9年级上册数学 6.4 探索三角形相似的条件(3)—— “两边成比例且夹角相等” 逐字稿-3,707字
师:同学们,今天我们学习的课题是 6.4 探索三角形相似的条件。关于三角形相似的条件,我们已经研究了什么呢?请大家回忆一下。
生:经过上一节课的研究,我们知道只需两个条件就可以判断两个三角形是否相似,还得到了三个猜想,通过证明得出两角分别相等的两个三角形相似。
师:非常好。今天这节课,我们在上一节课的基础上继续研究。来看问题二,如图,在三角形 ABC 与三角形 A'B'C' 中,AB 比 A'B' 等于 AC 比 A'C',∠A 等于∠A'。三角形 ABC 与三角形 A'B'C' 相似吗?为什么?大家先暂停视频思考一下,尝试证明看看。
下面我们一起来看看同学们是怎么做的。有同学想到借助上节课的学习经验,根据∠A 等于∠A',我们能否在三角形 ABC 中构造出一个小三角形,使这个小三角形既与三角形 ABC 相似,又与三角形 A'B'C' 全等呢?同学们,还记得当时我们是怎么构造这样的小三角形的吗?
生:在边 AB 上截取 AD 等于 A'B',再过点 D 作 DE 平行于 BC。
师:没错,由 DE 平行于 BC 就可以得到三角形 ADE 相似于三角形 ABC。要想证明三角形 ABC 相似于三角形 A'B'C',只要证明三角形 ADE 全等于三角形 A'B'C' 即可。要证全等,目前已经有一组对应角∠A 等于∠A',由辅助线还能提供一组对应边 AD 等于 A'B',但还缺少一个条件。题目所给已知条件是 AB 比 A'B' 等于 AC 比 A'C',利用平行我们可以得到对应线段成比例,结合已知条件,就能推出 AB 比 AD 等于 AC 比 AE。对比这两个比例式,再结合 AD 等于 A'B',我们可以得到 AE 等于 A'C'。最后根据边角边就可以证明三角形 ADE 全等于三角形 A'B'C',进而推出三角形 ABC 相似于三角形 A'B'C'。同学们,你们想到了吗?下面请大家根据以上分析进行完整的证明。
(学生进行证明)
师:以下是完整的证明过程,同学们对照一下,完善自己的证明。
经过以上研究,我们得到如下定理:两边成比例且夹角相等的两个三角形相似。请同学们借助图形写出它的符号语言。
生:因为 AB 比 A'B' 等于 AC 比 A'C',∠A 等于∠A',所以三角形 ABC 相似于三角形 A'B'C'。
师:非常好。下面让我们运用这个定理来解决一些问题。首先看例一,如图,在三角形 ABC 中,点 D 在 AC 上,且 AB 的平方等于 AD 乘 AC。求证∠ABD 等于∠C。请同学们暂停视频,先做一做。
(学生做题)
师:接下来我们一起来分析,看看大家做得怎么样。首先要想证明∠ABD 等于∠C,借助图形可以看出∠ABD 在三角形 ABD 中,∠C 在三角形 ABC 中,这两个三角形还有一组公共角∠A。这意味着若三角形 ABC 与三角形 ABD 相似,就能得出结论。而此时要证明这两个三角形相似,就要借助其他条件。题目给的条件 AB 的平方等于 AD 乘 AC 是个乘积式,该怎么利用呢?
生:可以将乘积式转化为比例式,得到 AB 比 AC 等于 AD 比 AB。
师:没错,这四条边成比例正好是公共角∠A 的两组夹边。根据今天所学定理,两边成比例且夹角相等的两个三角形相似,就可以得到三角形 ABC 相似于三角形 ADB,进而推出∠ABD 等于∠C。
下面让我们来看完整的解答过程,同学们,你们做对了吗?如果有问题,课后修改一下。再来观察这个图形,大家觉得熟悉吗?
生:这是共边反 A 型相似。
师:对。下面老师把这个问题进行一个变式。若例一图中的∠ABC 等于 90°,求证 BD 的平方等于 AD 乘 CD。请同学们暂停视频思考一下,尝试写写看该如何思考这个问题。
(学生思考做题)
师:要想证明 BD 的平方等于 AD 乘 CD,就是要证明 BD 比 CD 等于 AD 比 BD。看到这里,你们会想到什么?
生:相似。
师:结合图形,我们可以发现这四条边正好在三角形 ABD 与三角形 BDC 中。也就是说只要这两个三角形相似,就可以得到对应边成比例。那么如何证明这两个三角形相似呢?再根据题目条件,当我们将例一中的∠ABC 特殊化以后,刚刚三角形 ABC 与三角形 ADB 相似的结论依然成立。因此可以得到∠ABD 等于∠C,∠ADB 等于∠ABC 等于 90°,即 BD 垂直于 AC,进而得到∠CDB 等于∠ADB 等于 90°。其实这个图形我们在七年级学习同角或等角的余角相等时见过。因此还可以得到∠A 等于∠CBD。结合这些相等的角,利用两角分别相等的两个三角形相似,就可以证明三角形 ABD 相似于三角形 BDC。