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例题5:位似变换

相似三角形的判定与性质 · 初三
讲清楚它是什么

定义 位似变换是特殊的相似变换,对应点连线交于一点(位似中心),且对应边平行。

从哪来 基于“相似三角形”的判定与性质,以及“平行线分线段成比例”定理。

为什么 因为位似图形不仅满足相似的所有性质(对应角相等、对应边成比例),还多了一个几何约束:对应顶点的连线共点。这个“共点”约束使得对应边必然平行(或共线),从而将一般的相似图形“锁定”在一种特殊的相对位置上,使得坐标计算和图形缩放变得极其规律。

直观演示法
利用投影仪或手机投屏,将一张图片放大或缩小,并固定投影中心。让学生观察原图与投影图的对应点连线是否交于一点,对应边是否平行。
适合:形象思维强、抽象逻辑稍弱的学生。
坐标推导法
在平面直角坐标系中,设原点为位似中心,点 $P(x, y)$ 变换为 $P'(kx, ky)$。通过向量 $\vec{OP'} = k\vec{OP}$ 证明三点共线,进而推导对应边平行。
适合:代数基础好、喜欢逻辑推导和公式记忆的学生。
逆向构造法
给出两个相似三角形,让学生尝试寻找是否存在一个点,使得对应顶点连线都经过该点。通过画图验证,发现只有当对应边平行时,这个点才存在,从而引出位似定义。
适合:空间想象力强、喜欢动手操作和探究的学生。
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练一道
基础题
已知 $\triangle ABC$ 与 $\triangle A'B'C'$ 位似,位似中心为原点 $O$,位似比为 $2$。若点 $A$ 的坐标为 $(3, 4)$,求点 $A'$ 的坐标。
变式
在平面直角坐标系中,$\triangle ABC$ 的顶点坐标分别为 $A(1, 2), B(3, 4), C(5, 1)$。以点 $P(0, 0)$ 为位似中心,画一个与 $\triangle ABC$ 位似且位似比为 $1:2$ 的三角形 $\triangle A'B'C'$。求 $\triangle A'B'C'$ 的面积。
试试手自己判
检测题
已知 $\triangle ABC$ 与 $\triangle DEF$ 位似,位似中心为 $O$。若 $OA = 3$,$OD = 6$,且 $BC = 4$,求 $EF$ 的长度。
看答案和判分标准
答案:$EF = 8$。
判对标准:
1. 正确识别位似比 $k = OD/OA = 6/3 = 2$。
2. 正确应用对应边成比例 $EF/BC = k$。
3. 计算得出 $EF = 4 \times 2 = 8$。
若学生回答 $EF=2$ 或 $EF=12$,则判定为未掌握位似比与对应边关系。
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