初中数学苏科版九年级下册6.2 黄金分割 同步训练
一、单选题
1.(2020九上·杭州月考)已知点P是线段AB的黄金分割点,且AP>PB,则有( )
A.AB2=AP PB B.AP2=BP AB
C.BP2=AP AB D.AP AB=PB AP
【答案】B
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:∵P为线段AB的黄金分割点,且AP>BP,
∴AP2=BP AB.
故答案为:B.
【分析】黄金分割是指把一条线段分割为两部分,使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。其比值是(√5-1):2,取其小数点后三位的近似值是0.618;根据黄金分割的意义可求解.
2.(2020九上·西安期中)已知如图,点 是线段 的黄金分割点( ),则下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:∵点 是线段 的黄金分割点( ),
∴ ,
∴选项C是正确的.
故答案为:C.
【分析】根据黄金分割点的定义:一个线段分为两部分,较长部分与整体的比和较短线段与较长线段的比都为1:0.618即可得出答案.
3.(2020九上·宝安期中)已知点C是线段AB的黄金分割点,且AC>BC,如果AB长为20,则AC为( )
A.10 ﹣10 B.10﹣10 C.30﹣10 D.20﹣10
【答案】A
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:∵C是线段AB的黄金分割点,且AC>BC,
∴AC= ,
∵AB=20,
∴AC= ×20=10 ﹣10.
故答案为:A.
【分析】根据黄金分割的定义,知AC为较长线段,则AC= ,代入数据即可得出AC的值.
4.生活中到处可见黄金分割的美.如图,点C将线段AB分成AC、CB两部分,且AC>BC,如果 ,那么称点C为线段AB的黄金分割点.若C是线段AB的黄金分割点,AB=2,则分割后较短线段长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:根据黄金分割点的概念得:AC=
∴BC=AB-AC= ;
故答案为:B.
【分析】根据黄金分割点的概念进行计算,把一条线段分成两部分,使其中较长的线段为全线段与较短线段的比例中项,这样的线段分割叫做黄金分割,他们的比值 叫做黄金比.
5.(2020九上·邛崃期中)如图, 是线段 的黄金分割点,且 ,若 表示以 为一边的正方形的面积, 表示长为 ,宽为 的矩形的面积,则 与 的大小关系是( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】B
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:∵P是线段AB的黄金分割点,且PA>PB,
∴PA2=PB AB,
又∵S1表示PA为一边的正方形的面积,S2表示长是AB,宽是PB的矩形的面积,
∴S1=PA2,S2=PB AB,
又∵PA2=PB AB,
∴S2= PA2.
∴S1=S2.
故答案为:B.
【分析】根据黄金分割的定义得出PA2=PB AB,根据题意得出S1=PA2,S2=PB AB,即可得出S1=S2.
6.(2020九上·株洲期中)如图,已知点 是正方形 的边 边上的黄金分割点,且 若 表示 为边长的正方形面积, 表示以 为长, 为宽的矩形面积, 表示正方形 除去 和 剩余的面积,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:设正方形ABCD的边长为a,
∵点E是AB上的黄金分割点,
∴ ,则 ,
∴ ,则 ,
∵ ,
,
∴ ,
∴ .
故答案为:A.
【分析】根据黄金分割的定义作答即可。
7.(2020九上·涡阳月考)有以下命题:
①如果线段 是线段 , , 的第四比例项,则有 ;②如果点 是线段 的中点,那么 是 、 的比例中项;③如果点 是线段 的黄金分割点,且 ,那么 是 与 的比例中项;④如果点 是线段 的黄金分割点, ,且 ,则 .
其中正确的判断有( )
A.②④ B.①②③④ C.①③④ D.②③④
【答案】C
【知识点】比例的性质;黄金分割;相似三角形的判定与性质
【解析】【解答】①如果线段 是线段 , , 的第四比例项,则有 ,符合题意②如果点 是线段 的中点,则 ,
所以 ,
所以 不是 、 的比例中项,不符合题意;③如果点 是线段 的黄金分割点,且 ,
则 ,
所以 ,即 ,
所以 是 与 的比例中项,符合题意;④如果点 是线段 的黄金分割点, ,且 ,
则 ,即 ,
所以 ,符合题意;
综上,正确的判断有①③④,
故答案为:C.
【分析】根据比例线段、黄金分割的定义逐项判定即可。
8.(2020·甘肃)生活中到处可见黄金分割的美,如图,在设计人体雕像时,使雕像的腰部以下a与全身 的高度比值接近0.618,可以增加视觉美感,若图中 为2米,则a约为( )
A.1.24米 B.1.38米 C.1.42米 D.1.62米
【答案】A
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:由题意可知,a:b≈0.618,代入b=2,
∴a≈2×0.618=1.236≈1.24.
故答案为:A
【分析】根据a:b≈0.618,且b=2即可求解.
9.(2020·柳州模拟)宽与长的比是 (约0.618)的矩形叫做黄金矩形,黄金矩形蕴藏着丰富的美学价值,给我们以协调和匀称美感.我们可以用这样的方法画出黄金矩形:作正方形 ,分别取 的中点 ,连接 ,以点F为圆心,以 为半径画弧,交 的延长线于点G;作 ,交 的延长线于点H,则图中下列矩形是黄金矩形的是( )
A.矩形ABEF B.矩形EFCD C.矩形EFGH D.矩形ABGH
【答案】D
【知识点】勾股定理;正方形的性质;黄金分割
【解析】【解答】解:设正方形的边长为2,则CD=2,CF=1
在直角三角形DCF中,DF=
∴FG=
∴CG= 1
∴
∴矩形DCGH为黄金矩形
故答案为:D.
【分析】先根据正方形的性质以及勾股定理,求得DF的长,再根据DF=GF求得CG的长,最后根据CG与CD的比值为黄金比,判断矩形DCGH为黄金矩形.
10.(2020·泸县)古希腊数学家欧多克索斯在深入研究比例理论时,提出了分线段的“中末比”问题:点G将一线段 分为两线段 , ,使得其中较长的一段 是全长 与较短的段 的比例中项,即满足 ,后人把 这个数称为“黄金分割”数,把点G称为线段 的“黄金分割”点.如图,在 中,已知 , ,若D,E是边 的两个“黄金分割”点,则 的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】三角形的面积;等腰三角形的性质;黄金分割
【解析】【解答】解:过点A作AF⊥BC,
∵AB=AC,
∴BF= BC=2,
在Rt ,AF= ,
∵D是边 的两个“黄金分割”点,
∴ 即 ,
解得CD= ,
同理BE= ,
∵CE=BC-BE=4-( -2)=6- ,
∴DE=CD-CE=4 -8,
∴S△ABC= = = ,
故答案为:A.
【分析】作AF⊥BC,根据等腰三角形ABC的性质求出AF的长,再根据黄金分割点的定义求出BE、CD的长度,得到 中DE的长,利用三角形面积公式即可解题.
二、填空题
11.(2020九上·丹东月考)已知线段AB=6cm,点C为AB的黄金分割点,且AC>BC,则AC= .
【答案】
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】已知AC>BC且AB=6cm,根据黄金分割点的概念可得AC= = cm.
【分析】由黄金分割点,可得AC= ,据此计算即可.
12.(2020九上·张掖月考)已知点D是线段AB的黄金分割点,且线段AD的长为2厘米,则最短线段BD的长是 厘米.
【答案】
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:因为点D是线段AB的黄金分割点,且BD<AD
所以
因为AD的长为2厘米
所以代入解得
故答案为:.
【分析】根据黄金分割定义,将一条线段分割成长短两条线段,其中较长线段与整条线段的比=较短线段与较长线段的比= ,即可建立方程,求解即可.
13.(2018九上·娄底期中)如图,已知点C、D是线段AB的两个黄金分割点,若线段AB的长10厘米,则线段CD长 厘米.
【答案】10 -20
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:∵C、D为线段AB的黄金分割点,AB=10,
∴AC= AB=5 -5,BD= AB=5 -5,
所以CD=2(5 -5)-10=10 -20.
【分析】根据黄金比值是,进行计算即可
14.(2021九上·和平期末)如图,若 是已知线段,经过点 作 ,使 ;连接 ,在 上截取 ;在 上截取 ,则 .
【答案】
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】设 ,则 ,
在 中, ,
,
,
,
,
,
故答案为: .
【分析】由已知条件BD=AB可设BD=a,AB=2a,在直角三角形ABD中,用勾股定理可将AD用含a的代数式表示,则AE=AD-DE也可用含a的代数式表示,由作图可知AE=AC,则可求解.
15.(2019九上·秀洲期末)大自然是美的设计师,即使是一片小小的树叶,也蕴含着“黄金分割”,如图,P为AB的黄金分割点(AP>PB),如果AB的长度为10cm,那么AP的长度为 cm.
【答案】5 -5
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:∵P为AB的黄金分割点(AP>PB),
∴AP= AB= ×10=5 ﹣5(cm),
故答案为:5 ﹣5
【分析】根据黄金分割的定义,PA就是AB与PB的比例中项,从而列出方程,进而得出AP= AB,将AB的长度代入即可算出答案。
16.(2019九上·大田期中)古希腊时期,人们认为最美人体的肚脐至脚底的长度与身高长度之比是 ( 0.618,称之为黄金分割比例),著名的“断臂维纳斯”便是如此,若某位女性身高为165cm,肚脐到头顶高度为65cm,则其应穿鞋跟为 cm的高跟鞋才能使人体近似满足黄金分割比例.(精确到1cm)
【答案】5
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】设 她应选择高跟鞋的高度是 cm,
则 ≈0.618,
解得:x≈5,且正确.
故答案为:5.
【分析】根据黄金分割的概念,列出方程直接求解即可.
17.(2019九上·靖远期末)电视节目主持人在主持节目时,站在舞台的黄金分割点处最自然得体.如图:若舞台AB长为20m,试计算主持人应走到离A点至少 m处.(结果精确到0.1m)
【答案】7.6
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】根据黄金比得:20×(1-0.618)≈7.6米或20× ≈12.4米(舍去),
则主持人应走到离A点至少7.6米处.
故答案为:7.6
【分析】把一条线段分割为两部分,使较大部分与全长的比值等于较小部分与较大的比值,这个比值即为黄金分割,这个点为黄金分割点.其比值是≈0.618.此题要求主持人至少走离A点多少米,根据黄金比,只需要走到AB的1-0.618倍处即得.
18.(2020九上·江西期中)如图,在矩形 中, , , 是 的黄金分割点( ), 是 上一点,将 沿直线 折叠,点 落在 边上的点 处,再将 沿直线 折叠,点 落在 上的点 处,则 的长为 .
【答案】
【知识点】翻折变换(折叠问题);黄金分割
【解析】【解答】解:∵ , 是 的黄金分割点( ),
∴
∴
由折叠的性质可得:四边形ABFE和四边形EHGD是正方形,
∴ ,
∴ ;
故答案为:
【分析】先根据黄金分割得出AE和DE的长,再根据折叠的性质得出正方形ABFE和正方形EHGD,从而得出EF=AE,EH=DE即可得出结论
三、解答题
19.已知线段AB=a,用直尺和圆规求作这条线段的黄金分割点C.
【答案】解:作法:
(1)延长线段AB至F,使AB=BF,分别以A、F为圆心,以大于等于线段AB的长为半径作弧,两弧相交于点G,连接BG,则BG⊥AB,在BG上取点D,使BD=;
(2)连接AD,在AD上截取DE=DB.
(3)在AB上截取AC=AE.
如图,点C就是线段a的黄金分割点.
【知识点】黄金分割
【解析】【分析】把一条线段分成两部分,使其中较长的线段为全线段与较短线段的比例中项,这样的线段分割叫做黄金分割,他们的比值( )叫做黄金比.
20.(图形的相似(417)+—+黄金分割(容易))如图,已知线段AB,P1是AB的黄金分割点(AP1>BP1),点O是AB的中点,P2是P1关于点O的对称点.求证:P1B是P2B和P1P2的比例中项.
【答案】证明:设AB=2,
∵P1是AB的黄金分割点(AP1>BP1),
∴AP1= ×2= ﹣1,
∴P1B=2﹣( ﹣1)=3﹣ ,
∵点O是AB的中点,
∴OB=1,
∴OP1=1﹣(3﹣ )= ﹣2,
∵P2是P1关于点O的对称点,
∴P1P2=2( ﹣2)=2 ﹣4,
∴P2B=2 ﹣4+3﹣ = ﹣1,
∵P1B2=(3﹣ )2=14﹣6 ,P2B P1P2=( ﹣1)(2 ﹣4)=14﹣6 ,
∴P1B2=P2B P1P2,
∴P1B是P2B和P1P2的比例中项
【知识点】黄金分割
【解析】【分析】设AB=2,根据黄金分割的定义得AP1= AB= ﹣1,则P1B=3﹣ ,由点O是AB的中点得OB=1,所以OP1= ﹣2,由于P2是P1关于点O的对称点,则P1P2=2 ﹣4,可计算出P2B= ﹣1,然后同过计算得到P1B2=14﹣6 ,P2B P1P2=14﹣6 ,即P1B2=P2B P1P2,所以P1B是P2B和P1P2的比例中项.
21.如图,乐器上的一根弦AB=80cm,两个端点A、B固定在乐器板面上,支撑点C是靠近点B的黄金分割点,支撑点D是靠近点A的黄金分割点,求C、D之间的距离.
【答案】解:∵点C是靠近点B的黄金分割点,点D是靠近点A的黄金分割点,
∴AC=BD=80× =40﹣40,
∴CD=BD﹣(AB﹣BD)=2BD﹣AB=80﹣160.
【知识点】黄金分割
【解析】【分析】根据黄金分割的概念和黄金比值计算即可.
22.(图形的相似(417)+—+黄金分割(容易))人的肚脐是人的身高的黄金分割点,一般来讲,当肚脐到脚底的长度与身高的比为0.618时,是比较好看的黄金身段.一个身高1.70m的人,他的肚脐到脚底的长度为多少时才是黄金身段(保留两位小数)?
【答案】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
【知识点】黄金分割
【解析】【分析】他的肚脐到脚底的长度为xm时才是黄金身段,根据肚脐到脚底的长度与身高的比为0.618时,是比较好看的黄金身段,则x:1.70=0.618,然后解方程即可.
23.(图形的相似(417)+—+黄金分割(普通))如果一个矩形ABCD(AB<BC)中, ≈0.618,那么这个矩形称为黄金矩形,黄金矩形给人以美感.在黄金矩形ABCD内作正方形CDEF,得到一个小矩形ABFE(如图),请问矩形ABFE是否是黄金矩形?请说明你的结论的正确性.
【答案】解:矩形ABFE是黄金矩形.
∵AD=BC,DE=AB,
∴ = = ﹣1= = .
∴矩形ABFE是黄金矩形
【知识点】正方形的性质;黄金分割
【解析】【分析】只需求得其宽与长的比是否符合黄金比即可.
24.定义:如图1,点C在线段AB上,若满足AC2=BC AB,则称点C为线段AB的黄金分割点.如图2,△ABC中,AB=AC=1,∠A=36°,BD平分∠ABC交AC于点D.
(1)求证:点D是线段AC的黄金分割点;
(2)求出线段AD的长.
【答案】(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,
∴BC:AC=CD:BC,即BC2=CD AC,
∴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,
∵AD2=CD AC,
∴x2=1﹣x,解得x1=,x2=,
即AD的长为.
【知识点】黄金分割
【解析】【分析】(1)利用等腰三角形的性质和三角形内角和定理可计算出∠ABC=∠C=72°,∠ABD=∠CBD=36°,∠BDC=72°,则可得 到AD=BD=BC,然后根据相似三角形的判定方法易得△BDC∽△ABC,利用相似比得到BC2=CD AC,于是有AD2=CD AC,则可根据线段黄金分割点的定义得到结论;
(2)设AD=x,则CD=AC﹣AD=1﹣x,由(1)的结论得到x2=1﹣x,然后解方程即可得到AD的长.
25.(2019九上·乡宁期中)若矩形的一个短边与长边的比值为 ,(黄金分割数),我们把这样的矩形叫做黄金矩形
(1)操作:请你在如图所示的黄金矩形ABCD(AB>AD)中,以短边AD为一边作正方形AEFD.
(2)探究:在(1)中的四边形EBCF是不是黄金矩形?若是,请予以证明;若不是,请说明理由.
(3)归纳:通过上述操作及探究,请概括出具体有一般性的结论(不需证明)
【答案】(1)解:以AD为边可作出两个正方形AEFD与AE′F′D′(AB>AD),如图所示
(2)解:矩形EBCF不是黄金矩形,理由如下:
设AB=a,AD=b(a>b),则BE=BA+AE=a+b,BE′=BA-E′A=a-b,
由ABCD为黄金矩形,得 =
∴ = = ÷(1+ )= ÷(1+ )= ≠
∴矩形EBCF不是黄金矩形;
矩形E′BCF′是黄金矩形.
证明:如图,∵ = =(1- )÷ =(1- )÷ =
∴E′BCF′是黄金矩形
(3)解:由(1)、(2)可发现结论:若以黄金矩形的短边为边在矩形内作(截割)正方形,则剩余矩形必为黄金矩形.
【知识点】黄金分割;相似多边形
【解析】【分析】(1)如图,分两种情况:正方形中,AD的对边在矩形的内部或外部;
(2)矩形EBCF不是黄金矩形, 设AB=a,AD=b(a>b),则BE=BA+AE=a+b,BE′=BA-E′A=a-b,由已知得 = ,所以 = = ÷(1+ )= ÷(1+ )= ≠ ,对应边不成比例,故矩形EBCF不是黄金矩形;矩形E′BCF′是黄金矩形,
理由: = =(1- )÷ =(1- )÷ = ,即对应边成比例,故两个矩形相似.(3)由(1)、(2)可发现结论:若以黄金矩形的短边为边在矩形内作(截割)正方形,则剩余矩形必为黄金矩形.
26.(2020九上·合肥月考)如图①,我们已经学过:点C将线段AB分成两部分(AC>BC),如果 ,那么称点C为线段AB的黄金分割点,某班在进行知识拓展时,张老师由黄金分割点拓展到“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(S1>S2),如果 ,那么称直线l为该图形的黄金分割线,如图②,在△ABC中,∠A=36 ,AB=AC,∠ACB的平分线交AB于点D
(1)求证:点D是AB边上的黄金分割点;
(2)求证:直线CD是△ABC的黄金分割点
【答案】(1)证明:解:(1)点D是边AB上的黄金分割点,理由如下:
∵∠A=36°,AB=AC,∴∠B=∠ACB=72°.
∵CD平分∠ACB,∴∠ACD=∠DCB=36°,
∴∠BDC=∠B=72°,∠ACD=∠A=36°,
∴BC=DC=AD.
∵∠A=∠BCD,∠B=∠B,
∴ ,
∴
∴
∵.D是AB边上的黄金分割点,
(2)证明:直线CD是△ABC的黄金分割线,理由如下:
设△ABC的边AB上的高为h,则
∵D是AB的黄金分割点,
∴
∴
∴CD是△ABC的黄金分割线.
【知识点】三角形的面积;等腰三角形的判定与性质;黄金分割;相似三角形的判定与性质
【解析】【分析】(1)根据等腰三角形的性质及角平分线的定义得出BC=DC=AD,证出 BCD∽ BAC,得出,从而得出,即可得出 D是AB边上的黄金分割点;
(2)利用三角形的面积公式得出,,由,得出,即可得出直线CD是△ABC的黄金分割点.
27.(2020九上·湖北月考)定义:如图1,点P为线段AB上一点,如果 =k,那么我们称点P是线段AB的黄金分割点, 叫做黄金分割数.
(1)理解:利用图1,运用一元二次方程的知识,求证:黄金分割数 ;
(2)应用:如图2,抛物线y=x2+nx+2n(n<0)的图象与x轴交于A、B两点(OA【答案】(1)证明:设 , ,则 ,
由 得: ,
即 ,
解得 ,
∵ ,
∴ ,
;
(2)解:①设 , ,则 , , ,
由二次函数与一元二次方程的联系得: , 是方程 的两根,
∴ , ,
∵原点 是线段 的黄金分割点,且 ,
∴ ,即 ,
∴ ,
整理得: ,
∴ ,
∴ ,
即 ;② , .
【知识点】公式法解一元二次方程;一元二次方程的根与系数的关系(韦达定理);黄金分割
【解析】【解答】(2)②由(2)①得: ,
由黄金分割点的定义得: ,
解得 ,
则 ,
故 , .
【分析】(1)设 , ,从而可得 ,再根据黄金分割点的定义建立方程,然后利用公式法解一元二次方程即可得;
(2)①设 , ,从而可得 , , ,再根据一元二次方程根与系数的关系可得 , ,然后根据黄金分割点的定义可得 ,从而可得 ,由此化简即可得;②根据①的结论,利用黄金分割点的定义分别求出OA、OB的长,由此即可得.
1 / 1初中数学苏科版九年级下册6.2 黄金分割 同步训练
一、单选题
1.(2020九上·杭州月考)已知点P是线段AB的黄金分割点,且AP>PB,则有( )
A.AB2=AP PB B.AP2=BP AB
C.BP2=AP AB D.AP AB=PB AP
2.(2020九上·西安期中)已知如图,点 是线段 的黄金分割点( ),则下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.
3.(2020九上·宝安期中)已知点C是线段AB的黄金分割点,且AC>BC,如果AB长为20,则AC为( )
A.10 ﹣10 B.10﹣10 C.30﹣10 D.20﹣10
4.生活中到处可见黄金分割的美.如图,点C将线段AB分成AC、CB两部分,且AC>BC,如果 ,那么称点C为线段AB的黄金分割点.若C是线段AB的黄金分割点,AB=2,则分割后较短线段长为( )
A. B. C. D.
5.(2020九上·邛崃期中)如图, 是线段 的黄金分割点,且 ,若 表示以 为一边的正方形的面积, 表示长为 ,宽为 的矩形的面积,则 与 的大小关系是( )
A. B. C. D.无法确定
6.(2020九上·株洲期中)如图,已知点 是正方形 的边 边上的黄金分割点,且 若 表示 为边长的正方形面积, 表示以 为长, 为宽的矩形面积, 表示正方形 除去 和 剩余的面积,则 的值为( )
A. B. C. D.
7.(2020九上·涡阳月考)有以下命题:
①如果线段 是线段 , , 的第四比例项,则有 ;②如果点 是线段 的中点,那么 是 、 的比例中项;③如果点 是线段 的黄金分割点,且 ,那么 是 与 的比例中项;④如果点 是线段 的黄金分割点, ,且 ,则 .
其中正确的判断有( )
A.②④ B.①②③④ C.①③④ D.②③④
8.(2020·甘肃)生活中到处可见黄金分割的美,如图,在设计人体雕像时,使雕像的腰部以下a与全身 的高度比值接近0.618,可以增加视觉美感,若图中 为2米,则a约为( )
A.1.24米 B.1.38米 C.1.42米 D.1.62米
9.(2020·柳州模拟)宽与长的比是 (约0.618)的矩形叫做黄金矩形,黄金矩形蕴藏着丰富的美学价值,给我们以协调和匀称美感.我们可以用这样的方法画出黄金矩形:作正方形 ,分别取 的中点 ,连接 ,以点F为圆心,以 为半径画弧,交 的延长线于点G;作 ,交 的延长线于点H,则图中下列矩形是黄金矩形的是( )
A.矩形ABEF B.矩形EFCD C.矩形EFGH D.矩形ABGH
10.(2020·泸县)古希腊数学家欧多克索斯在深入研究比例理论时,提出了分线段的“中末比”问题:点G将一线段 分为两线段 , ,使得其中较长的一段 是全长 与较短的段 的比例中项,即满足 ,后人把 这个数称为“黄金分割”数,把点G称为线段 的“黄金分割”点.如图,在 中,已知 , ,若D,E是边 的两个“黄金分割”点,则 的面积为( )
A. B. C. D.
二、填空题
11.(2020九上·丹东月考)已知线段AB=6cm,点C为AB的黄金分割点,且AC>BC,则AC= .
12.(2020九上·张掖月考)已知点D是线段AB的黄金分割点,且线段AD的长为2厘米,则最短线段BD的长是 厘米.
13.(2018九上·娄底期中)如图,已知点C、D是线段AB的两个黄金分割点,若线段AB的长10厘米,则线段CD长 厘米.
14.(2021九上·和平期末)如图,若 是已知线段,经过点 作 ,使 ;连接 ,在 上截取 ;在 上截取 ,则 .
15.(2019九上·秀洲期末)大自然是美的设计师,即使是一片小小的树叶,也蕴含着“黄金分割”,如图,P为AB的黄金分割点(AP>PB),如果AB的长度为10cm,那么AP的长度为 cm.
16.(2019九上·大田期中)古希腊时期,人们认为最美人体的肚脐至脚底的长度与身高长度之比是 ( 0.618,称之为黄金分割比例),著名的“断臂维纳斯”便是如此,若某位女性身高为165cm,肚脐到头顶高度为65cm,则其应穿鞋跟为 cm的高跟鞋才能使人体近似满足黄金分割比例.(精确到1cm)
17.(2019九上·靖远期末)电视节目主持人在主持节目时,站在舞台的黄金分割点处最自然得体.如图:若舞台AB长为20m,试计算主持人应走到离A点至少 m处.(结果精确到0.1m)
18.(2020九上·江西期中)如图,在矩形 中, , , 是 的黄金分割点( ), 是 上一点,将 沿直线 折叠,点 落在 边上的点 处,再将 沿直线 折叠,点 落在 上的点 处,则 的长为 .
三、解答题
19.已知线段AB=a,用直尺和圆规求作这条线段的黄金分割点C.
20.(图形的相似(417)+—+黄金分割(容易))如图,已知线段AB,P1是AB的黄金分割点(AP1>BP1),点O是AB的中点,P2是P1关于点O的对称点.求证:P1B是P2B和P1P2的比例中项.
21.如图,乐器上的一根弦AB=80cm,两个端点A、B固定在乐器板面上,支撑点C是靠近点B的黄金分割点,支撑点D是靠近点A的黄金分割点,求C、D之间的距离.
22.(图形的相似(417)+—+黄金分割(容易))人的肚脐是人的身高的黄金分割点,一般来讲,当肚脐到脚底的长度与身高的比为0.618时,是比较好看的黄金身段.一个身高1.70m的人,他的肚脐到脚底的长度为多少时才是黄金身段(保留两位小数)?
23.(图形的相似(417)+—+黄金分割(普通))如果一个矩形ABCD(AB<BC)中, ≈0.618,那么这个矩形称为黄金矩形,黄金矩形给人以美感.在黄金矩形ABCD内作正方形CDEF,得到一个小矩形ABFE(如图),请问矩形ABFE是否是黄金矩形?请说明你的结论的正确性.
24.定义:如图1,点C在线段AB上,若满足AC2=BC AB,则称点C为线段AB的黄金分割点.如图2,△ABC中,AB=AC=1,∠A=36°,BD平分∠ABC交AC于点D.
(1)求证:点D是线段AC的黄金分割点;
(2)求出线段AD的长.
25.(2019九上·乡宁期中)若矩形的一个短边与长边的比值为 ,(黄金分割数),我们把这样的矩形叫做黄金矩形
(1)操作:请你在如图所示的黄金矩形ABCD(AB>AD)中,以短边AD为一边作正方形AEFD.
(2)探究:在(1)中的四边形EBCF是不是黄金矩形?若是,请予以证明;若不是,请说明理由.
(3)归纳:通过上述操作及探究,请概括出具体有一般性的结论(不需证明)
26.(2020九上·合肥月考)如图①,我们已经学过:点C将线段AB分成两部分(AC>BC),如果 ,那么称点C为线段AB的黄金分割点,某班在进行知识拓展时,张老师由黄金分割点拓展到“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(S1>S2),如果 ,那么称直线l为该图形的黄金分割线,如图②,在△ABC中,∠A=36 ,AB=AC,∠ACB的平分线交AB于点D
(1)求证:点D是AB边上的黄金分割点;
(2)求证:直线CD是△ABC的黄金分割点
27.(2020九上·湖北月考)定义:如图1,点P为线段AB上一点,如果 =k,那么我们称点P是线段AB的黄金分割点, 叫做黄金分割数.
(1)理解:利用图1,运用一元二次方程的知识,求证:黄金分割数 ;
(2)应用:如图2,抛物线y=x2+nx+2n(n<0)的图象与x轴交于A、B两点(OA答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:∵P为线段AB的黄金分割点,且AP>BP,
∴AP2=BP AB.
故答案为:B.
【分析】黄金分割是指把一条线段分割为两部分,使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。其比值是(√5-1):2,取其小数点后三位的近似值是0.618;根据黄金分割的意义可求解.
2.【答案】C
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:∵点 是线段 的黄金分割点( ),
∴ ,
∴选项C是正确的.
故答案为:C.
【分析】根据黄金分割点的定义:一个线段分为两部分,较长部分与整体的比和较短线段与较长线段的比都为1:0.618即可得出答案.
3.【答案】A
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:∵C是线段AB的黄金分割点,且AC>BC,
∴AC= ,
∵AB=20,
∴AC= ×20=10 ﹣10.
故答案为:A.
【分析】根据黄金分割的定义,知AC为较长线段,则AC= ,代入数据即可得出AC的值.
4.【答案】B
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:根据黄金分割点的概念得:AC=
∴BC=AB-AC= ;
故答案为:B.
【分析】根据黄金分割点的概念进行计算,把一条线段分成两部分,使其中较长的线段为全线段与较短线段的比例中项,这样的线段分割叫做黄金分割,他们的比值 叫做黄金比.
5.【答案】B
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:∵P是线段AB的黄金分割点,且PA>PB,
∴PA2=PB AB,
又∵S1表示PA为一边的正方形的面积,S2表示长是AB,宽是PB的矩形的面积,
∴S1=PA2,S2=PB AB,
又∵PA2=PB AB,
∴S2= PA2.
∴S1=S2.
故答案为:B.
【分析】根据黄金分割的定义得出PA2=PB AB,根据题意得出S1=PA2,S2=PB AB,即可得出S1=S2.
6.【答案】A
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:设正方形ABCD的边长为a,
∵点E是AB上的黄金分割点,
∴ ,则 ,
∴ ,则 ,
∵ ,
,
∴ ,
∴ .
故答案为:A.
【分析】根据黄金分割的定义作答即可。
7.【答案】C
【知识点】比例的性质;黄金分割;相似三角形的判定与性质
【解析】【解答】①如果线段 是线段 , , 的第四比例项,则有 ,符合题意②如果点 是线段 的中点,则 ,
所以 ,
所以 不是 、 的比例中项,不符合题意;③如果点 是线段 的黄金分割点,且 ,
则 ,
所以 ,即 ,
所以 是 与 的比例中项,符合题意;④如果点 是线段 的黄金分割点, ,且 ,
则 ,即 ,
所以 ,符合题意;
综上,正确的判断有①③④,
故答案为:C.
【分析】根据比例线段、黄金分割的定义逐项判定即可。
8.【答案】A
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:由题意可知,a:b≈0.618,代入b=2,
∴a≈2×0.618=1.236≈1.24.
故答案为:A
【分析】根据a:b≈0.618,且b=2即可求解.
9.【答案】D
【知识点】勾股定理;正方形的性质;黄金分割
【解析】【解答】解:设正方形的边长为2,则CD=2,CF=1
在直角三角形DCF中,DF=
∴FG=
∴CG= 1
∴
∴矩形DCGH为黄金矩形
故答案为:D.
【分析】先根据正方形的性质以及勾股定理,求得DF的长,再根据DF=GF求得CG的长,最后根据CG与CD的比值为黄金比,判断矩形DCGH为黄金矩形.
10.【答案】A
【知识点】三角形的面积;等腰三角形的性质;黄金分割
【解析】【解答】解:过点A作AF⊥BC,
∵AB=AC,
∴BF= BC=2,
在Rt ,AF= ,
∵D是边 的两个“黄金分割”点,
∴ 即 ,
解得CD= ,
同理BE= ,
∵CE=BC-BE=4-( -2)=6- ,
∴DE=CD-CE=4 -8,
∴S△ABC= = = ,
故答案为:A.
【分析】作AF⊥BC,根据等腰三角形ABC的性质求出AF的长,再根据黄金分割点的定义求出BE、CD的长度,得到 中DE的长,利用三角形面积公式即可解题.
11.【答案】
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】已知AC>BC且AB=6cm,根据黄金分割点的概念可得AC= = cm.
【分析】由黄金分割点,可得AC= ,据此计算即可.
12.【答案】
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:因为点D是线段AB的黄金分割点,且BD<AD
所以
因为AD的长为2厘米
所以代入解得
故答案为:.
【分析】根据黄金分割定义,将一条线段分割成长短两条线段,其中较长线段与整条线段的比=较短线段与较长线段的比= ,即可建立方程,求解即可.
13.【答案】10 -20
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:∵C、D为线段AB的黄金分割点,AB=10,
∴AC= AB=5 -5,BD= AB=5 -5,
所以CD=2(5 -5)-10=10 -20.
【分析】根据黄金比值是,进行计算即可
14.【答案】
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】设 ,则 ,
在 中, ,
,
,
,
,
,
故答案为: .
【分析】由已知条件BD=AB可设BD=a,AB=2a,在直角三角形ABD中,用勾股定理可将AD用含a的代数式表示,则AE=AD-DE也可用含a的代数式表示,由作图可知AE=AC,则可求解.
15.【答案】5 -5
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】解:∵P为AB的黄金分割点(AP>PB),
∴AP= AB= ×10=5 ﹣5(cm),
故答案为:5 ﹣5
【分析】根据黄金分割的定义,PA就是AB与PB的比例中项,从而列出方程,进而得出AP= AB,将AB的长度代入即可算出答案。
16.【答案】5
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】设 她应选择高跟鞋的高度是 cm,
则 ≈0.618,
解得:x≈5,且正确.
故答案为:5.
【分析】根据黄金分割的概念,列出方程直接求解即可.
17.【答案】7.6
【知识点】黄金分割
【解析】【解答】根据黄金比得:20×(1-0.618)≈7.6米或20× ≈12.4米(舍去),
则主持人应走到离A点至少7.6米处.
故答案为:7.6
【分析】把一条线段分割为两部分,使较大部分与全长的比值等于较小部分与较大的比值,这个比值即为黄金分割,这个点为黄金分割点.其比值是≈0.618.此题要求主持人至少走离A点多少米,根据黄金比,只需要走到AB的1-0.618倍处即得.
18.【答案】
【知识点】翻折变换(折叠问题);黄金分割
【解析】【解答】解:∵ , 是 的黄金分割点( ),
∴
∴
由折叠的性质可得:四边形ABFE和四边形EHGD是正方形,
∴ ,
∴ ;
故答案为:
【分析】先根据黄金分割得出AE和DE的长,再根据折叠的性质得出正方形ABFE和正方形EHGD,从而得出EF=AE,EH=DE即可得出结论
19.【答案】解:作法:
(1)延长线段AB至F,使AB=BF,分别以A、F为圆心,以大于等于线段AB的长为半径作弧,两弧相交于点G,连接BG,则BG⊥AB,在BG上取点D,使BD=;
(2)连接AD,在AD上截取DE=DB.
(3)在AB上截取AC=AE.
如图,点C就是线段a的黄金分割点.
【知识点】黄金分割
【解析】【分析】把一条线段分成两部分,使其中较长的线段为全线段与较短线段的比例中项,这样的线段分割叫做黄金分割,他们的比值( )叫做黄金比.
20.【答案】证明:设AB=2,
∵P1是AB的黄金分割点(AP1>BP1),
∴AP1= ×2= ﹣1,
∴P1B=2﹣( ﹣1)=3﹣ ,
∵点O是AB的中点,
∴OB=1,
∴OP1=1﹣(3﹣ )= ﹣2,
∵P2是P1关于点O的对称点,
∴P1P2=2( ﹣2)=2 ﹣4,
∴P2B=2 ﹣4+3﹣ = ﹣1,
∵P1B2=(3﹣ )2=14﹣6 ,P2B P1P2=( ﹣1)(2 ﹣4)=14﹣6 ,
∴P1B2=P2B P1P2,
∴P1B是P2B和P1P2的比例中项
【知识点】黄金分割
【解析】【分析】设AB=2,根据黄金分割的定义得AP1= AB= ﹣1,则P1B=3﹣ ,由点O是AB的中点得OB=1,所以OP1= ﹣2,由于P2是P1关于点O的对称点,则P1P2=2 ﹣4,可计算出P2B= ﹣1,然后同过计算得到P1B2=14﹣6 ,P2B P1P2=14﹣6 ,即P1B2=P2B P1P2,所以P1B是P2B和P1P2的比例中项.
21.【答案】解:∵点C是靠近点B的黄金分割点,点D是靠近点A的黄金分割点,
∴AC=BD=80× =40﹣40,
∴CD=BD﹣(AB﹣BD)=2BD﹣AB=80﹣160.
【知识点】黄金分割
【解析】【分析】根据黄金分割的概念和黄金比值计算即可.
22.【答案】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
【知识点】黄金分割
【解析】【分析】他的肚脐到脚底的长度为xm时才是黄金身段,根据肚脐到脚底的长度与身高的比为0.618时,是比较好看的黄金身段,则x:1.70=0.618,然后解方程即可.
23.【答案】解:矩形ABFE是黄金矩形.
∵AD=BC,DE=AB,
∴ = = ﹣1= = .
∴矩形ABFE是黄金矩形
【知识点】正方形的性质;黄金分割
【解析】【分析】只需求得其宽与长的比是否符合黄金比即可.
24.【答案】(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,
∴BC:AC=CD:BC,即BC2=CD AC,
∴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,
∵AD2=CD AC,
∴x2=1﹣x,解得x1=,x2=,
即AD的长为.
【知识点】黄金分割
【解析】【分析】(1)利用等腰三角形的性质和三角形内角和定理可计算出∠ABC=∠C=72°,∠ABD=∠CBD=36°,∠BDC=72°,则可得 到AD=BD=BC,然后根据相似三角形的判定方法易得△BDC∽△ABC,利用相似比得到BC2=CD AC,于是有AD2=CD AC,则可根据线段黄金分割点的定义得到结论;
(2)设AD=x,则CD=AC﹣AD=1﹣x,由(1)的结论得到x2=1﹣x,然后解方程即可得到AD的长.
25.【答案】(1)解:以AD为边可作出两个正方形AEFD与AE′F′D′(AB>AD),如图所示
(2)解:矩形EBCF不是黄金矩形,理由如下:
设AB=a,AD=b(a>b),则BE=BA+AE=a+b,BE′=BA-E′A=a-b,
由ABCD为黄金矩形,得 =
∴ = = ÷(1+ )= ÷(1+ )= ≠
∴矩形EBCF不是黄金矩形;
矩形E′BCF′是黄金矩形.
证明:如图,∵ = =(1- )÷ =(1- )÷ =
∴E′BCF′是黄金矩形
(3)解:由(1)、(2)可发现结论:若以黄金矩形的短边为边在矩形内作(截割)正方形,则剩余矩形必为黄金矩形.
【知识点】黄金分割;相似多边形
【解析】【分析】(1)如图,分两种情况:正方形中,AD的对边在矩形的内部或外部;
(2)矩形EBCF不是黄金矩形, 设AB=a,AD=b(a>b),则BE=BA+AE=a+b,BE′=BA-E′A=a-b,由已知得 = ,所以 = = ÷(1+ )= ÷(1+ )= ≠ ,对应边不成比例,故矩形EBCF不是黄金矩形;矩形E′BCF′是黄金矩形,
理由: = =(1- )÷ =(1- )÷ = ,即对应边成比例,故两个矩形相似.(3)由(1)、(2)可发现结论:若以黄金矩形的短边为边在矩形内作(截割)正方形,则剩余矩形必为黄金矩形.
26.【答案】(1)证明:解:(1)点D是边AB上的黄金分割点,理由如下:
∵∠A=36°,AB=AC,∴∠B=∠ACB=72°.
∵CD平分∠ACB,∴∠ACD=∠DCB=36°,
∴∠BDC=∠B=72°,∠ACD=∠A=36°,
∴BC=DC=AD.
∵∠A=∠BCD,∠B=∠B,
∴ ,
∴
∴
∵.D是AB边上的黄金分割点,
(2)证明:直线CD是△ABC的黄金分割线,理由如下:
设△ABC的边AB上的高为h,则
∵D是AB的黄金分割点,
∴
∴
∴CD是△ABC的黄金分割线.
【知识点】三角形的面积;等腰三角形的判定与性质;黄金分割;相似三角形的判定与性质
【解析】【分析】(1)根据等腰三角形的性质及角平分线的定义得出BC=DC=AD,证出 BCD∽ BAC,得出,从而得出,即可得出 D是AB边上的黄金分割点;
(2)利用三角形的面积公式得出,,由,得出,即可得出直线CD是△ABC的黄金分割点.
27.【答案】(1)证明:设 , ,则 ,
由 得: ,
即 ,
解得 ,
∵ ,
∴ ,
;
(2)解:①设 , ,则 , , ,
由二次函数与一元二次方程的联系得: , 是方程 的两根,
∴ , ,
∵原点 是线段 的黄金分割点,且 ,
∴ ,即 ,
∴ ,
整理得: ,
∴ ,
∴ ,
即 ;② , .
【知识点】公式法解一元二次方程;一元二次方程的根与系数的关系(韦达定理);黄金分割
【解析】【解答】(2)②由(2)①得: ,
由黄金分割点的定义得: ,
解得 ,
则 ,
故 , .
【分析】(1)设 , ,从而可得 ,再根据黄金分割点的定义建立方程,然后利用公式法解一元二次方程即可得;
(2)①设 , ,从而可得 , , ,再根据一元二次方程根与系数的关系可得 , ,然后根据黄金分割点的定义可得 ,从而可得 ,由此化简即可得;②根据①的结论,利用黄金分割点的定义分别求出OA、OB的长,由此即可得.
1 / 1