根据几何学中位似图形的定义及性质,判断位似中心的技巧可归纳为下面内容三类,结合具体情境选择适用方式:
一、对应点连线交点法
适用场景:已知两个位似图形及至少两组对应点。
步骤:
- 选取对应点:在两图形中分别选取两组对应点(如顶点或特征点)。
- 连接对应点:将每组对应点连成直线(如A与A’、B与B’)。
- 确定交点:这两条直线的交点即为位似中心。
注意:
- 若对应边互相平行,任意两组对应点的连线交点均可确定位似中心。
- 对于中心对称图形(如正偶数多边形),可能存在两个位似中心,需分别连接不同路线的对应点。
示例:
- 两个五边形位似图形中,连接顶点A与A’、B与B’,交点为位似中心。
- 正方形位似时,可能需分别连接两组不同路线的对应顶点,得到两个位似中心。
二、利用位似图形性质推导法
适用场景:已知位似比或部分对应关系。
技巧:
- 位似比与距离关系:
若已知位似比k及一对对应点A和A’,位似中心O满足 \( \fracOA’}OA} = |k| \)。根据路线(同侧或异侧),延长或反向延长线段AA’,按比例确定O的位置。 - 对应边路线分析:
位似图形的对应边平行或共线。通过观察平行边的延长线交点,可间接定位位似中心。 - 正多边形对称性:
正多边形的位似中心常位于其对称轴交点或几何中心。例如,正六边形的位似中心可能为圆心或对称中心。
示例:
- 若位似比k=2,对应点A到A’的距离为3单位,则位似中心位于A与A’连线上,距A的距离为3单位,距A’的距离为6单位。
三、坐标计算法
适用场景:图形在平面直角坐标系中,已知对应点坐标。
公式推导:
设位似中心为\( O(m,n) \),位似比为k,对应点\( A(x,y) \)变换为\( A'(x’,y’) \),则满足:
\[\begincases} x’ – m = k(x – m) \\ y’ – n = k(y – n) \endcases}\]
步骤:
- 代入至少两对对应点坐标,建立方程组。
- 解方程组求出\( m \)和\( n \),即得位似中心坐标。
示例:
- 已知点A(-3,3)放大后为A'(-6,6),位似比k=2,代入方程解得位似中心为原点(0,0)。
独特情况处理
- 内外位似判断:
- 外位似:位似中心在图形外部,对应点同侧,k>0。
- 内位似:位似中心在图形之间,对应点异侧,k<0。
- 中心对称图形:
如正方形、圆等,可能有两个位似中心,需分别验证外位似和内位似情况。
技巧 | 适用条件 | 关键步骤 |
---|---|---|
对应点连线法 | 已知对应点 | 连接两组对应点求交点 |
位似性质推导法 | 已知位似比或对应边路线 | 利用比例关系或平行边反向延长 |
坐标计算法 | 坐标系中图形 | 建立并解方程组 |
怎么样?经过上面的分析技巧,可体系化定位位似中心,注意结合图形对称性及位似路线进行验证。