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.某数学兴趣小组在进行课题研究时,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

发布时间:2020-08-07 13:37:03

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.某数学兴趣小组在进行课题研究时,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)如图2,在△ABC中,∠A=36°,AB=AC,∠C的平分线交AB于点D,请问点D是否是AB边上的黄金分割点,并证明你的结论;
(2)若△ABC在(1)的条件下,如图3,请问直线CD是不是△ABC的黄金分割线,并证明你的结论;
(3)如图4,在直角梯形ABCD中,∠D=∠C=90°,对角线AC、BD交于点F,延长AB、DC交于点E,连接EF交梯形上、下底于G、H两点,请问直线GH是不是直角梯形ABCD的黄金分割线,并证明你的结论.

网友回答

解:(1)点D是AB边上的黄金分割点.理由如下:
∵AB=AC,∠A=36°,
∴∠B=∠ACB=72°.
∵CD是角平分线,
∴∠ACD=∠BCD=36°,
∴∠A=∠ACD,
∴AD=CD.
∵∠CDB=180°-∠B-∠BCD=72°,
∴∠CDB=∠B,
∴BC=CD.
∴BC=AD.
在△BCD与△BCA中,∠B=∠B,∠BCD=∠A=36°,
∴△BCD∽△BCA,
∴,
∴,
∴点D是AB边上的黄金分割点.

(2)直线CD是△ABC的黄金分割线.理由如下:
设△ABC中,AB边上的高为h,则S△ABC=AB?h,S△ACD=AD?h,S△BCD=BD?h.
∴S△ACD:S△ABC=AD:AB,S△BCD:S△ACD=BD:AD.
由(1)知,点D是AB边上的黄金分割点,,
∴S△ACD:S△ABC=S△BCD:S△ACD,
∴CD是△ABC的黄金分割线.

(3)直线不是直角梯形ABCD的黄金分割线.理由如下:
∵BC∥AD,
∴△EBG∽△EAH,△EGC∽△EHD,
∴,,
∴,即?①
同理,由△BGF∽△DHF,△CGF∽△AHF得:
,即?②
由①、②得:,
∴AH=HD,
∴BG=GC.
∴梯形ABGH与梯形GCDH上下底分别相等,高也相等,
∴S梯形ABGH=S梯形GCDH=S梯形ABCD.
∴GH不是直角梯形ABCD的黄金分割线.
解析分析:(1)证明AD=CD=BC,证明△BCD∽△BCA,得到,则有,所以点D是AB边上的黄金分割点;
(2)证明S△ACD:S△ABC=S△BCD:S△ACD,直线CD是△ABC的黄金分割线;
(3)根据相似三角形比例线段关系,证明BG=GC,AH=HD,则梯形ABGH与梯形GCDH上下底分别相等,高也相等,S梯形ABGH=S梯形GCDH=S梯形ABCD,所以GH不是直角梯形ABCD的黄金分割线.

点评:本题考查了相似三角形的判定与性质、含36°角的等腰三角形、黄金分割、直角梯形等知识点.试题难度不大,理解题中给出的黄金分割点、黄金分割线的概念是正确解题的基础.
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