例說「相似」中分類技巧

2023-02-09 09:30:06 字數 4662 閱讀 7570

1、例說「相似」中分類技巧 2、捕捉圖形運動中的「相似」

3、相似三角形中的「光與影」 4、物理中的「相似三角形」

5、相似三角形好題放送 6、「相似三角形」的實際應用

在我們的幾何題目中,有許多問題需要分類討論,常因不會分類、分類不確切或討論不全面發生漏解。只有全面掌握基礎知識和經過嚴密思考,找準解題的切入點,才能使得出的結論不重複、不遺漏。下面就相似形三角形中的幾個問題加以說明。

例1. △abc中,ab=8,ac=6,點d在ac上且ad=2,如果要在ab上找一點e,使△ade與原三角形相似,那麼ae

【分析】要使所得△ade與原三角形相似,由於沒有指明相似的對應關係,因此①當過d作de∥cb交ab於e時,有△aed∽△abc;②當作∠ade=∠b交ab於e時,有△ade∽△abc;所以應分這兩種情況.

解:①如圖1,當de∥cb時,則△aed∽△abc,

∴,即;

∴ae=.

②如圖2,作∠ade=∠b交ab於e時,則△ade∽△abc,

∴,即;

∴ae=.

綜合①、②故ae=或.

例2. 小明想要做兩個形狀相同的三角形框架,其中乙個三角形框架的三邊長分別為8、10、14,另乙個三角形框架的一邊長為4,那麼他應怎樣選料,才可使這兩個三角形相似。

【分析】由於另乙個三角形只知一邊為4,但沒說這一邊是最長的,還是最短的,即沒有具體說明對應關係,因此應分三種情形來討論.

解:設另兩邊分別為、且<.則

當4為短邊時,則有==,解得:=5,=7;

當4為較短邊時,則有==,解得:=3.2,=5.6;

當4為長邊時,則有==,解得:=,=;

所以框架另兩邊長可選5、7,或3.2、5.6,或、。

例3.如圖3,已知點是邊長為4的正方形內一點,且pb=3,bf⊥bp,垂足是b.請在射線bf上找一點m,使以點b、m、c為頂點的三角形與△abp相似(請注意:全等圖形是相似圖形的特例).

圖3【分析】由於對應點沒有確定,所以需分類討論。

解:(1)若△mbc∽△abp,則需在射線bf上擷取線段bm=,鏈結mc,

∵ bf⊥bp,ab⊥bc, ∴ ∠abp=∠cbm,

∴ △mbc∽△abp.

(2)若△cbm∽△abp,則需在射線bf上擷取線段bm=bp=3,鏈結mc,

ab=bc=4,∠abp=∠cb m,bp=bm=3,

∴ △cb m≌△abp.

∴在射線bf上取bm=或bm=3時,m,m都為符合條件的.

總之,分類討論問題既是中考熱點又是考生易錯點,克服方法是解題時常提醒自己:「是否還有其它情況呢?」切記!

2、捕捉圖形運動中的「相似」

讓圖形中的點、線或部分圖形動起來,隨之引起圖形的整體或區域性運動變化,在運動變化過程中,我們若能捕捉某些圖形存在的相似那一瞬間,是一件十分有趣而又有意義的事。下面來兩道反映『圖形運動與相似』的題目:

一、善於抓住圖形變化中的特殊位置

例1.如圖1,有兩個形狀完全相同的直角三角形abc和efg疊放在一起(點a與點e重合),已知ac=8,bc=6,∠c=90°,eg=4,∠egf=90°,o 是△efg斜邊上的中點.

如圖2,若整個△efg從圖1的位置出發,以1cm/s 的速度沿射線ab方向平移,在△efg 平移的同時,點p從△efg的頂點g出發,以1cm/s 的速度在直角邊gf上向點f運動,當點p到達點f時,點p停止運動,△efg也隨之停止平移.設運動時間為x(s),fg的延長線交 ac於h,(不考慮點p與g、f重合的情況).試確定當x為何值時,op∥ac ?

圖1圖2

析解:由直角三角形,利用勾股定理可求出相應的邊,由它們形狀完全相同→相似,利用相似的性質又可求出相對應的邊長;問題實際上可假設運動開始後秒時,po∥ac,根據這時圖形的特殊位置,利用平行線等分線段定理可知p為fg的中點。

∵rt△efg∽rt△abc ,

∴,.∴fg==3cm.

∵當p為fg的中點時,op∥eg ,eg∥ac ,

∴op∥ac.

∴ x==×3=1.5(s).

∴當x為1.5s時,op∥ac .

二、當對應不確定時應分情況討論

例2.如圖3,梯形abcd中,ad∥bc ,∠a=90°,ab=7,ad=2,bc=3.點p從a點出發,以1/s的速度由a運動到b,是否存在某一時刻,使得以p、a、d為頂點的三角形與以p、b、c為頂點的三角形相似,若存在,請求出這一時刻,若不存在,說明理由.

析解:假設點p經過秒時,p、a、d為頂點的三角形與以p、b、c為頂點的三角形相似,此時pa=,則pb=(7-).

(1)當ap、ad分別與bp、bc對應時,則有,

此時△apd∽△bpc,即有,解之得=2.8;

(2)當ap、ad分別與bc、bp對應時,則有,

此時△apd∽△bcp,即有,解之得=1或6.

故經過1秒、2.8秒或6秒時,題中所指兩個三角形相似.

【點評】解是否存在性問題,可先假設「存在」,然後從題設條件出發進行計算或推理.本題因已知∠a=∠b=90°,但由於夾∠a的兩邊ap、ad分別是與bp、bc對應還是與bc、bp對應沒有確定,因此需分兩種情況討論.

3、相似三角形中的「光與影」

光線與影子天天伴隨著我們,其實他已悄悄走進本章,不信請看:

例1.如圖1所示,一段街道的兩邊緣所在直線分別為ab,pq,並且ab∥pq.建築物的一端de所在的直線mn⊥ab於點m,交pq於點n.小亮從勝利街的a處,沿著ab方向前進,小明一直站在點p的位置等候小亮.

(1)請你在圖2中畫出小亮恰好能看見小明時的視線,以及此時小亮所在位置(用點c標出);

(2)已知:mn=20m,md=8m,pn=24m,求(1)中的點c到勝利街口的距離cm.

圖1圖2

【析解】這是一道與光線有關的問題,聯想到平行光線,從而得到相似三角形,這樣即可使問題獲解.

(1)如圖2所示,cp為視線,點c為所求位置.

(2)因為ab∥pq,mn⊥ab於m,所以∠cmd=∠pnd=90°.

又∠cdm=∠pdn,所以△cdm∽△pdn,所以=,

而mn=20m,md=8m,pn=24m,即=,

所以cm=16(m),即點c到勝利街口的距離cm為16m.

例2.張明同學想用樹影測校園內的樹高.他在某一時刻測得小樹高為1.5公尺時,其影長為1.2公尺,當他測量教學樓旁的一棵大樹的影長時,因大樹靠近教學樓,有一部分影子在牆上,經測量,地面部分的影長為6.

4公尺,牆上部分的影長為1.4公尺,那麼這棵樹的高約為公尺.

【析解】如圖3,設ab表示大樹,cd表示教學樓,當光線從a點照射時,牆上的影子為ce=1.4公尺,地面上的影子為bc=6.4公尺,延長ae交bc的延長線於點f,則大樹的影長為bf,cf可以看成是線段ce所代表的物高的影子.

根據在同一時刻物高與影長成正比,有=,∴ cf==1.12,

設ab=,∵ce∥ab,

∴ △fec∽△fab,

∴=,即=

解之得,=9.4(公尺),即大樹的高約為9.4公尺.

答:略.

點評:解決「光與影」的問題要注意以下幾點:

① 太陽光線是平行光線;

② 必須理解在同一時刻物高與影長成正比這一原理;

③ 能夠利用數形結合的思想作出示意圖;

④ 正確理解物體的影長的意義.

4、物理問題中的「相似三角形」

相似三角形在實際中的應用非常廣泛,有些物理問題也可用相似三角形的知識來解決.下面舉例說明.

一、光學方面

例1.實驗課,小明做小孔成像實驗.如圖1,若蠟燭與成像板間的距離為15cm ,試求小孔紙板放在蠟燭與成像板間何處時,蠟燭焰ab是像的一半長.

圖1圖2

分析:如圖2,設蠟燭焰ab的像是,則ab∥,ef為ab與的距離,則,再根據相似三角形的對應高之比等於相似比,即可解答.

解:∵ ab∥,∴,

∴=.  ∴.

所以oe=ef=5cm.

故小孔紙板應放在距蠟燭5cm時,蠟燭焰ab恰好是像的一半長.

二、力學方面

例2.如圖3,一均勻的電線桿長10公尺重, 5000牛,一端地面相連,現要緩慢將電線桿拉起.

(1) 如果力的方向總是豎直向上,則在電線桿豎起過程中所需力的大小 (增大\減小\不變\無法判斷);

(2) 如果力的方向始終於電線桿垂直,則力的大小將 (增大\減小\不變\無法判斷).

圖3圖4圖5

分析:由物理知識可知,電線桿豎起的過程,實質上相當於以為支點,以為動力,以電線桿重力為阻力的槓桿運動.

解:(1)因力的方向總是豎直向上(如圖4),由此可知,所以,所以有,而是定值,即也是定值.由槓桿平衡條件,得.因此,動力大小不變.故填不變.

(2)力的方向始終於電線桿垂直(如圖4),由槓桿平衡條件,,即拉力的力臂為電線桿的長並且保持不變,重力的力臂變小,重力不變,所以拉力變小.故填變小.

5、相似三角形好題放送

一、開放型題

1、結論開放型

例1.已知數3、6,請寫出乙個數,使這三個數中的乙個數是另兩數的比例中項,這個數是只需填寫乙個數)

解析:根據比例中項的概念: =,及三個數中沒說明那乙個數是中項,因此本題可從、、、中任選乙個即可。

2、條件開放型

例2.如圖1,請你補充乙個你認為正確的條件,使△abc與△aed相似,則補充的條件可以是補充乙個條件即可)

解析:本題是一道相似三角形中的一比較好的開放型題,我們可從兩方面來**:

①當de不平行bc時,可增加∠b=∠1或∠c=∠2,利用兩角對應相等兩三角形相似;也可添ab∶ae=ac∶ad,利用「兩邊對應成比例,夾角相等兩三角形相似」;

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