3),点P是线段AB的黄金分割点,那么直线CP是△ABC的黄金分割线吗?
请说明理由;
(4)图3中的△ABC的黄金分割线有几条?
21.在人体躯干(脚底到肚脐的长度)与身高的比例上,肚脐是理想的黄金分割点,即比例越接近0.618,越给人
以美感.张女士原来脚底到肚脐的长度与身高的比为0.60,她的身高为1.60m,她应该选择多高的高跟鞋穿上看起
来更美?
(精确到十分位)
22.已知线段AB,按照如下的方法作图:
以AB为边作正方形ABCD,取AD的中点E,连接EB,延长DA到F,AF为边,作正方形AFGH,那么点H是线段AB的黄金分割点吗?
请说明理由.
23.如图,用纸折出黄金分割点:
裁一张正方的纸片ABCD,先折出BC的中点E,再折出线段AE,然后通过折叠
使EB落到线段EA上,折出点B的新位置B′,因而EB′=EB.类似地,在AB上折出点B″使AB″=AB′.这时B″就是AB的黄金分割点.请你证明这个结论.
24.如图,用纸折出黄金分割点:
裁一张边长为2的正方形纸片ABCD,先折出BC的中点E,再折出线段AE,然
后通过折叠使EB落在线段EA上,折出点B的新位置F,因而EF=EB.类似的,在AB上折出点M使AM=AF.则
25.如图,在△ABC中,点D在边AB上,且DB=DC=AC,已知∠ACE=108°,BC=2.
(1)求∠B的度数;
(2)我们把有一个内角等于36°的等腰三角形称为黄金三角形.它的腰长与底边长的比(或者底边长与腰长的比)等于黄金比.
1写出图中所有的黄金三角形,选一个说明理由;
2求AD的长;
3在直线AB或BC上是否存在点P(点A、B除外),使△PDC是黄金三角形?
若存在,在备用图中画出点P,简
说明理由.
26.宽与长的比是的矩形叫黄金矩形.心理测试表明:
黄金矩形令人赏心悦目,它给我们以协调,匀称的美
感.现将小波同学在数学活动课中,折叠黄金矩形的方法归纳如下(如图所示):
第一步:
作一个正方形ABCD;
第二步:
分别取AD,BC的中点M,N,连接MN;
第三步:
以N为圆心,ND长为半径画弧,交BC的延长线于E;
第四步:
过E作EF⊥AD,交AD的延长线于F.
请你根据以上作法,证明矩形DCEF为黄金矩形.
27.在△ABC中,AB=AC,∠A=36°,把像这样的三角形叫做黄金三角形.
(1)请你设计三种不同的分法,将黄金三角形ABC分割成三个等腰三角形,使得分割成的三角形中含有两个黄金
三角形(画图工具不限,要求画出分割线段;标出能够说明不同分法所得三角形的内角度数,不要求写画法,不要求证明.分别画在图1,图2,图3中)注:
两种分法只要有一条分割线段位置不同,就认为是两种不同的分法.
(2)如图4中,BF平分∠ABC交AC于F,取AB的中点E,连接EF并延长交BC的延长线于M.试判断CM与AB之间的数量关系?
只需说明结果,不用证明.
答:
CM与AB之间的数量关系是.
28.折纸与证明﹣﹣﹣用纸折出黄金分割点:
第一步:
如图
(1),先将一张正方形纸片ABCD对折,得到折痕EF;再折出矩形BCFE的对角线BF.第二步:
如图
(2),将AB边折到BF上,得到折痕BG,试说明点G为线段AD的黄金分割点(AG>GD)
29.三角形中,顶角等于36°的等腰三角形称为黄金三角形,如图1,在△ABC中,已知:
AB=AC,且∠A=36°.
(1)在图1中,用尺规作AB的垂直平分线交AC于D,并连接BD(保留作图痕迹,不写作法);
(2)△BCD是不是黄金三角形?
如果是,请给出证明;如果不是,请说明理由;
(3)设,试求k的值;
的值.
4)如图2,在△A1B1C1中,已知A1B1=A1C1,∠A1=108°,且A1B1=AB,请直接写出
30.如图1,点C将线段AB分成两部分,如果,那么称点C为线段AB的黄金分割点.某研究小组在进行课题学习时,由黄金分割点联想到“黄金分割线”,类似地给出“黄金分割线”的定义:
直线l将一个面积为S的图形分成两部分,这两部分的面积分别为S1,S2,如果,那么称直线l为该图形的黄金分割线.
(1)研究小组猜想:
在△ABC中,若点D为AB边上的黄金分割点(如图2),则直线CD是△ABC的黄金分割线.你认为对吗?
为什么?
(2)请你说明:
三角形的中线是否也是该三角形的黄金分割线?
(3)研究小组在进一步探究中发现:
过点C任作一条直线交AB于点E,再过点D作直线DF∥CE,交AC于点F,连接EF(如图3),则直线EF也是△ABC的黄金分割线.请你说明理由.
(4)如图4,点E是平行四边形ABCD的边AB的黄金分割点,过点E作EF∥AD,交DC于点F,显然直线EF是平行四边形ABCD的黄金分割线.请你画一条平行四边形ABCD的黄金分割线,使它不经过平行四边形ABCD
黄金分割专项练习30题参考答案:
1.
(1)证明:
∵AB=AC=1,
∴∠ABC=∠C=(180°﹣∠A)=(180°﹣36°)=72°,
∵BD平分∠ABC交AC于点D,
∴∠ABD=∠CBD=∠ABC=36°,
∴∠BDC=180°﹣36°﹣72°=72°,
∴DA=DB,BD=BC,
∴AD=BD=BC,易得△BDC∽△ABC,
2
∴BC:
AC=CD:
BC,即BC2=CD?
AC,
2
∴AD2=CD?
AC,
∴点D是线段AC的黄金分割点;
(2)设AD=x,则CD=AC﹣AD=1﹣x,
2
∵AD2=CD?
AC,
2
∴x2=1﹣x,解得x1=,x2=,
即AD的长为
2.解:
(1)设AB=xcm,则AD=(20﹣x)cm,
根据题意得x(20﹣x)=99,
整理得x2﹣20x+99=0,解得x1=9,x2=11,
当x=9时,20﹣x=11;当x=11时,20﹣11=9,
而AB>AD,
所以x=11,即AB的长为11cm;
(2)不能.理由如下:
设AB=xcm,则AD=(20﹣x)cm,根据题意得x(20﹣x)=101,
2
整理得x2﹣20x+101=0,
因为△=202﹣4×101=﹣4<0,所以方程没有实数解,
所以这个矩形的面积可能等于101cm2;
(3)设AB=xcm,则AD=(20﹣x)cm,
根据题意得20﹣x=x,
解得x=10(﹣1),
则20﹣x=10(3﹣),
所以矩形的面积=10(﹣1)?
10(3﹣)=(400﹣800)cm2.3.解:
(1)∵∠A=36°,AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=72°,
∵BD平分∠ABC,
∴∠CBD=∠ABD=36°,∠BDC=72°,
∴AD=BD,BC=BD,
∴△ABC∽△BDC,
∴=,即=,
2
∴AD=AC?
CD.
∴点D是线段AC的黄金分割点.
(2)∵点D是线段AC的黄金分割点,
∵AC=2,
∴AD=﹣14.解:
(1)腰与底之比为黄金比为黄金比如图,
(2)作法:
①画线段AB作为三角形底边;
②取AB的一半作AB的垂线AC,连接BC,在BC上取CD=CA.
③分别以A点和B点为圆心、以BD为半径划弧,交点为E;
4分别连接EA、EB,则△ABE即是所求的三角形.
(3)证明:
设AB=2,则AC=1,BC=,AE=BE=BD=BC﹣CD=﹣1,=.
=.
5.解:
(1)由于P为线段AB=2的黄金分割点,则AP=2×=﹣1,
或AP=2﹣(﹣1)=3﹣;
2)如图,点P是线段AB的一个黄金分割点.
6.解:
(1)设AC=x,则BC=AB﹣AC=1﹣x,2
∵AC2=BC?
AB,
2∴x=1×(1﹣x),
2整理得x2+x﹣1=0,
解得x1=,x2=(舍去),
(2)设线段AD的长度为x,AC=l,
2
∵AD=CD?
AC,
2
∴x=l×(l﹣x),
∴x1=,x2=(舍去),
∴线段AD的长度AC;
(3)同理得到线段AE的长度AD;
上面各题的结果反映:
若线段AB分成两条线段AC和BC(AC>BC),且使AC是AB和BC的比例中项(即AB:
AC=AC:
BC),则C点为AB的黄金分割点
7.解:
D是AC的黄金分割点.理由如下:
∵在△ABC中,AB=AC,∠A=36°,
∴∠ABC=∠ACB==72°.
∵∠1=∠2,
∴∠1=∠2=∠ABC=36°.
∴在△BDC中,∠BDC=180°﹣∠2﹣∠C=72°,
∴∠C=∠BDC,
∴BC=BD.
∵∠A=∠1,
∴AD=BC.
∵△ABC和△BDC中,∠2=∠A,∠C=∠C,
∴△ABC∽△BDC,
∴,
∴,
又∵AB=AC,AD=BC=BD,
∴,
∴,
2
∴AD2=AC?
CD,即D是AC的黄金分割点
8.证明:
∵AB=AC,∠A=36°,
∴∠ABC=(180°﹣36°)=72°,
∵BD平分∠ABC,交于AC于D,
∴∠DBC=×∠ABC=×72°=36°,
∴∠A=∠DBC,
又∵∠C=∠C,
∴△BCD∽△ABC,
∴
∴
∵AB=AC,
∴=,
=
∵AB=AC=2,BC=﹣1,
∴(﹣1)2=2×(2﹣AD),解得AD=,
AD:
AC=():
2.
∴点D是线段AC的黄金分割点.
9.证明:
在AB上截取AE=BC,DF=BC,连接EF.∵AE=BC,DF=BC,
∴AE=DF=BC=AD,又∵∠ADF=90°,∴四边形AEFD是正方形.
BE=,
∴,
∴,
∴,
∴矩形BCFE的宽与长的比是黄金分割比,矩形BCFE是黄金矩形.∴黄金矩形是由一个正方形和一个更小的黄金矩形构成.
10.解:
设正方形ABCD的边长为2,
在Rt△AEB中,依题意,得AE=1,AB=2,由勾股定理知EB===,
∴AH=AF=EF﹣AE=EB﹣AE=﹣1,
HB=AB﹣AH=3﹣;
∴AH2=()2=6﹣2,
AB?
HB=2×(3﹣)=6﹣2,
2
∴AH=AB?
HB,
所以点H是线段AB的黄金分割点.11.证明:
(1)∵∠A=36°,∠C=72°,
∴∠ABC=180°﹣36°﹣72°=72°,
∵∠ADB=108°,
∴∠ABD=180°﹣36°﹣108°=36°,
∴△ADB是等腰三角形,
∵∠BDC=180°﹣∠ADC=180°﹣108°=72°,
∴△BDC是等腰三角形,
∴AD=BD=BC.
(2)∵∠DBC=∠A=36°,∠C=∠C,
∴△ABC∽△BDC,
∴BC:
AC=CD:
BC,
2
∴BC=AC?
DC,
∵BC=AD,
2
∴AD2=AC?
DC,
∴点D是线段AC的黄金分割点.
2
12.解:
∵D在AB上,且AD=BD?
AB,
∴点D是AB的黄金分割点
而点C是AB的黄金分割点,
∴AC=AB=﹣1,AD=AB﹣AB=AB=3﹣或AD=﹣1,AC=3﹣,
∴CD=﹣1﹣(3﹣)=2﹣4,
∴==或==.
13.解:
矩形ABFE是黄金矩形.
∵AD=BC,DE=AB,
∴==﹣1==.
∴==﹣1==.
∴矩形ABFE是黄金矩形.
14.解:
∵D为AB的黄金分割点
AD>BD),
∴AD=
AB=10﹣10,
∵EC+CD=AC+CD=AD,∴EC+CD=(10﹣10)cm.15.解:
设他的肚脐到脚底的长度为xm时才是黄金身段,
根据题意得x:
1.70=0.618,
即x=1.70×0.618≈1.1(m).答:
他的肚脐到脚底的长度为1.1m时才是黄金身段.
16.解:
(1)在Rt△APD中,AP=1,AD=2,由勾股定理知PD===,∴AM=AF=PF﹣AP=PD﹣AP=﹣1,
DM=AD﹣AM=3﹣.
故AM的长为﹣1,DM的长为3﹣;
(2)点M是AD的黄金分割点.
由于=,
由于=,
∴点M是AD的黄金分割点.
17.解:
∵点P是线段AB的黄金分割点,且AP>BP,
2
∴AP=BP×AB,
2
又∵S1=AP,S2=PB×AB,
∴S1=S2.
18.解:
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴∠CBF=∠AEB,∠BCF=∠BAE,
∴△BCF∽△EAB,
∴,即,
∴,即,
把AD=,AB=+1代入得,=,解得:
CF=2.
故答案为:
2.
19.解:
矩形EFDC是黄金矩形,
证明:
∵四边形ABEF是正方形,
∴AB=DC=AF,
又∵,
又∵,
∴,
∴,
∴,
即点F是线段AD的黄金分割点.
∴,
∴,
∴,
∴,
∴矩形CDFE是黄金矩形.
20.解:
(1)满足
≈0.618
≈0.618
的矩形是黄金矩形;
2)由=k得,BP=1×k=k,从而AP=1﹣k,
由得,BP2=AP×AB,
2
即k=(1﹣k)×1,
解得k=
∵k>0,
∴k=≈0.618;
3)因为点P是线段AB的黄金分割点,所以
设△ABC的AB上的高为h,则
∴
∴直线CP是△ABC的黄金分割线.
(4)由
(2)知,在BC边上也存在这样的黄金分割点Q,则AQ也是黄金分割线,设AQ与CP交于点W,则过点W的直线均是△ABC的黄金分割线,故黄金分割线有无数条.
21.解:
根据已知条件得下半身长是160×0.6=96cm,
设选择的高跟鞋的高度是xcm,则根据黄金分割的定义得:
=0.618,
解得:
x≈7.5cm.
故她应该选择7.5cm左右的高跟鞋穿上看起来更美.22.解:
设正方形ABCD的边长为2a,在Rt△AEB中,依题意,得AE=a,AB=2a,由勾股定理知EB==a,
∴AH=AF=EF﹣AE=EB﹣AE=(﹣1)a,
HB=AB﹣AH=(3﹣)a;
∴AH2=(6﹣2)a2,
AB?
HB=2a×(3﹣)a=(6﹣2)a2,
2
∴AH=AB?
HB,
所以点H是线段AB的黄金分割点.
23.证明:
设正方形ABCD的边长为2,
E为BC的中点,
∴BE=1
∴AE==,
又∵B′E=BE=1,
∴AB′=AE﹣B′E=﹣1,
∴AB″
∴点B″是线段AB的黄金分割点.
24.证明:
∵正方形ABCD的边长为2,E为BC的中点,∴BE=1
∴AE==,∵EF=BE=1,
∴AF=AE﹣EF=﹣1,
∴AM=AF=﹣1,
∴AM:
AB=(﹣1):
2,
∴点M是线段AB的黄金分割点.
25.解:
(1)∵BD=DC=AC.
则∠B=∠DCB,∠CDA=∠A.
设∠B=x,则∠DCB=x,∠CDA=∠A=2x.
又∠BOC=108°,
∴∠B+∠A=108°.
∴x+2x=108,x=36°.
∴∠B=36°;
(2)①有三个:
△BDC,△ADC,△BAC.
∵DB=DC,∠B=36°,
∴△DBC是黄金三角形,
(或∵CD=CA,∠ACD=180°﹣∠CDA﹣∠A=36°.
∴△CDA是黄金三角形.或∵∠ACE=108°,
∴∠ACB=72°.又∠A=2x=72°,
∴∠A=∠ACB.
∴BA=BC.
∴△BAC是黄金三角形.
②△BAC是黄金三角形,
∴,
∴,
∵BC=2,∴AC=﹣1.
∵BA=BC=2,BD=AC=﹣1,
∴AD=BA﹣BD=2﹣(﹣1)=3﹣,
③存在,有三个符合条件的点P1、P2、P3.
ⅰ)以CD为底