8. 如图,C,D 是线段 AB 的两个黄金分割点,$AB= 1$,求线段 CD 的长.
答案
∵C,D是线段AB的两个黄金分割点,AB=1,黄金比为$\frac{\sqrt{5}-1}{2}$。
设靠近A的黄金分割点为C,靠近B的黄金分割点为D。
则AD为较长线段,$AD=\frac{\sqrt{5}-1}{2}AB=\frac{\sqrt{5}-1}{2}$;
AC为较短线段,$AC=AB - BC$,其中BC为较长线段,$BC=\frac{\sqrt{5}-1}{2}AB=\frac{\sqrt{5}-1}{2}$,故$AC=1 - \frac{\sqrt{5}-1}{2}=\frac{3 - \sqrt{5}}{2}$。
$CD=AD - AC=\frac{\sqrt{5}-1}{2}-\frac{3 - \sqrt{5}}{2}=\frac{2\sqrt{5}-4}{2}=\sqrt{5}-2$。
答:线段CD的长为$\sqrt{5}-2$。
设靠近A的黄金分割点为C,靠近B的黄金分割点为D。
则AD为较长线段,$AD=\frac{\sqrt{5}-1}{2}AB=\frac{\sqrt{5}-1}{2}$;
AC为较短线段,$AC=AB - BC$,其中BC为较长线段,$BC=\frac{\sqrt{5}-1}{2}AB=\frac{\sqrt{5}-1}{2}$,故$AC=1 - \frac{\sqrt{5}-1}{2}=\frac{3 - \sqrt{5}}{2}$。
$CD=AD - AC=\frac{\sqrt{5}-1}{2}-\frac{3 - \sqrt{5}}{2}=\frac{2\sqrt{5}-4}{2}=\sqrt{5}-2$。
答:线段CD的长为$\sqrt{5}-2$。
9. 科学研究表明,当人的下肢与身高比为 0.618 时,看起来最美,某成年女士身高为 153 cm,下肢长为 92 cm,该女士穿的高跟鞋鞋跟的最佳高度约是多少厘米?(精确到 0.1 cm)
答案
设高跟鞋鞋跟的最佳高度为$x$厘米。
穿高跟鞋后,下肢长为$(92 + x)$厘米,身高为$(153 + x)$厘米。
由下肢与身高比为$0.618$,得方程:$\frac{92 + x}{153 + x} = 0.618$。
两边同乘$(153 + x)$:$92 + x = 0.618(153 + x)$。
展开右边:$92 + x = 0.618×153 + 0.618x$。
计算$0.618×153 = 94.554$,则$92 + x = 94.554 + 0.618x$。
移项:$x - 0.618x = 94.554 - 92$。
即$0.382x = 2.554$,解得$x ≈ \frac{2.554}{0.382} ≈ 6.7$。
答:该女士穿的高跟鞋鞋跟的最佳高度约是$6.7$厘米。
穿高跟鞋后,下肢长为$(92 + x)$厘米,身高为$(153 + x)$厘米。
由下肢与身高比为$0.618$,得方程:$\frac{92 + x}{153 + x} = 0.618$。
两边同乘$(153 + x)$:$92 + x = 0.618(153 + x)$。
展开右边:$92 + x = 0.618×153 + 0.618x$。
计算$0.618×153 = 94.554$,则$92 + x = 94.554 + 0.618x$。
移项:$x - 0.618x = 94.554 - 92$。
即$0.382x = 2.554$,解得$x ≈ \frac{2.554}{0.382} ≈ 6.7$。
答:该女士穿的高跟鞋鞋跟的最佳高度约是$6.7$厘米。
10. 在三角形中,顶角等于$36^{\circ}$的等腰三角形称为黄金三角形.如图,在$\triangle ABC$中,已知$AB= AC$,且$\angle A= 36^{\circ}$.
(1)在图中,用尺规作 AB 的垂直平分线交 AC 于点 D,并连接 BD;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)$\triangle BCD$是不是黄金三角形?如果是,请给出证明;如果不是,请说明理由.
(1)在图中,用尺规作 AB 的垂直平分线交 AC 于点 D,并连接 BD;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)$\triangle BCD$是不是黄金三角形?如果是,请给出证明;如果不是,请说明理由.
答案
(1) 作图痕迹如下(保留作AB垂直平分线的两弧交点及连线,与AC交点为D,连接BD)。
(2) 是。证明:
∵AB=AC,∠A=36°,∴∠ABC=∠ACB=(180°-36°)/2=72°。
∵D在AB的垂直平分线上,∴AD=BD,∴∠ABD=∠A=36°。
∴∠DBC=∠ABC-∠ABD=72°-36°=36°。
在△BCD中,∠BCD=∠ACB=72°,
∴∠BDC=180°-∠DBC-∠BCD=180°-36°-72°=72°。
∴∠BDC=∠BCD,∴BD=BC。
∴△BCD是等腰三角形,且顶角∠DBC=36°,故△BCD是黄金三角形。
(2) 是。证明:
∵AB=AC,∠A=36°,∴∠ABC=∠ACB=(180°-36°)/2=72°。
∵D在AB的垂直平分线上,∴AD=BD,∴∠ABD=∠A=36°。
∴∠DBC=∠ABC-∠ABD=72°-36°=36°。
在△BCD中,∠BCD=∠ACB=72°,
∴∠BDC=180°-∠DBC-∠BCD=180°-36°-72°=72°。
∴∠BDC=∠BCD,∴BD=BC。
∴△BCD是等腰三角形,且顶角∠DBC=36°,故△BCD是黄金三角形。
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