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重难点 03 相似三角形
考点一:比例
学习比例、比例线段的性质等知识是学习三角形相似的基础,数学中考中很多省市也会把这个考
点单独出题考察,特别是黄金分割和平行线分线段成比例的基本性质,都是经常出现的小题,但这类
题一般难度不大,掌握好易错点,再仔细计算即可!
题型01 比例与比例线段
易错点:4个数成比例时, 对应数据可正可负;线段成比例时,对应数据只能是正数,特别是比例中项的
计算中,更要注意线段正负的问题;
【中考真题练】
1.若 = ,则ab=( )
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A.6 B. C.1 D.
【分析】直接利用比例的性质,内项之积等于外项之积即可得出答案.
【解答】解:∵ = ,
∴ab=6.
故选:A.
2.(2023•甘孜州)若 ,则 = 1 .
【分析】根据比例的性质解答即可.
【解答】解:∵ ,
∴ = ﹣1=2﹣1=1.
故答案为:1.
3.小慧同学在学习了九年级上册“4.1 比例线段”3节课后,发现学习内容是一个逐步特殊化的过程,请
在横线上填写适当的数值,感受这种特殊化的学习过程.
【分析】由 =2,得到a=2c,因此 = ,得到b= c,故 = = , = = ,
所以 = = .
【解答】解:当 =2时, = = ,理由如下:
∵ =2,
∴a=2c,
∴ = ,
∴b= c,
∴ = = , = = ,
∴ = = .
故答案为:2.
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【中考模拟练】
1.(2024•凉州区一模)下列各组数中,成比例的是( )
A.1,﹣2,﹣3,﹣6 B.1,4,2,﹣8
C.5,6,2,3 D. , ,1,
【分析】根据比例的性质解决此题.
【解答】解:A.由﹣2×(﹣3)≠1×(﹣6),得1,﹣2,﹣3,﹣6不成比例,故A不符合题意.
B.由4×2≠1×(﹣8),得1,4,2,﹣8不成比例,故B不符合题意.
C.由6×2≠5×3,得5,6,2,3不成比例,故C不符合题意.
D.由 ,得 , ,1, 成比例,故D符合题意.
故选:D.
2.(2024•汝南县一模)如果2a=5b,那么下列比例式中正确的是( )
A. = B. = C. = D. =
【分析】利用比例的性质对各选项进行判断.
【解答】解:∵2a=5b,
∴ = , = .
故选:C.
3.(2023•望江县模拟)下列各组中的四条线段成比例的是( )
A.3cm、5cm、6cm、9cm B.3cm、5cm、8cm、9cm
C.3cm、9cm、10cm、30cm D.3cm、6cm、7cm、9cm
【分析】根据比例线段的定义和比例的性质,利用每组数中最大和最小数的积与另两个数之积是否相等
进行判断.
【解答】解:A.3×9≠5×6,所以四条线段不成比例,故A选项不符合题意;
B.3×9≠5×8,所以四条线段不成比例,故B选项不符合题意;
C.3×30=9×10,所以四条线段成比例,故C选项符合题意;
D.3×9≠6×7,所以四条线段不成比例,故D选项不符合题意.
故选:C.
4.(2024•凉州区一模)已知 = ,则 = .
【分析】根据比例的性质,可得a、b间的关系,根据分式的性质,可得答案.
【解答】解:由比例的性质,得b= a.
= = = = ,
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故答案为: .
5.(2024•锦江区校级模拟) = .
【分析】依据比例基本性质中的等比性质,即可得到分式的值.
【解答】解:∵ = = = ,
∴由等比性质可得 = ,
故答案为: .
6.(2024•山阳县一模)如图,在小提琴的设计中蕴含着数学知识,AC,BC,AB各部分长度满足BC2=
AC•AB,若小提琴的总长度AB为59cm,则琴身BC的长为 cm.
【分析】把线段AB分成两条线段AC和BC(AC>BC),且使AC是AB和BC的比例中项(即AB:AC
=AC:BC),叫做把线段AB黄金分割,点C叫做线段AB的黄金分割点.依据黄金分割的定义进行计
算即可.
【解答】解:∵BC2=AC•AB,
∴ ,
∴BC= ×59= .
故答案为: .
题型02 黄金分割
√5−1
2
易错点:一个线段的黄金分割点有2个,黄金分割比= ,0.618是黄金分割比的近似值。题目中没
有要求时,一般都要用原值;
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【中考真题练】
1.(2023•绵阳)黄金分割由于其美学性质,受到摄影爱好者和艺术家的喜爱,摄影中有一种拍摄手法叫
黄金构图法.其原理是:如图,将正方形ABCD的底边BC取中点E,以E为圆心,线段DE为半径作
圆,其与底边BC的延长线交于点F,这样就把正方形ABCD延伸为矩形ABFG,称其为黄金矩形.若
CF=4a,则AB=( )
A.( ﹣1)a B.( ﹣2)a C.( +1)a D.( +2)a
【分析】设AB=x,根据正方形的性质可得AB=BC=x,然后根据黄金矩形的定义可得 = ,
从而可得 = ,最后进行计算即可解答.
【解答】解:设AB=x,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=x,
∵矩形ABFG是黄金矩形,
∴ = ,
∴ = ,
解得:x=(2+2 )a,
经检验:x=(2+2 )a是原方程的根,
∴AB=(2+2 )a,
故选:D.
2.(2023•济南)如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=36°,以点C为圆心,以BC为半径作弧交AC于
点D,再分别以B,D为圆心,以大于 BD的长为半径作弧,两弧相交于点P,作射线CP交AB于点
E,连接DE.以下结论不正确的是( )
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A.∠BCE=36° B.BC=AE
C. D.
【分析】根据等腰三角形的性质以及三角形内角和定理可得∠ABC=∠ACB=72°,再根据题意可得:
CP平分∠ACB,从而可得∠BCE=∠ACE=36°,然后利用等量代换可得∠A=∠ACE=36°,从而可得
AE=CE,再利用三角形的外角性质可得∠B=∠CEB=72°,从而可得CB=CE,进而可得AE=CE=
CB,最后根据黄金三角形的定义可得 = ,从而可得 = ,再利用三角形的面积可得
= = ,从而进行计算即可解答.
【解答】解:∵AB=AC,∠BAC=36°,
∴∠ABC=∠ACB= =72°,
由题意得:CP平分∠ACB,
∴∠BCE=∠ACE= ∠ACB=36°,
∴∠A=∠ACE=36°,
∴AE=CE,
∵∠CEB=∠A+∠ACE=72°,
∴∠B=∠CEB=72°,
∴CB=CE,
∴AE=CE=CB,
∵△BCE是顶角为36°的等腰三角形,
∴△BCE是黄金三角形,
∴ = ,
∴ = ,
∴ = = ,
∴ = = ,
故A、B、D不符合题意,C符合题意;
故选:C.
3.(2023•达州)如图,乐器上的一根弦AB=80cm,两个端点A,B固定在乐器面板上,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,则支撑点C,D之间的距离为 ( 8 0 ﹣
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160 ) cm.(结果保留根号)
【分析】根据黄金分割的定义,进行计算即可解答.
【解答】解:∵点C是靠近点B的黄金分割点,AB=80cm,
∴AC= AB= ×80=(40 ﹣40)cm,
∵点D是靠近点A的黄金分割点,AB=80cm,
∴DB= AB= ×80=(40 ﹣40)cm,
∴CD=AC+BD﹣AB=2(40 ﹣40)﹣80=(80 ﹣160)cm,
∴支撑点C,D之间的距离为(80 ﹣160)cm,
故答案为:(80 ﹣160).
4.(2023•黄石)关于x的一元二次方程x2+mx﹣1=0,当m=1时,该方程的正根称为黄金分割数.宽与
长的比是黄金分割数的矩形叫做黄金矩形,希腊的巴特农神庙采用的就是黄金矩形的设计;我国著名数
学家华罗庚的优选法中也应用到了黄金分割数.
(1)求黄金分割数;
(2)已知实数a,b满足:a2+ma=1,b2﹣2mb=4,且b≠﹣2a,求ab的值;
(3)已知两个不相等的实数p,q满足:p2+np﹣1=q,q2+nq﹣1=p,求pq﹣n的值.
【分析】(1)依据题意,将m=1代入然后解一元二次方程x2+x﹣1=0即可得解;
(2)依据题意,将b2﹣2mb=4变形为(﹣ )2+m•(﹣ )﹣1=0,从而可以看作a,﹣ 是一元二
次方程x2+mx﹣1=0的两个根,进而可以得解;
(3)依据题意,将已知两式相加减后得到,两个关系式,从而求得pq,进而可以得解.
【解答】解:(1)由题意,将m=1代入x2+mx﹣1=0得,x2+x﹣1=0,
∴x
1,2
= = .
∵黄金分割数大于0,
∴黄金分割数为 .
(2)∵b2﹣2mb=4,
∴b2﹣2mb﹣4=0.
∴(﹣ )2+m•(﹣ )﹣1=0.
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又b≠﹣2a,
∴a,﹣ 是一元二次方程x2+mx﹣1=0的两个根.
∴a•(﹣ )=﹣1.
∴ab=2.
(3)由题意,令p2+np﹣1=q①,q2+nq﹣1=p②,
∴①+②得,(p2+q2)+n(p+q)﹣2=p+q,
(p+q)2﹣2pq+n(p+q)﹣2=p+q.
又①﹣②得,(p2﹣q2)+n(p﹣q)=﹣(p﹣q),
∵p,q为两个不相等的实数,
∴p﹣q≠0,
∴(p+q)+n=﹣1.
∴p+q=﹣n﹣1.
又(p+q)2﹣2pq+n(p+q)﹣2=p+q.
∴(﹣n﹣1)2﹣2pq+n(﹣n﹣1)﹣2=﹣n﹣1.
∴n2+2n+1﹣2pq﹣n2﹣n﹣2=﹣n﹣1.
∴pq=n.
∴pq﹣n=0.
【中考模拟练】
1.(2024•东昌府区一模)如图,线段AB上的点C满足关系式:AC2=BC•AB,且AB=2,则AC的长为
( )
A. 或 B. C. D.
【分析】根据黄金分割的定义进行计算,即可解答.
【解答】解:∵AC2=BC•AB,
∴点C是AB的黄金分割点,
∴AC= AB= ×2= ﹣1,
故选:C.
2.(2024•昆明模拟)黄金分割是一个跨越数学、自然、艺术和设计领域的概念,各个领域中无处不在.
黄金分割是指将一个整体分为两部分,其中较大部分与整体部分的比值等于较小部分与较大部分的比值,
其比值为 ,通常人们把这个数叫做黄金分割数.请估计 的值在( )
A.0和 之间 B. 和1之间 C.1和 之间 D. 和2之间
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【分析】由题意可知,因为 ,所以 ,所以 ,
进而可得 .即在 和1之间.
【解答】解:由题意可知,∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ .即在 和1之间.
故选:B.
3.(2024•安州区二模)如图,以线段AB为边作正方形ABCD,取AD的中点E,连接BE,延长DA至
F,使得EF=BE,以AF为边作正方形AFGH,则点H即是线段AB的黄金分割点.若记正方形AFGH
的面积为S ,矩形HICB的面积为S ,则S 与S 的大小关系是( )
1 2 1 2
A.S >S B.S <S C.S =S D.不能确定
1 2 1 2 1 2
【分析】设正方形ABCD的边长为2a,根据勾股定理求出BE,求出EF,求出AF,再根据面积公式求
出S 与S 即可.
1 2
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠EAB=90°,
设正方形ABCD的边长为2a,
∵E为AD的中点,
∴AE=a,
在Rt△EAB中,由勾股定理得: ,
∵EF=BE,
∴ ,
∴ ,
即 ,
∴ ,
,
即S =S ,
1 2
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故选:C.
4.(2024•大渡口区模拟)已知C是线段AB的黄金分割点(AC>BC),则AC:AB=( )
A. ﹣1):2 B. +1):2 C. ):2 D. ):2
【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.
【解答】解:根据黄金分割的定义,知AC:AB=( ﹣1):2.
故选:A.
5.(2024•高新区校级二模)“黄金分割”给人以美感,它在建筑、艺术等领域有着广泛的应用.秦兵马
俑被誉为“世界第八大奇迹”,兵马俑的眼睛到下巴的距离与头顶到下巴的距离之比约为 ,若如
图所示的兵马俑头顶到下巴的距离为0.3m,则该兵马俑的眼睛到下巴的距离为 m.
【分析】设该兵马俑的眼睛到下巴的距离为x m,根据题意可得: = ,然后进行计算即可解
答.
【解答】解:设该兵马俑的眼睛到下巴的距离为x m,
由题意得: = ,
解得:x= ,
∴该兵马俑的眼睛到下巴的距离为 m,
故答案为: .
题型03 平行线分线段成比例
【中考真题练】
1.(2023•吉林)如图,在△ABC中,点D在边AB上,过点D作DE∥BC,交AC于点E.若AD=2,
BD=3,则 的值是( )
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A. B. C. D.
【分析】由DE∥BC,利用平行线分线段成比例,可得出 = ,再代入AD=2,BD=3,AB=
AD+BD,即可求出结论.
【解答】解:∵DE∥BC,
∴ = = = = .
故选:A.
2.(2023•常州)小明按照以下步骤画线段AB的三等分点:
画法 图形
(1)以A为端点画一条射线;
(2)用圆规在射线上依次截取3条等长线段AC、CD、DE,
连接BE;
(3)过点C、D分别画BE的平行线,交线段AB于点M、
N.M、N就是线段AB的三等分点.
这一画图过程体现的数学依据是( )
A.两直线平行,同位角相等
B.两条平行线之间的距离处处相等
C.垂直于同一条直线的两条直线平行
D.两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例
【分析】根据平行线分线段成比例定理解答即可.
【解答】解:∵CM∥DN∥BE,
∴AC:CD:DE=AM:MN:NB,
∵AC=CD=DE,
∴AM=MN=NB,
∴这一画图过程体现的数学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,
故选:D.
3.(2023•北京)如图,直线AD,BC交于点O,AB∥EF∥CD,若AO=2,OF=1,FD=2,则 的值
为 .
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【分析】根据题意求出AF,再根据平行线分线段成比例定理计算即可.
【解答】解:∵AO=2,OF=1,
∴AF=AO+OF=2+1=3,
∵AB∥EF∥CD,
∴ = = ,
故答案为: .
4.(2023•岳阳)如图,在 O中,AB为直径,BD为弦,点C为 的中点,以点C为切点的切线与AB
的延长线交于点E.
⊙
(1)若∠A=30°,AB=6,则 的长是 (结果保留 );
π π
(2)若 = ,则 = .
【分析】(1)连接OC,根据圆周角定理可得∠BOC=60°,利用弧长公式即可求出 的长;
(2)连接OC,根据垂径定理得到OC⊥BD,再由切线得到EC∥BD,利用平行线分线段成比例得出
,再根据勾股求出EC=2x,代入比例式即可解决问题.
【解答】解:(1)如图,连接OC,
∵∠A=30°,AB=6,
∴∠BOC=60°,OB=3,
∴ 的长= = ;
故答案为: ;
π
(2)如图,连接OC,
π
∵点C为 的中点,
∴ = ,
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∴OC⊥BD,
又∵EC是 O的切线,
∴OC⊥EC,
⊙
∴EC∥BD,
∵ = ,
∴ ,
设EB=x,则AB=3x,BO=OC= x,EO= x,AE=4x,
∴EC= = =2x,
∴ = = .
故答案为: .
【中考模拟练】
1.(2024•大渡口区模拟)如图,AD∥BE∥CF,若DE=7,DF=21,AB=6,则AC的长度是( )
A.12 B.18 C.15 D.
【分析】利用平行分线段成比例定理解决问题即可.
【解答】解:∵AD∥BE∥CF,
∴ = ,
∴ = ,
∴AC=18.
故选:B.
2.(2024•香坊区一模)如图,在△ABC中,D,E,F分别是边AB,AC,BC上的点,DE∥BC,
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EF∥AB,且BF:FC=3:4,AB=14,则EF的长为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【分析】根据EF∥AB,可得 = = , = ,根据比例的性质即可求解.
【解答】解:∵EF∥AB,BF:FC=3:4,
∴ = = , = ,
∴ = ,
∴ = ,
∵AB=14,
∴EF=8,
故选:D.
3.(2024•新安县一模)如图,AB∥CD∥EF,AF与BE相交于点G,且DG=2,DF=10, = ,则
AG的长为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【分析】三条平行线截两条直线,所得的对应线段成比例.依据平行线分线段成比例定理,即可得出
AG的长.
【解答】解:∵AB∥CD∥EF,
∴ = ,
又∵DG=2,DF=10, = ,
∴ = ,
∴AG=4.
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故选:C.
4.(2024•沭阳县模拟)如图,在△ABC中,D在AC边上,AD:DC=1:2,O是BD的中点,连接AO
并延长交BC于点E,若BE=1,则EC的长为( )
A.2 B.2.5 C.3 D.4
【分析】过D点作DF∥CE交AE于F,如图,先由DF∥BE,根据平行线分线段成比例得到DF=BE=
3,再由DF∥CE得到比例式,然后利用比例的性质求CE的长.
【解答】解:过D点作DF∥CE交AE于F,如图,
∵DF∥BE,
∴ ,
∵O是BD的中点,
∴OB=OD,
∴DF=BE=1,
∵DF∥CE,
∴ ,
∵AD:DC=1:2,
∴AD:AC=1:3,
∴ ,
∴CE=3DF=3×1=3.
故选:C.
5.(2024•海宁市校级模拟)如图,在△ABC中,AB=AC,AD是BC边上的高线,点E,F分别在AC,
CD上,且∠1=∠2.
(1)求证:AD∥EF.
(2)当CE:AE=3:5,CF=6时,求BC的长.
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【分析】(1)根据等腰三角形的三线合一得到BD=DC,∠1=∠CAD,根据同位角相等,两直线平行
证明EF∥AD;
(2)根据平行线分线段成比例定理列出比例式,把已知数据代入计算求出DF,进而求出BC.
【解答】(1)证明:∵AB=AC,AD是BC边上的高线,
∴BD=DC,∠1=∠CAD,
∵∠1=∠2,
∴∠CAD=∠2,
∴EF∥AD;
(2)解:∵EF∥AD,
∴ = ,
∵CE:AE=3:5,CF=6,
∴ = ,
解得:FD=10,
∴CD=CF+DF=10+6=16,
∴BC=2CD=32.
考点二:相似三角形
相似三角形是中考数学中非常重要的一个考点,出题难度跨度很大,当然,单独出题时,相似三角形
的性质、判定、应用大多以基础和中等题为主。
题型01 相似三角形的判定与性质
解题大招01:相似三角形性质的主要应用方向有:
①求角的度数;②求或证明比值关系;③证线段等积式;④求面积或面积比;
解题大招02:相似三角形的对应边成比例是求线段长度的重要方法,也是动点问题中得到函数关系式的重
要手段;
解题大招03:判定三角形相似的思路:
(1)有平行截线——用平行线的性质,找等角
{另一对等角
该角的两边对应成比例
(2)有一对等角,找
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(3)有两边对应成比例,找夹角相等
{一对锐角相等
直角边、斜边对应成比例
(4)直角三角形,找
{一对底角相等
底边和腰长对应成比例
(5)等腰三角形,找
【中考真题练】
1.(2023•重庆)若两个相似三角形周长的比为1:4,则这两个三角形对应边的比是( )
A.1:2 B.1:4 C.1:8 D.1:16
【分析】根据相似三角形的性质:相似三角形周长的比等于相似比,求解即可.
【解答】解:∵两个相似三角形周长的比为1:4,
∴这两个三角形对应边的比为1:4,
故选:B.
2.(2023•恩施州)如图,在△ABC中,DE∥BC分别交AC,AB于点D,E,EF∥AC交BC于点F,
,BF=8,则DE的长为( )
A. B. C.2 D.3
【分析】由DE∥BC,EF∥AC,得四边形EFCD是平行四边形,DE=CF,设DE=CF=x,由
△AED∽△ABC, = 可得 = ,即可解得答案.
【解答】解:∵DE∥BC,EF∥AC,
∴四边形EFCD是平行四边形,
∴DE=CF,
设DE=CF=x,
∵BF=8,
∴BC=BF+CF=8+x,
∵DE∥BC,
∴△AED∽△ABC,
∴ = ,
∵ = ,
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∴ = ,
∴ = ,即 = ,
解得x= ,
故选:A.
3.(2023•徐州)如图,在△ABC中,∠B=90°,∠A=30°,BC=2,D为AB的中点.若点E在边AC上,
且 ,则AE的长为( )
A.1 B.2 C.1或 D.1或2
【分析】由直角三角形的性质可求AC=2BC=4,AB=2 ,∠C=60°,分两种情况讨论,由三角形中
位线定理和相似三角形的性质可求解.
【解答】解:在△ABC中,∠B=90°,∠A=30°,BC=2,
∴AC=2BC=4,AB=2 ,∠C=60°,
∵点D是AB的中点,
∴AD= ,
∵ ,
∴DE=1,
如图,当∠ADE=90°时,
∵∠ADE=∠ABC, ,
∴△ADE∽△ABC,
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∴ ,
∴AE=2,
如图,当∠ADE≠90°时,取AC的中点H,连接DH,
∵点D是AB中点,点H是AC的中点,
∴DH∥BC,DH= BC=1,
∴∠AHD=∠C=60°,DH=DE=1,
∴∠DEH=60°,
∴∠ADE=∠A=30°,
∴AE=DE=1,
故选:D.
4.如图,在 ABCD中,F是AD上一点,CF交BD于点E,CF的延长线交BA的延长线于点G,EF=
1,EC=3,则GF的长为( )
▱
A.4 B.6 C.8 D.10
【分析】根据平行四边形的性质得出AD∥BC,AB∥CD,AD=BC,于是推出△DEF∽△BEC,
△DFC∽△AFG,先求出DF与BC的比值,继而得出DF与AF的比值,再根据相似三角形对应边成比
例即可求出GF的长.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,AB∥CD,AD=BC,
∵AD∥BC,
∴△DEF∽△BEC,
∴ ,
∵EF=1,EC=3,
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∴ ,
即 ,
∴ ,
∵AB∥CD,
∴△DFC∽△AFG,
∴ ,
∵EF=1,EC=3,
∴CF=4,
∴ ,
∴GF=8,
故选:C.
5.(2023•德州)如图,A,B,C,D是 O上的点,AB=AD,AC与BD交于点E,AE=3,EC=5,BD
=4 , O的半径为( ) ⊙
⊙
A.6 B. C.5 D.2
【分析】连接DC,易得△ADE∽△ACD,即可求出AD,连接OA,由垂径定理可得AO⊥BD,再根据
勾股定理即可求解.
【解答】解:连接DC,AO,OD,如图:
∵AB=AD,
∴∠ADE=∠ACD,
∴△ADE∽△ACD,
∴ ,即 ,
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解得AD=2 ,
∵AB=AD,即A是 的中点,
∴AO⊥BD,BH=DH=2 ,
在Rt△ADH中,AH2=AD2﹣DH2,
∴AH= =2,
∴OH=OD﹣2,
在Rt△ODH中,OD2=OH2+DH2,
∴OD2=(OD﹣2)2+(2 )2,解得OD=6.
故选:A.
6.(2023•绍兴)如图,在△ABC中,D是边BC上的点(不与点B,C重合).过点D作DE∥AB交AC
于点E;过点D作DF∥AC交AB于点F,N是线段BF上的点,BN=2NF,M是线段DE上的点,DM
=2ME.若已知△CMN的面积,则一定能求出( )
A.△AFE的面积 B.△BDF的面积 C.△BCN的面积 D.△DCE的面积
【分析】如图所示,连接ND,证明△FBD∽△EDC,得出 = ,由已知得出 ,则
,又∠NFD=∠MEC,则△NFD∽△MEC,进而得出∠MCD=∠NDB,可得MC∥ND,结合
题意得出 ,即可求解.
【解答】解:如图所示,连接ND,
∵DE∥AB,DF∥AC,
∴∠ECD=∠FDB,∠FBD=∠EDC,∠BFD=∠A,∠A=DEC.
∴△FBD∽△EDC,∠NFD=∠MEC.
∴ = ,
∵DM=2ME,BN=2NF,
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∴ ,ME= DE,
∴
∴ ,
又∵∠NFD=∠MEC,
∴△NFD∽△MEC.
∴∠ECM=∠FDN.
∵∠FDB=∠ECD,
∴∠MCD=∠NDB.
∴MC∥ND.
∴S△MNC =S△MDC .
∵DM=2ME,
∴ .
故选:D.
7.(2023•江西)《周髀算经》中记载了“偃矩以望高”的方法.“矩”在古代指两条边呈直角的曲尺
(即图中的ABC).“偃矩以望高”的意思是把“矩”仰立放,可测量物体的高度.如图,点A,B,
Q在同一水平线上,∠ABC和∠AQP均为直角,AP与BC相交于点D.测得AB=40cm,BD=20cm,
AQ=12m,则树高PQ= 6 m.
【分析】根据题意可知:△ABC∽△AQP,从而可以得到 ,然后代入数据计算,即可得到PQ
的长.
【解答】解:由题意可得,
BC∥PQ,AB=40cm,BD=20cm,AQ=12m,
∴△ABD∽△AQP,
∴ ,
即 ,
解得QP=6,
∴树高PQ=6m,
故答案为:6
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8.(2023•怀化)在平面直角坐标系中,△AOB为等边三角形,点A的坐标为(1,0).把△A0B按如图
所示的方式放置,并将△AOB进行变换:第一次变换将△AOB绕着原点O顺时针旋转60°,同时边长扩
大为△AOB边长的2倍,得到△A OB ;第二次旋转将△A OB 绕着原点O顺时针旋转60°,同时边长扩
1 1 1 1
大为△A OB 边长的2倍,得到△A OB ,….依次类推,得到△A OB ,则△A OB 的边长为
1 1 2 2 2023 2023 2023 2023
2 2023 ,点A 的坐标为 ( 2 202 2 ,﹣ 2 202 2 × ) .
2023
【分析】利用等边三角形的性质,探究规律后,利用规律解决问题.
【解答】解:由题意OA=1=20,OA =2=21,OA =4=22,OA =8=23,…OA =2n,
1 2 3 n
∴△A OB 的边长为22023,
2023 2023
∵2023÷6=337…1,
∴A 与A 都在第四象限,坐标为(22022,﹣22022× ).
2023 1
故答案为:22023,(22022,﹣22022× ).
9.(2023•无锡)如图,平行四边形ABCD中,E、F分别为BC、CD的中点,AF与DE相交于点G,则
DG:EG= 2 : 3 .
【分析】延长AF、BC交于点H,由平行四边形的性质及E、F分别为BC、CD的中点,得CB∥AD,
BE=CE,CF=DF,则CB=AD=2CE,再证明△HCF∽△ADF,得 = =1,则HC=AD=CB=
2CE,所以HE=3CE,再证明△ADG∽△HEG,得 = = ,于是得到问题的答案.
【解答】解:延长AF、BC交于点H,
∵四边形ABCD是平行四边形,E、F分别为BC、CD的中点,
∴CB∥AD,BE=CE,CF=DF,
∴CB=AD=2CE,
∵HC∥AD,
∴△HCF∽△ADF,
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∴ = =1,
∴HC=AD=CB=2CE,
∴HE=HC+CE=2CE+CE=3CE,
∵AD∥HE,
∴△ADG∽△HEG,
∴ = = = ,
∴DG:EG=2:3,
故答案为:2:3.
10.(2023•广东)边长分别为10,6,4的三个正方形拼接在一起,它们的底边在同一直线上(如图),
则图中阴影部分的面积为 1 5 .
【分析】根据相似三角形的性质,利用相似比求出梯形的上底和下底,用面积公式计算即可.
【解答】解:如图,
∵BF∥DE,
∴△ABF∽△ADE,
∴ = ,
∵AB=4,AD=4+6+10=20,DE=10,
∴ = ,
∴BF=2,
∴GF=6﹣2=4,
∵CK∥DE,
∴△ACK∽△ADE,
∴ = ,
∵AC=4+6=10,AD=20,DE=10,
∴ = ,
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∴CK=5,
∴HK=6﹣5=1,
∴阴影梯形的面积= (HK+GF)•GH
= (1+4)×6
=15.
故答案为:15.
11.(2023•常德)如图1,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=8,BC=6,D是AB上一点,且AD=2,
过点D作DE∥BC交AC于E,将△ADE绕A点顺时针旋转到图2的位置.则图2中 的值为 .
【分析】利用勾股定理求得线段AC的长度,利用平行线的性质和相似三角形的判定与性质得到
,由旋转的性质得到
∠DAB=∠EAC,再利用相似三角形的判定与性质得到 .
【解答】解:∵∠ABC=90°,AB=8,BC=6,
∴AC= = =10.
∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC,
∴ .
∵将△ADE绕A点顺时针旋转到图2的位置,
∴∠DAB=∠EAC,
∴△ADB∽△AEC,
∴ .
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故答案为: .
12.(2023•湘潭)在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AD是斜边BC上的高.
(1)证明:△ABD∽△CBA;
(2)若AB=6,BC=10,求BD的长.
【分析】(1)根据已知条件得出∠BDA=∠BAC,又∠B为公共角,于是得出△ABD∽△CBA;
(2)根据相似三角形的性质即可求出BD的长.
【解答】(1)证明:∵AD是斜边BC上的高,
∴∠BDA=90°,
∵∠BAC=90°,
∴∠BDA=∠BAC,
又∵∠B为公共角,
∴△ABD∽△CBA;
(2)解:由(1)知△ABD∽△CBA,
∴ ,
∴ ,
∴BD=3.6.
13.(2023•上海)如图,在梯形ABCD中AD∥BC,点F,E分别在线段BC,AC上,且∠FAC=
∠ADE,AC=AD.
(1)求证:DE=AF;
(2)若∠ABC=∠CDE,求证:AF2=BF•CE.
【分析】(1)证明△ACF≌△DAE(ASA),即可解决问题;
(2)证明△ABF∽△CDE,得AF•DE=BF•CE,结合(1)AF=DE,即可解决问题.
【解答】证明:(1)∵AD∥BC,
∴∠ACF=∠DAC
∵∠FAC=∠ADE,AC=AD,
∴△ACF≌△DAE(ASA),
∴AF=DE;
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(2)∵△ACF≌△DAE,
∴∠AFC=∠DEA,
∴∠AFB=∠DEC,
∵∠ABC=∠CDE,
∴△ABF∽△CDE,
∴ = ,
∴AF•DE=BF•CE,
∵AF=DE,
∴AF2=BF•CE.
14.(2023•泰安)如图,△ABC和△CDE均是等腰直角三角形,EF⊥AD;
(1)当AF=DF时,求∠AED;
(2)求证:△EHG∽△ADG;
(3)求证: .
【分析】(1)可推出AC是ED的垂直平分线,从而得出AE=AD,根据题意得出AE=ED,从而得出
△ADE是等边三角形,从而得出结果;
(2)可证得∠EGH=∠AGD=90°,∠DAG=∠GEH,从而得出结论;
(3)根据(2)得出比例式 = ,进而得出 = ,根据等比的性质得出结论.
【解答】(1)解:∵△ABC和△CDE均是等腰直角三角形,
∴∠ECD=90°,∠ACB=45°,EC=DC,
∴∠ACD=∠ECD﹣∠ACB=90°﹣45°=45°,
∴AC垂直平分ED,
∴AE=AD,
∵EF⊥AD,
∴AE=ED,
∴AD=AE=ED,
∴∠AED=60°;
(2)证明:由(1)得:AC⊥ED,
∴∠AGD=∠AGE=90°,
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∵EF⊥AD,
∴∠AFE=90°,
∴∠AGE=∠AFE,
∵∠EHG=∠AHF,
∴∠DAG=∠GEH,
∴△EHG∽△ADG;
(3)证明:由(2)知:△EHG∽△ADG,
∴ = ,
∵AD=AE,
∴ ,
∵∠ECD=90°,EG=DG,
∴CG=EG=DG,
∴ = ,
∴ .
【中考模拟练】
1.(2024•揭东区一模)如图,正方形ABCD中,E为AB的中点,AF⊥DE于点O,则 等于( )
A. B. C. D.
【分析】先证明△AOE∽△DOA,得出AO:DO=AE:AD,再由AE= AB= AD,即可得出结论.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠BAD=90°,
∴∠DAO+∠EAO=90°,
∵E为AB的中点,
∴AE= AB= AD,
∵AF⊥DE,
∴∠AOE=∠DOA=90°,
∴∠DAO+∠ADO=90°,
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∴∠EAO=∠ADO,
∴△AOE∽△DOA,
∴ .
故选:A.
2.(2024•萧县一模)如图,在正方形ABCD中,E,F分别是边AB,BC上的点,且DE⊥EF,若 ,
则 =( )
A.1 B. C. D.
【分析】设BF=a,则CF=3a,证明△DEA∽△EFB,推出AE⋅BE=4a2,设AE=x,则BE=4a﹣x,
构建一元二次方程,解方程即可求解.
【解答】解:∵ ,
∴设BF=a,则CF=3a,
∴AD=AB=BC=4a,
∵DE⊥EF,
∴∠DEF=90°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=∠B=90°,
∴∠DEA=90°﹣∠FEB=∠EFB,
∴△DEA∽△EFB,
∴ ,即 ,
∴AE⋅BE=4a2,
∵AE+BE=4a,
设AE=x,则BE=4a﹣x,
∴x(4a﹣x)=4a2,整理得(x﹣2a)2=0,
解得x=2a,
∴AE=2a,BE=2a,
∴ ,
故选:A.
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3.(2024•平房区一模)如图,DE∥BC,EF∥AB,AC分别交DE、EF于点G、K,下列结论错误的是(
)
A. B. C. D.
【分析】利用平行线分线段成比例定理,平行四边形的性质和相似三角形的判定与性质对每个选项进行
判断即可.
【解答】解:A.∵DE∥BC,
∴ = ,
故本选项正确,不符合题意;
B.∵EF∥AB,
∴△ADG∽△KEG,
∴ = ,
故本选项错误,符合题意;
C∵EF∥AB,
∴△ADG∽△KEG,
∴ = ,
故本选项正确,不符合题意;
D.∵DE∥BC,
∴△GEK∽△CFK,
,
故本选项正确,不符合题意,
故选:B.
4.(2024•石狮市模拟)如图,在△ABC中,点D在AB边上,DE∥BC,交AC于点E.若 ,且
△ABC的面积为9,则△ADE的面积为 1 .
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【分析】根据DE∥BC,可以求证△ADE∽△ABC,即可求得△ADE与△ABC面积的比值,即可解题.
【解答】解:∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC且相似比为1;3,
∴△ADE与△ABC的面积比为 ,
∵△ABC的面积为9,
∴△ADE的面积为1,
故答案为:1.
5.(2024•交城县一模)如图,在菱形ABCD中,AB=4,∠C=120°,AE⊥BC于点E,对角线BD交AE
于点F,则AF的长为 .
【分析】由已知条件和菱形的性质易求AE和BE的长,易证△ADF∽△EBF,由相似三角形的性质即可
求出AF的长.
【解答】解:∵在菱形ABCD中,AB=4,∠C=120°,
∴AD=AB=4,∠ABE=60°,AD∥BC,
∴∠BAE=30°,
∴BE= AB=2,
∴AE= =2 ,
∵AD∥BC,
∴△ADF∽△EBF,
∴ = ,
设AF=x,
则 = ,
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解得:x= ,
∴AF= ,
故答案为: .
6.(2024•黄浦区二模)如图,D是等边△ABC边BC上点,BD:CD=2:3,作AD的垂线交AB、AC分
别于点E、F,那么AE:AF= .
【分析】过点D作GD⊥AD,交AB于点G,交AC的延长线于点H,DM⊥AB于点M,DN⊥AC于点
N,设BD=2m,则CD=3m,BC=5m,利用等边三角形的性质和含30°角的直角三角形的性质,勾股
定理表示出线段BM,CN,DM,DN的长度,利用相似三角形的判定与性质求得线段AG,AH的长度,
最后利用平行线的判定与性质,相似三角形的判定与性质解答即可得出结论.
【解答】解:过点D作GD⊥AD,交AB于点G,交AC的延长线于点H,DM⊥AB于点M,DN⊥AC于
点N,如图,
∵BD:CD=2:3,
∴设BD=2m,则CD=3m,
∴BC=5m.
∵△ABC为等边三角形,
∴AB=AC=BC=5m,∠B=∠ACB=60°,
∵DM⊥AB,DN⊥AC,
∴∠BDM=NCD=30°,
∴BM= BD=m,CN= CD= m,
∴DM= m,DN= m.
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∴AM=AB﹣BM=4m,AN=AC﹣CN= m.
∴AD= = m.
∵AD⊥DG,DM⊥AB,
∴△AMD∽△ADG,
∴ .
∴AG= = m.
同理:△ADN∽△AHD,
∴ ,
∴AH= m.
∵EF⊥AD,GH⊥AD,
∴EF∥GH,
∴△AEF∽△AGH,
∴ = .
故答案为: .
7.(2024•东安县一模)如图,在△ABC中,D是AB上一点,连接CD,点E在CD上,连接BE,已知
BD=BE,且∠ACB=∠BED.
(1)求证:△BEC∽△CDA;
(2)若BD=4,DE=3,BC=5,求CE的长.
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【分析】(1)先根据等边对等角得到∠BDE=∠BED,则可证明∠BEC=∠ADC,再证明∠EBC=
∠ACD,即可证明△BEC∽△CDA;
(2)先证明△CBD∽△ABC,求出AB= ,进而得到AD= ,由(1)得 = ,即 = ,
解之即可得到答案.
【解答】(1)证明:∵BD=BE,
∴∠BDE=∠BED,
∵∠BDE+∠ADC=180°=∠BED+BEC,
∴∠BEC=∠ADC,
∵∠ACB=∠BED,∠BED=∠EBC+∠BCE,∠ACB=∠ACD+∠BCE,
∴∠EBC=∠ACD,
∴△BEC∽△CDA;
(2)解:∵BD=BE,
∴∠BDE=∠BED,
∵∠ACB=∠BED,
∴∠BDC=∠ACB,
∵∠CBD=∠ABC,
∴△CBD∽△ABC,
∴ = ,即 = ,
∴AB= ,
∴AD=AB−BD= −4= ,
由(1)得 = ,即 = ,
整理得CE2+3CE−9=0,
解得CE= (边长为正值,舍去负值).
8.(2024•开原市一模) ,如图,△ABC是 O的内接三角形,AB是 O的直径,点
F在AB上,连接CF并延长,交 O于点D,连接BD,作BE⊥CD,垂足为 E.
⊙ ⊙
⊙
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(1)求证:△DBE∽△ABC;
(2)若AF=2,求ED的长.
【分析】(1)由圆的基本性质得∠ACB=∠DEB,∠CAB=∠D,即可求证;
(2)过点C做CG⊥AB于点G,由勾股定理得AB= =5,由三角函数得cos∠BAC=
,AG=AC⋅cos∠BAC,由相似三角形的性质得 ,即可求解.
【解答】(1)证明:∵AB为直径,
∴∠ACB=90°,
∵BE⊥CD,
∴∠DEB=90°
∴∠ACB=∠DEB,
∵ = ,
∴∠CAB=∠D,
∴△DBE∽△ABC;
(2)解:如图,过点C做CG⊥AB于点G,
∵∠ACB=90°,AC= ,BC=2 ,
∴AB=
=
=5,
cos∠BAC= ,
∵CG⊥AB,
∴AG=AC⋅cos∠BAC
= ×
=1,
∵AF=2,
∴FG=AG=1,
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∴AC=FC,
∴∠CAF=∠CFA,
∴∠BFD=∠D,
∴BD=BF
=AB−AF
=5−2
=3,
∵△DBE∽△ABC,
∴ ,
∴ = ,
∴ED= .
9.(2024•凉州区校级一模)已知,如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠BCD=90°,对角线AC、BD相
交于点E,且AC⊥BD.
(1)求证:CD2=BC•AD;
(2)点F是边BC上一点,连接AF,与BD相交于点G,如果∠BAF=∠DBF,求证: .
【分析】(1)首先根据已知得出∠ACD=∠CBD,以及∠ADC=∠BCD=90°,进而求出
△ACD∽△DBC,即可得出答案;
(2)首先证明△ABG∽△DBA,进而得出 = ,再利用△ABG∽△DBA,得出 = ,则AB2=
BG•BD,进而得出答案.
【解答】证明:(1)∵AD∥BC,∠BCD=90°,
∴∠ADC=∠BCD=90°,
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又∵AC⊥BD,∴∠ACD+∠ACB=∠CBD+∠ACB=90°,
∴∠ACD=∠CBD,
∴△ACD∽△DBC,
∴ = ,
即CD2=BC×AD;
(2)方法一:
∵AD∥BC,∴∠ADB=∠DBF,
∵∠BAF=∠DBF,∴∠ADB=∠BAF,
∵∠ABG=∠DBA,
∴△ABG∽△DBA,
∴ = ,
∴ = ,
又∵△ABG∽△DBA,
∴ = ,
∴AB2=BG•BD,
∴ = = = ,
方法二:∵AD∥BC,∴∠ADB=∠DBF,
∵∠BAF=∠DBF,∴∠ADB=∠BAF,
∵∠ABG=∠DBA,∴△ABG∽△DBA,
∴ =( )2= ,
而 = ,∴ = .
10.(2024•惠城区模拟)把Rt△ABC和Rt△DEF按如图(1)摆放(点C与E重合),点B、C(E)、F
在同一条直线上.已知:∠ACB=∠EDF=90°,∠DEF=45°,AC=8cm,BC=6cm,EF=10cm.如图
(2),△DEF从图(1)的位置出发,以1cm/s的速度沿CB向△ABC匀速移动,在△DEF移动的同时,
点P从△ABC的顶点A出发,以2cm/s的速度沿AB向点B匀速移动;当点P移动到点B时,点P停止
移动,△DEF也随之停止移动.DE与AC交于点Q,连接PQ,设移动时间为t(s).
(1)用含t的代数式表示线段AP和AQ的长,并写出t的取值范围;
(2)连接PE,设四边形APEQ的面积为y(cm2),试探究y的最大值;
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(3)当t为何值时,△APQ是等腰三角形.
【分析】(1)根据题意以及直角三角形性质表达出CQ、AQ,从而得出结论,
(2)作PG⊥x轴,将四边形的面积表示为S△ABC ﹣S△BPE ﹣S△QCE 即可求解,
(3)根据题意以及三角形相似对边比例性质即可得出结论.
【解答】(1)解:AP=2t(cm)
∵∠EDF=90°,∠DEF=45°,
∴∠CQE=45°=∠DEF,
∴CQ=CE=t(cm),
∴AQ=8﹣t(cm),
t的取值范围是:0≤t≤5;
(2)过点P作PG⊥x轴于G,可求得AB=10(cm),SinB= ,PB=(10﹣2t)(cm),EB=(6﹣
t)(cm),
∴PG=PBSinB= (10﹣2t)(cm)
∴y=S△ABC ﹣S△PBE ﹣S△QCE = =
∴当 (在0≤t≤5内),y有最大值,y最大值 = (cm2)
(3)若AP=AQ,则有2t=8﹣t解得: (s)
若AP=PQ,如图①:过点P作PH⊥AC,则AH=QH= (cm),PH∥BC
∴△APH∽△ABC,
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∴ ,
即 ,
解得: (s)
若AQ=PQ,如图②:过点Q作QI⊥AB,则AI=PI= AP=t(cm)
∵∠AIQ=∠ACB=90°∠A=∠A,
∴△AQI∽△ABC
∴ 即 ,
解得: (s)
综上所述,当 或 或 时,△APQ是等腰三角形.
题型02 相似三角形的应用
解题大招:相似三角形在实际生活中的应用:
(一)建模思想:建立相似三角形的模型
(二)常见题目类型:
1.利用投影、平行线、标杆等构造相似三角形求解
2.测量底部可以到达的物体的高度
3.测量底部不可以到达的物体的高度
4.测量河的宽度
【中考真题练】
1.如图,不等臂跷跷板AB的一端A碰到地面时,另一端B到地面的高度为60cm;当AB的一端B碰到地
面时,另一端A到地面的高度为90cm,则跷跷板AB的支撑点O到地面的高度OH是( )
A.36cm B.40cm C.42cm D.45cm
【分析】过点B作BC⊥AH,垂足为C,再证明A字模型相似△AOH∽△ABC,从而可得 = ,过
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点A作AD⊥BH,垂足为D,然后证明A字模型相似△ABD∽△OBH,从而可得 = ,最后进行计
算即可解答.
【解答】解:如图:过点B作BC⊥AH,垂足为C,
∵OH⊥AC,BC⊥AC,
∴∠AHO=∠ACB=90°,
∵∠BAC=∠OAH,
∴△AOH∽△ABC,
∴ = ,
∴ = ,
如图:过点A作AD⊥BH,垂足为D,
∵OH⊥BD,AD⊥BD,
∴∠OHB=∠ADB=90°,
∵∠ABD=∠OBH,
∴△ABD∽△OBH,
∴ = ,
∴ = ,
∴ + = + ,
∴ + = ,
∴ + =1,
解得:OH=36,
∴跷跷板AB的支撑点O到地面的高度OH是36cm,
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故选:A.
2.(2023•湖州)某数学兴趣小组测量校园内一棵树的高度,采用以下方法:如图,把支架(EF)放在离
树(AB)适当距离的水平地面上的点F处,再把镜子水平放在支架(EF)上的点E处,然后沿着直线
BF后退至点D处,这时恰好在镜子里看到树的顶端A,再用皮尺分别测量BF,DF,EF,观测者目高
(CD)的长,利用测得的数据可以求出这棵树的高度.已知CD⊥BD于点D,EF⊥BD于点F,
AB⊥BD于点B,BF=6米,DF=2米,EF=0.5米,CD=1.7米,则这棵树的高度(AB的长)是
4.1 米.
【分析】过点E作水平线交AB于点G,交CD于点H,根据镜面反射的性质求出△CHE∽△AGE,再
根据对应边成比例解答即可.
【解答】解:过点E作水平线交AB于点G,交CD于点H,如图,
∵DB是水平线,CD,EF,AB都是铅垂线,
∴DH=EF=GB=0.5米,EH=DF=2米,EG=FB=6米,
∴CH=CD﹣DH=1.7﹣0.5=1.2(米),
又根据题意,得∠CHE=∠AGE=90°,∠CEH=∠AEG,
∴△CHE∽△AGE,
∴ ,即 ,
解得:AG=3.6米,
∴AB=AG+GB=3.6+0.5=4.1(米).
故答案为:4.1.
3.(2023•潍坊)在《数书九章》(宋•秦九韶)中记载了一个测量塔高的问题:如图所示,AB表示塔的
高度,CD表示竹竿顶端到地面的高度,EF表示人眼到地面的高度,AB、CD、EF在同一平面内,点
A、C、E在一条水平直线上.已知AC=20米,CE=10米,CD=7米,EF=1.4米,人从点F远眺塔顶
B,视线恰好经过竹竿的顶端D,可求出塔的高度.根据以上信息,塔的高度为 18. 2 米.
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【分析】过点F作FG⊥CD,垂足为G,延长FG交AB于点H,根据题意可得:FH⊥AB,AH=CG=
EF=1.4米,AC=GH=20米,CE=FG=10米,从而可得∠DGF=∠BHF=90°,DG=5.6米,然后证
明A字模型相似三角形△FDG∽△FBH,从而利用相似三角形的性质求出BH的长,最后利用线段的和
差关系进行计算,即可解答.
【解答】解:过点F作FG⊥CD,垂足为G,延长FG交AB于点H,
由题意得:FH⊥AB,AH=CG=EF=1.4米,AC=GH=20米,CE=FG=10米,
∴∠DGF=∠BHF=90°,
∵CD=7米,
∴DG=CD﹣CG=7﹣1.4=5.6(米),
∵∠DFG=∠BFH,
∴△FDG∽△FBH,
∴ = ,
∴ = ,
∴BH=16.8,
∴AB=BH+AH=16.8+1.4=18.2(米),
∴塔的高度为18.2米,
故答案为:18.2.
4.(2023•攀枝花)拜寺口双塔,分为东西两塔,位于宁夏回族自治区银川市贺兰县拜寺口内,是保存最
为完整的西夏佛塔,已有近1000年历史,是中国佛塔建筑史上不可多得的艺术珍品.某数学兴趣小组
决定采用我国古代数学家赵爽利用影子对物体进行测量的原理,来测量东塔的高度.东塔的高度为
AB,选取与塔底B在同一水平地面上的E、G两点,分别垂直地面竖立两根高为1.5m的标杆EF和
GH,两标杆间隔EG为46m,并且东塔AB、标杆EF和GH在同一竖直平面内.从标杆EF后退2m到
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D处(即ED=2m),从D处观察A点,A、F、D在一直线上;从标杆GH后退4m到C处(即CG=
4m),从C处观察A点,A、H、C三点也在一直线上,且B、E、D、G、C在同一直线上,请你根据
以上测量数据,帮助兴趣小组求出东塔AB的高度.
【分析】设BD=x m,则BC=(x+48)m,通过证明△ABD∽△EFD,得到 ,即 ,同
理得到 ,则可建立方程 ,解方程即可得到答案.
【解答】解:设BD=x m,则BC=BD+DG+CG=x+46﹣2+4=(x+48)m,
∵AB⊥BC,EF⊥BC,
∴AB∥EF,
∴△ABD∽△FED,
∴ ,即 ,
同理可证△ABC∽△HGC,
∴ ,即 ,
∴ ,
解得x=48,
经检验,x=48是原方程的解,
∴ = ,
∴AB=36m,
∴该古建筑AB的高度为36m.
5.(2023•南京)如图,玻璃桌面与地面平行,桌面上有一盏台灯和一支铅笔,点光源O与铅笔AB所确
定的平面垂直于桌面.在灯光照射下,AB在地面上形成的影子为CD(不计折射),AB∥CD.
(1)在桌面上沿着AB方向平移铅笔,试说明CD的长度不变.
(2)桌面上一点P恰在点O的正下方,且OP=36cm,PA=18cm,AB=18cm,桌面的高度为60cm.
在点O与AB所确定的平面内,将AB绕点A旋转,使得CD的长度最大.
①画出此时AB所在位置的示意图;
②CD的长度的最大值为 8 0 cm.
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【分析】(1)设AB平移到EF,EF在地面上形成的影子为MN.利用平行相似即可;(2)①以A为
圆心,AB长为半径画圆,当OQ与 A相切于H时,此时CD最大为CQ.②先证明△GHA~△GPO,
⊙
再利用勾股定理求出AG=30,由 ,即可求出CD的长度的最大值.
【解答】解:(1)设AB平移到EF,EF在地面上形成的影子为MN.
∵AB∥CD,
∴△OAB~△OCD,
△OEF~△OMN,
△OEB~△OMD,
∴ , , ,
∴ ,
∵EF=AB,
∴MN=CD,
∴沿着AB方向平移时,CD长度不变.
(2)①以A为圆心,AB长为半径画圆,
当OQ与 A相切于H时,此时CD最大为CQ.
此时AB所在位置为AH.
⊙
②∵∠HGA=∠PGO,∠AHG=∠OPG=90°,
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∴△GHA~△GPO,
∴ ,
∴设GA=x,则GO=2x,
在Rt△OPG中,
OP2+PG2=OG2,
∴362+(18+x)2=(2x)2,
∴x2﹣12x﹣540=0,
∴x =30,x =﹣18(舍去),
1 2
∴AG=30,
由① ,
∴ ,
∴CQ=80,
即CD的长度的最大值为80cm.
【中考模拟练】
1.(2024•剑河县校级模拟)如图①,是生活中常见的人字梯,也称折梯,用于在平面上方空间进行工作
的一类登高工具,因其使用时,左右的梯杆及地面构成一个等腰三角形,看起来像一个“人”字,因而
把它形 象的称为“人字梯”.如图②,是其工作示意图,AB=AC,拉杆EF∥BC,AE= ,EF=
0.35米,则两梯杆跨度B、C之间距离为( )
A.2米 B.2.1米 C.2.5米 D. 米
【分析】证得△AEF∽△ABC,根据相似三角形的性质即可求出BC.
【解答】解:∵EF∥BC,
∴△AEF∽△ABC,
∴ =
∵AE= ,EF=0.35米,
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∴ = ,
∴BC=2.1,
即两梯杆跨度B、C之间距离为2.1米,
故选:B.
2.(2024•甘井子区一模)《孙子算经》有首数学歌谣,意思是:有一根竹竿不知道有多长,直立后量出
它在太阳下的影子长一丈五尺,同时直立一根一尺五寸的小标杆(如图所示),它的影长五寸(提示:
1丈=10尺,1尺=10寸),则竹竿的长为( )
A.四丈 B.四丈五尺 C.五丈 D.五丈四尺
【分析】根据相似三角形的对应边成比例得出方程求解即可.
【解答】解:如图,由题意可知,△ABC∽△DEF,BC=15尺,DE=1.5尺,EF=0.5尺,
∴ ,
∴ ,
解得AB=45,
即竹竿的长为四丈五尺,
故选:B.
3.(2024•应县一模)如图,这是一把折叠椅子及其侧面的示意图,线段AE和BD相交于点C,点F在
AE的延长线上,测得AC=30cm,BC=40cm,CD=24cm,EC=18cm,若∠BAC=60°,则∠DEF的度
数为( )
A.120° B.125° C.130° D.135°
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【分析】根据已知易得: = = ,从而可得△ACB∽△ECD,然后利用相似三角形的性质可得
∠BAC=∠DEC=60°,从而利用平角定义进行计算,即可解答.
【解答】解:∵AC=30cm,BC=40cm,CD=24cm,EC=18cm,
∴ = = , = = ,
∴ = ,
∵∠ACB=∠DCE,
∴△ACB∽△ECD,
∴∠BAC=∠DEC=60°,
∴∠DEF=180°﹣∠DEC=120°,
故选:A.
4.(2024•深圳模拟)如图是凸透镜成像示意图,CD是蜡烛AB通过凸透镜MN所成的虚像.已知蜡烛的
高AB为5.4cm,蜡烛AB离凸透镜MN的水平距离OB为6cm,该凸透镜的焦距OF为10cm,AE∥OF,
则像CD的高为( )
A.15cm B.14.4cm C.13.5cm D.9cm
【分析】先证△CAE∽△COF得出 ,再证△OAB∽△OCD,根据相似三角形的对应边成比例得
出 ,即可求出CD的长.
【解答】解:由题意得,AB∥MN,AE∥OF,AB∥CD,
∴四边形ABOE是平行四边形,
∴AE=OB=6cm,
∵AE∥OF,
∴△CAE∽△COF,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
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∵AB∥CD,
∴△OAB∽△OCD,
∴ ,
∴ ,
∴CD=13.5cm,
故选:C.
5.(2024•化德县校级模拟)如图,在测量旗杆高度的数学活动中,小达同学在脚下放了一面镜子,然后
向后退,直到他刚好在镜子中看到旗杆的顶部.若眼睛距离地面AB=1.5米,同时量得BC=2米,CD
=10米,则旗杆高度DE为( )
A.7.5米 B. 米 C.7米 D.9.5米
【分析】根据镜面反射的性质,△ABC∽△EDC,再根据相似三角形对应边成比例列式求解即可.
【解答】解:∵AB⊥BD,DE⊥BD,
∴∠ABC=∠EDC=90°,
∵∠ACB=∠DCE,
∴△ABC∽△EDC,
∴ ,
,
∴DE=7.5,
故选:A.
6.(2024•新昌县一模)如图1是某一遮阳篷支架从闭合到完全展开的一个过程,当遮阳篷支架完全闭合
时,支架的若干支杆可看作共线.图2是遮阳篷支架完全展开时的一个示意图,支杆MN固定在垂直于
地面的墙壁上,支杆CE与水平地面平行,且G,F,B三点共线,在支架展开过程中四边形ABCD始终
是平行四边形,展开时∠GHB为90度.
(1)若遮阳棚完全展开时,CE长2米,在与水平地面呈60°的太阳光照射下,CE在地面的影子有 2
米(影子完全落在地面).
(2)长支杆与短支杆的长度比(即CE与AD的长度比)是 +1 .
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【分析】(1)过C作与水平地面呈60°的直线KC交MN的延长线于K,分别过K、E作KS∥CE,
ES∥CK可得四边形CESK是平行四边形,然后根据平行四边形的性质求得KS的长即可.
(2)由题意可知:CB=FB=GF,GH=HB,则FH⊥GB,进而证明△MOK∽△FOH,再证明GH=
GF,最后找到
CE与AD的长度比即可.
【解答】解:(1)过C作与水平地面呈60°的直线KC交MN的延长线于K,分别过K、E作KS∥CE,
ES∥CK,
∴四边形CESK是平行四边形,
∴KS=CE=2,即CE在地面上影子的长为2米.
故答案为:2.
(2)连结FH,
设DE=a,CD=b,
由题意可知:BC=a,BF=a,GF=a,BH=b,GH=b,
在△GHB中,HB=GH,GF=FB,
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∴FH⊥GB,
又∵MK⊥GB,
∴MK∥FH,
∴△MOK∽△FOH.
∵FK=MH,
∴OH=OF,
∴∠OFH=∠OHF,
又∵∠GFH=90°,即∠GFO+∠OFH=90°,
∴∠GFO+∠OHF=90°,
又∵∠FGO+∠OHF=90°,
∴∠GFO=∠FGO,
即OG=OF,
∴OH=OF=OG,
∴∠FGH=45°,
∴GH= GF.
即:b= a,
∴ = = = +1,
∴CE:AD= +1.
故答案为: +1.
7.(2024•长沙模拟)如图,在某小区内拐角处的一段道路上,有一儿童在C处玩耍,一辆汽车从被楼房
遮挡的拐角另一侧的A处驶来(CM⊥DM,BD⊥DM,BC与DM相交于点O),已知OM=4米,CO
=5米,DO=3米,AO= 米,则汽车从A处前行的距离AB= 5.7 5 米时,才能发现C处的儿童.
【分析】先在Rt△△CMO中,利用勾股定理求出CM的长,再证明8字模型相似三角形
△BDO∽△CMO,从而利用相似三角形的性质可得BD=2.25m,然后在Rt△AOD中,根据勾股定理求
出AD的长,进行计算即可解答.
【解答】解:在Rt△CMO中,MO=4m,CO=5m,
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∴CM= = =3m,
∵∠BOD=∠MOC,∠BDO=∠CMO=90°,
∴△BDO∽△CMO,
∴ ,
∴ ,
∴BD=2.25m,
在Rt△AOD中,OA= 米,
∴AD= =8m,
∴AB=AD﹣BD=8﹣2.25=5.75(m),
∴汽车从A处前行5.75米,才能发现C处的儿童,
故答案为:5.75.
8.(2024•灞桥区校级模拟)如图,为了估算河面的宽度,即EP的长,在离河岸D点2米远的B点,立
一根长为1米的标杆AB,在河对岸的岸边有一块高为2.5米的安全警示牌MF,警示牌的顶端M在河里
的倒影为点N,即PM=PN,两岸均高出水平面1.25米,即DE=FP=1.25米,经测量此时A、D、N三
点在同一直线上,并且点M、F、P、N共线,点B、D、F共线,若AB、DE、MF均垂直于河面EP,
求河宽EP是多少米?
【分析】延长AB交EP的反向延长线于点H,由△ABD∽△AHO求得OH,再由△AHO∽△NPO求得
OP,即可解决问题,
【解答】解:延长AB交EP的反向延长线于点H,
则四边形BDEH是矩形,
∴BH=DE=1.25,BD∥EH,
∴AH=AB+BH=AB+DE=1+1.25=2.25,
∵BD∥OH,
∴△ABD∽△AHO,
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∴ = ,
∴ = ,
∴HO=4.5,
∵PM=PN,MF=2.5米,FP=1.25米,
∴PN=MF+FP=3.75(米),
∵AH⊥EP,PN⊥EP,
∴AH∥PN,
∴△AHO∽△NPO,
∴ = ,
∴ = ,
∴PO=7.5,
∴PE=PO+OE=7.5+(4.5﹣2)=10(米),
答:河宽EP是10米.
9.(2024•鄞州区模拟)国旗上的每颗星都是标准五角星,圆圆对五角星进行了较深入的研究:延长正五
边形的各边直到不相邻的边相交,得到一个标准五角星.如图,正五边形ABCDE的边BA、
DE的延长线相交于点F,∠EAF的平分线交EF于点M.
(1)求证:AE2=EF•EM;
(2)若AF=1,求AE的长.
【分析】(1)根据正五边形的性质可得∠BAE=∠AED=108°,从而利用平角定义可得∠FAE=∠AEF
=72°,进而利用三角形内角和定理可得∠F=36°,然后利用角平分线的定义可得∠FAM=∠MAE=
36°,从而可得∠F=∠MAE,进而可证△AEM∽△FEA,最后利用相似三角形的性质进行计算,即可解
答;
(2)设AE=x,利用(1)的结论可得:∠F=∠FAM=36°,从而可得FM=AM,在利用(1)的结论
可得:∠FAE=∠AEF=72°,从而可得FA=FE=1,然后利用三角形的外角性质可得∠AME=∠AEF=
72°,从而可得AM=AE,进而可得AM=AE=FM=x,再利用线段的和差关系可得ME=1﹣x,最后利
用(1)的结论可得:AE2=EF•EM,从而可得x2=1•(1﹣x),进行计算即可解答.
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【解答】(1)证明:∵五边形ABCDE是正五边形,
∴∠BAE=∠AED=108°,
∴∠FAE=180°﹣∠BAE=72°,∠AEF=180°﹣∠AED=72°,
∴∠F=180°﹣∠FAE﹣∠AEF=36°,
∵AM平分∠FAE,
∴∠FAM=∠MAE= ∠FAE=36°,
∴∠F=∠MAE,
∵∠AEM=∠AEF,
∴△AEM∽△FEA,
∴ ,
∴AE2=EF•EM;
(2)解:设AE=x,
由(1)可得:∠F=∠FAM=36°,
∴FM=AM,
由(1)可得:∠FAE=∠AEF=72°,
∴FA=FE=1,
∵∠AME=∠F+∠FAM=72°,
∴∠AME=∠AEF=72°,
∴AM=AE,
∴AM=AE=FM=x,
∴ME=EF﹣FM=1﹣x,
由(1)可得:AE2=EF•EM,
∴x2=1•(1﹣x),
解得x= 或x= (舍去),
∴AE= ,
∴AE的长为 .
题型03 位似变换
【中考真题练】
1.(2023•浙江)如图,在直角坐标系中,△ABC的三个顶点分别为A(1,2),B(2,1),C(3,
2),现以原点O为位似中心,在第一象限内作与△ABC的位似比为2的位似图形△A′B′C′,则顶
点C′的坐标是( )
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A.(2,4) B.(4,2) C.(6,4) D.(5,4)
【分析】根据位似变换的性质解答即可.
【解答】解:∵△ABC与△A′B′C′位似,△A′B′C′与△ABC的相似比为2:1,
∴△ABC与△A′B′C′位似比为1:2,
∵点C的坐标为(3,2),
∴点C′的坐标为(3×2,2×2),即(6,4),
故选:C.
2.(2023•烟台)如图,在直角坐标系中,每个网格小正方形的边长均为1个单位长度,以点P为位似中
心作正方形PA A A ,正方形PA A A ,…,按此规律作下去,所作正方形的顶点均在格点上,其中正方
1 2 3 4 5 6
形PA A A 的顶点坐标分别为P(﹣3,0),A (﹣2,1),A (﹣1,0),A (﹣2,﹣1),则顶点
1 2 3 1 2 3
A 的坐标为( )
100
A.(31,34) B.(31,﹣34) C.(32,35) D.(32,0)
【分析】根据位似变换的概念、点的坐标的变化情况找出点的横纵坐标的变化规律,根据规律解答即可.
【解答】解:由题意可知:点A (﹣2,1),点A (﹣1,2),点A (0,3),
1 4 7
∵1=3×0+1,4=3×1+1,7=3×2+1,……,100=3×33+1,﹣2=0﹣2,﹣1=1﹣2,0=2﹣2,1=
0+1,2=1+1,3=2+1,
∴顶点A 的坐标为(33﹣2,33+1),即(31,34),
100
故选:A.
3.在方格图中,以格点为顶点的三角形叫做格点三角形.在如图所示的平面直角坐标系中,格点△ABC、
△DEF成位似关系,则位似中心的坐标为( )
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A.(﹣1,0) B.(0,0) C.(0,1) D.(1,0)
【分析】根据位似中心的定义作答.
【解答】解:如图:
△ABC与△DEF的对应顶点的连线相交于点(﹣1,0),则位似中心的坐标为(﹣1,0).
故选:A.
4.(2023•鄂州)如图,在平面直角坐标系中,△ABC与△A B C 位似,原点O是位似中心,且 =
1 1 1
3.若A(9,3),则A 点的坐标是 ( 3 , 1 ) .
1
【分析】根据位似变换的性质计算,得到答案.
【解答】解:∵△ABC与△A B C 位似,且原点O为位似中心,且 =3,点A(9,3),
1 1 1
∴ ×9=3, ×3=1,
即A 点的坐标是(3,1),
1
故答案为:(3,1).
5.(2023•长春)如图,△ABC和△A'B'C'是以点O为位似中心的位似图形,点A在线段OA′上.若
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OA:AA′=1:2,则△ABC与△A'B'C'的周长之比为 1 : 3 .
【分析】根据题意求出OA:OA′=1:3,根据相似三角形的性质求出AC:A′C′,根据相似三角形
的性质计算即可.
【解答】解:∵OA:AA′=1:2,
∴OA:OA′=1:3,
∵△ABC和△A′B′C′是以点O为位似中心的位似图形,
∴AC∥A′C′,△ABC∽△A′B′C′,
∴△AOC∽△A′OC′,
∴AC:A′C′=OA:OA′=1:3,
∴△ABC与△A′B′C′的周长比为1:3,
故答案为:1:3.
6.(2023•辽宁)如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC的顶点坐标分别是O(0,0),A(1,
0),B(2,3),C(﹣1,2),若四边形OA′B′C′与四边形OABC关于原点O位似,且四边形
OA′B′C′的面积是四边形OABC面积的4倍,则第一象限内点B′的坐标为 ( 4 , 6 ) .
【分析】根据四边形OA′B′C′的面积是四边形OABC面积的4倍,可得四边形OA′B′C′与四边
形OABC的位似比是2:1,进而得出各对应点位置,进而得第一象限内点B′的坐标.
【解答】解:∵四边形OA′B′C′与四边形OABC关于原点O位似,且四边形OA′B′C′的面积是
四边形OABC面积的4倍,
∴四边形OA′B′C′与四边形OABC的位似比是2:1,
∵点B(2,3),
∴第一象限内点B′的坐标为(4,6).
故答案为:(4,6).
【中考模拟练】
1.(2024•凉州区一模)如图:△AOB与△A OB 是以原点为位似中心的位似图形,且位似比为1:3,点
1 1
B的坐标为(﹣1,2),则点B 的坐标为( )
1
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A.(2,﹣4) B.(﹣2,4) C.(3,﹣6) D.(3,6)
【分析】直接利用位似图形的性质结合相似三角形的性质得出答案.
【解答】解:∵△AOB与△A OB 是以原点为位似中心的位似图形,且位似比为1:3,点B的坐标为
1 1
(﹣1,2),
∴点B 的坐标为[﹣1×(﹣3),2×(﹣3)],即(3,﹣6).
1
故选:C.
2.(2024•鞍山模拟)如图,正方形网格图中的△ABC与△A′B′C是位似关系图,则位似中心是
( )
A.点R B.点P C.点Q D.点O
【分析】根据位似变换的性质,连接AA′,BB′,CC′,交点即为位似中心,据此解答.
【解答】解:如图:
∴点O是位似中心.
故选:D.
3.(2024•酒泉一模)如图,四边形ABCD与四边形A′B′C′D′位似,点O是它们的位似中心,若
OA:OA′=2:3,则CD:C′D′的值为( )
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A.1:2 B.2:3 C.2:5 D.4:9
【分析】根据位似变换的概念得到CD∥C′D′,得到△OCD∽△OC′D′,根据相似三角形的性质
解答即可.
【解答】解:∵四边形ABCD与四边形A′B′C′D′位似,
∴CD∥C′D′,
∴△OCD∽△OC′D′,
∴ = = ,
故选:B.
4.(2024•郸城县一模)如图,在平面直角坐标系中,正方形ABCD与正方形BEFG是以原点O为位似中
心的位似图形,且相似比为1:3,点A、B、E在x轴上,若正方形BEFG的边长为3,则D点坐标为(
)
A.( ,1) B.( ,1) C.( , ) D.( , )
【分析】根据位似图形的概念得到AD∥BG,得到△OAD∽△OBG,根据相似三角形的性质求出OA,
进而求出D点坐标.
【解答】解:∵正方形ABCD与正方形BEFG是以原点O为位似中心的位似图形,相似比为1:3,正
方形BEFG的边长为3,
∴正方形ABCD的边长为1,AD∥BG,
∴△OAD∽△OBG,
∴ = ,即 = ,
解得:OA= ,
∴D点坐标为( ,1),
故选:B.
5.(2023•新化县模拟)如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点O在坐标原点,边OA在x轴上,
OC在y轴上,如果矩形OA′B′C与矩形OABC关于点O位似,且矩形OA′B′C′的面积等于矩形
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OABC面积的 ,那么点B′的坐标是( )
A.(3,2) B.(﹣2,﹣3)
C.(2,3)或(﹣2,﹣3) D.(3,2)或(﹣3,﹣2)
【分析】根据位似图形的概念得到矩形OA'B'C'∽矩形OABC,根据相似多边形的性质求出相似比,根
据位似图形与坐标的关系计算,得到答案.
【解答】解:∵矩形OA'B'C'与矩形OABC关于点O位似,
∴矩形OA'B'C'∽矩形OABC,
∵矩形OA'B'C'的面积等于矩形OABC面积的 ,
∴矩形OA'B'C'与矩形OABC的相似比为 ,
∵点B的坐标为(6,4),
∴点B'的坐标为(6× ,4× )或(﹣6× ,﹣4× ),即(3,2)或(﹣3,﹣2).
故选:D.
6.(2024•新荣区一模)如图,A是反比例函数y= (x>0)图象上一点,点B、D在y轴正半轴上,
△ABD是△COD关于点D的位似图形,且△ABD与△COD的位似比是1:3,△ABD的面积为1,则该
反比例函数的表达式为 .
【分析】根据△ABD是△COD关于点D的位似图形,且△ABD与△COD的位似比是1:3,得出
,进而得出假设BD=x,AE=4x,DO=3x,AB=y,根据△ABD的面积为1,求出xy=2
即可得出答案.
【解答】解:过A作AE⊥x轴,
∵△ABD是△COD关于点D的位似图形,
且△ABD与△COD的位似是1:3,
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∴ = ,
∴OE=AB,
∴ ,
假设BD=x,AB=y
∴DO=3x,AE=4x,CO=3y,
∵△ABD的面积为1,
∴ xy=1,
∴xy=2,
∴AB•AE=4xy=8,
该反比例函数的表达式为:y= ,
故答案为:y= .
考点三:相似形综合
相似三角形出综合题时,经常是相似的性质与其他几何图形的综合,特别是和其他如函数、特殊四边
形、圆等考点一起出题时,基本都是填空压轴题和简答题压轴题。
题型01 相似形综合题
【中考真题练】
1.(2023•德阳)如图, O的直径AB=10,DE是弦,AB⊥DE, = ,sin∠BAC= ,AD的延
长线与CB的延长线相交于点F,DB的延长线与OE的延长线相交于点G,连接CG.下列结论中正确
⊙
的个数是( )
①∠DBF=3∠DAB;
②CG是 O的切线;
③B,E两⊙点间的距离是 ;
④DF= .
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A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】连接AE,BE,OC,利用圆周角定理,垂径定理,圆的切线的判定与性质直角三角形的边角关
系定理,勾股定理,相似三角形的判定与性质对每个结论进行逐一判断即可得出结论.
【解答】解:①连接AE,BE,如图,
∵ O的直径AB=10,DE是弦,AB⊥DE,
∴⊙ ,
∵ = ,
∴ ,
∴ ,
∴∠CAE=∠EAB=∠BAD,
∴∠CAD=3∠DAB.
∵∠DBF为圆内接四边形ADBC的外角,
∴∠DBF=∠CAD=3∠DAB.
∴①的结论正确;
②连接OC,
∵ ,
∴OE垂直平分BC,
∴GC=GB.
在△OCG和△OBG中,
,
∴△OCG≌△OBG(SSS),
∴∠OCG=∠OBG.
由题意GB与 O相交,
∴∠OBG为钝角,
⊙
∴∠OCG为钝角,
∴OC与GC不垂直,
∴CG不是 O的切线.
⊙
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∴②的结论不正确;
③∵AB为 O的直径,
∴∠BCA=90°,
⊙
∴AC⊥BC.
设DE交BO于点H,
∵OE⊥BC,AC⊥BC,
∴OE∥AC,
∴∠EOB=∠CAB,
∴sin∠EOB=sin∠BAC= ,
∴ ,
∴EH=3,
∴OH= =4,
∴BH=OB﹣OH=1,
∴BE= = .
∴③的结论正确;
④∵AB为 O的直径,
∴∠BCA=90°,
⊙
∵sin∠BAC= ,sin∠BAC= ,
∴BC= AB=6.
∴AC= =8.
∵ ,
∴BD=BE= .
∴AD= = =3 .
∵AB为 O的直径,
∴∠ADB=90°,
⊙
∴∠BDF=∠ACB=90°,
∵∠F=∠F,
∴△FBD∽△FAC,
∴ ,
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∴ ,
解得: .
∴FD= .
∴④的结论不正确.
∴结论正确的有:①③.
故选:B.
2.(2023•黑龙江)如图,在正方形ABCD中,点E,F分别是AB,BC上的动点,且AF⊥DE,垂足为
G,将△ABF沿AF翻折,得到△AMF,AM交DE于点P,对角线BD交AF于点H,连接HM,CM,
DM,BM,下列结论正确的是( )
①AF=DE;②BM∥DE;③若CM⊥FM,则四边形BHMF是菱形;④当点E运动到AB的中点,
tan∠BHF=2 ;⑤EP•DH=2AG•BH.
A.①②③④⑤ B.①②③⑤ C.①②③ D.①②⑤
【分析】利用正方形的性质和翻折的性质,对每个选项的结论逐一判断,即可解答.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠DAE=∠ABF=90°,DA=AB,
∵AF⊥DE,
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∴∠BAF+∠AED=90°,
∵∠BAF+∠AFB=90°,
∴∠AED=∠BFA,
在△ABF和△DAE中,
,
∴△ABF≌△DAE(AAS),
∴AF=DE.
故①正确;
∵将△ABF沿AF翻折,得到△AMF,
∴BM⊥AF,
∵AF⊥DE,
∴BM∥DE.
故②正确;
当CM⊥FM时,∠CMF=90°,
∵∠AMF=∠ABF=90°,
∴∠AMF+∠CMF=180°,即A,M,C在同一直线上,
∴∠MCF=45°,
∴∠MFC=90°﹣∠MCF=45°,
由翻折的性质可得:∠HBF=∠HMF=45°,BF=MF,
∴∠HMF=∠MFC,∠HBC=∠MFC,
∴BC∥MH,HB∥MF,
∴四边形BHMF是平行四边形,
∵BF=MF,
∴平行四边形BHMF是菱形,故③正确;
当点E运动到AB的中点,如图,
设正方形ABCD的边长为2a,则AE=BF=a,
在Rt△AED中,
,
∵∠AHD=∠FHB,∠ADH=∠FBH=45°,
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∴△AHD∽△FHB,
∴ ,
∴ .
∵∠AGE=∠ABF=90°,∠EAG=∠FAB,
∴△AGE∽△ABF,
∴ ,
∴ , ,
∴ , .
∵∠BHF=∠DHA,
∴在Rt△DGH中,
,
故④错误;
由题意得:△ABF≌△AMF,
∴∠EAG=∠PAG,
在△EAG和PAG中,
,
∴△EAG≌PAG(ASA),
∴EG=PG,
∴EG= EP.
∵AD∥BC,
∴△AHD∽△FHB,
∴ .
∵AD=AB,
∴ .
∵∠AGE=∠ABF=90°,∠EAG=∠FAB,
∴△EAG∽△FAB,
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∴ ,
∴ ,
∴EG•DH=AG•BH,
∴ EP•DH=AG•BH,
∴EP•DH=2AG•BH,
故⑤正确.
综上分析可知,正确的是①②③⑤.
故选:B.
3.(2023•衢州)下面是勾股定理的一种证明方法:图1所示纸片中,∠ACB=90°(AC<BC),四边形
ACDE,CBFG是正方形.过点C,B将纸片CBFG分别沿与AB平行、垂直两个方向剪裁成四部分,并
与正方形ACDE,△ABC拼成图2.
(1)若cos∠ABC= ,△ABC的面积为16,则纸片Ⅲ的面积为 9 .
(2)若 ,则 = .
【分析】(1)在图1中,过C作CM⊥AB于M,由cos∠ABC= ,可得CT= BC,CM= AC,故
CT•CM= BC• AC= BC•AC,而△ABC的面积为16,即可得纸片Ⅲ的面积为 CT•BT= CT•CM
=9;
(2)标识字母如图,设NT=19t,证明△BFN≌△CBW(ASA),可得BN=CW=34t,由
△BCT∽△WBT,有CT•WT=BT2,即CT•(34t﹣CT)=(15t)2,可得CT=9t或CT=25t,而BK=
CT,AK=WT,即可得到答案.
【解答】解:(1)在图1中,过C作CM⊥AB于M,如图:
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∵CT∥AB,
∴∠ABC=∠BCT,
∵cos∠ABC= ,
∴cos∠BCT= ,即 = ,
∴CT= BC,
∵∠ACM=90°﹣∠BCM=∠ABC,
∴cos∠ACM=cos∠ABC= ,即 = ,
∴CM= AC,
∴CT•CM= BC• AC= BC•AC,
∵△ABC的面积为16,
∴ BC•AC=16,
∴BC•AC=32,
∴CT•CM=18,
∴纸片Ⅲ的面积为 CT•BT= CT•CM=9;
故答案为:9;
(2)如图:
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∵ = ,
∴ = ,
设NT=19t,则BT=15t,BN=34t,
∵∠FBN=90°﹣∠CBN=∠BCW,BF=BC,∠BFN=∠CBW=90°,
∴△BFN≌△CBW(ASA),
∴BN=CW=34t,
∵∠BCT=∠WBT,∠BTC=∠WTB=90°,
∴△BCT∽△WBT,
∴ = ,
∴CT•WT=BT2,
∴CT•(34t﹣CT)=(15t)2,
解得CT=9t或CT=25t,
当CT=9t时,WT=25t,这情况不符合题意,舍去;
当CT=25t时,WT=9t,
而BK=CT,AK=WT,
∴ = .
故答案为: .
4.(2023•日照)如图,矩形ABCD中,AB=6,AD=8,点P在对角线BD上,过点P作MN⊥BD,交边
AD,BC于点M,N,过点M作ME⊥AD交BD于点E,连接EN,BM,DN.下列结论:
①EM=EN;
②四边形MBND的面积不变;
③当AM:MD=1:2时,S△MPE = ;
④BM+MN+ND的最小值是20.
其中所有正确结论的序号是 ②③④ .
【分析】①根据等腰三角形的性质判定;
②先根据三角形相似的性质求出对角线的长,再根据面积等于对角线乘积的一半求出面积;
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③根据相似三角形的面积比等于相似比的平方求解;
④先根据轴对称确定最小值,再根据勾股定理求解.
【解答】解:①∵MN⊥BD,要使EM=EN,需要MP=NP,而P不一定是MN的中点,
故①是错误的;
②如图1:延长ME交BC于F,
在矩形ABCD中,BD=10,
∵ME⊥AD,MN⊥BD,
∴∠EMN+∠DMN=∠EMN+∠MED=90°,
∴∠DMN=∠MED,
∵∠MFN=∠A=90°,
∴△MFN∽△DAB,
∴ ,即: ,
解得:FN=4.5,MN=7.5,
∴四边形MBND的面积为: ×BD×NM= ×10×7.5=37.5,
故②是正确的;
③∵AB∥ME,
∴△ABD∽△MED,
∴ ,
∴ME=4,
∵∠ADB=∠EMN,∠MPB=∠A=90°,
∴△MEP∽△DBA,
∴ =( )2= ,
∵S△ABD =24,
∴S△MPE = ,
故③是正确的;
④∵BM+MN+ND=BM+ND+7.5,
当BM+ND最小时,BM+MN+ND的值最小,
作B、D关于AD、BC的对称点B′,D′,如图2:
把图2的CD′移到图3的C′D′,使得CD′=4.5,连接B′D′,
则B′D′就是BM+ND的最小值,
∴B′D′= =12.5,
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即BM+MN+ND的最小值是12.5+7.5=20,
故④是正确的,
故答案为:②③④.
5.(2023•武汉)问题提出 如图(1),E是菱形ABCD边BC上一点,△AEF是等腰三角形,AE=EF,
∠AEF=∠ABC= ( ≥90°),AF交CD于点G,探究∠GCF与 的数量关系.
问题探究 (1)先将问题特殊化,如图(2),当 =90°时,直接写出∠GCF的大小;
α α α
(2)再探究一般情形,如图(1),求∠GCF与 的数量关系.
α
α
问题拓展 将图(1)特殊化,如图(3),当 =120°时,若 ,求 的值.
α
【分析】问题探究(1)如图(2)中,在BA上截取BJ,使得BJ=BE.证明△EAJ≌△FEC(SAS),
推出∠AJE=∠ECF,可得结论;
(2)结论:∠GCF= ﹣90°;在AB上截取AN,使AN=EC,连接NE.证明方法类似;
问题拓展解:过点A作CD的垂线交CD的延长线于点P,设菱形的边长为3m.用m表示出BE,CE,
α
可得结论.
【解答】解:问题探究(1)如图(2)中,在BA上截取BJ,使得BJ=BE.
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∵四边形ABCD是正方形,
∴∠B=∠BCD=90°,BA=BC,
∵BJ=BE,
∴AJ=EC,
∵∠AEC=∠AEF+∠CEF=∠BAE+∠B,∠AEF=∠B=90°,
∴∠CEF=∠EAJ,
∵EA=EF,
∴△EAJ≌△FEC(SAS),
∴∠AJE=∠ECF,
∵∠BJE=45°,
∴∠AJE=180°﹣45°=135°,
∴∠ECF=135°,
∴∠GCF=∠ECF﹣∠ECD=135°﹣90°=45°;
(2)结论:∠GCF= ﹣90°;
理由:在AB上截取AN,使AN=EC,连接NE.
α
∵∠ABC+∠BAE+∠AEB=∠AEF+∠FEC+∠AEB=180°,
∠ABC=∠AEF,
∴∠EAN=∠FEC.
∵AE=EF,
∴△ANE≌△ECF(SAS).
∴∠ANE=∠ECF.
∵AB=BC,
∴BN=BE.
∵∠EBN= ,
α
∴ ,
∴∠GCF=∠ECF﹣∠BCD=∠ANE﹣∠BCD= ;
问题拓展:过点A作CD的垂线交CD的延长线于点P,设菱形的边长为3m.
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,
∴DG=m,CG=2m.
在Rt△ADP中,∠ADC=∠ABC=120°,
∴∠ADP=60°,
∴ m, ,
∴ =120°,
α
由(2)知, ,
∵∠AGP=∠FGC,
∴△APG∽△FCG.
∴ ,
∴ = ,
∴ ,
由(2)知, ,
∴ .
∴ .
6.(2023•福建)如图1,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,D是AB边上不与A,B重合的一个定点.
AO⊥BC于点O,交CD于点E.DF是由线段DC绕点D顺时针旋转90°得到的,FD,CA的延长线相
交于点M.
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(1)求证:△ADE∽△FMC;
(2)求∠ABF的度数;
(3)若N是AF的中点,如图2,求证:ND=NO.
【分析】(1)由DF是由线段DC绕点D顺时针旋转 90° 得到的,得∠FDC=90°,FD=CD,∠DFC
=45°,又AB=AC,AO⊥BC,可得∠BAO=∠DFC,根据∠EDA+∠ADM=90°,∠M+∠ADM=90°有
∠EDA=∠M,故△ADE∽△FMC;
(2)设BC与DF的交点为I,由∠DBI=∠CFI=45°,∠BID=∠FIC,有△BID∽△FIC, ,
即 ,可得△BIF∽△DIC,即得∠IBF=∠IDC=90°,从而∠ABF=∠ABC+∠IBF=135°;
(3)延长ON交BF于点T,连接DT,DO,由∠FBI=∠BOA=90°,知BF∥AO,∠FTN=∠AON,而
N是AF的中点,有AN=NF,可得△TNF≌△ONA(AAS),从而NT=NO,FT=AO,可证FT=CO,
△DFT≌△DCO(SAS),得DT=DO,∠FDT=∠CDO,即可得∠ODT=∠CDF=90°,故
.
【解答】(1)证明:如图:
∵DF是由线段DC绕点D顺时针旋转 90° 得到的,
∴∠FDC=90°,FD=CD,∠DFC=45°,
∵AB=AC,AO⊥BC,
∴ .
∵∠BAC=90°,
∴∠BAO=∠ABC=45°,
∴∠BAO=∠DFC,
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∵∠EDA+∠ADM=90°,∠M+∠ADM=90°
∴∠EDA=∠M,
∴△ADE∽△FMC;
(2)解:设BC与DF的交点为I,如图:
∵∠DBI=∠CFI=45°,∠BID=∠FIC,
∴△BID∽△FIC,
∴ = ,即 ,
∵∠BIF=∠DIC,
∴△BIF∽△DIC,
∴∠IBF=∠IDC,
∵∠IDC=90°,
∴∠IBF=90°,
∵∠ABC=45°,
∴∠ABF=∠ABC+∠IBF=135°;
(3)证明:延长ON交BF于点T,连接DT,DO,如图:
∵∠FBI=∠BOA=90°,
∴BF∥AO,
∴∠FTN=∠AON.
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∵N是AF的中点,
∴AN=NF,
∵∠TNF=∠ONA,
∴△TNF≌△ONA(AAS),
∴NT=NO,FT=AO,
∵∠BAC=90°,AB=AC,AO⊥BC,
∴AO=CO,
∴FT=CO,
由(2)知,△BIF∽△DIC,
∴∠DFT=∠DCO.
∵DF=DC,
∴△DFT≌△DCO(SAS),
∴DT=DO,∠FDT=∠CDO,
∴∠FDT+∠FDO=∠CDO+∠FDO,即∠ODT=∠CDF,
∵∠CDF=90°,
∴∠ODT=∠CDF=90°,
∴ .
7.(2023•南京)在平面内,将一个多边形先绕自身的顶点A旋转一个角度 (0°< <180°),再将旋转
后的多边形以点A为位似中心放大或缩小,使所得多边形与原多边形对应线段的比为k,称这种变换为
θ θ
自旋转位似变换.若顺时针旋转,记作T(A,顺 ,k);若逆时针旋转,记作T(A,逆 ,k).
例如:如图①,先将△ABC绕点B逆时针旋转50°,得到△A BC ,再将△A BC 以点B为位似中心缩
θ 1 1 1 1 θ
小到原来的 ,得到△A BC ,这个变换记作T(B,逆50°, ).
2 2
(1)如图②,△ABC经过T(C,顺60°,2)得到△A′B′C,用尺规作出△A′B′C.(保留作图
痕迹)
(2)如图③,△ABC经过T(B,逆 ,k )得到△EBD,△ABC经过T(C,顺 ,k )得到△FDC,
1 2
连接AE,AF.求证:四边形AFDE是平行四边形.
α β
(3)如图④,在△ABC中,∠A=150°,AB=2,AC=1.若△ABC经过(2)中的变换得到的四边形
AFDE是正方形.
Ⅰ.用尺规作出点D(保留作图痕迹,写出必要的文字说明);
Ⅱ.直接写出AE的长.
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【分析】(1)旋转60°,可作等边三角形DBC,ACE,从而得出B点和点A对应点D,E,进而作出图
形;
(2)根据△EBD和△ABC位似,△FDC与△ABC位似得出∠EBD=∠ABC, , ,进
而推出△EBA∽△DBC,从而 ,进而得出AE=DF,同理可得:DE=AF,从而推出四边形
AFDE是平行四边形;
(3)要使 AFDE是正方形,应使∠EAF=90°,AE=AF,从而得出∠BAE+∠FAC=270°﹣∠BAC=
120°,从而得出∠DBC+∠DCB=120°,从而∠BDC=60°,于是作等边△BCG,保证∠BDC=∠G=
▱
60°,作直径BD,保证BD=2CD,这样得出作法.
【解答】(1)解:如图1,
1.以B为圆心,BC为半径画弧,以C为圆心,BC为半径画弧,两弧在BC的上方交于点D,分别以
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A,C为圆心,以AC为半径画弧,两弧交于点E,
2.延长CD至B′,使DB′=CD,延长CE至A′,使A′E=CE,连接A′B′,
则△A′B′C就是求作的三角形;
(2)证明:∵△EBD和△ABC位似,△FDC与△ABC位似,
∴∠EBD=∠ABC, , ,
∴∠EBA=∠DBC,
∴△EBA∽△DBC,
∴ ,
∴ ,
∴AE=DF,
同理可得:DE=AF,
∴四边形AFDE是平行四边形;
(3)解:如图2,
1.以BC为边在BC上方作等边三角形GBC,
2.作等边三角形BCG的外接圆O,作直径BD,连接CD,
3.作∠DBE=∠ABC,∠BDE=∠ACB,延长BA,交 O于F,连接CF,DF,
则四边形AFDE是正方形,
⊙
证明:由上知:△EBA∽△DBC,△FAC∽△DBC,
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∴∠BAE=∠DCB,∠FAC=∠DBC, , ,
∴∠BAE+∠FAC=∠DCB+∠DBC,
要使 AFDE是正方形,应使∠EAF=90°,AE=AF,
∴∠BAE+∠FAC+∠BAC=270°,BD=2CD,
▱
∴∠BAE+∠FAC=270°﹣∠BAC=270°﹣150°=120°,
∴∠DBC+∠DCB=120°,
∴∠BDC=60°,
∴作等边△BCG,保证∠BDC=∠G=60°,作直径BD,保证BD=2CD,这样得出作法;
∵∠ABE=∠DBC=30°,∠EAB=∠BCD=90°,AB=2,
∴AE= AB= .
8.(2023•济南)在矩形ABCD中,AB=2,AD=2 ,点E在边BC上,将射线AE绕点A逆时针旋转
90°,交CD延长线于点G,以线段AE,AG为邻边作矩形AEFG.
(1)如图1,连接BD,求∠BDC的度数和 的值;
(2)如图2,当点F在射线BD上时,求线段BE的长;
(3)如图3,当EA=EC时,在平面内有一动点P,满足PE=EF,连接PA,PC,求PA+PC的最小值.
【分析】(1)由锐角三角函数可求∠BDC=60°,通过证明△ADG∽△ABE,可得 ;
(2)由“AAS”可证△ABE≌△GMF,可得BE=MF,AB=GM=2,由锐角三角函数可求MF=BE=
x,DG=2+x,利用(1)的结论可求解;
(3)通过证明△AGC 是等边三角形,可得PE=EF=AG=4,由旋转的性质可得PA=P'C,∠PEP'=
120°,EP=EP'=4,则当点P,C,P′三点共线时,PA+PC 的值最小,即可求解.
【解答】解:(1)∵矩形ABCD中,AB=2, ,
∴∠C=90°,CD=AB=2, ,
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∴ ,
∴∠BDC=60°,
∵∠ABE=∠BAD=∠EAG=∠ADG=90°,
∴∠EAG﹣∠EAD=∠BAD﹣∠EAD,
即∠DAG=∠BAE,
∴△ADG∽△ABE,
∴ ;
(2)如图2,过点F作FM⊥CG于点M,
∵∠ABE=∠AGF=∠ADG=90°,AE=GF,
∴∠BAE=∠DAG=∠CGF,∠ABE=∠GMF=90°,
∴△ABE≌△GMF(AAS),
∴BE=MF,AB=GM=2,
∴∠MDF=∠BDC=60°,FM⊥CG,
∴ ,
∴ ,
设 DM=x,则 ,
∴DG=GM+MD=2+x,
由(1)可知: ,
∴ ,
解得 x=1,
∴ ;
(3)如图3,连接AC,将△AEP绕点E顺时针旋转 120°,EA与EC重合,得到△CEP',连接PP',
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矩形ABCD中,AD=BC= ,AB=2,
∴tan∠ACB= = ,
∴∠ACB=30°,
∴AC=2AB=4,
∵EA=EC,
∴∠EAC=∠ACE=30°,∠AEC=120°,
∴∠ACG=∠GAC=90°﹣30°=60°,
∴△AGC 是等边三角形,AG=AC=4,
∴PE=EF=AG=4,
∵将△AEP绕点E顺时针旋转 120°,EA与EC重合,得到△CEP',
∴PA=P'C,∠PEP'=120°,EP=EP'=4,
∴ ,
∴当点P,C,P′三点共线时,PA+PC 的值最小,
此时为 .
【中考模拟练】
1.(2024•浙江模拟)如图,AB是 O的直径,弦CD⊥AB于点E,在BC上取点F,使得CF=CE,连结
⊙
AF交CD于点G,连结AD.若CG=GF,则 的值等于( )
A. B. C. D.
【分析】由射影定理可得BC2=AB•BE,AC2=AB•AE,通过证明△ACF∽△BEC,可得AC=BE,可求
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AC= AB,即可求解.
【解答】解:如图,连接AC,
∵AB是 O的直径,
∴∠ACB=90°,
⊙
∵CD⊥AB,
∴AC=AD,∠CEB=∠CEA=90°,
∴∠ABC+∠CAB=90°,∠ABC+∠BCE=90°,
∴∠BAC=∠BCE,
∴△BCE∽△BAC,
∴ ,
∴BC2=AB•BE,
同理可得:AC2=AB•AE,
∵CG=GF,
∴∠CFG=∠FCG,
∴△ACF∽△BEC,
∴ ,
∵CF=CE,
∴AC=BE,
∴AC2=AB•AE=AB(AB﹣AC),
∴AC= AB(负值舍去),
∴BE= AB,
∴AE= AB,
∴ = = = ,
故选:A.
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2.如图,已知在矩形ABCD中,M是AD边的中点,BM与AC垂直,交直线AC于点N,连接DN,则下
列四个结论中:
①CN=2AN;②DN=DC;③tan∠CAD= ;④△AMN∽△CAB.
正确的有( )
A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④
【分析】通过证明△AMN∽△CBN,可得 ,可证CN=2AN;过D作DH∥BM交AC于G,可证
四边形BMDH是平行四边形,可得BH=MD= BC,由直角三角形的性质和等腰三角形的性质可得
DN=DC;由平行线性质可得∠DAC=∠ACB,∠ABC=∠ANM=90°,可证△AMN∽△CAB,通过证明
△ABM∽△BCA,可得 ,可求AB= BC,即可得tan∠DAC= ,则可求解.
【解答】解:∵AD∥BC,
∴△AMN∽△CBN,
∴ ,
∵M是AD边的中点,
∴AM=MD= AD= BC,
∴ ,
∴CN=2AN,故①正确;
如图,过D作DH∥BM交AC于G,连接NH,
∵DH∥BM,BM⊥AC,
∴DH⊥AC,
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∵DH∥BM,AD∥BC,
∴四边形BMDH是平行四边形,
∴BH=MD= BC,
∴BH=CH,
∵∠BNC=90°,
∴NH=HC,且DH⊥AC,
∴DH是NC的垂直平分线,
∴DN=CD,故②正确;
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,∠ABC=90°,AD=BC,
∴∠DAC=∠ACB,∠ABC=∠ANM=90°,
∴△AMN∽△CAB,故④正确;
∵AD∥BC,
∴∠DAC=∠BCA,且∠BAC+∠ACB=90°,∠DAC+∠AMB=90°,
∴∠BAC=∠AMB,且∠BAM=∠ABC,
∴△ABM∽△BCA,
∴ ,
∴AB2= BC2,
∴AB= BC,
∵tan∠DAC=tan∠ACB= ,
∴tan∠DAC= ,故③错误,
故选:C.
3.(2024•鼓楼区校级模拟)如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AD⊥BC于点D,E为AC边上的中点,
连接BE交AD于F,将△AFE沿着AC翻折到△AGE,恰好有GE∥AD,则下列结论:①四边形AFEG
为菱形;②2AE2=BD•BC;③S△ABF =S△CBF ;④连接BG, .上述结论中正确的有
①②③ .(填正确的序号).
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【分析】由折叠的性质可得AF=AG,EF=GE,∠EAF=∠EAG,由平行线的性质可得∠EAG=
∠GEA,可证AG=GE=AF=EF,可判断①;通过证明△BAE∽△CAB,△BAD∽△BCA,可得AB2=
AE•AC,AB2=BC•BD,可判断②;由中线的性质可得S△ABF = S△ABE ,S△BFC = S△BEC ,可判断③;
设AE=x,则AC=2x,利用x表示GH,BH的长,可求tan∠ABG= = ,可判断④,即可求解.
【解答】解:①∵将△AFE沿着AC翻折到△AGE,
∴△AFE≌△AGE,
∴AF=AG,EF=GE,∠EAF=∠EAG,
∵GE∥AD,
∴∠FAE=∠GEA,
∴∠EAG=∠GEA,
∴AG=GE,
∴AF=AG=EF=EG,
∴四边形AFEG是菱形,
故①正确;
②∵AD⊥BC,
∴∠ADB=∠BAC=90°,
又∵∠ABD=∠ABC,
∴△BAD∽△BCA,
∴ ,
∴AB2=BC•BD,
∵AF=EF,
∴∠FAE=∠FEA,
∵∠BAE=90°,
∴∠FAB=∠FBA,
∴AF=BF,
∵∠ABF+∠AEB=90°,∠BAF+∠ABD=90°,
∴∠ABD=∠AEB,
又∵∠BAE=∠BAE=90°,
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∴△BAE∽△CAB,
∴ ,
∴AB2=AE•AC,
∵E为AC边上的中点,
∴AC=2AE,
∴AB2=AE•AC=2AE2=BC•BD,
故②正确;
③∵AE=EC,
∴S△ABE =S△BEC ,
∵BF=EF,
∴S△ABF = S△ABE ,S△BFC = S△BEC ,
∴S△ABF =S△CBF ;
故③正确;
④如图,过点G作GH⊥AB,交BA的延长线于H,
设AE=x,则AC=2x,
∵AB2=AE•AC,
∴AB= x,
∴BE= = = x,
∴AF=EF= x,
∵四边形AFEG是菱形,
∴AG∥BE,AG=AF= x,
∴∠HAG=∠ABE,
又∵∠H=∠BAE=90°,
∴△BAE∽△AHG,
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∴ = = = ,
∴AH= AB= x,HG= AE= ,
∴BH=AH+AB= x,
∴tan∠ABG= = = ,
故④错误,
故答案为:①②③.
4.三国时期魏国的数学家刘徽为古籍《九章算术》作注释时提出了一个以形证数的勾股定理证明方法,
可惜图已失传,只留下一段文字:“勾自乘为朱方,股自乘为青方,令出入相补,各从其类,因就其余
不动也,合成弦方之幂,开方除之,即弦也.”后人根据这段文字补了一张图,如图所示,大意是:
Rt△ABC,以AB为边的正方形ABDE为朱方,以BC为边的正方形BCGF为青方,引AC为边的正方形
切割朱方和青方,多出的部分正好可以和弦方缺亏的部分相补.若 ,则 = .
【分析】由DJ∥BA证明△JDC∽△ABC,则 = = ,求得 = ,再证明
△HCG≌△ACB,得HG=AB=BD,推导出HF=CD,再证明△HKF≌△CJD,得KF=JD,则 =
= ,于是得到问题的答案.
【解答】解:∵四边形ABDE是正方形,△ABC是直角三角形,
∴DE∥BA,∠ABD=∠ABC=90°,
∴点D在BC边上,
∵DJ∥BA,
∴△JDC∽△ABC,
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∴ = ,
∵ = ,
∴ = ,
∴ = 或 = (不符合题意,舍去),
∵四边形ACHI和四边形BCGF都是正方形,
∴HC=AC,GC=BC=FG,AC∥IH,∠ACH=∠BCG=∠CBF=∠F=∠FGC=90°,
∴∠HCG=∠ACB=90°﹣∠BCH,
∴△HCG≌△ACB(SAS),
∴HG=AB=BD,∠HGC=∠ABC=90°=∠FGC,
∴点H在FG边上,
∴FG﹣HG=BC﹣BD,
∴HF=CD,
∵∠ABC+∠CBF=180°,
∴A、B、F三点在同一条直线上,
∴∠HKF=∠CAB=∠CJD,
∵∠JDC=∠ABC=90°,
∴∠F=∠JDC,
∴△HKF≌△CJD(AAS),
∴KF=JD,
∴ = = ,
故答案为: .
5.(2024•安徽模拟)问题情境:在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,CD是边AB上的高,点
E为AC上一点,连接DE,过点D作DF⊥DE交BC于点F.
猜想与证明:
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(1)如图1,当点E为边AC的中点时,试判断点F是否为边BC的中点,并说明理由;
(2)如图2,连接EF,试判断△DEF与△ABC是否相似,并说明理由;
问题解决:
(3)如图3,当CE=CF时,试求线段CF的长.
【分析】(1)由勾股定理求出AB=10,由面积求出 ,再由勾股定理求出 ,证明
△CDE∽△BDF,得出 ,求出BF=4,CF=BC﹣BF=4,故可得点F是BC的中点;
(2)由(1)知△CDE∽△BDF得 ,又 ,可得 ,即 ,且∠EDF=∠ACB
=90°,从而可证△EDF∽△ACB;
(3)由(1)得 ,求出 ,且CF=CE,由CF+BF=8,代入 ,从而可求出
CF的长.
【解答】解:(1)点F是边BC的中点,理由:
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,
∴ ,
∵CD是边AB上的高,
∴ ,
∴ ,
在Rt△BCD中, ,
∵CD⊥AB,
∴∠B+∠BCD=90°,
又∠ACB=∠ACD+∠BCD=90°,
∴∠ACD=∠B,
∵DE⊥DF,
∴∠EDC+∠CDF=90°,
∵CD⊥AB,
∴∠CDF+∠BDF=90°,
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∴∠EDC=∠FDB,
∴△CED∽△BFD,
∴ ,
∵E点是AC的中点,
∴ ,
∴ ,
解得,BF=4,
∴CF=BC﹣BF=8﹣4=4,
∴BF=CF,即点F是BC边的中点;
(2)由(1)知△CED∽△BFD,
∴ ,
又 ,
∴ ,
∴ ,
又∠EDF=∠ACB=90°,
∴△DEF∽△ABC;
(3)由(1)知△CED∽△BFD,
∴ ,
∴ ;
又CE=CF,CF+BF=BC,
∴ ,
解得, ,
即线段CF的长为 .
6.(2024•武侯区校级一模)(1)如图1,在直角△ABC中,∠ACB=90°,过C作CD⊥AB交AB于点
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D,求证:CD2=AD•BD;
(2)如图2,在菱形ABCD中,过C作CE⊥AB交AB的延长线于点E,过E作EF⊥AD交AD边于点
F.①若 ,求 的值;②若 (n>2),直接写出 的值(用含n的式子表示);
(3)如图3,在菱形ABCD中,∠A=60°,点E在CD上,EC=2且 =a,点F为BC上一点,连接
EF,过E作EG⊥EF交AD于点G,EG•EF= a,求AG的值(用含a的式子表示).
【分析】(1)证明△ACD∽△CBD,得出 ,即可得出结论;
(2)①由(1)可得EG2=CG⋅BG,设BG=a,CG=8a,则BC=9a,推出sin∠GEB= ,求出
AF、DF即可推出结果;②仿①可推出结果;
(3)延长FE交AD的延长线于点M,连接GF,过点E作EH⊥DM于点H,证明△EDM∽△ECF,得
出 =a =a,由(1)可得 ,得HE2=HM⋅HG,设AG=x,则GD=AD﹣
AG=2a+2﹣x,GH=GD+HD=2a+2﹣x+a=3a+2﹣x,HM=GM﹣GH=
从而得出 ,求出
x的值即可.
【解答】(1)证明:∵∠ACB=90°,CD⊥AB,
∴∠ACD=∠ACB﹣∠DCB=90﹣∠DCB=∠B,∠ADC=∠CDB=90°,
∴△ACD∽△CBD,
∴ ,
∴CD2=AD⋅BD;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AD∥BC,
∵EF⊥AD,
∴EF⊥BC,
又CE⊥AB,由(1)可得EG2=CG⋅BG,
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①∵ ,设BG=a,CG=8a,则BC=9a,
∴EG= a,
∴BG= =3a,
∴sin∠GEB= ,
∵AB=BC=9a,
∴AE=AB+BE=9a+3a=12a,
∴AF=AE•sin∠FEA=12a× =4a,
∴DF=BD﹣BF=9a﹣4a=5a,
∴ ;
②∵ (n>2),设BG=1,则CG=n,
∴GE= ,
∴BE= ,
∴sin∠FEA= ,
∴AB=BC=n+1,
∴AE=n+1+ ,
∴AF= +1,
∴DF=AD﹣AF=n+1﹣ ,
∴ ;
(3)解:如图所示,延长FE交AD的延长线于点M,连接GF,过点E作EH⊥DM于点H,
∵菱形ABCD中,EC=2且 =a,
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∴CD=2a+2,CE=2,
∴AD=CD=2a+2,DE=2a,
∵DM∥FC,
∴△EDM∽△ECF,
∴ =a =a,
∵EG⋅EF= a,
∴S△MGE =aS△EFG = ,
在Rt△DEH中,∠HDE=∠A=60°,
∴EH= DE= a,DH= DE=a,
∴ ,
∴MG= a,
∵GE⊥EF,EH⊥MG,
由(1)可得 ,
∴HE2=HM⋅HG,
设AG=x,则GD=AD﹣AG=2a+2﹣x,GH=GD+HD=2a+2﹣x+a=3a+2﹣x,HM=GM﹣GH=
∴ ,
解得:x=2+3a﹣ 或x=2+3a﹣ a,
即AG=2+3a﹣ 或AG=2+3a﹣ a.
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