第二十七章 相似.docx
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第二十七章相似
第二十七章 相 似
1.通过具体实例认识图形的相似.
2.了解相似多边形和相似比的含义,探索相似多边形的性质.
3.了解三角形相似的概念,探索相似三角形的性质.
4.掌握平行线分线段成比例定理.
5.理解并掌握相似三角形的判定定理,并能应用判定定理解决问题.
6.探索相似三角形的性质定理,能应用相似三角形的性质进行有关计算.
7.了解图形的位似,能够利用图形的位似将一个图形放大或缩小.
8.了解在同一坐标系中位似变换后图形的坐标变化.将一个多边形的顶点坐标扩大或缩小相同倍数时对应的图形与原图形是位似的.
9.会利用图形的相似解决一些简单实际问题.
1.结合相似图形性质和判定方法的探索与证明,进一步培养学生的合情推理能力,发展学生逻辑思维能力和推理论证的表达能力.
2.经历两个三角形相似的探索过程,体验分析归纳得出数学结论的过程,进一步发展学生的探究、交流能力.
培养学生用联系和转化的观点看待周围的事物,增强探索问题的信心和热情.
前面学习了图形的全等和全等三角形的有关知识,也研究了几何图形的全等变换,“全等”和“相似”都是图形之间的一种变换,全等图形是相似比为1的相似图形,所以本章相似形的学习,以全等形和全等变换为基础,是全等三角形在边上的推广,比全等形更具有一般性,是前面学习图形全等的拓展和发展.
本章内容是对三角形知识的进一步认识,是通过许多生活中的具体实例来研究相似图形的.在全等三角形的基础上,总结出相似三角形的判定方法和性质,使学过的知识得到巩固和提高.在学习过程中,按照研究对象的“一般→特殊→特殊位置关系”的顺序展开研究.首先,教科书从现实世界中形状相同的物体谈起,然后把研究对象确定为形状相同的图形——相似图形,举例说明了放大、缩小两种操作与相似图形之间的关系.接着教科书把研究对象缩小为特殊的相似图形——相似多边形,由相似多边形的定义推出了相似多边形的性质.对于相似多边形的判定,教科书以三角形为载体进行研究,此外,还研究了相似三角形的其他性质和应用.最后,教科书研究了一种具有特殊位置关系的相似图形——位似图形.本章的知识不仅将在后面学习“锐角三角函数”和“投影与视图”时得到应用,而且对于建筑设计、测量、绘图等实际工作也具有重要价值.
在本章中,相似三角形的判定和性质是本章的重点内容,相似三角形判定定理的证明是本章的难点内容.此外,综合应用相似三角形的判定和性质,以及学生前面学过的平行线、全等三角形、平行四边形等知识解决问题(包括实际问题)也是本章的一个难点.为了降低学生在推理论证方面的难度,本章加强了证明思路的引导,或者用分析法分析出由条件到结论必需的转化,或者提示了证明的关键环节;为了降低学生在解决实际问题中的难度,本章专门设置了相似三角形应用举例,从不同角度为解决实际问题作出示范.
【重点】
1.相似三角形的判定与性质及应用判定和性质解决问题.
2.位似图形的性质及画法.
【难点】
1.相似三角形的判定定理的证明.
2.位似变换的坐标表示.
1.初中数学从《全等三角形》开始,已经进入了推理证明阶段,本章的学习在已有的基础上继续进行必要的推理证明,本章的证明所涉及的问题不仅包含相似的知识,也有很多是和三角形、全等、平行、勾股定理、平面直角坐标系等知识融合在一起的,例如相似三角形判定定理的证明中利用了全等三角形作为“桥梁”,性质的证明借助了代数运算,因此推理论证的难度提高了.教学时应注意帮助学生复习已有的知识,做到以新带旧、新旧结合;也要注意以具体问题为载体,加强证明思路的引导,帮助学生确定证明的关键环节,指导学生写出完整的证明过程.同时注意根据教学内容及时安排相应的训练,让学生能够逐步达到独立分析、完成证明.
2.学生通过前面对三角形、四边形、圆等几何图形的学习,对于研究几何图形的基本问题、思路和方法已经形成了一定的认识.本章教学中要充分利用学生已有的研究几何图形的经验,用研究几何图形的基本套路贯穿全章的教学.例如,在教授本章之前,可以让学生类比对全等三角形研究的主要内容,提出对形状相同、大小不同的三角形应研究的主要问题和方法,构建本章内容的基本线索,使他们对将学习的内容做到心中有数.因此本章在教学相似三角形的性质之前,可以先让学生自己发现性质,再给出证明.
3.相似是生活中常见的现象,日常生活中存在着相似的例子,相似图形的性质在实际生活中有着广泛的应用,能直接应用相似三角形的判定和性质的实例很多,教材中融入了许多实际背景问题,所以在教学中要注重数学与实际生活的联系,每个课时都让学生体会数学来源于生活,又应用到生活中去.
27.1图形的相似
2课时
27.2相似三角形
27.2.1相似三角形的判定(3课时)
27.2.2相似三角形的性质(1课时)
27.2.3相似三角形应用举例(2课时)
6课时
27.3位似
2课时
单元概括整合
1课时
27.1 图形的相似
1.在具体生活实例中认识相似图形,理解和掌握两个图形相似的概念.
2.理解相似图形的特征,掌握相似图形的识别方法.
3.了解成比例线段的含义,会判断是不是成比例线段.
4.理解相似多边形的概念、性质及判定,并能计算和相似多边形有关的角度和线段的长.
1.通过观察实际生活中的图形,辨析相似图形,让学生体会数学与实际生活密切联系,激发学生学习的兴趣.
2.通过观察、测量、辨析、归纳等数学活动,经历相似多边形的概念的形成过程,体会由特殊到一般的数学思想方法.
3.通过应用成比例线段定义及相似多边形的性质进行有关计算,体会方程思想在几何中的应用,渗透数形结合思想.
1.通过观察识别相似图形,渗透生活和数学中美的教育.
2.经历相似多边形概念的形成过程,培养学生的观察、推理能力,激发学生探究、发现数学问题的兴趣.
3.在探索相似多边形的性质过程中,培养学生与他人交流、合作的意识和品质.
4.在观察、操作、推理的探究过程中,体验数学活动充满探索性和创造性.
【重点】
1.理解并掌握相似图形、相似多边形的概念及特征.
2.能利用成比例线段的概念及相似多边形的性质进行有关计算.
【难点】
1.理解相似图形的特征,掌握识别相似图形的方法.
2.探索相似多边形的性质中的“对应”关系.
第
课时
授课时间:
年月日
1.通过具体实例认识相似图形,理解和掌握两个图形相似的概念.
2.理解相似图形的性质定理,掌握相似图形的判定定理.
1.通过观察实际生活中的图形,辨析相似图形,让学生体会数学与实际生活密切联系,激发学生学习兴趣.
2.通过观察、测量、辨析、归纳等数学活动,经历相似图形的概念的形成过程,培养学生观察能力及归纳总结能力.
1.通过观察识别相似图形,渗透生活和数学中美的教育.
2.通过小组合作交流,培养学生共同探究的合作意识.
3.通过识别生活中的相似图形,激发学生探究、发现数学问题的兴趣.
【重点】
理解并掌握相似图形的概念及特征.
【难点】
理解相似图形的特征,掌握识别相似图形的方法.
【教师准备】 多媒体课件1~2.
【学生准备】 预习教材P24~25.
导入一:
欣赏图片.
【课件1展示】
(1)汽车和它的模型
(2)大小不同的两个足球
(3)大小不同的两张照片
【引导语】 上面各组图片的共同之处是什么?
这些图形涉及的就是我们这章要学习的相似形问题.
导入二:
请同学们看黑板正上方的五星红旗,五星红旗上的大五角星与小五角星它们的形状、大小有什么关系?
导入三:
【复习提问】
1.什么是全等形?
全等形的形状和大小有什么关系?
(能够完全重合的图形是全等形,全等形的形状相同、大小相等)
2.判断下列图形是不是全等形?
如何判断?
(下列两幅图片均是全等形.判断依据:
形状相同、大小相等)
[设计意图] 通过欣赏生活中的图片,让学生体会数学来源于生活,激发学生学习的兴趣,感受数学中的美.在欣赏国旗上的五角星时,对学生进行爱国主义思想教育.同时通过复习全等形的概念及全等形的判定,为本节课相似形的学习做铺垫.
[过渡语] 在上面的全等形的图片中放大或缩小其中一张图片,得到的图片与另一张图片的形状和大小有什么关系?
通过今天的学习,我们将认识这一类图形.
一、认识相似图形
思路一
【思考1】 以上展示的图片之间有什么特点?
它们的形状和大小有怎样的关系?
【师生活动】 学生观察思考,教师引导点拨它们形状相同、大小不等.共同归纳本节课学习重点——相似形的概念.
【结论】 形状相同的图形叫做相似图形.
【思考2】 全等形一定是相似图形吗?
相似图形一定全等吗?
它们之间有什么关系?
【师生活动】 学生通过观察导入中图片,独立思考后小组交流,教师对学生回答进行点评,归纳全等形与相似形之间的关系.
【结论】 全等图形是相似图形的一种特殊情况.全等图形一定相似,相似图形不一定全等.
【思考3】 你能举出现实生活中一些相似图形的例子吗?
【师生活动】 学生积极回答,通过生活中相似图形的实例巩固相似图形的概念,教师对思维活跃、积极参与的学生给予鼓励.
思路二
教师引导学生思考回答下列问题.
(1)全等形的形状和大小之间有什么关系?
(全等形的形状相同、大小相等)
(2)观察上述图片,它们的形状和大小之间有什么关系?
(形状相同、大小不等)
(3)你能给出相似图形的定义吗?
(形状相同的图形叫做相似形)
(4)全等图形一定相似吗?
相似图形一定全等吗?
(全等图形一定相似,相似图形不一定全等)
(5)归纳全等图形和相似图形之间的关系.
(全等图形是相似图形的特例)
(6)你能举出现实生活中一些相似图形的例子吗?
【师生活动】 学生在教师设置的问题下积极思考回答,教师及时点拨和引导,最后课件展示探究结论.
【结论】 形状相同的图形叫做相似图形.
全等图形是相似图形的一种特殊情况.
[设计意图] 让学生亲自观察实际生活中的图形,在教师问题的引导下,进行分析、探究,根据图形特点归纳出相似形的概念,培养学生的观察能力,激发学生的求知欲望,经历相似形概念的形成过程,体会数学与生活息息相关.
二、相似图形的特征
【课件2展示】
观察下列每组图形,是不是相似图形?
【思考】
(1)两个相似的平面图形之间有什么关系?
(2)两个相似图形的主要特征是什么?
(3)如何判定两个图形是相似图形?
(4)相似图形的大小是不是一定相等?
(5)相似图形是否可以看作其中一个图形是由另一个图形放大或缩小得到的?
【师生活动】 学生观察独立思考,小组合作交流,展示小组成果,教师点评,共同归纳相似图形的特征.
【结论】 相似图形的特征是:
形状相同.两个图形的形状相同,则两个图形就是相似图形.相似图形的大小不一定相等,其中一个图形可以看作是由另一个图形放大或缩小得到的.
[设计意图] 让学生通过观察思考、合作交流,共同归纳出相似形的特征,培养学生的观察能力、归纳总结能力及合作交流的能力,激发学生学习的兴趣,加深学生对相似图形的概念的理解和掌握.
三、例题讲解
[过渡语] 我们了解了相似形的概念和基本特征,让我们一起利用所学知识判断下列图形是不是相似图形.
如图所示的是一个女孩从平面镜和哈哈镜里看到的自己的形象,这些镜中的形象相似吗?
【思考】
(1)在平面镜中的像与物体的形状 ,大小 ,则从平面镜里看到的自己的形象与女孩 相似图形(填“是”或“不是”).
(2)哈哈镜里看到的形象,有的被“压扁”了,有的被“拉长”了,所以哈哈镜中的像与物体的形状 ,大小 ,则从哈哈镜里看到的自己的形象与女孩 相似图形(填“是”或“不是”).
〔解析〕 女孩从平面镜中看到的自己的形象是相似的;女孩从哈哈镜里看到的自己的形象不是相似的.
〔答案〕
(1)相同 相等 是
(2)不同 不相等 不是
【师生活动】 学生独立思考回答,教师点评.
观察下列图形,哪些是相似图形?
第一组:
第二组:
【师生活动】 教师引导、点拨、分析.要找出图中的相似图形,只要仔细观察每个图形特征,通过图形变化后是否具备“形状相同”这一特征.学生观察后回答即可.
解:
第一组图,图1,2,5是相似图形.
第二组相似图形分别是:
(1)和(8);
(2)和(6);(3)和(7).
[设计意图] 通过经历对例题的探究过程,加深学生对相似形的基本特征的理解,达到巩固知识的目的,培养学生分析问题、解决问题的能力.
[知识拓展] 所谓“形状相同”,就是与图形的大小、位置无关,与摆放角度、摆放方向也无关.有些图形之间虽然只有很小的形状差异,但也不能认为是“形状相同”.
1.相似图形定义:
形状相同的图形叫做相似图形.
2.相似图形与全等形之间的关系.
3.相似图形的特征:
形状相同.
第1课时
1.认识相似图形
2.相似图形的特征
3.例题讲解
例1
例2
一、教材作业
【必做题】
教材第25页练习第1,2题.
【选做题】
教材第27页习题27.1第4题.
第
课时
授课时间:
年月日
1.了解成比例线段的概念,会判断已知线段是否成比例.
2.理解相似多边形的概念、性质及判定.
3.能根据相似多边形的有关概念和性质进行判断及有关计算.
1.通过观察、测量、辨析、归纳等数学活动,经历相似多边形的概念的形成过程,体会由特殊到一般的数学思想方法.
2.通过应用成比例线段定义及相似多边形的性质进行有关计算,体会方程思想在几何中的应用,渗透数形结合思想.
1.经历相似多边形概念的形成过程,培养学生的观察、推理能力,激发学生探究及发现数学问题的兴趣.
2.在探索相似多边形性质的过程中,培养学生与他人交流、合作的意识和品质.在观察、操作、推理的探究过程中,体验数学活动充满探索性和创造性.
【重点】
1.理解并掌握相似多边形的概念及性质.
2.能利用成比例线段的概念及相似多边形的性质进行有关计算.
【难点】
探索相似多边形的性质中的“对应”关系.
【教师准备】 多媒体课件.
【学生准备】 形状相同的两个三角尺及边长不等的两个正方形.
导入一:
如图所示的一块黑板,长3米,宽1.5米,加一7.5厘米宽的边框,边框外围与边框里边的矩形形状相同吗?
【导入语】 我们凭借“直观”感觉这两个矩形的形状相同,实际上这两个矩形的形状是不相同的,通过今天的学习,我们将知道这两个矩形的形状为什么不相同.
导入二:
如图所示,将△ABC用2倍放大镜观察得到△A1B1C1,这两个三角形相似吗?
这两个三角形中的对应角、对应边之间有什么关系?
导入三:
如图所示,将四边形ABCD用2倍放大镜观察得到四边形A1B1C1D1,这两个四边形相似吗?
这两个四边形中的对应角、对应边之间有什么关系?
[设计意图] 通过黑板四周加宽得到的矩形与原矩形是否相似导入新课,激发学生学习的求知欲,为本节课学习相似多边形做好铺垫.以学生熟悉的放大镜观察三角形和四边形导入新课,学生易于理解和掌握,降低学习相似多边形概念的难度.
[过渡语] 思考导入中的问题,我们将得到相似多边形的概念.
一、成比例线段概念
(1)把九年级数学课本的两个邻边看作两条线段AB和CD,那么什么是这两条线段的比?
(这两条线段的长度比叫做这两条线段的比)
(2)对于四条线段a,b,c,d,如果其中两条线段的比与另外两条线段的比相等,如=(即ad=bc),我们就说这四条线段成比例.
(3)如何判断四条线段是成比例线段?
(四条线段中其中两条线段的比与另两条线段的比相等,就说这四条线段成比例)
(4)成比例线段的概念中应注意什么问题?
(成比例线段概念中的四条线段是有顺序的,如a,b,c,d是成比例线段与a,d,b,c是成比例线段得到的比例式是不同的)
【师生活动】 学生在教师的引导下思考回答,教师课件展示成比例线段的概念.
[设计意图] 学生在教师提出的问题的引导下,层层深入地形成成比例线段的概念,学生经历概念的形成过程,加深对概念的理解,为相似多边形的概念的形成做了铺垫.
二、认识相似多边形
思路一
(1)问题思考.
①在导入二的△ABC及用2倍放大镜观察得到的△A1B1C1中,对应角之间的数量关系为:
∠A ∠A1,∠B ∠B1,∠C ∠C1;
对应边之间的数量关系为:
= ,= ,= ,即 = = .
②在导入三的四边形ABCD及用2倍放大镜观察得到的四边形A1B1C1D1中,对应角之间的数量关系为:
∠A ∠A1,∠B ∠B1,∠C ∠C1,∠D ∠D1;
对应边之间的数量关系为:
= ,= ,= ,= ,即 = = = .
③放大镜下的图形与原图形是否相似?
两个图形的对应角、对应边之间有什么关系?
(相似,对应角相等,对应边成比例)
④你能尝试给出相似多边形的定义吗?
并尝试用几何语言表示出来.
⑤相似比的值与两个相似多边形的顺序有关吗?
⑥相似多边形的对应角、对应边有什么特点?
用几何语言怎样表示?
【师生活动】
(1)学生独立思考后小组合作交流,共同探究相似多边形的概念,教师要给学生足够的时间让学生交流,在巡视过程中帮助学习有困难的学生,并对学生的展示作出点评,同时规范学生的语言表达.
(2)相似多边形定义:
两个边数相同的多边形,如果它们的角分别相等,边成比例,那么这两个多边形叫做相似多边形.相似多边形对应边的比叫做相似比.
【几何语言】 如图所示的两个大小不同的四边形ABCD和四边形A1B1C1D1中,∠A=∠A1,∠B=∠B1,∠C=∠C1,∠D=∠D1;===,因此四边形ABCD与四边形A1B1C1D1相似.
(3)相似多边形的性质:
相似多边形的对应角相等,对应边成比例.
如上图,∵四边形ABCD与四边形A1B1C1D1相似,∴∠A=∠A1,∠B=∠B1,∠C=∠C1,∠D=∠D1;===.
思路二
(1)动手操作并思考.
①测量课前准备的两个相似三角形的各角(两个形状相同的三角尺),你得到什么结论?
(对应角相等)
②测量课前准备的两个相似三角形的各边,你发现了什么?
(对应边成比例)
③课前准备的两个正方形的各角相等吗?
(相等,都等于90°)
④课前准备的两个正方形的各边是否成比例?
为什么?
(成比例,因为两个正方形边长分别相等,对应边的比都等于两个正方形的边长比.)
⑤你能根据以上探究活动得出相似多边形的概念吗?
⑥怎样用几何语言表示相似多边形的概念呢?
⑦相似比与两个相似多边形的顺序有关吗?
⑧相似多边形的对应角、对应边有什么特点?
用几何语言怎样表示?
【师生活动】 学生在教师的引导下,边动手操作边思考回答问题,师生共同归纳出相似多边形的概念.
(2)相似多边形定义:
两个边数相同的多边形,如果它们的角分别相等,边成比例,那么这两个多边形叫做相似多边形.相似多边形对应边的比叫做相似比.
【几何语言】 如图所示的两个大小不同的四边形ABCD和四边形A1B1C1D1中,∠A=∠A1,∠B=∠B1,∠C=∠C1,∠D=∠D1;===,因此四边形ABCD与四边形A1B1C1D1相似.
(3)相似多边形的性质:
相似多边形的对应角相等,对应边成比例.
如上图,∵四边形ABCD与四边形A1B1C1D1相似,∴∠A=∠A1,∠B=∠B1,∠C=∠C1,∠D=∠D1;===.
[设计意图] 通过观察——测量——辨析——归纳等数学活动,探究相似多边形的定义及性质,让学生体会由特殊到一般的数学思想方法.在探究过程中,教师通过设置层层深入的小问题,引导学生完成探究活动,降低了学生学习新知识的难度,体验了知识的形成过程,提高了学生分析问题的能力.通过几何语言表达相似多边形的定义和性质,完成文字与符号语言之间的转化,培养学生用符号语言表达数学知识的能力.
三、例题讲解
判断正误,正确的说明理由,错误的举出反例.
(1)所有的矩形都相似. ( )
(2)所有的菱形都相似. ( )
(3)所有的正方形都相似. ( )
(4)所有的等腰直角三角形都相似. ( )
(5)所有的等边三角形都相似. ( )
【师生活动】 学生独立思考后小组讨论交流,教师巡视过程中及时帮助有困难的学生,对学生的展示进行点评,并指出易错点,强化相似多边形的判定方法.
(教材例题)如图所示,四边形ABCD与EFGH相似,求角α,β的大小和EH的长度x.
【思考】
(1)相似多边形的性质是什么?
(2)根据相似多边形的性质,你能求出∠F,∠G的大小吗?
(3)四边形的内角和是多少度?
(4)由四边形内角和定理,能否求出∠H的值?
(5)相似四边形中,对应边AB与EF,AD与EH之间有什么关系?
(6)在比例式中,已知三条线段的长能否求出第四条线段的长?
尝试求出EH的值.
【师生活动】 学生在教师问题的指导下独立思考,完成解答过程,小组之间交流结果,小组代表板书过程,教师点评,归纳总结.
解:
∵四边形ABCD与四边形EFGH相似,
∴α=∠C=83°,∠A=∠E=118°,=,
即=,解得x=28.
在四边形ABCD中,β=360°-83°-78°-118°=81°.
【教师追问】 利用相似多边形的性质,可以解决哪种类型的几何问题?
(求角的大小、线段的长度;证明角相等、线段成比例等)
[设计意图] 通过对例题的探究,进一步巩固相似多边形的概念和性质,同时通过小组合作交流,归纳解题方法和思路,培养学生的合作意识及分析问题的能力.
[知识拓展]
(1)式子=也可以写成a∶b=c∶d,通常这里的a叫做第一比例项,b叫做第二比例项,c叫做第三比例项,d叫做第四比例项.
(2)有时在=中,b=c,例如=,这时我们把b(或c)叫做a,d的比例中项,此时b2(或c2)=ad.
(3)在式子=的两边同时乘bd,得ad=cb,在与比例有关的计算中,我们常通过上述变形转化字母之间的关系.
(4)通常情况下,四条线段a,b,c,d的单位应该一致,但有时为了计算方便,a,b和c,d的单位分别一致也可以.
(5)在相似多边形中,“对应边成比例”“对应角相等”这两个条件必须同时成立时,才能说明这两个多边形是相似多边形.
(6)相似多边形的性质可以用来确定两个多边形中未知的边的长度或未知的角的度数.
(7)相似比的值与两个多边形的前后顺序有关.
(8)相似比为1∶1的两个相似多边形是全等多边形.
1.成比例线段:
对于四条线段a,b,c,d,如果其中两条线段的比与另外两条线段的比相等,如=(即ad=bc),我们就说这四条线段成比例.
2.相似多边形的定义:
.两个边数相同的多边形,如果它们的角分别相等,边成比例,那么这两个多边形叫做相似多边形.相似多边形对应边的比叫做
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