四、教学过程
复习导入
出示小黑板:
(1)图1 DE∥BC ⇒ △ ∽△
AC2 =
= = =
(2)图2
∠ACB = Rt∠
⇒ BC2 =
CD⊥AB
CD2 =
(生上台完成,师生同纠正。同时师作出(1)图中 AN⊥BC 于 N,AN⊥ DE 于 M,由学生补充(1)中第四个比,以其巩固相似三角形“对应边之比(相似比)等于对应高之比”这一性质。以(2)巩固射影定理,同时强调其逆定理不成立。)
师:相似三角形除以上性质外,还有没有性质?生:对应角相等;对应中线比、对应角平分线比、周长比都等于相似比;面积比等于相似比的平方。
师:很好!我们花了不少时间学习相似三角形的性质,在实际生活中有
没有用?如何用?这正是我们即将探讨的问题(板书课题)。
(这一问使学生心思“跳出”了半封闭的教室而进入纷繁复杂的现实生活,课堂活跃,议论纷纷。这样有意造成学生悬念,引发学生思考,无疑有益于激发学生探索问题的积极性。)
(二)引入实际,解决新知
师:我们先来做一个实验:求甲、乙两人的距离。(两名学生上台,生乙站着不动,生甲手握刻度尺正面平视对准生乙,刻度尺与生乙人体正面平行,手臂与刻度尺垂直。)
第一步:生甲用一只眼观察生乙左臂边缘,使其视线经过直尺的一端。第二步:生甲用同一只眼观察生乙右臂边缘,同时记下视线经过刻度尺
上的读数。(记下读数:10cm)
第三步:测量生乙人体正面宽度及生甲手臂的长度(记下读数:48cm, 55cm)
(测量中允许产生误差,尽量力求准确。)
师:通过上述实例,大家想一想:生甲的两条视线、手臂长、刻度尺、生乙的人体正面,能否构想出一个几何平面图形呢?在纸上画一画。
生:能。
(学生画,师巡视。培养学生的空间想象能力以及将已知条件图形化的良好习惯,同时培养学生亲自操作的能力。将实际问题转化归结为数学问题。)
师:出示小黑板:你们所构想的图是否与此图形相似呢?
生:相似(肯定)。
师:好极了,那么在上述实例中,两位同学测量的数据各对应于图形中的哪一条线段?
各等于多少?他们之间的距离呢?
生:刻度尺上的读数 CD 的长,即 CD=10cm 生甲手臂长 OE 的长,即 OE=55cm
生乙正面人体宽度 AB 的长,即 AB=48cm 他们之间的距离 OF 的长,OF 为所求。
师:回答完全正确,且还给我们找到了已知,所求,那如何求 OF 呢? 生:(迟疑)。
师:(进一步启发),现在让我们共同来分析一下:在此图中已知什么? 求什么?
生:已知:CD∥AB,线段 CD、OE、AB 的长,求 OF 的长。师:已知和未知分别落在哪些三角形中?
生:△COD,△AOB。
师:好!这两个三角形有何关系?为什么? 生:相似,因为 CD∥AB。
师:相似了会得到什么?
生:比例式,即: CD = OE
AB OF
师:得到这个比例式是运用了什么性质?
生:相似三角形对应边之比等于对应高之比。师:很好!现在能根据此式计算 OF 吗?
生:能(生马上动手求解。)
(一名学生上台完成解题全过程,其余学生独自完成,师巡视。在这样的比例中,只要知道三条线段长,就可求第四条,引发学生回顾比例性质, 即比例式、乘积式互换。)
生:
OF
解 CD∥AB ⇒ △COD∽△AOB ⇒ OE
即: OF = 48
= AB
CD
55 10
∴OF=264(cm)
答:甲、乙两生的距离为 264cm。师生共同小结本题求解思路:
- 从已知 AB、CD、OE 和所求 OF 出发,寻找一对三角形,即△COD,
△AOB。
-
证△COD∽△AOB。
-
利用相似三角形的性质获得含OF的比例式: OF
OE
= AB 再运用比
CD
例性质推出所求。
师:上述过程同学们完成得很不错!要是还有兴趣的话不妨再来探求一个问题。现有一张三角形纸片(出示教具)。让前一排的学生测量出此三角形纸片一边及一边上的高的长,并记下数据,我现在将三角形纸片对应在黑板上的平面图形画出来,记为△ABC,且 BC=120mm,DA=80mm。)同学们在这样大的纸片上能剪下一个正方形吗?
生:能,(只是大小不一)。
师:我敢肯定地说你们完成这个任务是不成问题的。可是我要作一定的规定:所剪正方形的一边要落在 BC 上,其余两个顶点分别落在 AB、AC 上。这样一来,我们还能吗?
生:(先迟疑,后议论。)
师:(加以启发),要能剪下来的话,恐怕得先算出所剪正方形的边长? 我们先假设按如图所示的线路剪下来(补作正方形 PQMN),现在大家想一想, 是不是也可以运用相似三角形来解决呢?我们不妨试一试,先看已知什么? 存在于何三角形中?求什么?
生:已知 BC、AD,存在于△ABC 中。求正方形的边长。师:此图中有没有与△ABC 相似的三角形?为什么?
生:有,△APN∽△ABC,因为由正方形 PQMN 可知 PN∥BC。师:在△APN 中涉及正方形的边长吗?
生:涉及到了,即 PN。
师:好了,大家既然都说有三角形相似,那相似后会得到怎么样的比例式?
生:PN∥BC ⇒ △APN∽△ABC ⇒ AE
AD
= PN
BC
师:在此比例式中,AD、BC 为已知,可 AE、PN 怎么办?它是否隐含着与正方形的边长及已知线段有关系呢?
生:有,AE=AD—正方形的边长,PN 为正方形的边长。
师:很好!为使计算方便,我们可以将正方形的边长设为 xmm,则有: AE=(80-x)mm,PN=xmm。
80 − x x
从而得到了 80 = 120 的方程。
(这与列方程解应用题紧密联系起来。具体解的过程由学生各自完成, 师巡视,然后与上例比较,复述解题思路。)
师:请大家想一想,这些问题是不是实际生活中实实在在存在的,你们下去再亲自做做怎么样?
(理论联系实际。)
师:通过上面两例的学习,我们已知道相似三角形的性质完全可运用于实践,已初步掌握了求解办法。下面的问题,你们应用上述解题思路也会找到捷径的。(出示小黑板。)
例:如图,△ABC,高 AD 与高 CE 相交于点 H,P 为 AD 上的一点,连结BP、PC,且 PC2=CH·CE。
求证:∠BPC=90°。
(引导学生首先从题目中用线勾划出已知,求证。要求学生写出分析过程,师巡视,然后让一名学生讲出分析过程,师板书,同时加以补充。特别是要防止出现:PC2 = CD·CB ⇒ ∠BPC - 90°这一错误,进一步强调射
影定理的逆定理不成立。)
综合:
∠HCD = ∠BCE
CD CE
证明:
∠HDC=∠BEC=Rt∠
⇒ CD·CB=CH·CE
⇒ △CDH∽△CEB ⇒ CH
= CB
⇒ PC2 = CD·CB
PC2 = CH·CE
∠PCD = ∠BCP
⇒ △CPD∽△CBP
∠PDC = Rt∠
即:∠BPC=90°。
⇒ ∠CPB = ∠PDC = Rt∠
(有几个同学运用了证 B、D、H、E 四点共圆,然后角切割线定理的推论和三角形相似得证。)
(分析法、综合法是几何解证中常用的方法,在前面已训练过,分别法是从“未知”追索“已知”的逆向思维过程,是引导学生探索问题的思路和途径。综合法是从“已知”→“可知”→“未知”的顺向思维过程,是引导学生掌握解决问题的方法和技巧。充分挖掘几何图形的性质是运用综合法的关键。这一练习有利于培养学生的逻辑思维能力。同时
加强“相似 ⇒ 比例式 ⇒ 乘积式”三位一体教学。)
(三)小结(使用幻灯片,生齐读)
利用相似三角形解(证)此类问题的思路:
-
从已知、未知出发,发现或构造一对三角形。
-
证明三角形相似。
-
利用相似三角形的性质得出已知,未知的关系,再利用比例性质等知识解(证)。
(四)巩固
见书 P141—1 第 2、3 自行完成。
(五)作业
见作业本。
- 补充作业:(引发学生进一步将数、形结合起来。)
在△ABC 中,BD=120mm,高 AD 为 80mm,P 为 AB 上一点,作矩形 PMNQ 内接于△ABC,又 Q 在 AC 上,P 在 AB 上,M、N 在 BC 上,设 PM=x,矩形
PMNQ 的面积为 y。
①求出 y 与 x 之间的函数关系式?试确定 x 的取值范围。
②当 PM 为多少时,矩形的面积有最大值?并求之。
- 思考:怎样利用今天所学的办法测算河道的宽,路边电杆的高?