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专题27.14 黄金分割(巩固篇)(专项练习)
一、单选题
1.生活中到处可见黄金分割的美.如图,点C将线段AB分成AC、CB两部分,且AC>
BC,如果 ,那么称点C为线段AB的黄金分割点.若C是线段AB的黄金分割点,
AB=2,则分割后较短线段长为( )
A. B. C. D.
2.世界上最有名的建筑物中几乎都包含“黄金分割”,如成都广播电视塔同样蕴含着“黄
金分割”,如图,塔高AB为339米,观光区P为塔AB的黄金分割点(AP>PB),那么AP
的高度大约为( )米.
A.200 B.210 C.300 D.130
3.点 是线段 的黄金分割点,且 ,则 的长为( )
A. B.
C. 或 D. 或
4.已知点 是线段 的黄金分割点, ,则 的值为( )
A. B. C.0.618 D.
5.如图,线段AB=1,点P 是线段AB的黄金分割点(且AP<BP,即PB2=AP•AB),点
1 1 1 1 1
P 是线段AP 的黄金分割点(AP<PP),点P 是线段AP 的黄金分割点(AP<PP),…,
2 1 2 1 2 3 2 3 2 3
依此类推,则线段AP 的长度是( )
20173−√5 √5−1 1
A.( )2017 B.( )2017 C.( )2017 D.(√5﹣2)1008
2 2 2
6.古希腊数学家欧多克索斯在深入研究比例理论时,提出了分线段的“中末比”问题:点
G将一线段 分为两线段 , ,使得其中较长的一段 是全长 与较短的段
的比例中项,即满足 ,后人把 这个数称为“黄金分割”数,
把点G称为线段 的“黄金分割”点.如图,在 中,已知 , ,
若D,E是边 的两个“黄金分割”点,则 的面积为( )
A. B. C. D.
7.有以下命题:
①如果线段 是线段 , , 的第四比例项,则有 ;
②如果点 是线段 的中点,那么 是 、 的比例中项;
③如果点 是线段 的黄金分割点,且 ,那么 是 与 的比例中项;
④如果点 是线段 的黄金分割点, ,且 ,则 .
其中正确的判断有( )
A.②④ B.①②③④ C.①③④ D.②③④
8.采用如下方法可以得到线段的黄金分割点:如图,设AB是已知线段,经过点B做
BD⊥AB,使 ;连接DA,在DA上取DE=DB,在AB上截取AC=AE.点C即
为线段AB的黄金分割点,若BD=2,则BC的长为( )A. B. C. D.
9.古希腊时期,人们认为最美人体的头顶至肚脐的长度与肚脐至足底的长度之比是
( ,称为黄金分割比例),如图,著名的“断臂维纳斯”便是如此.此外,
最美人体的头顶至咽喉的长度与咽喉至肚脐的长度之比也是 .若某人满足上述两个
黄金分割比例,且腿长为 ,头顶至脖子下端的长度为 ,则其身高可能是
( )
A. B. C. D.
二、填空题
10.大自然巧夺天工,一片小小树叶,也蕴含着“黄金分割”.如图, 为 的黄金分
割点 ,如果 的长度为 ,那么 的长度是______ .11.人们把 这个数叫做黄金分割数,著名数学家华罗庚优选法中的 法就应用了
黄金分割数.设 , ,则 ,记 , ,
…, .则 ____.
12.点 是线段 的黄金分割点, ,若 ,则 __.
13.如图,线段AB=1,点P 是线段AB的黄金分割点(AP BC),且使AC是AB和BC的比例中项,叫做把线段AB黄金分割,点C叫做线段
AB的黄金分割点,其中 .
11.10
【分析】
先根据 求出 ( 为正整数)的值,从而可得 的值,再
求和即可得.
【详解】
解: ,
( 为正整数),
,
,
,
,
则 ,
故答案为:10.
【点拨】本题考查了二次根式的运算、分式的运算,正确发现一般规律是解题关键.
12.
【分析】
根据黄金分割的定义即可进行计算解答.
【详解】点 是线段 的黄金分割点,且 ,
,
,
,
故答案为: .
【点拨】本题考查了黄金分割的知识,把线段 分成两条线段 和 ,且使
是 和 的比例中项,叫做把线段 黄金分割.
13.
【解析】
试题分析:若点 是线段 的黄金分割点 ,则 有
,同理点 是线段 的黄金分割点 ,则
也 ,点 是线段 的黄金分割点 ,则
也 .
考点:黄金分割点.
14.( )cm
【分析】
利用黄金分割的定义计算出AP.
【详解】
为 的黄金分割点 ,故答案为:( )cm.
【点拨】此题考查黄金分割的定义,黄金分割物体的较大部分等于与整体的 .
15.
【分析】
根据黄金比值为 进行计算即可得到答案.
【详解】
解:∵点C为线段AB的黄金分割点,AB=6,
∴AC= ×6=3 -3,
BC=6-(3 -3)=9-3 ,
AC-BC=3 -3-(9-3 )=6 -12;
故答案为:
【点拨】本题考查的是黄金分割的知识和二次根式的计算,理解黄金分割的概念,找出黄
金分割中成比例的对应线段是解决问题的关键.
16. ﹣2
【分析】
过A作AH⊥BC于H,先由黄金分割点的定义得BE=CD= BC,然后表示出BD、DE
的长,再由三角形面积公式求解即可.
【详解】
解:过A作AH⊥BC于H,如图所示:∵D、E是边BC的两个“黄金分割”点,
∴BE=CD= BC,
∴BD=BC﹣CD=BC﹣ BC= BC,
∴DE=BE﹣BD= BC﹣ BC=( ﹣2)AB,
∴△ADE与△ABC的面积之比= = = = ﹣2,
故答案为: ﹣2.
【点拨】本题考查了黄金分割:把线段AB分成两条线段AC和BC(AC>BC),且使AC
是AB和BC的比例中项(即AB:AC=AC:BC),叫做把线段AB黄金分割,点C叫做线
段AB的黄金分割点.其中AC= AB,并且线段AB的黄金分割点有两个.
17.错误
【解析】
【分析】
先根据黄金分割的定义列式计算AC的长,再进行比较即可判断.
【详解】
由已知可得 .
故答案为:错误
【点拨】本题考查了黄金分割的定义:把一条线段分成两部分,使其中较长的线段为全线段与较短线段的比例中项,这样的线段分割叫做黄金分割,他们的比值 叫做黄金比,
熟记定义是解题的关键.
18. 或
【分析】
根据黄金分割点的定义,分线段AC为较长的线段和较短的线段两种情况解答即可.
【详解】
①若AC是较长的线段,∵AC=1cm,
∴AB• =AC=1,
解得AB= ;
②若AC是较短的线段,∵AC=1cm,
∴AB• =AC=1,
解得AB= ,
综上所述,AB的长是 或 .
故答案为 或 .
【点拨】本题考查了黄金分割点的概念,解题时注意这里的AC可能是较长线段,也可能
是较短线段;熟记黄金比的值进行计算是解题的关键.
19.4
【解析】
【分析】
根据黄金分割的概念把一条线段分成两部分,使其中较长的线段为全线段与较短线段的比
例中项,这样的线段分割叫做黄金分割.
【详解】由题意得:AB⋅BC=AC❑ 2=4.
故答案为:4.
【点拨】此题考查黄金分割,解题关键可知与掌握其概念.
20.(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
(4)无数条
【解析】解:
(1)满足 ≈0.618的矩形是黄金矩形;
(2)由 =k得,BP=1×k=k,从而AP=1﹣k,
由 得,BP2=AP×AB,
即k2=(1﹣k)×1,
解得k= ,
∵k>0,
∴k= ≈0.618;
(3)因为点P是线段AB的黄金分割点,所以 ,
设△ABC的AB上的高为h,则
,
∴
∴直线CP是△ABC的黄金分割线.(4)由(2)知,在BC边上也存在这样的黄金分割点Q,则AQ也是黄金分割线,设AQ
与CP交于点W,则过点W的直线均是△ABC的黄金分割线,故黄金分割线有无数条.
(1)类比黄金三角形的定义进行定义;
(2)(3)根据线段黄金分割点的概念和三角形的面积公式进行分析;
(4)根据(2)中的结论,得到这样的直线有无数条.
21.3﹣
【分析】
首先根据正五边形的相关性质判定四边形ABNE为平行四边形,进而求出EN的长度,再
根据黄金分割点进行计算即可得到MN的长.
【详解】
解:∵五边形ABCDE为正五边形
∴AE=AB,
∴
同理可得
∴
∵
∴AE∥BD
同理可证明EC∥AB
∴四边形ABNE为平行四边形
∴EN=AB=2
∵M、N为CE的黄金分割点
∴M点为EN的黄金分割点
∴EM= EN=
∴ ,
故答案为: .
【点拨】本题主要考查了正多边形的相关性质,平行四边形的性质及判定,黄金分割点等
相关内容,熟练掌握黄金分割点的计算方法是解决本题的关键.
22.(1)见解析;(2)见解析.【解析】
【分析】
(1)结合线段的黄金分割点的概念和三角形的面积公式进行分析计算;
(2)根据三角形的中线的概念可知分成的两个三角形的面积相等,显然不符合黄金分割线的
概念.
【详解】
S AD S BD
解:∵ ΔACD= , ΔBCD= ,
S AB S AD
ΔABC ΔACD
又∵D是AB的黄金分割点,
AD BD S S
∴ = , ΔACD= ΔBCD ,
AB AD S S
ΔABC ΔACD
∴CD是△ABC的黄金分割线;
(2)不是.
∵CD是△ABC的中线,
∴AD=DB,
S 1
∴
ΔACD=
,
S 2
ΔABC
S
而
ΔBCD=1,
S
ΔBCD
S S
∴
ΔACD≠ ΔBCD
,
S s
ΔABC ΔACD
∴中线不是黄金分割线.
【点拨】考查的是线段的黄金分割点的概念和三角形的面积公式.
23.(1)对;理由见解析;(2)三角形的中线不可能是该三角形的黄金分割线;(3)理
由见解析;(4)图见解析.
【详解】
(1)解:直线 是 的黄金分割线.理由如下:
设 的边 上的高为h.
则 , , ,∴ , .
又∵点D为边 的黄金分割点,
∴ ,
∴ .
故直线 是 的黄金分割线;
(2)解:∵三角形的中线将三角形分成面积相等的两部分,
∴ ,即
故三角形的中线不可能是该三角形的黄金分割线;
(3)解:∵ ,
∴ 和 的公共边 上的高也相等,
∴ ,
∴ ,
.
又∵ ,
∴ .
因此,直线 也是 的黄金分割线;
(4)解:画法不唯一,现提供两种画法;
画法一:如解图①,取 的中点G,再过点G作一条直线分别交 , 于M,N点,
则直线 就是平行四边形 的黄金分割线.
画法二:如解图②,在 上取一点N,连接 ,再过点F作 交 于点M,连
接 ,则直线 就是平行四边形 的黄金分割线.24.
【分析】
设AB=1,AC=x,根据黄金分割的概念列出比例式,得到一元二次方程,解方程得到答案.
【详解】
解:设 , ,则 ,
由 ,得 ,
则 ,
整理得; ,
解得: , (不合题意,舍去).
故黄金比为: .
【点拨】本题考查的是黄金分割,理解黄金分割的概念,找出黄金分割中成比例的对应线
段是解决问题的关键,注意方程思想的正确运用.
25.(1)见解析;(2)4, .
【分析】
(1)由图形可知 , ,即可求证
.即证明点 是线段 的黄金分割点.
(2)根据(1)可得 ,又由题意 ,即可求出 的长,最后由
即可求出BC长.
【详解】
(1)证明:设正方形 的边长为1,则 .
∵点 是 的中点,
∴ .在 中,由勾股定理得: ,
则 ,
∴ ,
∴ , ,
即 .
故点 是线段 的黄金分割点.
(2)解:∵点 是 的黄金分割点,
根据(1)可得 ,解得 ,
则 .
故答案为4, .
【点拨】本题考查正方形的性质,勾股定理以及理解黄金分割的定义.解题的关键是正确
理解题意,明确黄金分割的意义.