专题突破4-2:相似三角形常见模型之K型相似及一线三等角(4大题型)-2024-2025学年九年级数学上册单元速记·巧练(浙教版)

2024-11-12
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内容正文:

专题突破2:相似三角形常见模型之K型相似及一线三等角 一、K型相似 性质: 1. 普通”K型图”可得左右两个△相似,即△1∽△2【当AB=BC时,△1≌△2】 2. 中点型”K型图”亦可得三个△两两相似,即当BD=BE时,△1∽△2∽△3 3. 以上性质反之亦成立,即也可用于证明中点或角相等或线垂直。 应用: 1. 当一个直角放在一条直线上时,通常要构造“K型图”解题 2. 当一个直角放在平面直角坐标系中时,亦常构造“K型图”解题 3. 由“K型图”得到的相似比,基本都可以转化成“特定角”的正切值来计算 4. “K型图”常和“A字图”或“8字图”类的平行相似结合在一起求长度 “K型图”常见构造方法:过直角订单分别作水平或竖直的直线,再过直角两边顶点分别作直线的垂线。 如图: 二、“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 模型性质应用: 一般地:当动点E运动到底边的中点时,CF有最大值 三、“一线三等角”的构造 ①、图中已存在“一线三等角”,则直接应用模型结论解题. ②、图中存在“一线两等角”,补上“一等角”,构造模型解题. ③、图中某直线上只存在1个角,补上“两等角”,构造模型解题. 如果直线上只有1个角,要补成“一线三等角”时,该角通常是特殊角(30°、45°、60°) 特征:构造特殊角的等角时,一般是在“定线”上做含特殊角的直角三角形。 “一线三等角”得到的相似,通常用外边的两等角的两边对应成比例求解长度. 构造步骤: 1、找角——通常找“特殊角”。如:30°、45°、60°等; 特别地:当tanα=1/2、1/3等特定值时,α也可以是特殊角; 2、定线——通常以“水平线”或者“竖直线”为“一线三等角”中的“一线”;特殊角度时也可以是45°等倾斜直线; 3、构相似——通常以“特殊角”为“中间角”,过“中间角”的两边与“一线”的交点构造两个含特殊角的Rt△; 题型一 直接型K型相似 【例1】.(2024春•淳安县期中)如图,已知正方形ABCD,E为AB的中点,F是AD边上的一个动点,连接EF将△AEF沿EF折叠得△HEF,延长FH交BC于M,现在有如下5个结论:①△EFM定是直角三角形;②△BEM≌△HEM;③当M与C重合时,有DF=3AF;④MF平分正方形ABCD的面积.在以上结论中,正确的有(  ) A.①② B.②③④ C.①②③ D.①③④ 【变式1-1】.(2024秋•西湖区校级月考)如图,在矩形ABCD中,,动点N从A出发,沿边AD向点D匀速运动,动点M从B出发,沿边BC向点C匀速运动,连接MN.动点N,M同时出发,点N运动速度为v1,点M的运动速度为v2,且v1<v2,当点M到达C时,M,N两点同时停止运动.在运动过程中,将四边形MABN沿MN翻折,得到四边形NA′B′M.若在某一时刻,点B的对应点B′恰好与CD的中点重合,则的值是(  ) A. B. C. D. 【变式1-2】.(2024•宁波模拟)如图,在正方形ABCD中,G为BC上一点,矩形DEFG的边EF经过点A.若∠CDG=α,则∠AHF=   ;若AH=3,GC=2,则△EFH的面积为    . 【变式1-3】.(2024•宁海县校级自主招生)有五本形状为长方体的书放置在方形书架中,如图所示,其中四本竖放,第五本斜放,点G正好在书架边框上.每本书的厚度为5cm,高度为20cm,书架宽为40cm,则FI的长    . 【变式1-4】.(2023春•宁波期末)如图,在矩形ABCD中AB=7cm、BC=8cm,现将矩形沿EF折叠,点C翻折后交AB于点G,点D的对应点为点H,当BG=4cm时,线段GI的长为    cm. 【变式1-5】.(2024•钱塘区一模)如图,点E是矩形ABCD边BC上一点,沿AE折叠,点B恰好落在CD边上的点F处.设=y,则y关于x的函数表达式是    . 【变式1-6】.(2023秋•娄底期末)如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=4,E是边BC上的一点(不与B、C重合),DF⊥AE,垂足为F. (1)求证:△ABE∽△DFA; (2)若S△DFA=S△ABE,求BE的长. 题型二 辅助线构造K型相似 【例2】.(2024•沈阳模拟)如图,矩形ABCD中,AB=4,AD=5,E是AB边上一点,且AE=1,F是AD边上一动点,作∠EFG=90°,交CD边于点G,将△FDG沿着FG所在直线折叠,点D的对应点D′恰好落在BC边上,则DF的长为    . 【变式2-1】.(2023秋•拱墅区月考)如图,矩形ABCD中,点M在对角线BD上,过点A、B、M的圆与BC交于点E. (1)若AM=4,EB=EM=3,求BM. (2)若AB=6,BC=8, ①求AM:ME. ②若BM=7,求BE. 【变式2-2】.(2022春•定海区校级月考)【基础巩固】 (1)如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,直线l过点C,分别过A、B两点作AE⊥l,BD⊥l,垂足分别为E、D.求证:△BDC∽△CEA. 【尝试应用】 (2)如图2,在△ABC中,∠ACB=90°,D是BC上一点,过D作AD的垂线交AB于点E.若BE=DE,,AC=20,求BD的长. 【拓展提高】 (3)如图3,在平行四边形ABCD中,在BC上取点E,使得∠AED=90°,若AE=AB,,CD=,求平行四边形ABCD的面积. 题型三 直接型一线三等角 【例3】.(2023秋•桐乡市期末)如图,在△ABC中,AB=AC,点D为线段BC上一动点(不与点B,C重合),连接AD,作∠ADE=∠B=40°,DE交线段AC于点E. 下面是某学习小组根据题意得到的结论: 甲同学:△ABD∽△DCE; 乙同学:若AD=DE,则BD=CE; 丙同学:当DE⊥AC时,D为BC的中点. 则下列说法正确的是(  ) A.只有甲同学正确 B.乙和丙同学都正确 C.甲和丙同学正确 D.三个同学都正确 【变式3-1】.(2023春•萧山区期中)如图,在等腰△ABC中,AB=AC=9,BP=BC=2,D在AC上,且∠APD=∠B,则CD=   . 【变式3-2】.(2022•郑州一模)如图,在平面直角坐标系xOy中.边长为4的等边△OAB的边OA在x轴上,C、D、E分别是AB、OB、OA上的动点,且满足BD=2AC,DE∥AB,连接CD、CE,当点E坐标为    时,△CDE与△ACE相似. 【变式3-3】.(2022秋•北仑区期中)已知:如图,△ABC是等边三角形,点D、E分别在边BC、AC上,∠ADE=60°. (1)求证:△ABD∽△DCE; (2)如果AB=3,EC=,求DC的长. 【变式3-4】.(2024•杭州一模)如图1,在△ABC中,AB=AC,D是BC的中点,点E,点F分别在AB,AC上,连结DE,DF. (1)若,求证:△BDE∽△CFD. (2)如图2,在(1)的条件下,连结EF,若EF=9,BE=10,求DE的值. 题型四 辅助线构造型一线三等角 【例4】.(2023•江岸区校级模拟)如图,在平面直角坐标系中,点A(0,6),B(a,3)(a>0),P为x轴上一点,∠PAB=45°,∠PBA=30°,则a的值为    . 【变式4-1】.(2024•洛阳三模)如图,等边三角形ABC的边长为3,点D、E分别在边AB和AC上.将∠A沿着DE折叠,若点A恰好落在边BC的三等分点处,此时BD的长为    . 【变式4-2】.(2022春•鄞州区校级月考)如图,△ABC中,∠B=∠C=30°,∠DEF=30°,且点E为边BC的中点.将∠DEF绕点E旋转,在旋转过程中,射线DE与线段AB相交于点P,射线EF与射线CA相交于点Q,连结PQ. (1)如图1,当点Q在线段CA上时, ①求证:△BPE∽△CEQ; ②线段BE,BP,CQ之间存在怎样的数量关系?请说明理由; (2)当△APQ为等腰三角形时,求的值. 【变式4-3】.(2023•武汉模拟)【问题背景】(1)如图1,点B,C,D在同一直线上,∠B=∠ACE=∠D,求证:△ABC∽△CDE; 【问题探究】(2)在(1)条件下,若点C为BD的中点,求证:AC2=AB•AE; 【拓展运用】(3)如图2,在△ABC中,∠BAC=90°,点O是△ABC的内心、若OA=2,OB=OC,则BC的长为    . 【变式4-4】.(2023•武汉模拟)点C在AB的延长线上,且∠DAB=∠DBE. (1)如图(1),若∠C=∠A,求证:△DAB∽△BCE; (2)如图(2),若CE∥AD,∠C=45°,若,则的值为    ;(直接写出) (3)如图(3),连接AE,若△DAB∽△DBE,,求证:AE=2BD. 【变式4-5】.(2023春•鄂城区校级月考)【问题引入】如图1,等边△ABC,D为BC边上一点,E为AC边上一个点;且∠ADE=60°,求证:△ABD∽△DCE. 【模型运用】如图2,在△ABC中,∠C=60°,D为AC边上一点,连接BD且∠ABD=60°,已知BC=6,AD=7,求CD的值. 【能力提升】如图3,在△ABC中,D为AC边上一点,连接BD且∠ABD=∠C=α,,且,直接写出的值. 原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!3 学科网(北京)股份有限公司 $$ 专题突破2:相似三角形常见模型之K型相似及一线三等角 一、K型相似 性质: 1. 普通”K型图”可得左右两个△相似,即△1∽△2【当AB=BC时,△1≌△2】 2. 中点型”K型图”亦可得三个△两两相似,即当BD=BE时,△1∽△2∽△3 3. 以上性质反之亦成立,即也可用于证明中点或角相等或线垂直。 应用: 1. 当一个直角放在一条直线上时,通常要构造“K型图”解题 2. 当一个直角放在平面直角坐标系中时,亦常构造“K型图”解题 3. 由“K型图”得到的相似比,基本都可以转化成“特定角”的正切值来计算 4. “K型图”常和“A字图”或“8字图”类的平行相似结合在一起求长度 “K型图”常见构造方法:过直角订单分别作水平或竖直的直线,再过直角两边顶点分别作直线的垂线。 如图: 二、“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 模型性质应用: 一般地:当动点E运动到底边的中点时,CF有最大值 三、“一线三等角”的构造 ①、图中已存在“一线三等角”,则直接应用模型结论解题. ②、图中存在“一线两等角”,补上“一等角”,构造模型解题. ③、图中某直线上只存在1个角,补上“两等角”,构造模型解题. 如果直线上只有1个角,要补成“一线三等角”时,该角通常是特殊角(30°、45°、60°) 特征:构造特殊角的等角时,一般是在“定线”上做含特殊角的直角三角形。 “一线三等角”得到的相似,通常用外边的两等角的两边对应成比例求解长度. 构造步骤: 1、找角——通常找“特殊角”。如:30°、45°、60°等; 特别地:当tanα=1/2、1/3等特定值时,α也可以是特殊角; 2、定线——通常以“水平线”或者“竖直线”为“一线三等角”中的“一线”;特殊角度时也可以是45°等倾斜直线; 3、构相似——通常以“特殊角”为“中间角”,过“中间角”的两边与“一线”的交点构造两个含特殊角的Rt△; 题型一 直接型K型相似 【例1】.(2024春•淳安县期中)如图,已知正方形ABCD,E为AB的中点,F是AD边上的一个动点,连接EF将△AEF沿EF折叠得△HEF,延长FH交BC于M,现在有如下5个结论:①△EFM定是直角三角形;②△BEM≌△HEM;③当M与C重合时,有DF=3AF;④MF平分正方形ABCD的面积.在以上结论中,正确的有(  ) A.①② B.②③④ C.①②③ D.①③④ 【分析】由折叠的性质可得FA=FH,EA=EH,∠A=∠FHE=90°,由“HL”可证Rt△EMH≌Rt△EMB,可得∠MEH=∠MEB,由平角的性质可求∠FEM=90°,故①和②正确;如图1,设AE=EB=2a.则AB=BC=AD=CD=4a,通过证明△AEF∽△BCE,可得=,可求AF=a,可得DF=AF,故③正确;当点F与点D重合时,直线MF不平分正方形的面积,故④错误,即可求解. 【解答】解:∵四边形ABCD是正方形, ∴∠A=∠B=90°, ∵E为AB的中点, ∴EA=EB, 由翻折可知:FA=FH,EA=EH,∠A=∠FHE=90°, ∴∠EHM=∠B=90°, ∵EM=EM,EH=EB, ∴Rt△EMH≌Rt△EMB(HL), ∴∠MEH=∠MEB, ∵∠FEH=∠FEA, ∴∠FEM=∠FEH+∠MEH=(∠AEH+∠BEH)=90°, ∴△EFM是直角三角形, 故①②正确, 如图1中,当M与C重合时, 设AE=EB=2a.则AB=BC=AD=CD=4a, ∵∠FEM=90°, ∴∠AEF+∠CEB=90°=∠AEF+∠AFE, ∴∠AFE=∠ECB, 又∵∠A=∠B=90°, ∴△AEF∽△BCE, ∴=, ∴AF=a, ∴DF=3a, ∴DF=3AF,故③正确, 如图2中, 当点F与点D重合时,显然直线MF不平分正方形的面积,故④错误, 综上所述,正确的有:①②③, 故选:C. 【变式1-1】.(2024秋•西湖区校级月考)如图,在矩形ABCD中,,动点N从A出发,沿边AD向点D匀速运动,动点M从B出发,沿边BC向点C匀速运动,连接MN.动点N,M同时出发,点N运动速度为v1,点M的运动速度为v2,且v1<v2,当点M到达C时,M,N两点同时停止运动.在运动过程中,将四边形MABN沿MN翻折,得到四边形NA′B′M.若在某一时刻,点B的对应点B′恰好与CD的中点重合,则的值是(  ) A. B. C. D. 【分析】设A'B'与AD交于点Q,根据已知设AB=2k,BC=3k,则AB=CD=2k,AD=BC=3k,B'C=B'D=k,设BM=x,由翻折的性质得A'B'=AB=2k,B'M=BM=x,A'N=AN,在Rt△B'CM中由勾股定理可求出,则B'M=,CM=,证明△B'MC和△QB'D相似,利用相似三角形性质得DQ=,进而得QB'=,A'Q=DQ=,再证明△QDB'和△QA'N全等得QB'=QN=,则AN=k,然后根据=即可得出答案. 【解答】解:设A'B'与AD交于点Q,如图所示: ∵, ∴设AB=2k,BC=3k, ∵四边形ABCD为矩形, ∴AB=CD=2k,AD=BC=3k,∠A=∠B=∠C=∠D=90°, ∵点B'是CD的中点, ∴B'C=B'D=k, 设BM=x, 由翻折的性质得:A'B'=AB=2k,B'M=BM=x,A'N=AN, ∠A'B'M=∠B=90°,∠A'=A=90°, 在Rt△B'CM中,CM=BC﹣BM=3k﹣x,B'C=k,B'M=x, 由勾股定理得:B'M2=B'C2+CM2, ∴x2=k2+(x﹣3k)2, 解得:x=, ∴B'M=,CM=, ∵∠CB'M+∠B'MC=90°,∠CB'M+∠DB'Q=90°, ∴∠B'MC=∠DB'Q, 又∵∠C=∠D=90°, ∴△B'MC∽△QB'D, ∴B'C:DQ=CM:B'D, ∴, ∴DQ=, 在Rt△QB'D中,由勾股定理得:QB'==, ∴A'Q=A'B'﹣QB'=, ∴DQ=A'Q=, 在△QDB'和△QA'N中, , ∴△QDB'≌△QA'N(ASA), ∴QB'=QN=, ∴AN=AD﹣DQ﹣QN==k, 依题意得:. 故选:D. 【变式1-2】.(2024•宁波模拟)如图,在正方形ABCD中,G为BC上一点,矩形DEFG的边EF经过点A.若∠CDG=α,则∠AHF= 90°﹣α ;若AH=3,GC=2,则△EFH的面积为  3 . 【分析】根据直角三角形的内角和关系可以计算出∠AHF的度数,利用已知条件可以推导出△BHG∽△CGD,利用相似比求出正方形的边长,使用勾股定理计算出矩形的边长,最后计算出△EFH的面积. 【解答】解:(1)根据已知可得:∠B=∠C=∠AFH=∠FGD=90°, ∵∠BHG+∠HGB=90°,∠HGB+∠DGC=90°, ∴∠BHG=∠DGC, ∵∠CDG=α, ∴∠BHG=∠DGC=90°﹣α, 又∵∠AHF=∠BHG, ∴∠AHF=90°﹣α, 故答案为:90°﹣α;’ (2)设AB=x, ∴HB=x﹣3,BG=x﹣2, ∵∠BHG=∠DGC,∠B=∠C, ∴△BHG∽△CGD, ∴=, ∴=, ∴x=4,即:正方形的边长为4, ∴HB=1,BG=2, ∴HG==, ∴DG==2, ∴EF=DG=2, 连接EH,如图: ∵∠B=∠AFH,∠AHF=∠BHG, ∴△AFH∽△GHB, ∴=, ∴=, ∴HF=, ∴S△EHF=EF•HF=×2×=3, 故答案为:3. 【变式1-3】.(2024•宁海县校级自主招生)有五本形状为长方体的书放置在方形书架中,如图所示,其中四本竖放,第五本斜放,点G正好在书架边框上.每本书的厚度为5cm,高度为20cm,书架宽为40cm,则FI的长  cm . 【分析】根据题意得出CI=20cm,EF=20cm,FG=5cm,证△GIF∽△FEC,根据线段比例关系得出FI的长度即可. 【解答】解:由题知,CI=BI﹣BC=40﹣20=20cm,EF=20cm,FG=5cm, ∵∠EFC+∠CEF=90°,∠EFC+∠GFI=90°, ∴∠CEF=∠GFI, ∵∠ECF=∠FIG=90°, ∴△GIF∽△FCE, ∴=, 即=, ∴CE=4FI, 在Rt△CEF中,由勾股定理得CE2+CF2=EF2, 即(4FI)2+(20﹣FI)2=202, 解得FI=或FI=0(舍去), 故答案为:cm. 【变式1-4】.(2023春•宁波期末)如图,在矩形ABCD中AB=7cm、BC=8cm,现将矩形沿EF折叠,点C翻折后交AB于点G,点D的对应点为点H,当BG=4cm时,线段GI的长为  5 cm. 【分析】设BE=x,则CE=8﹣x=GE,Rt△BGE中利用勾股定理即可得到BE的长,进而得出GE的长.再根据△AIG∽△BGE,利用对应边成比例即可得到GI的长. 【解答】解:设BE=x,则CE=8﹣x=GE, Rt△BGE中,BE2+BG2=GE2, ∴x2+42=(8﹣x)2, 解得x=3, ∴BE=3,GE=5, 由题可得,∠A=∠B=∠EGI=90°,AG=7﹣4=3, ∴∠AGI+∠BGE=90°=∠BEG+∠BGE, ∴∠AGI=∠BEG, ∴△AIG∽△BGE, ∴=,即=, 解得GI=5, 故答案为:5. 【变式1-5】.(2024•钱塘区一模)如图,点E是矩形ABCD边BC上一点,沿AE折叠,点B恰好落在CD边上的点F处.设=y,则y关于x的函数表达式是  y=1+ . 【分析】首先解析的性质证明△AFD∽△FEC,然后利用相似三角形的性质和折叠的性质即可解答. 【解答】解:∵四边形ABCD是矩形, ∴AB=DC,∠B=∠C=∠D=90°, ∴∠FEC+∠EFC=90°, 由折叠得: BE=EF,AB=AF=DC=DF+CF,∠B=∠AFE=90°, ∵∠EFC+∠AFD=90°, ∴∠AFD=∠FEC, ∴△AFD∽△FEC, ∴=, ∴=, 而=y, ∴y=, ∴y=1+, ∴y=1+. 故答案为:y=1+. 【变式1-6】.(2023秋•娄底期末)如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=4,E是边BC上的一点(不与B、C重合),DF⊥AE,垂足为F. (1)求证:△ABE∽△DFA; (2)若S△DFA=S△ABE,求BE的长. 【分析】(1)根据矩形的性质求出∠AEB=∠DAF,∠B=∠DFA,根据“两角对应相等的两个三角形相似”即可得解; (2)根据相似三角形的性质及勾股定理求解即可. 【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是矩形, ∴∠B=90°,AD∥BC, ∴∠AEB=∠DAF, ∵DF⊥AE, ∴∠DFA=90°, ∴∠B=∠DFA, ∴△ABE∽△DFA. (2)解:∵△ABE∽△DFA,, ∴==, ∴, ∵AD=BC=4, ∴, ∴. 题型二 辅助线构造K型相似 【例2】.(2024•沈阳模拟)如图,矩形ABCD中,AB=4,AD=5,E是AB边上一点,且AE=1,F是AD边上一动点,作∠EFG=90°,交CD边于点G,将△FDG沿着FG所在直线折叠,点D的对应点D′恰好落在BC边上,则DF的长为  4或 . 【分析】设DF=x,则AF=5﹣x,过F作FH⊥BC于H,则FH=AB=4.先利用△AEF∽△DFG,即可得出DG=x(5﹣x);再利用△FHD'∽△D'CG,即可得出D'C=4(5﹣x);在Rt△FHD'中,利用勾股定理列方程求解即可得到x的值,进而得出结论. 【解答】解:设DF=x,则AF=5﹣x, 如图所示,过F作FH⊥BC于H,则FH=AB=4, ∵四边形ABCD是矩形, ∴∠A=∠D=90°, ∵∠EFG=90°, ∴∠DFG+∠AFE=90°=∠AEF+∠AFE, ∴∠DFG=∠AEF, ∴△AEF∽△DFG, ∴=,即=, ∴DG=x(5﹣x), 由折叠可得,D'G=DG=x(5﹣x),FD'=DF=x,∠FD'G=∠D=90°, ∵FH⊥BC, ∴∠HFD'+∠FD'H=90°=∠CD'G+∠FD'H, ∴∠HFD'=∠CD'G, 又∵∠C=∠FHD'=90°, ∴△FHD'∽△D'CG, ∴=,即=, ∴D'C=4(5﹣x), ∴D'H=CH﹣D'C=x﹣4(5﹣x)=5x﹣20, Rt△FHD'中,FH2+D'H2=D'F2, ∴42+(5x﹣20)2=x2, 解得x=4或, ∴DF=4或. 故答案为:4或. 【变式2-1】.(2023秋•拱墅区月考)如图,矩形ABCD中,点M在对角线BD上,过点A、B、M的圆与BC交于点E. (1)若AM=4,EB=EM=3,求BM. (2)若AB=6,BC=8, ①求AM:ME. ②若BM=7,求BE. 【分析】(1)连接AE交BM于点F,利用矩形的性质可得∠ABC=90°,从而可得AE是圆的直径,进而可得∠AME=90°,再在Rt△AME中,利用勾股定理求出AE的长,然后根据已知易得=,从而利用垂径定理的推论可得AE⊥BM,BF=FM=BM,再利用面积法求出FM的长,进行计算即可解答; (2)①过点M作MP⊥AD,垂足为P,延长PM交BC于点Q,再利用矩形的性质可得∠C=90°,AB=CD=6,AD∥BC,从而可得∠MQB=90°,进而利用一线三等角模型构造相似三角形△APM∽△MQE,然后利用相似三角形的性质可得=,再证明A字模型相似三角形△BQM∽△BCD,从而利用相似三角形的性质可得==,最后利用等量代换即可解答; ②在Rt△BCD中,利用勾股定理求出BD=10,再利用①的结论△BQM∽△BCD,从而利用相似三角形的性质可得MQ=4.2,BQ=5.6,然后利用①的结论四边形ABQP是矩形可得AB=PQ=6,从而可得PM=1.8,再利用①的结论△APM∽△MQE,从而利用相似三角形的性质求出QE=1.35,最后利用线段的和差关系进行计算即可解答. 【解答】解:(1)连接AE交BM于点F, ∴∵四边形ABCD是矩形, ∴∠ABC=90°, ∴AE是圆的直径, ∴∠AME=90°, ∵AM=4,EM=3, ∴AE===5, ∵EB=EM=3, ∴=, ∴AE⊥BM,BF=FM=BM, ∵△AME的面积=AM•EM=AE•FM, ∴AM•EM=AE•FM, ∴5FM=4×3, ∴FM=, ∴BM=2FM=, ∴BM的长为; (2)①过点M作MP⊥AD,垂足为P,延长PM交BC于点Q, ∴∠APM=90°, ∵四边形ABCD是矩形, ∴∠C=90°,AB=CD=6,AD∥BC, ∴∠MQB=180°﹣∠APM=90°, ∴∠MEQ+∠EMQ=90°, 由(1)得:∠AME=90°, ∴∠AMP+∠EMQ=180°﹣∠AME=90°, ∴∠AMP=∠MEQ, ∵∠APM=∠MQE=∠ABC=90°, ∴四边形ABQP是矩形,△APM∽△MQE, ∴AP=BQ,=, ∵∠BQM=∠C=90°,∠MBQ=∠DBC, ∴△BQM∽△BCD, ∴===, ∴==, ∴AM:ME=4:3; ②在Rt△BCD中,BD===10, 由①得:△BQM∽△BCD, ∴==, ∴==, ∴MQ=4.2,BQ=5.6, 由①得:四边形ABQP是矩形, ∴AB=PQ=6, ∴PM=PQ﹣MQ=6﹣4.2=1.8, 由①得:△APM∽△MQE, ∴=, ∴=, ∴QE=1.35, ∴BE=BQ﹣QE=5.6﹣1.35=4.25, ∴BE的长为4.25. 【变式2-2】.(2022春•定海区校级月考)【基础巩固】 (1)如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,直线l过点C,分别过A、B两点作AE⊥l,BD⊥l,垂足分别为E、D.求证:△BDC∽△CEA. 【尝试应用】 (2)如图2,在△ABC中,∠ACB=90°,D是BC上一点,过D作AD的垂线交AB于点E.若BE=DE,,AC=20,求BD的长. 【拓展提高】 (3)如图3,在平行四边形ABCD中,在BC上取点E,使得∠AED=90°,若AE=AB,,CD=,求平行四边形ABCD的面积. 【分析】(1)利用同角的余角相等可得∠BCD=∠CAE.从而证明结论; (2)过点E作EF⊥BC于点F.由(1)得△EDF∽△DAC.得.代入计算得DF=16.从而得出BD的长; (3)过点A作AM⊥BC于点M,过点D作DN⊥BC的延长线于点N.首先利用AAS证明△ABM≌△DCN,得BM=CN,AM=DN.设AM=b,BE=4a,EC=3a.得BM=ME=CN=2a,EN=5a.再利用△AEM∽△EDN.得,从而解决问题. 【解答】(1)证明:∵∠ACB=90°, ∴∠BCD+∠ACE=90°, ∵AE⊥CE, ∴∠AEC=90°, ∴ACE+∠CAE=90°. ∴∠BCD=∠CAE. ∵BD⊥DE, ∴∠BDC=90°, ∴∠BDC=∠AEC. ∴△BDC∽△CEA. (2)解:过点E作EF⊥BC于点F. 由(1)得△EDF∽△DAC. ∴. ∵AD⊥DE,,AC=20, ∴, ∴DF=16. ∵BE=DE, ∴BF=DF. ∴BD=2DF=32. (3)解:过点A作AM⊥BC于点M,过点D作DN⊥BC的延长线于点N. ∴∠AMB=∠DNC=90°. ∵四边形ABCD是平行四边形, ∴AB∥CD,AB=CD. ∴∠B=∠DCN. ∴△ABM≌△DCN(AAS). ∴BM=CN,AM=DN. ∵AB=AE,AM⊥BC, ∴BM=ME, ∵, 设AM=b,BE=4a,EC=3a. ∴BM=ME=CN=2a,EN=5a. ∵∠AED=90°, 由(1)得△AEM∽△EDN. ∴, ∴, ∴, ∵, ∴(2a)2+b2=14, ∴a=1,. ∴平行四边形ABCD的面积=. 题型三 直接型一线三等角 【例3】.(2023秋•桐乡市期末)如图,在△ABC中,AB=AC,点D为线段BC上一动点(不与点B,C重合),连接AD,作∠ADE=∠B=40°,DE交线段AC于点E. 下面是某学习小组根据题意得到的结论: 甲同学:△ABD∽△DCE; 乙同学:若AD=DE,则BD=CE; 丙同学:当DE⊥AC时,D为BC的中点. 则下列说法正确的是(  ) A.只有甲同学正确 B.乙和丙同学都正确 C.甲和丙同学正确 D.三个同学都正确 【分析】在△ABC中,依据三角形外角及已知可得∠BAD=∠CDE,结合等腰三角形易证△ABD∽△DCE;结合AD=DE,易证△ABD≌△DCE,得到BD=CE;当DE⊥AC时,结合已知求得∠EDC=50°,易证AD⊥BC,依据等腰三角形“三线合一”得BD=CD. 【解答】解:在△ABC中, ∵AB=AC, ∴∠C=∠B=40°, ∵∠B+∠BAD=∠CDE+∠ADE,∠ADE=∠B=40°, ∴∠BAD=∠CDE, ∴△ABD∽△DCE, 甲同学正确; ∵∠C=∠B,∠BAD=∠CDE,AD=DE, ∴△ABD≌△DCE, ∴BD=CE, 乙同学正确; 当DE⊥AC时, ∴∠DEC=90°, ∴∠EDC=90°﹣∠C=50°, ∴∠ADC=∠ADE+∠EDC=90°, ∴AD⊥BC, ∵AB=AC, ∴BD=CD, D为BC的中点, 丙同学正确; 综上所述:三个同学都正确. 故选:D. 【变式3-1】.(2023春•萧山区期中)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:. 【变式3-2】.(2022•郑州一模)如图,在平面直角坐标系xOy中.边长为4的等边△OAB的边OA在x轴上,C、D、E分别是AB、OB、OA上的动点,且满足BD=2AC,DE∥AB,连接CD、CE,当点E坐标为  或. 时,△CDE与△ACE相似. 【分析】因为DE∥AB得到∠DEC=∠ACE,所以△CDE与△ACE相似分两种情况分类讨论. 【解答】解:∵DE∥AB, ∴∠DEC=∠ACE,△ODE∽△OBA, ∴△ODE也是等边三角形,则OD=OE=DE, 设E(a,0),则OE=OD=DE=a,BD=AE=4﹣a. ∵△CDE与△ACE相似,分两种情况讨论: ①当△CDE∽△EAC时,则∠DCE=∠CEA, ∴CD∥AE, ∴四边形AEDC是平行四边形, ∴AC=a, ∵BD=2AC, ∴4﹣a=2a, ∴a=. ∴E; ②当△CDE∽△AEC时,∠DCE=∠EAC=60°=∠B, ∴∠BCD+∠ECA=180°﹣60°=120°, 又∵∠BDC+∠BCD=180°﹣∠B=120°, ∴∠BCD+∠ECA=∠BDC+∠BCD, ∴∠ECA=∠BDC, ∴△BDC∽△ACE, ∴, ∴BC=2AE=2(4﹣a)=8﹣2a, ∴8﹣2a+2=4, ∴a=. ∴. 综上所述,点E的坐标为或. 【变式3-3】.(2022秋•北仑区期中)已知:如图,△ABC是等边三角形,点D、E分别在边BC、AC上,∠ADE=60°. (1)求证:△ABD∽△DCE; (2)如果AB=3,EC=,求DC的长. 【分析】(1)△ABC是等边三角形,得到∠B=∠C=60°,AB=AC,推出∠BAD=∠CDE,得到△ABD∽△DCE; (2)由△ABD∽△DCE,得到=,然后代入数值求得结果. 【解答】(1)证明:∵△ABC是等边三角形, ∴∠B=∠C=60°,AB=AC, ∵∠B+∠BAD=∠ADE+∠CDE,∠B=∠ADE=60°, ∴∠BAD=∠CDE ∴△ABD∽△DCE; (2)解:由(1)证得△ABD∽△DCE, ∴=, 设CD=x,则BD=3﹣x, ∴=, ∴x=1或x=2, ∴DC=1或DC=2. 【变式3-4】.(2024•杭州一模)如图1,在△ABC中,AB=AC,D是BC的中点,点E,点F分别在AB,AC上,连结DE,DF. (1)若,求证:△BDE∽△CFD. (2)如图2,在(1)的条件下,连结EF,若EF=9,BE=10,求DE的值. 【分析】(1)根据等腰三角形的性质推出∠ABD=∠ACD=∠EDF,根据三角形外角性质求出∠BED=∠CDE,再根据“两角对应相等的两个三角形相似”即可得解; (2)结合(1)根据相似三角形的性质得出=,则=,结合∠B=∠EDF,推出△BDE∽△DFE,根据相似三角形的性质求解即可. 【解答】(1)证明:∵AB=AC, ∴∠ABD=∠ACD=(180°﹣∠A)=90°﹣∠A, ∵∠EDF=90°﹣∠A, ∴∠ABD=∠ACD=∠EDF, ∵∠EDC=∠ABD+∠BED,∠EDC=∠EDF+∠CDE, ∴∠BED=∠CDE, ∴△BDE∽△CFD; (2)解:∵△BDE∽△CFD, ∴=, ∵D是BC的中点, ∴BD=CD, ∴==, ∴=, ∴=, 又∵∠B=∠EDF, ∴△BDE∽△DFE, ∴=, ∵EF=9,BE=10, ∴DE=3(负值已舍). 题型四 辅助线构造型一线三等角 【例4】.(2023•江岸区校级模拟)如图,在平面直角坐标系中,点A(0,6),B(a,3)(a>0),P为x轴上一点,∠PAB=45°,∠PBA=30°,则a的值为  3+ . 【分析】过点P作PC⊥AB,过C作CD⊥y轴,CE⊥x轴,过A作AG⊥y轴,过点B作 GH⊥y轴,构造△AFC∽△AGB,利用求出FC,然后利用 求出AG,即可得到答案. 【解答】 解:如图:过点P作PC⊥AB,过C作CD⊥y轴,CE⊥x轴,过A作AG⊥y轴,过点B作 GH⊥y轴交AG于点G, ∵点A(0,6),B(a,3), ∴.GB=BH=3,AO=GH=FE=6, .∵∠PAC=45°,∠PBC=30°, 在Rt△ACP和RtBCP中, tan∠PAC=,=tan45°,tan∠PBC= ∴AC=PC,BC=PC ∵∠ACP=∠DCE=90° ∴∠ACD=∠PCE 在△ADC和△PCE中, ∠ACD=∠PCE、∠ADC=∠CEP=90°、AC=CP ∴△ADC≌△PEC(AAS), ∴CD=CE ∠ADC=∠DAF=∠DCF=90° ∴四边形ADCF为矩形, ∴CD=CE=AF, ∵FC∥BG, ∴AFC=∠G,∠ACF=∠ABG, ∴△AFC∽△AGB, ∴==, ∴CF=, ∴CE=FE﹣FC=6﹣=, ∴, ∴AG=a=, 故答案为:3+6 【变式4-1】.(2024•洛阳三模)如图,等边三角形ABC的边长为3,点D、E分别在边AB和AC上.将∠A沿着DE折叠,若点A恰好落在边BC的三等分点处,此时BD的长为  或 . 【分析】依据折叠可得∠DAE=∠B=∠C=60°,判定△DBA∽△ACE,利用相似三角形的周长之比等于相似比,即可得到BD的长. 【解答】解:分两种情况: ①当BA:AC=1:2时,BA=1,AC=2, 由题可得,∠B=∠C=∠DAE=60°,BD+AD=AE+CE=3, ∴∠D+∠BAD=120°=∠CAE+∠BAD, ∴∠D=∠CAE, 又∵∠B=∠C, ∴△DBA∽△ACE, ∴=,即, ∴BD=; ②当BA:AC=2:1时,BA=2,AC=1, 同理可得△DBA∽△ACE, ∴=,即=, ∴BD=; 综上所述,BD的长为或. 【变式4-2】.(2022春•鄞州区校级月考)如图,△ABC中,∠B=∠C=30°,∠DEF=30°,且点E为边BC的中点.将∠DEF绕点E旋转,在旋转过程中,射线DE与线段AB相交于点P,射线EF与射线CA相交于点Q,连结PQ. (1)如图1,当点Q在线段CA上时, ①求证:△BPE∽△CEQ; ②线段BE,BP,CQ之间存在怎样的数量关系?请说明理由; (2)当△APQ为等腰三角形时,求的值. 【分析】(1)①推导角度关系可得∠CEQ=∠BPE,结合∠B=∠C即可得出结论. ②由①中相似可得,结合BE=CE即可得出结论. (2)Q点可能在线段CA上或者线段CA的延长线上,分两种情况讨论,结合(1)中的相似三角形即可得出结果. 【解答】解:(1)①∵∠DEF=30°,∠B=30°, ∴∠BED+∠CEQ=150°,∠BED+∠BPE=150°, ∴∠CEQ=∠BPE, ∵∠B=∠C, ∴△BPE∽△CEQ; ②BE2=BP•CQ,理由如下: ∵△BPE∽△CEQ, ∴, ∴BE•CE=BP•CQ, ∵点E为边BC的中点, ∴BE=CE, ∴BE2=BP•CQ; (2)①当点Q在线段AC上时, ∵∠A=180°﹣∠B﹣∠C=120°,为钝角, ∴△APQ为等腰三角形时有AP=AQ, ∵∠B=∠C, ∴AB=AC, ∴BP=CQ, ∴; ②当点Q在线段CA的延长线上时,如图:连接PQ, ∵∠BAC=120°, ∴∠BAQ=60°, 当△APQ为等腰三角形时,有△APQ为等边三角形, 设AB=AC=2a,则BC=2, BE=CE=, 设AQ=AP=x, 则CQ=2a+x,BP=2a﹣x, 由(1)得:BE2=BP•CQ, ∴, 解得:x=a, ∴BP=a,CQ=3a, ∴, 综上,的值为1或3. 【变式4-3】.(2023•武汉模拟)【问题背景】(1)如图1,点B,C,D在同一直线上,∠B=∠ACE=∠D,求证:△ABC∽△CDE; 【问题探究】(2)在(1)条件下,若点C为BD的中点,求证:AC2=AB•AE; 【拓展运用】(3)如图2,在△ABC中,∠BAC=90°,点O是△ABC的内心、若OA=2,OB=OC,则BC的长为  10 . 【分析】(1)根据三角形外角的性质得∠BAC=∠ECD,即可证明结论; (2)由△ABC∽△CDE,得,可说明△ABC∽△ACE,进而证明结论成立; (3)过点O作EF⊥OA交AB于点E,交AC于点F,可知△AEF是等腰直角三角形,再说明△BOE∽△COF,可得BE和CF的长,最后利用勾股定理求出BC的长. 【解答】(1)证明:∵∠ACD=∠B+∠BAC,∠ACE=∠B, ∴∠BAC=∠ECD, ∵∠B=∠D, ∴△ABC∽△CDE; (2)证明:∵△ABC∽△CDE, ∴, ∴, 又∵∠B=∠ACE, ∴△ABC∽△ACE, ∴, ∴AC2=AB•AE; (3)解:如图所示,过点O作EF⊥OA交AB于点E,交AC于点F, ∵点O是△ABC的内心, ∴∠EAO=∠FAO, ∵AO=AO,∠AOE=∠AOF, ∴△AOE≌△AOF(ASA), ∴AE=AF, ∴△AEF是等腰直角三角形, ∴OE=OF=OA=2,AE=AF===4, ∵∠BAC=90°, ∴∠AEF=∠AFE=45°, ∴∠BEO=∠OFC=135°, ∵∠BOF=∠BEO+∠EBO,∠BOF=∠BOC+∠COF, ∴∠COF=∠OBE, ∴△BOE∽△COF, ∴, ∵OB=OC, ∴, ∴BE=OF==4,CF=, ∴AB=AE+BE=4+4=8,AC=AF+CF=4+2=6, ∵∠BAC=90°, ∴△BAC为直角三角形, ∴BC===10, 故答案为:10. 【变式4-4】.(2023•武汉模拟)点C在AB的延长线上,且∠DAB=∠DBE. (1)如图(1),若∠C=∠A,求证:△DAB∽△BCE; (2)如图(2),若CE∥AD,∠C=45°,若,则的值为   ;(直接写出) (3)如图(3),连接AE,若△DAB∽△DBE,,求证:AE=2BD. 【分析】(1)根据三角形外角的性质可得∠ADB=∠CBE,从而证明结论; (2)过点E作EF⊥EC交AC于点F,由(1)可得△DAB∽△BFE,则,设CE=EF=a,则BF=a,CF=a,BC=BF+CF=2a,即可得出答案; (3)延长AB到点F,使得∠BFE=∠DAB,连接EF,同理得△DAB∽△BFE,得,证明,说明△DAB∽△EFA,进而解决问题. 【解答】(1)证明:∵∠DAB=∠DBE,∠CBD=∠CBE+∠DBE=∠ADB+∠DAB, ∴∠ADB=∠CBE, ∵∠C=∠A, ∴△DAB∽△BCE; (2)解:如图(2),过点E作EF⊥EC交AC于点F, ∵∠C=45°, ∴∠BFE=90°+45°=135°,∠CFE=45°, ∴∠C=∠CFE, ∴CE=EF, CF=EF, ∵CE∥AD, ∴∠A=180°﹣45°=135°, ∴∠A=∠BFE, 由(1)可得△DAB∽△BFE, ∴, 设CE=EF=a,则BF=a,CF=a, ∴BC=BF+CF=2a, ∴, 故答案为:; (3)证明:如图(3),延长AB到点F,使得∠BFE=∠DAB,连接EF, ∵△DAB∽△DBE, ∴∠DAB=∠DBE, ∵∠DBF=∠ADB+∠DAB=∠DBE+∠EBF, ∴∠EBF=∠BDA, 又∵∠DAB=∠BFE, ∴△DAB∽△BFE, ∴, ∵△DAB∽△DBE, ∴, ∴, 设AD=m,则AB=m,BF=m,EF=2m, ∴AF=AB+BF=2m, ∴, 又∵∠F=∠DAB, ∴△DAB∽△EFA, ∴, ∴AE=2BD. 【变式4-5】.(2023春•鄂城区校级月考)【问题引入】如图1,等边△ABC,D为BC边上一点,E为AC边上一个点;且∠ADE=60°,求证:△ABD∽△DCE. 【模型运用】如图2,在△ABC中,∠C=60°,D为AC边上一点,连接BD且∠ABD=60°,已知BC=6,AD=7,求CD的值. 【能力提升】如图3,在△ABC中,D为AC边上一点,连接BD且∠ABD=∠C=α,,且,直接写出的值. 【分析】【问题引入】由∠ADE=60°,可证得△ABD∽△DCE; 【模型运用】过点D作DE⊥BC于E,设CE=x,则BE=6﹣x,进而表示出CD=2x,DE=x,AC=7+2x,根据勾股定理得,BD=2,再判断出△ABD∽△ACB,先得出AB,进而建立关于x的方程,即可得出答案; 【能力提升】过点A作AM⊥BC于M,延长MB至G,使MG=MC,判断出△ABG∽△BDC,得出,根据tanα=tanC==,设AM=3m,则CM=4m,进而表示层CD=2m,进而表示出BC=(4+)m(舍去负值),即可得出答案. 【解答】【问题引入】证明:∵△ABC是等边三角形, ∴∠B=∠C=60°, ∴∠BAD+∠ADB=120°, ∵∠ADE=60°, ∴∠ADB+∠EDC=120°, ∴∠DAB=∠EDC, 又∵∠B=∠C=60°, ∴△ABD∽△DCE; 【模型运用】解:如图2,过点D作DE⊥BC于E, ∴∠CED=∠BED=90°, 设CE=x,则BE=BC﹣CE=6﹣x, 在Rt△CDE中,∠C=60°, ∴∠CDE=30°, ∴CD=2x,DE=x, ∴AC=AD+DC=7+2x, 在Rt△BDE中,根据勾股定理得,BD===2, ∵∠C=60°,∠ABD=60°, ∴∠C=∠ABD, ∵∠A=∠A, ∴△ABD∽△ACB, ∴, ∴, ∴AB=, ∴△ABD∽△ACB, ∴=, ∴, ∴, ∴2x3+x2﹣3x=0, ∴x(2x+3)(x﹣1)=0, ∴x=0(舍去)或x=﹣(舍去)或x=1, ∴CD=2x=2; 【能力提升】解:如图3. 过点A作AM⊥BC于M,延长MB至G,使MG=MC, ∴AG=AC, ∴∠G=∠C=α, ∴∠BAG+∠ABG=180﹣α, ∵∠ABD=α, ∴∠ABG+∠CBD=180°﹣α, ∴∠BAG=∠DBC, ∴△ABG∽△BDC,∴, 在Rt△AMC中,tanα=tanC==, 设AM=3m,则CM=4m, ∴CG=8m,AG=AC=5m, ∵, ∴==, ∴CD=2m, ∴, ∴BC=(4+)m(舍去负值), ∴=. 原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!3 学科网(北京)股份有限公司 $$

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专题突破4-2:相似三角形常见模型之K型相似及一线三等角(4大题型)-2024-2025学年九年级数学上册单元速记·巧练(浙教版)
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专题突破4-2:相似三角形常见模型之K型相似及一线三等角(4大题型)-2024-2025学年九年级数学上册单元速记·巧练(浙教版)
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