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九年级数学解答题一般
题目
"黄金分割"是一种最能引起美感的分割比例,如图11,如果BCAC=ACAB\frac{BC}{AC}=\frac{AC}{AB},那么称点CC为线段ABAB的"黄金分割点"."黄金分割"是指将整体一分为二,较小部分与较大部分的比值等于较大部分与整体部分的比值,这个比值称为"黄金分割比",众所周知"黄金分割比"等于512\frac{\sqrt{5}-1}{2}.根据条件完成下列问题:
(1)(1)如图11,点CC为线段ABAB的"黄金分割点",若BC=3BC=3,求ACACABAB的长.
(2)(2)如图22,尺规作图:已知线段ABAB,过点BBBCABBC\bot AB,使BC=12ABBC=\frac{1}{2}AB,连结ACAC,以CC为圆心,BCBC为半径作弧,交ACACEE,以AA为圆心,AEAE为半径作弧,交ABABDD,证明:DD为线段ABAB的"黄金分割点".
(3)(3)若直线将一个面积为SS图形分成S1S_{1}S2S_{2}两部分,若S1S=S2S1(S2<S1)\frac{{S}_{1}}{S}=\frac{{S}_{2}}{{S}_{1}}(S_{2} \lt S_{1}),那么直线为图形的"黄金分割线",如图33,在RtADERt\triangle ADE中,ADE=90\angle ADE=90^{\circ},点CC是边DEDE上一点,过CCCBDECB\bot DEAEAEBB,连接ACAC,BDBD交于FF,请问直线EFEF是不是四边形ABCDABCD的"黄金分割线",并证明你的结论.
知识点:运用公式法、比例的性质、比例线段章节:第24章 相似三角形 / 第2节 比例线段 / 24.2 比例线段

答案与解析

答案

(1)(1)\becauseCC为线段ABAB的“黄金分割点”,
BCAC=ACAB=512\therefore \frac{BC}{AC}=\frac{AC}{AB}=\frac{\sqrt{5}-1}{2}
BC=3\because BC=3
AC=3(5+1)2\therefore AC=\frac{3(\sqrt{5}+1)}{2}AB=9+352AB=\frac{9+3\sqrt{5}}{2}
(2)(2)证明:BC=12AB\because BC=\frac{1}{2}AB
\thereforeBCBC长为xx,则ABAB长为2x2x
BCAB\because BC\bot AB
AC=AB2+BC2=(2x)2+x2=5x\therefore AC=\sqrt{A{B}^{2}+B{C}^{2}}=\sqrt{(2x)^{2}+{x}^{2}}=\sqrt{5}x
CE=BC=x\because CE=BC=x
AE=ACCE=(51)x\therefore AE=AC-CE=(\sqrt{5}-1)x
AD=AE=(51)x\therefore AD=AE=(\sqrt{5}-1)x
ADAB=(51)x2x=512\therefore \frac{AD}{AB}=\frac{(\sqrt{5}-1)x}{2x}=\frac{\sqrt{5}-1}{2}
即点DD是线段ABAB的黄金分割点;
(3)(3)直线不是直角梯形ABCDABCD的黄金分割线.理由如下:
BC\because BCADAD
EBG\therefore \triangle EBGEAH,EGC\triangle EAH,\triangle EGCEHD\triangle EHD
BGAH=EGEH\therefore \frac{BG}{AH}=\frac{EG}{EH}CGHD=EGEH\frac{CG}{HD}=\frac{EG}{EH}
BGAH=GCHD\therefore \frac{BG}{AH}=\frac{GC}{HD},即BGGC=AHHD\frac{BG}{GC}=\frac{AH}{HD}①,
同理,由BGF\triangle BGFDHF,CGF\triangle DHF,\triangle CGFAHF\triangle AHF得:
BGHD=GCAH\frac{BG}{HD}=\frac{GC}{AH},即BGGC=HDAH\frac{BG}{GC}=\frac{HD}{AH}②,
由①、②得:AHHD=HDAH\frac{AH}{HD}=\frac{HD}{AH}
AH=HD\therefore AH=HD
BG=GC\therefore BG=GC.
\therefore梯形ABGHABGH与梯形GCDHGCDH上下底分别相等,高也相等,
S梯形ABGH=S梯形GCDH=12S梯形ABCD\therefore S_{梯形ABGH}=S_{梯形GCDH}=\frac{1}{2}S_{梯形ABCD}.
GH\therefore GH不是直角梯形ABCDABCD的黄金分割线.

解析

(1)(1)\becauseCC为线段ABAB的“黄金分割点”,
BCAC=ACAB=512\therefore \frac{BC}{AC}=\frac{AC}{AB}=\frac{\sqrt{5}-1}{2}
BC=3\because BC=3
AC=3(5+1)2\therefore AC=\frac{3(\sqrt{5}+1)}{2}AB=9+352AB=\frac{9+3\sqrt{5}}{2}
(2)(2)证明:BC=12AB\because BC=\frac{1}{2}AB
\thereforeBCBC长为xx,则ABAB长为2x2x
BCAB\because BC\bot AB
AC=AB2+BC2=(2x)2+x2=5x\therefore AC=\sqrt{A{B}^{2}+B{C}^{2}}=\sqrt{(2x)^{2}+{x}^{2}}=\sqrt{5}x
CE=BC=x\because CE=BC=x
AE=ACCE=(51)x\therefore AE=AC-CE=(\sqrt{5}-1)x
AD=AE=(51)x\therefore AD=AE=(\sqrt{5}-1)x
ADAB=(51)x2x=512\therefore \frac{AD}{AB}=\frac{(\sqrt{5}-1)x}{2x}=\frac{\sqrt{5}-1}{2}
即点DD是线段ABAB的黄金分割点;
(3)(3)直线不是直角梯形ABCDABCD的黄金分割线.理由如下:
BC\because BCADAD
EBG\therefore \triangle EBGEAH,EGC\triangle EAH,\triangle EGCEHD\triangle EHD
BGAH=EGEH\therefore \frac{BG}{AH}=\frac{EG}{EH}CGHD=EGEH\frac{CG}{HD}=\frac{EG}{EH}
BGAH=GCHD\therefore \frac{BG}{AH}=\frac{GC}{HD},即BGGC=AHHD\frac{BG}{GC}=\frac{AH}{HD}①,
同理,由BGF\triangle BGFDHF,CGF\triangle DHF,\triangle CGFAHF\triangle AHF得:
BGHD=GCAH\frac{BG}{HD}=\frac{GC}{AH},即BGGC=HDAH\frac{BG}{GC}=\frac{HD}{AH}②,
由①、②得:AHHD=HDAH\frac{AH}{HD}=\frac{HD}{AH}
AH=HD\therefore AH=HD
BG=GC\therefore BG=GC.
\therefore梯形ABGHABGH与梯形GCDHGCDH上下底分别相等,高也相等,
S梯形ABGH=S梯形GCDH=12S梯形ABCD\therefore S_{梯形ABGH}=S_{梯形GCDH}=\frac{1}{2}S_{梯形ABCD}.
GH\therefore GH不是直角梯形ABCDABCD的黄金分割线.

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