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1
专项 8 相似三角形的判定与性质综合
1.已知如图,在ΔABC中,点 D是 AB边上一个动点,连接CD,在CD的右侧作 CDE ,DE边
交 BC于点 E,当点 D在 AB边上运动时(点 D不与点 A、点 B重合),始终保持 A CDE .
(1)你能否再添加一个条件,使 ACD BDE△ ∽△ ;
(2)在(1)的条件下,当 4AC , 3BE , 8AB 时,求 A、D两点之间的距离.
2.如图,一次函数 1 6
3
y x 与 x轴交于点 A,与 y轴交于点 B,点 C在OA上,平行于 y轴
的直线 PQ从点 A出发,以 3个单位每秒的速度在射线 AO上匀速运动,交直线 AB于点 P,交 x
轴于点 Q,运动的时间为 ( 0)t t 秒.
(1)若 OBC OAB ,①求点 C的坐标;②当 BP BC 时,求 AO的长度;
(2)当 3OC 时,直接写出直线 PQ运动的过程中, CPQ 与 OBC△ 相似时(不包含重合时)t的
值.
3.阅读与思考
下面是一位同学的数学学习笔记,请仔细阅读并完成相应任务.
我们知道连接三角形两边中点的线段叫做三角形的中位线.通过证明可以得到“三角形的中位
线平行于三角形的第三边,且等于第三边的一半”,类似三角形中位线,我们把连接梯形两腰
中点的线段叫做梯形的中位线.
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2
如图,在梯形 ABCD中,AD BC∥ ,E,F分别是两腰 ,AB CD的中点, ,AF BC的延长线交于点 G.
求证: 12EF AD BC .
证明:∵ AD BC∥ ,
∴ ADF GCF (依据).
∵F为 DC的中点,
∴DF FC .
在 ADF△ 与 GCF 中,
ADF GCF
AFD GFC
DF CF
,
∴ ADF GCF ≌ ,
∴ AF FG , AD CG .
∵E是 AB的中点,F是 AG的中点,
∴EF是 ABG 的中位线,
∴ 1 1
2 2
EF BG BC CG .
∵ AD CG ,
∴ 12EF AD BC .
任务:
(1)填空:材料中的依据是______;
(2)如图,在梯形 ABCD中,AD BC∥ ,点 E在 AB上,EF BC∥ 交CD于点 F,若 1
3
AE
EB
, 3AD ,
5BC ,求 EF的长.
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3
4.已知 AB是 O 的直径,CH AB 交 AB于点 D,E为射线 AB上一点,连接 CE并延长交 O
于点 F,射线 AF交射线 CH于点 G.
(1)如图 1,若点 E在线段 DB(不包含端点)上,求证: 2AC AG AF
(2)如图 2,若点 E在线段 AD(不包含端点)上,求证: AC GF HG CF
(3)如图 3,若点 E在点 B的右侧部分运动,连接 HF交射线 AB于点 M,试探究 AO、MH、EF、
ME之间的数量关系,并给予证明.
5.在ΔABC中, E, F分别为边 AB, AC上的点, BF与CE相交于点D.
(1)若 14
AE AB ,
1
4
AF AC ,
(ⅰ)
ED
EC
______;
(ⅱ) 3CDFS ,则 ABCS ______;
(2)若
1AE AB
n
,
1AF AC
n
, CDFS △ ______ ABCS .
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4
6.在矩形 ABCD中, : :AB AD m n,点H在边DC上(不与点C,D重合),连接 BH ,过点C
作CF BH 于点G.
(1)当 : 3 : 2m n 时,求 BHCF ;
(2)当 : 1m n 时,延长 BH 与 AD交于点 P,延长CF与BA交于点 E,连接 PE.
①求证: AE DP;
②判定 BF与 AH的位置关系,并说明理由.
7.在Rt ABC△ 中, 90CBA , 45BAC ,点M 为线段 BC上一动点.N在 AC和 AM的垂直
平分线上.MN交 AC于点O,如图 1.
(1)①若 75NMC ,则 NAC ________ ;
②若 NMC ,求 NAB (用含有 的式子表示);
(2)求证: NAO BAM△ ∽△ ;
(3)如图 2:连接NB,交 AC, AM 于 P,Q两点,若 MNC 恰好为等边三角形,求
PQ
QB的值.
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5
8.如图 1,在平面直角坐标系 xOy中,矩形OABC的顶点 A,C分别在 x轴和 y轴的正半轴上,
B点坐标为 6,3 ,反比例函数 0ky x
x
与 BC交于点 D,与 AB交于点 E, 2BD CD .
(1)求反比例函数的表达式;
(2)如图 2,连接DE, AC,求证:DE AC ;
(3)如图 3,点 P在 x轴上,连接DP,以点 D为旋转中心将线段DP逆时针旋转 90°得DP,若
点P恰好落在反比例函数上,求点 P的坐标.
9.课本再现:
(1)在图 1中,一块材料的形状是锐角三角形 ABC,边 60mmBC ,高 40mmAD .把它加工
成正方形零件,使正方形的一边在 BC上,其余两个顶点分别在 ,AB AC上,求这个正方形的边
长.
变式探究:
(2)如图 2,若一块三角形材料可以加工成 3个相同大小的正方形零件,请你探究 AD与 BC的
数量关系,并说明理由.
拓展延伸:
(3)如图 3,若一块三角形材料可以加工成 4个相同大小的正方形零件,且 30B ,请你探
究
BP
CQ的值.
(4)如图 4,若一块三角形材料用同样的方式,可以加工成 3n n 个相同大小的正方形零件,
设每个正方形的边长为 a,则BC .(用含 a,n的代数式表示,直接写出结果)
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专项 8 相似三角形的判定与性质综合
1.(1)添加BC AC ,证明见解析
(2)A、D两点之间的距离为 2或 6.
【知识点】相似三角形的判定与性质综合、等腰三角形的性质和判定
【分析】本题考查了三角形相似的性质及判定,等腰三角形的性质,熟记“两对应角相等,两
三角形相似”是解题关键.
(1)由等腰三角形的性质得 B C ,再由相似三角形的判定即可证明;
(2)由 ACD DBE∽△ △ 得出 AC AD
BD BE
,由 4AC , 3BE , 8AB 即可求解.
【详解】(1)证明:添加BC AC ,使 ACD BDE△ ∽△
BC AC ,
A B
∵ A CDE , CDB A ACD CDE BDE ,
∴ BDE ACD ,
∴ ACD BDE△ ∽△ ;
(2) ACD DBE△ △∽ ,
AC AD
BD BE
,
∵ 4AC , 3BE , 8AB ,
4
8 3AD
AD
∴ 2AD 或 6,
∴A、D两点之间的距离为 2或 6.
2.(1)①C点坐标为 2 0, ;②12或 24
(2)3或 15或 307
【知识点】相似三角形的判定与性质综合、已知两点坐标求两点距离、一次函数与几何综合、
一次函数图象与坐标轴的交点问题
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【分析】(1)①先求出 0,6B , 18,0A ,证明 OBC OAB∽ ,OB OCOA OB ,求出 2OC 即可得出
答案;
②先表示出 18 3 ,0Q t , 18 3 ,P t t ,根据 BP BC ,得出 2 26 18 3 40t t ,求出 t的值即可
得出答案;
(2)分两种情况进行讨论:当 OBC QCP∽ 时,②当 OBC QPC∽ 时,分别列出算式进行解答
即可.
【详解】(1)解:①把 0x ,代入 1 6
3
y x 得 6y ,
把 0y ,代入
1 6
3
y x 得:
10 6
3
x ,解得 18x ,
∴ 0,6B , 18,0A ,
∵ OBC OAB , 90BOC AOB ,
∴ OBC OAB∽ ,
∴
OB OC
OA OB
,
即
6
18 6
OC
,
解得 2OC ;
∴C点坐标为 2 0, ;
②由题可得 18 3 ,0Q t , 18 3 ,P t t ,
∴ 2 26 18 3BP t t ,
2 2 40B OB OCC ,
∵ BP BC ,
∴ 2 26 18 3 40t t ,
解得 4t 或 8,
∴ AQ为 12或 24;
(2)解:根据题意得: 18 3 ,0Q t , 18 3 ,P t t ,
∴ 18 3 3CQ t ,PQ t ;
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3
①当 OBC QCP∽ 时,
OB OC
QC QP
,
即
6 3
18 3 3t t
,
解得 3t 或 15;
②当 OBC QPC∽ 时,
OB OC
QP QC
,
即
6 3
18 3 3t t
,
解得
30
7
t 或 6(舍去),
综上所述 t为 3或 15或 307 .
【点睛】本题主要考查了一次函数的性质,三角形相似的判定和性质,两点间距离公式,一次
函数与坐标轴的交点问题,解题的关键是数形结合,熟练掌握三角形相似的判定方法,注意分
类讨论.
3.(1)两直线平行,内错角相等
(2)3.5
【知识点】全等的性质和 ASA(AAS)综合(ASA或者 AAS)、利用平行四边形性质和判定
证明、与三角形中位线有关的证明、相似三角形的判定与性质综合
【分析】本题主要考查了梯形的中位线与平行线分线段成比例定理,平行线的性质,平行四边
形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,通过作辅助线,把梯形的问题转化为三角形的中
位线进行解答是解题的关键.
(1)由平行线的性质即可得出答案;
(2)过点 A作 AH CD∥ 交 EF于点 G,交 BC于点 H, , ,AHCD AGFD GHCF是平行四边形,
AEG ABH∽ ,根据
1
3
AE
EB
,得到
4
BHEF EG GF AD 即可求解.
【详解】(1)解: AD BC∥ ,
∴ ADF GCF (依据),
故答案为:两直线平行,内错角相等;
(2)解:如图 2,过点 A作 AH CD∥ 交 EF于点 G,交 BC于点 H,
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4
∵ AD BC∥ , AH CD∥ ,EF BC∥ ,
, ,AHCD AGFD GHCF 是平行四边形, AEG ABH∽ ,
∴GF CH AD ,
∵
1
3
AE
EB
,
∴
1
4
EG AE
BH AB
,
4
HEG B ,
4
BHEF EG GF AD ,
∵ 3AD , 5BC ,
55 3
4
3 3.EF .
4.(1)见解析
(2)见解析
(3) MH EF AO ME ,证明见解析
【知识点】相似三角形的判定与性质综合、同弧或等弧所对的圆周角相等、圆周角定理
【分析】对于(1),先证明 ACG ∽ AFC ,再根据相似三角形的对应边成比例得出答案;
对于(2),连接 AH, FH ,先根据圆的内接四边形性质得 FHG CAF ,再根据三角形的外
角和同弧(等弧)所对的圆周角相等得出 HFG ACH AFC ,进而得出 ACF△ ∽ HGF△ ,
再根据相似三角形的对应边成比例得出答案;
对于(3),连接OH,先根据圆周角定理得 2AOH AFH ,再根据同弧(等弧)所对的圆周
角相等得 AFC AFH ,可得出 CFH AOH ,进而得出 EFM MOH ,然后根据两角相等得
两个三角形相似得 OMH△ ∽ FME ,再根据相似三角形的对应边成比例得出答案.
【详解】(1)∵CH AB ,
∴ AC AH ,
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∴ ACH AFC .
∵ =CAG CAF ,
∴ ACG ∽ AFC ,
∴
AC AG
AF AC
,
即 2AC AF AG ;
(2)如图所示. 连接 AH, FH ,
∵四边形 ACHG是 O 内接四边形, 180FHC FHG ,
∴ 180FHC CAF ,
∴ FHG CAF .
∵ ACF AHF , FAH FCH , HFG 是 AFH 的外角,
∴ HFG AHF FAH FCH ACF ACH AFC
∴ ACF△ ∽ HGF△ ,
∴
AC CF
GH FG
,
即 AC GF HG CF ;
(3)连接OH,
∵ 2AOH AFH , AC AH
∴ AFC AFH ,
∴ CFH AOH ,
∴ EFM MOH .
∵ EMF OMH ,
∴ OMH△ ∽ FME ,
∴
MH OH
ME EF
,
即 MH EF OH ME ,
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6
∴ MH EF AO ME .
【点睛】本题主要考查了相似三角形的性质和判定,圆周角定理及推论,圆内接四边形的性质,
三角形外角的性质等,构造辅助线证明三角形相似是解题的关键.
5.(1)(ⅰ) 15;(ⅱ)20;
(2) 2
1n
n n
.
【知识点】相似三角形的判定与性质综合
【分析】
(1)(ⅰ)先证明 AEF ABC ∽ , AEF ABC ,
1
4
EF
BC
,再证明 EDF CDB ∽ ,可得
1
4
EF DE
BC DC
,
即可求解;
(ⅱ)通过相似三角形的性质可得
1
4
DF
BD
,由面积关系即可求解;
( 2)先证明 AEF ABC ∽ , AEF ABC ,
1EF
BC n
,再证明 EDF CDB ∽ ,可得
1EF DE
BC DC n
,
由面积关系即可求解;
本题考查了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的关键.
【详解】(1)解:(ⅰ)如图,连接 EF,
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∵
1
4
AE AB ,
1
4
AF AC ,
∴
1
4
AE AF
AB AC
,
∵ A A ,
∴ AEF ABC ∽ ,
∴ AEF ABC ,
1
4
EF
BC
,
∴ EF BC ,
∴ EDF CDB ∽ ,
∴
1
4
EF DE
BC DC
,
∴
1
5
ED
EC
,
故答案为:
1
5;
(ⅱ)∵ EDF CDB ∽ ,
∴
1
4
DF
BD
,
∵ 3CDFS ,
∴ 12BDCS △ ,
∴ 15BCFS ,
∵
1
4
AF
AC
,
∴
3
4
CF
AC
,
∴
15 4 20
3ABC
S ,
故答案为:20;
(2)
∵
1AE AB
n
,
1AF AC
n
,
∴
1AE AF
AB n AC
,
∵ A A ,
∴ AEF ABC ∽ ,
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8
∴ AEF ABC ,
1EF
BC n
,
∴EF BC∥ ,
∴ EDF CDB ∽ ,
∴
1EF DE DF
BC DC BD n
,
∴ 1BCF CDFS n S ,
∴
1
1ABC CDF
n n
S S
n
,
∴ 2
1
CDF ABC
nS S
n n
故答案为: 2
1n
n n
.
6.(1) 23
BH
CF
(2)①证明见解析;② BF与 AH垂直,理由见解析
【知识点】全等三角形综合问题、根据矩形的性质求线段长、相似三角形的判定与性质综合
【分析】本题考查了相似三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、平行线的判定与性
质,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
(1)证明 BCH CDF ∽ ,得出 BH BC
CF CD
,结合 : : 3: 2AB AD m n ,即可得出答案;
(2)①当 : 1m n 时, AB AD ,证明 APB BEC ≌ ,即可得出结论;②方法一:由DH AB∥ 得
出
BH AD
BP AP
,证明 BHA BPE ∽ 得出 BHA BPE ,从而得出HA PE∥ ,即可得出 BF HA ;方
法二:设 AH与 BF交于Q,证明 ASAAEF DPH ≌ 得出 AF DH ,证明 SASABF DAH ≌ 得出
ABF HAD ,求出 90AQB ,即可得证.
【详解】(1)解:如图:
,
矩形 ABCD,CG BH ,
90BCH D , 1 2 90 , 3 2 90 ,
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9
1 3 ,
BCH CDF△ ∽△ ,
BH BC
CF CD
,
又 : : 3 : 2AB AD m n ,
2
3
BH
CF
;
(2)解:①当 : 1m n 时, AB AD ,
四边形 ABCD为正方形,
90PAB EBC PAE , AB BC AD ,
CF BH ,
90CFP APB AFE BEC ,
APB BEC ,
AASAPB BEC ≌ ,
AP BE ,
又 AB AD ,
AE DP ;
② BF与 AH垂直,
理由如下:
方法一:在 PBE△ 中, PA BE ,EG PB ,
点 F为 PBE△ 的垂心,
BF PE
DH AB ∥ ,
BH AD
BP AP
,
AD AD BA BA
AP AD DP BA AE BE
,
BH BA
BP BE
,
HBA PBE ,
BHA BPE△ ∽△ ,
BHA BPE ,
HA PE ∥ ,
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10
BF HA ;
方法二:设 AH与 BF交于Q,
,
APB BEC , AE DP, 90EAF HDP ,
ASAAEF DPH ≌ ,
AF DH ,
又 90BAF ADH , AB DA ,
SASABF DAH ≌ ,
ABF HAD ,
90HAD BAH ,
90ABF BAH ,
90AQB ,
BF HA .
7.(1)①30;②
(2)见解析
(3) 3 1
2
【知识点】相似三角形的判定与性质综合、等边三角形的性质、含 30度角的直角三角形、线
段垂直平分线的性质
【分析】(1)由题意知, 45BCA ,由N在 AC和 AM 的垂直平分线上,可得NC NA NM ,
则 NCA NAC , NMA NAM , NCM NMC ,①由 75NMC ,可得 75NCM ,则
30NCA NCM BCA , 30NAC ;②同理①可得 NAC NCA ,根据
NAB NAC CAB ,求解作答即可;
(2)设 NMC ,由(1)可知, 45NAC NCA ,则,由题意知,
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180 180 2CNM NMC NCM ,则 90ANO ANC CNM ,即 ANO ABM ,由
题意得,
180 45
2
ANONAM NMA ,由 45NAO NAM OAM OAM ,
45BAM BAC OAM OAM ,可得 NAO BAM ,进而结论得证;
(3)证明BN垂直平分 AC,即 P是 AC的中点, 1 452
ABN CBN ABC ,如图 1,作PE CB∥
交 AM 于 E,则 PE是 ACM△ 的中位线,
1
2
PE CM ,由 MNC 为等边三角形,可得 60NCM ,
CN CM ,设 2CN CM a ,则PE a ,如图 1,作NF CM 于 F,则 30CNF ,
45BNF FBN ,
1
2
CF CN a ,BF NF ,由勾股定理得, 2 2 3NF CN CF a ,即 3BF a ,
3BC CF BF a a , 3BM BC CM a a ,证明 PEQ BMQ ∽ ,根据 3
PQ PE a
QB BM a a
,
求解作答即可.
【详解】(1)解:∵ 90CBA , 45BAC ,
∴ 45BCA ,
∵N在 AC和 AM 的垂直平分线上,
∴NC NA NM ,
∴ NCA NAC , NMA NAM , NCM NMC ,
①解:∵ 75NMC ,
∴ 75NCM ,
∴ 30NCA NCM BCA ,
∴ 30NAC ,
故答案为:30;
②解:∵ NMC ,
∴ NCM ,
∴ 45NAC NCA NCM BCA ,
∴ NAB NAC BAC ,
故答案为: ;
(2)证明:设 NMC ,
由(1)可知, 45NAC NCA ,
∴ 180 270 2ANC NAC NCA ,
由题意知, 180 180 2CNM NMC NCM ,
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12
∴ 90ANO ANC CNM ,
∴ ANO ABM ,
∴
180 45
2
ANONAM NMA ,
∵ 45NAO NAM OAM OAM , 45BAM BAC OAM OAM ,
∴ NAO BAM ,
∴ NAO BAM△ ∽△ ;
(3)解:∵BA BC NA NC , ,
∴BN垂直平分 AC,即 P是 AC的中点,
∴
1 45
2
ABN CBN ABC ,
如图 1,作PE CB∥ 交 AM于 E,
∴ AE ME , E为 AM的中点,
∴ PE是 ACM△ 的中位线,
1
2
PE CM ,
∵ MNC 为等边三角形,
∴ 60NCM ,CN CM ,
设 2CN CM a ,则PE a ,
如图 1,作NF CM 于 F,
∴ 30CNF , 45BNF FBN ,
∴
1
2
CF CN a ,BF NF ,
由勾股定理得, 2 2 3NF CN CF a ,
∴ 3BF a ,
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∴ 3BC CF BF a a , 3BM BC CM a a ,
∵PE CB∥ ,
∴ PEQ BMQ EPQ MBQ , ,
∴ PEQ BMQ ∽ ,
∴
3 1
23
PQ PE a
QB BM a a
,
∴
PQ
QB的值为
3 1
2
.
【点睛】本题考查了垂直平分线的判定与性质,等腰三角形的判定与性质,三角形内角和定理,
相似三角形的判定与性质,等边三角形的性质,含30的直角三角形,勾股定理,平行线分线
段成比例,中位线等知识.熟练掌握垂直平分线的判定与性质,等腰三角形的判定与性质,三
角形内角和定理,相似三角形的判定与性质,等边三角形的性质,含30的直角三角形,勾股
定理,平行线分线段成比例,中位线是解题的关键.
8.(1) 6y
x
(2)见解析
(3)
1 ,0
5
P
【知识点】反比例函数与几何综合、求反比例函数解析式、全等的性质和 ASA(AAS)综合
(ASA或者 AAS)、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)由点 B的坐标及 2BD CD ,可求得点 D的坐标,再代入 ky
x
中,即可求得结
果;
(2)先求出点 E的坐标,则可计算出 23
BE
BA
,
4 2
6 3
BD
BC
,再由 B B ,即可得 BDE BCA∽ ,
利用对应角相等即可证明平行;
(3)过 P作 PM CB 于 M,过 P作 P N CB 于 N,易得 MPD NDP ≌ ,则有DN PM 且MD PN ;
设 ( ,0)P t ,则可表示出P的坐标,由此点在反比例函数图象上即可求得点 P坐标.
【详解】(1)解:∵ 6,3B ,
∴ 6 3CB BA , ,
∵ 2BD CD ,
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∴ 4 2BD CD , ,
∴ 2,3D ,
将 2,3D 代入 ky
x
,得3 2
k
,
解得 6k ,
∴
6y
x
;
(2)证明:将 6x 代入 6y
x
,得 1y ,
∴ 1(6 )E ,,
∴ 1AE ,
∵ 6,3B ,
∴ 3AB ,
∴ 3 1 2BE AB AE ,
∴
2
3
BE
BA
,
∵
4 2
6 3
BD
BC
,
∴
BE BD
BA BC
,
∵ B B ,
∴ BDE BCA∽ ,
∴ BDE BCA ,
∴DE AC∥ ;
(3)解:∵旋转,
∴ PD P D , 90PDP ,
∴ 90MDP P DN ;
过 P作 PM CB 于 M,过P'作 P N CB 于 N,如图,
则 90PMD DNP PMC ,
∵四边形 AOCB为矩形,
∴ 90AOC OCB ,
∴四边形OPMC是矩形,
∴ 3PM OC CM OP , ;
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∵ 90MPD MDP , 90MDP P DN ,
∴ MPD P DN ,
在 MPD 与 NDP△ 中,
PMD P ND
MPD PDN
PD PD
,
∴ MPD NDP ≌ ,
∴ 3DN PM , 'MD P N ,
设 ( ,0)P t ,
∴ 2D MMD x x t ,
∴ ' 2P N t ,
∴ ' 3 2 1Py t t ,
' 5 1P t ( , ),
∵点P在反比例函数
6y
x
的图象上,
∴将 5 1P t ( , )代入
6y
x
,得
1
5
t ,
∴
1 ,0
5
P
【点睛】本题是函数与几何的综合,考查了求函数解析式,反比例函数的图象与性质,全等三
角形的判定与性质,矩形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,灵活运用这些知识是关键.
9.(1) 24mm;(2) AD BC ,理由见解析;(3) 2 3 3 ;(4) 2 3n a
【知识点】全等的性质和 ASA(AAS)综合(ASA或者 AAS)、含 30度角的直角三角形、
根据正方形的性质证明、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)设这个正方形的边长为 mmx ,则 mmEF DK x ,根据 EF BC∥ ,得到 AEF ABC△ △∽ ,
根据相似三角形的性质得到比例式,解方程即可得到结果;
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(2)根据题意可得 EF GH BC∥ ∥ ,证明 GBN EGM≌ 以及 AEF AGH∽ ,可得 AE EG GB ,
再证明 AEF ABC△ △∽ ,可得 3 3 , 3AD AP EF BC EF ,即可求解;
(3)如图,设 AD分别交 EF GH、 于点 M、N,设每个正方形的边长为 a,根据EF GH BC∥ ∥ ,
推出 AEF AGH ABC∽ ∽ ,于是得到
AM AN AD
EF GH BC
,列方程即可得到 2.5 5AD a BC a , ,从
而得到 5AB BC a , 5 35
2
CD a a ,再根据 CHQ CAD∽ ,可得 2 3CQ a ,即可求解;
(4)过点 A作 AD BC 分别交EF GH、 于点M、N,根据 AEF AGH ABC∽ ∽ ,可得 AM AN AD
EF GH BC
,
即可求解.
【详解】解:(1)如图,设 AD EF, 交于点 K,
设这个正方形的边长为 mmx ,则 mmEF DK x ,
∴ 40 mmAK x ,
∵ EF BC∥ ,
∴ AEF ABC△ △∽ ,
∴
EF AK
BC AD
,
即
40
60 40
x x
,
解得: 24x ,
即这个正方形的边长为 24mm;
(2)如图,
设这个正方形的边长为 mmx ,
根据题意得EF GH BC∥ ∥ ,
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∴ EGM B EMG BNG , , AEF AGH AEF ABC ∽ , ∽ ,
在 GBN△ 与 EGM 中,
∵ EGM B EMG BNG EM GN , , ,
∴ GBN EGM≌ ,
EG BG ,
∵ AEF AGH∽ ,
∴
1
2
AE EF
AG GH
,
∴ AE EG ,
AE EG GB ,
∴ 1
AP AE
EM EG
,
∴ AP EM EF ,
∵ AEF ABC△ △∽ ,
∴
1
3
AP EF AE
AD BC AB
,
∴ 3 3 3AD AP EF BC EF , ,
∴ AD BC ;
(3)如图,设 AD分别交 EF GH、 于点 M、N,
设每个正方形的边长为 a,
∵EF GH BC∥ ∥ ,
AEF AGH ABC ∽ ∽ ,
∴ ,
AM EF AM EF
AN GH AD BC
,
∴
AM AN AD
EF GH BC
,
∴
2
3
AD a AD a AD
a a BC
,
解得: 2.5 5AD a BC a , ,
2BC AD ,
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∵ 30 ,B AD BC ,
∴ 2 5AB AD a , 3BP a , 5 3
2
BD a ,
5AB BC a ,
∴
5 35
2
CD a a ,
∵HQ AD∥ ,
∴ CHQ CAD∽ ,
∴
HQ CQ
AD CD
,
∴ 2.5 5 35
2
a CQ
a
a a
,
解得: 2 3CQ a ,
∴
3 2 3 3
2 3
BP a
CQ a
;
故答案为: 2 3 3 ;
(4)如图,过点 A作 AD BC 分别交EF GH、 于点 M、N,
∵EF GH BC∥ ∥ ,
AEF AGH ABC ∽ ∽ ,
∴ ,
AM EF AM EF
AN GH AD BC
,
∴
AM AN AD
EF GH BC
,
∴
2
1
AD a AD a AD
a n a BC
,
解得: 2 3BC n a .
故答案为: 2 3n a .
【点睛】本题主要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,直角三角形的
性质,正方形的性质,熟练掌握相似三角形的判定和性质,利用类比思想解答是解题的关键.