师:同学们,今天我们一起来学习九年级人教版数学第 27 章相似三角形的判定。这是本节课的学习目标:理解相似三角形的概念,掌握相似三角形的表示方法;探究平行线分线段成比例及其推论,推导相似三角形的判定定理一并能应用定理解决简单问题;经历从画图、测量、计算到猜想验证的探究过程,感知从特殊到一般、从一般到特殊、分类讨论、数形结合、转化的数学思想。本节课的学习重点是相似三角形判定定理一的推导和应用。
师:同学们,上节课我们学习了相似多边形。什么是相似多边形呢?
生:对应角相等、对应边成比例的两个多边形叫做相似多边形。
师:大家请注意,定义也是一种判定方法,在运用过程中,边和角这两个条件要同时具备。在相似多边形中,最简单的相似图形是什么呢?
生:是相似三角形。
师:你能说出相似三角形的定义吗?类比相似多边形,我们可以给出如下定义。在三角形 ABC 和三角形 A'B'C' 中,若∠A = ∠A',∠B = ∠B',∠C = ∠C',且(\frac{AB}{A'B'}=\frac{BC}{B'C'}=\frac{AC}{A'C'}=k),我们就说三角形 ABC 和三角形 A'B'C' 相似,k 为相似比。我们用这个符号来表示相似,读作“相似于”,它可以看作是英文字母 s 打横书写。三角形 ABC 与三角形 A'B'C' 相似,记作三角形 ABC∽三角形 A'B'C' 。当 k = 1 时,这两个三角形有什么关系呢?
生:当 k = 1 时,这两个三角形全等,全等是一种特殊的相似。
师:与全等三角形类似,相似三角形是否有如 SSS、SAS、ASA、AAS 等简单的判定方法呢?下面我们就一起来探究。请看活动一,如图,小方格的边长都是 1,直线(L_1)、(L_2)被一组平行线(L_3)、(L_4)、(L_5)所截,交点 A、B、C、D、E、F 都在格点上。请同学们算一算下列线段的比值。因为交点都在格点上,所以我们可以运用勾股定理计算线段的长度。同学们,你算好了吗?
生:算好了。
师:我们一起来看看结果吧。我们计算出(\frac{AB}{BC}=\frac{DE}{EF}=1:2),(\frac{AB}{AC}=\frac{DE}{DF}=1:3),(\frac{BC}{AC}=\frac{EF}{DF}=2:3)。好,我们再来看活动。当直线(L_4)平移到如图所示的位置时,刚才的结论仍然成立吗?如果任意平移直线(L_5),这些比例式仍然相等吗?请同学们算一算。有些交点不在格点上,我们可以通过度量的方式得到线段的长度,再进行计算。
生:(计算后)刚才的结论仍然成立。
师:也就是说,当(L_3\parallel L_4\parallel L_5)时,就会有(\frac{AB}{BC}=\frac{DE}{EF}),(\frac{AB}{AC}=\frac{DE}{DF}),(\frac{BC}{AC}=\frac{EF}{DF})等。这样我们就得到了一个基本事实:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例,简称“平行线分线段成比例”。这是它的几何语言。如果我们把 AB 看作是上方的线段,DE 也是上方的线段,则 BC 和 EF 看作下方的线段,也就是说上比下等于上比下,上比全等于上比全,下比全等于下比全。根据比例的有关知识,我们还可以调换 BC 和 DE 的位置,或者是 AB 和 EF 的位置,其他的比例式依次类推,所以我们又得到了三组比例式。也就是说还可以是上比上等于下比下等于全比全。同学们,你记住了吗?下面老师来考一考大家,练习一,如图,已知(L_1\parallel L_2\parallel L_3),下列比例式中正确的是?
生:根据刚才得到的基本事实,选项 C 是正确的。
师:大家在找比例式的过程中一定要注意线段要对应好。下面继续我们的探究之旅。现在平移直线(L_2)到如图所示的位置,得到三角形 ADE 和三角形 ABC。根据刚才的基本事实,我们知道当(DE\parallel BC)的时候,就有(\frac{AD}{DB}=\frac{AE}{EC}),(\frac{AD}{AB}=\frac{AE}{AC}),(\frac{DB}{AB}=\frac{EC}{AC})。因此我们又得到了一个推论:平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边的延长线)所得的对应线段成比例。这是它的几何语言。当直线截其他两边时,得到上面的图形,我们称为“A 型”;当直线截两边的延长线,得到下面的图形,我们称为“X 型”。下面我们来应用这个推论完成两道练习。如图,在三角形 ABC 中,点 D、E 分别是 AB 和 AC 上的点,且(DE\parallel BC)。若(AE = 1),(AD = 2),(EC = 2),则(BD)等于多少?(AB)又等于多少呢?请同学们思考。
生:(思考并计算)
师:我们先把这些已知条件标在图上。根据刚才所学的推论,我们知道因为(DE\parallel BC),所以(\frac{AD}{DB}=\frac{AE}{EC}),(\frac{AD}{AB}=\frac{AE}{AC}),(\frac{DB}{AB}=\frac{EC}{AC})。究竟选择哪一个比例式代入数字比较合适呢?我们先来看第一个比例式。在第一个比例式中,(AD = 2),(AE = 1),(EC = 2),只有(DB)是未知的量,所以可以直接算出(DB = 4)。从而(AB = AD + DB = 2 + 4 = 6)。我们再看第二个比例式。在第二个比例式中,(AD = 2),(AB)是未知的量,(AE = 1),而(AC = AE + EC = 1 + 2 = 3)。那么通过这个比例式,我们可以先求出(AB)的长度等于 6,然后再算出(BD = 6 - 2 = 4)。我们再看第三个比例式。在第三个比例式中,(DB)和(AB)都是未知的量,所以我们把(AB)可以表示成用(AD + BD),也就是用(2 + BD)来表示,而(EC = 1),(AC)刚才计算过是等于 3 的,所以这里只有一个未知的量(BD)。然后运用方程通过计算就可以得到(BD = 4)。那么在这三个比例式中,你更喜欢用哪一个呢?
