9年级上册泸科版数学 22.2相似三角形的判定(第1课时) 逐字稿-8,705字

  师:同学们大家好,欢迎走进周老师的数学课堂。请准备好学习任务单、笔和纸,下面开始上课。今天上新课前,老师先带领大家回顾上一节课所学知识及研究过程。大家记得吗?上节课我们从八年级的一个结论出发,八年级学过:如果一组平行线在一条直线上截得的线段相等,那么在其他直线上截得的线段也相等。也就是说,若(AD\parallel BE\parallel CF),且(AB = BC),我们就能得到(DE = EF),这个定理有时叫平行线等分线段定理。

  由这个定理出发,我们改变(BE)的位置,让特殊位置一般化,得到这样一个图形。在这个图形中,如果(AD\parallel BE\parallel CF),我们可以得到(AB:BC = DE:EF)。我们把它称为基本事实:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例,有时也叫平行线分线段成比例。

  接着,我们继续改变两边截线的位置,比如改变截线(DF)的位置,让它从一般位置到特殊位置,得到右边这些图形。在这些图形中,只要(DE\parallel BC),就都有(AD:DB = AE:EC)。这个叫推论,也就是平行于三角形一边的直线截其他两边或两边延长线,所得的对应线段成比例。这个推论告诉我们,只要(DE)与(BC)平行,无论(DE)在(AB)、(AC)上,还是在它们的延长线或反向延长线上,都有两侧的对应线段成比例。也就是说今后只要看到平行线,除了联想到角相等,还能联想到比例线段。

  我们回到这个图形,刚才说到(DE\parallel BC)时,(AD:DB = AE:EC),根据比例的性质还可得到(AD:AB = AE:AC),也就是两侧的对应线段都成比例。那么(DE)与(BC)的比值,大家不妨按下暂停键思考一下,它能跟两侧的线段产生关联吗?

  好,我们一起来分析这个问题的研究思路。(DE)与(BC)不在一条直线上,怎么产生之比呢?能不能把它们移到一条线上呢?由于(DE)与(BC)平行,我们不妨过点(E)作(AB)的平行线构造一个平行四边形,这时(DE)就平移到了(BF)的位置,(DE)与(BC)的比值就变成了(BF)与(BC)的比值。

  在(\triangle ABC)中,因为(AB\parallel EF),所以(BF)与(BC)的比值就等于(AE)与(AC)的比值,这样就关联起来了。下面我简要书写一下刚才的探究思路:过点(E)作(EF\parallel AB),交(BC)于点(F),则四边形(DBFE)为平行四边形。这时(DE:BC = BF:BC = AE:AC),自然也等于(AD:AB),这样水平的两条线段就跟两侧的线段产生了关系。

  也就是说,在(\triangle ABC)中,(DE\parallel BC),不仅有上节课研究的(AD:DB = AE:EC),(AD:AB = AE:AC),还有(DE:BC = AE:AC = AD:AB)。大家观察一下红色字体的(6)条线段,上面三条正好是(\triangle ADE)的三条边,底下三条正好是(\triangle ABC)三条边。这组比例式告诉我们,(\triangle ADE)与(\triangle ABC)三边对应成比例。

  我们知道,从条件出发,结合图形,在(\triangle ADE)和(\triangle ABC)中,还有(\angle A = \angle A),(\angle ADE = \angle ABC),(\angle AED = \angle ACB)。也就是说这两个三角形三组角也对应相等,三边对应成比例,三组角对应相等,这两个三角形的关系如何?你能想到什么呢?

  对,刚才的这些结论就说明了这两个三角形相似。什么叫三角形相似呢?老师带领大家回顾一下本章第一课时所讲到的相似多边形的概念。前面我们学过,一般的两个边数相同的多边形,如果它们的对应角相等,对应边长度的比相等,那么这两个多边形叫做相似多边形。也就是说,如果两个三角形,只要对应角相等,对应边长度的比相等,这两个三角形就相似;或者说如果有两个四边形,它们的对应角相等,四条边对应长度的比相等,这两个四边形相似。

  因此,根据相似多边形的定义,在(\triangle ABC)和(\triangle A'B'C')中,如果(\angle A = \angle A'),(\angle B = \angle B'),(\angle C = \angle C'),且(AB:A'B' = BC:B'C' = AC:A'C'),我们根据定义就可得到(\triangle ABC)与(\triangle A'B'C')相似,记作(\triangle ABC\sim\triangle A'B'C'),读作“(\triangle ABC)相似于(\triangle A'B'C')”。

  这里大家注意,相似的这个符号表示跟我们原来所学的全等有相似的地方。原来的全等由两个符号组成,上面是一个躺着的(S)表示两个三角形状相同,底下一个等号表示两个三角形大小相等,形状相同、大小相等就是全等。相似只要求形状相同,因此我们只保留上面一个躺着的(S)来描述两个三角形相似。

  在用这样的相似符号来表示两个三角形相似时,大家要注意对应顶点要写在对应的位置上,比如(\angle A = \angle A'),所以点(A)与点(A')对应。因此当(A)放在第一个字母的位置,(A')也应放在第一个字母的位置。也就是说,两个三角形相似,用字母表示时与全等一样,通常把表示对应顶点的字母要写在对应的位置上,这样找出相似三角形的对应角和对应边就很方便了。

  好,回到刚才研究的问题,根据刚才研究的结果,只要(DE\parallel BC),(\triangle ADE)就相似于(\triangle ABC)。我们继续研究这个图形,在图中(DE)在(AB)和(AC)上,(DE\parallel BC),(\triangle ADE)相似于(\triangle ABC)。如果(DE)的位置在(AB)和(AC)延长线上,如图(2)所示,(\triangle ADE)还相似于(\triangle ABC)吗?答案是肯定的。

  图(2)实际上跟图一是一样的,(DE)平行于(BC)时,(\triangle ADE)仍然相似于(\triangle ABC)。继续改变(DE)的位置,如果(DE)在(AB)和(AC)反向延长线上且(DE)平行于(BC),(\triangle ADE)还相似于(\triangle ABC)吗?大家可按下暂停键独立尝试探究一下是否还相似。

  好,老师来给大家分析一下结论。这个问题要证明,关键还是要让(DE)与(BC)的比值跟两侧的线段产生关系,因为(DE)平行于(BC)以后,这两个三角形三个角对应相等是肯定的,(AE:AC = AD:AB)也是肯定的。因此证明的关键是(DE:BC),只要等于(AE:AC)或(AD:AB)就可以了。

  怎么让(DE)与(BC)能产生比呢?我们根据前面所学的知识,只要能让它们到一条直线上就可以了。仍然借助平移,我们不妨过点(E)作(EF\parallel DB),交(CB)的延长线于(F)。这时四边形(DBFE)就是平行四边形,得到平行四边形以后,(DE)就跟(BF)相等了,那么(DE)与(BC)的比值就变成了(BF)与(BC)的比值。在(\triangle EFC)中,由(AB\parallel EF),(BF)与(BC)的比值就等于(AE)与(AC)的比值,刚才要证明的关键就解决了。这时(DE:BC = BF:BC = AE:AC)也就等于(AD:AB),三边对应成比例,三组角对应相等,此时(\triangle ADE)仍然相似于(\triangle ABC)。

  好,还有其他的证明思路吗?大家可按下暂停键思考一下,你还能找到哪些证明方法?

  好,老师给大家再提供两种思路。第一种,过点(D)作(DF\parallel EC)交(BC)的延长线于点(F)。与刚才的证明思路一样,过程我不说,大家课下可以去思考。我们还可以在(AB)或(AB)的延长线上截取(AM = AD),然后过(M)作(MN\parallel BC),交(AC)或(AC)延长线于点(N)。此时(\triangle AMN)一定跟(\triangle ABC)相似,又容易证(\triangle AMN)全等于(\triangle ADE),这样就能得到(\triangle ADE)相似于(\triangle ABC)了。

  无论是用哪一种方法,我们都能得到在图(3)中,如果(DE\parallel BC),那么(\triangle ADE)相似于(\triangle ABC)。也就是说(DE)与(BC)平行,(DE)两个顶点无论在(AB)、(AC)上,还是在(AB)、(AC)的延长线上,还是在(AB)、(AC)的反向延长线上,它所截得的三角形与原三角形都相似。

  这就是今天这节课我们要得到的一个重要结论:平行于三角形一边的直线与其他两边或两边的延长线相交,截得的三角形与原三角形相似。今后在条件中看到了平行线,除了能想到角相等、对应线段成比例,我们还可想到三角形相似。

  下面我们就利用这个结论来解决以下几个问题。

  一、如图,直线(L_1\parallel L_2\parallel L_3)。直线(AC)分别交(L_1)、(L_2)、(L_3)于点(A)、(B)、(C)。直线(DF)分别交(L_1)、(L_2)、(L_3)于点(D)、(E)、(F),(AC)与(DF)相交于点(G)。请写出与(\triangle GEB)相似的三角形,大家可按下暂停键思考一下跟(\triangle GEB)相似的三角形有哪些。

  好,下面老师来给大家公布答案。这里有三组线平行,由(L_1\parallel L_2),这时可以得到(\triangle GEB)相似于(\triangle GDA),这个图形结构跟刚才所说的图(3)是一致的。又由(L_2\parallel L_3),在(\triangle GFC)中我们可得(\triangle GEB)相似于(\triangle GFC)。也就是说,在此图中,与(\triangle GEB)相似的三角形有两个,你做对了吗?

  好,我们继续看。

  问题二,在平行四边形(ABCD)中,(E)是(AD)延长线上一点,(BE)交(AC)于点(F),交(DC)于点(G)。请写出与(\triangle EDG)相似的三角形。请大家按下暂停键,先独立思考。

  好,老师来给大家分析一下本题的条件,只有平行四边形。根据平行四边形的定义,有(AD\parallel BC),(DC\parallel AB),有两组边分别平行,有平行线我们就容易想到相似三角形。由(DC\parallel AB),此时可以得到(\triangle EDG)相似于(\triangle EAB)。由(DE\parallel BC)可得到(\triangle EDG)相似于(\triangle BCG),你做对了吗?

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