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专题 27.23 位似(知识讲解)
【学习目标】
1.了解图形的位似,明确位似变换是特殊的相似变换;
2.能利用位似的方法,将一个图形放大或缩小;
【要点梳理】
知识点1:位似图形概念
如果两个图形不仅是相似图形,而且每组对应点所在的直线都经过同一点,那么
这样的两个图形叫做位似图形,这个点叫做位似中心.
知识点2:位似图形的性质
(1)位似图形的对应点和位似中心在同一条直线上;
(2) 位似图形的对应点到位似中心的距离之比等于相似比;
(3)位似图形中不经过位似中心的对应线段平行.
特别说明:
(1)位似图形与相似图形的区别:位似图形是一种特殊的相似图形,而相似图形
未
必能构成位似图形.
(2)位似变换中对应点的坐标变化规律:在平面直角坐标系中,如果位似变换是以
原点为位似中心,相似比为k,那么位似图形对应点的坐标的比等于k或-k.
知识点3:平移、轴对称、旋转和位似四种变换的异同:
3. 平移、轴对称、旋转和位似四种变换的异同:
图形经过平移、旋转或轴对称的变换后,虽然对应位置改变了,但大小和形
状没有改变,即两个图形是全等的;而位似变换之后图形是放大或缩小的,是相
似的.
知识点4:作位似图形的步骤
第一步:在原图上找若干个关键点,并任取一点作为位似中心;
第二步:作位似中心与各关键点连线;
第三步:在连线上取关键点的对应点,使之满足放缩比例;
第四步:顺次连接各对应点.
特别说明:
位似中心可以取在多边形外、多边形内,或多边形的一边上、或顶点,下面是位似
中心不同的画法.【典型例题】
类型一、位似图形的识别
1.如图是与 位似的三角形的几种画法,其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】根据位似图形的性质判断即可.
解:由位似图形的画法可得:4个图形都是 的位似图形.
故选:D.
【点拨】本题主要考查了位似变换,正确把握位似图形的定义是解题关键.
举一反三:
【变式】下列各选项中的两个图形不是位似图形的是( )
A. B.C. D.
【答案】D
【分析】根据位似图形的定义解答即可.
解:A、B和C中的两个图形都是位似图形,
A中的位似中心是点C,
B中的位似中心是点O,
C中的位似中心是点O.
只有选项D的对应顶点的连线相不交于一点,对应边不互相平行,故D不是位似图像.
故选D.
【点拨】本题考查的是位似变换,掌握两个图形不仅是相似图形,而且对应顶点的连
线相交于一点,对应边互相平行,那么这样的两个图形叫做位似图形是解题的关键.
类型二、判断位似中心
2.如图所示,将△ABC的三边分别扩大一倍得到△A1B1C1,(顶点均在格点
上),它们是以P点为位似中心的位似图形,则P点的坐标是( )A.(﹣4,﹣3)B.(﹣3,﹣3) C.(﹣4,﹣4) D.(﹣3,﹣4)
【答案】A
【分析】作直线AA、BB,这两条直线的交点即为位似中心.
1 1
解:由图中可知,点P的坐标为(﹣4,﹣3).
故选A.
【点拨】用到的知识点为:两对对应点连线的交点为位似中心.
举一反三:
【变式】如图,若 与 是位似图形,则位似中心的坐标是( )
A. B. C. D.【答案】C
【分析】根据位似中心的定义,连接位似图形的对应点,交点即为位似中心.
解:连接C C,B B,AA并延长,交点P即为所求,由图可知:位似中心的坐标是:
1 1 1
(0,−1),
故选:C.
【点拨】此题考查的是位似图形及位似中心的定义,掌握位似中心的确定方法:位似
图形的各个对应点连线的交点即为位似中心是解决此题的关键.
类型三、位似图形的相关概念
3.如图,已知 ABC与 DEF位似,位似中心为点O,且 ABC的面积等于
△ △ △
DEF面积的 ,则AO:AD的值为( )
△
A.2:3 B.2:5 C.4:9 D.4:13
【答案】B
【分析】由 ABC经过位似变换得到 DEF,点O是位似中心,根据位似图形的性质
得到AB:DO═2△:3,进而得出答案. △
解:∵△ABC与 DEF位似,位似中心为点O,且 ABC的面积等于 DEF面积的 ,
△ △ △
∴ = ,AC∥DF,∴ = = ,
∴ = .
故选B.
【点拨】此题考查了位似图形的性质.注意掌握位似是相似的特殊形式,位似比等于
相似比,其对应的面积比等于相似比的平方.
举一反三:
【变式】按如下方法,将△ABC的三边缩小到原来的 ,如图,任取一点O,连结
AO,BO,CO,并取它们的中点D、E、F,得△DEF;则下列说法错误的是( )
A.点O为位似中心且位似比为1:2
B.△ABC与△DEF是位似图形
C.△ABC与△DEF是相似图形
D.△ABC与△DEF的面积之比为4:1
【答案】A
【分析】根据位似图形的性质,得出①△ABC与△DEF是位似图形进而根据位似图形
一定是相似图形得出 ②△ABC与△DEF是相似图形,再根据周长比等于位似比,以及根
据面积比等于相似比的平方,即可得出答案.
解:∵如图,任取一点O,连结AO,BO,CO,并取它们的中点D、E、F,得
△DEF,
∴将△ABC的三边缩小到原来的 ,此时点O为位似中心且△ABC与△DEF的
位似比为2:1,故选项A说法错误,符合题意;
△ABC与△DEF是位似图形,故选项B说法正确,不合题意;
△ABC与△DEF是相似图形,故选项C说法正确,不合题意;
△ABC与△DEF的面积之比为4:1,故选项D说法正确,不合题意;故选:A.
【点拨】此题主要考查了位似图形的性质,正确的记忆位似图形性质是解决问题的关
键.
类型四、位似图形的相似比
4.如图,四边形ABCD与四边形EFGH位似,位似中心点是点O, ,则
=_____.
【答案】
解:∵四边形ABCD与四边形EFGH位似,位似中心点是点O,
∴ = = ,
则 = = = .
故答案为 .
【点拨】本题考查的是位似变换的性质,掌握位似图形与相似图形的关系、相似
多边形的性质是解题的关键.
举一反三:
【变式】如图, 与 是位似图形, 点O是位似中心, 若 ,
.则 __________.【答案】18
【分析】由 与 是位似图形且由 .可得两位似图形的位似比为
2∶3,所以两位似图形的面积比为4∶9,又由 的面积为8,得 的面积为
18.
解: 与 是位似图形,
,
,
经检验: 符合题意.
故答案为:
【点拨】本题考查的是位似图形的性质,掌握利用位似图形的面积之比等于相似比的
平方是解题的关键.
类型五、画位似图形放大后的的位似图形
5.在平面直角坐标系中, 的三个顶点的坐标分别是 .(1)画出 关于x轴成轴对称的 ;
(2)画出 以点O为位似中心,位似比为1∶2的 .
【答案】(1)如图所示 为所求;见分析; (2)如图所示 为所求;
见分析.
【分析】
(1)将 的各个点关于x轴的对称点描出,连接即可.
(2)在 同侧和对侧分别找到2OA=OA ,2OB=OB ,2OC=OC 所对应的A,
2 2 2 2
B ,C 的坐标,连接即可.
2 2
解:(1)由题意知: 的三个顶点的坐标分别是A(1,3),B(4,1),
C(1,1),
则 关于x轴成轴对称的 的坐标为A(1,-3),B (4,-1),
1 1
C (1,-1),
1
连接AC ,AB ,B C
1 1 1 1 1 1
得到 .
如图所示 为所求;
(2)由题意知:位似中心是原点,
则分两种情况:
第一种, 和 在同一侧
则A(2,6),B (8,2),C (2,2),
2 2 2
连接各点,得 .
第二种, 在 的对侧A(-2,-6),B (-8,-2),C (-2,-2),
2 2 2
连接各点,得 .
综上所述:如图所示 为所求;
【点拨】本题主要考查了位似中心、位似比和轴对称相关知识点,正确掌握位似中心、
位似比的概念及应用是解题的关键.
举一反三:
【变式】如图是 的网格,网格中每个小正方形的边长都是1,小格的顶点叫做格点,
以格点为顶点的三角形叫做格点三角形.
(1)图1中的格点三角形 与格点三角形 相似吗?请说明理由;
(2)请在图2中选择适当的位似中心画一个格点三角形 ,使 与 位
似,且相似比不为1.
【答案】(1) ,理由见分析;(2) 如图所示(答案不唯
一),见分析.
【分析】
(1)根据题意以及利用勾股定理求出三角形各个边长,然后进一步得出对应边成比例
求证三角形相似即可;
(2)可选择A点为位似中心,然后进一步按要求画出位似图形即可.
解:(1) ,理由如下:由题图,可知 ,
则 ,
∴ ;
(2) 如图所示:
【点拨】本题主要考查了相似三角形的判定与位似图形的作图,熟练掌握相关概念是
解题关键.
类型六、求位似图形对应的坐标
6.如图,已知 三个顶点的坐标是 , , .
(1)将 绕原点 顺时针旋转 得 ,画出 ,并写出 、 、
的坐标;
(2) 和 关于原点 对称,画出 ;
(3)以点 为位似中心,将 缩小为原来的 ,请直接写出点 的对应点 的坐
标.【答案】(1)见分析, 、 、 ;(2)见分析;(3)
或
【分析】
(1)分别作出点A、B、C绕坐标原点O顺时针旋转90°得到的对应点,再顺次连接
可得;
(2)分别作出点A、B、C关于原点的对称点,顺次连接可得;
(3)分两种情况写出即可.
解:(1)如图所示, 为所求; 、 、
(2)如图所示, 为所求 .(3) 或
【点拨】本题主要考查作图-中心对称变换、旋转变换、位似变换,解题的关键是根据
中心对称变换和位似变换的点的坐标特征,确定变换后的对应点.
举一反三:
【变式】如图,在平面直角坐标系网格中,将 ABC进行位似变换得到 ABC .
1 1 1
(1) A 1 B 1 C 1 与 ABC的位似比是 ; △ △
(2)△画出 A
1
B
1
C△1 关于y轴对称的 A
2
B
2
C
2
;
(3)设点△P(a,b)为 ABC内一△点,则依上述两次变换后,点P在 A
2
B
2
C
2
内的对
应点P 的坐标是 △ . △
2
【答案】(1)2;(2)作图见分析;(3)(﹣2a,2b).
【分析】
(1) 根据位似图形可得位似比即可;
(2) 根据轴对称图形的画法画出图形即可;
(3) 根据三次变换规律得出坐标即可.
解:(1) ABC 与 ABC的位似比等于= ;
1 1 1
△ △(2)如图所示
(3)点P(a,b)为△ABC内一点,依次经过上述两次变换后,点P的对应点的坐标为
(﹣2a,2b).
考点:(1)、作图-位似变换;(2)、作图-轴对称变换
类型七、坐标系中的位似图形
7.如图,分别以 ABC的边AC和BC为腰向外作等腰直角 DAC和等腰直角
△ △
EBC,连接DE.
△ (1)求证: DAC∽ EBC;
(2)求 AB△C与 DE△C的面积比.
△ △
【答案】(1)见分析;(2)
【分析】
(1)利用等腰直角三角形的性质证明△DAC∽△EBC;
(2)依据△DAC∽△EBC所得条件,证明△ABC与△DEC相似,通过面积比等于相似
比的平方得到结果.
(1)证明:∵△EBC是等腰直角三角形
∴BC=BE,∠EBC=90°
∴∠BEC=∠BCE=45°.
同理∠DAC=90°,∠ADC=∠ACD=45°
∴∠EBC=∠DAC=90°,∠BCE=∠ACD=45°.∴△DAC∽△EBC.
(2)解:∵在Rt△ACD中, AC2+AD2=CD2,
∴2AC2=CD2
∴ ,
∵△DAC∽△EBC
∴ = ,
∴ = ,
∵∠BCE=∠ACD
∴∠BCE-∠ACE=∠ACD-∠ACE,即∠BCA=∠ECD,
∵在△DEC和△ABC中, = ,∠BCA=∠ECD,
∴△DEC∽△ABC,
∴S ABC:S DEC= = .
△ △
【点拨】本题考查了相似三角形的判定和性质,以及相似三角形的面积比等于相似比
的平方,解题的关键在于利用(1)中的相似推导出第二对相似三角形.
举一反三:
【变式】在平面直角坐标系中, 的顶点坐标分别为 、 、 .
(1) 在坐标系中面出 关于y轴的对称图形 ;
(2) 在坐标系中原点O的异侧,画出以O为位似中心与 位似比为2的位似图形
;
(3) 求出 的面积.【答案】(1) 见分析 (2) 见分析 (3) 6
【分析】
(1)根据纵不变,横相反,确定对称点的坐标,依次连接各点,得到所求三角形;
(2)根据位似比,确定坐标的绝对值,结合位置,确定坐标,依次连线,得到所求三
角形;
(3)先计算 ,利用面积之比等于相似比的平方,计算即可.
解:(1)∵ 的顶点坐标分别为 、 、 ,
∴各点关于y轴的对称点坐标依次为 (0,2), (-1,3), (-2,1),
画图如下:
则 即为所求.
(2)∵ 的顶点坐标分别为 、 、 ,
∴位似比为2时的位似点坐标依次为 (0,-4), (-2,-6), (-4,-2),
则 即为所求.画图如下:(3)∵ = ,位似比为2,
∴ .
【点拨】本题考查了关于y轴对称,位似作图,位似比的性质,熟练掌握位似的性质
是解题的关键.
类型八、坐标系中的位似图形
8.如图, ABC的顶点坐标分别为A(1,3)、B(4,2)、C(2,1).
△
(1)在图中以点O为位似中心在原点的另一侧画出 ABC放大2倍后得到的
ABC ,并写出A 的坐标; △
1 1 1 1
△ (2)请在图中画出 ABC绕点O逆时针旋转90°后得到的 A 2 B 2 C 2 .
△ △
【答案】(1)A(﹣2,﹣6);(2)见分析
【分析】
(1)把每个坐标做大2倍,并去相反数;
(2)横纵坐标对调,并且把横坐标取相反数.解:(1)如图, ABC 为所作,A(﹣2,﹣6);
1 1 1
(2)如图,△A
2
B
2
C
2
为所作.
△
举一反三:
【变式】如图,在平面直角坐标系中,已知△ABC三个顶点的坐标分别为A(﹣1,
2),B(﹣3,4)C(﹣2,6).
(1)画出△ABC绕点A顺时针旋转90°后得到的△AB C ;
1 1 1
(2)以原点O为位似中心,画出将△AB C 三条边放大为原来的2倍后的△AB C .
1 1 1 2 2 2
【分析】
(1)由A(﹣1,2),B(﹣3,4)C(﹣2,6),可画出△ABC,然后由旋转的性
质,即可画出△AB C ;
1 1 1
(2)由位似三角形的性质,即可画出△AB C .
2 2 2
解:(1)如图:△AB C 即为所求;
1 1 1
(2)如图:△AB C 即为所求.
2 2 2类型九、坐标系中画两个位似图形
9.如图,图中的小方格都是边长为1的正方形, ABC与 A′B′C′是关于点O
△ △
为位似中心的位似图形,它们的顶点都在小正方形的顶点上.
(1)画出位似中心点O;
(2)求出 ABC与 A′B′C′的位似比;
(3)以点△O为位似△中心,再画一个 A
1
B
1
C
1
,使它与 ABC的位似比等于1.5.
△ △
【答案】(1)见分析;(2)位似比为1:2;(3)见分析
【分析】
(1)位似图形对应点连线所在的直线经过位似中心,如图,直线AA′、BB′的交点就
是位似中心O.
(2)根据 ABC与 A′B′C′的位似比等于AB与A′B′的比,即可求解.
(3)要画△A
1
B
1
C
1
,△先确定点A
1
的位置,因为 A
1
B
1
C
1
与 ABC的位似比等于1.5,因
此OA=1.5OA,△所以OA=9.再过点A 画AB∥AB交△O B′于B△,过点A 画AC ∥AC交O
1 1 1 1 1 1 1 1 1
C′于C .
1
解:(1)如图,O点即为所求,
(2) ABC与 A′B′C′的位似比等于AB与A′B′的比,也等于AB与A′B′在水平线
△ △上的投影比,即3:6=1:2.
(3)如图, ABC 为所求.
1 1 1
△
举一反三:
【变式】如图,△DEF是△ABC经过位似变换得到的,位似中心是点O,请确定点O
的位置,如果OC=3.6 cm,OF=2.4 cm,求它们的相似比.
【答案】3∶2.
【分析】由△DEF是△ABC经过位似变换得到的,根据位似图形的对应顶点的连线过
位似中心,即可确定点O的位置;然后由OC=3.6cm,OF=2.4cm,即可求得它们的相似比.
解:连接AD,CF交于点O,
则点O即为所求;
∵OC=3.6 cm,OF=2.4 cm,
∴OC:OF=3∶2,
∴△ABC与△DEF的相似比为3∶2.
【点拨】本题考查了位似变换,熟知位似图形性质是解决问题的关键.