专题05 相似-备战2025年中考数学真题题源解密(浙江专用)
2025-01-17
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2份
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67页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 图形的相似 |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.54 MB |
| 发布时间 | 2025-01-17 |
| 更新时间 | 2025-02-10 |
| 作者 | ripples6ob |
| 品牌系列 | 上好课·真题题源解密 |
| 审核时间 | 2025-01-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50060153.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题05 相似
课标要求
考点
考向
1.了解比例线段的有关概念及其性质,并会用比例的性质解决简单的问题.
2.了解相似多边形、相似比和相似三角形的概念,掌握其性质和判定并会运用图形的相似解决一些简单的实际问题.
3.了解位似变换和位似图形的概念,掌握并运用其性质.
相似
考向一 相似性质判定
考向二 相似综合
考点一 相似
►考向一 相似性质判定
易错易混提醒
1.判定
(1)平行于三角形一边的直线和其他两边(或两边延长线)相交,所构成的三角形与原三角形相似;
(2)两角对应相等,两三角形相似;
(3)两边对应成比例且夹角相等,两三角形相似;
(4)三边对应成比例,两三角形相似;
(5)斜边和一条直角边对应成比例,两直角三角形相似.
2.性质
(1)相似三角形的对应角相等,对应边成比例;
(2)相似三角形对应高的比、对应中线的比、对应角平分线的比都等于相似比;
(3)相似三角形周长的比等于相似比;
(4)相似三角形面积的比等于相似比的平方.
1.(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
【答案】D
【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,
∴,ME=DE,
∴
∴,
又∵∠NFD=∠MEC,
∴△NFD∽△MEC.
∴∠ECM=∠FDN.
∵∠FDB=∠ECD,
∴∠MCD=∠NDB.
∴MC∥ND.
∴S△MNC=S△MDC.
∵DM=2ME,
∴.
故选:D.
【点评】本题考查相似三角形的判定和性质,平行线的性质,三角形的面积等知识,解题的关键是正确寻找相似三角形解决问题,属于中考常考题型.
2.(2022•绍兴)将一张以AB为边的矩形纸片,先沿一条直线剪掉一个直角三角形,在剩下的纸片中,再沿一条直线剪掉一个直角三角形(剪掉的两个直角三角形相似),剩下的是如图所示的四边形纸片ABCD,其中∠A=90°,AB=9,BC=7,CD=6,AD=2,则剪掉的两个直角三角形的斜边长不可能是( )
A. B. C.10 D.
【答案】A
【分析】根据题意,画出相应的图形,然后利用相似三角形的性质和分类讨论的方法,求出剪掉的两个直角三角形的斜边长,然后即可判断哪个选项符合题意.
【解答】解:如图1所示,
由已知可得,△DFE∽△ECB,
则,
设DF=x,CE=y,
则,
解得,
∴DE=CD+CE=6+=,故选项B不符合题意;
EB=DF+AD=+2=,故选项D不符合题意;
如图2所示,
由已知可得,△DCF∽△FEB,
则,
设FC=m,FD=n,
则,
解得,
∴FD=10,故选项C不符合题意;
BF=FC+BC=8+7=15;
如图3所示:
此时两个直角三角形的斜边长为6和7;
故选:A.
【点评】本题考查相似三角形的性质、矩形的性质,解答本题的关键是明确题意,利用分类讨论的方法解答.
3.(2022•金华)如图是一张矩形纸片ABCD,点E为AD中点,点F在BC上,把该纸片沿EF折叠,点A,B的对应点分别为A′,B′,A′E与BC相交于点G,B′A′的延长线过点C.若=,则的值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】A
【分析】连接FG,CA′,过点G作GT⊥AD于点T.设AB=x,AD=y.设BF=2k,CG=3k.则AE=DE=y,由翻折的性质可知EA=EA′=y,BF=FB′=2k,∠AEF=∠GEF,因为C,A′,B′共线,GA′∥FB′,推出=,推出=,可得y2﹣12ky+32k2=0,推出y=8k或y=4k(舍去),推出AE=DE=4k,再利用勾股定理求出GT,可得结论.
【解答】解:连接FG,CA′,过点G作GT⊥AD于点T.设AB=x,AD=y.
∵=,
∴可以假设BF=2k,CG=3k.
∵AE=DE=y,
由翻折的性质可知EA=EA′=y,BF=FB′=2k,∠AEF=∠GEF,
∵AD∥CB,
∴∠AEF=∠EFG,
∴∠GEF=∠GFE,
∴EG=FG=y﹣5k,
∴GA′=y﹣(y﹣5k)=5k﹣y,
∵C,A′,B′共线,GA′∥FB′,
∴=,
∴=,
∴y2﹣12ky+32k2=0,
∴y=8k或y=4k(舍去),
∴AE=DE=4k,
∵四边形CDTG是矩形,
∴CG=DT=3k,
∴ET=k,
∵EG=8k﹣5k=3k,
∴AB=CD=GT==2k,
∴==2.
解法二:不妨设BF=2,CG=3,连接CE,则Rt△CA'E≌Rt△CDE,推出A'C=CD=AB=A'B',==1,推出GF=CG=3,BC=8,在Rt△CB'F,勾股得CB'=4 则A'B'=2,
故选:A.
【点评】本题考查翻折变换,矩形的性质,平行线分线段成比例定理等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,属于中考常考题型.
4.(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= .
【答案】(1)9;
(2).
【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:
∵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:
∵=,
∴=,
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:.
【点评】本题考查相似三角形的性质与判定,涉及正方形性质及应用,全等三角形性质与判定,锐角三角函数等知识,解题的关键是掌握三角形相似的判定定理.
5.(2022•温州)如图是某风车示意图,其相同的四个叶片均匀分布,水平地面上的点M在旋转中心O的正下方.某一时刻,太阳光线恰好垂直照射叶片OA,OB,此时各叶片影子在点M右侧成线段CD,测得MC=8.5m,CD=13m,垂直于地面的木棒EF与影子FG的比为2:3,则点O,M之间的距离等于 10 米.转动时,叶片外端离地面的最大高度等于 (10+) 米.
【答案】10,(10+).
【分析】解法一:作平行线OP,根据平行线分线段成比例定理可知PC=PD,由EF与影子FG的比为2:3,可得OM的长,同法由等角的正弦可得OB的长,从而得结论;
解法二:作辅助线,构建直角△CND,证明△HMC∽△EFG,根据垂直于地面的木棒EF与影子FG的比为2:3,列比例式可得HM的长,由三角函数的定义可得CN的长,从而得OA=OB=,由此可解答.
【解答】解:解法一:如图,过点O作OP∥BD,交MG于P,过P作PN⊥BD于N,则OB=PN,
∵AC∥BD,
∴AC∥OP∥BD,
∴=,∠EGF=∠OPM,
∵OA=OB,
∴CP=PD=CD=6.5,
∴MP=CM+CP=8.5+6.5=15,
tan∠EGF=tan∠OPM,
∴==,
∴OM=×15=10;
∵DB∥EG,
∴∠EGF=∠NDP,
∴sin∠EGF=sin∠NDP,即=,
∴OB=PN=,
以点O为圆心,OA的长为半径作圆,当OB与OM共线时,叶片外端离地面的高度最大,其最大高度等于(10+)米.
解法二:如图,设AC与OM交于点H,过点C作CN⊥BD于N,
∵HC∥EG,
∴∠HCM=∠EGF,
∵∠CMH=∠EFG=90°,
∴△HMC∽△EFG,
∴==,即=,
∴HM=,
∵BD∥EG,
∴∠BDC=∠EGF,
∴tan∠BDC=tan∠EGF,
∴==,
设CN=2x,DN=3x,则CD=x,
∴x=13,
∴x=,
∴AB=CN=2,
∴OA=OB=AB=,
在Rt△AHO中,∵∠AHO=∠CHM,
∴sin∠AHO==,
∴=,
∴OH=,
∴OM=OH+HM=+=10(米),
以点O为圆心,OA的长为半径作圆,当OB与OM共线时,叶片外端离地面的高度最大,其最大高度等于(10+)米.
故答案为:10,(10+).
【点评】本题考查了解相似三角形以及直角三角形的应用,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
6.(2023•杭州)如图,在△ABC中,AB=AC,∠A<90°,点D,E,F分别在边AB,BC,CA上,连接DE,EF,FD,已知点B和点F关于直线DE对称.设=k,若AD=DF,则= (结果用含k的代数式表示).
【答案】.
【分析】方法一:先根据轴对称的性质和已知条件证明DE∥AC,再证△BDE∽△BAC,推出EC=k•AB,通过证明△ABC∽△ECF,推出CF=k2•AB,即可求出的值.方法二:证明AD=DF=BD,可得BF⊥AC,设AB=AC=1,BC=k,CF=x,则AF=1﹣x,利用勾股定理列方程求出x的值,进而可以解决问题.
【解答】解:方法一:∵点B和点F关于直线DE对称,
∴DB=DF,
∵AD=DF,
∴AD=DB,
∵AD=DF,
∴∠A=∠DFA,
∵点B和点F关于直线DE对称,
∴∠BDE=∠FDE,
∵∠BDE+∠FDE=∠BDF=∠A+∠DFA,
∴∠FDE=∠DFA,
∴DE∥AC,
∴∠C=∠DEB,∠DEF=∠EFC,
∵点B和点F关于直线DE对称,
∴∠DEB=∠DEF,
∴∠C=∠EFC,
∵AB=AC,
∴∠C=∠B,
∵∠ACB=∠EFC,
∴△ABC∽△ECF,
∴=,
∵DE∥AC,
∴∠BDE=∠A,∠BED=∠C,
∴△BDE∽△BAC,
∴==,
∴EC=BC,
∵=k,
∴BC=k•AB,
∴EC=k•AB,
∴=,
∴CF=k2•AB,
∴====.
方法二:如图,连接BF,
∵点B和点F关于直线DE对称,
∴DB=DF,
∵AD=DF,
∴AD=DB=DF,
∴BF⊥AC,
设AB=AC=1,
则BC=k,
设CF=x,
则AF=1﹣x,
由勾股定理得,AB2﹣AF2=BC2﹣CF2,
∴12﹣(1﹣x)2=k2﹣x2,
∴x=,
∴AF=1﹣x=,
∴=.
故答案为:.
【点评】本题考查相似三角形的判定与性质,轴对称的性质,平行线的判定与性质,等腰三角形的性质,三角形外角的定义和性质等,有一定难度,解题的关键是证明△ABC∽△ECF.
7.(2022•绍兴)如图,AB=10,点C是射线BQ上的动点,连结AC,作CD⊥AC,CD=AC,动点E在AB延长线上,tan∠QBE=3,连结CE,DE,当CE=DE,CE⊥DE时,BE的长是 .
【答案】.
【分析】如图,过点C作CT⊥AE于点T,过点D作DJ⊥CT交CT的延长线于点J,连接EJ.由tan∠CBT=3=,可以假设BT=k,CT=3k,证明△ATC≌△CJD(AAS),推出DJ=CT=3k,AT=CJ=10+k,再利用勾股定理,构建方程求解即可.
【解答】解:如图,过点C作CT⊥AE于点T,过点D作DJ⊥CT交CT的延长线于点J,连接EJ.
∵tan∠CBT=3=,
∴可以假设BT=k,CT=3k,
∵∠CAT+∠ACT=90°,∠ACT+∠JCD=90°,
∴∠CAT=∠JCD,
在△ATC和△CJD中,
,
∴△ATC≌△CJD(AAS),
∴DJ=CT=3k,AT=CJ=10+k,
∵∠CJD=∠CED=90°,
∴C,E,D,J四点共圆,
∵EC=DE,
∴∠CJE=∠DJE=45°,
∴ET=TJ=10﹣2k,
∵CE2=CT2+TE2=(CD)2,
∴(3k)2+(10﹣2k)2=[•]2,
整理得4k2﹣25k+25=0,
∴(k﹣5)(4k﹣5)=0,
∴k=5(舍去)或,
∴BE=BT+ET=k+10﹣2k=10﹣k=,
故答案为:.
【点评】本题考查全等三角形的判定和性质,四点共圆,勾股定理等知识,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.
►考向二 相似综合
1.(2023•湖州)【特例感知】
(1)如图1,在正方形ABCD中,点P在边AB的延长线上,连结PD,过点D作DM⊥PD,交BC的延长线于点M.求证:△DAP≌△DCM.
【变式求异】
(2)如图2,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,点D在边AB上,过点D作DQ⊥AB,交AC于点Q,点P在边AB的延长线上,连结PQ,过点Q作QM⊥PQ,交射线BC于点M.已知BC=8,AC=10,AD=2DB,求的值.
【拓展应用】
(3)如图3,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,点P在边AB的延长线上,点Q在边AC上(不与点A,C重合),连结PQ,以Q为顶点作∠PQM=∠PBC,∠PQM的边QM交射线BC于点M.若AC=mAB,CQ=nAC(m,n是常数),求的值(用含m,n的代数式表示).
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据正方形的性质及角的和差推出∠A=∠DCM,AD=DC,∠ADP=∠CDM,利用ASA即可证明△DAP≌△DCM;
(2)作QN⊥BC于点N,则四边形DBNQ是矩形,根据矩形的性质推出∠DQN=90°,QN=DB,根据角的和差推出∠DQP=∠MQN,结合∠QDP=∠QNM=90°,推出△DQP∽△NQM,根据相似三角形的性质得到,根据勾股定理求出AB=6,则DB=2,根据矩形的性质推出DQ∥BC,进而推出△ADQ∽△ABC,根据相似三角形的性质求解即可;
(3)根据题意推出CQ=mnAB,AQ=(m﹣mn)AB,根据勾股定理求出BC=AB,根据四边形内角和定理及邻补角定义推出∠AQP=∠NQM,结合∠A=∠QNM=90°,推出△QAP∽△QNM,根据相似三角形的性质得出,根据题意推出△QCN∽△BCA,根据相似三角形的性质求出,据此求解即可.
【解答】(1)证明:在正方形ABCD中,∠A=∠ADC=∠BCD=90°,AD=DC,
∴∠DCM=180°﹣∠BCD=90°,
∴∠A=∠DCM,
∵DM⊥PD,
∴∠ADP+∠PDC=∠CDM+∠PDC=90°,
∴∠ADP=∠CDM,
在△DAP和△DCM中,
,
∴△DAP≌△DCM(ASA);
(2)解:如图2,作QN⊥BC于点N,
∵∠ABC=90°,DQ⊥AB,QN⊥BC,
∴四边形DBNQ是矩形,
∴∠DQN=90°,QN=DB,
∵QM⊥PQ,
∴∠DQP+∠PQN=∠MQN+∠PQN=90°,
∴∠DQP=∠MQN,
∵∠QDP=∠QNM=90°,
∴△DQP∽△NQM,
∴,
∵BC=8,AC=10,∠ABC=90°,
∴,
∵AD=2DB,
∴DB=2,
∵∠ADQ=∠ABC=90°,
∴DQ∥BC,
∴△ADQ∽△ABC,
∴,
∴,
∴;
(3)解:∵AC=mAB,CQ=nAC,
∴CQ=mnAB,
∴AQ=AC﹣CQ=(m﹣mn)AB,
∵∠BAC=90°,
∴,
如图3,作QN⊥BC于点N,
∵∠BAC+∠ABN+∠BNQ+∠AQN=360°,∠BAC=90°,
∴∠ABN+∠AQN=180°,
∵∠ABN+∠PBN=180°,
∴∠AQN=∠PBN,
∵∠PQM=∠PBC,
∴∠PQM=∠AQN,
∴∠AQP=∠NQM,
∵∠A=∠QNM=90°,
∴△QAP∽△QNM,
∴,
∵∠A=∠QNC=90°,∠QCN=∠BCA,
∴△QCN∽△BCA,
∴,
∴,
∴.
【点评】此题是相似综合题,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、矩形的判定与性质、勾股定理等知识,熟练运用相似三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、矩形的判定与性质、勾股定理并作出合理的辅助线是解题的关键.
2.(2023•温州)如图1,AB为半圆O的直径,C为BA延长线上一点,CD切半圆于点D,BE⊥CD,交CD延长线于点E,交半圆于点F,已知OA=,AC=1.如图2,连结AF,P为线段AF上一点,过点P作BC的平行线分别交CE,BE于点M,N,过点P作PH⊥AB于点H.设PH=x,MN=y.
(1)求CE的长和y关于x的函数表达式;
(2)当PH<PN,且长度分别等于PH,PN,a的三条线段组成的三角形与△BCE相似时,求a的值;
(3)延长PN交半圆O于点Q,当NQ=x﹣3时,求MN的长.
【答案】(1)CE=,y=﹣x+4;
(2)a的值为或或;
(3)MN的长为.
【分析】(1)先求出CD的长,由平行线分线段成比例可得,可求CE的长,通过证明△BCE∽△NME,可得,即可求解;
(2)分三种情况讨论,由相似三角形的性质列出方程可求解;
(3)由锐角三角函数可求BG的长,由线段的数量关系列出方程,即可求解.
【解答】解:(1)如图1,连接OD,
∵CD切半圆O于点D,
∴OD⊥CE,
∵OA=,AC=1,
∴OC=,BC=4,
∴CD==2,
∵BE⊥CE,
∴OD∥BE,
∴,
∴,
∴CE=,
如图2,∵∠AFB=∠E=90°,
∴AF∥CE,
∴MN∥CB,
∴四边形APMC是平行四边形,
∴CM=PA====x,
∵NM∥BC,
∴△BCE∽△NME,
∴,
∴=,
∴y=﹣x+4;
(2)∵PN=y﹣1=﹣x+4﹣1=﹣x+3,PH<PN,△BCE的三边之比为3:4:5,
∴可分为三种情况,
当PH:PN=3:5时,x=﹣x+3,解得:x=,
∴a=x=,
当PH:PN=4:5时,x=﹣x+3,解得:x=,
∴a=x=,
当PH:PN=3:4时,x=﹣x+3,解得:x=,
∴a=x=,
综上所述:a的值为或或;
(3)如图3,连接AQ,BQ,过点Q作QG⊥AB于点G,
则∠AQB=∠AGQ=90°,PH=QG=x,
∴∠QAB=∠BQG,
∵NQ=x﹣3,PN=y﹣1=﹣x+3,
∴HG=PQ=NQ+PN=x,
∵AH=x,
∴AG=AH+HG=3x,
∴tan∠BQG=tan∠QAB===,
∴BG=QG=x,
∴AB=AG+BG=x=3,
∴x=,
∴y=﹣x+4=,
∴MN的长为.
【点评】本题是相似形综合题,考查了相似三角形的判定和性质,锐角三角函数,圆的有关知识,勾股定理等知识,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.
3.(2022•宁波)【基础巩固】
(1)如图1,在△ABC中,D,E,F分别为AB,AC,BC上的点,DE∥BC,BF=CF,AF交DE于点G,求证:DG=EG.
【尝试应用】
(2)如图2,在(1)的条件下,连结CD,CG.若CG⊥DE,CD=6,AE=3,求的值.
【拓展提高】
(3)如图3,在▱ABCD中,∠ADC=45°,AC与BD交于点O,E为AO上一点,EG∥BD交AD于点G,EF⊥EG交BC于点F.若∠EGF=40°,FG平分∠EFC,FG=10,求BF的长.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)证明△AGD∽△AFB,△AFC∽△AGE,根据相似三角形的性质得到=,进而证明结论;
(2)根据线段垂直平分线的性质求出CE,根据相似三角形的性质计算,得到答案;
(3)延长GE交AB于M,连接MF,过点M作MN⊥BC于N,根据直角三角形的性质求出∠EFG,求出∠MFN=30°,根据直角三角形的性质、勾股定理计算即可.
【解答】(1)证明:∵DE∥BC,
∴△AGD∽△AFB,△AFC∽△AGE,
∴=,=,
∴=,
∵BF=CF,
∴DG=EG;
(2)解:∵DG=EG,CG⊥DE,
∴CE=CD=6,
∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC,
∴===;
(3)解:延长GE交AB于M,连接MF,过点M作MN⊥BC于N,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴OB=OD,∠ABC=∠ADC=45°,
∵MG∥BD,
∴ME=GE,
∵EF⊥EG,
∴FM=FG=10,
在Rt△GEF中,∠EGF=40°,
∴∠EFG=90°﹣40°=50°,
∵FG平分∠EFC,
∴∠GFC=∠EFG=50°,
∵FM=FG,EF⊥GM,
∴∠MFE=∠EFG=50°,
∴∠MFN=30°,
∴MN=MF=5,
∴NF==5,
∵∠ABC=45°,
∴BN=MN=5,
∴BF=BN+NF=5+5.
【点评】本题考查的是相似三角形的判定和性质、平行四边形的性质、直角三角形的性质,掌握相似三角形的判定定理和性质定理是解题的关键.
1.(2024•龙湾区二模)如图,点C在线段AB上,AC=2CB,分别以AC,CB为边向上作正方形ACDE和正方形CBFG.取AC中点M,以ME,MF为邻边作▱EMFN,点N恰好在CD的延长线上.连结MD,延长FD交EN于点P,则=( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】过点P作PH⊥CN于点H,由四边形ACDE和四边形CBFG是正方形,可得AC=CD,BC=CG=GF,∠ACD=∠BCG=90°,可证△DGF是等腰直角三角形;设AM=MC=a,则CG=BC=GD=GF=a,CD=2a,DF=a;由勾股定理可得EM=MD=a,由四边形EMFN是平行四边形,所以EM=NF=a,可证△PDH是等腰直角三角形,所以PH=DH;设PH=DH=x,则PD=x,由PH∥ED,可证△NPH∽△NED,所以PH:ED=NH:ND,即x:(2a)=(a﹣x):a,解之可得x=a,所以PD=a,所以PF=PD+DF=a,由此可得结论.
【解答】解:如图,过点P作PH⊥CN于点H,
∵四边形ACDE和四边形CBFG是正方形,
∴AC=CD,BC=CG=GF,∠ACD=∠BCG=90°,
∵M是AC的中点,
∴AC=2AM=2MC,
∵AC=2CB,
∴AM=MC=CG=BC=GD=GF,
∴△DGF是等腰直角三角形;
设AM=MC=a,则CG=BC=GD=GF=a,
∴CD=2a,DF=a,
由勾股定理可得EM=MD=a,
∵四边形EMFN是平行四边形,
∴EM=NF=a,
由勾股定理可得,GN=2a,
∴ND=a,
∵△DGF是等腰直角三角形,
∴∠GDF=45°,
∴∠PDH=∠HPD=45°,
∴△PDH是等腰直角三角形,
∴PH=DH,
设PH=DH=x,则PD=x,
∵PH∥ED,
∴△NPH∽△NED,
∴PH:ED=NH:ND,即x:(2a)=(a﹣x):a,
解得x=a,
∴PD=a,
∴PF=PD+DF=a,
∴==.
故选:C.
【点评】本题考查了正方形的性质,平行四边形的性质,等腰直角三角形的判定与性质,相似三角形的性质和勾股定理,熟练掌握知识点的应用是解题的关键.
2.(2024•浙江一模)如图,点D,E,F分别在△ABC的边上,,DE∥BC,EF∥AB,点M是DF的中点,连接CM并延长交AB于点N,的值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】过点F作FG∥CN交AB于点G,证明MN是△DGF的中位线,得GF=2MN,由GF∥CN,EF∥AB,得四边形GFHN是平行四边形,证明MH=MN,设MH=MN=a,则GF=2a,然后证明CN=4GF=8a,所以CH=CN﹣NH=8a﹣2a=6a,得CM=CH+MH=6a+a=7a,进而可以解决问题.
【解答】解:过点F作FG∥CN交AB于点G,
∵点M是DF的中点,
∴N是DG的中点,
∴MN是△DGF的中位线,
∴GF=2MN,
∵GF∥CN,EF∥AB,
∴四边形GFHN是平行四边形,
∴NH=GF=2MN,
∴MH=MN,
设MH=MN=a,则GF=2a,
∵DE∥BC,
△ADE∽△ABC,
∴==,
∴BC=4DE,
∵EF∥AB,DE∥BC,
∴四边形DEFB是平行四边形,
∴DE=BF,
∵FG∥CN,
∴△BFG∽△BCN,
∴=,
∵==,
∴=,
∴CN=4GF=8a,
∴CH=CN﹣NH=8a﹣2a=6a,
∴CM=CH+MH=6a+a=7a,
∴==,
故选:D.
【点评】本题考查相似三角形的判定与性质,平行线分线段成比例定理,平行四边形的判定与性质,由平行线得到线段间的数量关系是解题的关键.
3.(2024•下城区校级三模)如图,正方形ABCD的边长是3,BP=CQ,连接AQ,DP交于点O,并分别与边CD,BC交于点F,E,连接AE,下列结论正确的是( )
A.若BP=1,则OE=2 B.若BP=1,则
C.OA2=OE•OP D.OQ2=OA•OF
【答案】B
【分析】根据相似三角形的性质以及三角函数的定义即可判断选项A;分别判定△PBE∽△PAD,△PAD∽△QOE,从而可得比例式,求得OE和OA的值,则可判断选项B是否正确;证明△DAO∽△APO,根据相似三角形的性质即可判断选项C错误;由勾股定理可判断选项D是否正确.
【解答】解:∵BP=1,AB=3,
∴AP=4,
∵△PBE∽△PAD,
∴,
∴BE=,
∴QE=,
∵△QOE∽△PAD,
∴,
∴OE=,
故选项A错误;
∵BP=1,AB=3,
∴AP=4,
∴PD=5,
∵正方形ABCD中,BC∥AD,
∴△PBE∽△PAD,
∴,
∴BE=,
∴QE=,
∵∠P=∠Q,∠PAD=∠QOE=90°,
∴△PAD∽△QOE,
∴,
∴OQ=,故选项B正确,
∵∠DOA=∠AOP=90°,∠ADO+∠P=∠ADO+∠DAO=90°,
∴∠DAO=∠P,
∴△DAO∽△APO,
∴,
∴AO2=OD•OP,
∵AE>AB,
∴AE>AD,
∴OD≠OE,
∴OA2≠OE•OP,
故选项C错误;
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=AB=BC=CD,∠DAB=∠ABC=90°,
∵BP=CQ,
∴AP=BQ,
在△DAP和△ABQ中,
,
∴△DAP≌△ABQ(SAS),
∴∠P=∠Q,
∵∠Q+∠QAB=90°,
∴∠P+∠QAB=90°,
∴∠AOP=90°,
∴∠DAO+∠ADO=∠ADO+∠FDO=90°,
∴∠DAO=∠FDO,
∴△DAO∽△FDO,
∴,
∴OD2=OA•OF,
∵OD不一定等于OQ,故选项D不正确.
故选:B.
【点评】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、正方形的性质及解直角三角形等知识点,数形结合并熟练掌握相关性质及定理是解题的关键.
4.(2023•杭州一模)如图,在正方形ABCD中,点E在边BC上(不与点B,C重合,点F在边AB上,且AF=BE,连接AE,DF,对角线AC与DF交于点G,连接BG,交AE于点H.若DF=4GH,则=( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设GH=a,则DF=4a,证明△DAF≌△ABE和△DAG≌△BAG,推出AH=BH=HE,作EQ∥AC,证明△EQH≌△AGH,得到BQ=QH=GH=a,DG=BG=3a,设AF=b,则CD=3b=AD,推出,在Rt△AFD中,利用勾股定理求得,代入计算即可求解.
【解答】解:设GH=a,则DF=4a,
∵正方形ABCD中,AF=BE,
∴AD=AB,∠DAF=∠ABE=90°,
∴△DAF≌△ABE(SAS),
∴DF=AE,∠ADF=∠BAE,
∵对角线AC与DF交于点G,
∴BG=DG,
∵AB=AD,AG=AG,
∴△DAG≌△BAG(SSS),
∴∠ADF=∠ABG=∠BAE,
∴AH=BH,
∵∠BAE+∠AEB=∠ABH+∠HBE=90°,
∴∠HBE=∠HEB,
∴AH=BH=HE,
作EQ∥AC,
∴∠EHQ=∠AHG,∠QEH=∠GAH,
∴△EQH≌△AGH(ASA),
∴EQ=AG,QH=GH=a,
∵DF=AE,
∴,
∴BQ=QH=GH=a,
∴DG=BG=3a,GF=DF﹣DG=a,
∵AF∥DC,
∴△AFG∽△CDG,
∴===,
设AF=b,则CD=3b=AD,
∴,
∴,
在Rt△AFD中,
AF2+AD2=DF2,即b2+(3b)2=(4a)2,
整理得:,
∴,
故选:A.
【点评】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以及正方形的性质,解题的关键是学会利用参数构建等量关系是解决的问题.
5.(2023•拱墅区校级模拟)如图,△ABC和△ADE都是等边三角形,点D在BC上,DE交AC于点F,若DF=3,EF=6,则AD的长是 9 ,CD的长是 .
【答案】9,.
【分析】根据△ABC和△ADE都是等边三角形,得出△ABD∽△DCF、△ADF∽△ACD,设CD=x,得到两个用x表示AF的关系式,解方程即可.
【解答】解:∵△ABC和△ADE都是等边三角形,
∴AD=AE=DE=DF+EF=3+6=9,∠ABD=∠DCF=60°,
∵∠BAD+∠ABD=∠ADC=∠ADF+∠CDF,∠ABD=∠ADF=60°,
∴∠BAD=∠CDF,
∴△ABD∽△DCF,
∴==,
∴==3,
设CD=x,则AB=3x,BD=2x,
∴=,
∴=,
∴CF=x,则AF=AC﹣CF=AB﹣CF=3x﹣x=x,
∵△ABC和△ADE都是等边三角形,
∴∠ADF=∠ACD,∠DAF=∠CAD,
∴△ADF∽△ACD,
∴=,
即=,
∴AF=,
∴AF==x,
解得:x=(负值舍去),
∴CD=,
故答案为:9,.
【点评】此题主要考查了相似三角形的判定与性质、等边三角形的性质、三角形的外角的性质,解题的关键是正确找出相似三角形.
6.(2024•浙江模拟)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,两个边长为1的正方形DEFG,GHIJ的顶点D,E,F,I,J均在△ABC的边上,∠FGH=α(0°<α<90°),令,当α=60°时,n= ;当时,S△ABC= .
【答案】,.
【分析】第一空:由α=60°可推出∠A=30°,进而可以把两个三角形的面积都求出,即可求解;
第二空:作GM⊥AB,则有△DGM∽△ADE,再根据n=得出相似比即可,然后得到tan∠DAE==tan∠GDM,对于正方形GHIJ可以考虑构造弦图解决,从而可以求得AB边长,进而求出BC和AC的长度,即可求解.
【解答】第一空:如图作GM⊥AB于M,
∵α=60°,
∴∠DGJ=120°,
∵DG=JG,
∴∠GDM=∠GJM=30°,
∴∠A=30°,
∴AE=DE=,
∴S△ADE=AD•DE=,
∵GM=DG=,DM=,
∴DJ=,
S△DGJ=DJ•GM=,
∴n==,
故答案为:.
第二空:过点G作GM⊥AB于点M,作IN⊥AB于点N,
∵n=,
∴=,
∴=,
∵∠GDM=∠A,∠AED=∠GMD=90°,
∴△DGM∽△ADE,
∴==()2
∴=,
∴AD=.
∴AE=2=2,
∴tan∠DAE==tan∠GDM,
∴GM=,DM=,
∵∠MJG=∠NIJ=90°﹣∠NJI,∠GMD=∠JNI,GJ=JI,
∴△MGJ≌△NJI(AAS),
∴NJ=GM=,
∵∠B+∠A=90°=∠B+∠BIN,
∴∠A=∠GDM+∠GJM=∠NIJ=∠BIN,
∴BN=NJ=,
∴AB=AD+DM+MJ+NJ+BN=,
∴BC=,AC=,
∴S△ABC=AC•BC=.
故答案为:.
【点评】本题主要考查了相似三角形的判定和性质、解直角三角形、全等三角形的判定和性质、正方形的性质等知识,熟练掌握相关知识是解题关键.
7.(2024•浙江模拟)有一个侧面为梯形的容器,高为8cm,内部倒入高为6cm的水.将一根长为18cm的吸管如图放置,若有2cm露出容器外,则吸管在水中部分的长度为 12 cm.
【答案】12.
【分析】根据相似三角形的判定得到△BDF∽△BEC,再利用相似三角形的对应边成比例即可得到CD的长.
【解答】解:过点B作BM⊥CE,垂足为M,过点F作FN⊥CE,垂足为N,
∵DF∥CE,
∴∠BDF=∠ACE,
∵∠DBF=∠CBE,
∴△BDF∽△BCE,
∵BM=8cm,FN=6cm,BC=16cm,
∴设CD=x cm,则BD=(16﹣x)cm,
∵△BDF的高为:BM﹣FN=8﹣6=2(cm),
∴,
∴,
∴解得:x=12,
故答案为:12.
【点评】本题考查了相似三角形的判定与性质,平行线的性质等相关知识点,掌握相似三角形的性质是解题的关键.根据相似三角形的判定得到△BDF∽△BEC,再利用相似三角形的对应边成比例即可得到CD的长.
8.(2024•浙江模拟)如图,⊙O的弦BC垂直平分半径OA,点E是弦BC上一点,且BE>CE,连接AE并延长交⊙O于点D,连结OD,OE,设DE=nOE.
(1)当点E是AD中点时,的度数为 30 °;
(2)连接AC,当时,则m与n的关系为 m= .
【答案】(1)30;
(2)m=.
【分析】(1)连接OC,设AO和BC相交于点M,因为BC垂直平分OA,则,∠OMC=90°,AE=OE=ED,推出∠OCM=30°,因为OA=OC,E是AD中点,则OE⊥AD,∠AOE=∠DOE=45°,所以∠AOD=∠AOE+∠DOE=90°,则∠OMC+∠AOD=180°,推出BC∥OD,则∠BCO=∠COD=30°,即 的度数为30°;
(2)连接AC,CD,由题可得DE=nOE,,则AC=mDE=mnOE,设OE=t,则DE=nt,AC=mnt,可证得△ACE∽△ADC,得出=,即=,即可求得答案.
【解答】解:(1)连接OC,设AO和BC相交于点M,
∵BC垂直平分OA,
∴,∠OMC=90°,AE=OE=ED,
∴∠OCM=30°,
∵OA=OC,E是AD中点,
∴OE⊥AD,∠AOE=∠DOE=45°,
∴∠AOD=∠AOE+∠DOE=90°,
∴∠OMC+∠AOD=180°,
∴BC∥OD,
∴∠BCO=∠COD=30°,
即 的度数为30°;
(2)连接AC,CD,
由题可得DE=nOE,,∴AC=mDE=mnOE,
设OE=t,则DE=nt,AC=mnt,
∵BC垂直平分OA,
∴=,AE=OE=t,
∴∠ACE=∠ADC,
∵∠CAE=∠DAC,
∴△ACE∽△ADC,
∴=,
∴=,
整理得:m2n2=n+1,
解得:m=或m=﹣(舍去),
故答案为:m=.
【点评】本题考查垂径定理,圆心角、弧、弦的关系,圆周角定理,解题的关键是掌握相关知识的灵活运用.
9.(2024•嘉善县一模)如图,将菱形ABCD的边BC翻折到BC′,使C的对应点C′落在对角线BD上,再将边BC翻折到CB′,使B的对应点B′与△ABD的外心重合,连结B′C′.则△BB′C′与△BCC′的面积比为 ﹣2 .
【答案】﹣2.
【分析】连接DB′、AB′,则AB'=DB'=BB',由菱形性质CB=CD,则点A、B′、C在线段BD的垂直平分线 上,即A、B′、C三点在同一直线上,即B在菱形的 对角线AC上,设AC、BD交于点O,则AC⊥BD,设菱形的边长为a;易证△B′AB∽△BAC,由相似三角形的性质得,从而可求得AC、OC、OB′,则△BBC与△BCC的面积比为OB′:OC,从而可求得比值.
【解答】解:如图,连接DB′、AB′,
∵B′为△ABD的外心,
∴AB′=DB′=BB′,
∵四边形ABCD是菱形,
∴CB=CD=AB=AD=a,
∴点A、B′、C在线段BD的垂直平分线上,即A、B′、C三点在同一直线上,
∴点B′在菱形的对角线AC上;
设AC、BD交于点O,菱形的边长为a;
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,AB=BC,OC=OA=AC,
∴∠BAC=∠BCA;
∵AB′=BB′,
∴∠BAC=∠ABB′,
∴∠ABB′=∠BCA,
∴△B′AB∽△BAC,
∴=,即AB2=AB'•AC=AB'(AB'+CB'),
由已知得CB′=BC=a,
∴a2=AB'2+aAB',
解得AB'=a(负值已舍去),
∴AC=AB'+CB'=a,
∴OC=AC=a,OB'=CB'﹣OC=a,
∴==(a)÷(a)=﹣2,
故答案为:﹣2.
【点评】本题考查了相似三角形的判定与性质,菱形的性质,三角形的外接圆与外心,翻折变换(折叠问题),解答本题的关键是是证明A、B′、C三点共线.
10.(2024•西湖区校级二模)如图,在正方形ABCD中,点E,F分别在边BC,AB上,且DE=DF,AC与DE,DF分别交于点M,N.
(1)若∠ADF=∠EDF,AN=,则AD= +1 ;
(2)设△DMN和△AFN的面积分别为S1和S2,若S2=2S1,则的值为 ﹣1 .
【答案】(1)+1;(2)﹣1.
【分析】(1)由正方形的性质,可得KN=AK=1,证明Rt△ADF≌Rt△CDE(HL),可得∠ADF=∠EDF=∠CDE=30°,即可求解;
(2)通过证明△ADF∽△HFN,可得,设=k,NH=AH=b,则FH=kb,由面积关系可得方程,即可求解.
【解答】解:(1)过N作NK⊥AD于K,如图:
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠DAC=45°,
∴△ANK是等腰直角三角形,
∴AK=KN=AN=1,
在Rt△ADF和Rt△CDE中,
,
∴Rt△ADF≌Rt△CDE(HL),
∴∠ADF=∠CDE,
∵∠ADF=∠EDF,
∴∠ADF=∠EDF=∠CDE=30°,
∴DK=KN=,
∴AD=AK+DK=+1,
故答案为:+1;
(2)过N作NH⊥AB于H,如图:
∵∠FHN=∠FAD=90°,
∴HN∥AD,
∴△ADF∽△HFN,
∴,
设=k,NH=AH=b,则FH=kb,
∴AF=b+kb,
∵k=,
∴AD=,
∴S2=AF•HN=b2(1+k),S1=S△ADC﹣2S△ADN=﹣2וb•b,
∵S2=2S1,
∴b2(1+k)=2•[﹣2וb•b],
整理得:k2+2k﹣2=0,
解得:k=﹣1或﹣﹣1(舍弃),
∴k==,
故答案为:﹣1.
【点评】本题考查相似三角形的判定和性质,正方形的性质,全等三角形的判定和性质,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.
11.(2023•西湖区校级二模)点E为正方形ABCD的边AB上一点,连接DE,AC,且DE与AC相交于点M.若= 则sin∠CDE= .
【答案】.
【分析】由△AME∽△CMD,推出==,得到=,因此=,令AE=x,AD=4x,由勾股定理得到DE=x,即可求出sin∠AED=.由∠CDE=∠AED,得到sin∠CDE=sin∠AED=.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AE∥CD,AD=CD,
∴△AME∽△CMD,
∴==,
∴=,
∴=,
令AE=x,AD=4x,
DE==x,
∴sin∠AED===.
∵AE∥CD,
∴∠CDE=∠AED,
∴sin∠CDE=sin∠AED=.
故答案为:.
【点评】本题考查相似三角形的判定和性质,解直角三角形,正方形的性质,关键是由△AME∽△CMD,得到=.
12.(2024•杭州四模)如图,已知矩形ABCD中,E是BC的中点,DF⊥AE于点F,连接AC交DF于点G.
(1)若BE=2,求AE•AF的长;
(2)若,求cos∠FCE的值.
【答案】(1)8;
(2).
【分析】(1)先求出BC的长,再根据矩形的性质证得△ABE∽△DFA,即可求出AE•AF的值;
(2)延长DF交CB的延长线于H,连接DE、AH,先证△ADG∽△CHG,得出BH=BC,于是得出BE=CE=BH,继而得到EH=BC=AD,证得四边形ADEH是菱形,求出∠FCE=30°,即可得解.
【解答】解:(1)∵E是BC的中点,BE=2,
∴BC=2BE=4,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC=4,AD//BC,∠B=90°,
∴∠AEB=∠DAF,
∵DF⊥AE,
∴∠AFD=90°,
∴∠AFD=∠B,
∴△ABE∽△DFA,
∴AE:AD=BE:AF,
∴AD•AF=AD•BE=4×2=8;
(2)延长DF交CB的延长线于H,连接DE、AH,如图2所示:
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD//BC,AD=BC,∠BCD=90°,
∴△ADG∽△CHG,
∴==,
∴AD=CH,
∴BC=CH,
∴BH=CH,
∴BH=BC,
∵E是BC的中点,
∴BE=CE=BH,
∴EH=BC=AD,
∴四边形ADEH是平行四边形,
∵DF⊥AE,
∴四边形ADEH是菱形,
∴DF=HF,∠AEH=∠AED,DE=AD=EH=BC,
∴CE=D∠FCE=∠CFE=∠AEH=3°,
∴∠CDE=30°,
∴∠CED=90°﹣30°=60°,
∴∠AEH=∠AED=60°,
∵DF⊥AE,
∴∠FDE=30°=∠CDE,
∴FE=CE,
∴∠FCE=∠CFE=∠AFH=30°,
∴cos∠FCE=.
【点评】本题考查了相似三角形的判定与性质,矩形的性质,解直角三角形,菱形的判定与性质,熟练掌握这些知识点是解题的关键.
13.(2024•西湖区校级二模)【基础巩固】
(1)如图(1),在△ABC和△EDB中,点E在BC上,AC∥BD,∠A=∠BED,求证:△ABC∽△EDB.
【尝试应用】
(2)如图(2),在(1)的条件下,连结CD.若∠BCD=90°,AC=EC=2,BE=4,求DE的长.
【拓展提高】
(3)如图(3),在▱ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点E是边CD上一点,DE=2CE,连结AE交BD于点F,线段AE与BC的延长线交于点P,若∠AFB=∠ABC,OF=1,求BC的长.
【答案】(1)证明见解析.
(2)DE的长为4.
(3)BC的长为2.
【分析】(1)根据两角相等三角形相似可得结论.
(2)根据△ABC∽△EDB,列比例式可得BD=12,再根据勾股定理即可求解.
(3)证明△ADE∽△PCE,得==2,设CP=a,则AD=BC=2a,证明△DAB∽△BFP,最后由平行四边形面积公式即可求解.
【解答】(1)证明:∵AC∥BD,
∴∠C=∠CBD,
∵∠A=∠BED,
∴△ABC∽△EDB;
(2)解:∵EC=2,BE=4,
∴BC=2+4=6,
∵△ABC∽△EDB,
∴,即,
∴BD=12,
∵∠BCD=90°,
∴CD=6,
∴ED=4;
故DE的长为4.
(3)解:∵四边形ABCD是平行四边形
∴AD∥BC,AD=BC,OB=OD,AC=2AO,
∴∠ADE=∠PCE,∠DAE=∠P,
∴△ADE∽△PCE,
∴==2,
设CP=a,则AD=BC=2a,
∴BP=3a,
同理可得:△ADF∽△PBF,
∴==,
∴BF=BD,
∵OF=1,
∴BF﹣OB=BD﹣BD=1,
∴BD=10,BF=6,OB=5,
∵AD∥BC,
∴∠ABC+∠DAB=180°,∠ADB=∠FBP,
∵∠AFB+∠BFP=180°,∠AFB=∠ABC,
∴∠DAB=∠BFP,
∴△DAB∽△BFP,
∴=,即=,
∴a=(负值舍),
∴BC=2.
故BC的长为2.
【点评】本题考查了相似形综合应用,解题关键在于熟练掌握相似三角形的判定与性质.
14.(2024•杭州模拟)如图,在正方形ABCD中,点E是AB的中点,连结EC,ED,过点C作DE的垂线交DE,AD于点G,F.
(1)求证:F是AD的中点.
(2)求的值.
(3)求△ECG与四边形AEGF的面积比.
【答案】(1)证明见解答;
(2)的值为;
(3)△ECG与四边形AEGF的面积比为3:2.
【分析】(1)由正方形的性质得AB=AD=DC,∠A=∠FDC=90°,由CF⊥DE于点G,得∠CGD=∠DGF=90°,可推导出∠ADE=∠DCF,即可证明△ADE≌△DCF,则AE=DF=AB=AD,所以F是AD的中点;
(2)设正方形ABCD的边长为2m,则AB=AD=DC=2m,AE=DF=m,求得DE=CF=m,由==tan∠DCF=,得CG=2DG,由勾股定理得DC==DG=2m,求得DG=m,则EG=DE﹣DG=m,CG=2DG=m,求得=;
(3)设正方形ABCD的边长为2m,则AB=AD=DC=2m,AE=DF=m,所以S△ADE=m2,而CF=m,DG=m,EG=m,CG=m,则FG=m,求得S△FDG=m2,S△ECG=m2,所以S四边形AEGF=m2,即可求得=.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD=DC,∠A=∠FDC=90°,
∵CF⊥DE于点G,交AD于点F,
∴∠CGD=∠DGF=90°,
∴∠ADE=∠DCF=90°﹣∠CDE,
在△ADE和△DCF中,
,
∴△ADE≌△DCF(ASA),
∵点E是AB的中点,
∴AE=DF=AB=AD,
∴F是AD的中点.
(2)解:设正方形ABCD的边长为2m,则AB=AD=DC=2m,
∴AE=DF=×2m=m,
∴DE=CF==m,
∵==tan∠DCF=,
∴CG=2DG,
∴DC===DG=2m,
∴DG=m,
∴EG=DE﹣DG=m﹣m=m,CG=2DG=2×m=m,
∴==,
∴的值为.
(3)解:设正方形ABCD的边长为2m,则AB=AD=DC=2m,AE=DF=m,
∴S△ADE=AD•AE=×2m2=m2,
由(2)得CF=m,DG=m,EG=m,CG=m,
∴FG=CF﹣CG=m﹣m=m,
∵∠DGF=∠CGE=90°,
∴S△FDG=FG•DG=×m×m=m2,S△ECG=EG•CG=×m×m=m2,
∴S四边形AEGF=S△ADE﹣S△FDG=m2﹣m2=m2,
∴==,
∴△ECG与四边形AEGF的面积比为3:2.
【点评】此题重点考查正方形的性质、同角的余角相等、全等三角形的判定与性质、勾股定理、锐角三角函数与解直角三角形、三角形的面积公式等知识,此题综合性强,难度较大,属于考试压轴题.
15.(2024•杭州模拟)【发现】如图1,在△ABC中,D为BC上一点,连结AD,在AD上取一点E,连结CE,若∠BAD=∠ACE,CD=CE,求证:∠ABD∽∠CAE.
【应用】如图2,在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,E为OC上一点,连结BE,∠CBE=∠DCO,BE=DO,若BD=12,OE=5,求AC的长.
【答案】(1)证明过程详见解答;
(2)18.
【分析】(1)由CD=CE得∠ADC=∠CED,从而∠ADB=∠AEC,进而得出结论;
(2)可证得BE=OB,利用(1)结论得出△COD∽△BEC,从而,即,进一步得出结果.
【解答】(1)证明:∵CD=CE,
∴∠ADC=∠CED,
∴180°﹣∠ADC=180°﹣∠CED,
∴∠ADB=∠AEC,
∵∠BAD=∠ACE,
∴△ABD∽△CAE;
(2)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OB=OD=BD=6,AC=2OC,
∵BE=DO,
∴BE=OB,
∴∠BEO=∠BOE,
∴∠BEC=∠COD,
∵∠CBE=∠DCO,
∴△COD∽△BEC,
∴,
∴,
∴OC=9,
∴AC=18.
【点评】本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,解决问题的关键是熟练掌握有关基础知识.
16.(2024•浙江模拟)如图,在矩形ABCD中,点E,F分别为对边AD,BC的中点,线段EF交AC于点O,延长CD于点G,连结GE并延长交AC于点Q,连结GF交AC于点P,连结QF.(1)若DG=CD.
①求证:点Q为OA的中点.
②若OA=1,∠ACB=30°,求QF的长.
(2)求证:FE平分∠QFP.
(3)若CD=mDG,求.(结果用含m的代数式表示)
【答案】(1)①证明过程见解答.
②.
(2)证明过程见解答.
(3).
【分析】(1)①首先证明△QEO∽△QGC,根据该相似三角形的对应边成比例得到:,结合中点的性质推知,,最后根据等量代换推知Q为OA的中点.
②如图1,作 QH⊥BC 于点H,则OF∥QH,由平行线分线段成比例得到:.利用①题的结论和含30度角直角三角形的性质求得.
(2)如图2,延长QF与GC的延长线交于点I.构造相似三角形:△QOF∽△QCl,△QOE∽△QCG.根据该相似三角形的性质和等腰三角形的判定与性质推知∠QFE=∠EFG.
(3)首先证得△QOE∽△QCG,则,同理,故.作QH⊥BC于点H,PJ⊥BC于点J,构造△QFH∽△PFJ,再次由相似三角形的对应边成比例推知.
【解答】(1)①证明:由题意,得EF与AC互相平分,EF∥CD且EF=CD,
则△QEO∽△QGC,
∴,
又∵,,
∴,则
即点Q为OA的中点.
②解:如图1,作 QH⊥BC 于点H,
由题意,得OF∥QH,
所以.
由①,得 ,
∴,
∵∠ACB=30°
则,,
∴,
∴.
(2)如图2,延长QF与GC的延长线交于点I.
因为EF∥CD,所以∠QFE=∠1,∠EFG=∠FGl;
且△QOF∽△QCl,△QOE∽△QCG.
∴,
∵OE=OF,
∴Cl=CG.
又∵FC⊥GI,
∴FI=FG,
∴∠I=∠FGI,则∠QFE=∠EFG.
(3)解:因为CD=mDG,
由 EF∥CD,得△QOE∽△QCG,
∴,
同理,
∴.
作QH⊥BC于点H,PJ⊥BC于点J,
∴∠QHF=∠PJF=90°
又由(2),得∠QFH=∠PFJ,
∴△QFH∽△PFJ,
∴.
即=.
【点评】本题考查的是相似综合题,主要涉及到了相似三角形的判定与性质,等腰三角形的判定与性质,平行线分线段成比例等知识点,解题的难点是作出辅助线,构造相似三角形.
17.(2023•衢州二模)如图1,在正方形ABCD中,点E在线段BC上,连接AE,将△ABE沿着AE折叠得到△AFE,延长EF交CD于点G.
(1)求证:DG=FG;
(2)如图2,当点E是BC中点时,求tan∠CGE的值;
(3)如图3,当时,连接CF并延长交AB于点H,求的值.
【答案】(1)见解析过程;
(2);
(3).
【分析】(1)由“HL”可证Rt△AFG≌Rt△ADG,可得DG=FG;
(2)由勾股定理可求GF的长,即可求解;
(3)由勾股定理可求BC=CD=6x,由面积法可求FN的长,即可求FM的长,通过证明△MFH∽△NFC,可得=,即可求解.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠B=∠D=90°,
∵将△ABE沿着AE折叠得到△AFE,
∴AB=AF,∠B=∠AFE=90°,
∴AD=AF,
又∵AF=AD,
∴Rt△AFG≌Rt△ADG(HL),
∴DG=FG;
(2)解:设BC=CD=2a,
∵点E是BC的中点,
∴BE=CE=a,
∵将△ABE沿着AE折叠得到△AFE,
∴BE=EF=a,
∵EG2=EC2+CG2,
∴(a+DG)2=a2+(2a﹣DG)2,
∴DG=a,
∴tan∠CGE===;
(3)如图3,过点F作MN⊥AB于M,交CD于N,
∵MN⊥AB,∠ABC=∠BCD=90°,
∴四边形BCNM是矩形,
∴BC=MN,
∵,
∴设BE=2x,DG=3x,
则EG=5x,
∵EG2=EC2+CG2,
∴25x2=(CD﹣2x)2+(CD﹣3x)2,
∴CD=6x(负值舍去),
∴BC=6x,
∴EC=4x,CG=3x,
∵S△CFG=S△ECG,
∴CG•FN=×EC•CG,
∴FN=x,
∴MF=x,
∵AB∥CD,
∴△MFH∽△NFC,
∴=,
∴==,
∴=.
【点评】本题是相似形综合题,考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,折叠的性质,锐角三角函数,相似三角形的判定和性质,利用参数表示线段的长是解题的关键.
18.(2023•西湖区校级模拟)如图1,在正方形ABCD中,点E,F分别在AB,BC边上,∠AED=α,DE⊥AF,垂足为G,过点C作CH∥AF,分别交DE,AD于点H,P点.
(1)求证:AE=BF;
(2)若tanα=2,求的值;
(3)如图2,连接CG,若tanα=k,设△PHD和△CGH的面积分别为S1,S2.请用含k的代数式表示的值.
【答案】(1)证明见解答过程;
(2)1;
(3)k3﹣k2.
【分析】(1)根据正方形的性质得到全等,再依据全等三角形的判定可以得到线段相等;
(2)先根据正方形得到平行,再利用平行线分线段成比例得到结论;
(3)根据正方形的性质即可求得相似三角形,再根据相似比可以得到线段的关系进而得出面积的关系即可.
【解答】(1)证明:∵DE⊥AF,∠AGD=90°,
∴∠DAG+∠ADE=90°,
在正方形ABCD中,AD=AB,∠DAE=∠ABF=90°,
∴∠DAG+∠BAF=90°,
∴∠ADE=∠BAF,
∴△ADE≌△BAF(ASA),
∴AE=BF;
(2)解:在正方形ABCD中,AD=AB=BC,AD∥BC,
又∵CH∥AF,
∴四边形AFCP是平行四边形,
∴,
∵AP=FC,DP=BF,AE=BF,
∴DP=AE,
令AD=kAE,
∴AD=kDP,
∵AP=AD﹣DP=(k﹣1)DP,
∴﹣1,
∵tanα==2,
即k=2,
∴=2﹣1=1;
(3)解:由(2)知,,
∵∠DPH=∠CDH=∠AED=α,tanα=k,
∴,
∴PH=,CH=DH•k,
∴==k2,
∴===(k﹣1)k2=k3﹣k2.
【点评】本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,正方形的性质,平行线分线段成比例等知识,熟练掌握相似三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,正方形的性质,平行线分线段成比例等知识是解题的关键.
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专题05 相似
课标要求
考点
考向
1.了解比例线段的有关概念及其性质,并会用比例的性质解决简单的问题.
2.了解相似多边形、相似比和相似三角形的概念,掌握其性质和判定并会运用图形的相似解决一些简单的实际问题.
3.了解位似变换和位似图形的概念,掌握并运用其性质.
相似
考向一 相似性质判定
考向二 相似综合
考点一 相似
►考向一 相似性质判定
易错易混提醒
1.判定
(1)平行于三角形一边的直线和其他两边(或两边延长线)相交,所构成的三角形与原三角形相似;
(2)两角对应相等,两三角形相似;
(3)两边对应成比例且夹角相等,两三角形相似;
(4)三边对应成比例,两三角形相似;
(5)斜边和一条直角边对应成比例,两直角三角形相似.
2.性质
(1)相似三角形的对应角相等,对应边成比例;
(2)相似三角形对应高的比、对应中线的比、对应角平分线的比都等于相似比;
(3)相似三角形周长的比等于相似比;
(4)相似三角形面积的比等于相似比的平方.
1.(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
2.(2022•绍兴)将一张以AB为边的矩形纸片,先沿一条直线剪掉一个直角三角形,在剩下的纸片中,再沿一条直线剪掉一个直角三角形(剪掉的两个直角三角形相似),剩下的是如图所示的四边形纸片ABCD,其中∠A=90°,AB=9,BC=7,CD=6,AD=2,则剪掉的两个直角三角形的斜边长不可能是( )
A. B. C.10 D.
3.(2022•金华)如图是一张矩形纸片ABCD,点E为AD中点,点F在BC上,把该纸片沿EF折叠,点A,B的对应点分别为A′,B′,A′E与BC相交于点G,B′A′的延长线过点C.若=,则的值为( )
A.2 B. C. D.
4.(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 .
(2)若,则= .
5.(2022•温州)如图是某风车示意图,其相同的四个叶片均匀分布,水平地面上的点M在旋转中心O的正下方.某一时刻,太阳光线恰好垂直照射叶片OA,OB,此时各叶片影子在点M右侧成线段CD,测得MC=8.5m,CD=13m,垂直于地面的木棒EF与影子FG的比为2:3,则点O,M之间的距离等于 米.转动时,叶片外端离地面的最大高度等于 米.
6.(2023•杭州)如图,在△ABC中,AB=AC,∠A<90°,点D,E,F分别在边AB,BC,CA上,连接DE,EF,FD,已知点B和点F关于直线DE对称.设=k,若AD=DF,则= (结果用含k的代数式表示).
7.(2022•绍兴)如图,AB=10,点C是射线BQ上的动点,连结AC,作CD⊥AC,CD=AC,动点E在AB延长线上,tan∠QBE=3,连结CE,DE,当CE=DE,CE⊥DE时,BE的长是 .
►考向二 相似综合
1.(2023•湖州)【特例感知】
(1)如图1,在正方形ABCD中,点P在边AB的延长线上,连结PD,过点D作DM⊥PD,交BC的延长线于点M.求证:△DAP≌△DCM.
【变式求异】
(2)如图2,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,点D在边AB上,过点D作DQ⊥AB,交AC于点Q,点P在边AB的延长线上,连结PQ,过点Q作QM⊥PQ,交射线BC于点M.已知BC=8,AC=10,AD=2DB,求的值.
【拓展应用】
(3)如图3,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,点P在边AB的延长线上,点Q在边AC上(不与点A,C重合),连结PQ,以Q为顶点作∠PQM=∠PBC,∠PQM的边QM交射线BC于点M.若AC=mAB,CQ=nAC(m,n是常数),求的值(用含m,n的代数式表示).
2.(2023•温州)如图1,AB为半圆O的直径,C为BA延长线上一点,CD切半圆于点D,BE⊥CD,交CD延长线于点E,交半圆于点F,已知OA=,AC=1.如图2,连结AF,P为线段AF上一点,过点P作BC的平行线分别交CE,BE于点M,N,过点P作PH⊥AB于点H.设PH=x,MN=y.
(1)求CE的长和y关于x的函数表达式;
(2)当PH<PN,且长度分别等于PH,PN,a的三条线段组成的三角形与△BCE相似时,求a的值;
(3)延长PN交半圆O于点Q,当NQ=x﹣3时,求MN的长.
3.(2022•宁波)【基础巩固】
(1)如图1,在△ABC中,D,E,F分别为AB,AC,BC上的点,DE∥BC,BF=CF,AF交DE于点G,求证:DG=EG.
【尝试应用】
(2)如图2,在(1)的条件下,连结CD,CG.若CG⊥DE,CD=6,AE=3,求的值.
【拓展提高】
(3)如图3,在▱ABCD中,∠ADC=45°,AC与BD交于点O,E为AO上一点,EG∥BD交AD于点G,EF⊥EG交BC于点F.若∠EGF=40°,FG平分∠EFC,FG=10,求BF的长.
1.(2024•龙湾区二模)如图,点C在线段AB上,AC=2CB,分别以AC,CB为边向上作正方形ACDE和正方形CBFG.取AC中点M,以ME,MF为邻边作▱EMFN,点N恰好在CD的延长线上.连结MD,延长FD交EN于点P,则=( )
2.(2024•浙江一模)如图,点D,E,F分别在△ABC的边上,,DE∥BC,EF∥AB,点M是DF的中点,连接CM并延长交AB于点N,的值是( )
A. B. C. D.
3.(2024•下城区校级三模)如图,正方形ABCD的边长是3,BP=CQ,连接AQ,DP交于点O,并分别与边CD,BC交于点F,E,连接AE,下列结论正确的是( )
A.若BP=1,则OE=2 B.若BP=1,则
C.OA2=OE•OP D.OQ2=OA•OF
4.(2023•杭州一模)如图,在正方形ABCD中,点E在边BC上(不与点B,C重合,点F在边AB上,且AF=BE,连接AE,DF,对角线AC与DF交于点G,连接BG,交AE于点H.若DF=4GH,则=( )
A. B. C. D.
5.(2023•拱墅区校级模拟)如图,△ABC和△ADE都是等边三角形,点D在BC上,DE交AC于点F,若DF=3,EF=6,则AD的长是 ,CD的长是 .
6.(2024•浙江模拟)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,两个边长为1的正方形DEFG,GHIJ的顶点D,E,F,I,J均在△ABC的边上,∠FGH=α(0°<α<90°),令,当α=60°时,n= ;当时,S△ABC= .
7.(2024•浙江模拟)有一个侧面为梯形的容器,高为8cm,内部倒入高为6cm的水.将一根长为18cm的吸管如图放置,若有2cm露出容器外,则吸管在水中部分的长度为 cm.
8.(2024•浙江模拟)如图,⊙O的弦BC垂直平分半径OA,点E是弦BC上一点,且BE>CE,连接AE并延长交⊙O于点D,连结OD,OE,设DE=nOE.
(1)当点E是AD中点时,的度数为 °;
(2)连接AC,当时,则m与n的关系为 .
9.(2024•嘉善县一模)如图,将菱形ABCD的边BC翻折到BC′,使C的对应点C′落在对角线BD上,再将边BC翻折到CB′,使B的对应点B′与△ABD的外心重合,连结B′C′.则△BB′C′与△BCC′的面积比为 .
10.(2024•西湖区校级二模)如图,在正方形ABCD中,点E,F分别在边BC,AB上,且DE=DF,AC与DE,DF分别交于点M,N.
(1)若∠ADF=∠EDF,AN=,则AD= ;
(2)设△DMN和△AFN的面积分别为S1和S2,若S2=2S1,则的值为 .
11.(2023•西湖区校级二模)点E为正方形ABCD的边AB上一点,连接DE,AC,且DE与AC相交于点M.若= 则sin∠CDE= .
12.(2024•杭州四模)如图,已知矩形ABCD中,E是BC的中点,DF⊥AE于点F,连接AC交DF于点G.
(1)若BE=2,求AE•AF的长;
(2)若,求cos∠FCE的值.
13.(2024•西湖区校级二模)【基础巩固】
(1)如图(1),在△ABC和△EDB中,点E在BC上,AC∥BD,∠A=∠BED,求证:△ABC∽△EDB.
【尝试应用】
(2)如图(2),在(1)的条件下,连结CD.若∠BCD=90°,AC=EC=2,BE=4,求DE的长.
【拓展提高】
(3)如图(3),在▱ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点E是边CD上一点,DE=2CE,连结AE交BD于点F,线段AE与BC的延长线交于点P,若∠AFB=∠ABC,OF=1,求BC的长.
14.(2024•杭州模拟)如图,在正方形ABCD中,点E是AB的中点,连结EC,ED,过点C作DE的垂线交DE,AD于点G,F.
(1)求证:F是AD的中点.
(2)求的值.
(3)求△ECG与四边形AEGF的面积比.
15.(2024•杭州模拟)【发现】如图1,在△ABC中,D为BC上一点,连结AD,在AD上取一点E,连结CE,若∠BAD=∠ACE,CD=CE,求证:∠ABD∽∠CAE.
【应用】如图2,在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,E为OC上一点,连结BE,∠CBE=∠DCO,BE=DO,若BD=12,OE=5,求AC的长.
16.(2024•浙江模拟)如图,在矩形ABCD中,点E,F分别为对边AD,BC的中点,线段EF交AC于点O,延长CD于点G,连结GE并延长交AC于点Q,连结GF交AC于点P,连结QF.
(1)若DG=CD.
①求证:点Q为OA的中点.
②若OA=1,∠ACB=30°,求QF的长.
(2)求证:FE平分∠QFP.
(3)若CD=mDG,求.(结果用含m的代数式表示)
17.(2023•衢州二模)如图1,在正方形ABCD中,点E在线段BC上,连接AE,将△ABE沿着AE折叠得到△AFE,延长EF交CD于点G.
(1)求证:DG=FG;
(2)如图2,当点E是BC中点时,求tan∠CGE的值;
(3)如图3,当时,连接CF并延长交AB于点H,求的值.
18.(2023•西湖区校级模拟)如图1,在正方形ABCD中,点E,F分别在AB,BC边上,∠AED=α,DE⊥AF,垂足为G,过点C作CH∥AF,分别交DE,AD于点H,P点.
(1)求证:AE=BF;
(2)若tanα=2,求的值;
(3)如图2,连接CG,若tanα=k,设△PHD和△CGH的面积分别为S1,S2.请用含k的代数式表示的值.
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