内容正文:
62
专题特训(六) 相似三角形中的探究类、新定义问题 ▶ “答案与解析”见P39
类型一 相似三角形中的新定义问题
1.
自相似图形的定义:若某个图形可分割为若
干个与它都相似的图形,则称这个图形是自
相似图形.例如:如图①,在正方形ABCD
中,点E、F、G、H 分别是边AB、BC、CD、
DA的中点,连接EG、HF交于点O,易知分
割成的四个四边形AEOH、EBFO、OFCG、
HOGD均为正方形,且与原正方形相似,故
正方形是自相似图形.
(1)
在如图①所示的正方形ABCD 分割成
的四个小正方形中,每个小正方形与原正方
形的相似比为 .
(2)
如图②,在△ABC 中,∠ACB=90°,
AC=4,BC=3,小明发现△ABC 也是自相
似图形,他的思路是过点C作CD⊥AB于点
D,则CD 将△ABC分割成2个与它相似的
小直角三角形.已知△ACD∽△ABC,则
△ACD与△ABC的相似比为 .
(3)
现有一个矩形ABCD 是自相似图形,其
中长AD=a,宽AB=b(a>b).
①
如图③,若将矩形ABCD纵向分割成2个
全等矩形ABEF、FECD,且与原矩形都相
似,则a= (用含b的代数式表示).
②
如图④,若将矩形ABCD纵向分割成n个
全等矩形,且与原矩形都相似,则a=
(用含n、b的代数式表示).
(4)
现有一个矩形ABCD 是自相似图形,其
中长AD=a,宽AB=b(a>b).
①
如图⑤,若将矩形ABCD 先纵向分割出
2个全等矩形(AB为长),再将剩余的部分横
向分割成3个全等矩形(DF 为长),且分割
得到的矩形与原矩形都相似,则a=
(用含b的代数式表示).
②
如图⑥,若将矩形ABCD 先纵向分割出
m个全等矩形(AB 为长),再将剩余的部分
横向分割成n个全等矩形(DF为长),且分割
得到的矩形与原矩形都相似,则a=
(用含m、n、b的代数式表示).
(第1题)
类型二 相似三角形中的探究类问题
2.
(易错题)如图,在Rt△ABC 中,∠C=90°,
∠B=60°,BC=3cm,CD=13BC.
动点E以
1cm/s的速度从点A 出发,沿着A→B→A
的方向运动,设点E 的运动时间为ts(0<
t<10),连接DE.当△BDE 是直角三角形
时,t的值为 ( )
A.
2 B.
2或7
C.
2或5 D.
2或5或7
(第2题)
(第3题)
3.
(2024·宿迁宿城一模)如图,在矩形ABCD
中,AB=5,AD=3,先将△ABC沿AC翻折
到△AB'C 处,再将△AB'C 沿AB'翻折到
数学(苏科版)九年级下
63
△AB'C'处,延长CD 交AC'于点M,则DM
的长为 .
4.
(1)
如图①,在矩形ABCD 中,M、
N 分别是BC、AD 的中点,连接
MN,把矩形纸片ABCD 沿AE 折
叠,当点B 的对应点B'在MN 的中点时,
△EB'M (填“≌”或“∽”)△B'AN.
(2)
如图②,在(1)的条件下,当点B 的对应
点B'为MN 上的任意一点,其他条件不变
时,请判断(1)中的结论是否成立? 若成立,
请写出证明过程;若不成立,请说明理由.
(3)
如图③,在矩形ABCD中,AB=4,BC=
6,E为BC 的中点,P 为线段AB 上的一个
动点,连接EP,将△BPE 沿PE 折叠,得到
△B'PE,连接DE、DB',当△EB'D 为直角
三角形时,BP的长为 .
(第4题)
5.
两个全等的矩形ABCD 和GBEF
如图①所示,C是BG上一点,A、C、
F三点共线,AB=2.
(1)
求BE的长.
(2)
如图②,将矩形GBEF绕点B按逆时针
方向旋转α(0°<α<90°),连接BF,过点G
作GH∥BF,交AC于点H.
①
求证:AH=GH.
②
记AC 与BG 交于点M,延长AC 交BF
于点N.求证:HN2=AN·MN.
(第5题)
第6章 图形的相似
∴
▱ABCD 是 矩 形,∠BAF +
∠AFB=90°.
∴
∠D=∠C=90°.
由折叠的性质,可得∠AFE=∠D=90°.
∴
∠CFE+∠AFB=90°.
∴
∠BAF=∠CFE.
又∵
∠B=∠C=90°,
∴
△ABF∽△FCE.
(2)
如图,延长AF、DC交于点G.
由折叠的性质,可知EF=DE,AF=
AD,∠AFE=∠D.
∵
四边形ABCD是平行四边形,
∴
AB=CD,AB∥CD,∠B=∠D.
∴
△GCF∽△ABF,∠BAF=∠G,
∠AFE=∠B.
∴
GF
AF=
CF
BF
,即GF
CF=
AF
BF.
∴
GF
CF=
AD
FB.
∵
∠BAF+∠BFA=180°-∠B,
∠CFE+∠BFA=180°-∠AFE,
∴
∠BAF=∠CFE.
∵
∠BAF=∠G,
∴
∠CFE=∠G.
又∵
∠CEF=∠FEG,
∴
△CEF∽△FEG.
∴
CE
FE=
CF
FG
,即DE
CE=
GF
CF.
∴
DE
CE=
AD
FB.
(第6题)
专题特训(六) 相似三角形
中的探究类、新定义问题
1.
(1)
1
2.
(2)
4
5.
[解析]
在Rt△ABC 中,
AC=4,BC=3,根据勾股定理,得
AB= AC2+BC2=5.∵
△ACD∽
△ABC,∴
△ACD 与△ABC的相似
比为AC
AB=
4
5.
(3)
①
2b. [解析]
∵
矩形
ABEF∽矩形ADCB,∴
AF∶AB=
AB∶AD,即12a∶b=b∶a.∴
a=
2b(负值已舍去).
②
nb.
(4)
①
3b. [解析]
由题意,可知纵
向的2个矩形全等,横向的3个矩形
也全等,∴
DN=13b.∵
DF是矩形
DNMF的长,∴
矩形DNMF∽矩形
ABCD.∴
DF∶AD=DN∶AB,即
DF∶a=13b∶b.∴
DF= 13a.
∴
AF=a-13a=
2
3a.∴
AG=
AF
2 =
2
3a
2 =
1
3a.∵
AB 是矩形
AGHB的长,∴
矩形AGHB∽矩形
ABCD.∴
AG∶AB=AB∶AD,即
1
3a∶b=b∶a.∴
a=3b(负值已舍去).
②
mn
n-1b.
[解析]
如图,由题意,
可知纵向的m 个矩形全等,横向的
n个矩形也全等,∴
DN = 1nb.
∵
DF是矩形DNMF 的长,∴
矩形
DNMF∽ 矩 形 ABCD.∴
DF ∶
AD=DN∶AB,即DF∶a=1nb∶
b.∴
DF=1na.∴
AF=a-1na.
∴
AG=AFm =
a-1na
m =
n-1
mna.
∵
AB 是矩形AGHB 的长,∴
矩形
AGHB∽矩形ABCD.∴
AG∶AB=
AB∶AD,即n-1mna∶b=b∶a.
∴
a= mnn-1b
(负值已舍去).
(第1题)
2.
D [解析]
∵
∠C=90°,BC=
3cm,∠B=60°,∴
易得AB=2BC=
6cm.分两种情况讨论:①
如图①,当
∠EDB=90°时,∵
BC=3cm,CD=
1
3BC
,∴
BD=2cm.∵
∠C=90°,
∴
∠EDB= ∠C.∵
∠B= ∠B,
∴
△BDE∽△BCA.∴
BE
BA=
BD
BC
,即
BE
6 =
2
3.∴
BE=4cm.∴
AE=
AB-BE=6-4=2(cm).当从点A
到点E时,t=2;当从点A 到点B 再
到点E 时,t=6+4=10.∵
0<t<
10,∴
t=2.②
如图②,当∠BED=
90°时,∵
∠DEB=∠C=90°,∠B=
∠B,∴
△BED∽△BCA.∴
BE
BC=
BD
BA
,即BE
3 =
2
6.∴
BE =1cm.
∴
AE=AB-BE=6-1=5(cm).当
从点A到点E时,t=5;当从点A 到
点B再到点E 时,t=6+1=7.综上
所述,t的值为2或5或7.
(第2题)
3.
5
33
[解析]
如图,过点C'作
C'E⊥AD,交AD 的延长线于点E,
CC'交AE 于点F,记CD与AB'交于
点G,易知C、C'、B'三点共线.∵
四边
形 ABCD 是 矩 形,∴
∠CDF =
∠ADC=∠B=90°,CD=AB=5,
BC=AD=3,AB∥CD.∴
∠BAC=
∠DCA.由 翻 折 的 性 质,可 知
∠BAC = ∠B'AC, ∠AB'C' =
∠AB'C=∠B=90°.∴
∠B'AC=
∠DCA.∴
GA=GC.由翻折的性质,
可知B'A=BA=5,B'C'=B'C=
BC=3.∴
B'A=CD.∴
B'A-GA=
93
CD-GC,即B'G=DG.设B'G=
DG=x.∴
CG=CD-DG=5-x.在
Rt△B'CG 中,根 据 勾 股 定 理,得
B'G2+B'C2=CG2,即x2+32=(5-
x)2,解得x=85.∴
B'G=DG=85.
∴
AG = CG = 5 - x = 175.
∵
∠DAG=∠B'AF,∠ADG=∠AB'
F =90°,∴
△ADG ∽ △AB'F.
∴
DG
B'F =
AD
AB'
,即
8
5
B'F =
3
5.
∴
B'F=83.∴
C'F=C'B'-B'F=
3-83=
1
3
,CF=CB'+B'F=3+
8
3 =
17
3.∵
∠CFD = ∠AFB',
∠CDF=∠AB'F=90°,CD=AB',
∴
△CDF ≌ △AB'F.∴
DF =
B'F=83.∵
C'E⊥AD,CD⊥AD,
∴
C'E∥CD.∴
△C'EF∽△CDF.
∴
C'E
CD =
C'F
CF =
EF
DF
,即C'E
5 =
1
3
17
3
=
EF
8
3
.∴
C'E=517
,EF=851.∴
DE=
DF+EF=83+
8
51=
48
17.∴
AE=
AD+DE=3+4817=
99
17.∵
C'E∥
DM,∴
△ADM∽△AEC'.∴
DM
EC'=
AD
AE
,即DM
5
17
=399
17
.∴
DM=533.
(第3题)
4.
(1)
∽.
(2)
(1)中的结论成立.
由题意,易得四边形ABMN 是矩形.
∴
∠B=∠EMB'=∠B'NA=90°.
由折叠的性质,得∠EB'A=∠B=90°.
∴
∠EB'M=90°-∠AB'N=∠B'AN.
∴
△EB'M∽△B'AN.
(3)
9
4
或1. [解析]
∵
E为BC的
中点,∴
BE=CE.∵
四边形ABCD
是矩形,∴
AB=CD,∠B=∠C=
90°.如图①,当∠DB'E=90°时,
△EB'D是直角三角形.由折叠的性
质,得∠PB'E=∠B=90°,BE=
B'E,BP=B'P.∴
∠DB'P=180°,
CE=B'E.∴
点P、B'、D 在同一条
直线上.在Rt△CDE 和Rt△B'DE
中,
CE=B'E,
DE=DE, ∴ Rt△CDE ≌
Rt△B'DE.∴
B'D=CD=AB=4.
设BP=B'P=x,则AP=4-x,
PD=x+4.∵
在Rt△APD 中,由勾
股定理,得AP2+AD2=PD2,∴
(4-
x)2+62=(x+4)2,解得x=94.
∴
BP=94.
如图②,当∠B'ED=90°
时,△EB'D 是直角三角形.过点B'
作B'H⊥AB 于点H,B'Q⊥BC 于
点Q,则∠B'QE=∠C=90°,易得四
边形HB'QB为矩形.∴
BQ=B'H,
BH=B'Q.∵
∠B'ED=90°,∠C=
90°,∴
∠B'EQ + ∠CED =90°,
∠EDC+∠CED=90°.∴
∠B'EQ=
∠EDC.∴
△B'EQ ∽ △EDC.
∴
B'Q
EC=
EQ
DC=
B'E
ED.∵
CE=BE=
1
2 BC =3
,CD =4,∴
DE =
CE2+CD2=5.由折叠的性质,得
BP=B'P,B'E=BE=3.∴
B'Q
3 =
EQ
4 =
3
5.∴
B'Q= 95
,EQ=125.
∴
B'H=BQ=BE-EQ=35
,BH=
B'Q=95.
设BP=B'P=y,则HP=
BH-BP=95-y.∵
在Rt△B'PH
中,由勾股定理,得 HP2+B'H2=
B'P2,∴
9
5-y
2
+ 35
2
=y2,解
得y=1.∴
BP=1.综上所述,BP的
长为9
4
或1.
(第4题)
5.
(1)
∵
矩形ABCD≌矩形GBEF,
∴
∠ABC = ∠GBE =90°,EF =
CD=AB=2,BE=BC,BG∥EF.
∴
∠ABC+∠GBE=180°.
∴
A、B、E三点共线.
∵
BG∥EF,
∴
△ABC∽△AEF.
∴
AB
AE=
BC
EF.
∴
2
2+BE=
BE
2.
∴
BE=5-1或BE=- 5-1(不
合题意,舍去).
∴
BE的长为5-1.
(2)
①
如图,连接AG.
∵
矩形ABCD≌矩形GBEF,
∴
∠BGF=∠ABC=90°,AB=GB,
GF=AD=BC.
∴
∠BAG=∠BGA.
∵
GH∥BF,
∴
∠HGB=∠GBF.
在△BGF和△ABC中,
BG=AB,
∠BGF=∠ABC,
GF=BC,
∴
△BGF≌△ABC.
∴
∠GBF=∠BAC.
04
∴
∠HGB=∠BAC.
∴
∠BGA - ∠HGB = ∠BAG -
∠BAC,即∠HGA=∠HAG.
∴
AH=GH.
②
如图,连接BH.
∵
AB=GB,BH=BH,AH=GH,
∴
△ABH≌△GBH.
∴
∠ABH=∠GBH.
∵
∠NHB = ∠BAC + ∠ABH,
∠NBH = ∠GBF + ∠GBH,
∠GBF=∠BAC,
∴
∠NHB=∠NBH.
∴
HN=BN.
∵
∠MNB = ∠BNA,∠MBN =
∠BAN,
∴
△NBM∽△NAB.
∴
BN
AN=
MN
BN.
∴
BN2=AN·MN.
∴
HN2=AN·MN.
(第5题)
第6章复习
[知识体系构建]
原三角形 两角 两边成比例 三边
成比例 对应角 对应边 相似比
相似比 相似比
[高频考点突破]
典例1 76 [解析]
设x
2=
y
3=
z
4=k.∴
x=2k,y=3k,z=4k.
∵
x+2y+3z=40,∴
2k+6k+
12k=40,解得k=2.∴
x=4,y=6,
z=8.∴
3x+4y+5z=3×4+4×
6+5×8=12+24+40=76.
[跟踪训练] 1.
8 [解析]
∵
2x=
3y,∴
x =1.5y.∴
y+2x
x-y =
y+3y
1.5y-y=
4y
0.5y=8.
典例2 9 [解析]
∵
AC 平分
∠BAD,∴
∠BAC = ∠DAC.当
AB
AC =
AC
AD
时,△ABC ∽ △ACD,
∴
AC2=AB·AD.∵
AB=4,AC=
6,∴
62=4AD.∴
AD=9.
[跟踪训练] 2.
∵
∠ACB=90°,
∴
∠A+∠B=90°.
∵
DE⊥AB,
∴
∠ADC+∠CDE=∠ADE=90°.
∵
CD=CA,
∴
∠A=∠ADC.
∴
∠CDE=∠B.
又∵
∠DCE=∠BCD,
∴
△CDE∽△CBD.
典例3 (1)
∵
四边形 ABCD 是
菱形,
∴
CD∥AB,AD∥BC.
∴
△EFD∽△AFB.
∴
DF
BF=
EF
AF.
∵
EG∥BC,AD∥BC,
∴
EG∥AD.
∴
△EFG∽△AFD.
∴
FG
FD=
EF
AF.
∴
DF
BF=
FG
FD.
∴
DF2=FG·BF.
(2)
连接AC交BD于点H.
∵
四边形ABCD是菱形,
∴
AC⊥BD,DH=BH,AD=DC.
∴
BD=2DH.
∵
AE⊥DC,
∴
∠DEF=∠DHC=90°.
∵
∠FDE=∠CDH,
∴
△FDE∽△CDH.
∴
DF
DC=
DE
DH.
∴
DH·DF=DC·DE.
∴
2DH·DF=2DC·DE.
∵
BD=2DH,AD=DC,
∴
BD·DF=2AD·DE.
[跟踪训练] 3.
(1)
∵
四边形
ABCD是正方形,
∴
AC⊥BD,∠ADF=90°.
∴
∠AEG=∠ADF=90°.
∵
AF平分∠DAC,
∴
∠EAG=∠DAF.
∴
△AEG∽△ADF.
(2)
△DGF是等腰三角形.
理由:由(1),得△AEG∽△ADF.
∴
∠AGE=∠AFD.
∵
∠AGE=∠DGF,
∴
∠DGF = ∠AFD,即 ∠DGF =
∠DFG.
∴
DG=DF.
∴
△DGF是等腰三角形.
(3)
∵
四边形ABCD是正方形,
∴
AC⊥BD,EA=ED.
∴
△AED是等腰直角三角形.
∴
易得AD=2AE.
∵
△AEG∽△ADF,
∴
AG
AF=
AE
AD=
2
2.
∵
AG=1,
∴
AF=2.
∴
GF=AF-AG=2-1.
典例4 如图,过点E作EG⊥CF于
点G,延长GE 交AD 于点 H,则
GH⊥AD,四边形CBEG、四边形
AHEB是矩形.
∴
AH=BE=CG=1.6m,BC=
EG=9.5-0.3=9.2(m),AB=
HE=0.3m.
∵
EG⊥CF,GH⊥AD,EF⊥ED,
∴
∠FGE=∠EHD=∠FED=90°.
∴
∠EFG + ∠FEG = ∠FEG +
∠DEH=90°.
∴
∠EFG=∠DEH.
∴
△EFG∽△DEH.
∴
FG
EH=
EG
DH.
∴
DH=EH
·EG
FG =13.8m.
∴
AD=DH+AH=13.8+1.6=
15.4(m).
14