图形的相似和比例线段【学习目标】1、能通过生活中的实例认识图形的相似，能通过观察直观地判断两个图形是否相似；2、了解比例线段的概念及有关性质，探索相似图形的性质，知道两相似多边形的主要特征：对应角相等，对应边的比相等.明确相似比的含义；3、知道两个相似的平面图形之间的关系，会根据相似多边形的特征识别两个多边形是否相似，并会运用性质进行相关的计算，提高推理能力.【要点梳理】要点一、比例线段1．线段的比：如果选用同一长度单位量得两条线段a、b长度分别是m、n，那么就说这两条线段的比是a:b=m:n，或写成a mb n ．2．成比例线段：对于四条线段a、b、c、d，如果其中两条线段的比与另两条线段的比相等，如a:b=c:d，我们就说这四条线段是成比例线段，简称比例线段．3．比例的基本性质：（1）若a:b=c:d，则ad=bc；（2）若a:b=b:c，则2b =ac（b称为a、c的比例中项）．要点二、相似图形在数学上，我们把形状相同的图形称为相似图形(similar figures).要点诠释：(1) 相似图形就是指形状相同，但大小不一定相同的图形；(2) “全等”是“相似”的一种特殊情况，即当“形状相同”且“大小相同”时，两个图形是全等；要点三、相似多边形相似多边形的概念：如果两个多边形的对应角相等，对应边的比相等，我们就说它们是相似多边形．要点诠释：（1）相似多边形的定义既是判定方法，又是它的性质．（2）相似多边形对应边的比称为相似比．【典型例题】类型一、比例线段1. 下列四组线段中，成比例线段的有( )A．3cm、4cm、5cm、6cm B．4cm、8cm、3cm、5cmC．5cm、15cm、2cm、6cm D．8cm、4cm、1cm、3cm【答案】C.【解析】四个选项中只有，故选C.2. 求证：如果，那么.【答案】∵，在等式两边同加上1，∴，∴．【总结】比例有合比性质如果，；分比性质如果，a b c db d--=；更比性质如果，a bc d =.举一反三：1、判断下列线段a、b、c、d是否是成比例线段：(1)a=4，b=6，c=5，d=10；(2)a=2，b=，c=，d=．【答案】(1) ∵，，∴，∴线段a、b、c、d不是成比例线段．(2) ∵，，∴，∴线段a、b、c、d是成比例线段．2、已知线段a、b、c、d，满足a cb d=，求证：a c ab d b+=+.【答案】证明：设a cb d==k∴=,=a bk c dk∴+=+=(b+d)a c bk dk k∴+c(+)=== b+d+a kb d akb d b类型二、相似图形3. 指出下列各组图中，哪组肯定是相似形__________：(1)两个腰长不等的等腰三角形(2)两个半径不等的圆(3)两个面积不等的矩形(4)两个边长不等的正方形【答案】(2) (4).【解析】(1)等腰三角形的形状不一定相同，因此两个腰长不等的等腰三角形不一定相似；(3)中面积不等的两个矩形，虽然它们的边数相同，对应角相等，但对应边的比不一定相等，所以无法确定它们一定相似；(2)(4)中两个半径不等的圆与两个边长不等的正方形都是形状完全相同的图形，是相似形.举一反三：如图，左边是一个横放的长方形，右边的图形是把左边的长方形各边放大两倍，并竖立起来以后得到的，这两个图形是相似的吗？【答案】这两个图形是相似的，这两个图形形状是一样，对应线段的比都是1:2，虽然它们的摆放方法、位置不一样，但这并不会影响到它们相似性.类型三、相似多边形4. 如图，已知四边形相似于四边形，求四边形的周长.【答案】∵四边形相似于四边形∴，即∴∴四边形的周长.5. 如图，在矩形ABCD中，AB=2AD，线段EF=10，在EF上取一点M，分别以EM、MF 为一边作矩形EMNH、MFGN，使矩形MFGN与矩形ABCD相似.令MN=x，当x为何值时，矩形EMNH的面积S有最大值？最大值是多少？【答案】解：∵矩形MFGN与矩形ABCD相似当时，S有最大值，最大值为.举一反三：1、已知四边形与四边形相似，且.四边形的周长为26.求四边形的各边长.【答案】∵四边形与四边形相似，且.又∵四边形的周长为26即四边形的四边长为：.2、如图所示的相似四边形中，求未知边x、y的长度和角的大小.【答案】根据题意，两个四边形是相似形，得，解得.3、某小区有一块矩形草坪长20米，宽10米，沿着草坪四周要修一宽度相等的环形小路，使得小路内外边缘所成的矩形相似，你能做到吗？若能，求出这一宽度；若不能，说明理由.【答案】设小路宽为x米，则小路的外边缘围成的矩形的长为(20+2x)米，宽为(10+2x)米，将两个矩形的长与宽分别相比，得长的比为，而宽的比为，很明显，所以做不到.4、等腰梯形与等腰梯形相似，，求出的长及梯形各角的度数.【答案】∵等腰梯形与等腰梯形相似【巩固练习一】一．选择题1. 在比例尺为1︰1 000 000的地图上，相距3 cm的两地，它们的实际距离为（）A.3 kmB.30 kmC.300 kmD.3 000 km2. 下列四条线段中，不能成比例的是（）A.a＝2，b＝4，c＝3，d＝6B.a＝，b＝，c＝1，d＝C.a＝6，b＝4，c＝10，d＝5D.a＝，b＝2，c＝，d＝23. 下列命题正确的是( )A．所有的等腰三角形都相似B．所有的菱形都相似C．所有的矩形都相似D．所有的等腰直角三角形都相似4. 某学习小组在讨论“变化的鱼”时，知道大鱼与小鱼是相似图形，如图所示，则小鱼上的点(a，b)对应大鱼上的点( )A．(-2a，-2b) B．(-a，-2b) C．(-2b，-2a) D．(-2a，-b)5. 一个三角形三边的长分别为3，5，7，另一个与它相似的三角形的最长边是21，则此三角形其它两边的和是（ ）A ．19B ．17C ．24D ．21 6. .△ABC 与△A 1B 1C 1相似且相似比为，△A 1B 1C 1与△A 2B 2C 2相似且相似比为，则△ABC与△A 2B 2C 2的相似比为 ( ) A ．B ．C ．或D ．二. 填空题7. 两地实际距离为1 500 m ，图上距离为5 cm ，这张图的比例尺为_______. 8. 若，则________9．判定两个多边形相似的方法是：当两个多边形的对应边_______,对应角_______时，两个多边形相似. 10.已知2=,3x y 则_____,_____,______.x y x x y y x y x y+-===++ 11.两个三角形相似，其中一个三角形两个内角分别是40°，60°，则另一个三角形的最大角为______,最小角为____________.12. 如图：梯形ADFE 相似于梯形EFCB,若AD=3，BC=4，则______.AEBE=三 综合题 13. 已知357a b c ==，求23a b ca c+-+的值.14. 如图，依次连接一个正方形各边的中点所形成的四边形与正方形相似吗？若相似，求出相似比；若不相似，说明理由.15. 市场上供应的某种纸有如下特征：每次对折后，所得的长方形均和原长方形相似，则纸张(矩形)的长与宽应满足什么条件？【答案与解析】 一、选择题 1．【答案】B ．【解析】图上距离︰实际距离＝比例尺． 2．【答案】C ．【解析】求出最大与最小的两数的积，以及余下两数的积，看所得积是否相等来鉴别它们是否成比例． 3．【答案】 D 4．【答案】 A【解析】 由图可知，小鱼和大鱼的相似比为1：2，若将小鱼放大1倍，则小鱼和大鱼关于原点对称.5．【答案】C【解析】相似三角形对应边的比相等 6．【答案】A【解析】 相似比AB ︰A 1B 1=，A 1B 1︰A 2B 2=，计算出AB ︰A 2B 2.二、填空题7.【答案】.1：30 000【解析】比例尺=图上距离︰实际距离. 8.【答案】【解析】由可得，故填.9.【答案】成比例；相等. 10.【答案】521,,.355-【解析】提示：设2.3,.x k y k ==即可得11.【答案】80°，40°.12.【答案】【解析】因为梯形ADFE 相似于梯形EFCB ，所以AD EFEF BC=,即EF=所以2AE AD BE EF === 三、 解答题 13.【解析】设357a b c ===k 则=3,=5,=7a k b k c k ∴23a b c a c +-+=3+10-213+7k k k k k =4-514.【解析】要探究正方形是否与四边形相似，需知道四边形是否是正方形，若是正方形，则两正方形一定相似，若不是正方形，则不相似，因为所有的正方形都是相似的. 设正方形的边长为，由题意可知，同理 由，可得同理45°，，四边形是正方形∴正方形与正方形相似，即两正方形的相似比是.15.【解析】如图，为了方便分析可先画出草图，根据题意知两个矩形的长边之比应等于短边之比.设矩形的长为，宽为，由相似多边形的特征得:a b .【巩固练习二】 一．选择题1. 在比例尺为1︰1 000 000的地图上，相距3cm 的两地，它们的实际距离为( ) A ．3 km B ．30 km C ．300 km D ．3 000 km2. 已知线段a 、b 、c 、d 满足=ab cd 把它改写成比例式，其中错误的是（ ） A.::b c d a = B.::a b c d = C.::c b a d = D.::a c d b =3. 已知△ABC 的三边长分别为6cm 、7.5cm 、9cm ，△DEF 的一边长为4cm ，当△DEF 的另两边的长是下列哪一组时，这两个三角形相似( )A ．2cm ，3cmB ．4cm ，5cmC ．5cm ，6cmD ．6cm ，7cm 4.△ABC 与△A 1B 1C 1相似且相似比为，△A 1B 1C 1与△A 2B 2C 2相似且相似比为，则△ABC与△A 2B 2C 2的相似比为 ( ) A ．B ．C ．或D ．5.下列两个图形：① 两个等腰三角形；② 两个直角三角形；③ 两个正方形；④ 两个矩形；⑤ 两个菱形；⑥ 两个正五边形.其中一定相似的有（ ） A. 2组 B. 3组 C. 4组 D. 5组6.一个钢筋三角架三边长分别是20cm ，50cm ，60cm ，现要做一个与其相似的三角架，只有长30cm ，50cm 的两根钢筋，要求以其中一根为一边，从另一根截下两段（允许有余料）做为其他两边，则不同的截法有（ ）A.一种B.两种C.三种D.四种 二. 填空题 7. 小明有一张的地图，他想绘制一幅较小的地图，若新地图宽为30cm ，则新地图长为_________cm. 8. △ABC 的三条边长分别为、2、，△A′B′C′的两边长分别为1和，且△ABC 与△A′B′C′相似，那么△A′B′C′的第三边长为____________ 9． 如图：梯形ADFE 相似于梯形EFCB,若AD=3，BC=4，则______.AEBE=10.已知若-3=,=____;4x y xy y则若5-4=0,x y则x:y=___.11.如图：AB:BC=________,AB:CD=_________,BC:DE=________,AC:CD=__________,CD:DE=________ .12. 用一个放大镜看一个四边形ABCD，若四边形的边长被放大为原来的10倍，下列结论①放大后的∠B是原来∠B的10倍；②两个四边形的对应边相等；③两个四边形的对应角相等，则正确的有 .三．综合题13.如果a b c dkb c d a c d a b d a b c====++++++++，一次函数y kx m=+经过点（-1,2），求此一次函数解析式.14. 如图，在矩形ABCD中，AB=2AD，线段EF=10，在EF上取一点M，分别以EM、MF为一边作矩形EMNH、MFGN，使矩形MFGN与矩形ABCD相似.令MN=x，当x为何值时，矩形EMNH的面积S有最大值？最大值是多少？15. 从一个矩形中剪去一个尽可能大的正方形，如图所示，若剩下的矩形与原矩形相似，求原矩形的长与宽的比.【答案与解析】一、选择题1.【答案】B【解析】图上距离︰实际距离=1：1 000 000.2.【答案】B3．【答案】C【解析】 设△DEF 的另两边的长分别为xcm ，ycm ，因为△ABC 与△DEF 相似，所以有下列几种情况：当时，解得； 当时，解得； 当时，解得；所以选C.4．【答案】A【解析】 相似比AB ︰A 1B 1=，A 1B 1︰A 2B 2=，计算出AB ︰A 2B 2. 5．【答案】A【解析】只有两个正方形和正五边形相似.6．【答案】B二、填空题7.【答案】40.【解析】提示：两地图形状相同，是相似形，所以它们对应边的比相等8.【答案】【解析】提示：△A′B′C′已知两边之比为1：，在△ABC 中找出两边、，它们长度之比也为1︰，根据相似三角形对应边的对应关系，求出相似比.9.【答案】 2.【解析】因为梯形ADFE 相似于梯形EFCB ，所以AD EF EF BC ,即EF=所以AE AD BE EF === 10.【答案】74;.4511.【答案】1:3;1:2;1:2;2:1;1:3.12.【答案】 ③三、解答题13.【解析】∵a b c d k b c d a c d a b d a b c====++++++++ ∴+1=+1=+1=+1=+1++++++++ca b c d k b c d a c d a b d a b ∴++++++++++++====+1++++++++ca b c d a b c d a b c d a b c d k b c d a c d a b d a b 则分两种情况：（1）+++=0a b c d ，即+1=0k ,=-1k(2)++=++=++=++b c d a c d a b d a b c ,即===,a b c d 1=3k 则所以当=-1k ，过点（-1,2）时，=-+1y x当1=3k ，过点（-1,2）时，17=+33y x .14.【解析】∵矩形MFGN 与矩形ABCD 相似当时，S 有最大值，为.15.【解析】根据矩形相似的性质找出相应的解析式求解.设原矩形的长为x ，宽为y ，则剩下矩形的长为y ，宽为x-y由题意，得令则，.又，∴原矩形的长与宽之比为.。