全等三角形是相似三角形的相似比等于1的特殊情況,從全等到相似是 認(rèn)識上的一個巨大飛躍,不但認(rèn)識形式上有質(zhì)的變化.而且思維方式也產(chǎn)生突變,相等是全等三角形的主旋律,在相似形的問題中出現(xiàn)的線段間的關(guān)系比全等形中的等量關(guān)系復(fù)雜,不僅有比例式,還有等積式、平方式、線段乘積的和、差、線段比的和差等.
通過尋找(或構(gòu)造)相似三角形,用以計算或論證的方法,我們稱為相似三角形法,在線段長度的計算、角相等的證明、比例線段的證明等方面有廣泛的應(yīng)用,是幾何學(xué)中應(yīng)用最廣泛的方法之一.
熟悉以下形如“A型”、“X型”“子母型”等相似三角形.
例題求解
【例1】如圖,△ABC中,∠ABC=60’°,點P是△ABC內(nèi)一點,使得∠APB=∠BPC=∠CPA,且PA=8,PC=6,則PB= .
(全國初中數(shù)學(xué)競賽題)
思路點撥 PA、PB、PC分別是△ABP、△BCP的邊,從判定這兩個三角形的關(guān)系入手.
注 相似是幾何中的一個概念,但相似性不僅表現(xiàn)在事物的幾何形態(tài)上,而且還體現(xiàn)在事物的功能、結(jié)構(gòu)、原理上.
類比推理也貫穿在物理學(xué)的全部發(fā)展過程中,著名物理學(xué)家麥克斯韋曾說:“借助類比,我試圖以便利的形式提出研究電現(xiàn)象所必須的數(shù)學(xué)手段和公式.”
在新事物面前,人們往往習(xí)慣于把它們與原有的、熟 知的事物相比.這里蘊含的思想方法就是類比.
【例2】 a、b、c分別是△ABC的三邊的長,且 ,則它的內(nèi)角∠A、∠B的關(guān)系是( )
A.∠B>2∠A B.∠B=2∠A C.∠B<2∠A D.不確定
(全國初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽試題)
思路點撥 先化簡已知等式,根據(jù)所得等式構(gòu)造相應(yīng)線段,通過全等或相似尋找角的關(guān)系.
【例3】 如圖,在△ABC中,AB=AC,AD是中線,P是AD上一點,過C作CF∥AB,延長BP交AC于E,交CF于F.求證:BP2=PE×PF
(吉林省中考題)
思路點撥 由于BP、PE、PF在同一條直線上,所以必須通過作輔助線尋找等線段來轉(zhuǎn)化問題.
【例4】 如圖,在矩形ABCD中,E為AD的中點,EF⊥EC交AB于F,連結(jié)FC(AB>AE) .
(1)△AEF與△EFC是否相似,若相似,證明你的結(jié)論,若不相似,請說明理由;
(2)設(shè) ,是否存在這樣的 值,使△AEF與△BFC相似?若存在,證明你的結(jié)論并求出 的值:若不存在,說明理由.
(重慶市中考題)
思路點撥 本例是一道存在性探索問題,對于(2),假設(shè)存在,則Rt△AEF與Rt△BFC中有一對銳角相等,怎樣由邊的比值得出角的關(guān)系?不妨從特殊角入手,逆推求出 的值.
【例5】 如圖,△ABC和△AlBlC1均為正三角形,BC和B1C1的中點均為D.求證:AA1⊥CC1.
(重慶市競賽題)
思路點撥 作出等邊三角形最基本的輔助線,并延長AAl交CCl于E,尋找相似三角形,證明∠A=90°.
注 比例 線段(或等積式的)證明是幾何問題中的常見題型.基本證法有:
(1)從相似三角形入手;
(2)利用平行截割定理.
有時需根據(jù)要證明的式子,過恰當(dāng)?shù)狞c作平行線,在具體證明過程中,常常要作等線段代換、等比代抉或等積代換,以促使問題的轉(zhuǎn)化.
將問題置于幾何問題的背景中探索,要綜合運用幾何代數(shù)知識,多角度思考嘗試,需要注意的是,若題目沒有指出具體的對應(yīng)關(guān)系,結(jié)論常常具有不確定性,需要分類討論.
學(xué)力訓(xùn)練
1.如圖,由邊長為1的25個小正方形組成的正方形網(wǎng)格上有一個△ABC,在網(wǎng)格上,畫出一個與△ABC相似且面積最大的△A1BlC1,使它的三個頂點都落在小正方形的頂點上,則△A1BlC1的面積是 . (泰州市中考題)
2.如圖,在△ABC中,AB=15cm,AC=12cm,AD是∠BAC的外角平分線,DE∥AB交AC的延長線于點C,那么CE= cm. (重慶市中考題)
3.如圖,正方形ABCD的邊長為2,AE=BE,MN=1,線段MN的兩端點在CB、CD上滑動,當(dāng)CM= 時,△AED與以M、N、C為頂點的三角 形相似.
(桂林市中考題)
4.如圖,在正方形ABCD中,E是BC的中點,F(xiàn)是CD上一點,AE⊥EF,有下列結(jié)論:①∠BAE=30°;②CE2=AB×CF;③CF= CD;④△ABE∽△AEF.其中正確結(jié)論的序號是 . (黃岡市中考題)
5.如圖,在△ABC中,∠BAC=90°,D是BC中點,AE⊥AD交CB延長線于點E,則結(jié)論正確的是( )
A .△AEDt∽△ACD B.△AEB∽△ACD C.△BAE∽△ACE D.△AEC∽△DAC
(江蘇省競賽題)
6.如圖,梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90°,對角線AC⊥BD于P,若 ,
則 的值是( )
A. B. C. D. (2000年紹興市中考題)
7.如圖,將△ADE繞正方形ABCD的頂點A順時針旋轉(zhuǎn)90°,得△ABF,連結(jié)EF交AB于H,則下列結(jié)論錯誤的是( )
A.AE⊥AF B. EF:AF= C.AF2=FH×FE D.
(黑龍江省中考題)
8.如圖,在等邊△ABC中,P為BC上一點,D為AC上一點,且∠APD=60°,BP=1,CD= ,則△ABC的邊長為( )
A.3 B.4 C.5 D. 6 (黑龍江省中考題)
9.已知:正方形的邊長為1
(1)如圖①,可以算出一個正方形的對角線長為 ,求兩個正方形并排拼成的矩形的對角線 長,并猜想出n個正方形并排拼成的矩形的對角線長.
(2)根據(jù)圖②,求證:△BCK∽△BED.
(3)由圖③,在下列所給的三 個結(jié)論中,選出一個正確的結(jié)論加以證明:
①∠BEC+∠BDE=45°;②∠BEC+∠BED=45°;③∠BEC+∠DFE=45°.
10.如圖,在△ABC中,BA=BC=20cm,AC=30cm,點P從A點出發(fā),沿AB以每秒4?的速度向點B運動;同時點Q從C點出發(fā),沿CA以每秒3?的速度向A點運動,設(shè)運動的時間為x.
(1)當(dāng)x為何值時,PQ∥BC?
(2)當(dāng) 時,求 的值;
(3)△APQ能否與△C QB相似?若能,求出AP的長;若不能,請說明理由.
(金華市中考題)
11.如圖,設(shè)P是等邊△ABC的一邊BC上的任意一點,連結(jié)AP,它的垂直平分線交AB、AC于M、N兩點,求證:BP×PC=BM×CN. (安徽省競賽題)
12.已知平行四邊形ABCD中,過點B的直線順次與AC、AD及CD的延長線相交于點E、
F、G,若BE=5,EF=2,則FG的長是 . ( “弘晟杯”上海市競賽題)
13.如圖,ABCD是正方形,E、F是AB、BC的中點,連結(jié)CC交DB、DF于G、H,則EG:GH:= . (重慶市競賽題)
14.如圖,在梯形ABCD中,AB∥CD,AB
15.已知一個梯形被一條對角線分成兩個相似三角形,如果兩腰的比為 ,那么兩底的比為( )
A. B. C. D. (江蘇省競賽題)
16.如圖,若PA=PB,∠APB=2∠ACB,AC與PB交于點D,且PB=4,PD=3,則AD×DC等于( )
A.6 B.7 C. 12 D.16
(TI杯全國初中數(shù)學(xué)競賽試題)
17.如圖,在△ABC中,D是邊AC上一點,下面4種情況中,△ABD∽△ACB不一定成立的情況是( )
A.AD×BC=AB×BD B.AB2=AD×AC C.∠ABD=∠ACB D.AB×BC=AC×BD
(全國初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽題)
18.如圖,正方形ABCD中,M為AD中點,以M為頂點作∠BMN=∠MBC,MN交CD于N,求證:DN=2NC.
19.如圖,梯形ABCD中,AB∥CD,AB>CD,K、M分別是 AD、BC上的點,已知∠DAM=∠CBK,求證:∠DMA=∠CKB. (“祖沖之杯”邀請賽試題)
20.如圖,△ABC中,∠ACB=2∠ABC,求證:AB2=AC2+AC×BC.
21.如圖,AB是等腰直角三角形的斜邊,若點M在邊AC上,點N在邊BC上,沿直線MN將△MCN翻折,使點C落在AB上,設(shè)其落點為點P.
(1)當(dāng)點P是邊AB的中點時,求證: ;
(2)當(dāng)點P不是邊AB的中點時, 是否仍然成立?請證明你的結(jié)論.
(2001年北京市宣武區(qū)中考題)
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