文档内容
专题 27.33 相似三角形几何模型-一线三等角(基础篇)
(专项练习)
一、单选题
1.如图,在正方形ABCD中,P是BC上一点(点P不与点B,C重合),连接AP.
作PE⊥AP,PE交CD于点E.若AB=6,点P为BC的中点,则DE=( )
A. B. C. D.
2.如图,在矩形ABCD中,点E、F分别在边AD、DC上, ,AB=
6,DE=2,DF=3,则BE的长是( )
A.12 B.15 C. D.
3.如图,在等边三角形ABC中,AB=4,P是边AB上一点,BP= ,D是边BC上
一点(点D不与端点重合),作∠PDQ=60°,DQ交边AC于点Q.若CQ=a,满足条件
的点D有且只有一个,则a的值为( )
A. B. C.2 D.3
4.如图,在 ABC中,AB=AC,D在AC边上,E是BC边上一点,若AB=3,AE=2,∠AED=∠B,则AD的长为( )
A. B. C. D.
5.如图,在 中, ,点 是边 上一点,且 ,下列说法
错误的是( )
A. B.
C. D.
6.如图,在 ABC中,AB=AC,D在AC边上,E是BC边上一点,若AB=6,AE=
△
3 ,∠AED=∠B,则AD的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.5.5
7.如图,在等边三角形ABC中,P为边BC上一点,D为边AC上一点,且
∠APD=60°,BP=1,CD= ,则ΔABC的边长为( )A.3 B.4 C.5 D.6
8.如图,D是等边三角形ΔABC边上的点,AD=3,BD=5,现将ΔABC折叠,使点
C与点D重合,折痕为EF,且点E点F分别在边AC和BC上,则 的值为( )
A. B. C. D.
9.如图,在矩形ABCD中,E,F,G分别在AB,BC,CD上,DE⊥EF,EF⊥FG,
BE=3,BF=2,FC=6,则DG的长是( )
A.4 B. C. D.5
10.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 米,同时量得
米, 米,则旗杆高度 为( )A.7.5米 B. 米 C.7米 D.9.5米
二、填空题
11.如图,在矩形 中, 是 上的点,点 在 上,要使 与 相
似,需添加的一个条件是_______(填一个即可).
12.如图,在边长为a的正方形中,E、F分别为边BC和CD上的动点,当点E和点F
运动时, AE和EF保持垂直.则①△ABE∽△FCE;②当BE= a时、梯形ABCF的面积最
大;③当点E运动到BC中点时Rt ABE∽Rt△AEF;④当Rt ABE∽Rt△AEF时cos∠AFE= 其
中正确结论的序号是 .
13.如图,在正方形 中, 是 的中点, 是 上一点,且 ,
给出下列结论:① ;② ;③ ;④ .其
中正确结论的序号为________.14.如图,四边形 是正方形, ,E是 中点,连接 , 的垂直平
分线分别交 于M、O、N,连接 ,过E作 交 于F,则
______.
15.如图,在矩形ABCD中,E,F分别是边BC,CD上的点, , ,
,若 与以E,C,F为顶点的三角形相似,则BE的长为______.
16.如图,在等边三角形ABC中,点D、点E分别在BC,AC上,且∠ADE=60°,
(1)写出和∠CDE相等的角:______;
(2)若AB=3,BD=1,则CE长为______.
17.如图,在矩形ABCD中,点E、F分别在边AD、DC上,△ABE∽△DEF,AB=3,
AE=4,DE=1.2,则EF=_____.18.如图, 是等边三角形 的边 上一点,且 : : ,现将 折
叠,使点 与点 重合,折痕为 ,点 、 分别在 和 上,且 : 的值为
______.
19.如图,在矩形 中, 是 的中点,连接 ,过点 作 交 于
点 .若 , ,则 的长为______.
20.如图,将长方形纸片ABCD沿MN折叠,使点A落在BC边上点A′处,点D的对
应点为D′,连接A'D′交边CD于点E,连接CD′,若AB=9,AD=6,A'点为BC的中点,
则线段ED'的长为 _____.
三、解答题
21.如图,正方形ABCD中,点E,F,G分别在AB,BC,CD上,且∠EFG=90°.
求证:△EBF∽△FCG.22.如图,等边三角形 ACB的边长为3,点P为BC上的一点,点D为AC上的一点,
连接AP、PD,∠APD=60°.△
(1) 求证: ABP∽ PCD;
(2) 若PC=△2,求C△D的长.
23.如图,在△ABC中,AD是角平分线,点E是边 上一点,且满足 .
(1) 证明: ;
(2) 若 , ,求AB的长.
24.如图,在 中, , ,D为BC边上一点,E为AC边上
一点,且 ,求证: .25.在矩形ABCD中, , ,将矩形折叠,使点A落在点P处,折痕为
DE.
(1)如图①,若点P恰好在边BC上,连接AP,求 的值;
(2)如图②,若E是AB的中点,EP的延长线交BC于点F,求BF的长.
26.通过对下面数学模型的研究学习,解决下列问题:
(1)如图1,点A在直线l上, ,过点B作 于点C,过点D
作 交于点E.由 ,得 .又 ,
可以推理得到 .进而得到结论: _____, _____.我们把这
个数学模型称为“K字”模型或“一线三直角”模型;
(2)如图 2, 于点 C, 于点
G,由(1)易知 _______, 与直线l交于点P,求证: .参考答案:
1.B
【分析】
根据正方形的性质,余角,可证明出△ABP∽△PCE,再根据相似三角形的性质即可求
出CE的值,最后根据线段的和差关系即可求解.
解:在正方形ABCD中,AB=BC=CD=6,∠B=∠C=90°,
∵P为BC中点,
∴BP=PC= AB=3,∵AP⊥PE,
∴∠APE=90°=∠APB+∠EPC,
∵∠B=90°,
∴∠APB+∠BAP=90°,
∴∠BAP=∠EPC,
∵∠B=∠C=90°,
∴△ABP∽△PCE,
∴ ,即 ,
∴ ,
∴DE=CD-CE= ,
故选:B.
【点拨】本题主要考查了正方形的性质、相似三角形的判定与性质,证得
△ABP∽△PCE是解答本题的关键.
2.C
【分析】
利用相似三角形的性质求出AE的长,再利用勾股定理求解即可.
解:∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵矩形ABCD中,∠A=90°,
∴ ,
故选:C.
【点拨】本题考查了矩形的性质、相似三角形的性质、勾股定理,解题关键是求出AE
的长后利用勾股定理求解.
3.B
【分析】先证明△BPD∽△CDQ,利用相似三角形的性质得出比例式,进而建立关于BD的一元
二次方程,再判别式为0,建立方程求解,即可得出结论.
解:∵△ABC是等边三角形,
∴∠B=∠C=60°,
∴∠BPD+∠BDP=180°-∠B=120°,
∵∠PDQ=60°,
∴∠BDP+∠CDQ=120°,
∴∠BPD=∠CDQ,
∵∠B=∠C=60°,
∴△BPD∽△CDQ,
∴ ,
∴ ,
∴2BP2-8BP+3a=0,
∵满足条件的点P有且只有一个,
∴方程2BP2-8BP+3a=0有两个相等的实数根,
∴△=82-4×2×3a=0,
∴a= .
故选:B.
【点拨】此题是相似形综合题,主要考查了等式的性质,相似三角形的判定和性质,
一元二次方程根的判别式,利用方程的思想解决问题是解本题的关键.
4.C
【分析】
由等边对等角可得∠B=∠C,即得出∠C=∠AED.再结合题意易证△EAD △CAE,即
∼
得出 ,代入数据即可求出AD的长.
解:根据题意可知AB=AC=3,
∴∠B=∠C,
∵∠B=∠AED,∴∠C=∠AED,
又∵∠EAD=∠CAE,
∴△EAD △CAE,
∼
∴ ,即 ,
解得: ,
故选C.
【点拨】本题考查等腰三角形的性质,相似三角形的判定和性质.掌握相似三角形的
判定方法是解题关键.
5.D
【分析】
根据 和 ,可证得△ABD∽△DCE,△ADE∽△ACD,再逐项判断即
可求解.
解:∵ ,
∴∠B=∠C,
∵∠ADC=∠B+∠BAD,∠ADC=∠ADE+∠CDE, ,
∴∠BAD=∠CDE,
∴△ABD∽△DCE,故C正确,不符合题意;
∴ ,
∴ ,故A正确,不符合题意;
∵ ,
∴∠B=∠C,
∵ ,
∴∠ADE=∠C,
∵∠DAE=∠CAD,
∴△ADE∽△ACD,故B正确,不符合题意;
∴ ,∠AED=∠ADC,
∵点 是边 上一点,
∴AC不一定等于CD,
∴∠ADC不一定等于∠DAC,∴∠AED不一定等于∠DAC,
∴AD不一定等于DE,故D错误,符合题意;
故选:D.
【点拨】本题主要考查了相似三角形的判定和性质,解题的关键是熟练掌握相似三角
形的判定和性质定理.
6.A
【分析】
由等边对等角可得 ,即得出 .再结合题意易证 ,
即得出 ,代入数据即可求出AD的长.
解:根据题意可知 ,
∴ .
∵ ,
∴ .
又∵ ,
∴ ,
∴ ,即 ,
解得: .
故选A
【点拨】本题考查等腰三角形的性质,三角形相似的判定和性质.掌握三角形相似的
判定方法是解题关键.
7.A
【分析】
根据等边三角形性质求出AB=BC=AC,∠B=∠C=60°,推出∠BAP=∠DPC,证
△BAP∽△CPD,得出 ,代入求出即可.
解:∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC=AC,∠B=∠C=60°,
∴∠BAP+∠APB=180°-60°=120°,
∵∠APD=60°,∴∠APB+∠DPC=180°-60°=120°,
∴∠BAP=∠DPC,
即∠B=∠C,∠BAP=∠DPC,
∴△BAP∽△CPD,
∴
∵ ,CP=BC-BP=x-1,BP=1,
∴
解得:AB=3.
故选A.
【点拨】本题考查了相似三角形的性质和判定,等边三角形的性质,三角形的内角和
定理的应用,关键是推出△BAP∽△CPD,主要考查了学生的推理能力和计算能力.
8.A
【分析】
根据等边三角形的性质、相似三角形的性质得到∠AED=∠BDF,根据相似三角形的周
长比等于相似比计算即可.
解:∵△ABC是等边三角形,
∴∠A=∠B=∠C=60°,AB=AC=BC=3+5=8,
由折叠的性质可知,∠EDF=∠C=60°,EC=ED,FC=FD,
∴∠AED=∠BDF,
∴△AED∽△BDF,
∴ ,
∴ ,
故选A.
【点拨】本题考查的是翻转变换的性质、相似三角形的判定和性质,掌握相似三角形
的判定定理和性质定理、翻转变换的性质是解题的关键.
9.B
【分析】先运用勾股定理可求得EF, 过G作GH⊥DE垂足为H,则四边形EFGH是矩形可得
HG=EF,再说明△EBF∽△DAE、△DAE∽△GHD,进一步可得△EBF∽△GHD,最后运用相似
三角形的性质解答即可.
解:∵在Rt△BEF中,BF=2,BE=3
∴EF=
如图:过G作GH⊥DE垂足为H,
∵DE⊥EF,EF⊥FG
∴四边形EFGH是矩形
∴HG=EF=
∵矩形ABCD
∴∠A=∠B=90°
∴∠AED+∠ADE=90°
∵DE⊥EF
∴∠AED+∠BEF=90°
∴∠BEF=∠ADE
又∵∠A=∠B=90°
∴△EBF∽△DAE
同理:△DAE∽△GHD
∴△EBF∽△GHD
∴ ,即 ,解得DG= .
故选B.【点拨】本题主要考查了矩形的判定与性质、运用勾股定理解直角三角形、相似三角
形的判定与性质等知识点,灵活运用相似三角形的判定与性质是解答本题的关键.
10.A
【分析】
由平面镜反射可得: 再证明 再利用相似三角形的性质
可得答案.
解:由平面镜反射可得:
米, 米, 米,
解得: ,经检验:符合题意,
旗杆高度 为7.5米.
故选A
【点拨】本题考查的是相似三角形的应用,掌握“利用相似三角形的性质列方程求
解”是解本题的关键.
11. 或∠BAE=∠CEF,或∠AEB=∠EFC(任填一个即可)
【分析】
根据相似三角形的判定解答即可.
解:∵矩形ABCD,
∴∠ABE=∠ECF=90 ,
∴添加∠BAE=∠CEF,或∠AEB=∠EFC,或AE⊥EF,
∴△ABE∽△ECF,
故答案为:∠BAE=∠CEF,或∠AEB=∠EFC,或AE⊥EF.
【点拨】此题考查相似三角形的判定,关键是根据相似三角形的判定方法解答.
12.①②③
解:①证明:∵四边形ABCD为正方形,
∴∠B=∠C=90°,
又∵AE⊥EF,∴∠AEF=90°,
∴∠AEB+∠FEC=90°,
而∠AEB+∠BAE=90°,
∴∠BAE=∠FEC,
∴Rt△ABE∽Rt△ECF,故①正确
② 解 :∵Rt△ABE∽Rt△ECF,
∴AB:EC=BE:CF,
又∵AB=a,设BE=x,则CE=a﹣x,
∴a:(a﹣x)=x:CF,
∴CF= ,
∴
∴当 时, 取得最大值.故②正确
③当点E运动到BC中点时,BE=EC=
在直角三角形ABE中,由勾股定理解得
又由Rt△ABE∽Rt△ECF可知
即
解得CF= ,EF=所以在直角三角形AEF中,由勾股定理得
在直角三角形ABE和直角三角形AEF中,
∴Rt ABE与Rt△AEF相似.故③正确
④由③可知当Rt ABE∽Rt△AEF时,点E是BC的中点
∴
∴ .故④错误
考点:相似三角形的判定与性质;正方形的性质;梯形
点评:本题主要考查相似三角形的判定与性质,掌握相似三角形的判定定理,灵活运
用勾股定理是本题的关键
13.
【分①析】②③
容易证明① ABE∽ ECF;利用①可得 ,可得③AE⊥EF;且可
△ △
得 可证得② ABE∽ AEF,而 所以④不正确.
△ △
解:∵E为BC中点,CF:CD=1:4,
∴ 且∠B=∠C,
∴ ABE∽ ECF,
∴△①正确;△
∴∠BAE=∠FEC,且
∴
∴
∴AE⊥EF,
∴③正确;由①可得
∴ ,且
∴ ABE∽ AEF,
∴△②正确;△
∵
∴
∴ ADF和 ECF不相似,
∴△④不正确△,
综上可知正确的为:①②③,
故答案为①②③.
【点拨】考查相似三角形的判定与性质,掌握相似三角形的判定方法是解题的关键.
14.2
【分析】
垂直平分 ,得出 ,利用 ,在 中利用勾股定理求
得 的长,再证明 ,利用相似比求得 的长度,进而求得 的长度.
解:设 ,则
垂直平分
在 中,
又∵E是 中点
∴
解得
又∵故答案为:2.
【点拨】本题考查线段垂直平分线的应用,勾股定理及相似三角形的应用,解决本题
的关键是各知识点的综合应用.
15. 或
【分析】
设BE=x,当 ∽ ECF时, 即 ,当 ∽ FCE时,
△ △
即 ,解方程即可.
解:设BE=x,
当 ∽ ECF时, 即
△
整理得 ,
解得 ,
经检验都符合题意,
当 ∽ FCE时, 即 ,
△
解得 .
经检验符合题意,
故答案为 或 .
【点拨】本题考查三角形相似性质,列分式方程,正确三角形相似性质,列分式方程
是解题关键.
16. ∠BAD【分析】
(1) 根据△ABC是等边三角形,得到∠B=∠C= 60°, AB= BC;又因为
∠ADC=∠B+∠BAD,∠EDC+∠ADE= ∠B+∠BAD就得到∠EDC=∠BAD
(2) 因为∠EDC=∠BAD,∠C=∠B得到△ABD~△DCE,得到 ,即可求出
EC;
(1) 证明: ∵△ABC是等边三角形,
∠B=∠C= 60°, AB= BC;
又∵∠ADC=∠B+∠BAD
∠EDC+∠ADE= ∠B+∠BAD
又∵∠ADE=∠B=60°
∴∠EDC=∠BAD
所以和∠CDE相等的角为:∠BAD
故答案为:∠BAD
(2) ∵∠EDC=∠BAD
∴∠C=∠B
△ABD~△DCE,
又
解得:EC=
故答案为: ;
【点拨】此题主要考查了等边三角形的性质和相似三角形的判定和性质,能够证得
△ABD~△DCE是解答此题的关键.
17.2
【分析】
由勾股定理,求出BE=5,由△ABE∽△DEF,得 = ,进而求出EF的长.解:在矩形ABCD中
∠A=90°
∵AB=3,AE=4
∴BE= = =5
∵△ABE∽△DEF
∴ =
∴ =
解得EF=2
故答案为:2.
【点拨】本题主要考查相似三角形的性质,借助于矩形的性质和勾股定理求边长,熟
练掌握以上性质是解题的关键.
18.
【分析】
设AD=k,则DB=2k,得到AB=AC=BC=3k,∠A=∠B=∠C=∠EDF=60°,进而
证明△AED∽△BDF,得到△AED与△BDF的相似比为4:5,即可求出CE:CF=DE:DF
=4:5,问题得解.
解:设AD=k,则DB=2k,
∵△ABC为等边三角形,△CEF折叠得到△DEF,
∴AB=AC=BC=3k,∠A=∠B=∠C=∠EDF=60°,
∴∠EDA+∠FDB=120°,∠EDA+∠AED=120°,
∴∠FDB=∠AED,
∴△AED∽△BDF,
由△CEF折叠得到△DEF,得
CE=DE,CF=DF,
∴△AED的周长为4k,△BDF的周长为5k,
∴△AED与△BDF的相似比为4:5,
∴CE:CF=DE:DF=4:5.
故答案为: .【点拨】本题主要考查了相似的性质与判定、等边三角形的性质、翻折变换的性质及
其应用等知识,熟知等边三角形、翻折变换的性质,借助相似三角形的判定与性质(用含
有k的代数式表示)将两条线段的比转化为相似比是解题的关键.
19.
【分析】
结合矩形的性质证明 可求得 的长,再利用 可求解.
解: 四边形 为矩形,
, ,
,
,
,
,
,
,
,
是 的中点, ,
,
,
,
解得 ,
.
故选: .
【点拨】本题主要考查矩形的性质,相似三角形的判定与性质,证明 是
解题的关键.
20.
【分析】
根据折叠的性质可得 , ,设 ,则,由线段中点可得 ,在 中,利用勾股定理
可得 , ,利用相似三角形的判定定理及性质可得 ,
,代入求解,同时根据线段间的数量关系即可得出结果.
解:将长方形纸片ABCD沿着MN折叠,使点A落在BC边上点 处,
∴ , ,
设 ,则 ,
∵ 是BC的中点,
∴ ,
在 中,
,
即 ,
解得: ,
∴ , ,
∵ , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,即 ,
∴ ,
∴ ,
故答案为:
【点拨】题目主要考查长方形中的折叠问题,包括勾股定理,相似三角形的判定及性
质等,结合图形,熟练掌握运用折叠的性质及相似三角形的性质是解题关键.
21.见分析
【分析】
根据正方形的性质得∠B=∠C=90°,再利用等角的余角相等得∠BEF=∠CFG,然后根据有两组角对应相等的两个三角形相似可得到△EBF∽△FCG.
解:∵四边形ABCD为正方形,
∴∠B=∠C=90°,
∴∠BEF+∠BFE=90°,
∵∠EFG=90°,
∴∠BFE+∠CFG=90°,
∴∠BEF=∠CFG,
∴△EBF∽△FCG.
【点拨】本题考查正方形的性质,相似三角形的判定,解的关键是掌握相似三角形的
判定定理.
22.(1)见分析(2)CD的长为
【分析】
(1)由等边三角形和∠APD=60°得,∠B=∠C=∠APD=60°,∠APB+∠CPD=120°,在
APB中,∠APB+∠BAP=120°,由此可得∠BAP=∠CPD.因此 ABP∽ PCD;
△ △ △
(2)由(1)的结论 ABP∽ PCD 可得 ,从而可以求出线段CD的长.
△ △
(1)证明:∵等边三角形ABC,∴∠B=∠C=60°,∵∠APD=60°,
∴∠APB+∠CPD=120°,在 APB中,∠APB+∠BAP=120°,∴∠BAP=∠CPD,
∴△ABP∽△PCD; △
(2)解:等边三角形边长为3,PC=2,由(1)得 ABP∽ PCD, ,∴
△ △
,∴CD= .答:CD的长为 .
【点拨】本题考查了相似三角形的性质和判定,等边三角形的性质,三角形的内角和
定理的应用,关键是推出 ABP∽ PCD.
△ △
23.(1)见分析(2)
【分析】
(1)证出∠BAD=∠EAD.根据相似三角形的判定可得出结论;
(2)由相似三角形的性质可得出 ,则可得出答案.
解:(1)∵AD是∠BAC的角平分线,∴∠BAD=∠EAD.
∵∠ADE=∠B,
∴△ADB∽△AED.
(2)∵△ADB∽△AED,
∴ ,
∵AE=3,AD=5,
∴ ,
∴ .
【点拨】本题考查了相似三角形的判定与性质以及三角形内角和定理,熟练掌握相似
三角形的判定定理和性质定理是解题的关键.
24.见分析
【分析】
利用三角形的外角性质证明∠EDC=∠DAB,即可证明△ABD∽△DCE.
证明:∵AB=AC,且∠BAC=120°,
∴∠ABD=∠ACB=30°,
∵∠ADE=30°,
∴∠ABD=∠ADE=30°,
∵∠ADC=∠ADE+∠EDC=∠ABD+∠DAB,
∴∠EDC=∠DAB,
∴△ABD∽△DCE.
【点拨】本题考查了三角形相似的判定、等腰三角形的性质、三角形的外角性质,利
用三角形的外角性质证明∠EDC=∠DAB是解题的关键.
25.(1) (2)
【分析】
(1)根据矩形的性质可得∠BAD=∠ABC=90°,再由折叠的性质可得 .
可证得 ∽ .即可求解;
(2)过点E作 交AD于H,由折叠的性质可得 ,从而得到.然后设 ,则 ,由勾股定理可得 ,从而得到
.再证得 ∽ ,即可求解.
(1)解:在矩形ABCD中,∠BAD=∠ABC=90°,
∴ ,
由折叠性质得: ,
∴ ,
∴ .
∵ ,
∴ ∽ .
∴ .
(2)解:过点E作 交AD于H,
∵ ,
∴ .
∵由折叠性质得 ,∠DPE=∠A=90°,
∴ ,
∴ .
设 ,则 ,
∵E是AB的中点,
∴ ,
∵AE2+AH2=EH2,
∴ ,
解得: ,即 ,∴ .
∵ ,
∴∠HEP=90°,
∴∠AEH+∠BEF=90°,
∵∠A=∠B=90°,
∴∠AEH+∠AHE=90°,
∴∠AHE=∠BEF,
∴ ∽ ,
∴ ,即 ,
解得 ,
∴BF的长为 .
【点拨】本题主要考查了矩形与折叠问题,相似三角形的判定和性质,熟练掌握矩形
与折叠的性质,相似三角形的判定和性质是解题的关键.
26.(1)DE,AE;(2)AC.证明见详解.
【分析】
(1)根据 ,得出AC=DE,BC=AE即可;
(2)过D作DE⊥直线l于E,先证△MCA≌△AGN(AAS),得出AC=NG,由(1)知
,得出AC=DE,再证△NGP≌△DEP(AAS)即可.
(1)解:∵ ,
∴AC=DE,BC=AE,
故答案为DE,AE;
(2)证明:过D作DE⊥直线l于E,
∵ ,
∴∠CAM+∠NAG=90°,
∵BM⊥l,
∴∠MCA=90°,∴∠M+∠CAM=90°,
∴∠M=∠NAG,
∵ ,
∴∠AGN=90°,
在△MCA和△AGN中,
,
∴△MCA≌△AGN(AAS),
∴AC=NG,
由(1)知 ,
∴AC=DE,
∴NG=DE,
在△NGP和△DEP中,
,
∴△NGP≌△DEP(AAS)
∴NP=DP,
故答案为AC.
【点拨】本题考查一线三直角全等问题,掌握余角性质,三角形全等判定与性质是解
题关键.