1 2 三角形相似性質
在上一節中,我們檢查兩個多邊形是否為相似形時,「對應角都相等」與
「對應邊都成比例」這兩組條件是不可省略的。但是在上一冊討論三角形全等 性質時,如:ASA、AAS、SAS、SSS、RHS 等,都是在邊與角的六個條件中,
只要確定其中三個條件相等就可以了。當我們探討兩個三角形相似時,是否也 有同樣的簡易判別方法呢?
如圖 1-16,△ABC 與△DEF 中,
∠A=∠D,∠B=∠E,∠C=∠F,
且 AB<DE,AC<DF,BC<EF。
我們將其中一組相等的對應角∠A 與∠D 疊合,
如圖 1-17,使得 AB 與對應邊 DE 重疊,AC 與對應 邊 DF 重疊,則 B 點落在 DE 上,C 點落在 DF 上,
因為∠B=∠E,所以 BC // EF(同位角相等)。
由「 平行線截比例線段性質」可知:
AB:DE=AC:DF ... 1
同理,仿前面的方式將∠B、∠E 疊合,
如圖 1-18,可推得 AC // DF,
故 AB:DE=BC:EF ... 2
由1式、2式可知 AB:DE=AC:DF=BC:EF,
即對應邊成比例。
AAA 相似性質與 AA 相似性質
1
AC B
D
F E
圖 1-16
C B
D(A)
F E
圖 1-17
圖 1-18 E(B)
D
F A
C 對應能力指標 9-s-03
綜合前頁的討論可知:如圖 1-19,在△ABC 與△DEF 中,若∠A=∠D,
∠B=∠E,∠C=∠F,可推得 AB:DE=AC:DF=BC:EF,所以△ABC∼
△DEF。
因此,
如圖,△ABC 與△A'B'C' 中,∠A=∠A',
∠B=∠B' ,試說明△ABC∼△A'B'C'。
AA 相似性質
例
題1
̳ߧ
△ABC 與△A'B'C' 中,
∵∠A=∠A',∠B=∠B',
∴∠C=180°-∠A-∠B=180°-∠A'-∠B'=∠C' 故△ABC∼△A'B'C'(AAA 相似)。
A
C B
D
F E
圖 1-19
A
C
B B' C'
A'
若兩個三角形的三組對應角相等,則這兩個三角形相似,
這個性質稱為 AAA 相似性質。
若兩個三角形其中兩組對應角相等,則這兩個三角形相似,
這個性質稱為 AA 相似性質。
由例題 1 可知:
搭配習作 P9 基礎題 1
如右圖,△ABC 中,PQ // BC,
△ABC 與△APQ 是否相似?為什麼?
由隨堂練習可知:若有一直線與三角形的兩邊相交,且平行於此三角 形的第三邊,則截出的小三角形與原三角形相似。
因此,
△ABC 中,P、Q 兩點分別在 AB、AC 上,
且 PQ // BC,則 AP:AB=AQ:AC=PQ:BC。
如圖,△ABC 中,EF // BC,且 AE=12,
EB=4,BC=15,試求 EF。
相似形的應用
例
題2
在△ABC 中,
∵EF // BC
∴AE:AB=EF:BC 12:(12+4)=EF:15 EF=12×15
16 =45 4
也可以看成△AEF∼△ABC。
A
B C
P Q
A
E F
B C
A
E F
C B
A
A
B C
P Q
圖 1-20
∵PQ // BC
∴∠B=∠APQ,∠C=∠AQP 故△ABC∼△APQ(AA 相似)
搭配習作 P9 基礎題 2/P10 基礎題 3
1如圖,EF // BC,EC 與 BF 交於 A 點,
且 EF=18,BC=27,AE=8,試求 AC。
2如圖,△ABC 中,∠C=90°,DE⊥AB 於 E 點,回答下列問題:
1△ABC 與△DBE 是否相似?為什麼?
2若 CD=1,BE=2,BD=3,試求 AE。
E F
B C
A
E D C
A B
∵EF // BC
∴∠F=∠B,∠E=∠C 故△AEF∼△ACB(AA 相似)
AE:AC=EF:BC 8:AC=18:27 AC=12
1在△ABC 與△DBE 中
∵∠B=∠B,∠ACB=∠DEB=90°
∴△ABC∼△DBE(AA 相似)
2∵△ABC∼△DBE ∴BD:AB=BE:BC 3:(AE+2)=2:(3+1)
AE=4
由上面的問題探索可知:在△ABC 與△DEF 中,若∠A=∠D,
AB:DE=AC:DF,可推得∠ABC=∠DEF,此時△ABC∼△DEF(AA 相似)。
因此,
SAS 相似性質
2
如下圖,△ABC 與△DEF 中,∠A=∠D,AB:DE=AC:DF,
且 AB<DE,將∠A 與∠D 疊合,回答下列問題:
1為什麼 BC // EF?
2△ABC 與△DEF 是否相似?為什麼?
A
B C
D
E F E F
B C
D(A)
問 題 探 索
若兩個三角形有一組對應角相等,且夾此等角的兩組對應邊成比例,
則這兩個三角形相似,這個性質稱為 SAS 相似性質。
∵AB:DE=AC:DF
∴BC // EF
∵BC // EF
∴∠ABC=∠DEF 又∠A=∠D
∴△ABC∼△DEF(AA 相似)
對應能力指標 9-s-03
如圖,△ABC 與△DEF 中,∠A=∠D=100°,AB=2.4,AC=1.2,
DE=4,DF=2,則△ABC 與△DEF 是否相似?為什麼?
SAS 相似性質的應用
例
題3
∵AB:DE=2.4:4=3:5 AC:DF=1.2:2=3:5
∴AB:DE=AC:DF=3:5 在△ABC 與△DEF 中,
∵∠A=∠D=100°,AB:DE=AC:DF,
∴△ABC∼△DEF(SAS 相似)。
在△ABC 與△DEF 中,∠A=∠D=37°,AB=6,AC=5,DE=1.5,
DF=1.25,則△ABC 與△DEF 是否相似?為什麼?
B A
C 2.4
100° 1.2 F
D
E 4
2 100°
搭配習作 P10 基礎題 4
∵AB:DE=6:1.5=4:1 AC:DF=5:1.25=4:1
∴AB:DE=AC:DF=4:1 在△ABC 與△DEF 中
∵∠A=∠D,AB:DE=AC:DF
∴△ABC∼△DEF(SAS 相似)
如右圖,△ABC 中,AE=3,EB=5,AF=4,
FC=2,回答下列問題:
1△ABC 與△AFE 是否相似?為什麼?
2若 EF=3.3,試求 BC。
SAS 相似性質的應用
例
題4
1 ∵△ABC 與△AFE 有相同的∠A,
且 AE:AC=3:(4+2)=3:6=1:2 AF:AB=4:(3+5)=4:8=1:2 ∴ AE:AC=AF:AB=1:2
故△ABC∼△AFE(SAS 相似)
2 ∵△ABC∼△AFE,
∴ EF
BC =AE AC =1
2 BC=2EF=6.6
如右圖,EC 與 BF 交於 A 點,且 AB=10,AC=AE=20,AF=40,
EF=25.6,試求 BC。
A
F E
B C
4 5
3
2
B
E
C F
A
搭配習作 P11 基礎題 5
∵AB:AE=10:20=1:2 AC:AF=20:40=1:2
∴AB:AE=AC:AF=1:2 在△ABC 與△AEF 中
∵AB:AE=AC:AF,∠BAC=∠EAF,
∴△ABC∼△AEF(SAS 相似)
BC:EF=AB:AE BC:25.6=1:2 BC=12.8
SSS 相似性質
3
如下圖,△ABC 與△DEF 中,AB<DE,且 AB
DE=BC
EF= AC DF, 回答下列問題:
1如右圖,△DEF 中,在 DE 上取 DP=AB,
過 P 點作 PQ // EF,交 DF 於 Q 點,
△DPQ 與△DEF 是否相似?為什麼?
2由△DPQ∼△DEF 可得DP
DE=DQ
DF=PQ
EF,又 AB
DE = BC
EF= AC DF, DP=AB,試說明△ABC △DPQ。
3由△ABC △DPQ 得∠A=∠D,又 AB
DE =AC
DF,則△ABC∼△DEF
是利用 相似性質。
A
B C
E F
D
F E
P Q
D
問 題 探 索
由上面的問題探索可知:在△ABC 與△DEF 中,若 AB
DE =BC
EF =AC DF, 可推得∠A=∠D,此時△ABC∼△DEF(SAS 相似)。
因此,
若兩個三角形的三組對應邊成比例,則這兩個三角形相似,
這個性質稱為 SSS 相似性質。
∵PQ // EF
∴∠DPQ=∠E,∠DQP=∠F 故△DPQ∼△DEF(AA 相似)
∵DP=AB,∴PQ=BC,DQ=AC 故△ABC △DPQ(SSS)
SAS
對應能力指標 9-s-03
搭配習作 P11 基礎題6
如右圖,AB=10,AC=8,BC=12,BD=15,CD=18,
回答下列問題:
1為什麼△ABC∼△BDC?
2∠D 與△ABC 的哪個角相等?
SSS 相似性質的應用
例
題5
試勾選出與△ABC 相似的三角形。
1
□
2□
3□
1 在△ABC 與△BDC 中,
∵AC:BC=8:12=2:3 AB:BD=10:15=2:3
BC:CD=12:18=2:3
∴AC:BC=AB:BD=BC:CD 故△ABC ∼△BDC(SSS 相似)
2 ∵△ABC ∼△BDC
∴∠D=∠ABC
A
C B
D
A
B C
1.5 1.8
1.5 1.6
2.4
2.8
2
2
1.7
2.1
7 3 5
3
可以看成:
D B
A
B C
C 10 8
15 18 12 12
L L
如右圖,△ABC 中,D、E 分別為 AB、AC 的中點,
試說明 DE // BC,且 DE= 1
2 BC。
三角形兩邊中點連線性質
例
題6
̳ߧ
1 在△ABC 中,
∵D、E 分別為 AB、AC 的中點
∴AD:BD=AE:CE=1:1 故 DE // BC
∴AD:AB=DE:BC
2∵△ADE∼△ABC(AA 相似),AD=1 2 AB,
且 AD:AB=DE:BC ∴DE=1
2 BC
如右圖,△ABC 中,
D、E、F 分別為 AB、BC、AC 的中點,
若 AB=10 公分,BC=8 公分,AC=7 公分,
1 試求 DE+EF。
2 四邊形 DBEF 是否為平行四邊形?
A
F D
B E C
三角形的兩邊中點連線必平行於第三邊,且為第三邊長的一半,
稱為三角形兩邊中點連線性質。
由例題 6 可知:
A
D
B C
E
1DE+EF=1
2 AC+1
2 AB=7
2+5=17
2(公分)
2∵DF // BE,BD // EF,∴四邊形 DBEF 為平行四邊形
如右圖,△ABC 中,D、E 分別為 AB、AC 的中點,
F、G 分別為 AD、AE 的中點,
若 FG=3 公分,試求 DE+BC。
三角形兩邊中點連線性質的應用
例
題7
在△ADE 中,F、G 分別為 AD、AE 的中點,
∴ FG=1 2DE 3=1
2DE DE=6 同理,DE=1
2BC 6=1
2BC BC=12
DE+BC=6+12=18(公分)
如右圖,△ABC 中,D、E 分別為 AB、AC 的中點,
F、G 分別為 BD、CE 的中點,若 BC=20,
試求 FG。
A F D
B C
E G
A
F D
B C
E
∵D、E 分別為 AB、AC 的中點 G
∴DE // BC,且 DE=1
2 BC=10
∵F、G 分別為 BD、CE 的中點,且 DE // BC
∴FG 為梯形 DECB 的中線 故 FG=1
2×(DE+BC)=1
2×(10+20)=15
如右圖,直角三角形 ABC 中,
∠BAC=90°,AD⊥BC 於 D,
1 試說明△ABC∼△DBA。
2 試說明 AB 2=BD×BC。
3 若 AB=4,BD=2,試求 BC。
相似三角形的計算
例
題8
1在△ABC 與△DBA 中
∵∠BAC=∠ADB,∠B=∠B
∴△ABC∼△DBA(AA 相似)
2∵△ABC∼△DBA
∴AB:BD=BC:AB 即 AB 2=BD×BC 3 42=2×BC
∴BC=8
如右圖,直角三角形 ABC 中,
∠BAC=90°,AD⊥BC 於 D,
1 試說明△ABC∼△DAC。
2 試說明 AC 2=DC×BC。
3 若 AC=6,BC=8,試求 DC。
A
B D C
A
B D C
4
2
1在△ABC 與△DAC 中
∵∠BAC=∠ADC,∠C=∠C ∴△ABC∼△DAC(AA 相似)
2∵△ABC∼△DAC,∴AC:DC=BC:AC 即 AC 2=DC×BC
3 62=DC×8 ∴DC=4.5
!三角形的相似性質:
1 AAA 相似性質: 若兩個三角形的三組對應角相等,則這兩個三角形 相似。
2 AA 相似性質: 若兩個三角形其中兩組對應角相等,則這兩個三角形 相似。
3 SAS 相似性質: 若兩個三角形有一組對應角相等,且夾此等角的兩組 對應邊成比例,則這兩個三角形相似。
4 SSS 相似性質: 若兩個三角形的三組對應邊成比例,則這兩個三角形 相似。
@△ABC 中,若 PQ // BC,
則 AP:AB=AQ:AC=PQ:BC。
#三角形兩邊中點連線:
三角形的兩邊中點連線必平行於第三邊,且為第三邊長的一半,稱為 三角形兩邊中點連線性質。
如圖 1-22,D、E 分別為 AB、AC 中點,
則 DE // BC,且 DE=1
2 BC。
$直角三角形 ABC 中,∠BAC=90°,
若 AD⊥BC 於 D,
則△ABC∼△DBA,△ABC∼△DAC,
△DBA∼△DAC。
圖 1-21
圖 1-22
圖 1-23 A
P Q
B C
A
D E
B
A
C
B C
D
1勾選出與△ABC 相似的三角形:
2如右圖,△ABC 與△DEF 中,已知 BC // EF,且 BC:EF=AC:DF,
回答下列問題:
1△ABC 與△DEF 是否相似?為什麼?
2若 AB=14,AD=9,DE=21,CF=19,試求 CD。
1-2
1
□
4
□
2
□
5
□
3
□
6
□
A B
C 20
20
20
20 30
30 16
16
12
15 18 16
24
a°
a°
a°
a°
b°
b°
c° b°
c°
A B
E
C
D F
L L
L L
∵BC // EF
∴∠BCA=∠EFD 又 BC:EF=AC:DF
故△ABC∼△DEF(SAS 相似)
AB:DE=AC:DF
14:21=(9+CD):(CD+19)
CD=11
3如右圖,L1、L2、L3 皆為直線,若 L1 // L2 // L3, 且直線 M、N 交於 A 點,GE=2,EA=3,
AC=4,HA=4,回答下列問題:
1試求 FH、AF 與 AB。
2 GE:EA:AC 與 HF:FA:AB 是否相等?
3若 EF= 54
25 ,試求 BC、GH。
G
E F
A
B
M N
L3 L2 L1
C H
AE:AG=AF:AH 3:5=AF:4 AF=12
5 FH=4-12
5 =8 5 AB:AF=AC:AE AB:12
5 =4:3 AB=16
5
∵HF:FA:AB=8 5:12
5 :16
5 =2:3:4=GE:EA:AC
∴GE:EA:AC=HF:FA:AB
EF:BC=EA:AC 54
25:BC=3:4 BC=72
25
AE:AG=EF:GH 3:5=54
25:GH GH=18
5
4如右圖,△ABC 中,F、G 分別為 AB、AC 的中點,
D、E 分別為 AF、AG 的中點,若 BC=16,
試求 DE。
5如右圖,△ABC 中,∠BAC=90°,
且 AD⊥BC 於 D,若 AC=x-2,
DC=x-4,BD=5,試求 AC 。
1 3 相似三角形的應用
A D F
B C
G E
D C B
A
FG=1
2 BC=8 DE=1
2 FG=4
在△ABC 與△DAC 中
∵∠BAC=∠ADC=90°,∠C=∠C
∴△ABC∼△DAC(AA 相似)
故 AC:DC=BC:AC AC 2=DC×BC
(x-2)2=(x-4)(x+1)
x2-4x+4=x2-3x-4 x=8
∴AC=x-2=6