,求证:. 思路点拨:题目中求证的是等积式,我们可以转化为比例式,从而找到应证哪两个三角形相似.同时圆当中同弧或等弧所对的圆周角相等要会灵活应用. 证明:连接,. 在 ∴∽ ∴. 【变式3】已知:如图,AD是△ABC的高,E、F分别是AB、AC的中点. 求证:△DFE∽△ABC. 思路点拨:EF为△ABC的中位线,EF=BC,又DE和DF都是直角三角形斜边上的中线,DE=AB,DF=AC.因此考虑用三边对应成比例的两个三角形相似. 证明:在Rt△ABD中,DE为斜边AB上的中线, ∴ DE=AB, 即 =. 同理 =. ∵ EF为△ABC的中位线, ∴ EF=BC, 即 =. ∴ ==. ∴ △DFE∽△ABC. 总结升华:本题证明方法较多,可先证∠EDF=∠EDA+∠ADF=∠EAD+∠FAD=∠BAC,再证夹这个角的两边成比例,即=,也可证明∠FED=∠EDB=∠B,同理∠EFD=∠FDC=∠C,都可以证出△DEF∽△ABC.类型三、相似三角形的性质 5.△ABC∽△DEF,若△ABC的边长分别为5cm、6cm、7cm,而4cm是△DEF中一边的长度,你能求出△DEF的另外两边的长度吗?试说明理由. 思路点拨:因没有说明长4cm的线段是△DEF的最大边或最小边,因此需分三种情况进行讨论. 解:设另两边长是xcm,ycm,且x<y. (1)当△DEF中长4cm线段与△ABC中长5cm线段是对应边时,有, 从而x=cm,y=cm. (2)当△DEF中长4cm线段与△ABC中长6cm线段是对应边时,有, 从而x=cm,y=cm. (3)当△DEF中长4cm线段与△ABC中长7cm线段是对应边时,有, 从而x=cm,y=cm. 综上所述,△DEF的另外两边的长度应是cm,cm或cm,cm或cm,cm三种可能. 总结升华:一定要深刻理解“对应”,若题中没有给出图形,要特别注意是否有图形的分类. 6.如图所示,已知△ABC中,AD是高,矩形EFGH内接于△ABC中,且长边FG在BC上,矩形相邻两边的比为1:2,若BC=30cm,AD=10cm.求矩形EFGH的面积. 思路点拨:利用已知条件及相似三角形的判定方法及性质求出矩形的长和宽,从而求出矩形的面积. 解:∵四边形EFGH是矩形,∴ EH∥BC, ∴△AEH∽△ABC. ∵ AD⊥BC,∴ AD⊥EH,MD=EF. ∵矩形两邻边之比为1:2,设EF=xcm,则EH=2xcm. 由相似三角形对应高的比等于相似比,得, ∴,∴,. ∴ EF=6cm,EH=12cm. ∴. 总结升华:解决有关三角形的内接矩形、内接正方形的计算问题,经常利用相似三角形“对应高的比等于相似比”和“面积比等于相似比的平方”的性质,若图中没有高可以先作出高. 举一反三 【变式1】△ABC中,DE∥BC,M为DE中点,CM交AB于N,若,求. 解:∵DE∥BC ,∴△ADE∽△ABC ∴ ∵M为DE中点,∴ ∵DM∥BC ,∴△NDM∽△NBC ∴ ∴=1:2. 总结升华:图中有两个“”字形,已知线段AD与AB的比和要求的线段ND与NB的比分别在这两个“”字形,利用M为DE中点的条件将条件由一个“”字形转化到另一个“”字形,从而解决问题.类型四、相似三角形的应用 7.如图,我们想要测量河两岸相对应两点A、B之间的距离(即河宽) ,你有什么方法? 方案1:如上左图,构造全等三角形,测量CD,得到AB=CD,得到河宽. 方案2: 思路点拨:这是一道测量河宽的实际问题,还可以借用相似三角形的对应边的比相等,比例式中四条线段,测出了三条线段的长,必能求出第四条. 如上右图,先从B点出发与AB成90°角方向走50m到O处立一标杆,然后方向不变,继续向前走10m到C处,在C处转90°,沿CD方向再走17m到达D处,使得A、O、D在同一条直线上.那么A、B之间的距离是多少? 解:∵AB⊥BC,CD⊥BC ∴∠ABO=∠DCO=90° 又∵∠AOB=∠DOC ∴△AOB∽△DOC ∴ ∵BO=50m,CO=10m,CD=17m ∴AB=85m 答:河宽为85m. 总结升华:方案2利用了“”型基本图形,实际上测量河宽有很多方法,可以用“”型基本图形,借助相似;也可用等腰三角形等等. 举一反三 【变式1】如图:小明欲测量一座古塔的高度,他站在该塔的影子上前后移动,直到他本身影子的顶端正好与塔的影子的顶端重叠,此时他距离该塔18 m,已知小明的身高是1.6 m,他的影长是2 m. (1)图中△ABC与△ADE是否相似?为什么? (2)求古塔的高度. 解:(1)△ABC∽△ADE. ∵BC⊥AE,DE⊥AE ∴∠ACB=∠AED=90° ∵∠A=∠A ∴△ABC∽△ADE (2)由(1)得△ABC∽△ADE ∴ ∵AC=2m,AE=2+18=20m,BC=1.6m ∴ ∴DE=16m 答:古塔的高度为16m. 【变式2】已知:如图,阳光通过窗口照射到室内,在地面上留下1.5m宽的亮区DE.亮区一边到窗下的墙脚距离CE=1.2m,窗口高AB=1.8m,求窗口底边离地面的高BC? 思路点拨:光线AD//BE,作EF⊥DC交AD于F.则,利用边的比例关系求出BC. 解:作EF⊥DC交AD于F.因为AD∥BE,所以又因为, 所以,所以. 因为AB∥EF,AD∥BE,所以四边形ABEF是平行四边形,所以EF=AB=1.8m. 所以m.类型五、相似三角形的周长与面积 8.已知:如图,在△ABC与△CAD中,DA∥BC,CD与AB相交于E点,且AE︰EB=1︰2,EF∥BC 交AC于F点,△ADE的面积为1,求△BCE和△AEF的面积. 思路点拨:利用△ADE∽△BCE,以及其他有关的已知条件,可以求出△BCE的面积.△ABC的边AB上的高也是△BCE的高,根据AB︰BE=3︰2,可求出△ABC的面积.最后利用△AEF∽△ABC,可求出△AEF 的面积. 解:∵ DA∥BC, ∴ △ADE∽△BCE. ∴ S△ADE︰S△BCE=AE2︰BE2. ∵ AE︰BE=1︰2, ∴ S△ADE︰S△BCE=1︰4. ∵ S△ADE=1, ∴ S△BCE=4. ∵ S△ABC︰S△BCE=AB︰BE=3︰2, ∴ S△ABC=6. ∵ EF∥BC, ∴ △AEF∽△ABC. ∵ AE︰AB=1︰3, ∴ S△AEF︰S△ABC=AE2︰AB2=1︰9. ∴ S△AEF==. 总结升华:注意,同底(或等底)三角形的面积比等于这底上的高的比;同高(或等高)三角形的面积比等于对应底边的比.当两个三角形相似时,它们的面积比等于对应线段比的平方,即相似比的平方. 举一反三 【变式1】有同一三角形地块的甲、乙两地图,比例尺分别为1∶200和1∶500,求:甲地图与乙地图的相似比和面积比. 解:设原地块为△ABC,地块在甲图上为△A1B1C1,在乙图上为△A2B2C2. ∴△ABC∽△A1B1C1∽△A2B2C2 且,, ∴, ∴. 【变式2】如图,已知:△ABC中,AB=5,BC=3,AC=4,PQ//AB,P点在AC上(与点A、C不重合),Q点在BC上. (1)当△PQC的面积与四边形PABQ的面积相等时,求CP的长; (2)当△PQC的周长与四边形PABQ的周长相等时,求CP的长; 解:(1)∵S△PQC=S四边形PABQ ∴S△PQC:S△ABC=1:2 ∵PQ∥AB,∴△PQC∽△ABC ∴S△PQC:S△ABC=(CP:CA)2=1:2 ∴CP2=42×,∴CP=. (2)∵S△PQC的周长与四边形PABQ的周长相等, ∴PC+CQ=PA+AB+QB=(△ABC的周长)=6 ∵PQ∥AB,∴△PQC∽△ABC ∴,即: 解得,CP=类型六、综合探究 9.如图,AB∥CD,∠A=90°,AB=2,AD=5,P是AD上一动点(不与A、D重合),PE⊥BP,P为垂足,PE交DC于点E, (1)设AP=x,DE=y,求y与x之间的函数关系式,并指出x的取值范围; (2)请你探索在点P运动的过程中,四边形ABED能否构成矩形?如果能,求出AP的长;如果不能,请说 明理由. 解:(1)∵AB∥CD ,∴∠A+∠D=180° ∵∠A=90°,∴∠D=90°,∴∠A=∠D 又∵PE⊥BP ,∴∠APB+∠DPE=90°, 又∠APB+∠ABP=90°,∴∠ABP=∠DPE, ∴△ABP∽△DPE ∴,即 ∴ (2)欲使四边形ABED为矩形,只需DE=AB=2,即,解得 ∵,∵均符合题意,故AP=1或 4. 总结升华: (1)求以线段长为变量的两个函数间的关系时,常常将未知线段和已知线段作为三角形的边,利用相似 三角形的知识解决. (2)解决第(2)小问时要充分挖掘运动变化过程中点的特殊位置,再转化为具体的数值,通过建立方程 解决,体现了数形结合的思想. 10.如图,在△ABC中,BC=2,BC边上的高AD=1,P是BC上任意一点,PE∥AB交AC于E,PF∥AC交AB于F. (1)设BP=,△PEF的面积为,求与的函数解析式和的取值范围; (2)当P在BC边上什么位置时,值最大.∴,∴∴,∴∴∴.(2)∴当时,即边的中点时,值最大出发,以cm/st=a CM=a=CD点评:此题考查了相似三角形的判定与性质、正方形的性质、矩形的性质、全等三角形的判定与性质以及勾股定理等知识.此题综合性较强,难度较大,注意掌握辅助线的作法,注意数形结合思想的应用.23. (本小题满分9分)如图12-1,在梯形ABCD中,已知AD∥BC,∠B=90°,AB=7,AD=9,BC=12,在线段BC上任取一点E,连结DE,作EF DE,交直线AB于点F.(1) 若点F与B重合,求CE的长;(3分)(2) 若点F在线段AB上,且AF=CE,求CE的长;(4分)(3) 设CE=x,BF=y,写出y关于x的函数关系式(直接写出结果即可).(2分)24.(本小题满分9分)如图11,在直角梯形ABCD中,已知AD∥BC,AB=3,AD=1,BC=6,∠A=∠B=90°. 设动点P、Q、R在梯形的边上,始终构成以P为直角顶点的等腰直角三角形,且△PQR的一边与梯形ABCD的两底边平行.(1) 当点P在AB边上时,在图中画出一个符合条件的△PQR (不必说明画法);(2) 当点P在BC边或CD边上时,求BP的长.23.(本小题满分8分)如图7,已知四边形ABCD、AEFG均为正方形,∠BAG=α(0°<α<180°).(1) (6分) 求证:BE=DG,且BE⊥DG;(2) (2分) 设正方形ABCD、AEFG的边长分别是3和2,线段BD、DE、EG、GB所围成封闭图形的面积为S.当α变化时,指出S的最大值及相应的α值.(直接写出结果,不必说明理由)图7。