师:同学们,大家好。今天我们一起来探究初中数学沪科版九年级上册第22章第一节比例线段第一课时。在七八年级时,我们已对几何图形做了系统研究,比如研究过平行线、三角形、全等三角形、四边形等几何内容。研究过程中,我们通常从实际物体抽象出几何图形。现在,依据已有经验看看这个问题。图中的两张邮票,它们大小和形状有什么特点?
生:这两张邮票大小和形状完全相同,能完全重合。
师:由此会想到数学上的什么知识点?
生:全等图形。
师:什么叫全等图形?
生:能够完全重合的两个图形叫全等图形。
师:全等图形有哪些特征?
生:既然能完全重合,两个图形的大小和形状自然完全相同。
师:好,我改变其中一张邮票图片,此时这两张邮票还能全等吗?
生:显然不能。
师:它们有什么特点?
生:从相同点看,形状相同;从不同点看,大小不同。
师:生活中还有这样的例子吗?大家想想。
生1:大小不同的五星红旗。
生2:五星红旗中大小不同的五角星。
生3:哆啦a梦的二寸照片和四寸照片。
生4:大小不一的football足球。
生5:大小不一的同一种字体。
师:老师也举个例子。这是谢尔宾斯基三角形,什么是谢尔宾斯基三角形呢?它是由波兰数学家谢尔宾斯基在1915年提出的。谢尔宾斯基三角形由很多形状一样的三角形组成,其特殊之处在于无论从哪里看,形状都一样,全是等边三角形,这是一种分形。其实生活中除了谢尔宾斯基三角形,还有很多奇异而美丽的分形图形。通过以上图形,不难发现每组图形形状相同,所以我们把形状相同的图形称为相似图形。来定义一下,此定义只要求形状相同,对大小不做要求,即大小不一定相同。若大小相同,此时就是全等图形,这说明全等图形是相似图形的特例。两个图形相似,其中一个图形可看作由另一个图形放大或缩小得到。
有了相似图形定义,下面实战训练。观察下列图形,哪些是相似图形?先看第一组,大家按下暂停键,利用已学知识独立思考。
(一段时间后)
师:我们来分析,根据定义,答案应该是3。再看第二组,根据定义,答案应该是1与8、3与7。通过这两道题可知,判断相似图形最核心的依据是形状。我们知道全等图形是相似图形的特殊情况,根据前面研究,全等图形形状和大小完全相同,所以对应边长度相等,对应角大小相等。类比一下,相似图形形状相同,其对应边和对应角有怎样的特征呢?我们用几何画板演示几幅相似图形,寻找对应边和对应角的特征。
首先看课前所演示的两枚邮票,这两幅邮票是相似图形。将其抽象成几何图形,不难发现对应角都是90度,是相等的。边长是否也相等呢?答案是否定的。度量一下对应边长度,容易发现长度不等,但每一对应边的比例都是8.33比4.87,即每段对应边的比例都等于1.7。接着看另一组相似图形,这是两个等边三角形,形状相同即相似。它们的角度显然都是60度,根据前面经验,对应边比例是否也相等呢?我们来度量下。
(度量后)
师:第二组边的比例还是1.29,第三组对应边的比例还是1.29,也就是说这三组对应边的比例都是1.29。由此不难发现,它们对应角度相等,对应边比例也相等。接下来将图形一般化,这里有两个相似的四边形。首先根据前面经验,度量下角度。角A等于63.43度,角E也是63.43度;角B是71.57度,角F是71.57度;角C是135度,角G还是135度;角D是90度,角H还是90度。由此可发现它们对应角度相等。再来度量对应边的比例,AB比EF等于2,BC比FG等于2,CD比GH等于2,AD比EH还是等于2,也就是再次发现对应边比例相等。至此可以归纳,正方形、等边三角形、一般四边形都属于多边形,这样的相似图形就是相似多边形。所以相似多边形对应角相等,对应边比例相等。概括一下,一般的两个边数相同的多边形,如果它们对应角相等,对应边长度的比也相等,那么这两个多边形就叫做相似多边形,对应边长度的比叫做相似比,也称为相似系数。
有了相似多边形概念,下面解决几道问题。首先看第一题,如图,矩形ABCD和矩形A?B?C?D?相似吗?为什么?大家按下暂停键先独立思考。
