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[组图]相似三角形的判定与性质

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一、学习要求
  1.了解相似多边形的概念,知道相似多边形的性质;
  2.了解两个三角形相似的概念,会利用相似三角形的性质与判定进行简单的推理和计算;
  3.会利用相似三角形的知识解决一些实际问题;认识现实生活中物体的相似;会运用相似多边形的性
    质解决简单的问题;利用图形的相似解决一些简单实际问题.

二、知识梳理及例题分析
1.相似三角形的概念:
  在中,如果,我们就说相似,记作就是它们的相似比(注意:要把表示对应顶点的字母写在对应的位置上).
  思考:在中,点是边的中点,于点有什么关系?
  猜想:相似. 证明:在中,
  
  ∴.
  过点于点
  在中,
  ,∴.
  又
  ∴
  ∴
  ∴(对应角相等,对应边的比相等的两三角形相似),相似比为.
  改变点上的位置,可以进一步猜想以上两个三角形依然相似.

2.相似三角形的判定
  定理:平行于三角形一边的直线和其他两边相交,所构成的三角形与原三角形相似.
  小结:判定三角形相似的方法:(1)相似三角形的定义;(2)由平行线得相似.
  思考:对比三角形全等判定的简单方法(),看是否也有简便的方法?
  已知:在中,.
  求证:.
                  
  分析:要证明,可以先作一个与全等的三角形,证明它与相似,这里所作的三角形是证明的中介,它把联系起来
  证明:在线段(或它的延长线)上截取,过点,交于点
     根据前面的结论可得.
     ∴
     又
     ∴
     ∴
     同理:
     ∴
     ∴
  相似三角形的判定定理如果两个三角形的三组对应边的比相等那么这两个三角形相似.可简单说成:三边对应成比例两三角形相似.
  思考:若是否相似呢?
  相似三角形的判定定理:如果两个三角形的两组对应边的比相等,并且相应的夹角相等,那么这两个三角形相似 可简单说成:两边对应成比例且夹角相等,两三角形相似.
  进一步引申:若是否相似呢? 不一定
  问:全等中的边边角不能用,那么边边角也不能证相似,反例同全等.
  例1.根据下列条件,判断是否相似,并说明理由:
  (1)
    .
  (2)
    .
  解:(1)
      又
      问:这两个相似三角形的相似比是多少?(答:是)
    (2)
      ∴
      的三组对应边的比不等,它们不相似.
      问:要使两三角形相似,不改变的长,的长应当改为多少?(答:)

  例2.要做两个形状相同的三角形框架,其中一个三角形框架的三边的长分别为4、5、6,另一个三角形的一边长为2,怎样选料可使这两个三角形相似?
  注:此题没说2与哪条边是对应边,所以要进行分类讨论.可以是:
  ,3;或;或.
  注:当两三角形相似而边不确定时,要注意分类讨论.
  相似三角形的判定定理:如果一个三角形的两个角与另一个三角形的两个角对应相等的,那么这两个三角形相似.简单说成:两角对应相等,两三角形相似.

3.三角形相似的判定的应用
  例3.如图,弦和弦相交于内一点,求证:.
  分析: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
     
     
     ∴
     ∴.

  例4.已知:如图,在中,于点.
  (1)求证:
  (2)求证:(此结论称之为射影定理)
  (3)若,求 .
  (4)若 ,求 .
  分析:(1)利用两角相等证相似;
     (2)把相似三角形的相似比的比例式改为乘积式即可;
     (3)利用射影定理和勾股定理直接求;
     (4)利用上面的定理和方程求.
  进一步引申:在中,于点,这个条件可以放在圆当中,是直径,是圆上任意一点,于点,则可得到双垂直图形.

  例.已知:分别是两个三角形的角平分线.
    求证:.
  分析:先利用相似三角形的性质得到 ,再利用角平分线的定义,得到,从而可证得,则比例式可证得得到:相似三角形对应角的平分线的比等于相似比.那么对应中线的比,对应高线的比呢?

4.相似三角形的性质
  (1)相似三角形的对应角相等,对应边的比相等,都等于相似比.
  (2)相似三角形对应高的比,对应角的平分线的比,对应中线的比都等于相似比.
  (3)相似三角形周长的比等于相似比;相似多边形周长的比等于相似比.
  证明:如果,相似比为,那么.
     因此.
     从而,.
     同理可得相似多边形对应周长的比也等于相似比.

  如图,已知:,相似比为.分别作出的高
  都是直角三角形,
  并且
  
  
  
  相似多边形面积的比等于相似比的平方.对于两个相似多边形,可以把他们分成若干个相似三角形证明.

  例5.如图,在中,的周长是24,面积是48,求的周长和面积.
  解:在中,
    
    又 ,相似比为.
    的周长为的面积是 .

  例6.已知点P在线段AB上,点O在线段AB的延长线上.以点O为圆心,OP为半径作圆,点C是圆O上的一点.
  (1)如图,如果AP=2PB,PB=BO.求证:△CAO∽△BCO;
  (2)如果AP=m(m是常数,且),BP=1,OP是OA、OB的比例中项.当点C在圆O上运动时,求
    值(结果用含m的式子表示);
  (3)在(2)的条件下,讨论以BC为半径的圆B和以CA为半径的圆C的位置关系,并写出相应m的取值范围.
  分析:此题第1问:利用两边的比相等,夹角相等证相似.
  即
  第2问:设
  ∵的比例中项,
  ∴的比例中项
  即
  ∴
  解得
  又∵
  
  第3问:∵ ,即
  当 时,两圆内切;当 时,两圆内含;当 时,两圆相交.

  例7.如图,已知中,,点上,(与点不重合),点在上.
  (1)当的面积与四边形的面积相等时,求的长.
  (2)当的周长与四边形的周长相等时,求的长.
  (3)在上是否存在点,使得为等腰直角三角形?要不存在,请说明理由;若存在,请求
    出的长.
  解:(1)
     
     
    (2)∵的周长与四边形的周长相等
     
     
     
    (3)在线段上存在点,使得为等腰直角三角形.
     
      ,则,设
      若,则.
      ∵
      若,同理可求.
      若
     
      ∴ 在线段上存在点,使得为等腰直角三角形,此时,.

三、总结归纳:
1、相似三角形的判定:
  (1)相似三角形的定义;
  (2)平行得相似;
  (3)三边的比相等;
  (4)两边的比相等,夹角相等;
  (5)两角对应相等.
    三角形相似判定的方法较多,要根据已知条件适当选择.

2、全等与相似的类比:
三角形全等 三角形相似
两角夹一边对应相等(ASA)
两角一对边对应相等(AAS)
两边及夹角对应相等(SAS)
三边对应相等(SSS)
直角三角形中一直角边与斜边对应相等(HL)

两角对应相等
两边对应成比例,且夹角相等
三边对应成比例
直角三角形中斜边与一直角边对应成比例
 
3、相似三角形的常见图形及其变换:
     

4、证明四条线段成比例的常用方法:
  (1)线段成比例的定义
  (2)三角形相似的预备定理
  (3)利用相似三角形的性质
  (4)利用中间比等量代换
  (5)利用面积关系
  证明题常用方法归纳:
  (1)通过“横找”“竖看”寻找三角形,即横向看或纵向寻找的时候一共各有三个不同的字母,并且这
    几个字母不在同一条直线上,能够组成三角形,并且有可能是相似的,则可证明这两个三角形相
    似,然后由相似三角形对应边成比例即可证的所需的结论.
  (2)若没有三角形(即横向看或纵向寻找的时候一共有四个字母或者三个字母,但这几个字母在同一条直
    线上),则需要进行“转移”(或“替换”),常用的“替换”方法有这样的三种:等线段代换、等比
    代换、等积代换.
  (3)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.

来源:中国哲士网

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