内容正文:
专题07相似三角形五种基本模型
题型01平行模型
【典例分析】
【例1-1】(23-24九年级上·全国·单元测试)下图中的是安装在广告架上的一块广告牌,和分别表示太阳光线.若某一时刻广告牌在地面上的影长,在地面上的影长,广告牌的顶端到地面的距离,则广告牌的高为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据阳光是平行的得到,利用相似三角形对应边成比例得到,代入数据求解即可.本题考查了相似三角形的应用,解题的关键是从实际问题中整理出相似三角形,难度不大.
【详解】解:太阳光线是平行的,
,
,
,
由题意得:米,米,米,
即:,
解得:米,
米.
故选:A.
【例1-2】(22-23九年级上·吉林长春)如图,四边形中,,若,则 .
【答案】
【分析】本题重点考查相似三角形的判定与性质,先由证明,根据相似三角形的面积的比等于相似比的平方得到,则,即可求得.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:3:1
【例1-3】(22-23九年级上·广西贺州·期中)如图,,,,,,求的长.
【答案】
【分析】此题考查了相似三角形的判定与性质.根据相似三角形的判定与性质求解即可.
【详解】解:,,
∴,
,
,
,,
,
,
,
.
【变式演练】
【变式1-1】(23-24九年级上·河南郑州·期末)如图,中,为边上的点,且,已知的面积为4,则的面积为( )
A.6 B.8 C.9 D.12
【答案】C
【分析】本题主要考查了相似三角形的性质与判定,平行四边形的性质,先由平行四边形的性质得到,再证明得到,接着根据已知条件得到,则,据此可得答案.
【详解】解:∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵的面积为4,
∴的面积为9,
故选:C.
【变式1-2】(22-23九年级上·海南省直辖县级单位·期中)如图,在中,,,,,,则 .
【答案】12
【分析】本题考查相似三角形的性质和判断,根据题意可得和,然后利用相似比即可求解.熟练掌握相似三角形的判定和性质是解题关键.
【详解】解:∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴.
故答案为:12.
【变式1-3】(24-25九年级上·全国·单元测试)如图,小明做了一个风筝支架,,若与相似,且,求的长.
【答案】
【分析】本题考查相似三角形的判定与性质,根据,即可证得,由相似的性质即可求解.
【详解】解:,
,
,
,
,
,
.
题型02相交模型
【典例分析】
【例2-1】(21-22九年级上·黑龙江哈尔滨·开学考试)如图,的高、相交于,连结,则图中相似三角形的对数是( )
A.5对 B.6对 C.7对 D.8对
【答案】D
【分析】本题考查了相似三角形的判定,圆的有关知识,用相似三角形的判定方法可判定.,,即可求解
【详解】解:∵的高、相交于点O,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴
∵,,
∴.
同理可得,
∴共6对,
∵,
∴点B,点C,点D,点E四点共圆∶
∴, ,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴
故选D.
【例2-2】(22-23九年级上·山东日照·期末)如图,在的边上取点D,作交于点E,且,若,,,则的长是 .
【答案】
【分析】本题主要考查相似三角形的判定与性质,熟练掌握相似三角形的判定是解题的关键.根据题意得到,再由相似三角形的性质求出的长,最后根据即可求解.
【详解】解:在和中,
,
,
,
,
,
,
故答案为:.
【例2-3】(23-24九年级上·全国·单元测试)如图,与交于点,,且交于,交于,求证:.
【答案】证明见解析
【分析】本题主要考查了相似三角形的判定,三角形内角和定理,先由平角的定义和三角形内角和定理证明,再根据有两个角对应相等的两个三角形相似即可证明.
【详解】证明:∵,,,
∴,
∴.
【变式演练】
【变式2-1】(22-23九年级上·四川成都·阶段练习)如图,在平行四边形中,线段交的延长线于点G,交于点F,交于点E,若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】此题考查了相似三角形的判定和性质、平行四边形的性质等知识,设设,则,证明,则,得到,证明,得到,则,即可得到答案.
【详解】解:由,可以设,则,
∵四边形是平行四边形,
∴
∴,
∴,
∴
∴,
∴
∵,
∴,
∴,
∴
∴,
∴,
∴,
故选:D
【变式2-2】(23-24九年级上·全国·单元测试)已知,中,,点H在上,且线段于D,的延长线与的延长线交于点E,求证:.
【答案】证明见解析
【分析】本题考查了垂直定义、三角形内角和定理以及相似三角形的判定,掌握相似三角形的判定定理是解题的关键;
首先由垂直得到的角,得,再证,从而得出结论.
【详解】证明:∵于D,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
【变式2-3】(22-23九年级上·江苏宿迁)如图,点在的边上,已知,,,,求的度数.
【答案】
【分析】此题重点考查相似三角形的判定与性质、直角三角形中角所对的直角边等于斜边的一半、勾股定理、等腰直角三角形的判定与性质等知识,正确地作出所需要的辅助线是解题的关键.作于点,先证明,则,所以,,再推导出,则,再根据勾股定理证明,则,即可求得.
【详解】解:如图,作于点,
,,,
,
,,
,
,
,
,,,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
的度数是.
题型03子母型
【典例分析】
【例3-1】(22-23九年级上·浙江台州·期末)如图,点分别在的边上,已知,则的长是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】本题主要考查了三角形相似的判定和性质,熟练掌握相似三角形的性质是解题的关键.根据题意得到,即可得到答案.
【详解】解:,
,
,
,
,
,
,
故选B.
【例3-2】(21-22八年级下·江苏苏州·期中)定义:如图,若点P在三角形的一条边上,且满足,则称点P为这个三角形的“理想点”.
(1)如图①,若点D是的边AB的中点,,,试判断点D是不是的“理想点”,并说明理由;
(2)如图②,在中,,,,若点D是的“理想点”,求CD的长.
【答案】(1)为的理想点,理由见解析
(2)或
【分析】(1)由已知可得,从而,,可证点是的“理想点”;
(2)由是的“理想点”,分三种情况:当在上时,是边上的高,根据面积法可求长度;当在上时,,对应边成比例即可求长度;不可能在上.
【详解】(1)解:点是的“理想点”,理由如下:
是中点,,
,,
,
,
,
,
,
,
,
点是的“理想点”;
(2)①在上时,如图:
是的“理想点”,
或,
当时,
,
,
,即是边上的高,
当时,同理可证,即是边上的高,
在中,,,,
,
,
,
②,,
有,
“理想点” 不可能在边上,
③在边上时,如图:
是的“理想点”,
,
又,
,
,即,
,
综上所述,点是的“理想点”, 的长为或.
【点睛】本题主要考查了相似三角形、勾股定理等知识,解题的关键是理解“理想点”的定义
【例3-3】(九年级上·福建福州)定义:如图①,若点D在的边上,且满足,则称满足这样条件的点为的“理想点”
(1)如图①,若点D是的边的中点,,,试判断点D是不是的“理想点”,并说明理由;
(2)如图②,在中,,,,若点D是的“理想点”,求的长;
(3)如图③,已知平面直角坐标系中,点,,为轴正半轴上一点,且满足,在y轴上是否存在一点D,使点A,B,C,D中的某一点是其余三点围成的三角形的“理想点”.若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)点D是的“理想点”,理由见解析
(2)
(3)存在,点D的坐标为或或
【分析】(1)结论:点是的“理想点”.只要证明即可解决问题;
(2)只要证明即可解决问题;
(3)如图③中,存在.有三种情形:过点作交的延长线于,作轴于.构造全等三角形,利用平行线分线段成比例定理构建方程求出点坐标,分三种情形求解即可解决问题;
【详解】(1)解:结论:点是的“理想点”.
理由:如图①中,
是中点,,
,
,,
,
,
,
,
,
点是的“理想点”,
(2)解:如图②中,
点是的“理想点”,
或,
当时,
,
,
,
当时,同法证明:,
在中,,,,
,
,
.
(3)解:如图③中,存在.有三种情形:
过点作交的延长线于,作轴于.
,,
,
,
,,
,
,
,,设,
,,
,.,,,
,
,
,
解得或(舍弃),
经检验是分式方程的解,
,,
①当时,点是的“理想点”.设,
,,
,
,
,
解得,
.
②当时,点是的“理想点”.
根据①同理可得:,
,
.
③当时,点是的“理想点”.
根据①同理可得:,
,
.
综上所述,满足条件的点坐标为或或.
【点睛】本题属于三角形综合题,考查了相似三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线构造全等三角形解决问题,学会用分类讨论的思想解决问题,属于中考压轴题.
【变式演练】
【变式3-1】(23-24九年级上·河北保定·期末)定义:如图1,若点在的边上,且满足,则称点为的“理想点”.
(1)如图2,若点是的边的中点,,则点 (填“是”或“不是”)的“理想点”;
(2)在中,,点在边上,且是的“理想点”,则长为 .
【答案】 是
【分析】本题考查了相似三角形的判定和性质,勾股定理.
(1)由已知可得,从而,,可证点是的“理想点”;
(2)由是的“理想点”,当在上时,证明是边上的高,根据面积法以及勾股定理可求长度.
【详解】解:(1)是中点,,
,,
,
,
,
,
,
,
,
点是的“理想点”;
故答案为:是;
(2)在上时,如图:
是的“理想点”,
或,
当时,
,
,
,即是边上的高,
当时,同理可证,即是边上的高,
在中,,,,
,
,
,
∴.
故答案为:
【变式3-2】(20-21八年级下·江苏苏州·阶段练习)定义:如图①,若点P在三角形的一条边上,且满足,则称点P这个三角形的“理想点”.
(1)如图②,若点D是的边的中点,,试判断点D是不是的“理想点”,并说明理由;
(2)在中,,若点D是的“理想点”,求的长.
【答案】(1)结论:点D是△ABC的“理想点”.理由见解析;(2)CD=.
【分析】(1)结论:点D是△ABC的“理想点”.只要证明△ACD∽△ABC即可解决问题;
(2)只要证明CD⊥AB即可解决问题;
【详解】解:(1)结论:点D是△ABC的“理想点”.
理由:如图①中,
∵D是AB中点,AB=2,
∴AD=DB=1,
∵AC2=()2=2,AD•AB=2,
∴AC2=AD•AB,
∴,
∵∠A=∠A,
∴△ACD∽△ABC,
∴∠ACD=∠B,
∴点D是△ABC的“理想点”,
(2)如图②中,
∵点D是△ABC的“理想点”,
∴∠ACD=∠B或∠BCD=∠A,
当∠ACD=∠B时,
∵∠ACD+∠BCD=90°,
∴∠BCD+∠B=90°,
∴∠CDB=90°,
当∠BCD=∠A时,同法证明:CD⊥AB,
在Rt△ABC中,∵∠ACB=90°,AB=5,AC=4,
∴BC==3,
∵•AB•CD=•AC•BC,
∴CD=.
【点睛】考查了相似三角形的判定和性质,勾股定理等知识,解题的关键是灵活运用相似三角形的判定和性质.
题型04旋转型
【典例分析】
【例4-1】(23-24九年级上·四川达州·期末)如图,如果,那么添加下列一个条件后,仍不能确定与相似的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查相似三角形的判定.判定两个三角形相似可用两角对应相等,两边成比例及夹角相等,三边成比例来判定,根据题意,逐项判断即可.
【详解】解:
A、若,则可用两个角对应相等来判定,此项不符合题意;
B、若,则可用两个角对应相等来判定,此项不符合题意;
C、若,已知相等的角不是对应边成比例的夹角,此项符合题意;
D、若,可用对应边成比例且夹角相等来判定,此项不符合题意.
故选:C.
【例4-2】(九年级上·北京通州·期末)如图,已知,求证:.
【答案】证明见解析
【分析】本题考查了相似三角形的判定,熟悉相似三角形的判定定理是解题的关键,已经有一角相等,只需再证一角相等即可;由等式的性质得出,即可得出结论.
【详解】证明:∵,
∴,
即,
∵,
∴.
【例4-3】(20-21九年级上·江西南昌·期中)如图,在和中,,.
求证:.
【答案】证明见解析
【分析】根据相似三角形的判定和性质定理即可得到结论.
【详解】证明:∵∠BAD=∠CAE,
∴∠BAD+∠DAC=∠CAE+∠DAC,
即∠BAC=∠DAE,
又∵∠ABC=∠ADE,
∴△ABC∽△ADE,
∴.
又∵∠BAD=∠CAE,
∴△ABD∽△ACE.
【点睛】本题考查了相似三角形的判定和性质,熟练掌握相似三角形的判定和性质是解题的关键.
【变式演练】
【变式4-1】(23-24九年级上·山东聊城·阶段练习)如图,,则下列各式中,不能说明的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查相似三角形的判定,根据,可知,因此只要添加一组角相等,或与的对应边的比相等即可.
【详解】解:,
,
添加后,两组对角相等,可证,故A选项不合题意;
添加后,两组对角相等,可证,故B选项不合题意;
添加后,两组对应边的比相等且相应的夹角相等,可证,故C选项不合题意;
添加后,对应边成比例但无法证明其夹角相等,不能说明,故D选项符合题意;
故选:D.
【变式4-2】(23-24九年级上·河南新乡·期中)如图,,且,求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查了相似三角形的判定,解题的关键是熟练掌握相似三角形的判定方法“两边成比例且夹角相等的两个三角形相似”;先根据,得出,再根据对应边成比例,即可解答.
【详解】证明:,
,
即 ,
,
,
.
【变式4-3】(23-24九年级上·福建福州·期中)如图,,作,D在异侧,且,,E是延长线上一点,连接交于点F.求证:.
【答案】见解析
【分析】根据两边对应成比例且夹角相等即可证明.本题考查了相似三角形的判定,熟练掌握相似三角形的判定方法是解题的关键.
【详解】证明:∵AB=AC,AD=CD,
∴,
∵,
∴.
题型05一线三等角型
【典例分析】
【例5-1】(22-23九年级上·重庆·期末)如图,等边三角形的边长为5,D、E分别是边、上的点,将沿折叠,点A恰好落在边上的点F处,若,则的长是( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】C
【分析】此题主要考查相似三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,解题的关键是熟知折叠的性质、相似三角形的判定定理.
根据折叠得出,,,设,,,,证明,证,进而利用相似三角形的性质解答即可.
【详解】解:∵是等边三角形,
∴,,
∵沿折叠A落在边上的点F上,
∴,
∴,,,
设,,,,
∵,,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
即,
解得:,
即,
故选:C
【例5-2】(23-24九年级上·内蒙古兴安盟·阶段练习)边长为1的正方形,在边上取一动点E,连接,作,交边于点F,若的长为,则的长为 .
【答案】或
【分析】本题考查了正方形与相似三角形.熟练掌握正方形的性质,直角三角形性质,相似三角形的判定与性质,是解题的关键.
由正方形的性质结合直角三角形性质可得出,结合可得出,可证出,再利用相似三角形的性质可求出CE的长.
【详解】解:∵四边形为正方形,
∴,,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴或.
故答案为:或
【例5-3】(22-23九年级上·江苏宿迁)如图,点是边长为4的正方形的边上一动点,连接,过点作的垂线交边于点.当点从点运动到点时,求点运动的路程.
【答案】当点E从点B运动到点C时,点F运动的路程为2
【分析】本题考查了正方形的性质,二次函数的性质,三角形相似的判定与性质,解决本题的关键是得到.根据正方形的性质证明,可得,设,,当点从点运动到点时,点运动的路程即为抛物线的最大值.当点从点运动到终点时,;随着点从中点继续向运动,那么,所以可得当点从点运动到点时,点运动的路程为2.
【详解】解:四边形是正方形,
,,
,
,
,
,
,
设,,
正方形的边长为4,
则,
,
,
抛物线的顶点为,开口向下,
时,,
当点从点运动到点时,点运动的路程为1.
当点从点运动到终点时,;
随着点从中点继续向运动,那么,
当点从点运动到点时,点运动的路程为2.
【变式演练】
【变式5-1】(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图,将等边三角形纸片折叠,使点落在边上的处,为折痕.若,的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了等边三角形的性质,轴对称的性质,相似三角形的判定与性质,解答时运用相似三角形的性质建立方程求解是关键.由条件可以得出,设,,就有,设,,根据相似三角形的性质就可以表示出、,再根据,就可以求出与的数量关系,从而求出结论.
【详解】解:是等边三角形,
,
由折叠可知:与关于对称,
,,,
,
,
,
,
,
,
,
设,
,
,
设,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
故选:C.
【变式5-2】(24-25九年级上·全国·假期作业)如图,已知正方形的边长是,是边的中点,点在线段上,当 时,三角形与三角形相似.
【答案】0或
【分析】本题考查了相似三角形的证明,相似三角形对应边相等的性质,当时,;当时,;即可求得的长度,即可解题,本题中讨论或是解题的关键.
【详解】解:∵是边的中点,
∴,
当时,有,即,
∴,
,
当时,,即,
∴,
,
故当或时,三角形与三角形相似,
故答案为:0或
【变式5-3】(23-24九年级上·福建泉州·期末)已知矩形的一条边,将矩形折叠,使得顶点B落在边上的P点处.
(1)求证:;
(2)若与的面积比为,求边的长;
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查了矩形折叠.熟练掌握矩形性质,折叠性质,相似三角形的判定与性质,是解题的关键.
(1)由矩形性质和折叠性质知,,得到,根据,得到,即得;
(2)设,则,根据相似三角形的性质得到,得到,得到,,由勾股定理得到,解得,,得到,即得.
【详解】(1)∵矩形中,,,,
由折叠知,,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)设,则,
由(1)知,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
解得,,
∴,
∴,
∴.
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专题07相似三角形五种基本模型
题型01平行模型
【典例分析】
【例1-1】(23-24九年级上·全国·单元测试)下图中的是安装在广告架上的一块广告牌,和分别表示太阳光线.若某一时刻广告牌在地面上的影长,在地面上的影长,广告牌的顶端到地面的距离,则广告牌的高为( )
A. B. C. D.
【例1-2】(22-23九年级上·吉林长春)如图,四边形中,,若,则 .
【例1-3】(22-23九年级上·广西贺州·期中)如图,,,,,,求的长.
【变式演练】
【变式1-1】(23-24九年级上·河南郑州·期末)如图,中,为边上的点,且,已知的面积为4,则的面积为( )
A.6 B.8 C.9 D.12
【变式1-2】(22-23九年级上·海南省直辖县级单位·期中)如图,在中,,,,,,则 .
【变式1-3】(24-25九年级上·全国·单元测试)如图,小明做了一个风筝支架,,若与相似,且,求的长.
题型02相交模型
【典例分析】
【例2-1】(21-22九年级上·黑龙江哈尔滨·开学考试)如图,的高、相交于,连结,则图中相似三角形的对数是( )
A.5对 B.6对 C.7对 D.8对
【例2-2】(22-23九年级上·山东日照·期末)如图,在的边上取点D,作交于点E,且,若,,,则的长是 .
【例2-3】(23-24九年级上·全国·单元测试)如图,与交于点,,且交于,交于,求证:.
【变式演练】
【变式2-1】(22-23九年级上·四川成都·阶段练习)如图,在平行四边形中,线段交的延长线于点G,交于点F,交于点E,若,则的值为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(23-24九年级上·全国·单元测试)已知,中,,点H在上,且线段于D,的延长线与的延长线交于点E,求证:.
【变式2-3】(22-23九年级上·江苏宿迁)如图,点在的边上,已知,,,,求的度数.
题型03子母型
【典例分析】
【例3-1】(22-23九年级上·浙江台州·期末)如图,点分别在的边上,已知,则的长是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【例3-2】(21-22八年级下·江苏苏州·期中)定义:如图,若点P在三角形的一条边上,且满足,则称点P为这个三角形的“理想点”.
(1)如图①,若点D是的边AB的中点,,,试判断点D是不是的“理想点”,并说明理由;
(2)如图②,在中,,,,若点D是的“理想点”,求CD的长.
【例3-3】(九年级上·福建福州)定义:如图①,若点D在的边上,且满足,则称满足这样条件的点为的“理想点”
(1)如图①,若点D是的边的中点,,,试判断点D是不是的“理想点”,并说明理由;
(2)如图②,在中,,,,若点D是的“理想点”,求的长;
(3)如图③,已知平面直角坐标系中,点,,为轴正半轴上一点,且满足,在y轴上是否存在一点D,使点A,B,C,D中的某一点是其余三点围成的三角形的“理想点”.若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
【变式演练】
【变式3-1】(23-24九年级上·河北保定·期末)定义:如图1,若点在的边上,且满足,则称点为的“理想点”.
(1)如图2,若点是的边的中点,,则点 (填“是”或“不是”)的“理想点”;
(2)在中,,点在边上,且是的“理想点”,则长为 .
【变式3-2】(20-21八年级下·江苏苏州·阶段练习)定义:如图①,若点P在三角形的一条边上,且满足,则称点P这个三角形的“理想点”.
(1)如图②,若点D是的边的中点,,试判断点D是不是的“理想点”,并说明理由;
(2)在中,,若点D是的“理想点”,求的长.
题型04旋转型
【典例分析】
【例4-1】(23-24九年级上·四川达州·期末)如图,如果,那么添加下列一个条件后,仍不能确定与相似的是( )
A. B. C. D.
【例4-2】(九年级上·北京通州·期末)如图,已知,求证:.
【例4-3】(20-21九年级上·江西南昌·期中)如图,在和中,,.
求证:.
【变式演练】
【变式4-1】(23-24九年级上·山东聊城·阶段练习)如图,,则下列各式中,不能说明的是( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(23-24九年级上·河南新乡·期中)如图,,且,求证:.
【变式4-3】(23-24九年级上·福建福州·期中)如图,,作,D在异侧,且,,E是延长线上一点,连接交于点F.求证:.
题型05一线三等角型
【典例分析】
【例5-1】(22-23九年级上·重庆·期末)如图,等边三角形的边长为5,D、E分别是边、上的点,将沿折叠,点A恰好落在边上的点F处,若,则的长是( )
A.2 B.3 C. D.
【例5-2】(23-24九年级上·内蒙古兴安盟·阶段练习)边长为1的正方形,在边上取一动点E,连接,作,交边于点F,若的长为,则的长为 .
【例5-3】(22-23九年级上·江苏宿迁)如图,点是边长为4的正方形的边上一动点,连接,过点作的垂线交边于点.当点从点运动到点时,求点运动的路程.
【变式演练】
【变式5-1】(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图,将等边三角形纸片折叠,使点落在边上的处,为折痕.若,的值为( )
A. B. C. D.
【变式5-2】(24-25九年级上·全国·假期作业)如图,已知正方形的边长是,是边的中点,点在线段上,当 时,三角形与三角形相似.
【变式5-3】(23-24九年级上·福建泉州·期末)已知矩形的一条边,将矩形折叠,使得顶点B落在边上的P点处.
(1)求证:;
(2)若与的面积比为,求边的长;
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