王友峰
以網格為背景的相似三角形問題是中考的熱點. 解決這類問題,需要依據網格的特征,并結合相似三角形的相關知識來分析和思考. 下面結合近兩年中考題舉例介紹此類問題的特點和解題思路.
一、考查相似三角形的判定
例1 (2022·浙江·麗水)如圖1,在6 × 6的方格紙中,點A,B,C均在格點上,作一個與△ABC相似的格點三角形,相似比不等于1.
解析:要作一個與△ABC相似的格點三角形,可以把這個三角形放大到原來的2倍,如圖2,延長CB到D,使CD = 2CB,延長CA到E,使CE = 2CA,易知點E在格點上,得所求作的△EDC,其三邊長為[22],4,[210]. 是不是滿足條件的相似三角形只有這一種呢?顯然不是,原△ABC的三邊長為[2],2,[10],三邊之比為1∶[2]∶[5],在這個6 × 6的網格圖中,滿足條件的最小三角形的三邊長為1,[2],[5];另外,與最小三角形相似比為[2]的三角形的三邊長為[2],[22],2[5];與最小三角形相似比為[5]的三角形的三邊長為[5],[10],[5];與最小三角形相似比為[3]的三角形的三邊長為[3],[32],[35];與最小三角形相似比為[10]的三角形的三邊長為[10],[20] = 2[5],[50=52]. 這些三角形均滿足要求,同學們可以自己嘗試畫一下.
點評:網格圖中判定相似三角形,一般是運用“三邊成比例的兩個三角形相似”這一判定方法. 當然,本題中的△ABC中含有一個135°的特殊角,也可以考慮“兩邊成比例且夾角相等的兩個三角形相似”這一判定方法.
二、考查三角形的位似
例2 (2023·四川·遂寧)在方格圖中,以格點為頂點的三角形叫做格點三角形. 在圖3所示的平面直角坐標系中,格點△ABC,△DEF成位似關系,則位似中心的坐標為().
解析:根據位似的性質,可知對應點所在直線的交點就是位似中心. 如圖4,直線AD,CF,BE的交點為(- 1,0),則位似中心為(- 1,0). 在實際解題中只要找出兩組對應點所在直線即可,比如直線AD和BE.
點評:根據網格圖的特性,直線AD是網格圖中小正方形對角線所在的直線,直線BE就是x軸,準確畫出這兩條直線,就可以得出位似中心. 當然,本題也可以直接求出兩條直線的表達式,再求交點坐標.
三、考查相似三角形的性質
例3 (2022·江蘇·鎮(zhèn)江)如圖5,點A,B,C,D在網格中小正方形的頂點處,AD與BC相交于點O,小正方形的邊長為1,則AO的長等于().
A. 2 B. [73] C. [625] D. [925]
解析:由AB[?]CD可得△AOB ∽ △DOC,則[AODO=ABCD=23],所以[AOAD=25]. 又因為AD = 5,所以AO = 2,故可得答案為A.
點評:利用網格圖中具有天然的平行線的條件,很容易發(fā)現(xiàn)相似三角形,再利用相似性質解題就很容易了. 當然,本題也可以使用等腰三角形的知識解決問題,這里提供解題思路供同學們思考,如圖6,將BC向左平移兩個單位長度得AE,可得AE[?]BC,AD = DE = 5,可得∠DAE = ∠DEA,易得∠DAE = ∠DOC,∠DEA = ∠DCO,所以∠DOC = ∠DCO,DO = DC = 3,故AO = 2.
四、考查相似三角形的綜合運用
例4 (2022·江蘇·宿遷)如圖7,在網格中,每個小正方形的邊長均為1,每個小正方形的頂點稱為格點,點A,B,M均為格點. 圖中是以格點O為圓心的圓,請你只用無刻度的直尺,在弦AB上找出一點P,使AM2 = AP·AB,寫出作法,不用證明.
解析:要使AM2 = AP·AB,容易想到“母子型”相似三角形,即△AMP ∽ △ABM,故只要有∠AMP = ∠ABM即可. 考慮構造等弧所對的圓周角相等,如圖8,連接OA,BM,利用勾股定理或矩形的旋轉作格點線段MC⊥OA,延長MC交☉O于點D,根據垂徑定理可得[AD]= [AM],得圓周角∠AMD = ∠ABM,MC與AB的交點即為點P,再由∠MAP = ∠BAM,得△AMP ∽ △ABM,易得AM2 = AP·AB.
點評:基本圖形的積累意識,對于綜合題的解決很有幫助. 上面的解法利用網格圖畫出垂線,從而利用垂徑定理解決了角相等的問題,為構造“母子型”相似三角形創(chuàng)造了條件. 本題還可以這樣思考,因為小正方形的邊長為1,所以AM = 2,AB = 4[2],這樣由AM2 = AP·AB,直接可得AP = [22],即P就是線段AB上以A為頂點的小方格的對角線的交點.