几何公式类-相似图形

几何公式类-相似图形

对应角等、对应边成比例;面积比=相似比²,体积比=相似比³。先找公共角或平行线证相似,再套公式速算未知边、高、面积,注意单位统一,5秒列式。

一、基础理论知识


相似图形是指形状相同、大小不同的图形。它们的对应角相等,对应边成比例。相似比(记为 $k $)是对应边的比值。


核心性质:

相似比:对应边之比为 $k$
面积比:$ \frac{S_1}{S_2} = \left( \frac{a_1}{a_2} \right)^2 = k^2 $
体积比:$ \frac{V_1}{V_2} = \left( \frac{a_1}{a_2} \right)^3 = k^3 $

常见相似图形:

相似三角形(AA、SAS、SSS判定)
相似多边形
相似立体图形(圆锥、圆柱、球等)

二、题型识别特征


题目中出现形状相同的图形
涉及比例、面积、体积或数量关系计算
图形被平行线或平行平面切割
选项呈现明显的比例或倍数关系

三、解题思路


1.
识别相似关系:判断图形是否相似,确定对应边
2.
计算相似比:找到对应边的比例关系
3.
应用公式:利用面积比或体积比公式求解
4.
单位统一:确保计算过程中单位一致

四、经典例题讲解


例题1:正三角形铺地问题


题干

某演播大厅的地面形状是边长为100米的正三角形,现要用边长为2米的正三角形砖铺满。问需要用多少块砖?

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选项

A.2763 B.2500 C.2340 D.2300


解题过程

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相似比:$k = \frac{100}{2} = 50$
面积比:$\frac{S_{\text{大}}}{S_{\text{小}}} = k^2 = 50^2 = 2500$
答案:B



例题2:黄金首饰置换问题


题干

将一个底面直径和高均为6cm的圆锥形实心黄金首饰回收,并置换为球形实心黄金首饰,将该圆锥形首饰分割成体积相等的两部分,其截面半径与该球形首饰的直径相等。那么圆锥形首饰可置换该球形首饰的数量为?

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选项

A.4个 B.6个 C.8个 D.9个


解题过程

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圆锥体积:

$V_{\text{锥}} = \frac{1}{3} \pi \times 3^2 \times 6 = 18 \pi \, \text{cm}^3 $

设切割面距顶点 $x $,由相似性得截面半径:

$r_x = \frac{x}{6} \times 3 = \frac{x}{2} $

小圆锥体积等于圆锥体积的一半:

$\frac{1}{3} \pi \left( \frac{x}{2} \right)^2 x = 9\pi $

$\frac{x^3}{12} = 9 \implies x^3 = 108 $

球形首饰体积:

$V_{\text{球}} = \frac{1}{6} \pi \times \left( \frac{108^{1/3}}{2} \right)^3 = \frac{9}{4} \pi \, \text{cm}^3 $

置换数量:

$N = \frac{0.75 \times 18\pi}{\frac{9}{4} \pi} = 6 $


答案:B