模型

八字型相似:平行线加对顶角

两条平行线段的两端交叉连线,交点把图形分成两个相似三角形——对顶角相等、内错角相等,于是三组对应边成比例。

问题引入

两条平行线段的两端交叉连线,交点会把图形切成两个三角形,形状像一个"8"字。

它和之前学的「八字模型」长得像,但结论完全不同:八字模型讲的是角度的和,这里讲的是边的比——因为这两个三角形是相似的。

动态观察

拖动上下两条平行线上的四个端点,观察交点 O 与两个三角形。

八字型相似
  1. 拖动 A、B(上边)与 C、D(下边),改变两条平行线段的长度与位置。
  2. 盯住侧栏的 AO ÷ CO、BO ÷ DO、AB ÷ CD 三行读数,看它们是否始终相等。
  3. 留意交点 O 的位置:它把两条交叉线各自分成两段,两段的比与上下底之比一致。

规律发现

因为 AB ∥ CD,所以 △AOB ∽ △COD:

AO : CO = BO : DO = AB : CD

AB ∥ CD,AC 与 BD 交于 O。若 AO = 2、CO = 4、AB = 3,则 CD 等于多少?

  • A3
  • B6
  • C9
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由 △AOB ∽ △COD 得 AB : CD = AO : CO = 2 : 4 = 1 : 2。所以 CD = 2 × AB = 6。

原理解释

两组角分别相等:

  • ∠AOB = ∠COD:它们是对顶角;
  • ∠OAB = ∠OCD:因为 AB ∥ CD,AC 是截线,这两个角是内错角。

于是 △AOB ∽ △COD,对应关系是 A ↔ C、O ↔ O、B ↔ D,比例式为 AO : CO = BO : DO = AB : CD。

AB ∥ CD,AC 与 BD 交于 O。若 AO = 3、CO = 6、BO = 2,则 DO 等于多少?(只填数字)

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由 AO : CO = BO : DO 得 3 : 6 = 2 : DO,即 DO = 6 × 2 ÷ 3 = 4。

例题应用

八字型相似常与梯形一起出现:梯形的两条对角线把梯形分成四个三角形,其中上下两个(贴着两底的)就是八字型相似。

  1. 确认两条线平行(或由矩形、梯形、平行四边形给出平行)。
  2. 找到交叉的两条线与交点 O。
  3. 按 A ↔ C、B ↔ D 的对应关系写比例式。
  4. 代入已知量求未知线段;若题目给的是面积,记得用相似比的平方。

八字型相似(AB ∥ CD,AC 与 BD 交于 O)中,正确的比例式是哪个?

  • AAO : CO = BO : DO
  • BAO : DO = BO : CO
  • CAO : BO = CD : AB
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对应关系是 A ↔ C、B ↔ D,所以 AO 对应 CO、BO 对应 DO,比例式为 AO : CO = BO : DO = AB : CD。写成 AO : DO 就把对应关系配错了。

互动练习

判定 △AOB ∽ △COD 时,用到的两组等角分别来自?

  • A对顶角相等与内错角相等
  • B同旁内角互补
  • C同位角相等
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∠AOB 与 ∠COD 是对顶角;∠OAB 与 ∠OCD 是 AB ∥ CD 被直线 AC 截得的内错角。两组角分别相等即得相似。注意这里用的是内错角,而非同位角(同位角更多出现在 A 字型里)。

在本单元的画板上,把上边线段拖得比下边短很多,观察交点 O 更靠近哪一边,并解释原因。

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参考结论:O 更靠近短的那条线段。因为 AO : CO = AB : CD,若 AB < CD,则 AO < CO,即 O 到 A 的距离小于到 C 的距离,所以 O 偏向短边一侧。当两条线段一样长(AB = CD)时,AO = CO、BO = DO,O 恰好在两条连线的中点处——这也是平行四边形对角线互相平分的图形。

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