來(lái)源:初中數(shù)學(xué)競(jìng)賽 2005-09-09 16:14:07
關(guān)于相似三角形問(wèn)題的研究,我們擬分兩講來(lái)講述.本講著重探討相似三角形與比例線段的有關(guān)計(jì)算與證明問(wèn)題;下一講深入研究相似三角形的進(jìn)一步應(yīng)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?yàn)?/FONT>EF∥AB,所以
同樣,在△DBC中有
、伲诘
設(shè)EF=x厘米,又已知AB=6厘米,CD=9厘米,代入③得
說(shuō)明 由證明過(guò)程我們發(fā)現(xiàn),本題可以有以下一般結(jié)論:“如本題
請(qǐng)同學(xué)自己證明.
例2 如圖2-65所示. ABCD的對(duì)角線交于O,OE交BC于E,交AB的延長(zhǎng)線于F.若AB=a,BC=b,BF=c,求BE.
分析 本題所給出的已知長(zhǎng)的線段AB,BC,BF位置分散,應(yīng)設(shè)法利用平行四邊形中的等量關(guān)系,通過(guò)輔助線將長(zhǎng)度已知的線段“集中”到一個(gè)可解的圖形中來(lái),為此,過(guò)O作OG∥BC,交AB于G,構(gòu)造出△FEB∽△FOG,進(jìn)而求解.
解 過(guò)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?yàn)?/FONT>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(shí)現(xiàn)求證的目標(biāo).
證 過(guò)D引DE∥AB,交AC于E.因?yàn)?/FONT>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(diǎn),E為AD延長(zhǎng)線上一點(diǎn),OE交CD于F,EO延長(zhǎng)線交AB于G.求證:
分析 與例2類似,求證中諸線段的位置過(guò)于“分散”,因此,應(yīng)利用平行四邊形的性質(zhì),通過(guò)添加輔助線使各線段“集中”到一個(gè)三角形中來(lái)求證.
證 延長(zhǎng)CB與EG,其延長(zhǎng)線交于H,如虛線所示,構(gòu)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(nèi)勞斯定理) 一條直線與三角形ABC的三邊BC,CA,AB(或其延長(zhǎng)線)分別交于D,E,F(如圖2-68所示).求
分析 設(shè)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(jìn)行求證.
證 過(guò)B引BG∥EF,交AC于G.由平行線截線段成比例性質(zhì)知
說(shuō)明 本題也可過(guò)C引CG∥EF交AB延長(zhǎng)線于G,將求證中所述諸線段“集中”到邊AB所在直線上進(jìn)行求證.
例6 如圖2-69所示.P為△ABC內(nèi)一點(diǎn),過(guò)P點(diǎn)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(chǎn)生諸多相似三角形及平行四邊形.利用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例的性質(zhì)及平行四邊形對(duì)邊相等的性質(zhì),首先得到一個(gè)一般關(guān)系:
進(jìn)而求d.
因?yàn)?/FONT>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?yàn)?/P>
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(jì)算d.
因?yàn)?/FONT>DE=FG=HI=d,AB=510,BC=450,CA=425,代入①得
解得d=306.
練習(xí)十五
1.如圖2-70所示.梯形ABCD中,AD∥BC,BD,AC交于O點(diǎn),過(guò)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(diǎn),DP交AB的延長(zhǎng)線于Q
3.如圖 2-72所示.梯形 ABCD中,AD∥BC,MN∥BC,且MN與對(duì)角線BD交于O.若AD=DO=a,BC=BO=b,求MN.
4.P為△ABC內(nèi)一點(diǎn),過(guò)P點(diǎn)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(zhǎng)線于E,交DC延長(zhǎng)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(nèi)任意一點(diǎn),連AP,BP,CP并延長(zhǎng)分別交對(duì)邊于D,E,F.求證:
不少于2.
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