9年级上册数学 第6章 图形的相似小结与思考(2) 逐字稿-3,249字
师:同学们,今天我们学习的课题是第六章图形的相似小结与思考。让我们从一个熟悉的图形开始——三角形双高图。如图,在三角形ABC中,高CD、BE相交于点O,连接DE。请写出图中所有的相似三角形,该怎么思考呢?对于一个问题,无非是分析条件、分析目标。怎么分析条件呢?这是个熟悉的图形,想想它有哪些性质和相关内容。怎么分析目标呢?可以思考怎么判断几个三角形相似,图中有哪些三角形,又有哪些熟悉的相似形。分析目标相关内容是我们本章重点学习的,所以我们先来分析条件。
这个图形我们在不同年级都学习过。七年级时,我们用它研究过余角、补角和对顶角的角度关系。我们知道三角形三条高所在直线交于一点,若射线AO交BC于点F,那么线段AF就是三角形ABC的第三条高。而且有了双高,就可以用面积法,CD乘以AB显然等于BE乘以AC。八年级学习勾股定理时,这个图也有特别关系,比如BD2 + CD2 = BE2 + CE2,AC2 - AD2 = BC2 - BD2,这是因为图中有多个直角三角形存在公共边,像三角形ADC和三角形BDC就有公共边CD,所以才有第二个式子。到了九年级,我们还从这个图中学习过隐形的圆,能看到点B、D、E、C在一个圆上,点A、E、O、D也在一个圆上。
现在正式来解决这个问题,不妨从条件出发。条件是两条高,也就是两条垂线段,由垂直定义可得4个直角。这4个直角能构成很多组等角,先看这一组,角BDC = 角CEB = 90°,等角是相似的重要条件,还有什么条件能和它配合产生相似呢?看,角1 = 角2,又因为角BDC = 角CEB,所以能得到一组相似,即三角形BDO相似于三角形CEO。
同理,直角中角ADC = 角AEB,这里能添加等角产生相似吗?当然可以,角A是公共角,这两个条件就能产生一组相似,三角形ADC相似于三角形AEB。还有其他相似吗?看看,能看到角3吧,能发现新的相似吗?由刚才的关系容易得到角E = 角A,再配合角3这个公共角,就能得到三角形BDO相似于三角形BEA。同理,对称地看,在右边也能得到一组相似,三角形CEO相似于三角形CDA。
现在已经得到四组相似了,是不是写完了呢?我们可以再观察观察,不妨把出现的几个三角形用同样颜色表示出来,比如三角形BDO出现了两次,三角形CEO也出现了两次,三角形BEA、三角形AEB是同一个三角形,三角形ADC也就是三角形CDA也出现了两次。这四组就涉及到四个三角形,会不会有其他组合呢?想想看。其实是有的,排一下颜色就能看到其他可能,比如由于角3 = 角4,且角BDC = 角ADC,这组直角相等是新的组合,由这两组条件能得到相似,即三角形BDO相似于三角形CDA。同理,角3 = 角4,且角CEB = 角AEB,也能得到一组相似,三角形CEO相似于三角形BEA。到目前为止,4个三角形两两相似,最多有6个组合,我们已经把6组相似全部写出来了,而且它们是两两相似的。
这6组相似写完了吗?再想想,如果想不到,可以看看这两幅图,有什么新看法和猜想吗?从这两个角度看双高图,能猜想三角形AED和三角形ABC好像相似,三角形DOE和三角形BOC也好像相似,能证明它们吗?如果遇到困难,想想刚才得到相似都是从角度关系得出的,其实还有比例这个武器没用。
我们已知三角形ADC相似于三角形AEB,和三角形AED、三角形ABC做联系,就能得到比例式AD : AE = AC : AB,根据比例性质交换内项,AD : AC = AE : AB,发现这组关系式和下面相似的关系了吗?这个比例式就是两边成比例,再加上角A = 角A这个夹角相等,就能证明三角形AED相似于三角形ABC,这就是用比例推导相似。类似地,右边那组相似也能这样证明。
书写时,由一个比例式能直接得到,因为横着看比例式代表一组相似,竖着看又能得到另一组相似。比如三角形BDO相似于三角形CEO,竖着看比例式就得到三角形BOC相似于三角形DOE。这样我们就得到了所有相似,总共8组。