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1、大家知道,相似三角形是初中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容之一,是中考壓軸題的重頭戲。除了三 角形相似以外,正方形、正 N邊形、黃金矩形以及圓等也都相似。其實,在初中我們學(xué)過2k的拋物線(y= ax 2 + b x +c ,0 )、雙曲線(y=, k豐0)也是相似的!x下面從“位似”的角度去認(rèn)識它們是如何相似的。一、引言:相似圖形的定義: 在同一平面內(nèi),有兩個圖形 F和F ,如果對于任意兩點A、B及對應(yīng)點A和B 且A B丄kAB(k0),則稱F和F 是相似圖形。當(dāng)k=1時,相似圖形就是全等圖形。位似圖形的定義: 在同一平面內(nèi),有兩個圖形F和F 和一個定點O,對于F上任意一點M , F 上都有唯一一點 M 與之對
2、應(yīng),且滿足下列條件:O、M、M 三點共線;O M = | k | O M,則稱F和F 是位似圖形,O為位似中心,k為位似比。當(dāng)k0時,F(xiàn)和F 在定點O同一側(cè),當(dāng)k b 0)是不是符合位似圖形的定義呢?2過點0任作射線OA交拋物線y= ax2、y= bx 2于點 A、點 B,如圖 6。作AC丄x軸于點C,作BD丄x軸于點D。設(shè)射線OA : y= kx,解方程組 a 0, x 0)那么它們是不是符合位似圖形x圖7圖8的定義呢?.ak. bkx二和x二即y = ak y = - bkyk,ak),bk),因為 AC/ BD,所以,kOA OCOB OD、bk:=定值。.b同樣由位似定義,ab可得雙曲
3、線 y= , (a 0), y=x(b 0)是符合位似圖形的定義的,所以雙曲線y =空xb(a 0),和雙曲線y =xk(b 0)是相似圖形。 所以所有的雙曲線y (k工0)是相似的,x它們的形狀是相同的。拓展ab過點O任作射線OA交雙曲線y = , y =:(b a 0, x 0)xx于點A、點B。作AC丄x軸于點C,作BD丄x軸于點D,如圖8。設(shè)射線 OA : y= kx(k _ a _ b0),解方程組y =和y =I由上面的證明,我們不難得到對于下面四個圖形:點AB、直線CD與兩條拋物線 y= ax2、y= bx過原點的直線樣的結(jié)論:(1)AC/ BD, (2) AOCBOD,(3)圖
4、 10 中,S 陰影 S陰影bd=a:b等等.AOC S陰影BODA、點B、點C、點D分別是兩條(或雙曲線)的交點。一定有這2 2=b : a , (4)圖 12 中,S 陰影 ac圖9y = kx y = kx四、質(zhì)疑在初中數(shù)學(xué)教科書上,我們說拋物線y= ax 2 + b x +c ,(0 )的形狀是由a的大小決定的。當(dāng)a越大,拋物線的開口就越小,反之,當(dāng)a越小,拋物線的開口就越大!既然拋物線的形狀都一樣,那么拋物線的開口大小是不是也應(yīng)該一樣呢?但直觀的圖形告訴我們,拋物線確實有“開口大小”之分。如下圖13兩個半圓,小半圓 Oi在大半圓02里面,但我們總不能說小半圓 Oi的開口比大半圓 02
5、小吧!因為,小半圓 Oi經(jīng)過放大一定和大半 圓。2重合,這是沒問題的。按照這樣的推理,如圖 14中的拋物線 A0C經(jīng)過放大一定和拋 物線B0D重合。那么怎樣認(rèn)識這個“開口”問題呢?我想值得大家商榷。y= ax2A ”圖14y= bx2五、編題如果把上面敘述的內(nèi)容、方法作進一步挖掘,再結(jié)合初中中考要求就能編一個好題。題目(一)延伸閱讀:在平面內(nèi)有兩個圖形 F和F 和一個定點0,對于上任意一點 M, F 上 都有唯一一點 M 與之對應(yīng),且滿足下列條件:0、M、M 三點共線;0M|k|0M, 則稱F和F 是位似圖形, 0為位似中心,k為位似比。當(dāng) k0時,F(xiàn)和F 在定點0同 一側(cè),當(dāng)k b 0)是不是位似圖形?若是,請根據(jù)以上定義加以證明。并求出位似比。若不是,/yAB0C圖1請說明理由。總之,對于數(shù)學(xué)概念的深入研究,我們會發(fā)現(xiàn)一些我們以為“驚奇”的結(jié)論,而這些 結(jié)論往往就“潛伏”在我們平時所熟悉的知識中,只要我們站在新的高度,用新的角度去
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