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考点19 相似三角形模型-备战2023届中考数学一轮复习考点梳理(解析版)
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这是一份考点19 相似三角形模型-备战2023届中考数学一轮复习考点梳理(解析版),共65页。试卷主要包含了A字图及其变型“斜A型”,8字图及其变型“蝴蝶型”,一般母子型,一线三等角,手拉手相似模型等内容,欢迎下载使用。
考点19 相似三角形基本模型
相似三角形在初中数学中因为不同类型的规律比较明显,所以被总结了很多的模型,比如:A字图、8字图、母子三角形、一线三等角、手拉手相似等。而掌握了这类模型的套路后,可以更快的应对相似三角形类的应用。所以考生需要对该考点完全掌握。
一、 A字图及其变型
二、 8字图及其变型
三、 一般母子型
四、 一线三等角
五、 手拉手模型
考向一、A字图及其变型“斜A型”
当∠ADE=∠ACB时
△ADE∽△ACB
性质:
当DE∥BC时
△ADE∽△ABC
性质:
变型
☆:斜A型在圆中的应用:
如图可得:△PAB∽△PCD
1.如图,在△ABC中,DE∥BC,DE=2,BC=6,则的值为( )
A. B. C. D.
【分析】利用平行线的性质和相似三角形的判定与性质解答即可.
【解答】解:∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC,
∴===,
故选:C.
2.如图,在△ABC中,DE∥FG∥BC,AD:AF:AB=1:2:5,则S△ADE:S四边形DEGF:S四边形FGCB=( )
A.1:2:5 B.1:4:25 C.1:3:25 D.1:3:21
【分析】由DE∥FG∥BC,可得△ADE∽△AFG∽△ABC,又由AD:AF:AB=1:2:5,利用相似三角形的面积比等于相似比的平方,即可求得S△ADE:S△AFG:S△ABC=1:4:25,然后设△ADE的面积是a,则△AFG和△ABC的面积分别是3a,21a,即可求两个梯形的面积,继而求得答案.
【解答】解:∵DE∥FG∥BC,
∴△ADE∽△AFG∽△ABC,
∴AD:AF:AB=1:2:5,
∴S△ADE:S△AFG:S△ABC=1:4:25,
设△ADE的面积是a,则△AFG和△ABC的面积分别是4a,25a,
则S四边形DFGE=S△AFG﹣S△ADE=3a,S四边形FBCG=S△ABC﹣S△AFG=21a,
∴S△ADE:S四边形DFGE:S四边形FBCG=1:3:21.
故选:D.
3.将一张直角三角形纸片沿一条直线剪开,将其分成一张三角形纸片与一张四边形纸片,如果所得四边形纸片ABCD如图5所示,其中∠A=∠C=90°,AB=7厘米,BC=9厘米,CD=2厘米,那么原来的直角三角形纸片的面积是 54或 平方厘米.
【分析】分两种情况讨论,由勾股定理求出AD长,由三角形面积公式求出四边形ABCD的面积,由相似三角形的性质,即可解决问题.
【解答】解:(1)分别延长CD,BA交于M,连接BD,设△MBC的面积是S(cm2),
∵∠C=∠DAB=90°,
∴DC2+BC2=AB2+AD2=BD2,
∴22+92=72+AD2,
∴AD=6(cm),
∴△ADB的面积=AD•AB=×6×7=21(cm2),△DCB的面积=DC•BC=×2×9=9(cm2),
∴四边形ABCD的面积=21+9=30(cm2),
∴△DMA的面积=(S﹣30)(cm2),
∵∠M=∠M,∠MAD=∠MCB,
∴△MDA∽△MBC,
∴===,
∴=,
∴S=54(cm2).
(2)分别延长AD,BC交于N,设△NAB的面积是S′(cm2),
由(1)知四边形ABCD的面积=30(cm2),
∵∠N=∠N,∠NCD=∠A=90°,
∴△NCD∽△NAB,
∴===,
∴=,
∴S′=(cm2),
∴原来的直角三角形纸片的面积是54cm2或cm2.
故答案为:54或.
4.如图,矩形DEFG的边DE在△ABC的边BC上,顶点G、F分别在边AB、AC上.已知BC=6cm,DE=3cm,EF=2cm,那么△ABC的面积是 12 cm2.
【分析】过点A作AN⊥BC,先利用相似三角形的判定说明△AGF∽△ABC,再利用相似三角形的性质求出△ABC的高,最后利用三角形的面积得结论.
【解答】解:过点A作AN⊥BC,垂足为N,交GF于点M.
∵四边形DEFG是矩形,
∴GF∥DE,GF=DE=3cm,EF=MN=2cm.
设AM=acm,则AN=(a+2)cm.
∵GF∥DE,
∴△AGF∽△ABC.
∴=.
∴=.
∴a=2.
∴AN=4cm.
S△ABC=BC•AN=6×4=12(cm)2.
故答案为:12.
5.如图▱ABCD中,点E在BA的延长线上,连接EC、BD交于点G,EC交AD于F,已知EA:AB=1:2.
(1)求EF:EC;
(2)求FG:GC.
【分析】(1)利用平行线分线段成比例定理和比例的性质求解即可;
(2)利用相似三角形的判定,先说明△EAF∽△CDF,再利用相似三角形的性质和比例的性质求出BC:FD,最后通过说明△FDG∽△CBG,利用相似三角形的性质得结论.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,AB=CD,AD∥BC,AD=BC.
(1)∵EA:AB=1:2,
∴=.
∵AD∥BC,
∴==.
(2)∵AB∥CD,
∴△EAF∽△CDF.
∴===.
∴==.
∵AD∥BC,
∴△FDG∽△CBG.
∴==.
考向二、8字图及其变型“蝴蝶型”
当AB∥CD时
△AOB∽△DOC
性质:
当∠A=∠C时
△AJB∽△CJD
性质:
变型
1.如图,在△ABC中,中线AD与中线BE相交于点G,联结DE.下列结论成立的是( )
A. B. C. D.
【分析】由AD,BE是△ABC的中线,得到DE是△ABC的中位线,推出△DEG∽△ABG,△CDE∽△CBA,由相似三角形的性质即可解决问题.
【解答】解:AD,BE是△ABC的中线,
∴DE是△ABC的中位线,
∴DE∥AB,DE=AB,
∴△DEG∽△ABG,
∴DG:AG=DE:AB=1:2,BG:EG=AB:DE,==,
∴DG=AG,
∵BG:EG=AB:DE=2:1,
∴GB:BE=2:3,
∴S△AGB:S△AEB=2:3,
∵AE=EC,
∴S△AEB=S△ABC,
∴S△AGB=S△ABC,
∵△CDE∽△CBA,
∴==,
∴S△CDE=S△ABC,
∴=,
结论成立的是=,
故选:C.
2.如图,在平行四边形ABCD中,F为BC的中点,延长AD至点E,使DE:AD=1:3,连接EF交DC于点G,则S△CFG:S△DEG等于( )
A.9:4 B.2:3 C.4:9 D.3:2
【分析】利用平行四边形的性质可得AD∥BC,AD=BC,,再根据线段中点的定义可得CF=BC=AD,然后证明8字模型相似三角形△EDG∽△FCG,利用相似三角形的性质进行计算即可解答.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,AD=BC,
∵F为BC的中点,
∴CF=BC,
∴CF=AD,
∵AE∥CF,
∴∠E=∠GCF,∠EDG=∠C,
∴△EDG∽△FCG,
∵DE:AD=1:3,
∴DE=AD,
∴S△CFG:S△DEG=()2=()2=()2=,
故选:A.
3.如图,在正方形ABCD中,E为AD上的点,连接CE.以点E为圆心,以任意长为半径作弧分别交EC,ED于点N,M,再分别以M,N为圆心,以大于MN长为半径作弧,两弧在∠CED内交于点P,连接EP并延长交DC于点H,交BC的延长线于点G.若AB=16,AE:AD=1:4,则EH的长为 6 .
【分析】根据题中作图判断EP是∠DEC的角平分线,利用线段比和勾股定理求出EC,再利用角平分线的性质和平行线的性质得到CG,利用相似三角形的判定和性质求出DH,最后利用勾股定理得结论.
【解答】解:∵以点E为圆心,以任意长为半径作弧分别交EC,ED于点N,M,
再分别以M,N为圆心,以大于MN长为半径作弧,两弧在∠CED内交于点P,连接EP,
∴EP是∠DEC的角平分线,
∴∠DEG=∠CEG.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=DC=AB=16,∠D=90°,AD∥BC.
∵AE:AD=1:4,AE+ED=16,
∴AE=4,ED=12.
在Rt△EDC中,
EC===20.
∵AD∥BC,
∴∠G=∠DEG=∠CEG.
∴EC=CG=20.
∵AD∥BC,
∴△EDH∽△GCH.
∴===.
∵DH+HC=CD=16,
∴DH=6.
在Rt△EDH中,
EH====6.
故答案为:6.
4.如图,在▱ABCD中,G是CD延长线上一点,连接BG交AC,AD于E,F.
(1)求证:△ABE∽△CGE;
(2)若AF=2FD,求的值.
【分析】(1)根据平行四边形对边平行,得到∠ABE=∠CGE,再利用对顶角相等,可得△ABE∽△CGE;
(2)利用平行四边形对边平行,证明△AEF∽△CEB,得到,再由(1)得,,从而求解.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠ABE=∠CGE,
又∵∠AEB=∠CGE,
∴△ABE∽△CGE.
(2)解:设FD=m,则AF=2m,
∴AD=3m,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AD∥BC,BC=AD=3m,
∴∠EAF=∠ECB,∠AFE=∠CBE,
∴△AEF∽△CEB
∴==,
又∵△ABE∽△CGE,
∴==.
即 的值为.
5.以下各图均是由边长为1的小正方形组成的网格,A,B,C,D均在格点上.
(1)在图①中,的值为 1:3 ;
(2)利用网格和无刻度的直尺作图,保留痕迹,不写作法.
①如图②,在AB上找一点P,使AP=3;
②如图③,在BD上找一点P,使△APB∽△CPD.
【分析】(1)如图①中,利用平行线的性质求解即可.
(2)①根据勾股定理得AB的长为5,再根据相似三角形的判定方法即可找到点P;
②作点A的对称点A′,连接A′C与BD的交点即为要找的点P,使△APB∽△CPD.
【解答】解:(1)如图①中,
∵AB∥CD,
∴△PCD∽△PBA.
∴==,
故答案为:1:3;
(2)
①取格点E,F,连接EF交AB于点P,点P即为所求的点.
由勾股定理知:AB==5.
∵AP=3,
∴BP=2.
∵BE∥FA,
∴△EPB∽△FPA.
∵AP:BP=AF:BE=3:2.
∴取格点E,F,连接EF交AB于点P,点P即为所求的点;
②如图③所示,作点A的对称点A′,
连接A′C,交BD于点P,
点P即为所要找的点,
∵AB∥CD,
∴△APB∽△CPD.
其中:
∠A是公共角
AB是公共边
BD与BC是对应边
当∠ABD=∠ACB时
△ABD∽△ACB
性质:
考向三、一般母子型:
联系应用:
切割线定理:如图,PB为圆O切线,B为切点,
则:△PAB∽△PBC
得:
1.如图,在△ABC中,CD⊥AB于点D,有下列条件:①∠A=∠BCD;②∠A+∠BCD=∠ADC;③;④BC2=BD•BA.其中能判断△ABC是直角三角形的有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【分析】根据题目中①②③④给出的条件分别判定△BCD∽△BAC或△ABC∽△ACD即可求得∠ACB=90°,计算能求证△BCD∽△BAC或△ABC∽△ACD的个数即可解题.
【解答】解:①∵∠A=∠BCD,∠A+∠ACD=90°,
∴∠BCD+∠ACD=90°,故本命题成立;
②条件不足,无法求证∠ACB=90°,故本命题错误;
③∵BD:CD=BC:AC,∠ADC=∠CDB=90°,
∴Rt△ADC∽Rt△CDB,(因为都有一个直角,斜边直角边成比例)
∴∠ACD=∠B;
∵∠B+∠BCD=90°,
∴∠ACD+∠BCD=90°,
∵∠ACB=∠ACD+∠BCD,
∴∠ACB=90°;故本命题正确;
④∵BC2=BD×BA,
∴=,
∵∠B=∠B,
∴△ABC∽△CBD,
∴∠ACB=90°,故本命题成立,
故选:D.
2.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,∠ACD=3∠BCD,E为斜边AB的中点,则=( )
A. B. C. D.
【分析】利用相似三角形的判定与性质得到∠BCD=∠A=22.5°,利用三角形的外角的性质得到∠CED=45°,利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,得到AE=CE=BE=AB,设CD=DE=x,则CE=,AD=(+1)x,代入化简即可得出结论.
【解答】解:∵∠ACB=90°,∠ACD=3∠BCD,
∴∠BCD=22.5°,∠ACD=67.5°.
∵∠ACB=90°,CD⊥AB,
∴△BCD∽△BAC,
∴∠BCD=∠A=22.5°.
∵∠ACB=90°,E为斜边AB的中点,
∴AE=CE=BE=AB.
∴∠ECA=∠A=22.5°,
∴∠CED=∠A+∠ECA=45°,
∵CD⊥AB,
∴CD=DE.
设CD=DE=x,则CE=,
∴AE=x,
∴AD=AE+DE=(+1)x,
∴=+1.
故选:B.
3.如图,在△ABC中,∠A=90°,点D、E分别在AC、BC边上,BD=CD=2DE,且∠C+∠CDE=45°,若AD=6,则BC的长为 8 .
【分析】首先根据等腰三角形的性质和已知条件证出∠BDE=90°,作DF⊥BC于F,则BF=CF,△DEF∽△BED∽△BDF,得出===,设EF=x,则DF=2x,BF=CF=4x,得出BC=8x,DE=x,得出CD=BD=2x,AC=6+2x,证明△CDF∽△CBA,得出=,代入计算即可得出结果.
【解答】解:∵∠A=90°,
∴∠ABD+∠ADB=90°,
∵BD=CD,
∴∠DBC=∠C,
∴∠ADB=∠DBC+∠C=2∠C,
∵∠C+∠CDE=45°
∴2∠C+∠CDE=90°,
∴∠ADB+∠CDE=90°,
∴∠BDE=90°,
作DF⊥BC于F,如图所示:
则BF=CF,△DEF∽△BED∽△BDF,
∴===,
设EF=x,则DF=2x,BF=CF=4x,
∴BC=8x,DE=x,
∴CD=BD=2x,AC=6+2x,
∵∠DFC=∠A=90°,∠C=∠C,
∴△CDF∽△CBA,
∴=,即=,
解得:x=,
∴BC=8;
故答案为:8.
4.如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,点D是斜边AC的中点,连接DB,线段AE⊥线段BD交BC于点E,交DB于点G,垂足为点G.
(1)求证:EB2=EG•EA;
(2)联结CG,若∠CGE=∠DBC,求证:BE=CE.
【分析】(1)根据相似三角形的判定与性质可得结论;
(2)由直角三角形的性质得BD=AC=CD,再由相似三角形的判定与性质可得EC2=GE•EA,结合(1)的结论可得答案.
【解答】证明:(1)∵AE⊥BD,
∴∠BGE=90°,
∵∠ABC=90°,
∴∠BGE=∠ABE,
∵∠BEG=∠AEB,
∴△ABE∽△BGE,
∴=,
即EB2=EG•EA;
(2)在Rt△ABC中,点D是斜边AC的中点,
∴BD=AC=CD,
∴∠DBC=∠DCB,
∵∠CGE=∠DBC,
∴∠CGE=∠DCB,
∵∠GEC=∠GEC,
∴△GEC∽△CEA,
∴=,
∴EC2=GE•EA,
由(1)知EB2=EG•EA,
∴EC2=EB2,
∴BE=CE.
考向四、一线三等角:
同侧型(通常以等腰三角形或者等边三角形为背景)
异侧型
1.如图,AB⊥BD于点B,ED⊥BD于点D.AB=2,DE=4,BD=6.点C为BD上一点,连接AC、CE.当BC=( )时,可使AC⊥CE.
A.3 B.2或4 C. D.2或3
【分析】根据垂直定义可得∠B=∠D=∠ACE=90°,从而利用直角三角形的两个锐角互余可得∠A+∠ACB=90°,再利用平角定义可得∠ACB+∠ECD=90°,然后利用同角的余角相等可得∠ECD=∠A,从而证明△ABC∽△CDE,最后利用相似三角形的性质进行计算即可解答.
【解答】解:∵AB⊥BD,ED⊥BD,
∴∠B=∠D=90°,
∴∠A+∠ACB=90°,
∵AC⊥CE,
∴∠ACE=90°,
∴∠ACB+∠ECD=180°﹣∠ACE=90°,
∴∠ECD=∠A,
∴△ABC∽△CDE,
∴=,
∴=,
解得:BC=2或BC=4,
∴当BC=2或4时,可使AC⊥CE,
故选:B.
2.如图,点A,B,C在同一直线上,∠A=∠DBE=∠C,则下列结论:①∠D=∠CBE,②△ABD∽△CEB,③=,其中正确的结论有( )个.
A.0 B.1 C.2 D.3
【分析】根据三角形内角和和平角的定义可得①正确,进行可得△ABD∽△CEB,得出②正确;由相似三角形的性质可知,相似三角形的对应线段成比例,得出结论.
【解答】解:由图可知,∠A+∠D+∠ABD=180°,∠ABD+∠DBE+∠CBE=180°,
∵∠A=∠DBE,
∴∠D=∠CBE,故①正确;
∵∠A=∠C,
∴△ABD∽△CEB,故②正确;
∴=,故③正确;
故选:D.
3.如图,在矩形ABCD中,点E是对角线上一点,连接AE并延长交CD于点F,过点E作EG⊥AE交BC于点G,若AB=8,AD=6,BG=2,则AE=( )
A. B. C. D.
【分析】过点E作EN⊥BC,垂足为N,延长NE交AD于点M,根据矩形的性质可得AD=BC=6,∠DAB=∠ABC=90°,从而可得四边形AMNB是矩形,进而可得∠AMN=90°,AB=MN=8,AM=BN,MN∥AB,然后设ME=x,则EN=MN﹣EM=8﹣x,再证明A字模型相似三角形△DME∽△DAB,并利用相似三角形的性质求出DM,从而求出AM,GN的长,最后证明一线三等角模型相似三角形△AME∽△ENG,利用相似三角形的性质列出关于x的方程,进行计算即可求出ME,AM的长,从而在Rt△AME中,利用勾股定理进行计算即可解答.
【解答】解:过点E作EN⊥BC,垂足为N,延长NE交AD于点M,
∴∠ENB=90°,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC=6,∠DAB=∠ABC=90°,
∴四边形AMNB是矩形,
∴∠AMN=90°,AB=MN=8,AM=BN,MN∥AB,
∴∠DME=∠DAB=90°,∠DEM=∠DBA,
∴△DME∽△DAB,
∴=,
设ME=x,则EN=MN﹣EM=8﹣x,
∴=,
∴DM=x,
∴BN=AM=AD﹣DM=6﹣x,
∵BG=2,
∴GN=BN﹣BG=4﹣x,
∵EG⊥AE,
∴∠AEG=90°,
∴∠AEM+∠GEN=90°,
∵∠AEM+∠MAE=90°,
∴∠MAE=∠GEN,
∵∠AME=∠ENG=90°,
∴△AME∽△ENG,
∴=,
∴=,
∴x1=,x2=8,
经检验:x1=,x2=8都是原方程的根,x2=8(舍去),
∴ME=,AM=6﹣x=,
∴AE===,
故选:B.
4.如图,在△ABC中,AB=10,BC=34,cos∠ABC=,射线CM∥AB,D为线段BC上的一动点且和B,C不重合,联结DA,过点D作DE⊥DA交射线CM于点E,联结AE,作EF=EC,交BC的延长线于点F,设BD=x.
(1)如图1,当AD∥EF,求BD的长;
(2)若CE=y,求y关于x的函数解析式,并写出定义域;
(3)如图2,点G在线段AE上,作∠AGD=∠F,若△DGE与△CDE相似,求BD的长.
【分析】(1)可推出△ABD是等腰三角形,从而求得BD;
(2)作AK⊥BC于K,EH⊥CF于H,可证得△AKD∽△DHE,可求得AK=8,DK=x﹣6,EH=y,DH=34﹣x+y,进一步求得结果;
(3)推出可以是△GDE∽△CDE或△GDE∽△CED,当△GDE∽△CDE时,可推出△GDE≌△CDE及△ABD≌△AGD,进而求得此时BD的值;当△GDE∽△CED时,推出四边形ADFED是平行四边形,再根据△AKD∽△DTE,进而求得此时BD.
【解答】解:(1)如图1,
作AK⊥BC于K,
∴BK=AB•cos∠ABC=10×=6,
∴AK===8,
∵EF=EC,
∴∠ECF=∠F,
∵CM∥AB,AD∥EF,
∴∠B=∠ECF,∠ADB=∠F,
∴∠B=∠ADB,
∴AB=AD,
∴BD=2BK=12;
(2)如图2,
作AK⊥BC于K,EH⊥CF于H,
∴∠ADK=∠CHE=90°,
∴∠ADK+∠DAK=90°,
∵AD⊥DE,
∴∠ADE=90°,
∴∠ADK+∠EDH=90°,
∴∠DAK=∠EDH,
∴△AKD∽△DHE,
∴=,
∵BD=x,BK=6,BC=34,
∴DK=x﹣6,DC=34﹣x,
∵∠ECF=∠ABD,
∴CH=CE•cos∠ECF=y•cos∠ABD=,
∴EH=y,
∴DH=DC+CH=34﹣x+,
∴=,
化简,得,
y=,
当∠HDE=∠ECF时,DE∥CE,
∴∠DAK=∠ECH=∠ABD,
∴DK=AK•tan∠DAK=8•tan∠ABK=8×=,
此时,BD=BK+DK=6+=,
∴6<x<;
(3)如图3,
∵∠AGD=∠F,∠AGD+∠DGE=180°,
∴∠DGE+∠F=180°,
∵∠ECF+∠DCE=180°,
∠F=∠ECF,
∴∠DGE=∠DCE,
∴△GDE∽△CDE或△GDE∽△CED,
当△GDE∽△CDE时,
∠GDE=∠CDE,
∵DE=DE,
∴△CDE≌△GDE(AAS),
∴DG=DC,
∵∠ADE=90°,
∴∠ADB+∠EDC=∠ADG+∠GDE=90°,
∴∠ADB=∠ADG,
∵∠ABD=∠ECF=∠F,
∴∠ABD=∠AGD,
∵AD=AD,
∴△ABD≌△AGD(AAS),\
∴DB=DG,
∴BD=CD=BC=17,
∵6<BD<,
∴BD=17不符合题意,舍去;
当△GDE∽△CED时,如图4,
∠GDE=∠DEC,∠GED=∠CDE,
∴DG∥CE,CD∥GE,
∴四边形CDGE是平行四边形,
由(1)(2)知,
AK=8,DK=x﹣6,CD=34﹣x,△AKD∽△DTE,
∴ET=AK=8,CT=BK=6,DT=40﹣x,
∴=,
∴=,
∴x=8,
综上所述:BD=8.
考向五、手拉手相似模型:
模型名称
几何模型
图形特点
具有性质
相似型手拉手
△ABC∽△ADE
A、 D、E逆时针
A、B、C逆时针
连结BD、CE
①△ABD∽△ACE
②△AOB∽△HOC
③旋转角相等
④A、B、C、H四点共圆
“反向”相似型手拉手
△ABC∽△ADE
A、D、E顺时针
A、B、C逆时针
A、D、E`逆时针
作△ADE关于AD对称的△ADE`
性质同上①②③
1.如图,△ABC中,∠BAC=30°,∠ACB=90°,且△ABC∽△AB'C',连接CC',将CC′沿C′B′方向平移至EB',连接BE,若CC'=,则BE的长为( )
A.1 B. C. D.2
【分析】连接BB′,在Rt△ABC中,利用锐角三角函数的定义可得=,再利用相似三角形的性质可得=,∠ACB=∠AC′B′=90°,∠BAC=∠B′AC′=30°,从而利用等式的性质可得∠BAB′=∠CAC′,进而可证△BAB′∽△CAC′,然后利用相似三角形的性质可得∠BB′A=∠CC′A,==,再利用平移的性质可得CC′∥B′E,==,从而利用平行线的性质可得∠BB′E=30°,最后证明△BCA∽△BEB′,从而可得∠BEB′=90°,进而在Rt△BEB′中,利用锐角三角函数的定义进行计算即可解答.
【解答】解:连接BB′,
∵∠BAC=30°,∠ACB=90°,
∴cos30°==,
∵△ABC∽△AB'C',
∴=,∠ACB=∠AC′B′=90°,∠BAC=∠B′AC′=30°,
∴∠BAC+∠CAB′=∠B′AC′+∠CAB′,
∴∠BAB′=∠CAC′,
∴△BAB′∽△CAC′,
∴∠BB′A=∠CC′A,==,
由平移得:
CC′=B′E=,CC′∥B′E,
∴==,
∵CC′∥B′E,
∴∠CC′B′+∠AB′C′+∠BB′A+∠BB′E=180°,
∴∠CC′B′+∠AB′C′+∠CC′A+∠BB′E=180°,
∴∠AC′B′+∠AB′C′+∠BB′E=180°,
∵∠AC′B′=90°,∠B′AC′=30°,
∴∠AB′C′=90°﹣∠B′AC′=60°,
∴∠BB′E=30°,
∴∠BB′E=∠CAB=30°,
∴△BCA∽△BEB′,
∴∠BEB′=∠ACB=90°,
∴BE=B′E•tan30°=×=,
故选:B.
2.如图,在△ABC中,AB=AC=3,BC=6,点P在边AC上运动(可与点A,C重合),将线段BP绕点P逆时针旋转120°,得到线段DP,连接BD,CD,则CD长的最小值为 .
【分析】以BC为边构建出和△BPD相似的三角形,通过将CD边转化为其他边来求值.
【解答】解:如图所示,以BC为底边向上作等腰△BQC,使∠BQC=120°,连接PQ.
由题意可得△BQC和△BPD均为顶角为120° 的等腰三角形,
可得,∠QBC=∠PBD=30°,
∴∠QBC﹣∠QBD=∠PBD﹣∠QBD,
∴∠PBQ=∠DBC,
∴△PBQ∽△DBC,
∴,
∴当PQ⊥AC时,有PQ最小,即此时CD最小,
如图所示,设OP′⊥AC,延长AQ与BC交K,此时QP'为QP的最小值,
可得AK⊥BC,
∵△BQC中,∠BQC=120°,BC=6,
∴BK=3,∠QBK=30°,
∴QK=,
∵AB=AC=3,KC=3,
∴AK==6,
∴AQ=AK﹣QK=5,
∵∠AP'Q=∠AKC=90°,∠QAP'=∠CAK,
∴△AQP'∽△ACK,
∴,
∴,
∴QP'=,
∴CD=P′=.
3.已知在Rt△ABC中,CD⊥AB于点D.
(1)在图1中,写出其中两对相似三角形.
(2)已知BD=1,DC=2,将△CBD绕着点D按顺时针方向进行旋转得到△C'BD,连接AC',BC.
①如图2,判断AC'与BC之间的位置及数量关系,并证明;
②在旋转过程中,当点A,B,C'在同一直线时,求BC的长.
【分析】(1)利用两个角相等可得△ABC∽△ACD,△BCD∽△BAC;
(2)①利用两边成比例且夹角相等证明△DBC∽△DC'A,得,∠DC'A=∠DBC,可得结论;
②分点C'在线段AB或AB的延长线两种情形,分别画出图形,利用勾股定理列方程可得答案.
【解答】解:(1)∵CD⊥AB,
∴∠ADC=∠BDC=∠ACB=90°,
∴△ABC∽△ACD,△BCD∽△BAC;
(2)①,AC'⊥BC,理由如下:
由(1)知,在图1中,△ABC∽△CBD∽△ACD,
∴,
如图2,∵∠BDC'=∠CDA=90°,
∴∠BDC=∠C'DA,
∴△DBC∽△DC'A,
∴,∠DC'A=∠DBC,
∵∠DEB=∠CEC',
∴∠C'FE=∠BDC'=90°,
∴AC'⊥BC,
∴,AC'⊥BC;
②如图,当点A、B、C'在同一直线上时,
由①知,,AC'⊥BC,
设BC=x,AC'=2x,
在Rt△ACB中,由勾股定理得,x2+(2x﹣)2=(2)2,
解得x=(负值舍去),
如图,当A、C'、B在同一直线上时,
同理可得,x2+(2x+)2=(2)2,
解得x=(负值舍去),
综上:BC=或.
1.(2022秋•泗阳县期末)如图,利用标杆BE测量建筑物的高度,已知标杆BE高2m,测得AB=3m,BC=6m.则建筑物CD的高是( )
A.4m B.9m C.8m D.6m
【分析】利用相似三角形的性质求解即可.
【解答】解:∵EB∥CD,
∴△AEB∽△ADC,
∴=,
∴=,
∴CD=6(m),
故选:D.
2.(2022秋•成华区期末)如图,在△ABC中,点D,E,F分别在边AB,AC,BC上,连接DE,EF,已知四边形BDEF是平行四边形,.若△ADE的面积为1,则平行四边形BDEF的面积为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【分析】利用平行四边形的性质先说明△ADE∽△ABC、△CEF∽△CBA,再利用相似三角形的性质求出△ADE、△ABC、△CEF的面积,最后利用面积的和差关系得结论.
【解答】解:∵四边形BDEF是平行四边形,
∴DE∥BC,EF∥AB.
∴△ADE∽△ABC,△CEF∽△CBA.
∵,
∴=.
∴=.
∴=()2=,=()2=.
∵S△ADE=1,
∴S△ABC=9,S△CEF=4.
∵S△ADE+S△CEF+S平行四边形BDEF=S△ABC,
∴S平行四边形BDEF=9﹣1﹣4=4.
故选:B.
3.(2022秋•海淀区校级月考)如图,在等腰△ABC中,AB=AC=9,BP=BC=2,D在AC上,且∠APD=∠B,则CD= .
【分析】根据已知易得BC=6,从而可得CP=4,再利用等腰三角形的性质可得∠B=∠C,从而利用三角形内角和定理可得∠BAP+∠APB=180°﹣∠B,然后利用平角定义可得∠APB+∠DPC=180°﹣∠B,从而可得∠DPC=∠BAP,进而可得△ABP∽△PCD,最后利用相似三角形的性质进行计算即可解答.
【解答】解:∵BP=BC=2,
∴BC=3BP=6,
∴CP=BC﹣BP=6﹣2=4,
∵AB=AC=9,
∴∠B=∠C,
∴∠BAP+∠APB=180°﹣∠B,
∵∠APD=∠B,
∴∠APB+∠DPC=180°﹣∠APD=180°﹣∠B,
∴∠DPC=∠BAP,
∴△ABP∽△PCD,
∴=,
∴=,
∴CD=,
故答案为:.
4.(2022秋•万州区期末)如图,矩形ABCD中,AB=6,BC=9,E为CD的中点,F为BC上一点,BF<FC,且AF⊥FE.对角线AC与EF交于点G,则GC的长为 .
【分析】根据矩形的性质可得∠B=∠FCE=90°,由∠AFB+∠EFC=∠AFB+∠BAF可得∠EFC=∠BAF,以此证明△ABF∽△FCE,根据相似三角形的性质得,设BF=x,则CF=9﹣x,以此列出方程解得BF=3,CF=6,过点G作GH⊥BC于点H,再证明△CHG∽△CBA,△FHG∽△FCE,得到,,联立两式子,算出CH、GH,最后根据勾股定理即可求解.
【解答】解:∵四边形ABCD为矩形,
∴∠B=∠FCE=90°,
∵AF⊥FE,
∴∠AFB+∠EFC=90°,
∵∠AFB+∠BAF=90°,
∴∠EFC=∠BAF,
∴△ABF∽△FCE,
∴,
设BF=x,则CF=9﹣x,
∵四边形ABCD为矩形,AB=6,E为CD的中点,
∴CE=3,
∴,
整理得:x2﹣9x+18=0,
解得:x1=3,x2=6,
∵BF<FC,
∴BF=3,CF=6,
过点G作GH⊥BC于点H,如图,
∵AB⊥BC,DC⊥BC,
∴GH∥AB,GH∥CD,
∴△CHG∽△CBA,△FHG∽△FCE,
∴,,
∴①,②,
联立①②得:,
解得:,
在Rt△CHG中,由勾股定理得GC=.
故答案为:.
5.(2022•安徽模拟)在数学探究活动中,小明进行了如下操作:如图,将两张等腰直角三角形纸片ABC和CDE如图放置(其中∠ACB=∠E=90°,AC=BC,CE=DE).CD、CE分别与AB边相交于M、N两点.请完成下列探究:
(1)若AC=2,则AN•BM的值为 4 ;
(2)过M作MF⊥AC于F,若=,则的值为 .
【分析】(1)由等腰直角三角形的性质可得∠A=∠B=45°,∠MCN=45°,可得∠ACN=∠ACM+∠MCN=∠ACM+45°,∠BMC=∠ACM+∠A=∠ACM+45°,即可证明△ACN∽△BMC,可得=,即可求解;
(2)过点C作CG⊥AB于点G,可得∠CGN=∠CFM=90°,由等腰直角三角形的性质可得∠NCG+∠MCG=45°,∠ACM+∠MCG=45°,从而可得∠NCG=∠MCF,可证得△GCN∽△FCM,可得==,设CG=4k,则CF=5k,AC=4k,即可求解=.
【解答】解:(1)∵△ABC和△CDE为等腰直角三角形,
∴∠A=∠B=45°,∠MCN=45°,BC=AC=2,
∵∠ACN=∠ACM+∠MCN=∠ACM+45°,∠BMC=∠ACM+∠A=∠ACM+45°,
∴∠ACN=∠BMC,
∴△ACN∽△BMC,
∴=,
∵BC=AC=2,
∴AN•BM=AC•BC=4,
故答案为:4;
(2)如图,过点C作CG⊥AB于点G,
∵MF⊥AC,
∴∠CGN=∠CFM=90°,
∵∠NCG+∠MCG=45°,∠ACM+∠MCG=45°,
∴∠NCG=∠MCF,
∴△GCN∽△FCM,
∵=,
∴==,
设CG=4k,则CF=5k,AC=4k,
∴=,
故答案为:.
6.(2022秋•驻马店期末)如图,AD是Rt△ABC斜边上的高,若AB=4cm,BC=10cm,求BD的长.
【分析】根据射影定理列出算式,代入数据计算即可.
【解答】解:由射影定理得,AB2=BD•BC,
则BD==1.6.
7.(2022秋•开化县期中)如图,在△ABC和△DEC中,∠A=∠D,∠BCE=∠ACD.
(1)求证:△ABC∽△DEC;
(2)若AC:DC=2:3,BC=6,求EC的长.
【分析】(1)由∠BCE=∠ACD,可得出∠BCA=∠ECD,结合∠A=∠D,可证出△ABC∽△DEC;
(2)由△ABC∽△DEC,利用相似三角形的性质可得出AC:DC=BC:CE,结合已知条件,可求出EC的长.
【解答】(1)证明:∵∠BCE=∠ACD,
∴∠BCE+∠ECA=∠ACD+∠ACE,
即∠BCA=∠ECD.
又∵∠A=∠D,
∴△ABC∽△DEC.
(2)解:∵△ABC∽△DEC,AC:DC=2:3,
∴AC:DC=BC:CE=2:3,
而BC=6,
∴EC=9,
∴EC的长为9.
8.(2022秋•奉贤区期中)如图,已知在四边形ABCD中,AD∥BC.E为边CB延长线上一点,联结DE交边AB于点F,联结AC交DE于点G,且=.
(1)求证:AB∥CD;
(2)如果AE2=AG•AC,求证:=.
【分析】(1)由AD∥BC,得到△ADG∽△CEG,根据相似三角形的性质即可得到结论;
(2)由AE2=AG•AC易得△AEG∽△ACE,所以∠AEG=∠ACE=∠DAG,可得△ADG∽△EDA,再根据相似三角形的性质可得结论.
【解答】证明:(1)∵AD∥BC,
∴△ADG∽△CEG,
∴=,
∵=,
∴=,
∴AB∥CD;
(2)∵AE2=AG•AC,
∴=,
∵∠EAG=∠CAE,
∴△AEG∽△ACE,
∴∠AEG=∠ACE,
∵AD∥BC,
∴∠ACE=∠DAG,
∴∠DAG=∠AEG,
∵∠ADG=∠EDA,
∴△ADG∽△EDA,
∴,即=.
9.(2022秋•长安区校级月考)如图,已知AB∥EF∥CD,AC,BD相交于点E,EF:AB=2:3.
(1)若CE=4,求AE的长;
(2)若CD=6,求AB的长;
(3)若四边形ABFE的面积为8,直接写出△CEF的面积.
【分析】(1)根据AB∥EF得到△CEF∽△CAB,接着利用相似三角形的性质得到EF:AB=2:3=CE:CA,由此求出CA=6即可求解;
(2)根据AB∥EF∥CD,得到△ABE∽△CDE,接着得到AB:CD=AE:CE,利用比例的性质最后得到EFAE:CE=AB:CD=1:2即可求出AB=3;
(3)由于△CEF∽△CAB得到S△CEF:S△CAB===,由此即可求解.
【解答】解:(1)∵AB∥EF,
∴△CEF∽△CAB,
∴EF:AB=2:3=CE:CA,
∵CE=4,
∴2:3=4:CA,
∴CA=6,
∴AE=CA﹣CE=6﹣4=2;
(2)∵AB∥EF∥CD,
∴△ABE∽△CDE,
∴AB:CD=AE:CE,
∵EF:AB=2:3=CE:CA,
∴CE:EA=2:1,
∴AE:CE=AB:CD=1:2,
而CD=6,
∴AB=3;
(3)∵△CEF∽△CAB,
∴S△CEF:S△CAB===,
∴=,
∴=,
∴S△CEF=.
10.(2022•文山州模拟)如图,在△ABC中,∠A=90°,D、E分别是AB、BC上的点,过B、D、E三点作⨀O,交CD延长线于点F,AC=3,BC=5,AD=1.
(1)求证:△CDE∽△CBF;
(2)当⨀O与CD相切于点D时,求⨀O的半径;
(3)若S△CDE=3S△BDF,求DF的值.
【分析】(1)根据圆内接四边形的性质可得∠BED+∠BFD=180°,再根据同角的补角相等可得∠CED=∠BFD,然后根据两角相等的两个三角形相似进行证明即可解答;
(2)连接OD,过点O作OM⊥BD,垂足为M,可得DM=BM=DB,∠OMD=90°,从而可得∠ODM+∠MOD=90°,再在Rt△ABC中利用勾股定理求出AB的长,从而求出BD,DM的长,然后在Rt△ACD中,利用勾股定理求出CD的长,再利用切线的性质可得∠ODC=90°,最后利用一线三等角相似模型证明△DMO∽△CAD,从而利用相似三角形的性质进行计算即可解答;
(3)过点D作DH⊥BC,垂足为H,过点B作BG⊥CF,垂足为G,根据△BDC的面积=BC•DH=BD•AC=BG•CD,可求出DH=,BG=,再根据已知S△CDE=3S△BDF,可得=,然后设DF=x,则CE=15x,从而利用(1)的结论,进行计算即可解答.
【解答】(1)证明:∵四边形BEDF是⊙O的内接四边形,
∴∠BED+∠BFD=180°,
∵∠BED+∠CED=180°,
∴∠CED=∠BFD,
∵∠DCE=∠BCF,
∴△CDE∽△CBF;
(2)连接OD,过点O作OM⊥BD,垂足为M,
∴DM=BM=DB,∠OMD=90°,
∴∠ODM+∠MOD=90°,
∵∠A=90°,BC=5,AC=3,
∴AB===4,
∵AD=1,
∴BD=AB﹣AD=4﹣1=3,
∴DM=BD=,
在Rt△ADC中,CD===,
∵⨀O与CD相切于点D,
∴∠ODC=90°,
∴∠ODM+∠ADC=180°﹣∠ODC=90°,
∴∠MOD=∠ADC,
∵∠OMD=∠A=90°,
∴△DMO∽△CAD,
∴=,
∴=,
∴DO=,
∴⨀O的半径为;
(3)过点D作DH⊥BC,垂足为H,过点B作BG⊥CF,垂足为G,
∵△BDC的面积=BC•DH=BD•AC=BG•CD,
∴BC•DH=BD•AC=BG•CD,
∴5DH=3×3=BG,
∴DH=,BG=,
∵S△CDE=3S△BDF,
∴CE•DH=3×DF•BG,
∴CE•DH=3DF•BG,
∴CE=3DF•,
∴==,
∴设DF=x,则CE=15x,
由(1)得:△CDE∽△CBF,
∴=,
∴=,
解得:x=,
经检验:x=是原方程的根,
∴DF=x=,
∴DF的长为.
1.(2022•巴中)如图,在平面直角坐标系中,C为△AOB的OA边上一点,AC:OC=1:2,过C作CD∥OB交AB于点D,C、D两点纵坐标分别为1、3,则B点的纵坐标为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【分析】根据CD∥OB得出,根据AC:OC=1:2,得出,根据C、D两点纵坐标分别为1、3,得出OB=6,即可得出答案.
【解答】解:∵CD∥OB,
∴,
∵AC:OC=1:2,
∴,
∵C、D两点纵坐标分别为1、3,
∴CD=3﹣1=2,
∴,
解得:OB=6,
∴B点的纵坐标为6,
故选:C.
2.(2022•凉山州)如图,在△ABC中,点D、E分别在边AB、AC上,若DE∥BC,,DE=6cm,则BC的长为( )
A.9cm B.12cm C.15cm D.18cm
【分析】根据=,得到=,根据DE∥BC,得到∠ADE=∠B,∠AED=∠C,得到△ADE∽△ABC,根据相似三角形对应边成比例即可得出答案.
【解答】解:∵=,
∴=,
∵DE∥BC,
∴∠ADE=∠B,∠AED=∠C,
∴△ADE∽△ABC,
∴=,
∴=,
∴BC=15(cm),
故选:C.
3.(2022•哈尔滨)如图,AB∥CD,AC,BD相交于点E,AE=1,EC=2,DE=3,则BD的长为( )
A. B.4 C. D.6
【分析】利用平行线证明判定三角形相似,得到线段成比例求解.
【解答】解:∵AB∥CD,
∴△ABE∽△CDE,
∴=,即=,
∴BE=1.5,
∴BD=BE+DE=4.5.
故选:C.
4.(2022•雅安)如图,在△ABC中,D,E分别是AB和AC上的点,DE∥BC,若=,那么=( )
A. B. C. D.
【分析】根据相似三角形的判定定理和性质定理解答即可.
【解答】解:∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC,
∴=,
∵=,
∴=,
∴==.
故选:D.
5.(2022•扬州)如图,在△ABC中,AB<AC,将△ABC以点A为中心逆时针旋转得到△ADE,点D在BC边上,DE交AC于点F.下列结论:①△AFE∽△DFC;②DA平分∠BDE;③∠CDF=∠BAD,其中所有正确结论的序号是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【分析】由旋转的性质得出∠BAC=∠DAE,∠B=∠ADE,AB=AD,∠E=∠C,进而得出∠B=∠ADB,得出∠ADE=∠ADB,得出DA平分∠BDE,可判断结论②符合题意;由∠AFE=∠DFC,∠E=∠C,得出△AFE∽△DFC,可判断结论①符合题意;由∠BAC=∠DAE,得出∠BAD=∠FAE,由相似三角形的性质得出∠FAE=∠CDF,进而得出∠BAD=∠CDF,可判断结论③符合题意;即可得出答案.
【解答】解:∵将△ABC以点A为中心逆时针旋转得到△ADE,
∴∠BAC=∠DAE,∠B=∠ADE,AB=AD,∠E=∠C,
∴∠B=∠ADB,
∴∠ADE=∠ADB,
∴DA平分∠BDE,
∴②符合题意;
∵∠AFE=∠DFC,∠E=∠C,
∴△AFE∽△DFC,
∴①符合题意;
∵∠BAC=∠DAE,
∴∠BAC﹣∠DAC=∠DAE﹣∠DAC,
∴∠BAD=∠FAE,
∵△AFE∽△DFC,
∴∠FAE=∠CDF,
∴∠BAD=∠CDF,
∴③符合题意;
故选:D.
6.(2022•达州)如图,点E在矩形ABCD的AB边上,将△ADE沿DE翻折,点A恰好落在BC边上的点F处,若CD=3BF,BE=4,则AD的长为( )
A.9 B.12 C.15 D.18
【分析】证明△BEF∽△CFD,求得CF,设BF=x,用x表示DF、CD,由勾股定理列出方程即可求解.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC,∠A=∠EBF=∠BCD=90°,
∵将矩形ABCD沿直线DE折叠,
∴AD=DF=BC,∠A=∠DFE=90°,
∴∠BFE+∠DFC=∠BFE+∠BEF=90°,
∴∠BEF=∠CFD,
∴△BEF∽△CFD,
∴,
∵CD=3BF,
∴CF=3BE=12,
设BF=x,则CD=3x,DF=BC=x+12,
∵∠C=90°,
∴Rt△CDF中,CD2+CF2=DF2,
∴(3x)2+122=(x+12)2,
解得x=3(舍去0根),
∴AD=DF=3+12=15,
故选:C.
7.(2022•云南)如图,在△ABC中,D、E分别为线段BC、BA的中点,设△ABC的面积为S1,△EBD的面积为S2,则=( )
A. B. C. D.
【分析】根据三角形的中位线定理,相似三角形的面积比等于相似比的平方解答即可.
【解答】解:在△ABC中,D、E分别为线段BC、BA的中点,
∴DE为△ABC的中位线,
∴DE∥AC,DE=AC,
∴△BED∽△BAC,
∵=,
∴=,
即=,
故选:B.
8.(2022•锦州)如图,在正方形ABCD中,E为AD的中点,连接BE交AC于点F.若AB=6,则△AEF的面积为 3 .
【分析】由正方形的性质可知AE=3,AD//BC,则可判断△AEF∽△CBF,利用相似三角形的性质得到,然后根据三角形面积公式得到S△AEF=S△ABE.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=BC=AB=6,AD∥BC,
∵E为AD的中点,
∴AE=AB=3,
∵AE∥BC,
∴△AEF∽△CBF,
∴==,
∴S△AEF:S△ABF=1:2,
∴S△AEF=S△ABE=××3×6=3.
故答案为:3.
9.(2022•牡丹江)如图,在等腰直角三角形ABC和等腰直角三角形ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,点D在BC边上,DE与AC相交于点F,AH⊥DE,垂足是G,交BC于点H.下列结论中:①AC=CD;②AD2=BC•AF;③若AD=3,DH=5,则BD=3;④AH2=DH•AC,正确的是 ②③ .
【分析】①根据等腰直角三角形可知∠B=∠ACB=45°,若AC=CD,则∠ADC=∠CAD=67.5°,这个根据已知得不出来,所以①错误;
②证明△AEF∽△ABD,列比例式可作判断;
④证明△ADH∽△BAH,列比例式可作判断;
③先计算AH的长,由④中得到的比列式计算可作判断.
【解答】解:①∵△ABC是等腰直角三角形,
∴∠B=∠ACB=45°,
∵∠ADC=∠B+∠BAD,
而∠BAD的度数不确定,
∴∠ADC与∠CAD不一定相等,
∴AC与CD不一定相等,
故①错误;
②∵∠BAC=∠DAE=90°,
∴∠BAD=∠CAE,
∵∠B=∠AED=45°,
∴△AEF∽△ABD,
∴=,
∵AE=AD,AB=BC,
∴AD2=AF•AB=AF•BC,
∴AD2=AF•BC,
故②正确;
④∵∠DAH=∠B=45°,∠AHD=∠AHD,
∴△ADH∽△BAH,
∴=,
∴AH2=DH•BH,
而BH与AC不一定相等,
故④不一定正确;
③∵△ADE是等腰直角三角形,
∴∠ADG=45°,
∵AH⊥DE,
∴∠AGD=90°,
∵AD=3,
∴AG=DG=,
∵DH=5,
∴GH===,
∴AH=AG+GH=2,
由④知:AH2=DH•BH,
∴(2)2=5BH,
∴BH=8,
∴BD=BH﹣DH=8﹣5=3,
故③正确;
本题正确的结论有:②③
故答案为:②③.
10.(2022•东营)如图,在△ABC中,点F、G在BC上,点E、H分别在AB、AC上,四边形EFGH是矩形,EH=2EF,AD是△ABC的高,BC=8,AD=6,那么EH的长为 .
【分析】设AD交EH于点R,由矩形EFGH的边FG在BC上证明EH∥BC,∠EFC=90°,则△AEH∽△ABC,得=,其中BC=8,AD=6,AR=6﹣EH,可以列出方程=,解方程求出EH的值即可.
【解答】解:设AD交EH于点R,
∵矩形EFGH的边FG在BC上,
∴EH∥BC,∠EFC=90°,
∴△AEH∽△ABC,
∵AD⊥BC于点D,
∴∠ARE=∠ADB=90°,
∴AR⊥EH,
∴=,
∵EF⊥BC,RD⊥BC,EH=2EF,
∴RD=EF=EH,
∵BC=8,AD=6,AR=6﹣EH,
∴=,
解得EH=,
∴EH的长为,
故答案为:.
11.(2022•上海)我们经常会采用不同方法对某物体进行测量,请测量下列灯杆AB的长.
(1)如图(1)所示,将一个测角仪放置在距离灯杆AB底部a米的点D处,测角仪高为b米,从C点测得A点的仰角为α,求灯杆AB的高度.(用含a,b,α的代数式表示)
(2)我国古代数学家赵爽利用影子对物体进行测量的方法,在至今仍有借鉴意义.如图(2)所示,现将一高度为2米的木杆CG放在灯杆AB前,测得其影长CH为1米,再将木杆沿着BC方向移动1.8米至DE的位置,此时测得其影长DF为3米,求灯杆AB的高度.
【分析】(1)根据题意可得BE=CD=b米,EC=BD=a米,∠AEC=90°,∠ACE=α,然后在Rt△AEC中,利用锐角三角函数的定义求出AE的长,进行计算即可解答;
(2)根据题意得:GC=DE=2米,CD=1.8米,∠ABC=∠GCD=∠EDF=90°,然后证明A字模型相似三角形△ABH∽△GCH,从而可得=,再证明A字模型相似三角形△ABF∽△EDF,从而可得=,进而可得=,最后求出BC的长,从而求出AB的长.
【解答】解:(1)如图:
由题意得:
BE=CD=b米,EC=BD=a米,∠AEC=90°,∠ACE=α,
在Rt△AEC中,AE=CE•tanα=atanα(米),
∴AB=AE+BE=(b+atanα)米,
∴灯杆AB的高度为(atanα+b)米;
(2)由题意得:
GC=DE=2米,CD=1.8米,∠ABC=∠GCD=∠EDF=90°,
∵∠AHB=∠GHC,
∴△ABH∽△GCH,
∴=,
∴=,
∵∠F=∠F,
∴△ABF∽△EDF,
∴=,
∴=,
∴=,
∴BC=0.9米,
∴=,
∴AB=3.8米,
∴灯杆AB的高度为3.8米.
1.(2022•贺州)如图,在△ABC中,DE∥BC,DE=2,BC=5,则S△ADE:S△ABC的值是( )
A. B. C. D.
【分析】根据相似三角形的面积比等于相似比的平方计算即可.
【解答】解:∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC,
∵DE=2,BC=5,
∴S△ADE:S△ABC的值为,
故选:B.
2.(2022•南岗区三模)如图,点E在菱形ABCD的边CD的延长线上,连接BE交AD于点F,则下列式子一定正确的是( )
A. B. C. D.
【分析】利用菱形的性质可得AB=AD=CD,AB∥CD,AD∥BC,然后利用平行线分线段成比例,以及相似三角形的判定与性质,逐一判断即可解答.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=AD=CD,AB∥CD,AD∥BC,
A、∵AD∥BC,
∴=,
故A不符合题意;
B、∵AB∥CD,
∴∠A=∠ADE,∠ABF=∠E,
∴△BAF∽△EDF,
∴=,
故B不符合题意;
C、∵=,AB=AD,
∴=,
故C符合题意;
D、∵AD∥BC,
∴=,
故D不符合题意;
故选:C.
3.(2022•南岗区校级二模)如图,在▱ABCD中,点E在CD边上,连接AE、BE,AE交BD于点F,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【分析】根据平行线分线段成比例的性质进行解答即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AB∥CD.
∴.
∴.
故选项A正确,符合题意;选项B错误,不符合题意;
由AB∥CD可得,,
∵AB=DC,
∴,
∵点E在CD边上,
∴CE≠DC,
∴选项C错误,不符合题意;
如果AD∥BE,
那么,
∵AD与BE不平行,
∴,
故选项D错误,不符合题意.
故选:A.
4.(2022•鹿城区校级三模)如图,正方形ABCD由四个全等的直角三角形拼接而成,连结HF交DE于点M.若,则的值为( )
A. B. C. D.
【分析】延长CB,DE,交于点N,设AH=1,AE=2,依据△ADE∽△BNE,即可得出BN=1.5;再根据△DHM∽△NFM,即可得到的值.
【解答】解:如图所示,延长CB,DE,交于点N,设AH=1,AE=2,
∵正方形ABCD由四个全等的直角三角形拼接而成,
∴BE=1,DH=BF=2,
∵AD∥BN,
∴△ADE∽△BNE,
∴=,即=,
∴BN=1.5,
∵DH∥NF,
∴△DHM∽△NFM,
∴===,
故选:C.
5.(2022•瑶海区三模)如图,△ABC中,∠BAC=30°,∠ACB=90°,且△ABC∽△AB'C',连接CC',将CC′沿C′B′方向平移至EB',连接BE,若CC'=,则BE的长为( )
A.1 B. C. D.2
【分析】连接BB′,在Rt△ABC中,利用锐角三角函数的定义可得=,再利用相似三角形的性质可得=,∠ACB=∠AC′B′=90°,∠BAC=∠B′AC′=30°,从而利用等式的性质可得∠BAB′=∠CAC′,进而可证△BAB′∽△CAC′,然后利用相似三角形的性质可得∠BB′A=∠CC′A,==,再利用平移的性质可得CC′∥B′E,==,从而利用平行线的性质可得∠BB′E=30°,最后证明△BCA∽△BEB′,从而可得∠BEB′=90°,进而在Rt△BEB′中,利用锐角三角函数的定义进行计算即可解答.
【解答】解:连接BB′,
∵∠BAC=30°,∠ACB=90°,
∴cos30°==,
∵△ABC∽△AB'C',
∴=,∠ACB=∠AC′B′=90°,∠BAC=∠B′AC′=30°,
∴∠BAC+∠CAB′=∠B′AC′+∠CAB′,
∴∠BAB′=∠CAC′,
∴△BAB′∽△CAC′,
∴∠BB′A=∠CC′A,==,
由平移得:
CC′=B′E=,CC′∥B′E,
∴==,
∵CC′∥B′E,
∴∠CC′B′+∠AB′C′+∠BB′A+∠BB′E=180°,
∴∠CC′B′+∠AB′C′+∠CC′A+∠BB′E=180°,
∴∠AC′B′+∠AB′C′+∠BB′E=180°,
∵∠AC′B′=90°,∠B′AC′=30°,
∴∠AB′C′=90°﹣∠B′AC′=60°,
∴∠BB′E=30°,
∴∠BB′E=∠CAB=30°,
∴△BCA∽△BEB′,
∴∠BEB′=∠ACB=90°,
∴BE=B′E•tan30°=×=,
故选:B.
6.(2022•瓯海区模拟)如图来自清朝数学家梅文鼎的《勾股举隅》,该图由四个全等的直角三角形围成,延长BC分别交AG,HG于点M,N,梅文鼎就是利用这幅图证明了勾股定理.若图中记△MNG的面积为S,△GDF的面积为9S,则阴影部分的面积为( )
A.20S B.21S C.22S D.24S
【分析】设AH=a,MG=x,则AC=HN=a,证明△MNG∽△AHG,根据相似三角形面积的比等于相似比的平方可得===,所以MN=a,NG=a,AG=3x,根据△MNG的面积为S,表示a2=12S,由勾股定理列等式表示x2=a2,最后根据面积差可得结论.
【解答】解:设AH=a,MG=x,则AC=HN=a,
∵该图由四个全等的直角三角形围成,
∴S△ACB=S△DFG=S△BED=S△AGH=9S,
∵MN∥AH,
∴△MNG∽△AHG,
∴==,
∴===,
∴MN=a,NG=a,AG=3x,
∵△MNG的面积为S,
∴•a•a=S,
∴a2=12S,
由勾股定理得:MG2=MN2+NG2,
∴x2=(a)2+(a)2,
∴x2=a2,
∴阴影部分的面积=(3x)2﹣2×9S
=9x2﹣18S
=9×a2﹣18S
=×12S﹣18S
=21S.
故选:B.
7.(2022•婺城区校级模拟)如图是一个5×6的正方形网格,点A,B,C,D都在格点上,且线段AB,CD相交于点P,则tan∠BPC的值为 3 .
【分析】连接AN,则AN⊥CD,由勾股定理求出AN,CN的长,再由△MPN∽△BPC求出PN的长,即可求解.
【解答】解:连接AN,则AN⊥CD,
设小正方形的边长是1,
AN==2,
∵MN∥CB,
∴△MPN∽△BPC,
∴==,
∴=,
∵CN==4,
∴PN=CN=,
∴tan∠BPC=tan∠APN==3.
故答案为:3.
8.(2022•东城区二模)据《墨经》记载,在两千多年前,我国学者墨子和他的学生做了世界上第1个“小孔成像”的实验,阐释了光的直线传播原理,如图(1)所示.如图(2)所示的小孔成像实验中,若物距为10cm,像距为15cm,蜡烛火焰倒立的像的高度是6cm,则蜡烛火焰的高度是 4 cm.
【分析】直接利用相似三角形的对应边成比例解答.
【解答】解:设蜡烛火焰的高度是xcm,
由相似三角形的性质得到:=.
解得x=4.
即蜡烛火焰的高度是4cm.
故答案为:4.
9.(2022•太原二模)如图,在△ABC中,AC=3,BC=4,∠C=90°,过CB的中点D作DE⊥AD,交AB于点E,则EB的长为 .
【分析】过点E作EM⊥BC,垂足为M,先证明一线三等角模型相似三角形△ACD∽△DME,从而利用相似三角形的性质可设EM=2x,则DM=3x,然后再证明A字模型相似三角形△BME∽△BCA,从而可得BM=x,进而根据BD=2列出关于x的方程,进行计算可求出EM,BM的长,最后在Rt△BME中,利用勾股定理进行计算即可解答.
【解答】解:过点E作EM⊥BC,垂足为M,
∴∠DME=∠BME=90°,
∴∠EDM+∠DEM=90°,
∵DE⊥AD,
∴∠ADE=90°,
∴∠CDA+∠EDM=90°,
∴∠CDA=∠DEM,
∵点D是BC的中点,
∴CD=BD=BC=2,
∵∠C=∠DME=90°,
∴△ACD∽△DME,
∴==,
∴设EM=2x,则DM=3x,
∵∠BME=∠C=90°,∠B=∠B,
∴△BME∽△BCA,
∴=,
∴=,
∴BM=x,
∵BD=2,
∴DM+BM=2,
∴3x+x=2,
∴x=,
∴EM=,BM=,
∴BE===,
故答案为:.
10.(2022•嘉兴一模)如图,在△ABC中,D,E分别是AB,AC边上的点,且AD:DB=AE:EC=2:3.
(1)求证:△ADE∽△ABC;
(2)若DE=4,求BC的长.
【分析】(1)根据已知可得==,然后利用两边成比例且夹角相等的两个三角形相似,即可解答;
(2)利用(1)的 结论,根据相似三角形的性质,进行计算即可解答.
【解答】(1)证明:∵AD:DB=AE:EC=2:3,
∴==,
∵∠A=∠A,
∴△ADE∽△ABC;
(2)解:∵△ADE∽△ABC,
∴=,
∴=,
∴BC=10,
∴BC的长为10.
11.(2022•金华模拟)在矩形ABCD中,AB=4,点P是直线CD上(不与点C重合)的动点,连结BP,过点B作BP的垂线分别交直线AD、直线CD于点E、F,连结PE.
(1)如图,当AD=4,点P是CD的中点时,求tan∠EBA的值;
(2)当AD=2时,
①若△DPE与△BPE相似,求DP的长.
②若△PEF是等腰三角形,求DE的长.
【分析】(1)根据矩形的性质及同角的余角相等可得∠ABE=∠PBC,再运用三角函数定义即可求得答案;
(2)①根据△DPE与△BPE相似,∠PDE=∠PBE=90°,可得△DPE∽△BPE或△DPE∽△BEP,分两种情况讨论即可;
③由△PEF是等腰三角形,可得PE=PF或PE=EF或PF=EF,分三种情况进行讨论.
【解答】解:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD=4,BC=AD=4,∠ABC=∠BAD=∠BCD=90°,
∴∠ABP+∠PBC=90°,
∵点P是CD的中点,
∴CP=CD=2,
∵BP⊥EF,
∴∠ABE+∠ABP=90°,
∴∠ABE=∠PBC,
∴tan∠EBA=tan∠PBC===.
(2)①∵△DPE与△BPE相似,∠PDE=∠PBE=90°,
∴△DPE∽△BPE或△DPE∽△BEP,
当△DPE∽△BPE时,
∴==,
∴PD=PB,BE=DE,
设PD=x,则PB=x,PC=4﹣x,
在Rt△BPC中,BC2+PC2=PB2,
∴22+(4﹣x)2=x2,
解得:x=,
∴PD=.
当△DPE∽△BEP时,如图2,
∴==,
∴DP=BE,DE=BP,
∵DP=BE>AB,
∴点P在DC的延长线上,
在△DEF和△BPF中,
,
∴△DEF≌△BPF(AAS),
∴DF=BF,
设DF=BF=m,则CF=4﹣m,
在Rt△BFC中,BC2+CF2=FB2,
∴22+(4﹣m)2=m2,
解得:m=,
∴DF=BF=,CF=,
∵∠FBC+∠PBC=90°,∠PBC+∠BPC=90°,
∴∠FBC=∠BPC,
∵∠BCF=∠BCP,
∴△FBC∽△BPC,
∴=,即=,
∴CP=,
∴DP=DC+CP=4+=,
综上所述,PD=或.
②∵△PEF是等腰三角形,
∴PE=PF或PE=EF或PF=EF,
当PE=PF时,如图3,
∵BP⊥EF,
∴EB=BF,
∴EF=2FB,
∵BC∥AD,
∴△FBC∽△FED,
∴==,
∴DE=2BC=2×2=4;
当PE=EF,点P在CD的延长线上时,如图4,
设CF=m,则DF=m+4,
∵PE=EF,ED⊥PF,
∴DP=DF=m+4,
∴CP=DP+DC=m+8,
∵∠PBF=∠PCB=∠BCF=90°,
∴∠PBC+∠BPC=90°,∠PBC+∠FBC=90°,
∴∠BPC=∠FBC,
∴△PBC∽△BFC,
∴=,即=,
∵m>0,
∴m=2﹣4,
∴CF=2﹣4,DF=2,
∵BC∥AD,
∴△FBC∽△FED,
∴=,即=,
∴DE==10+4;
当PE=EF,点P在DC的延长线上时,如图5,
设CP=t,则DP=t+4,
∵PE=EF,ED⊥PF,
∴DP=DF=t+4,
∴CF=DF+DC=t+8,
∵∠PBF=∠PCB=∠BCF=90°,
∴∠PBC+∠BPC=90°,∠PBC+∠FBC=90°,
∴∠BPC=∠FBC,
∴△PBC∽△BFC,
∴=,即=,
∵t>0,
∴t=2﹣4,
∴CP=2﹣4,DF=2,CF=2+4,
∵BC∥AD,
∴△FBC∽△FED,
∴=,即=,
∴DE==10﹣4;
当PF=EF时,如图6,
∵PF=EF,
∴∠BEP=∠DPE,
∵∠EBP=∠PDE=90°,
∴△BEP≌△DPE(AAS),
∴BP=DE,
设CP=n,则DP=4+n,
∴DE2=BP2=BC2+CP2=4+n2,
∵∠FBP=∠BCF=∠BCP=90°,
∴∠BFC+∠FBC=90°,∠FBC+∠PBC=90°,
∴∠BFC=∠PBC,
∴△BFC∽△PBC,
∴=,即=,
∴CF=,
∴DF=4﹣,EF=PF=n+,
∵DE2+DF2=EF2,
∴4+n2+(4﹣)2=(n+)2,
解得:n=,
∴DE===;
综上所述,DE的长为4或10+4或10﹣4或.
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