中考数学相似-经典压轴题附答案解析

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中考相似三角形压轴题+答案

中考相似三角形压轴题+答案

相似1-10一.解答题(共10小题)1.如图,在矩形ABCD中,AB=12cm,BC=8cm.点E、F、G分别从点A、B、C三点同时出发,沿矩形的边按逆时针方向移动.点E、G的速度均为2cm/s,点F的速度为4cm/s,当点F追上点G(即点F与点G重合)时,三个点随之停止移动.设移动开始后第t秒时,△EFG的面积为S(cm2)(1)当t=1秒时,S的值是多少?(2)写出S和t之间的函数解析式,并指出自变量t的取值范围;(3)若点F在矩形的边BC上移动,当t为何值时,以点E、B、F为顶点的三角形与以点F、C、G为顶点的三角形相似?请说明理由.2.如图,△ABC和△DEF是两个全等的等腰直角三角形,∠BAC=∠EDF=90°,△DEF的顶点E与△ABC的斜边BC的中点重合.将△DEF绕点E旋转,旋转过程中,线段DE与线段AB相交于点P,线段EF与射线CA相交于点Q.(1)如图①,当点Q在线段AC上,且AP=AQ时,求证:△BPE≌△CQE;(2)如图②,当点Q在线段CA的延长线上时,求证:△BPE∽△CEQ;并求当BP=a,CQ=时,P、Q两点间的距离(用含a的代数式表示).第1页(共20页)3.已知,把Rt△ABC和Rt△DEF按图1摆放,(点C与E点重合),点B、C、E、F始终在同一条直线上,∠ACB=∠EDF=90°,∠DEF=45°,AC=8,BC=6,EF=10,如图2,△DEF从图1出发,以每秒1个单位的速度沿CB 向△ABC匀速运动,同时,点P从A出发,沿AB以每秒1个单位向点B 匀速移动,AC与△DEF的直角边相交于Q,当P到达终点B时,△DEF 同时停止运动,连接PQ,设移动的时间为t(s).解答下列问题:(1)△DEF在平移的过程中,当点D在Rt△ABC的边AC上时,求t的值;(2)在移动过程中,是否存在△APQ为等腰三角形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由.(3)在移动过程中,当0<t≤5时,连接PE,是否存在△PQE为直角三角形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由.第2页(共20页)4.在锐角△ABC中,AB=4,BC=5,∠ACB=45°,将△ABC绕点B按逆时针方向旋转,得到△A1BC1.(1)如图1,当点C1在线段CA的延长线上时,求∠CC1A1的度数;(2)如图2,连接AA1,CC1.若△ABA1的面积为4,求△CBC1的面积;(3)如图3,点E为线段AB中点,点P是线段AC上的动点,在△ABC 绕点B按逆时针方向旋转过程中,点P的对应点是点P1,求线段EP1长度的最大值与最小值.5.如图,菱形ABCD的边长为20cm,∠ABC=120°.动点P、Q同时从点A出发,其中P以4cm/s的速度,沿A→B→C的路线向点C运动;Q以2cm/s的速度,沿A→C的路线向点C运动.当P、Q到达终点C时,整个运动随之结束,设运动时间为t秒.(1)在点P、Q运动过程中,请判断PQ与对角线AC的位置关系,并说明理由;(2)若点Q关于菱形ABCD的对角线交点O的对称点为M,过点P且垂直于AB的直线l交菱形ABCD的边AD(或CD)于点N.①当t为何值时,点P、M、N在一直线上?②当点P、M、N不在一直线上时,是否存在这样的t,使得△PMN是以PN为一直角边的直角三角形?若存在,请求出所有符合条件的t的值;若不存在,请说明理由.第3页(共20页)6.如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,动点P从点A开始沿边AC向点C以1个单位长度的速度运动,动点Q从点C开始沿边CB 向点B以每秒2个单位长度的速度运动,过点P作PD∥BC,交AB于点D,连接PQ分别从点A、C同时出发,当其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动,设运动时间为t秒(t≥0).(1)直接用含t的代数式分别表示:QB=,PD=.(2)是否存在t的值,使四边形PDBQ为菱形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由.并探究如何改变Q的速度(匀速运动),使四边形PDBQ在某一时刻为菱形,求点Q的速度;(3)如图2,在整个运动过程中,求出线段PQ中点M所经过的路径长.7.如图,正三角形ABC的边长为3+.(1)如图①,正方形EFPN的顶点E、F在边AB上,顶点N在边AC上,在正三角形ABC及其内部,以点A为位似中心,作正方形EFPN的位似正方形E′F′P′N′,且使正方形E′F′P′N′的面积最大(不要求写作法);(2)求(1)中作出的正方形E′F′P′N′的边长;(3)如图②,在正三角形ABC中放入正方形DEMN和正方形EFPH,使得DE、EF在边AB上,点P、N分别在边CB、CA上,求这两个正方形面积和的最大值和最小值,并说明理由.第4页(共20页)8.已知∠AOB=90°,OM是∠AOB的平分线,将一个直角RPS的直角顶点P在射线OM上移动,点P不与点O重合.(1)如图,当直角RPS的两边分别与射线OA、OB交于点C、D时,请判断PC与PD的数量关系,并证明你的结论;(2)如图,在(1)的条件下,设CD与OP的交点为点G,且,求的值;(3)若直角RPS的一边与射线OB交于点D,另一边与直线OA、直线OB分别交于点C、E,且以P、D、E为顶点的三角形与△OCD相似,请画出示意图;当OD=1时,直接写出OP的长.9.小明和几位同学做手的影子游戏时,发现对于同一物体,影子的大小与光源到物体的距离有关.因此,他们认为:可以借助物体的影子长度计算光源到物体的位置.于是,他们做了以下尝试.(1)如图1,垂直于地面放置的正方形框架ABCD,边长AB为30cm,在其正上方有一灯泡,在灯泡的照射下,正方形框架的横向影子A′B,D′C 的长度和为6cm.那么灯泡离地面的高度为.(2)不改变图1中灯泡的高度,将两个边长为30cm的正方形框架按图2摆放,请计算此时横向影子A′B,D′C的长度和为多少?(3)有n个边长为a的正方形按图3摆放,测得横向影子A′B,D′C的长度和为b,求灯泡离地面的距离.(写出解题过程,结果用含a,b,n 的代数式表示)第5页(共20页)分别在AB、AC边上,此时BD=CF,BD⊥CF成立.(1)当正方形ADEF绕点A逆时针旋转θ(0°<θ<90°)时,如图2,BD=CF成立吗?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.(2)当正方形ADEF绕点A逆时针旋转45°时,如图3,延长BD交CF于点G.①求证:BD⊥CF;②当AB=4,AD=时,求线段BG的长.第6页(共20页)六六六六六六-相似1-10参考答案与试题解析一.解答题(共10小题)1.如图,在矩形ABCD中,AB=12cm,BC=8cm.点E、F、G分别从点A、B、C三点同时出发,沿矩形的边按逆时针方向移动.点E、G的速度均为2cm/s,点F的速度为4cm/s,当点F追上点G(即点F与点G重合)时,三个点随之停止移动.设移动开始后第t秒时,△EFG的面积为S(cm2)(1)当t=1秒时,S的值是多少?(2)写出S和t之间的函数解析式,并指出自变量t的取值范围;(3)若点F在矩形的边BC上移动,当t为何值时,以点E、B、F为顶点的三角形与以点F、C、G为顶点的三角形相似?请说明理由.【解答】解:(1)如图1,当t=1秒时,AE=2,EB=10,BF=4,FC=4,CG=2,由S=S梯形GCBE﹣S△EBF﹣S△FCG,=×﹣=×(10+2)×8﹣×10×4﹣=24(cm2);(2)①如图1,当0≤t≤2时,点E、F、G分别在边AB、BC、CD上移动,此时AE=2t,EB=12﹣2t,BF=4t,FC=8﹣4t,CG=2t,S=S梯形GCBE﹣S△EBF﹣S△FCG=×(EB+CG)•BC﹣EB•BF﹣FC•CG=×8×(12﹣2t+2t)﹣×4t(12﹣2t)﹣×2t(8﹣4t)=8t2﹣32t+48(0≤t≤2).②如图2,当点F追上点G时,4t=2t+8,解得t=4,当2<t<4时,点E在边AB上移动,点F、G都在边CD上移动,此时CF=4t﹣8,CG=2t,FG=CG﹣CF=2t﹣(4t﹣8)=8﹣2t,S=FG•BC=(8﹣2t)•8=﹣8t+32.即S=﹣8t+32(2<t<4).(3)如图1,当点F在矩形的边BC上的边移动时,在△EBF和△FCG中,∠B=∠C=90°,①若=,即=,解得t=.第7页(共20页)所以当t=时,△EBF∽△FCG,②若=即=,解得t=.所以当t=时,△EBF∽△GCF.综上所述,当t=或t=时,以点E、B、F为顶点的三角形与以F、C、G为顶点的三角形相似.2.如图,△ABC和△DEF是两个全等的等腰直角三角形,∠BAC=∠EDF=90°,△DEF的顶点E与△ABC的斜边BC的中点重合.将△DEF绕点E旋转,旋转过程中,线段DE与线段AB相交于点P,线段EF与射线CA相交于点Q.(1)如图①,当点Q在线段AC上,且AP=AQ时,求证:△BPE≌△CQE;(2)如图②,当点Q在线段CA的延长线上时,求证:△BPE∽△CEQ;并求当BP=a,CQ=时,P、Q两点间的距离(用含a的代数式表示).【解答】(1)证明:∵△ABC是等腰直角三角形,∴∠B=∠C=45°,AB=AC,∵AP=AQ,∴BP=CQ,∵E是BC的中点,∴BE=CE,在△BPE和△CQE中,∵,∴△BPE≌△CQE(SAS);(2)解:连接PQ,∵△ABC和△DEF是两个全等的等腰直角三角形,∴∠B=∠C=∠DEF=45°,∵∠BEQ=∠EQC+∠C,即∠BEP+∠DEF=∠EQC+∠C,∴∠BEP+45°=∠EQC+45°,∴∠BEP=∠EQC,∴△BPE∽△CEQ,∴,∵BP=a,CQ=a,BE=CE,∴,∴BE=CE=a,∴BC=3a,∴AB=AC=BC•sin45°=3a,∴AQ=CQ﹣AC=a,PA=AB﹣BP=2a,第8页(共20页)在Rt△APQ中,PQ==a.3.已知,把Rt△ABC和Rt△DEF按图1摆放,(点C与E点重合),点B、C、E、F始终在同一条直线上,∠ACB=∠EDF=90°,∠DEF=45°,AC=8,BC=6,EF=10,如图2,△DEF从图1出发,以每秒1个单位的速度沿CB向△ABC匀速运动,同时,点P从A出发,沿AB以每秒1个单位向点B 匀速移动,AC与△DEF的直角边相交于Q,当P到达终点B时,△DEF 同时停止运动,连接PQ,设移动的时间为t(s).解答下列问题:(1)△DEF在平移的过程中,当点D在Rt△ABC的边AC上时,求t的值;(2)在移动过程中,是否存在△APQ为等腰三角形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由.(3)在移动过程中,当0<t≤5时,连接PE,是否存在△PQE为直角三角形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由.【解答】解:(1)当D在AC上时,第9页(共20页)∵DE=DF,∴EC=CF=EF=5,∴t=5.(2)存在.∵AP=t,∠EDF=90°,∠DEF=45°,∴∠CQE=45°=∠DEF,∴CQ=CE=t,AQ=8﹣t,当0≤t<5时,①AP=AQ,t=8﹣t,∴t=4;②AP=PQ,作PH⊥AC于H,AH=HQ=AQ=4﹣t,∵PH∥BC,∴△APH∽△ABC,∴=,∴=,∴t=;③AQ=PQ,作QI⊥AB于I,AI=PI=AP=t(等腰三角形的性质三线合一),∵∠AIQ=∠ACB=90°,∠A=∠A,∴△AIQ∽△ACB,∴=,∴=,∴t=,④当5≤t≤10时,AQ=PQ,作PH⊥BC,PG⊥AC,同理可求出,FC=QC=10﹣t,BP=10﹣t,PH=(10﹣t)=8﹣t,第10页(共20页)BH=(10﹣t)=6﹣t,QG=QC﹣GC=QC﹣PH=10﹣t﹣(8﹣t)=2﹣,PG=HC=6﹣(6﹣t)=t,PQ=AQ=8﹣(10﹣t)=t﹣2,∴PQ 2=PG 2+QG 2,(t﹣2)2=(t)2+(2﹣)2,解得:t=秒,其它情况不符合要求,综合上述:当t等于4秒、秒、秒、秒时△APQ是等腰三角形.(3)由勾股定理:CE=CQ=t,∵sinA===,cosA===,∴PW=t,AW=t,∴QW=8﹣t﹣t=8﹣t,∴PQ2=PM2+QW2=(t)2+(8﹣t)2=t2﹣t+64,PE2=PH2+EH2=(t+8﹣t)2+(t﹣t)2=t2﹣t+64,①∠PQE=90°,在Rt△PEQ中PQ2+QE2=PE2,∴t1=0(舍去)t2=;②∠PEQ=90°,PE2+EQ2=PQ2t1=0(舍去)t2=20(舍去)∴此时不存在;③当∠EPQ=90°时PQ2+PE2=EQ2,t1=(舍去)t2=4,综合上述:当t=或t=4时,△PQE是直角三角形.第11页(共20页)4.在锐角△ABC中,AB=4,BC=5,∠ACB=45°,将△ABC绕点B按逆时针方向旋转,得到△A1BC1.(1)如图1,当点C1在线段CA的延长线上时,求∠CC1A1的度数;(2)如图2,连接AA1,CC1.若△ABA1的面积为4,求△CBC1的面积;(3)如图3,点E为线段AB中点,点P是线段AC上的动点,在△ABC 绕点B按逆时针方向旋转过程中,点P的对应点是点P1,求线段EP1长度的最大值与最小值.【解答】解:(1)由旋转的性质可得:∠A1C1B=∠ACB=45°,BC=BC1,∴∠CC1B=∠C1CB=45°,∴∠CC1A1=∠CC1B+∠A1C1B=45°+45°=90°.(2)∵△ABC≌△A1BC1,∴BA=BA1,BC=BC1,∠ABC=∠A1BC1,∴,∠ABC+∠ABC1=∠A1BC1+∠ABC1,∴∠ABA1=∠CBC1,∴△ABA1∽△CBC1.∴,∵S△ABA1=4,∴S△CBC1=;(3)①如图1,过点B作BD⊥AC,D为垂足,∵△ABC为锐角三角形,∴点D在线段AC上,第12页(共20页)在Rt△BCD中,BD=BC×sin45°=,当P在AC上运动,BP与AC垂直的时候,△ABC绕点B旋转,使点P的对应点P1在线段AB上时,EP1最小,最小值为:EP1=BP1﹣BE=BD﹣BE=﹣2;②当P在AC上运动至点C,△ABC绕点B旋转,使点P的对应点P1在线段AB的延长线上时,EP1最大,最大值为:EP1=BC+BE=2+5=7.5.如图,菱形ABCD的边长为20cm,∠ABC=120°.动点P、Q同时从点A出发,其中P以4cm/s的速度,沿A→B→C的路线向点C运动;Q以2cm/s的速度,沿A→C的路线向点C运动.当P、Q到达终点C时,整个运动随之结束,设运动时间为t秒.(1)在点P、Q运动过程中,请判断PQ与对角线AC的位置关系,并说明理由;(2)若点Q关于菱形ABCD的对角线交点O的对称点为M,过点P且垂直于AB的直线l交菱形ABCD的边AD(或CD)于点N.①当t为何值时,点P、M、N在一直线上?②当点P、M、N不在一直线上时,是否存在这样的t,使得△PMN是以PN为一直角边的直角三角形?若存在,请求出所有符合条件的t的值;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)若0<t≤5,则AP=4t,AQ=2t.则==,又∵AO=10,AB=20,∴==.∴=.又∵∠CAB=30°,∴△APQ∽△ABO.∴∠AQP=90°,即PQ⊥AC.当5<t≤10时,同理,可由△PCQ∽△BCO得∠PQC=90°,即PQ⊥AC.∴在点P、Q运动过程中,始终有PQ⊥AC.第13页(共20页)(2)①如图,在Rt△APM中,∵∠PAM=30°,AP=4t,∴AM=.在△APQ中,∠AQP=90°,∴AQ=AP•cos30°=2t,∴QM=AC﹣2AQ=20﹣4t.由AQ+QM=AM得:2t+20﹣4t=,解得t=.∴当t=时,点P、M、N在一直线上.②存在这样的t,使△PMN是以PN为一直角边的直角三角形.设l交AC于H.如图1,当点N在AD上时,若PN⊥MN,则∠NMH=30°.∴MH=2NH.得20﹣4t﹣=2×,解得t=2.如图2,当点N在CD上时,若PM⊥PN,则∠HMP=30°.∴MH=2PH,同理可得t=.故当t=2或时,存在以PN为一直角边的直角三角形.6.如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,动点P从点A开始沿边AC向点C以1个单位长度的速度运动,动点Q从点C开始沿边CB 向点B以每秒2个单位长度的速度运动,过点P作PD∥BC,交AB于点D,连接PQ分别从点A、C同时出发,当其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动,设运动时间为t秒(t≥0).(1)直接用含t的代数式分别表示:QB=8﹣2t,PD=t.(2)是否存在t的值,使四边形PDBQ为菱形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由.并探究如何改变Q的速度(匀速运动),使四边形PDBQ在某一时刻为菱形,求点Q的速度;(3)如图2,在整个运动过程中,求出线段PQ中点M所经过的路径长.【解答】解:(1)根据题意得:CQ=2t,PA=t,第14页(共20页)∴QB=8﹣2t,∵在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,PD∥BC,∴∠APD=90°,∴tanA==,∴PD=t.故答案为:(1)8﹣2t,t.(2)不存在在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,∴AB=10∵PD∥BC,∴△APD∽△ACB,∴,即,∴AD=t,∴BD=AB﹣AD=10﹣t,∵BQ∥DP,∴当BQ=DP时,四边形PDBQ是平行四边形,即8﹣2t=,解得:t=.当t=时,PD==,BD=10﹣×=6,∴DP≠BD,∴▱PDBQ不能为菱形.设点Q的速度为每秒v个单位长度,则BQ=8﹣vt,PD=t,BD=10﹣t,要使四边形PDBQ为菱形,则PD=BD=BQ,当PD=BD时,即t=10﹣t,解得:t=当PD=BQ,t=时,即=8﹣,解得:v=当点Q的速度为每秒个单位长度时,经过秒,四边形PDBQ是菱形.(3)如图2,以C为原点,以AC所在的直线为x轴,建立平面直角坐标系.依题意,可知0≤t≤4,当t=0时,点M1的坐标为(3,0),当t=4时点M2的坐标为(1,4).设直线M1M2的解析式为y=kx+b,∴,解得,∴直线M1M2的解析式为y=﹣2x+6.∵点Q(0,2t),P(6﹣t,0)∴在运动过程中,线段PQ中点M3的坐标(,t).把x=代入y=﹣2x+6得y=﹣2×+6=t,∴点M3在直线M1M2上.过点M2作M2N⊥x轴于点N,则M2N=4,M1N=2.∴M1M2=2∴线段PQ中点M所经过的路径长为2单位长度.第15页(共20页)7.如图,正三角形ABC的边长为3+.(1)如图①,正方形EFPN的顶点E、F在边AB上,顶点N在边AC上,在正三角形ABC及其内部,以点A为位似中心,作正方形EFPN的位似正方形E′F′P′N′,且使正方形E′F′P′N′的面积最大(不要求写作法);(2)求(1)中作出的正方形E′F′P′N′的边长;(3)如图②,在正三角形ABC中放入正方形DEMN和正方形EFPH,使得DE、EF在边AB上,点P、N分别在边CB、CA上,求这两个正方形面积和的最大值和最小值,并说明理由.【解答】解:(1)如图①,正方形E′F′P′N′即为所求.(2)设正方形E′F′P′N′的边长为x,∵△ABC为正三角形,∴AE′=BF′=x.∵E′F′+AE′+BF′=AB,∴x+x+x=3+,∴x=,即x=3﹣3,(x≈2.20也正确)(3)如图②,连接NE、EP、PN,则∠NEP=90°.设正方形DEMN、正方形EFPH的边长分别为m、n(m≥n),它们的面积和为S,则NE=,PE=n.∴PN2=NE2+PE2=2m2+2n2=2(m2+n2).∴S=m2+n2=PN2,延长PH交ND于点G,则PG⊥ND.在Rt△PGN中,PN2=PG2+GN2=(m+n)2+(m﹣n)2.∵AD+DE+EF+BF=AB,即m+m+n+n=+3,化简得m+n=3.∴S=[32+(m﹣n)2]=+(m﹣n)2①当(m﹣n)2=0时,即m=n时,S最小.∴S最小=;②当(m﹣n)2最大时,S最大.即当m最大且n最小时,S最大.∵m+n=3,由(2)知,m最大=3﹣3.第16页(共20页)∴S最大=[9+(m最大﹣n最小)2]=[9+(3﹣3﹣6+3)2] =99﹣54….(S最大≈5.47也正确)综上所述,S最大=99﹣54,S最小=.8.已知∠AOB=90°,OM是∠AOB的平分线,将一个直角RPS的直角顶点P在射线OM上移动,点P不与点O重合.(1)如图,当直角RPS的两边分别与射线OA、OB交于点C、D时,请判断PC与PD的数量关系,并证明你的结论;(2)如图,在(1)的条件下,设CD与OP的交点为点G,且,求的值;(3)若直角RPS的一边与射线OB交于点D,另一边与直线OA、直线OB分别交于点C、E,且以P、D、E为顶点的三角形与△OCD相似,请画出示意图;当OD=1时,直接写出OP的长.【解答】解:(1)PC与PD的数量关系是相等.证明:过点P作PH⊥OA,PN⊥OB,垂足分别为点H、N.∵∠AOB=90°,易得∠HPN=90度.∴∠1+∠CPN=90°,而∠2+∠CPN=90°,∴∠1=∠2.∵OM是∠AOB的平分线,∴PH=PN,又∵∠PHC=∠PND=90°,∴△PCH≌△PDN;∴PC=PD.第17页(共20页)(2)∵PC=PD,∠CPD=90°,∴∠3=45°,∵∠POD=45°,∴∠3=∠POD.又∵∠GPD=∠DPO,∴△POD∽△PDG.∴.∵,∴.(3)如图1所示,若PR与射线OA相交,则OP=1;如图2所示,若PR与直线OA的交点C与点A在点O的两侧,则OP=﹣1.9.小明和几位同学做手的影子游戏时,发现对于同一物体,影子的大小与光源到物体的距离有关.因此,他们认为:可以借助物体的影子长度计算光源到物体的位置.于是,他们做了以下尝试.(1)如图1,垂直于地面放置的正方形框架ABCD,边长AB为30cm,在其正上方有一灯泡,在灯泡的照射下,正方形框架的横向影子A′B,D′C 的长度和为6cm.那么灯泡离地面的高度为180cm.(2)不改变图1中灯泡的高度,将两个边长为30cm的正方形框架按图2摆放,请计算此时横向影子A′B,D′C的长度和为多少?(3)有n个边长为a的正方形按图3摆放,测得横向影子A′B,D′C的长度和为b,求灯泡离地面的距离.(写出解题过程,结果用含a,b,n第18页(共20页)的代数式表示)【解答】解:(1)设灯泡离地面的高度为xcm,∵AD∥A′D′,∴∠PAD=∠PA′D′,∠PDA=∠PD′A′.∴△PAD∽△PA′D′.根据相似三角形对应高的比等于相似比的性质,可得,∴=,解得x=180.(4分)(2)设横向影子A′B,D′C的长度和为ycm,同理可得∴=,解得y=12cm;(3分)(3)记灯泡为点P,如图:∵AD∥A′D′,∴∠PAD=∠PA′D′,∠PDA=∠PD′A′.∴△PAD∽△PA′D′.根据相似三角形对应高的比等于相似比的性质,可得(1分)(直接得出三角形相似或比例线段均不扣分)设灯泡离地面距离为x,由题意,得PM=x,PN=x﹣a,AD=na,A′D′=na+b,∴=1﹣=1﹣x=(1分).10.如图1,△ABC是等腰直角三角形,四边形ADEF是正方形,D、F 分别在AB、AC边上,此时BD=CF,BD⊥CF成立.(1)当正方形ADEF绕点A逆时针旋转θ(0°<θ<90°)时,如图2,BD=CF 成立吗?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.(2)当正方形ADEF绕点A逆时针旋转45°时,如图3,延长BD交CF 于点G.①求证:BD⊥CF;②当AB=4,AD=时,求线段BG的长.【解答】解(1)BD=CF成立.理由:∵△ABC是等腰直角三角形,四边形ADEF是正方形,∴AB=AC,AD=AF,∠BAC=∠DAF=90°,∵∠BAD=∠BAC﹣∠DAC,∠CAF=∠DAF﹣∠DAC,第19页(共20页)∴∠BAD=∠CAF,在△BAD和△CAF中,∴△BAD≌△CAF(SAS).∴BD=CF.(2)①证明:设BG交AC于点M.∵△BAD≌△CAF(已证),∴∠ABM=∠GCM.∵∠BMA=∠CMG,∴△BMA∽△CMG.∴∠BGC=∠BAC=90°.∴BD⊥CF.②过点F作FN⊥AC于点N.∵在正方形ADEF中,AD=DE=,∴AE==2,∴AN=FN=AE=1.∵在等腰直角△ABC 中,AB=4,∴CN=AC﹣AN=3,BC==4.∴在Rt△FCN中,tan∠FCN==.∴在Rt△ABM中,tan∠ABM==tan∠FCN=.∴AM=AB=.∴CM=AC﹣AM=4﹣=,BM===.∵△BMA∽△CMG,∴.∴.∴CG=.∴在Rt△BGC中,BG==.第20页(共20页)。

中考压轴图形的相似问题综合(解析版)

中考压轴图形的相似问题综合(解析版)
与B,C重合),CNDM,CN与AB交于点N,连接OM,ON,MN.下列五个结论:
的结论有(

A.①②③④
【标准答案】C
【思路点拨】
B.②③④
C.②③④⑤
D.②③⑤
①由特殊值法可判断,当点P与BD中点重合时,CM=0,显然FM≠CM;
②由SAS可证△ABP△CBP,可得AP=CP,由矩形的性质可得EF=PC=AP;
③由SSS可证△APD△CPD,可得∠DAP=∠DCP,由平行线的性质可得∠DCP=∠H,由
∴四边形GBED为平行四边形,
∴GD=BE,
1
∵BE=BC,
2
1
∴GD=AD,
2
即G是AD的中点,
故②正确,
∵BG//DE,
∴∠GBP=∠BPE,
故③正确.
∵BG//DG,AF⊥DE,
∴AF⊥BG,
∴∠ANG=∠ADF=90°,
∵∠GAM=∠FAD,
∴△AGM∽△AFD,
设AG=a,则AD=2a,AF=5a,
B.2个
C.3个
D.4个
【标准答案】C
【思路点拨】
1
根据正方形性质得出ADBCDC;ECDFBC;ADFDCE,证
2
ADF≌DCESAS,推出AFDDEC,求出DGF90即可判断
①;证明四边形
GBED为平行四边形,则可知②正确;由平行线的性质可得③正确;证明AGM∽AFD,
可得出SAGM:SDEC1:5.则④不正确.
D.5
【标准答案】D
【思路点拨】
①根据正方形的性质得到∠BAD=∠ADC=∠B=90°,根据旋转的性质得到∠NAD=∠BAM,
∠AND=∠AMB,根据余角的性质得到∠DAM+∠NAD=∠AND+∠NAD=90°,等量代换得

中考数学压轴题之相似(中考题型整理,突破提升)及答案解析

中考数学压轴题之相似(中考题型整理,突破提升)及答案解析

一、相似真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图①,已知直线l1∥l2,线段AB在直线l1上,BC垂直于l1交l2于点C,且AB=BC,P是线段BC上异于两端点的一点,过点P的直线分别交l2,l1于点D,E(点A,E位于点B的两侧,满足BP=BE,连接AP,CE.(1)求证:△ABP≌△CBE.(2)连接AD、BD,BD与AP相交于点F,如图②.①当时,求证:AP⊥BD;②当 (n>1)时,设△PAD的面积为S1,△PCE的面积为S2,求的值.【答案】(1)证明:BC⊥直线l1,∴∠ABP=∠CBE.在△ABP和△CBE中,(2)①证明:如图,延长AP交CE于点H.∵△ABP≌△CBE,∴∠PAB=∠ECB,∴∠PAB+∠AEH=∠ECB+∠AEH=90°,∴∠AHE=90°,∴AP⊥CE.∵,即P为BC的中点,直线l1∥直线l2,∴△CPD∽△BPE,∴,∴DP=EP.∴四边形BDCE是平行四边形,∴CE∥BD.∵AP⊥CE,∴AP⊥BD.②解:∵,∴BC=nBP,∴CP=(n-1)BP.∵CD∥BE,∴△CPD∽△BPE,∴.令S△BPE=S,则S2=(n-1)S,S△PAB=S△BCE=nS,S△PAE=(n+1)S.∵,∴S1=(n+1)(n-1)S,∴.【解析】【分析】(1)由已知条件用边角边即可证得△ABP≌△CBE;(2)①、延长AP交CE于点H,由(1)知△ABP≌△CBE,所以可得∠PAB=∠ECB,而∠∠ECB+∠BEC=,所以可得∠PAB+∠BEC=,即∠AHE=,所以AP⊥CE;已知=2,则点P为BC的中点,所以易证得BE=CD,由有一组对边平行且相等的四边形是平行四边形可得四边形BDCE是平行四边形,由平行四边形的性质可得CE∥BD,再根据平行线的性质即可求得AP⊥BD;②方法与①类似,由已知条件易证得△CPD∽△BPE,则可得对应线段的比相等,然后可将△PAD的面积和△PCE的面积用三角形BPE的面积表示出来,则这两个三角形的比值即可求解。

2020-2021中考数学压轴题专题相似的经典综合题含答案解析

2020-2021中考数学压轴题专题相似的经典综合题含答案解析

2020-2021中考数学压轴题专题相似的经典综合题含答案解析一、相似1.设C为线段AB的中点,四边形BCDE是以BC为一边的正方形.以B为圆心,BD长为半径的⊙B与AB相交于F点,延长EB交⊙B于G点,连接DG交于AB于Q点,连接AD.求证:(1)AD是⊙B的切线;(2)AD=AQ;(3)BC2=CF•EG.【答案】(1)证明:连接BD,∵四边形BCDE是正方形,∴∠DBA=45°,∠DCB=90°,即DC⊥AB,∵C为AB的中点,∴CD是线段AB的垂直平分线,∴AD=BD,∴∠DAB=∠DBA=45°,∴∠ADB=90°,即BD⊥AD,∵BD为半径,∴AD是⊙B的切线(2)证明:∵BD=BG,∴∠BDG=∠G,∵CD∥BE,∴∠CDG=∠G,∴∠G=∠CDG=∠BDG=∠BCD=22.5°,∴∠ADQ=90°﹣∠BDG=67.5°,∠AQB=∠BQG=90°﹣∠G=67.5°,∴∠ADQ=∠AQD,∴AD=AQ(3)证明:连接DF,△在BDF中,BD=BF,∴∠BFD=∠BDF,又∵∠DBF=45°,∴∠BFD=∠BDF=67.5°,∵∠GDB=22.5°,在△Rt DEF与△Rt GCD中,∵∠GDE=∠GDB+∠BDE=67.5°=∠DFE,∠DCF=∠E=90°,∴△Rt DCF∽△Rt GED,∴,又∵CD=DE=BC,∴BC2=CF•EG.【解析】【分析】(1)连接BD,要证AD是圆B的切线,根据切线的判定可知,只须证明∠ADB=∠DBC=∠CDB=即可。

由正方形的性质易得BC=CD,∠DCB=∠DCA=,根据点C为AB的中点可得BC=CD=AC,所以可得∠ADC=,,则∠∠ADB=,问题得证;(2)要证AQ=AD,需证∠AQD=∠ADQ。

由题意易得∠AQD=-∠G,∠ADQ=-∠BDG,根据等边对等角可得∠G=∠BDG,由等角的余角相等可得∠AQD=∠ADQ,所以AQ=AD;(3)要证乘积式成立,需证这些线段所在的两个三角形相似,而由正方形的性质可得CD=DE=BC,所以可知BC、CF、EG分别在三角形DCF和三角形GED中,连接DF,用有两对角对应相等的两个三角形相似即可得证。

中考数学圆与相似-经典压轴题

中考数学圆与相似-经典压轴题

(2)当点 E 在线段 AC 上运动时,点 F 也随着运动,若四边形 ABFC 的面积为 ,求 AE 的长; (3)如图 2,当点 E 在 AC 的延长线上运动时,CF、BE 相交于点 D,请你探求△ ECD 的面 积 S1 与△ DBF 的面积 S2 之间的数量关系,并说明理由;
(4)如图 2,当△ ECD 的面积 S1= 时,求 AE 的长. 【答案】(1)解:现点 E 沿边 AC 从点 A 向点 C 运动过程中,始终有△ ABE≅△ CBF. 由图 1 知,△ ABC 与△ EBF 都是等边三角形,∴ AB=CB,BE=BF,∠ ABC=∠ EBF=60°, ∴ ∠ CBF=∠ ABE=60°-∠ CBE,∴ △ ABE≅△ CBF. (2)解:由(1)知点 E 在运动过程中始终有△ ABE≅△ CBF, 因四边形 BECF 的面积等于三角形 BCF 的面积与三角形 BCE 的面积之和, ∴ 四 边 形 BECF 的 面 积 等 于 △ ABC 的 面 积 , 因 △ ABC 的 边 长 为 2 , 则
∴ 在 Rt△ ABC 中,BC=
(2)在 Rt△ ABC 中,AB= 如图 2,当点 D 在线段 BC 上时,此时只有 GF=GD
又∠ CBF=∠ ABE=60°+∠ CBE,∴ △ ABE≅△ CBF,

,∴


,则
(4)解:由(3)知
,即



,∵ △ ABE≅△ CBF,
∴ AE=CF,∠ BAE=∠ BCF=60°,
又∠ BAE=∠ ABC=60°,得∠ ABC=∠ BCF,∴ CF∥ AB,则△ BDF 的边 CF 上的高与△ ABC 的高
四边形 ACDB 是菱形, 又∵ ∠ ACD 与△ FCE 中的∠ FCE 重合,它的对角∠ ABD 顶点在 EF 上, ∴ 四边形 ACDB 为△ FEC 的亲密菱形. (2)解:设菱形 ACDB 的边长为 x,∵ CF=6,CE=12, ∴ FA=6-x, 又∵ AB∥ CE, ∴ △ FAB∽ △ FCE,

中考数学压轴题专题相似的经典综合题附答案

中考数学压轴题专题相似的经典综合题附答案

一、相似真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图,夜晚,小亮从点A经过路灯C的正下方沿直线走到点B(A,B两点到路灯正下方的距离相等),他的影长y随他与点A之间的距离x的变化而变化.(1)求y与x之间的函数关系式;(2)作出函数的大致图象.【答案】(1)解:如图①:作CO⊥AB于O,①当小亮走到A'处(A'位于A与O之间)时,作出他的影子A'C'.小亮从点A到达点O的过程中,影长越来越小,直到影长为0;从点O到达点B的过程中,影长越来越大,到点B达到最大值.设小亮的身高MA'=l,CO=h,AO=m,影长C'A'=y,小亮走过的距离AA'=x,由图易得C'A=x-y,∵MA'⊥AB,CO⊥AB,∴△MC'A'∽△CC'O,∴,即 = ,∴y= x- (0≤x≤m),(此时m,l,h为常数),②当小亮走到A″处(A″位于O与B之间)时;同理可得y=- x+ (m<x≤2m).(2)解:如图②所示:【解析】【分析】(1)如图①:作CO⊥AB于O,①当小亮走到A'处(A'位于A与O之间)时,作出他的影子A'C';根据中心投影的特点可知影长随x的变化情况.设小亮的身高MA'=l,CO=h,AO=m,影长C'A'=y,小亮走过的距离AA'=x,由图易得C'A=x-y,根据相似三角形的判定和性质可得y与x的函数解析式.②当小亮走到A″处(A″位于O与B之间)时;同理可得y=- x+ (m<x≤2m).(2)根据(1)的函数解析式可画出图像.2.如图,在中,,于点,点在上,且,连接.(1)求证:(2)如图,将绕点逆时针旋转得到(点分别对应点),设射线与相交于点,连接,试探究线段与之间满足的数量关系,并说明理由.【答案】(1)证明:在Rt△AHB中,∠ABC=45°,∴AH=BH,在△BHD和△AHC中,,∴△BHD≌△AHC,∴(2)解:方法1:如图1,∵△EHF是由△BHD绕点H逆时针旋转30°得到,∴HD=HF,∠AHF=30°∴∠CHF=90°+30°=120°,由(1)有,△AEH和△FHC都为等腰三角形,∴∠GAH=∠HCG=30°,∴CG⊥AE,∴点C,H,G,A四点共圆,∴∠CGH=∠CAH,设CG与AH交于点Q,∵∠AQC=∠GQH,∴△AQC∽△GQH,∴,∵△EHF是由△BHD绕点H逆时针旋转30°得到,由(1)知,BD=AC,∴EF=AC∴即:EF=2HG.方法2:如图2,取EF的中点K,连接GK,HK,∵△EHF是由△BHD绕点H逆时针旋转30°得到,∴HD=HF,∠AHF=30°∴∠CHF=90°+30°=120°,由(1)有,△AEH和△FHC都为等腰三角形,∴∠GAH=∠HCG=30°,∴CG⊥AE,由旋转知,∠EHF=90°,∴EK=HK= EF∴EK=GK= EF,∴HK=GK,∵EK=HK,∴∠FKG=2∠AEF,∵EK=GK,∴∠HKF=2∠HEF,由旋转知,∠AHF=30°,∴∠AHE=120°,由(1)知,BH=AH,∵BH=EH,∴AH=EH,∴∠AEH=30°,∴∠HKG=∠FKG+∠HKF=2∠AEF+2∠HEF=2∠AEH=60°,∴△HKG是等边三角形,∴GH=GK,∴EF=2GK=2GH,即:EF=2GH.【解析】【分析】(1)根据等腰直角三角形的性质得出AH=BH,然后由SAS判断出△BHD≌△AHC,根据全等三角形对应角相等得出答案;(2)方法1:如图1,根据旋转的性质得出HD=HF,∠AHF=30°根据角的和差得出∠CHF=90°+30°=120°,由(1)有,△AEH和△FHC都为等腰三角形,根据等腰三角形若顶角相等则底角也相等得出∠GAH=∠HCG=30°,根据三角形的内角和得出CG⊥AE,从而得出点C,H,G,A四点共圆,根据圆周角定理同弧所对的圆周角相等得出∠CGH=∠CAH,根据对顶角相等得出∠AQC=∠GQH,从而得出△AQC∽△GQH,根据全等三角形对应边成比例得出 A C∶ H G = A Q∶ G Q = 1 ∶sin 30 ° = 2,根据旋转的性质得出EF=BD,由(1)知,BD=AC,从而得出EF=ACEF=BD,由E F∶ H G = A C∶ G H = A Q∶ G Q = 1∶ sin 30 ° = 2得出结论;方法2:如图2,取EF的中点K,连接GK,HK,根据旋转的性质得出HD=HF,∠AHF=30°根据角的和差得出∠CHF=90°+30°=120°,由(1)有,△AEH和△FHC都为等腰三角形,根据等腰三角形若顶角相等则底角也相等得出∠GAH=∠HCG=30°,根据三角形的内角和得出CG⊥AE,由旋转知,∠EHF=90°,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得出EK=HK= EF,EK=GK= EF,从而得出HK=GK,根据等边对等角及三角形的外角定理得出∠FKG=2∠AEF,∠HKF=2∠HEF,由旋转知,∠AHF=30°,故∠AHE=120°,由(1)知,BH=AH,根据等量代换得出AH=EH,根据等边对等角得出∠AEH=30°,∠HKG=∠FKG+∠HKF=2∠AEF+2∠HEF=2∠AEH=60°,根据有一个角为60°的等腰三角形是等边三角形得出△HKG是等边三角形,根据等边三角形三边相等得出GH=GK,根据等量代换得出EF=2GK=2GH。

中考数学相似-经典压轴题含详细答案

中考数学相似-经典压轴题含详细答案

一、相似真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图,在等腰Rt△ABC中,O为斜边AC的中点,连接BO,以AB为斜边向三角内部作Rt△ABE,且∠AEB=90°,连接EO.求证:(1)∠OAE=∠OBE;(2)AE=BE+ OE.【答案】(1)证明:在等腰Rt△ABC中,O为斜边AC的中点,∴OB⊥AC,∴∠AOB=90°,∵∠AEB=90°,∴A,B,E,O四点共圆,∴∠OAE=∠OBE(2)证明:在AE上截取EF=BE,则△EFB是等腰直角三角形,∴,∠FBE=45°,∵在等腰Rt△ABC中,O为斜边AC的中点,∴∠ABO=45°,∴∠ABF=∠OBE,∵,∴,∴△ABF∽△BOE,∴ = ,∴AF= OE,∵AE=AF+EF,∴AE=BE+ OE.【解析】【分析】(1)利用等腰直角三角形的性质,可证得∠AOB=∠AEB=90°,可得出A,B,E,O四点共圆,再利用同弧所对的圆周角相等,可证得结论。

(2)在AE上截取EF=BE,易证△EFB是等腰直角三角形,可得出BF与BE的比值为,再证明∠ABF=∠OBE,AB与BO的比值为,就可证得AB、BO、BF、BE四条线段成比例,然后利用两组对应边成比例且夹角相等的两三角形相似,可证得△ABF∽△BOE,可证得AF= OE,由AE=AF+EF,可证得结论。

2.已知线段a,b,c满足,且a+2b+c=26.(1)判断a,2b,c,b2是否成比例;(2)若实数x为a,b的比例中项,求x的值.【答案】(1)解:设,则a=3k,b=2k,c=6k,又∵a+2b+c=26,∴3k+2×2k+6k=26,解得k=2,∴a=6,b=4,c=12;∴2b=8,b2=16∵a=6,2b=8,c=12,b2=16∴2bc=96,ab2=6×16=96∴2bc=ab2a,2b,c,b2是成比例的线段。

2020年九年级数学典型中考压轴题训练《相似综合》含答案

2020年九年级数学典型中考压轴题训练《相似综合》含答案

2020年九年级数学典型中考压轴题训练《相似综合》1.如图,四边形ABCD内接于⊙O,且对角线AC⊥BD,垂足为点E,过点C作CF⊥AB于点F,交BD于点G.(1)如图①,连接EF,若EF平分∠AFG,求证:AE=GE;(2)如图②,连接CO并延长交AB于点H,若CH为∠ACF的平分线,AD=3,且tan∠FBG =,求线段AH长.2.如图1,在△ABC中,AB=AC,点D,E分别是边BC,AC上的点,且∠ADE=∠B.(1)求证:AB•CE=BD•CD;(2)若AB=5,BC=6,求AE的最小值;(3)如图2,若△ABC为等边三角形,AD⊥DE,BE⊥DE,点C在线段DE上,AD=3,BE =4,求DE的长.3.如图,AB是⊙O的直径,AB=10,延长弦CD至点E,CD=6,AB⊥CD于点F,点M在AB上,AM=,连接EM,点N在半径OB上,ON=2,ND∥ME.(1)求tan∠E的值;(2)延长OB至点G,使BG=,连接GD并延长交ME于点H,判断GH与⊙O的位置关系,并求MH的长.4.在Rt△ACB中,∠ACB=90°,点D为AB上一点.(1)如图1,若CD⊥AB,求证:CD2=AD•DB;(2)如图2,若AC=BC,EF⊥CD于H,EF与BC交于E,与AC交于F,且=,求的值;(3)如图3,若AC=BC,点H在CD上,且∠AHD=45°,CH=3DH,直接写出tan∠ACH 的值为.5.定义:连结菱形的一边中点与对边的两端点的线段把它分成三个三角形,如果其中有两个三角形相似,那么称这样的菱形为自相似菱形.(1)判断下列命题是真命题,还是假命题?①正方形是自相似菱形;②有一个内角为60°的菱形是自相似菱形.③如图1,若菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC=α(0°<α<90°),E为BC中点,则在△ABE,△AED,△EDC中,相似的三角形只有△ABE与△AED.(2)如图2,菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC是锐角,边长为4,E为BC中点.①求AE,DE的长;②AC,BD交于点O,求tan∠DBC的值.6.如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点E是线段AC上的一个动点且=k(0<k<1),点F在线段BC上,且DEFH为矩形;过点E作MN⊥BC,分别交AD,BC于点M,N.(1)求证:△MED∽△NFE;(2)当EF=FC时,求k的值.(3)当矩形EFHD的面积最小时,求k的值,并求出矩形EFHD面积的最小值.7.如图1,△ABC中,∠ACB的平分线CE交AB于点E.(1)求证:=;(2)如图2,AD⊥BC交CE于F,BD=2AD,∠AEC=45°.①求证:BE=2AE;②直接写出sin∠ACE的值.8.如图1,在△ABC中,点D在AC边上,连接BD,∠ABD=∠C.(1)求证:△ADB∽△ABC;(2)点E在AB边上,连接DE,BE=DE.①如图2,若∠C=30°,求证:3AE•BE=AD•CD;②如图3,△ABC为锐角三角形,AB=6,AC=9,tan C=,请直接写出AE的长.9.在四边形ABCD中,E、F分别是BD、BC上的点,∠BAE=∠BDA.(1)如图1,求证:AB2=BE•BD;(2)如图2,若四边形ABCD是平行四边形,A、E、F三点在同一条直线上,,∠ABC=60°,求的值;(3)如图3,若A、E、F不在同一条直线,∠DEF=∠C,AB=2,BD=4,,,则CD=(直接写出结果).10.矩形ABCD中,点P在对角线BD上(点P不与点B重合),连接AP,过点P作PE⊥AP 交直线BC于点E.(1)如图1,当AB=BC时,猜想线段PA和PE的数量关系:;(2)如图2,当AB≠BC时.求证:(3)若AB=8,BC=10,以AP,PE为边作矩形APEF,连接BF,当PE=时,直接写出线段BF的长.11.已知矩形ABCD中,E是BC的中点,DF⊥AE于点F.(1)如图1,若BE=,求AE•AF的值;(2)如图2,连接AC交DF于点G,若=,求cos∠FCE的值;(3)如图3,延长DF交AB于点G,若G点恰好为AB的中点,连接PC,过A作AK∥FC交FD于K,设△ADK的面积为S1,△CDF的面积为S2,则的值为.12.如图1,AB⊥BC,分别过点A,C作BM的垂线,垂足分别为M,N.(1)求证:BM•BC=AB•CN;(2)若AC=BC.①如图2,若BM=MN,过点A作AD∥BC交CM的延长线于点D,求DN:CN的值;②如图3,若BM>MN,延长BN至点E,使BM=ME,过点A作AF∥BC交CE的延长线于点F,若E是CF的中点,且CN=1,直接写出线段AF的长.13.请阅读下列材料,并完成相应的任务.梅涅劳斯(Menelaus)是公元一世纪时的希腊数学家兼天文学家,著有几何学和三角学方面的许多书籍.梅涅劳斯发现,三角形各边(或其延长线)被一条不过任何一个顶点也不与任何一条边平行的直线所截,这条直线可能与三角形的两条边相交(一定还会与一条边的延长线相交),也可能与三条边都不相交(与三条边的延长线都相交).他进行了深入研究并证明了著名的梅涅劳斯定理(简称梅氏定理):设D,E,F依次是OABC的三边AB,BC,CA或其延长线上的点,且这三点共线,则满足.这个定理的证明步骤如下:情况①:如图1,直线DE交△ABC的边AB于点D,交边AC于点F,交边BC的延长线与点E.过点C作CM∥DE交AB于点M,则,(依据)∴=∴BE•AD•FC=BD•AF•EC,即.情况②:如图2,直线DE分别交△ABC的边BA,BC,CA的延长线于点D,E,F.…(1)情况①中的依据指:(2)请你根据情况①的证明思路完成情况②的证明.(3)如图3,D,F分别是△ABC的边AB,AC.上的点,且AD:DB=CF:FA=2:3,连接DF并延长,交BC的延长线于点E,那么BE:CE=.14.如图a,在正方形ABCD中,E、F分别为边AB、BC的中点,连接AF、DE交于点G.(1)求证:AF⊥DE;(2)如图b,连接BG,BD,BD交AF于点H.①求证:GB2=GA•GD;②若AB=10,求三角形GBH的面积.15.问题发现:(1)如图1,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=k•AC(k>1),D是AB上一点,DE∥BC,则BD,EC的数量关系为.类比探究(2)如图2,将△AED绕着点A顺时针旋转,旋转角为a(0°<a<90°),连接CE,BD,请问(1)中BD,EC的数量关系还成立吗?说明理由拓展延伸:(3)如图3,在(2)的条件下,将△AED绕点A继续旋转,旋转角为a(a>90°).直线BD,CE交于F点,若AC=1,AB=,则当∠ACE=15°时,BF•CF的值为.参考答案1.证明:(1)过点E作EI⊥EF交CF于点I,如图①所示:∵CF⊥AB,∴∠AFG=90°,又∵EF平分∠AFG,∴∠EFA=∠EFI=45°,又∵EF⊥EI,∴∠FEI=90°,又∵∠EFI+∠EIF=90°,∴∠EIF=45°,∴EF=EI,又∵∠EAF+∠AFG+∠FGE+∠GEA=360°,∠AFG=∠AEG=90°,∴∠EGF+∠FAE=180°,又∵∠EGF+∠EGI=180°,∴∠EGI=∠FAE,又∵∠AEB=∠AEF+∠FEG,∠FEI=∠GEI+∠FEG,∴∠AEF=∠GEI,在△AEF和△GEI中,,∴△AEF≌△GEI(AAS),∴AE=GE;(2)连接DO并延长,交⊙O于点P,连接AP,如图②甲所示:∵∠ABD与∠P是⊙O上弧AD所对的圆周角,∴∠ABD=∠P,又∵DP为⊙O的直径,∴∠PAD=90°,又∵tan∠FBG=,∴tan∠P==,又∵AD=3,∴AP=4,PD=5,∴OD=,过点H作HJ⊥AC于点J,过点O作OK⊥AC于点K,设AJ=3t,CF=x,如图②乙所示,∵HJ⊥AC,BD⊥AC,∴HJ∥BD,∴∠ABD=∠AHJ,又∵tan∠ABD=∴tan∠AHJ=,又∵AJ=3t,∴HJ=4t,在Rt△AHJK由勾股定理得:AH===5t,又∵CH是∠ACF的平分线,且HF⊥CF,HJ⊥AC,∴HF=HJ=4t,∴AF=AH+HF=9t,又∵CF=x,∴CJ=x,又∵∠BFG=∠GEC,∠FGB=∠EGC,∴△FBG∽△ECG,∴∠FBG=∠ECG,∴tan∠FCJ===,解得:x=12t,∴CF=CJ=12t,∴AC=15t,∴CK=t,又∵OK∥HJ,∴=,∴OK===t,∴在Rt△OCK中,由勾股定理得:OK2+KC2=OC2,即(t)2+(t)2=()2,解得:t=,或t=﹣(舍去),∴AH=5t=.2.(1)证明:∵AB=AC,∴∠B=∠C,∵∠ADC为△ABD的外角,∴∠ADE+∠EDC=∠B+∠DAB,∵∠ADE=∠B,∴∠BAD=∠CDE,又∠B=∠C,∴△ABD∽△DCE,∴=,∴AB•CE=BD•CD;(2)解:设BD=x,AE=y,由(1)得,5×(5﹣y)=x×(6﹣x),整理得,y=x2﹣x+5=(x﹣3)2+,∴AE的最小值为;(3)解:作AF⊥BE于F,则四边形ADEF为矩形,∴EF=AD=3,AF=DE,∴BF=BE﹣EF=1,设CD=x,CE=y,则AF=DE=x+y,由勾股定理得,AD2+CD2=AC2,CE2+BE2=BC2,AF2+BF2=AB2,∵△ABC为等边三角形,∴AB=AC=BC,∴32+x2=AC2,y2+42=BC2,(x+y)2+12=AC2,∴x2﹣y2=7,y2+2xy=8,解得,x=,y=,∴DE=x+y=.3.解:(1)如图,连接OD,∵AB=10,∴OA=OB=5,∵AB⊥CD,∴CF=DF=CD=3,∴OF===4,∴NF=OF﹣ON=2,∵DN∥ME,∴∠E=∠NDF,∴tan∠E=tan∠NDF==;(2)∵FB=OB﹣OF=1,∴FG=+1=,∵,∴,且∠DFG=∠DFO=90°,∴△DFO∽△GFD,∴∠G=∠ODF,∵∠FOD+∠ODF=90°=∠FOD+∠G,∴∠ODG=90°,∴OD⊥DG,且OD是半径,∴GH是⊙O的切线,∵AM=,∴GM=10﹣+=,在Rt△DFN中,DN===,∵DN∥ME,∴∴∴MH=2.4.(1)证明:∵CD⊥AB,∴∠ADC=∠CDB=90°,∵∠ACB=90°,∴∠B+∠BCD=∠ACD+∠BCD=90°,∴∠B=∠ACD,∴△CBD∽△ACD,∴CD:AD=BD:CD,∴CD2=AD•DB;(2)解:∵=,∴设FH=4a,则HE=9a(a>0),∵∠ACB=90°,EF⊥CD,∴同(1)得:CH2=HE•FH=9a×4a=36a2,∴CH=6a,在Rt△CHF中,tan∠ACD===,过D作DP⊥AC于P,如图2所示:则DP∥BC,在Rt△DPC中,tan∠ACD==,∵AC=BC,∠ACB=90°,∴∠A=45°,∴△ADP是等腰直角三角形,∴AP=DP,∴==,∵DP∥BC,∴==;(3)解:过点D作DM⊥AH于M,如图3所示:∵CH=3DH,∴设DH=2x,则CH=6x(x>0),∴CD=DH+CH=8x,∵AC=BC,∠ACB=90°,∴∠BAC=45°=∠AHD,又∵∠ADH=∠CDA,∴△ADH∽△CDA,∴∠DAH=∠ACH,AD:CD=DH:AD,∴AD2=DH•CD=16x2,∴AD=4x,∵DM⊥AH,∠AHD=45°,∴△ADM是等腰直角三角形,∴DM=HM=DH=x,∴AM===x,∴tan∠ACH=tan∠DAH===;故答案为:.5.解:(1)①正方形是自相似菱形,是真命题;理由如下:如图3所示:∵四边形ABCD是正方形,点E是BC的中点,∴AB=CD,BE=CE,∠ABE=∠DCE=90°,在△ABE和△DCE中,,∴△ABE≌△DCE(SAS),∴△ABE∽△DCE,∴正方形是自相似菱形;②有一个内角为60°的菱形是自相似菱形,是假命题;理由如下:如图4所示:连接AC,∵四边形ABCD是菱形,∴AB=BC=CD,AD∥BC,AB∥CD,∵∠B=60°,∴△ABC是等边三角形,∠DCE=120°,∵点E是BC的中点,∴AE⊥BC,∴∠AEB=∠DAE=90°,∴只能△AEB与△DAE相似,∵AB∥CD,∴只能∠B=∠AED,若∠AED=∠B=60°,则∠CED=180°﹣90°﹣60°=30°,∴∠CDE=180°﹣120°﹣30°=30°,∴∠CED=∠CDE,∴CD=CE,不成立,∴有一个内角为60°的菱形不是自相似菱形;③若菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC=α(0°<α<90°),E为BC中点,则在△ABE,△AED,△EDC中,相似的三角形只有△ABE与△AED,是真命题;理由如下:∵∠ABC=α(0°<α<90°),∴∠C>90°,且∠ABC+∠C=180°,△ABE与△EDC不能相似,同理△AED与△EDC也不能相似,∵四边形ABCD是菱形,∴AD∥BC,∴∠AEB=∠DAE,当∠AED=∠B时,△ABE∽△DEA,∴若菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC=α(0°<α<90°),E为BC中点,则在△ABE,△AED,△EDC中,相似的三角形只有△ABE与△AED;(2)①∵菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC是锐角,边长为4,E为BC中点,∴BE=2,AB=AD=4,由(1)③得:△ABE∽△DEA,∴==,∴AE2=BE•AD=2×4=8,∴AE=2,DE===4,②过E作EM⊥AD于M,过D作DN⊥BC于N,如图2所示:则四边形DMEN是矩形,∴DN=EM,DM=EN,∠M=∠N=90°,设AM=x,则EN=DM=x+4,由勾股定理得:EM2=DE2﹣DM2=AE2﹣AM2,即(4)2﹣(x+4)2=(2)2﹣x2,解得:x=1,∴AM=1,EN=DM=5,∴DN=EM===,在Rt△BDN中,∵BN=BE+EN=2+5=7,∴tan∠DBC==.6.(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,∴∠B=90°,AD=BC=4,DC=AB=3,AD∥BC,∵MN⊥BC,∴MN⊥AD,∴∠EMD=∠FNE=90°,∵四边形DEFH是矩形,∴∠MED+∠NEF=90°,∴∠NEF=∠MDE,∴△MED∽△NFE;(2)解:设AM=x,则MD=NC=4﹣x,∵tan∠DAC=tan∠MAE===,∴ME=x,∴NE=3﹣x,∵△MED∽△NFE,∴=,即=,解得:NF=x,∴FC=4﹣x﹣x=4﹣x,EF==,当EF=FC时,4﹣x=,解得:x=4或x=,由题意可知x=4不合题意,当x=时,AE=,∵AC===5,∴k==;(3)解:由(1)可知:△MED∽△NFE,∴==,∴DE=EF,∴矩形EFHD的面积=DE×EF=EF2=[(3﹣x)2+(x)2]=[(x﹣)2+],∴当x﹣=0时,即x=时,矩形EFHD的面积最小,最小值为:×=,∵cos∠MAE===,∴AE=AM=×=,此时k==.7.(1)证明:过B作BG∥AC交CE的延长线于G,如图1所示:则∠G=∠ACE,∵CE平分∠ACB,∴∠ACE=∠BCE,∴∠G=∠BCE,∴BG=BC,∵BG∥AC,∴△ACE∽△BGE,∴,∴;(2)①证明:过E作EM⊥AB交BC于M,如图2所示:则∠AEM=90°,∵∠AEC=45°,∴∠MEC=45°=∠AEC,在△AEC和△MEC中,,∴△AEC≌△MEC(ASA),∴ME=AE,∵AD⊥BC,EM⊥AB,∴∠MEB=∠ADB=90°,∵∠B=∠B,∴△BME∽△BAD,∴,∴BE=2EM,∴BE=2AE;②解:由(1)得:=,∵BE=2AE,∴,设AC=x,BC=2x,AD=1,BD=2,则CD=2x﹣2,又AC2=AD2+CD2,∴x2=12+(2x﹣2)2,=1,,∴x1又2x﹣2>0,∴x=,∴AC=,CD=,作FG⊥AC于G,如图3所示:∵CE平分∠ACB,AD⊥BC,∴FD=FG,∴===,∴,∴DF=AD=×1=,∴CF===,∴sin∠DCF=,∴sin∠ACE=sin∠DCF=.8.(1)证明:∵∠ABD=∠C,∠A=∠A,∴△ADB∽△ABC(2)①证明:过点A作AF∥DE交BD的延长线于点F,过E作EG⊥BD于点G,如图2所示:∵BE=DE,∴∠ABD=∠BDE,∵AF∥DE,∴∠F=∠BDE,∵∠ABD=∠C=30°,∴∠ABD=∠BDE=∠F=∠C=30°,∵∠ADF=∠BDC,∴△ADF∽△BDC,∴DF:CD=AD:BD,∴BD•DF=AD•CD,∵BE=DE,EG⊥BD,∴BG=DG,EG=BE,∴BG=EG=BE,∴BD=2BG=BE,∵AF∥DE,∴DF:AE=BD:BE,∴DF=AE,∴BE•AE=AD•CD,∴3AE•BE=AD•CD;②解:AE=,理由如下:由(1)得:△ADB∽△ABC,∴AB:AC=AD:AB,∴AB2=AD•AC,即62=9AD,∴AD=4,∴CD=AC﹣AD=5,过点A作AF∥DE交BD的延长线于点F,过E作EG⊥BD于点G,如图3所示:∵BE=DE,∴∠ABD=∠BDE,∵AF∥DE,∴∠F=∠BDE,∵∠ABD=∠C,∴∠ABD=∠BDE=∠F=∠C,∵∠ADF=∠BDC,∴△ADF∽△BDC,∴DF:CD=AD:BD,∴BD•DF=AD•CD,∵BE=DE,EG⊥BD,∴BG=DG,tan∠ABD==tan C=,∴BG=EG=BE,∴BD=2BG=BE,∵AF∥DE,∴DF:AE=BD:BE=8:5,∴DF=AE,∴BE•AE=AD•CD,∴64AE•BE=25AD•CD;设AE=x,则BE=6﹣x,∴64x(6﹣x)=25×4×5,解得:x=,或x=,∵AE=>4=AD,∴∠ADE>∠AED=2∠C,∵AF∥DE,∴∠DAF=∠ADE>2∠C,∵△ADF∽△BDC,∴∠DBC=∠DAF>2∠C,∴∠ABC>3∠C>90°,∴x=不合题意舍去,∴AE═.9.(1)证明:∵∠BAE=∠BDA,∠ABE=∠DBA,∴△BAE~△BDA,∴AB:BD=BE:AB,∴AB2=BE•BD;(2)解:作BG⊥AD于G,如图2所示:∵,∴设BF=x,则FC=2x,∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD=BC=BF+CF=3x,AD∥BC,∴∠BAG=∠ABC=60°,△BEF∽△DEA,∴==,∴DE=3BE,设BE=y,DE=3y,则BD=BE+DE=4y,由(1)得:AB2=BE•BD=y×4y=4y2,∴AB=2y,∵BG⊥AD,∠BAG=60°,∴∠ABG=30°,∴AG=AB=y,BG=AG=y,∴DG=AG+AD=y+3x,在Rt△BDG中,由勾股定理得:BG2+DG2=BD2,即(y)2+(y+3x)2=(4y)2,解得:x=,∴=,∴===;(3)解:作FH⊥BD于H,在BC的延长线上截取DT=DC,连接DT,如图3所示:则∠DCT=∠T,由(1)得:AB2=BE•BD,即22=BE×4,解得:BE=1,∵=,∴EH=2FH,设FH=a,则EH=2a,BH=1﹣2a,在Rt△BFH中,由勾股定理得:a2+(1﹣2a)2=()2,解得:a=,或a=(不合题意舍去),∴FH=,EH=,∴EF===,∵∠DEF=∠BCD,∠DEF+∠BEF=180°,∠BCD+∠DCT=180°,∴∠BEF=∠DCT=∠T,∵∠EBF=∠TBD,∴△BEF∽△BTD,∴=,即=,∴DT=,∴CD=;故答案为:.10.(1)解:线段PA和PE的数量关系为:PA=PE,理由如下:过点P作PM⊥AB于M,PN⊥BC于N,如图1所示:∵四边形ABCD是矩形,AB=BC,∴四边形ABCD是正方形,∴∠ABC=90°,BD平分∠ABC,∴PM=PN,∴四边形MBNP是正方形,∴∠MPN=90°,∵PE⊥AP,∴∠APE=90°,∴∠APM+∠MPE=90°,∠EPN+∠MPE=90°,∴∠APM=∠EPN,在△APM和△EPN中,,∴△APM≌△EPN(ASA),∴PA=PE,故答案为:PA=PE;(2)证明:过点P作PM⊥AB于M,PN⊥BC于N,如图2所示:∵四边形ABCD是矩形,∴AD=BC,CD=AB,AD⊥AB,CD⊥BC,∠ABC=90°,∴四边形MBNP是矩形,∴∠MPN=90°,∵PE⊥AP,∴∠APE=90°,∴∠APM+∠MPE=90°,∠EPN+∠MPE=90°,∴∠APM=∠EPN,∵∠AMP=∠ENP=90°,∴△APM∽△EPN,∴=,∵PM⊥AB,PN⊥BC,AD⊥AB,CD⊥BC,∴PM∥AD,PN∥CD,∴△BPM∽△BDA,△BPN∽△BDC,∴=,=,∴=,∴==,∴;(3)解:连接AE、PF交于Q,连接QB,过点A作AO⊥BD于O,①当P在O的右上方时,如图3所示:由(2)得:==,∴PA=PE=×=,∵四边形ABCD是矩形,∴AD=BC=10,∠BAD=90°,∴BD===2,∵AO⊥BD,∵△ABD的面积=BD×AO=AB×AD,∴AO===,∵tan∠ABD==,∴=,解得:BO=,由勾股定理得:OP===,∴BP=BO+OP=,∵四边形APEF是矩形,∴∠AEP=90°,AE=PE,QA=QE=QP=QF,∴PF=AE===,∵∠ABE=90°,∴QB=AE=QE,∴QA=QE=QP=QF=QB,∴点A、P、E、B、F五点共圆,AE、PF为圆的直径,∴∠PBF=90°,∴BF===;②当P在O的左下方时,如图4所示:同理可得:AO=,BO=,OP=,PF=,则BP=BO﹣OP=,同理可得:点A、P、E、B、F五点共圆,AE、PF为圆的直径,∴BF===;综上所述,当PE=时,线段BF的长为或.11.解:(1)∵E是BC的中点,∴BC=2BE=2,∵四边形ABCD是矩形,∴AD=BC=2,∠B=90°,AD∥BC,∵DF⊥AE,∴∠AFD=90°=∠B,∴△ABE∽△DFA,∴=,∴AE•AF=AD•BE=2×=4;(2)延长DE交CB的延长线于H,连接DE、AH,如图2所示:∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,AD=BC,∠BCD=90°,∴△ADG∽△CHG,∴==,∴BH=BC,∵E是BC的中点,∴BE=CE=BH,∴EH=BC=AD,∴四边形ADEH是平行四边形,∵DF⊥AE,∴四边形ADEH是菱形,∴DF=HF,∠AEH=∠AED,DE=AD=EH=BC,∴CE=DE,∴∠CDE=30°,∴∠CED=90°﹣30°=60°,∴∠AEH=∠AED=60°,∵DF⊥AE,∴∠FDE=30°=∠CDE,∴FE=CE,∴∠FCE=∠CFE=∠AEH=30°,∴cos∠FCE=;(3)过F作PQ⊥AB于P,交CD于Q,作KH⊥AD于H,如图3所示:则PQ=AD,AP=DQ,PQ∥BC∥AD,∵G是AB的中点,E是BC的中点,∴AB=2AG,BC=2BE,∵四边形ABCD是矩形,∴AD=BC,AB=CD,∠B=∠DAG=90°,∵DF⊥AE,∴∠ADF+∠DAF=∠BAE+∠DAF=90°,∴∠BAE=∠ADF,∴△ABE∽△DAG,∴=,∴AB•AG=AD•BE,即AB2=AD2,∴AB=AD,∴四边形ABCD是正方形,∴AB=BC=CD=AD=PQ,设AB=BC=CD=AD=PQ=4a,则BE=AG=2a,∴tan∠ADG=tan∠BAE==,AE=DG==2a,∵DF⊥AE,∴AF===a,∵PQ∥BC,∴△APF∽△ABE,∴==,即==,解得:AP=a,PF=a,∴CQ=PB=AB﹣AP=4a﹣a=a,FQ=PQ﹣PF=4a﹣a=a,∵KH⊥AD,∴tan∠ADG==,设KH=x,则DH=2x,∵PQ∥AD,AK∥FC,∴∠DAF=∠QFE,∠KAF=∠CFE,∴∠DAK=∠QFC,又∵∠AHK=∠FQC=90°,∴△AHK∽△FQC,∴=,即=,解得:AH=x,∵AH+DH=AD,∴x+2x=4a,解得:x=a,∴KH=a,∵△ADK的面积为S1=AD×KH,△CDF的面积为S2=CD×FQ,∴===;故答案为:.12.(1)证明:如图1中,∵AM⊥BN,CN⊥BN,AB⊥BC,∴∠AMB=∠N=∠ABC=90°,∴∠A+∠ABM=90°,∠ABM+∠CBN=90°,∴∠A+∠CBN=90°,∴△ABM∽△BCN,∴=,∴BM•BC=AB•CN.(2)解:如图2中,连接AN,延长AN交BC的延长线于H,作BK⊥AN于K.由(1)可知:△ABM∽△BCN,∴=∵AB=BC,∴AM=BN,BM=CN,设CN=m,∵BM=MN,∴BM=CN=MN=m,BN=AM=2m,∵AM⊥BN,BM=MN,=•BN•AM=•AN•BK.∵S△ABN∴BK==m,∴AK===m,∵∠BAK=∠BAH,∠ABH=∠AKB=90°,∴△ABK∽△AHB,∴=,∴=,∴AH=m,∴HN=AH﹣AN=m﹣m=m,∵AD∥CH,∴===.(3)解:如图3中,连接AE,延长AE交BC的延长线于H.∵AF∥CH,∴∠F=∠ECH,∵∠AEF=∠CEH,EF=CF,∴△AFE≌△HCE(ASA),∴AE=EH,AF=CH,∵AM⊥BE,BM=ME,∴AB=AE,∵∠ABH=90°,∵CN=BM=ME=1,∴BE=AE=EH=2,∴AB=BC=AE=2,∴BH==2,∴CH=BH﹣BC=2﹣2,∴AF=2﹣2.13.解:(1)情况①中的依据是:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例.故答案为两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例.(2)如图2中,作CN∥DE交BD于N.则有=,=,=,∴•=•,∴BE•AD•FC=BD•AF•EC,∴••=1.(3)如图3中,∵••=1,AD:DB=CF:FA=2:3,∴=.故答案为.14.证明:(1)∵正方形ABCD,E、F分别为边AB、BC的中点,∴AD=BC=DC=AB,AE=BE=AB,BF=CF=BC,∴AE=BF,∵在△ADE和△BAF中,∴△ADE≌△BAF(SAS)∴∠BAF=∠ADE,∵∠BAF+∠DAF=90°∴∠ADE+∠DAF=90°=∠AGD,∴AF⊥DE;(2)①如图b,过点B作BN⊥AF于N,∵∠BAF=∠ADE,∠AGD=∠ANB=90°,AB=AD,∴△ABN≌△ADG(AAS)∴AG=BN,DG=GN,∵∠AGE=∠ANB=90°,∴EG∥BN,∴,且AE=BE,∴AG=GN,∴AN=2AG=DG,∵BG2=BN2+GN2=AG2+AG2,∴BG2=2AG2=2AG•AG=GA•DG;②∵AB=10,∴AE=BF=5,∴DE===5,∵×AD×AE=×DE×AG,∴AG=2,∴GN=BN=2,∴AN=DG=4,∵GE∥BN,∴△DGH∽△BNH,∴==2,∴GH=2HN,且GH+HN=GN=2,∴GH=,=×GH×BN=××2=.∴S△GHB15.解:问题发现:(1)∵DE∥BC,∴,∵AB=k•AC,∴BD=k•EC,故答案为:BD=k•EC;类比探究:(2)成立,理由如下:连接BD由旋转的性质可知,∠BAD=∠CAE∵=,∴△ABD∽△ACE,∴==k,故BD=k•EC;拓展延伸:(3)BF•CF的值为2或1;由旋转的性质可知∠BAD=∠CAE∵=,∴△ABD∽△ACE∴∠ACE=15°=∠ABD∵∠ABC+∠ACB=90°∴∠FBC+∠FCB=90°∴∠BFC=90°∵∠BAC=90°,AC=1,AB=,∴tan∠ABC=,∴∠ABC=30°∴∠ACB=60°分两种情况分析:①如图2,∴在Rt△BAC中,∠ABC=30°,AC=1,∴BC=2AC=2,∵在Rt△BFC中,∠CBF=30°+15°=45°,BC=2∴BF=CF=∴BF•CF=()2=2②如图3,设CF=a,在BF上取点G,使∠BCG=15°∵∠BCF=60°+15°=75°,∠CBF=∠ABC﹣∠ABD=30°﹣15°=15°,∴∠CFB=90°∴∠GCF=60°∴CG=BG=2a,GF=a.∵CF2+BF2=BC2∴a2+(2a+a2=22,解得a2=2﹣,∴BF•CF=(2+)a•a=(2+)•a2=1,即:BF•CF=1或2.故答案为:1或2.。

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AM= AF,AN= AE,从而分别表示出 S△ AMN 与 S△ AEF,求出它们的比值即可得出答案。
2.如图,抛物线 y=﹣x2+bx+c 与 x 轴分别交于点 A、B,与 y 轴交于点 C,且 OA=1, OB=3,顶点为 D,对称轴交 x 轴于点 Q.
(1)求抛物线对应的二次函数的表达式; (2)点 P 是抛物线的对称轴上一点,以点 P 为圆心的圆经过 A、B 两点,且与直线 CD 相 切,求点 P 的坐标; (3)在抛物线的对称轴上是否存在一点 M,使得△ DCM∽ △ BQC?如果存在,求出点 M 的坐标;如果不存在,请说明理由. 【答案】(1)解: ∴
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1.定义:如图 1,点 M,N 把线段 AB 分割成 AM,MN 和 BN,若以 AM,MN,BN 为边的
三角形是一个直角三角形,则称点 M,N 是线段 AB 的勾股分割点.
(1)已知点 M,N 是线段 AB 的勾股分割点,若 AM=3,MN=4 求 BN 的长; (2)已知点 C 是线段 AB 上的一定点,其位置如图 2 所示,请在 BC 上画一点 D,使 C,D 是线段 AB 的勾股分割点(要求尺规作图,保留作图痕迹,画出一种情形即可); (3)如图 3,正方形 ABCD 中,M,N 分别在 BC,DC 上,且 BM≠DN,∠ MAN=45°,AM, AN 分别交 BD 于 E,F. 求证:①E、F 是线段 BD 的勾股分割点; ②△ AMN 的面积是△ AEF 面积的两倍. 【答案】(1)解:(1)①当 MN 为最大线段时, ∵ 点 M,N 是线段 AB 的勾股分割点,
(1)求证:BC=CD; (2)分别延长 AB,DC 交于点 P,若 PB=OB,CD=
,求⊙O 的半径.
【答案】(1)证明:∵ DC2=CE·CA,


∵ ∠ DCE=∠ ACD,
∴ △ CDE~△ CAD,
∴ ∠ CDE=∠ CAD,
又∵ ∠ CBD=∠ CAD,
∴ ∠ CDE=∠ CBD,
∴ CD=CB.
∴ BM=
=
=,
②当 BN 为最大线段时,
∵ 点 M,N 是线段 AB 的勾股分割点,
∴ BN= 综上,BN=
= 或 5;
=5,
(2)解:作法:①在 AB 上截取 CE=CA; ②作 AE 的垂直平分线,并截取 CF=CA; ③连接 BF,并作 BF 的垂直平分线,交 AB 于 D; 点 D 即为所求;如图 2 所示.
∴ CF=CD=12,∠ BCF=∠ BCD,∠ CBF=∠ CBD, ∵ ∠ ABD=2∠ BCD,∠ BCD+∠ CBD=90°, ∴ ∠ ABD+∠ DBC+∠ CBF=180°, ∴ A、B、F 共线, ∴ ∠ A+∠ ACF=90° ∴ 2∠ ACB+∠ CAB≠90°, ∴ 只有 2∠ BAC+∠ ACB=90°,
代入 解得
,得
∴ 抛物线对应二次函数的表达式为:
(2)解:如图,
设直线 CD 切⊙P 于点 E.连结 PE、PA,作




为等腰直角三角形.
∴ ∴


为等腰三角形.
点. 得对称轴为直线 x=1,



中,


整理,得
解得,
∴ 点 P 的坐标为

(3)解:存在点 M,使得


如图,连结


为等腰直角三角形,
(3)解:①如图 3 中,将△ ADF 绕点 A 顺时针性质 90°得到△ ABH,连接 HE.
∵ ∠ DAF+∠ BAE=90°﹣∠ EAF=45°,∠ DAF=∠ BAH, ∴ ∠ EAH=∠ EAF=45°, ∵ EA=EA,AH=AF, ∴ △ EAH≌ △ EAF, ∴ EF=HE, ∵ ∠ ABH=∠ ADF=45°=∠ ABD, ∴ ∠ HBE=90°, 在 Rt△ BHE 中,HE2=BH2+BE2 , ∵ BH=DF,EF=HE, ∵ EF2=BE2+DF2 , ∴ E、F 是线段 BD 的勾股分割点. ②证明:如图 4 中,连接 FM,EN.
(1)在 x 轴上找一点 D , 连接 DB , 使得△ ADB 与△ ABC 相似(不包括全等),并求点 D 的坐标; (2)在(1)的条件下,如 P , Q 分别是 AB 和 AD 上的动点,连接 PQ , 设 AP=DQ= m , 问是否存在这样的 m , 使得△ APQ 与△ ADB 相似?如存在,请求出 m 的值;如不存 在,请说明理由. 【答案】 (1)解:如图 1,过点 B 作 BD⊥AB , 交 x 轴于点 D ,
换得出结论;②证明:如图 4 中,连接 FM,EN.根据正方形的性质及对顶角相等判断出
△ AFE∽ △ DFN,根据相似三角形对应角相等,对应边成比例得出∠ AEF=∠ DNF, AF∶ DF
=EF∶ FN ,根据比例的性质进而得出 AF∶ EF =DF∶ FN,再判断出△ AFD∽ △ EFN,根据相似三
∵ ∠ A=∠ A , ∠ ACB=∠ ABD=90°, ∴ △ ABC∽ △ ADB , ∴ ∠ ABC=∠ ADB , 且∠ ACB=∠ BCD=90°, ∴ △ ABC∽ △ BDC ,
∴ ∵ A(﹣3,0),C(1,0), ∴ AC=4,
∵ BC= AC . ∴ BC=3,
∴ AB=

=5,
CE=CA;②作 AE 的垂直平分线,并截取 CF=CA;这样的作图可以保证直角的出现,及 AC
是一条直角边,③连接 BF,并作 BF 的垂直平分线,交 AB 于 D;这样的作图意图利用垂
直平分线上的点到线段两个端点的距离相等,即 BD=DF,从而实现将三条线段转化到同一
直角三角形的目的;
(3)①如图 3 中,将△ ADF 绕点 A 顺时针性质 90°得到△ ABH,连接 HE.根据正方形的
形,在直角三角形 PED 和 APQ 中,用勾股定理可将 PE、PA 用含 m 的代数式表示出来,根
据 PA=PE 可列方程求解;
(3)由△ DCM∽ △ BQC 所得比例式分两种情况:

,根据所得比例式即可
求解。
3.如图,四边形 ABCD 内接于⊙O,AB 是⊙O 的直径,AC 和 BD 相交于点 E,且 DC2= CE·CA.

由(2)可知,


分两种情况.

时,

,解得




时,

,解得


综上,点 M 的坐标为

【解析】【分析】(1)用待定系数法即可求解;
(2)由(1)中的解析式易求得抛物线的对称轴为直线 x=1,顶点 D(1,4),点 C(0,
3),由题意可设点 P(1,m),计算易得△ DCF 为等腰直角三角形,△ DEP 为等腰三角
,可求 CD
的长,即可求点 D 坐标;(2)分两种情况讨论,由相似三角形的性质可求解.
5.如果三角形的两个内角 α 与 β 满足 2α+β=90°,那么我们称这样的三角形为“准互余三角 形”.
(1)若△ ABC 是“准互余三角形”,∠ C>90°,∠ A=60°,则∠ B=________°; (2)如图①,在 Rt△ ABC 中,∠ ACB=90°,AC=4,BC=5.若 AD 是∠ BAC 的平分线,不难证 明△ ABD 是“准互余三角形”.试问在边 BC 上是否存在点 E(异于点 D),使得△ ABE 也是“准 互余三角形”?若存在,请求出 BE 的长;若不存在,请说明理由. (3)如图②,在四边形 ABCD 中,AB=7,CD=12,BD⊥CD,∠ ABD=2∠ BCD,且△ ABC 是




∴ CD= ,
∴ AD=AC+CD=标为:( ,0);
(2)解:如图 2,当∠ APC=∠ ABD=90°时,
∵ ∠ APC=∠ ABD=90°,∠ BAD=∠ PAQ , ∴ △ APQ∽ △ ABD ,



∴ m= , 如图 3,当∠ AQP=∠ ABD=90°时,
OC∥ AD,根据平行线所截线段成比例可得
=2,从而求得 PC、PD 长,再根据相似
三角形的判定可得△ PCB~△ PAD,由相似三角形的性质可得
,从而求得半径.
4.已知:如图,在平面直角坐标系中,△ ABC 是直角三角形,∠ ACB=90°,点 A , C 的 坐标分别为 A(﹣3,0),C(1,0),BC= AC .
“准互余三角形”,求对角线 AC 的长. 【答案】 (1)15 (2)解:如图①中,
在 Rt△ ABC 中,∵ ∠ B+∠ BAC=90°,∠ BAC=2∠ BAD, ∴ ∠ B+2∠ BAD=90°, ∴ △ ABD 是“准互余三角形”, ∵ △ ABE 也是“准互余三角形”, ∴ 只有 2∠ B+∠ BAE=90°, ∵ ∠ B+∠ BAE+∠ EAC=90°, ∴ ∠ CAE=∠ B,∵ ∠ C=∠ C=90°, ∴ △ CAE∽ △ CBA,可得 CA2=CE•CB, ∴ CE= , ∴ BE=5﹣ = . (3)解:如图②中,将△ BCD 沿 BC 翻折得到△ BCF.
性质及旋转的性质得出∠ EAH=∠ EAF=45°,AH=AF,利用 SAS 判断出△ EAH≌ △ EAF,根据全
等三角形对应边相等得出 EF=HE,根据正方形的每条对角线平分一组对角,及旋转的性质
得出∠ ABH=∠ ADF=45°=∠ ABD,故∠ HBE=90°,在 Rt△ BHE 中,HE2=BH2+BE2 , 根据等量代
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