中学数学竞赛讲座及练习(第33讲)+相似

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1、第三十三讲相似三角形(一)两个形状相同的图形称为相似图形，最基本的相似图形是相似三角形．对应角相等、对应边成比例的三角形，叫作相似三角形．相似比为1的两个相似三角形是全等三角形．因此，三角形全等是相似的特殊情况，而三角形相似是三角形全等的发展，两者在判定方法及性质方面有许多类似之处．因此，在研究三角形相似问题时，我们应该注意借鉴全等三角形的有关定理及方法．当然，我们又必须同时注意它们之间的区别，这里，要特别注意的是比例线段在研究相似图形中的作用．　　关于相似三角形问题的研究，我们拟分两讲来讲述．本讲着重探讨相似三角形与比例线段的有关计算与证明问题；下一讲深入研究相似三角形的进一步应用．　　例1

2、如图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与△DBC的公共边，且AB∥EF∥CD，利用平行线分三角形成相似三角形的定理，可求EF．　　解在△ABC中，因为EF∥AB，所以　　同样，在△DBC中有　　①＋②得　　设EF=x厘米，又已知AB=6厘米，CD=9厘米，代入③得　　　　　说明由证明过程我们发现，本题可以有以下一般结论：“如本题　　请同学自己证明．　　例2如图2-65所示．ABCD的对角线交于O，OE交BC于E，交AB的延长线于F．若AB=a，BC=b，BF=c，求BE．　　　分析本题所给出的已知长的线段AB，BC，BF位置分

3、散，应设法利用平行四边形中的等量关系，通过辅助线将长度已知的线段“集中”到一个可解的图形中来，为此，过O作OG∥BC，交AB于G，构造出△FEB∽△FOG，进而求解．　　解过O作OG∥BC，交AB于G．显然，OG是△ABC的中位线，所以　　　在△FOG中，由于GO∥EB，所以　　　　　　例3如图2-66所示．在△ABC中，∠BAC=120°，AD平分　　　分析因为AD平分∠BAC(=120°)，所以∠BAD=∠EAD=60°．若引DE∥AB，交AC于E，则△ADE为正三角形，从而AE=DE=AD，利用△CED∽△CAB，可实现求证的目标．　　证过D引DE∥AB，交AC于E．因为AD是∠BAC的

4、平分线，∠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　　　从而　　例4如图2-67所示．ABCD中，AC与BD交于O点，E为AD延长线上一点，OE交CD于F，EO延长线交AB于G．求证：　　　分析与例2类似，求证中诸线段的位置过于“分散”，因此，应利用平行四边形的性质，通过添加辅助线使各线段“集中”到一个三角形中来求证．　　证延长CB与EG，其延长线交于H，如虚线所示，构造平行四边形AIHB．在△EIH中，由于DF∥IH，所以　　　

5、　　在△OED与△OBH中，∠DOE=∠BOH，∠OED=∠OHB，OD=OB，　　所以△OED≌△OBH(AAS)．　　从而DE=BH=AI，　　　　例5(梅内劳斯定理)一条直线与三角形ABC的三边BC，CA，AB(或其延长线)分别交于D，E，F(如图2-68所示)．求　　　分析设法引辅助线(平行线)将求证中所述诸线段“集中”到同一直线上进行求证．　　证过B引BG∥EF，交AC于G．由平行线截线段成比例性质知　　　　　　说明本题也可过C引CG∥EF交AB延长线于G，将求证中所述诸线段“集中”到边AB所在直线上进行求证．　　例6如图2-69所示．P为△ABC内一点，过P点作线段DE，FG，HI

6、分别平行于AB，BC和CA，且DE=FG=HI=d，AB=510，BC=450，CA=425．求d．　　　分析由于图中平行线段甚多，因而产生诸多相似三角形及平行四边形．利用相似三角形对应边成比例的性质及平行四边形对边相等的性质，首先得到一个一般关系：　　　　　　进而求d．　　　　因为FG∥BC，HI∥CA，ED∥AB，易知，四边形AIPE，BDPF，CGPH均是平行四边形．△BHI∽△AFG∽△ABC，从而　　将②代入①左端得　　因为　　DE=PE＋PD=AI＋FB，④　　AF=AI＋FI，⑤　　BI=IF＋FB．⑥　　由④，⑤，⑥知，③的分子为DE＋AF＋BI=2×(AI＋IF＋FB)=2A

7、B．　　从而　　　即　　　下面计算d．　　因为DE=FG=HI=d，AB=510，BC=450，CA=425，代入①得　　　解得d＝306．练习十五　　　1．如图2-70所示．梯形ABCD中，AD∥BC，BD，AC交于O点，过O的直线分别交AB，CD于E，F，且EF∥BC．AD=12厘米，BC=20厘米．求EF．　　　2．已知P为ABCD边BC上任意一点，DP交AB的延长线于Q　　3．如图2-72