即为所求作的正方形,如上面右图所示,(2)在该图中,不妨设AB=a,由题意可知:
5?13?55?1BC=a,FC=a,则FC:BC=,按照黄金矩形的定义可知四边形EBCF
222是黄金矩形。(3)由上面的求解可以得出:在黄金矩形内,以黄金矩形的短边为一边在该矩形内作一个正方形,则由此在该矩形内又新得到一个矩形,则这个新矩形也为黄金矩形。
8、“黄金分割”考题透视
黄金分割是成比例线段中既特殊又重要的内容,考查的重点是与黄金分割有关的计算和推理题。下面举例予以说明。
一、利用黄金分割比进行有关的计算
例1 已知线段AB=4,点C为线段AB的黄金分割点,且AC>BC,求下列各式的值:(1)AC-BC;(2)AC?BC。
5?1
分析:本题主要利用线段的黄金比进行有关计算。
2
图1
AC5?15?1 解:(1)因为AB=4,C为AB的黄金分割点,所以,所以AC=?ABAB22=25?2。
所以AC-BC=AC-(AB-AC)=2AC-AB=2(25?2)?4?45?8 。 (2)因为BC=AB-AC=4-(25?2)=6-25。 所以AC?BC=(25?2)(6-25)=165-32。 二、推理题
例2 如图2,点P是线段AB的黄金分割点,且AP>BP,设以AP为边长的正方形的面积为S1,以BP和AB长为边的矩形的面积为S2,试比较S1与S2的大小。 分析:根据点P是线段AB的黄金分割点,抓住APPB?这个定义关系式即可判断S1与S2的大小。 ABAPAPPB?解:因为P是线段AB的黄金分割点,所以,即ABAP2AP?AB?BP,
又S1?AP2,S2?AB?BP,所以S1?S2。
图2
例3 如图3,在△ABC中,AB=AC=2,BC=
说明点5?1,?A?360,BD平分∠ABC,交AC于点D,试
D是线段AC的黄金分割点。
分析:本题可先判别AD=BD=BC=5?1,再根据黄金分割的概念确定这个特征的比值,即可判定点D是线段AC的黄金分割点。
解:在△ABC中,因为AB?AC,?A?360,所以?ABC??C?720。 因为BD平分∠ABC,所以?1??2?360,所以∠1=∠A,所以AD=BD。
图3
所以∠BDC=∠1+∠A=720,所以∠BDC=∠C,从而有BC=BD=AD=5?1。
所以
AD5?1,即点D为线段AC的黄金分割点。 ?AC29、“比例线段”变式多多
同学们初学线段的的比时有些不适应,为此学习时应治意以下问题: 一、明确线段比的含义
如果选用同一长度单位量得两条线段a,b的长度分别是m,n,那么就说这两条线
amab=mn段的长是∶∶或写成?,和数的比一样,两条线段的比a∶b中,a叫做比
bn的前项,b叫做比的后项。
注意:∶(1)针对两条线段(2)两条线段的长度单位相同,但与所采用的单位无关,(3)其比值为一个不带单位的数。 二、弄清线段成比例及有关概念的意义
在四条线段中,如果其中两条线段的比等于另外两条线段的比,那么这四条线段
ac叫做成比例的线段,简称比例线段,己知四条线段a,b,c,d,如果?或a∶b=c∶
bdd,那么a,b,c,d叫做成比例的项,线段a,d叫做比例外项,线段b,c叫做比例内项。
三、掌握比例的基本性质
如果a∶b=c∶d,那么ad=bc,反之,如果ad=bc,那么a∶b=c∶d。 特别地,如果a∶b=b∶c,那么b2=ac,反之,b2=ac,那么a∶b=b∶c。
要注意灵活运用比例线段的多种不同的变化形式,但无论怎样变化,它们都保持ad=bc的基本性质不变。具体有八种不同的表达形式:
ac(1)若ad=bc,则?
bddc(2)若ad=bc,根据乘法的交换律,可得da=bc,因此?实际上交换了1中两个外
ba项的位置)
ab(3)若ad=bc,则ad=cd,因此?(这里交换了1中两个内项的位置)
cddb4ad=bcda=cb()若,则,因此?(这里交换了1中两个内项和外项的位置)
cabd(5)若ad=bc,则bc=ad,因此?(这里把等式ad=bc的左边和右边交换了位置,
ac也可以看作是同时交换了1中两个比的前项和后项的位置) 仿照上面的方法,由(5)又可以得到下列三个式子:
cd(6)若bc=ad,则cb=ad,因此?
abba(7)若bc=ad,则bc=da因此?
dcca? db四、学会运用比例线段解决实际问题
在比例尺为1∶900000的江西黄山交通图中,黄山风景区与市政府所在地之间的距离是4cm,这两地的实际距离是()
A.2250厘米 B.3.6千米 C.2.25千米 D.36千米
析解:根据比例尺的定义,设黄山风景区与市政府所在地之间的距离为xcm,(应与图
14? 上距离单位相同)则
900000x解得x=3600000厘米=36千米.故应选D
五、学会创新
例2.有三条线段,它们的长分别为a=1cm,b=2cm和c=2cm请再添上一条线段x,使这四条线段a,b,c,x为比例线段,请问线段x该有多长? 解:这是一道多种答案的开放性创新题
acbc2?2如果是?那么x???22(cm)
bxa1ac1?2ax??2(cm) 如果是?那么x?bbc2cbab1?22如果是?那么x?(cm) ??axc22(8)若bc=ad,则cb=da因此
答:线段x长为22cm或2cm或
2cm 210、证明比例线段方法多多
证明线段成比例的问题,思路灵活,涉及的定理较多,辅助线的添加方法亦很巧妙,常用的方法有以下几种. 一、利用相似三角形
例1.如图1,AD是直角△ABC斜边上的高,DE⊥DF,且DE和DF分别交AB、AC
AFBE?于E、F,求证:。 ADBD
图1
【分析】AF、AD与BE、BD分别在△ADF和△BED中,只要能证明△ADF∽△BED就行了.
证明:∵∠B=∠DAC,∠BDE+∠ADE=90°=∠ADE+∠ADF, ∴ ∠BDE=∠ADF,∴△ADF∽△BED,
AFBE?∴. ADBD【点评】当要证的比例线段在两个三角形中,且可证这两个三角形相似,可利用此法. 二、利用中间比
例2.如图2,梯形ABCD中,AD∥BC,AC与BD相交于点E,BF∥CD交CA的延长线于点F.求证:EF·AD=EC·BC.
【分析】由AD∥BC,得△ADE∽△CBE,由BF∥CD,得△BEF∽△DEC,从而得到
ADDEDEEC?成比例线段=,,由此易证到结论。
BCBEBEEFF证明:∵ AD∥BC,∴ △ADE∽△CBE,
ADDEA?∴ ; DBCBE又∵ BF∥CD, ∴ △BEF∽△DEC, EDEECCB?∴ . BEEFADEC?∴ ,∴ EF·AD=EC·BC. BCEFDE【点评】本题利用了中间比()进行过渡,证明比例式,进而得到等积式,这是在
BE解题中经常使用的一种方法。 三、利用等线段进行代换
例3.如图3,已知:正方形ABCD中,O是AC与BD的交点,∠DAC的平分线AP
BDAP?交CD于点P,∠BDC的平分线DQ交AC于点Q,求证:。 CDBQ A D P O Q B C 图2
【分析】BD、CD和AP、BQ不能构成两个三角形,但根据正方形的性质有BD=AC,
BQ=DQ,可证△ACP∽△DCQ. 证明:?ABCD为正方形,
∴ BD=AC,且AC、BD互相垂直平分, ∴ BQ=DQ,
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