内容正文:
专题05图形的相似同步讲义(2)
【探索三角形相似的条件】
【题型01 平行线分线段成比例】..........................................4
【题型02 平行线截线段的长度与比值计算】................................5
【题型03 由平行线判断三角形相似】......................................6
【题型04 两角对应相等判定三角形相似】..................................7
【题型05 三边对应成比例判定三角形相似】................................8
【题型06 两边成比例且夹角相等判定三角形相似】..........................10
【题型07 相似三角形判定综合应用】......................................11
【题型08 添加/选择条件使三角形相似】...................................12
【解答题5题】.........................................................12
★知识梳理
知识点01:核心概念
1. 相似三角形定义
对应角相等、对应边成比例的两个三角形叫做相似三角形,记作 “△ABC∽△A′B′C′”,读作 “△ABC相似于△A′B′C′”。
相似比:相似三角形对应边的比,记为k;相似比有顺序性,△ABC∽△A′B′C′与△A′B′C′∽△ABC的相似比互为倒数。
特殊关系:全等三角形是相似比k=1的特殊相似三角形。
传递性:若△A∽△B,△B∽△C,则△A∽△C。
2. 预备定理(平行线判定法)
平行于三角形一边的直线,与其他两边(或两边的延长线)相交,所截得的三角形与原三角形相似。
几何语言:在△ABC中,若DE∥BC,则△ADE∽△ABC。
作用:是推导相似三角形判定定理的基础,也是解题中快速找相似的常用方法。
知识点02:相似三角形判定定理(核心)
1. 两角分别相等的两个三角形相似(AA)
文字表述:如果一个三角形的两个角与另一个三角形的两个角对应相等,那么这两个三角形相似。
几何语言:在△ABC和△A′B′C′中,若∠A=∠A′,∠B=∠B′,则△ABC∽△A′B′C′。
应用要点:最常用判定方法,优先找公共角、对顶角、同角 / 等角的余角 / 补角相等;直角三角形中,有一个锐角相等即可判定相似。
2. 两边成比例且夹角相等的两个三角形相似(SAS)
文字表述:如果两个三角形的两组对应边成比例,并且对应的夹角相等,那么这两个三角形相似。
几何语言:在△ABC和△A′B′C′中,若,且∠A=∠A′,则△ABC∽△A′B′C′。
易错提醒:相等的角必须是两组对应边的夹角,若为一边的对角,不能判定相似。
3. 三边成比例的两个三角形相似(SSS)
文字表述:如果两个三角形的三组对应边的比相等,那么这两个三角形相似。
几何语言:在△ABC和△A′B′C′中,若,则△ABC∽△A′B′C′。
应用要点:适合三边长度已知或可求的三角形,无需考虑角的条件。
知识点03:判定方法对比
判定方法
核心条件
适用场景
易错点
预备定理(平行)
平行于三角形一边的直线,与其他两边(或两边的延长线)相交
有平行线的三角形
截线需与两边(延长线)相交
两角相等(AA)
两组角对应相等
有公共角、对顶角、直角
只需两组角,第三组自动相等
两边成比例 + 夹角相等(SAS)
两边比相等 + 夹角相等
两边长度已知 + 夹角可证
角必须是夹角,非对角
三边成比例(SSS)
三组边对应成比例
三边长度明确
对应边需找准,比例要一致
知识点04:相似三角形性质
设 △ABC∽△A′B′C′,相似比为 k:
(1)对应角相等:∠A=∠A′, ∠B=∠B′, ∠C=∠C′
(2)对应边成比例:k
(3)对应线段比等于相似比:对应高、对应中线、对应角平分线的比都等于相似比 k。
(4)周长比等于相似比:
(5)面积比等于相似比的平方:
知识点05:常见相似基本模型(解题高频)
1.A 字型(正 A):DE∥BC,△ADE∽△ABC。
2.8 字型(X 型):AB∥CD,△AOB∽△DOC。
3.母子型(射影型):直角三角形斜边上的高,分成的两个小直角三角形与原三角形两两相似(△ACD∽△ABC∽△CBD)。
知识点05:解题思路总结
1.先看是否有平行线,用预备定理快速判定;
2.无平行线时,优先找两组角相等(AA);
3.已知两边长度,找夹角相等(SAS);
4.三边均已知,验证三边成比例(SSS);
5.结合相似性质(对应角相等、对应边成比例)求解边长、角度或证明线段关系。
【题型1.平行线分线段成比例】
【典例】如图,点A、B、C和点D、E、F分别位于同一条直线上,如果,且,,那么_________.
【跟踪专练1】已知线段,,,作线段,使,则下列作法正确的是( )
A. B.
C. D.
【跟踪专练2】如图,已知直线,直线 分别与直线交于A、B、C三点,直线 分别与直线交于D、E、F三点,与交于 点O,若,则的长是_________________.
【跟踪专练3】如图,正方形的对角线,交于点O,E是边的中点,过点A作,交的延长线于点F,在上截取,连接并延长,分别交,于点M,N.下列结论:①;②;③;④.其中正确的是( )
A.①②④ B.①③④ C.①②③ D.②③④
【题型2.平行线截线段的长度与比值计算】
【典例】如图,直线,如果,那么的长是___________.
【跟踪专练1】如图,在的正方形网格中,连接小正方形中两个顶点A、B,如果线段与网格线的其中两个交点为M、N,那么的值是( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,已知,它们依次交直线于点和点.如果,那么___________.
【跟踪专练3】如图,在四边形中,,对角线与相交于点E,若, 则的长是( )
A. B.8 C. D..
【题型3.由平行线判定三角形相似】
【典例】如图,A,B两地被池塘隔开,小明通过下列方法测出了A、B间的距离:先在外选一点C,然后测出的中点M,N,并测量出的长为,由此他就知道了A、B间的距离.有关他这次探究活动的描述错误的是( )
A. B.
C. D.
【跟踪专练1】如图,锐角三角形中,,以为直径的半圆交于点,过点作半圆的切线,交的延长线于点,交于点.若,则____________.
【跟踪专练2】如图,中,已知、分别是、的中点,求证:.
【跟踪专练3】在数学文化长河中,蕴藏着诸多精妙的比例关系,除广为人知的黄金分割外,白银分割亦是一颗璀璨的明珠.白银分割是指:若存在两点C、D将线段分割为两条等长的较长线段及一条较短线段,满足比例关系:,则称线段被点C、D白银分割,点C、D叫做线段的白银分割点,该比值叫做白银比.
根据分割形态差异,可分为两类经典情形:
对称型分割——当两条等长的较长线段分居较短线段两侧时(如图1),构成对称型白银分割;
邻接型分割——当两条等长的较长线段相邻排列时(如图2),构成邻接型白银分割.
(1)以对称型分割为例,类比黄金比的求解方法探究白银比.如图1,设,.求x的值,写出必要的解答过程(结果保留根号).
(2)如图3,点C为线段靠近点A的白银分割点,在只考虑对称型分割的情形下请利用尺规作图,作出线段靠近点A的白银分割点P.不写作法,保留作图痕迹.
【题型4.两角对应相等判定三角形相似】
【典例】如图所示的三个三角形,相似的是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【跟踪专练1】如图,是的斜边上的高,图中与相似的三角形为_________(填一个即可).
【跟踪专练2】如图,在中,,点,分别在,上,,连接,,交于点.若,则图中与相似的三角形是__________.
【跟踪专练3】如图,内接于,的平分线分别交,于点,,连结.根据题意条件,判断:①;②;③;④,成立的是( )
A.①②③④ B.①②③ C.②③ D.②③④
【题型5.三边对应成比例判定三角形相似】
【典例】已知的三边长分别为,的两边长分别为1和.当的第三边长为___________时,与相似.
【跟踪专练1】如图,当的值为多少时,( )
A.20 B.27 C.36 D.45
【跟踪专练2】如图,在的正方形网格中,图中的点都在网格线的交点上.将点分别与点,连接,得到和,这四个三角形中与相似的是_____.
【跟踪专练3】下列四个三角形中,与图中的三角形相似的是( )
A. B.
C. D.
【题型6.两边成比例且夹角相等判定三角形相似】
【典例】如图, 已知点D、E分别在的边和上, 如果 那么______得到. (填“能”或“不能”)
【跟踪专练1】如图,已知,.将沿图中的剪开,剪下的阴影三角形与不相似的是( )
A. B.
C. D.
【跟踪专练2】如图,在中,点在线段上,添加一个条件,使得,则添加的条件是________.(只填一个)
【跟踪专练3】已知图中有两组三角形,其边长和角的度数已在图上标注.对于各组中的两个三角形,下列说法正确的是( )
A.①组和②组的两个三角形都相似 B.①组和②组的两个三角形都不相似
C.只有①组的两个三角形相似 D.只有②组的两个三角形相似
【题型7.相似三角形判定综合应用】
【典例】如图,在中,,则____________.
【跟踪专练1】如图,在中,,,,将沿图中的虚线剪开,剪下的阴影三角形.原三角形不相似的是( )
A. B.
C. D.
【跟踪专练2】如图,,,圆O的半径为,P是圆O上一动点,的最小值为________.
【跟踪专练3】定义:我们知道,凸四边形的一条对角线把这个四边形分成了两个三角形,如果这两个三角形相似(不全等),我们就把这个凸四边形叫做“自相似四边形”. 如图,点A、B、C是正方网格中的格点,在网格中确定格点D,使以A、B、C、D为顶点的四边形是“自相似四边形”,符合条件的格点D的个数是( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【题型8.添加/选择条件使三角形相似】
【典例】如图,在中,P是上一点,连接,要使,则只需添加一个适当的条件是_________.(只填一种情况即可)
【跟踪专练1】如图,已知,那么添加下列一个条件后,仍无法判定的是( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,在四边形中,对角线平分,,,则要使,只要________.
【跟踪专练3】如图,在正方形中,E为的中点,P为边上一点,在下列条件中:①;②; ③P为的中点; ④.其中能得到与相似的是 ( )
A.①②③④ B.①③④ C.①②④ D.②③
【解答题】
1.如图,在中,,请用尺规作图法在边上确定一点,使得.
(要求保留作图痕迹,不写作法)
2.如图,已知点,分别在的边,上,,,,.求证:.
3.如图,已知,且,求:线段的长.
4.如图,已知,,吗?请说明理由.若不相似,请添加一个条件,使这两个三角形一定相似.
5.如图1,已知矩形和矩形,,,连接,.
(1)发现
①线段与线段之间的数量关系是________,
②直线与直线之间的位置关系是________
(2)探究
若已知条件不变,将图1中矩形绕点A顺时针旋转,如图2,则(1)中结论还成立吗?请给出证明.
(3)应用
在(2)的情况下,,,当矩形绕点A旋转到B,E,F在同一条直线上时,线段,的长度分别是多少?(直接写出结论).
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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专题05图形的相似同步讲义(2)
【探索三角形相似的条件】
【题型01 平行线分线段成比例】..........................................4
【题型02 平行线截线段的长度与比值计算】................................7
【题型03 由平行线判断三角形相似】.....................................11
【题型04 两角对应相等判定三角形相似】.................................15
【题型05 三边对应成比例判定三角形相似】...............................18
【题型06 两边成比例且夹角相等判定三角形相似】.........................21
【题型07 相似三角形判定综合应用】.....................................24
【题型08 添加/选择条件使三角形相似】..................................28
【解答题5题】........................................................30
★知识梳理
知识点01:核心概念
1. 相似三角形定义
对应角相等、对应边成比例的两个三角形叫做相似三角形,记作 “△ABC∽△A′B′C′”,读作 “△ABC相似于△A′B′C′”。
相似比:相似三角形对应边的比,记为k;相似比有顺序性,△ABC∽△A′B′C′与△A′B′C′∽△ABC的相似比互为倒数。
特殊关系:全等三角形是相似比k=1的特殊相似三角形。
传递性:若△A∽△B,△B∽△C,则△A∽△C。
2. 预备定理(平行线判定法)
平行于三角形一边的直线,与其他两边(或两边的延长线)相交,所截得的三角形与原三角形相似。
几何语言:在△ABC中,若DE∥BC,则△ADE∽△ABC。
作用:是推导相似三角形判定定理的基础,也是解题中快速找相似的常用方法。
知识点02:相似三角形判定定理(核心)
1. 两角分别相等的两个三角形相似(AA)
文字表述:如果一个三角形的两个角与另一个三角形的两个角对应相等,那么这两个三角形相似。
几何语言:在△ABC和△A′B′C′中,若∠A=∠A′,∠B=∠B′,则△ABC∽△A′B′C′。
应用要点:最常用判定方法,优先找公共角、对顶角、同角 / 等角的余角 / 补角相等;直角三角形中,有一个锐角相等即可判定相似。
2. 两边成比例且夹角相等的两个三角形相似(SAS)
文字表述:如果两个三角形的两组对应边成比例,并且对应的夹角相等,那么这两个三角形相似。
几何语言:在△ABC和△A′B′C′中,若,且∠A=∠A′,则△ABC∽△A′B′C′。
易错提醒:相等的角必须是两组对应边的夹角,若为一边的对角,不能判定相似。
3. 三边成比例的两个三角形相似(SSS)
文字表述:如果两个三角形的三组对应边的比相等,那么这两个三角形相似。
几何语言:在△ABC和△A′B′C′中,若,则△ABC∽△A′B′C′。
应用要点:适合三边长度已知或可求的三角形,无需考虑角的条件。
知识点03:判定方法对比
判定方法
核心条件
适用场景
易错点
预备定理(平行)
平行于三角形一边的直线,与其他两边(或两边的延长线)相交
有平行线的三角形
截线需与两边(延长线)相交
两角相等(AA)
两组角对应相等
有公共角、对顶角、直角
只需两组角,第三组自动相等
两边成比例 + 夹角相等(SAS)
两边比相等 + 夹角相等
两边长度已知 + 夹角可证
角必须是夹角,非对角
三边成比例(SSS)
三组边对应成比例
三边长度明确
对应边需找准,比例要一致
知识点04:相似三角形性质
设 △ABC∽△A′B′C′,相似比为 k:
(1)对应角相等:∠A=∠A′, ∠B=∠B′, ∠C=∠C′
(2)对应边成比例:k
(3)对应线段比等于相似比:对应高、对应中线、对应角平分线的比都等于相似比 k。
(4)周长比等于相似比:
(5)面积比等于相似比的平方:
知识点05:常见相似基本模型(解题高频)
1.A 字型(正 A):DE∥BC,△ADE∽△ABC。
2.8 字型(X 型):AB∥CD,△AOB∽△DOC。
3.母子型(射影型):直角三角形斜边上的高,分成的两个小直角三角形与原三角形两两相似(△ACD∽△ABC∽△CBD)。
知识点05:解题思路总结
1.先看是否有平行线,用预备定理快速判定;
2.无平行线时,优先找两组角相等(AA);
3.已知两边长度,找夹角相等(SAS);
4.三边均已知,验证三边成比例(SSS);
5.结合相似性质(对应角相等、对应边成比例)求解边长、角度或证明线段关系。
【题型1.平行线分线段成比例】
【典例】如图,点A、B、C和点D、E、F分别位于同一条直线上,如果,且,,那么_________.
【答案】6
【分析】本题考查了平行线分线段成比例,熟练掌握平行线分线段成比例得比值是解题的关键.
【详解】解:,
,
,
,
,
,
故答案为:6.
【跟踪专练1】已知线段,,,作线段,使,则下列作法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题考查平行线分线段成比例定理等知识,根据平行线分线段成比例定理判断即可.
【详解】解:,
,
观察选项可知,选项B符合题意,
故选:B.
【跟踪专练2】如图,已知直线,直线 分别与直线交于A、B、C三点,直线 分别与直线交于D、E、F三点,与交于 点O,若,则的长是_________________.
【答案】6
【分析】本题考查了平行线分线段成比例定理;熟记平行线分线段成比例定理是解决问题的关键.根据平行线分线段成比例定理得出比例式,即可得出结果.
【详解】解:∵直线,
∴,
∵,,
∴,
∴,
故答案为:6.
【跟踪专练3】如图,正方形的对角线,交于点O,E是边的中点,过点A作,交的延长线于点F,在上截取,连接并延长,分别交,于点M,N.下列结论:①;②;③;④.其中正确的是( )
A.①②④ B.①③④ C.①②③ D.②③④
【答案】C
【分析】本题考查正方形的性质,三角形全等的判定与性质,三角形中位线,利用正方形的性质证明,推出,结合,即可判断①正确;再证明,推出,进而求出,即可得到,即可判断②正确;根据平行线分线段成比例定理结合②可知,即可判断③正确;再根据题意可得,,点F,G关于对称,即可判断④错误.
【详解】解:∵正方形的对角线,交于点O,
∴,
∵,
∴,
∴.
又∵E是边的中点,即,,
∴,
∴,
∵,
∴,①正确;
∵,,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,②正确;
由①知,,
∴,
∴,
由②中知,③正确;
由题意得,,,
∴点F,G关于对称,
∴,④错误.
故选:C.
【题型2.平行线截线段的长度与比值计算】
【典例】如图,直线,如果,那么的长是___________.
【答案】14
【分析】本题考查平行线分线段成比例,由,得,由,得即可解答.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
故答案为14.
【跟踪专练1】如图,在的正方形网格中,连接小正方形中两个顶点A、B,如果线段与网格线的其中两个交点为M、N,那么的值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查平行线分线段成比例,在网格中找到平行的线段是解题的关键,根据线段成比例即可解答.
【详解】解:如图所示:
由题意可知
故选C.
【跟踪专练2】如图,已知,它们依次交直线于点和点.如果,那么___________.
【答案】
【分析】本题考查了平行线分线段成比例,根据平行线分线段成比例定理即可得到结论,找准对应线段是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∵
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
【跟踪专练3】如图,在四边形中,,对角线与相交于点E,若, 则的长是( )
A. B.8 C. D..
【答案】D
【分析】本题考查了勾股定理的应用.若图中有等边三角形,常用辅助线作法是做出一边上的高.把所求线段放在一个直角三角形中当斜边也是常用辅助线作法.,,可得为等边三角形.作于点,可得为的中点,可求得的长,连接,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可得为的一半.作于点,则 为直角三角形的斜边,利用平行线分线段成比例定理可得的长,利用勾股定理可得的长,进而根据勾股定理可得的长.
【详解】解:过点作于点,过点作于点,连接.
,
.
,
.
,,
为等边三角形,
.
,
.
.
.
.
,
.
.
.
故选:D.
【题型3.由平行线判定三角形相似】
【典例】如图,A,B两地被池塘隔开,小明通过下列方法测出了A、B间的距离:先在外选一点C,然后测出的中点M,N,并测量出的长为,由此他就知道了A、B间的距离.有关他这次探究活动的描述错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了三角形中位线定理以及相似三角形的判定及性质.熟练掌握中位线定理是解题的关键.
根据三角形的中位线平行于第三边并且等于第三边的一半可得,再根据相似三角形的判定解答.
【详解】解:∵的中点M,N,的长为,
∴,,故A,B,C选项正确,不符合题意;
∴,故D选项错误,符合题意;
故选:D
【跟踪专练1】如图,锐角三角形中,,以为直径的半圆交于点,过点作半圆的切线,交的延长线于点,交于点.若,则____________.
【答案】
【分析】连接,根据等腰三角形的性质得到,,再根据平行线的判定定理得到,根据切线的性质得到,再由勾股定理得,最后根据平行证明,由相似三角形的性质可求出的长.
【详解】解:连接,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵是半圆的切线,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
即,
∴.
故答案为:.
【点睛】本题考查了切线的性质、等腰三角形的性质、勾股定理、相似三角形的判定,熟练掌握这些知识点是解题的关键.
【跟踪专练2】如图,中,已知、分别是、的中点,求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查考查相似三角形的判定,中位线的性质,熟练掌握相似三角形的判定方法是解题的关键.方法一:利用先得出,再结合即可证明;方法二:先证明是的中位线,得出,即可证明.
【详解】证明:方法一:、分别是、的中点,
,,
,
,
;
方法二:、分别是、的中点,
,
.
【跟踪专练3】在数学文化长河中,蕴藏着诸多精妙的比例关系,除广为人知的黄金分割外,白银分割亦是一颗璀璨的明珠.白银分割是指:若存在两点C、D将线段分割为两条等长的较长线段及一条较短线段,满足比例关系:,则称线段被点C、D白银分割,点C、D叫做线段的白银分割点,该比值叫做白银比.
根据分割形态差异,可分为两类经典情形:
对称型分割——当两条等长的较长线段分居较短线段两侧时(如图1),构成对称型白银分割;
邻接型分割——当两条等长的较长线段相邻排列时(如图2),构成邻接型白银分割.
(1)以对称型分割为例,类比黄金比的求解方法探究白银比.如图1,设,.求x的值,写出必要的解答过程(结果保留根号).
(2)如图3,点C为线段靠近点A的白银分割点,在只考虑对称型分割的情形下请利用尺规作图,作出线段靠近点A的白银分割点P.不写作法,保留作图痕迹.
【答案】(1)
(2)见解析
【分析】本题考查了白银分割的概念及应用、一元二次方程的求解以及尺规作图,解题关键是理解白银分割的比例关系并据此列出方程求解,同时利用尺规作图的基本原理作出符合要求的图形.
(1)根据线段设定及白银分割定义,用含x的式子表示各线段长度,依据白银分割比例关系列出方程,将方程化为一元二次方程标准形式,利用求根公式求解,根据线段长度非负性舍去不合理的值.
(2)连接,以点为圆心,任意长为半径画弧,分别交、于点、 ;以点为圆心,同样的半径画弧,交于点,用圆规量取的长度,以点为圆心,长为半径画弧,交之前所画弧于点,用直尺连接并延长,与相交于点,此时,根据同位角相等,两直线平行,可得,点就是线段靠近点的白银分割点.
【详解】(1)解:,,
,
,
解得:,(舍去);
(2)如图所示:点P即为所求.
【题型4.两角对应相等判定三角形相似】
【典例】如图所示的三个三角形,相似的是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【答案】A
【分析】本题考查了相似三角形的判定定理.
分别把三个三角形的内角计算出来,利用两角对应相等判断三角形相似.
【详解】解:分别把三个三角形的内角都计算出来.
①:由,所以三个内角分别为,,.
②:由,所以三个内角分别为,,.
③:由,所以三个内角分别为,,.
所以只有①②的内角都相等,符合相似三角形的判定定理.
故选:A.
【跟踪专练1】如图,是的斜边上的高,图中与相似的三角形为_________(填一个即可).
【答案】或(答案不唯一)
【分析】本题主要考查了直角三角形的两个锐角互余,相似三角形的判定等知识点,熟练掌握相似三角形的判定是解题的关键.
首先,利用两角对应相等可证得,然后由,可得,进而可证得,于是得解.
【详解】解:∵,,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
故答案为:或(答案不唯一).
【跟踪专练2】如图,在中,,点,分别在,上,,连接,,交于点.若,则图中与相似的三角形是__________.
【答案】
【分析】本题考查了等腰三角形的性质,相似三角形的判定,全等三角形的判定与性质,难度较大,解题的关键在于构造辅助线.
在上截取,,导角证明,即可证明.
【详解】解:在上截取,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴图中与相似的三角形是,
故答案为:.
【跟踪专练3】如图,内接于,的平分线分别交,于点,,连结.根据题意条件,判断:①;②;③;④,成立的是( )
A.①②③④ B.①②③ C.②③ D.②③④
【答案】D
【分析】本题考查相似三角形的判定,同弧或等弧所对的圆周角相等.
由角平分线得到,由同弧或等弧所对的圆周角相等得到,从而,再由,得到,故②成立;由,,得到,故③成立;由,,得到,故④成立.综上即可解答.
【详解】解:∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,故②成立;
∵,
∴,
,
,故③成立;
∵,,
∴,故④成立;
根据条件无法证明①成立,因此成立的结论是②③④.
故选:D.
【题型5.三边对应成比例判定三角形相似】
【典例】已知的三边长分别为,的两边长分别为1和.当的第三边长为___________时,与相似.
【答案】
【分析】本题考查的是相似三角形的判定,解决问题的关键是熟知相似三角形的对应边成比例.
设第三边长为,应用两三角形相似的判定定理,三边对应成比例,解题即可.
【详解】解:的三边长分别是,
三边长的比为.
,且的两边长分别是1和需要分情况进行讨论:
①若,解得;
②若,∵,∴该情况不成立
③若,解得
经检验,当时,与的三边对应成比例,两三角形相似;当时,与的三边对应不成比例,两三角形不相似;
故答案为:.
【跟踪专练1】如图,当的值为多少时,( )
A.20 B.27 C.36 D.45
【答案】C
【分析】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是解题的关键.根据根据题意当时,即可求解.
【详解】解:根据题意可知,当时,,
由图可知,,,,,,,
∴,
∴,
故选:C.
【跟踪专练2】如图,在的正方形网格中,图中的点都在网格线的交点上.将点分别与点,连接,得到和,这四个三角形中与相似的是_____.
【答案】
【分析】本题主要考查相似三角形的判定,分别计算出每个三角形的边长,依据三边对应成比例进行判断即可得出结论.
【详解】解:的三边长分别为:,,;
的三边长分别为:,,,
∵,
∴与不相似;
的三边长分别为:,,;
∴,
∴;
的三边长分别为:,,,
∴,
∴与不相似;
的三边长分别为:,,,
∴,
∴与不相似;
故答案为:.
【跟踪专练3】下列四个三角形中,与图中的三角形相似的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了相似三角形的判定,掌握相似三角形的三边对应成比例成为解题的关键.
先求出题干三角形的三边长的比,然后求得各选项三边长的比并进行比较即可解答.
【详解】解:设单位正方形的边长为1,给出的三角形三边长分别为;
A.三角形三边为与给出的三角形的各边不成比例,故A选项错误;
B.三角形三边与给出的三角形的各边成正比例,故B选项正确;
C.三角形三边与给出的三角形的各边不成比例,故C选项错误;
D.三角形三边与给出的三角形的各边不成比例,故D选项错误.
故选:B.
【题型6.两边成比例且夹角相等判定三角形相似】
【典例】如图, 已知点D、E分别在的边和上, 如果 那么______得到. (填“能”或“不能”)
【答案】不能
【分析】本题考查相似三角形的判定定理,根据条件无法判断,据此即可得到结论.
【详解】解:∵,不能判断,
∴不能得到,
故答案为:不能.
【跟踪专练1】如图,已知,.将沿图中的剪开,剪下的阴影三角形与不相似的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了相似三角形的判定,根据相似三角形的判定逐一判断即可.
【详解】解:A、∵,
∴,
故A不符合题意;
B、∵,
∴,
故B不符合题意;
C、由图形可知,,,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
故C不符合题意;
D、由已知条件无法证明与相似,故D符合题意,
故选:D.
【跟踪专练2】如图,在中,点在线段上,添加一个条件,使得,则添加的条件是________.(只填一个)
【答案】(答案不唯一)
【分析】本题考查添加条件使两个三角形相似,涉及两个三角形相似的判定定理,根据图形,结合两个三角形相似的判定定理添加条件即可得到答案,熟记两个三角形相似的判定定理是解决问题的关键.
【详解】解:①两角对应相等的两个三角形相似:
,
当时,;
当时,;
②两边对应成比例且夹角相等的两个三角形相似:
,
当时,;
综上所述,添加或或,使得,
故答案为:(答案不唯一).
【跟踪专练3】已知图中有两组三角形,其边长和角的度数已在图上标注.对于各组中的两个三角形,下列说法正确的是( )
A.①组和②组的两个三角形都相似 B.①组和②组的两个三角形都不相似
C.只有①组的两个三角形相似 D.只有②组的两个三角形相似
【答案】A
【分析】本题考查相似三角形的判定,熟练掌握相似三角形的判定定理是解题关键.
根据相似三角形的判定去判断两个三角形是否相似即可.
【详解】解:在图①中:第一个三角形三个角分别为:,,;第二个三角形的两个角分别为:,;故根据两个角分别相等的两个三角形相似,得两个三角形相似;
在图②中:,,
∴,
∵,
∴,
故①组和②组的两个三角形都相似.
故选:A.
【题型7.相似三角形判定综合应用】
【典例】如图,在中,,则____________.
【答案】
【分析】本题主要考查了相似三角形的判定,平行线的性质,根据两直线平行,同位角相等得到,再根据两组角对应相等的两三角形相似即可证明.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
故答案为:;.
【跟踪专练1】如图,在中,,,,将沿图中的虚线剪开,剪下的阴影三角形.原三角形不相似的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了相似三角形的判定等知识,根据相似三角形的判定定理逐项判断即可求解.
【详解】解:A. 如图,
∵,
∴,故A选项不合题意;
B. 如图,
∵,
∴,故B选项不合题意;
C.如图,
∵
∴,
∵,
∴,故C选项不合题意;
D. 如图,
∵,
∴,
但不一定等于,
∴无法判定与相似,故D选项符合题意.
故选:D
【跟踪专练2】如图,,,圆O的半径为,P是圆O上一动点,的最小值为________.
【答案】
【分析】本题主要考查勾股定理,相似三角形的性质以及三角形三边关系等知识,延长到,使,连接,证明,求得,由三角形三连关系可得结论.
【详解】解:延长到,使,连接,如图,
∴
又,
.∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵
∴,
∴,
∴的最小值为,
故答案为:.
【跟踪专练3】定义:我们知道,凸四边形的一条对角线把这个四边形分成了两个三角形,如果这两个三角形相似(不全等),我们就把这个凸四边形叫做“自相似四边形”. 如图,点A、B、C是正方网格中的格点,在网格中确定格点D,使以A、B、C、D为顶点的四边形是“自相似四边形”,符合条件的格点D的个数是( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】D
【分析】根据题目中“自相似四边形”的定义,在网格中找到符合条件的点即可.
【详解】解:如图1,由,得,故为所求点;
如图2,由,得,故为所求点;
如图3,由,得,故为所求点;
如图4,由,得,故为所求点;
如图5,由,得,故为所求点;
符合条件的格点D的个数有5个.
故选:D.
【点睛】此题是新定义题,主要考查了网格中的勾股定理、判定两个格点三角形相似,熟练掌握三边对应成比例的两个三角形相似是解答此题的关键.
【题型8.添加/选择条件使三角形相似】
【典例】如图,在中,P是上一点,连接,要使,则只需添加一个适当的条件是_________.(只填一种情况即可)
【答案】(答案不唯一)
【分析】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定理是解题的关键.根据相似三角形的判定定理即可解答.
【详解】解:由题意得,,
若添加条件,则有,符合题意;
若添加条件,则有,符合题意;
若添加条件,则有,符合题意;
添加的条件可以是或或(答案不唯一).
故答案为:(答案不唯一).
【跟踪专练1】如图,已知,那么添加下列一个条件后,仍无法判定的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据得出,再由相似三角形的判定定理对各选项进行逐一判定即可.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
A、若,则,故本选项不符合题意;
B、若,则,故本选项不符合题意;
C、若,则,故本选项不符合题意;
D、若,无法得到,故本选项符合题意;
【跟踪专练2】如图,在四边形中,对角线平分,,,则要使,只要________.
【答案】4
【分析】本题考查相似三角形的判定,根据两组对应边成比例,且夹角相等的两个三角形相似,进行求解即可.
【详解】解:∵平分,
∴,
当时,,
即:,
∵,,
∴,
∴,
故答案为:4.
【跟踪专练3】如图,在正方形中,E为的中点,P为边上一点,在下列条件中:①;②; ③P为的中点; ④.其中能得到与相似的是 ( )
A.①②③④ B.①③④ C.①②④ D.②③
【答案】C
【分析】此题考查了相似三角形的判定、正方形的性质以及直角三角形的性质.熟练掌握三角形的判定方法是解题的关键.
由四边形是正方形,可得,,当①,根据有两角对应相等的三角形相似,证得与相似;当②,可得,继而可得与相似;③若P为的中点,则,此时不相似;当④若,可得,根据两组对应边的比相等且夹角对应相等的两个三角形相似,即可判定与相似.
【详解】解:∵四边形是正方形,
∴,,
∵E是的中点,
∴,
①若,
∵,
∴;
②若,则,
∵,
∴,
③若P为的中点,
则,
∴,
∴此时不相似;
④若,
则,
∵,
∴.
故选:C.
【解答题】
1.如图,在中,,请用尺规作图法在边上确定一点,使得.
(要求保留作图痕迹,不写作法)
【答案】见解析
【分析】根据垂直平分线的作法作的垂直平分线与的交点即为点.
【详解】解:如图,点即为所求作.
由垂直平分线的性质可得,
,
,
,
,,
.
2.如图,已知点,分别在的边,上,,,,.求证:.
【答案】见解析.
【分析】先得,然后结合即可求证.
【详解】证明:∵,,,,
∴,,
∴,
∵,
∴.
3.如图,已知,且,求:线段的长.
【答案】
【分析】本题主要考查了平行线分线段成比例定理,平行四边形的性质与判定,可证明四边形是平行四边形并求出的长,根据平行线分线段成比例定理可得,据此代入数值求解即可.
【详解】解:∵,
∴四边形是平行四边形,
∴;
∵,
∴,即,
∴.
4.如图,已知,,吗?请说明理由.若不相似,请添加一个条件,使这两个三角形一定相似.
【答案】不相似,可添加或或(答案不唯一).
【详解】本题考查了相似三角形的判定,根据“两边成比例且夹角相等的两个三角形相似”,或“两角对应相等,两三角形相似”即可得出答案,熟练掌握相似三角形的判定定理是解此题的关键.
解:不定相似,因为和不是成比例的两边的夹角。
若添加,则可根据“两角对应相等,两三角形相似”得到;
若添加,则可根据“两角对应相等,两三角形相似”得到;
若添加,则可根据“两边成比例且夹角相等的两个三角形相似” 得到。
故可添加:,或或(答案不唯一).
5.如图1,已知矩形和矩形,,,连接,.
(1)发现
①线段与线段之间的数量关系是________,
②直线与直线之间的位置关系是________
(2)探究
若已知条件不变,将图1中矩形绕点A顺时针旋转,如图2,则(1)中结论还成立吗?请给出证明.
(3)应用
在(2)的情况下,,,当矩形绕点A旋转到B,E,F在同一条直线上时,线段,的长度分别是多少?(直接写出结论).
【答案】(1)①;②;
(2)成立,证明见解析;
(3),或.
【分析】(1)①由矩形的性质可得,由题意可得,证明,即可得出;②延长交于点,则,由①可得,由相似三角形的性质可得,求出,即可得出结果;
(2)由矩形的性质可得,证明,结合题意得出,即可推出,从而可得,,则,延长,交于点,交于点,再由,计算即可得出结果;
(3) 两种情况:当点、、在同一直线上,且点在线段上时;当点、、在同一直线上,且点在线段上时;分别求解即可得出结果.
【详解】(1)解:①∵四边形和四边形都是矩形,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴;
②如图,延长交于点,
,
∵,
∴,
由①可得:,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:(1)中结论还成立,证明如下:
∵四边形与四边形都为矩形,
∴,
∴,即,
∵,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
如图,延长,交于点,交于点,
∵,
∴
,
∴;
(3)解:如图,当点、、在同一直线上,且点在线段上时,
,
∵四边形为矩形,
∴,,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
由(2)可得:,
∴,
∵,
∴,
∴;
如图,当点、、在同一直线上,且点在线段上时,
,
同理可得:,,
∴,;
综上所述,,或.
【点睛】本题考查了矩形的性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理、三角形内角和定理,熟练掌握以上知识点并灵活运用,添加适当的辅助线,采用分类讨论的思想是解此题的关键.
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