來源:初中數學競賽 2005-09-09 16:14:07
關于相似三角形問題的研究,我們擬分兩講來講述.本講著重探討相似三角形與比例線段的有關計算與證明問題;下一講深入研究相似三角形的進一步應用.
例1 如圖2-64所示,已知AB∥EF∥CD,若AB=6厘米,CD=9厘米.求EF.
分析 由于BC是△ABC與△DBC的公共邊,且AB∥EF∥CD,利用平行線分三角形成相似三角形的定理,可求EF.
解 在△ABC中,因為EF∥AB,所以
同樣,在△DBC中有
①+②得
設EF=x厘米,又已知AB=6厘米,CD=9厘米,代入③得
說明 由證明過程我們發(fā)現,本題可以有以下一般結論:“如本題
請同學自己證明.
例2 如圖2-65所示. ABCD的對角線交于O,OE交BC于E,交AB的延長線于F.若AB=a,BC=b,BF=c,求BE.
分析 本題所給出的已知長的線段AB,BC,BF位置分散,應設法利用平行四邊形中的等量關系,通過輔助線將長度已知的線段“集中”到一個可解的圖形中來,為此,過O作OG∥BC,交AB于G,構造出△FEB∽△FOG,進而求解.
解 過O作OG∥BC,交AB于G.顯然,OG是△ABC的中位線,所以
在△FOG中,由于GO∥EB,所以
例3 如圖2-66所示.在△ABC中,∠BAC=120°,AD平分
分析 因為AD平分∠BAC(=120°),所以∠BAD= ∠EAD=60°.若引DE∥AB,交AC于E,則△ADE為正三角形,從而AE=DE=AD,利用△CED∽△CAB,可實現求證的目標.
證 過D引DE∥AB,交AC于E.因為AD是∠BAC的平分線,∠BAC=120°,所以
∠BAD=∠CAD=60°.
又
∠BAD=∠EDA=60°,
所以△ADE是正三角形,所以
EA=ED=AD. ①
由于DE∥AB,所以△CED∽△CAB,所以
由①,②得
從而
例4 如圖2-67所示. ABCD中,AC與BD交于O點,E為AD延長線上一點,OE交CD于F,EO延長線交AB于G.求證:
分析 與例2類似,求證中諸線段的位置過于“分散”,因此,應利用平行四邊形的性質,通過添加輔助線使各線段“集中”到一個三角形中來求證.
證 延長CB與EG,其延長線交于H,如虛線所示,構造平行四邊形AIHB.在△EIH中,由于DF∥IH,所以
在△OED與△OBH中,
∠DOE=∠BOH,∠OED=∠OHB,OD=OB,
所以 △OED≌△OBH(AAS).
從而
DE=BH=AI,
例5(梅內勞斯定理) 一條直線與三角形ABC的三邊BC,CA,AB(或其延長線)分別交于D,E,F(如圖2-68所示).求
分析 設法引輔助線(平行線)將求證中所述諸線段“集中”到同一直線上進行求證.
證 過B引BG∥EF,交AC于G.由平行線截線段成比例性質知
說明 本題也可過C引CG∥EF交AB延長線于G,將求證中所述諸線段“集中”到邊AB所在直線上進行求證.
例6 如圖2-69所示.P為△ABC內一點,過P點作線段DE,FG,HI分別平行于AB,BC和CA,且DE=FG=HI=d,AB=510,BC=450,CA=425.求d.
分析 由于圖中平行線段甚多,因而產生諸多相似三角形及平行四邊形.利用相似三角形對應邊成比例的性質及平行四邊形對邊相等的性質,首先得到一個一般關系:
進而求d.
因為FG∥BC,HI∥CA,ED∥AB,易知,四邊形AIPE,BDPF,CGPH均是平行四邊形.△BHI∽△AFG∽△ABC,從而
將②代入①左端得
因為
DE=PE+PD=AI+FB, ④
AF=AI+FI, ⑤
BI=IF+FB. ⑥
由④,⑤,⑥知,③的分子為
DE+AF+BI=2×(AI+IF+FB)=2AB.
從而
即
下面計算d.
因為DE=FG=HI=d,AB=510,BC=450,CA=425,代入①得
解得d=306.
練習十五
1.如圖2-70所示.梯形ABCD中,AD∥BC,BD,AC交于O點,過O的直線分別交AB,CD于E,F,且EF∥BC.AD=12厘米,BC=20厘米.求EF.
2.已知P為ABCD邊BC上任意一點,DP交AB的延長線于Q
3.如圖 2-72所示.梯形 ABCD中,AD∥BC,MN∥BC,且MN與對角線BD交于O.若AD=DO=a,BC=BO=b,求MN.
4.P為△ABC內一點,過P點作DE,FG,IH分別平行于AB,BC,CA(如圖2-73所示).求證:
5.如圖 2-74所示.在梯形 ABCD中,AB∥CD,AB<CD.一條直線交BA延長線于E,交DC延長線于J,交AD于F,交BD于G,交AC于H,交BC于I.已知EF=FG=CH=HI=HJ,求DC∶AB.
6.已知P為△ABC內任意一點,連AP,BP,CP并延長分別交對邊于D,E,F.求證:
不少于2.
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