内容正文:
专题10 相似三角形
目录
第一部分 错因诊断与精准突破
错因剖析 避错秘籍 变式迁移
易错点 1 找错相似三角形的对应边、对应角
易错点 2 平行线分线段成比例
易错点 3 相似三角形的判定方法
易错点 4 混淆相似三角形的线段比、周长比、面积比
易错点 5 对应关系不明确的相似三角形多解问题
易错点 6 位似与相似的区别
易错点 7 网格背景下无刻度直尺作图
易错点 8 相似三角形的实际应用
第二部分 易错题验收与闯关
易错点1 找错相似三角形的对应边、对应角
错因剖析
概念混淆:对应关系认知模糊,书写时,顶点不一一对应。
认知偏差:识图能力不足,对应边关系混乱。
基础薄弱:比例性质不熟练,导致变形错误。
【例1】已知的三边长分别为,,2;的两边长分别是1 和,如果,那么的第三边长应该是( )
A. B. C. D.
避错秘籍
【防错指南】书写规范:
字母严格一一对应:
【知识链接】
相似三角形对应角相等,对应边成比例。
如图:,
∠A=∠D,∠B=∠E,∠C=∠F,
变式迁移
【变式1-1】如图,若,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】如图,,相似比为.若,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
易错点2 平行线分线段成比例
概念混淆:一组平行线截两条直线,对应线段成比例,对 “对应” 二字理解偏差。
认知偏差:解题中没有先找平行线,直接找比例。
基础薄弱:比例关系列错,不会解比例等式。
【例2】(2026·江苏盐城·一模)我们把练习本上的横线看作平行且等距的格线.如图,小明在两条横线上画出,且、与中间的另外两条横线交于、、、四点,连接交于点.若,则的长为____.
避错秘籍
【防错指南】解题三步避坑
① 找平行:先圈出所有平行线,确定平行组;
② 定截线:找出被截取的两条相交直线;
③ 对线段:按从上到下、从左到右顺序,一一对应列比例。
【知识链接】平行线分线段成比例
定理或基本事实
1.平行线等分线段定理:三条平行线截两条直线,如果在其中一条直线上截得的线段相等,那么在另一条直线上截得的线段也相等。
当,且时,有。
2.基本事实:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例。
当时,有,
推论
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,所得的对应线段成比例。
当时,有,等。
变式迁移
【变式2-1】(2025·江苏南京·二模)如图,,直线,与,,分别交于点,,和点,,.若,,,则的长为( )
A.2.5 B.3 C.4.5 D.5
【变式2-2】如图,直线,直线和被,,所截,,,,则的长为( )
A.2 B.3 C. D.
【变式2-3】(2025·江苏扬州·二模)如图是一架人字梯及其侧面示意图,已知,,,,则的长为_____.
易错点3 相似三角形的判定方法
错因剖析
概念混淆:对相似判定的必要条件理解不透彻,不清楚每种判定方法的限定要求,概念边界模糊。
认知偏差:缺乏先找等角、再凑边比例的审题习惯,几何识图与条件提取能力不足。
基础薄弱:几何证明逻辑薄弱,答题规范欠缺,不会择优选用最简判定方法。
【例3】(2025·江苏南京·二模)如图,在正方形中,是的中点,点在上,且.求证:.
避错秘籍
【防错指南】解题固定步骤
① 找等角:优先找公共角、对顶角、平行等角、互余等角;
② 选方法:有两组等角直接用 AA;有边比例优先 SAS/SSS;
③ 写规范:顶点对应书写,条件罗列完整,再下相似结论。
【知识链接】
1.判定三角形相似的思路
2.常见的相似模型
(1)平行线型
(2)斜交型
(3)一线三等角型
变式迁移
【变式3-1】如图,下列条件中不能说明的是( )
A. B. C. D.
【变式3-2】(2025·江苏连云港·模拟预测)如图,在和中,、分别是、上一点,.
(1)当,时,判断与是否相似,如果相似请证明,不相似请举反例说明.
(2)当,时,判断与是否相似,如果相似请证明,不相似请举反例说明.
易错点4 混淆相似三角形的线段比、周长比、面积比
错因剖析
概念混淆:误认为相似三角形面积比也等于相似比;与同高三角形面积比等于底的比混淆。
认知偏差:不理解:一维长度比、二维面积比的维度区别。
基础薄弱:比例运算、平方开方基础薄弱,几何性质综合运用不熟练。
【例4】(2026·江苏扬州·一模)如果,相似比为,且的面积为,那么的面积为( )
A. B. C. D.
避错秘籍
【防错指南】
相似三角形中,
只要是长度类(边、高、中线、角平分线、周长),全部等于相似比;
只要是面积类,一定是相似比的平方;
做题先标注:谁是大三角形、谁是小三角形,防止比颠倒。
【知识链接】
若两个三角形相似,相似比为
对应边之比
对应高、对应中线、对应角平分线之比
周长之比
面积之比
变式迁移
【变式4-1】已知,,分别是和的角平分线,且,下面给出的四个结论中,正确的结论有( )
①,②, ③,④
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式4-2】(2025·江苏扬州·二模)若两个相似三角形面积之比为,则它们的对应中线之比为( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(2024·江苏徐州·二模)如图,在中,,与四边形的面积的比是( )
A. B. C. D.
易错点5 对应关系不明确的相似三角形多解问题
错因剖析
概念混淆:混淆 “△ABC∽△DEF(顺序固定)” 与 “△ABC 与△DEF 相似(无顺序、多解)” 两种题型区别。
认知偏差:审题不抓关键提示词:相似(无顺序)、是否存在、动点、在直线上,缺少多解预判。
基础薄弱:比例建模能力不足,范围检验意识薄弱,复杂题型综合分析能力不足。
【例5】(2026·江苏南通·模拟预测)如图,已知,D,E分别是,边上的点.,,.若与相似,则的值为_______________.
避错秘籍
【防错指南】
相似三角形只要内角分别相等即可,
顶点顺序不固定,无字母约束时,边角可自由搭配对应。
【知识链接】两种相似表述
① 有序书写:
顶点一一对应,唯一解,不需分类。
② 无序表述:与相似
无固定顺序,必须分类讨论,有多解。
变式迁移
【变式5-1】如图,,,,,在边上取点,使得与相似,则这样的点共有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式5-2】将三角形纸片按如图的方式折叠,使点B落在边上,记为点,折痕为.已知,若以点为顶点的三角形与相似,则________.
易错点6 位似与相似的区别
错因剖析
概念混淆:混淆两者从属关系:位似一定相似,相似不一定位似。
认知偏差:忽视位似中心的存在,不会找位似中心,不会区分内位似、外位似。
基础薄弱:位似性质与坐标规律运用混乱。
【例6】(2025·江苏·二模)如图,和是以点为位似中心的位似图形,点在线段上.若,则和的面积之比为( )
A. B. C. D.
避错秘籍
【防错指南】
① 相似无交点要求,位似必交于一点;
② 随意摆放、翻转、交错相似图形,一律不是位似;
③ 位似作图先定中心,再连点延长,最后缩放取点。
【知识链接】
1. 位似图形两大必备判定条件(缺一不可)
两个图形相似;
对应顶点的连线相交于同一点(位似中心);
对应边互相平行或在同一直线上。
2. 相似与位似核心区别
相似:只要求形状相同、对应角相等、对应边成比例,位置无要求;
位似:不仅相似,还要满足共中心点、对应边平行,是特殊的相似。
3. 坐标系位似口诀
原点为位似中心,位似比为:
横纵同乘,同向正、反向负,整体同缩放。
变式迁移
【变式6-1】(2025·江苏扬州·二模)如图,四边形与四边形关于点位似,且.若四边形的面积为3,则四边形的面积为_____.
【变式6-2】如图,与是位似图形,则位似中心为点______.
【变式6-3】(2026·江苏南京·一模)如图,在平面直角坐标系中,的顶点坐标分别为、、.
(1)画出关于轴对称的图形,并写出的坐标__________;
(2)以原点为位似中心,在轴上方画出的位似图形,使它与的相似比为,并写出对应点的坐标__________.
易错点7 网格背景下无刻度直尺作图
错因剖析
概念混淆:不理解网格作图核心:利用格点矩形、相似三角形、勾股逆定理、矩形性质构图,只会盲目连线。
认知偏差:不会利用网格天然直角、等距线段、平行横线竖线,不会构造全等与相似。
基础薄弱:无刻度直尺只允许连线、延长,擅自标注刻度、量长度,违规作图。
【例7】(2025·江苏无锡·二模)如图是由小正方形组成的网格,每个小正方形的顶点叫作格点,的三个顶点都是格点,仅用无刻度的直尺在给定网格中完成画图.
(1)在图中,作出一个满足条件的格点,使得射线平分;
(2)在图中,画一个与面积相等,且以为边的,、均在格点上;
(3)在图中,在边上找一点,连接,使面积是面积的倍.
避错秘籍
【防错指南】
牢记作图限制
无刻度直尺:只能连接两点、延长线段,不能度量、不能截取长度。
解题步骤
① 分析要画的线条:平行 / 垂直 / 平分 / 高 / 中线;
② 匹配对应网格模型,寻找合适格点;
③ 用直尺连线、延长,保留全部辅助作图痕迹;
④ 标注关键点、作答。
【知识链接】
网格万能核心模型
① 作平行线:利用同方向等比例格点、矩形对边平行;
② 作垂线:横纵比互倒,如 与 线段互相垂直;
③ 作线段中点 / 等分点:借助矩形对角线、8 字型相似;
④ 作角平分线:构造菱形、轴对称格点、等距线段;
⑤ 作三角形的高:先构网格直角,利用勾股逆定理定垂直。
变式迁移
【变式7-1】 51.(2023·江苏盐城·三模)如图,在的正方形网格中,、、、均为小正方形的顶点,请仅用无刻度的直尺作图,保留作图痕迹.
(1)在图1中作出边上的点,使得;
(2)在图2中作出边上的点(不与点重合),连接,使得;
(3)在图3中作出边上的点,使得.
【变式7-2】(2025·江苏无锡·二模)(1)如图,在的正方形网格中,点,B,C均在格点上,请按要求作图.
①在图1中画一个格点,使(相似比不为1).
②在图2中画一条格点线段,交于点Q,使.
(2)如图3,点A为上一点.
①请用不带刻度的直尺和圆规,在图3中作出的内接正方形;(保留作图痕迹,不写作法)
②根据①中画出的图形,过圆心作边的垂线,分别交和劣弧于点、,若的半径为,则的长为 .
【变式7-3】(2026·江苏扬州·一模)如图①,直线同侧有两点,,点在直线上,若,则称点为,在直线上的投射点.
(1)如图②,在中,,为斜边的中点,为的中点.求证:点为,在直线上的投射点;
(2)如图③,在正方形网格中,已知点,,三点均在格点上,请仅用没有刻度的直尺在上画出点,在上画出点,满足且点为,在上的投射点;(保留画图痕迹)
(3)如图④,在中,,,在,边上是否分别存在点,,使点为,在上的投射点,点为,在上的投射点?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
易错点8 相似三角形的实际应用
错因剖析
概念混淆:不会将生活场景抽象为几何图形,不理解不同测量方式下相似的成立条件。
认知偏差:缺少 “实际问题→几何图形→找等角→证相似” 的转化思维,识图建模薄弱。
基础薄弱:相似性质应用不熟练,比例运算薄弱,应用题答题规范意识差。
【例8】(2025·江苏无锡·中考真题)某校数学研究性学习小组为测量物体的高度,开展了如下综合与实践活动.
【活动主题】测量物体的高度
【测量工具】卷尺、标杆
【活动过程】
活动1:测量校内旗杆的高度
该小组在校内进行了旗杆高度的测量活动(示意图1).在点处竖立标杆,直立在点处的小军从点处看到标杆顶、旗杆顶在同一条直线上.已知旗杆底端与、在同一条直线上,,.
(1)求旗杆的高度.
活动2:测量南禅寺妙光塔的高度
南禅寺妙光塔,简称“妙光塔”,始建于北宋雍熙年间,是无锡著名的文物保护单位之一、该小组为全面了解本土历史文物,决定走出校园去测量妙光塔的高度.他们到达妙光塔后,发现塔顶和塔底中心均无法到达.经研究,设计并实施了如下测量活动(示意图2).在地面一条水平步道上的点处竖立标杆,直立在点处的小军从点处看到标杆顶、塔顶在同一条直线上.小军沿的方向走到点处,此时标杆竖立于处,从点处看到标杆顶、塔顶在同一条直线上.已知、和在同一平面内,点在同一条直线上,,.
(2)求妙光塔的高度.
避错秘籍
【防错指南】基本解题步骤:
① 建模:根据题意画图,标出垂直、平行、已知长度;
② 证形:利用平行、直角、等角,证明三角形相似;
③ 列式:严格按对应边成比例列方程;
④ 求解:统一单位、计算、检验线段为正,规范写答。
【知识链接】
标杆测高:垂直地面 + 平行光线,两角对应相等证相似;
镜面反射:反射角 = 入射角,构造两组等角,证相似;
盲区 / 测距:利用平行线,构造 A 字型、8 字型相似。
变式迁移
【变式8-1】(2025·江苏苏州·一模)综合与实践:古井探秘.
【了解】
在中国传统文化中,人们常以“井”寓意家乡.在江南水乡的苏州,水井更是独特的文化符号.图①是苏州平江区居民老宅的水井,该井的内部为圆柱体形状,图②是该井的侧面示意图,其中为井口直径,,为水面直径,且.为经水面所成的虚像(与关于对称),点P为观测点,,分别与相交于点M,N.
【发现】
如图②,当观测点P在上自由移动时,的长度是否会发生改变?如果不变,求出的长;如果改变,请说明理由;
【探索】
图③是当观测点P在井口的上方处(即图④中的)时,拍摄的一张照片.量得照片中的水面直径,井口的倒影直径.请你利用示意图④,求出井口到水面距离AC的长.
【变式8-2】(2025·江苏南京·一模)身高的小明在步道上散步,步道旁竖立着一盏路灯,其光源N到地面的距离为.
(1)如图(1),步道为直线型(记为直线).
①当小明步行到点A处时,路灯光线与地面的夹角()以及影子和步道的夹角()均为,则影子顶端(点B)到步道的距离()为 ;
②在小明散步过程中,试说明影子顶端到步道的距离不变.
(2)如图(2),步道为圆型(记为),其半径为.小明在步道上散步一周,直接写出影子顶端D运动的路径长.
【变式8-3】(2026·江苏无锡·一模)问题情境:镜子可以帮助我们正仪表、正衣冠、端正品行.现需要购买一面长方形的平面镜,垂直地面安装在教室墙上,使镜子可以照全每个同学的全身像.已知某厂家提供的镜子宽度一致且可以照全每个同学的人体宽度,仅考虑镜子的长度来节约购买成本.
(1)【探究一】
人照镜子利用的物理知识是光的反射定律,其成像特点:像与物大小相等、且它们到平面镜的距离相等,像与物关于镜面对称.如图1,线段表示人的身高,其中点表示头顶,点表示脚底,点表示眼睛(位于上),表示平面镜,线段表示在镜中的虚像.设人的身高为,能看到全身像的最短镜子长度为,求与之间的函数表达式.
(2)【探究二】
如图2,现购买了一面长的镜子并安装在墙上.小亮身高为,他正立在镜子前某处,眼睛却只能看到部分人像,看到部分人像的长度为.可见,要想看到自己的全身像,仅仅考虑最短镜长还不够,还要考虑安装的位置.若小亮保持正立姿势,镜子竖直下移至合适位置,眼睛便能看到全身像,求下移的距离.
(3)【探究三】
通过测量与统计,全班同学身高最矮为,最高为.忽略个体差异,统一记每人眼睛到头顶的距离为.在确保全班每个同学正立姿势的情况下,求全班都能看到全身像的最短镜长.(用含、、的代数式表示)
1.
如图,每个小正方形的边长均为1,则下列图形中的三角形(阴影部分)与相似的是( )
A. B. C. D.
2.
如图,在四边形中,对角线,交于点O,若,则图中一定相似的三角形是( )
A. B. C. D.
3.
(2026·江苏苏州·一模)如图,菱形的对角线,交点为,点在上,且,过点作交于点.则的面积为( )
A.10 B.8 C.6 D.5
4.
(2025·江苏泰州·二模)如图,在平面直角坐标系中,等边三角形与等边三角形是以原点为位似中心的位似图形,面积比为,点、、均在轴上,点的坐标为,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
5.
(2026·江苏苏州·模拟预测)如图,,,,若面积为10,则的面积为________.
6.
(2026·江苏南京·模拟预测)在平面直角坐标系中,点的坐标为,以点为位似中心,把按相似比缩小,得到,则点的坐标是______.
7.
(2025·江苏南通·二模)如图,在中,,,垂足为E,点B关于的对称点为F,连接交于点H,若,则的长为________.
8.
(2026·江苏无锡·一模)如图,在矩形中,,点E在边上,且,F是的中点,P是的中点,过点P作交于点Q,则的长为__________.
9.
(2026·江苏南通·一模)如图,中,是中线,是高,,交于点.
(1)__________°;
(2)过点作交于点,若,则__________.
10.
已知:如图,在长方形中,,,延长到点E,使,连接,动点P从点A出发,以每秒2个单位的速度沿运动,当再运动到点A时静止.设点P的运动时间为t秒,当t的值为______秒时,和相似.
11.
(2025·江苏无锡·二模)如图,点E在的对角线上,当平分,且时.
求证:
(1)四边形是菱形;
(2).
12.
(2026·江苏无锡·一模)如图1,在中,,.
(1)尺规作图:作正方形,使得点E,G分别在,上,点F,H在上;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若,,求的长.(如需画草图,请使用图2)
13.
(2025·江苏宿迁·一模)如图①,舂碓是我国上世纪乡村农用工具,形状呈型,将其抽象成如图②的平面图形,呈型的可绕点旋转,其中,,三点在同一条直线上,点在直线上,,,, ,初始时.
(1)如图②,求初始时点到的距离;
(2)如图③,当点第一次落在上时,求点在竖直方向上上升了多少厘米.(结果保留1位小数;参考数据:)
14. (2026·江苏泰州·一模)综合与实践:
如何将正方形纸片折叠出相等的三列
背景
书法社团课上,需要将正方形书法纸折叠成均等的三列(如图①),这引起数学兴趣小组的关注.兴趣小组准备三张边长均为的正方形纸片,为折叠出均等的三列提供三组方案,请你论证.
方案1
如图②
步骤1:折均等的四列;
步骤2:连接对角线分别交折痕于点、点、点,知;
步骤3:连接延长交线段于点.
方案2
如图③
步骤1:对折正方形,折痕为;
步骤2:沿翻折得到;
步骤3:沿翻折,使得D与重合,点为折痕与的交点.
方案3
如图④
步骤1:对折正方形,折痕为;
步骤2:沿翻折,使得点与点重合,点与点对应;
步骤3:线段与交点为.
问题论证:
(1)在方案1中,求证:点为的三等分点;
(2)在方案2中,求与的比值;
(3)在方案3中,图④已标注的点中是否存在线段的三等分点?若存在,指出并证明;若不存在,说明理由.
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专题10 相似三角形
目录
第一部分 错因诊断与精准突破
错因剖析 避错秘籍 变式迁移
易错点 1 找错相似三角形的对应边、对应角
易错点 2 平行线分线段成比例
易错点 3 相似三角形的判定方法
易错点 4 混淆相似三角形的线段比、周长比、面积比
易错点 5 对应关系不明确的相似三角形多解问题
易错点 6 位似与相似的区别
易错点 7 网格背景下无刻度直尺作图
易错点 8 相似三角形的实际应用
第二部分 易错题验收与闯关
易错点1 找错相似三角形的对应边、对应角
错因剖析
概念混淆:对应关系认知模糊,书写时,顶点不一一对应。
认知偏差:识图能力不足,对应边关系混乱。
基础薄弱:比例性质不熟练,导致变形错误。
【例1】已知的三边长分别为,,2;的两边长分别是1 和,如果,那么的第三边长应该是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了相似三角形的性质:相似三角形的对应边成比例.根据题中数据先计算出两相似三角形的相似比,则第三边长可求.
【详解】解:∵,且相似比为,
∴的第三边长应该是.
故选:A.
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【防错指南】书写规范:
字母严格一一对应:
【知识链接】
相似三角形对应角相等,对应边成比例。
如图:,
∠A=∠D,∠B=∠E,∠C=∠F,
变式迁移
【变式1-1】如图,若,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据,则,最后由三角形的内角和定理计算即可.
【详解】解:∵,
∴,
∵,,
∴,
∴.
【变式1-2】如图,,相似比为.若,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查相似三角形的判定与性质,解决本题的关键是掌握三角形的相似比等于边长之比.
根据,得,进而可以解决问题.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
故选:C.
易错点2 平行线分线段成比例
概念混淆:一组平行线截两条直线,对应线段成比例,对 “对应” 二字理解偏差。
认知偏差:解题中没有先找平行线,直接找比例。
基础薄弱:比例关系列错,不会解比例等式。
【例2】(2026·江苏盐城·一模)我们把练习本上的横线看作平行且等距的格线.如图,小明在两条横线上画出,且、与中间的另外两条横线交于、、、四点,连接交于点.若,则的长为____.
【答案】
【分析】由题意可得,,,从而得出,,再由相似三角形的性质即可得解.
【详解】解:由题意可得:,,,
∴,,
∴,,
∵,
∴,.
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【防错指南】解题三步避坑
① 找平行:先圈出所有平行线,确定平行组;
② 定截线:找出被截取的两条相交直线;
③ 对线段:按从上到下、从左到右顺序,一一对应列比例。
【知识链接】平行线分线段成比例
定理或基本事实
1.平行线等分线段定理:三条平行线截两条直线,如果在其中一条直线上截得的线段相等,那么在另一条直线上截得的线段也相等。
当,且时,有。
2.基本事实:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例。
当时,有,
推论
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,所得的对应线段成比例。
当时,有,等。
变式迁移
【变式2-1】(2025·江苏南京·二模)如图,,直线,与,,分别交于点,,和点,,.若,,,则的长为( )
A.2.5 B.3 C.4.5 D.5
【答案】B
【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得出,然后代入数值求解即可.
【详解】解:∵,,,,
∴,即,
∴,
故选:B.
【变式2-2】如图,直线,直线和被,,所截,,,,则的长为( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了平行线分线段成比例定理,由题意可得,代入数据求出,即可得解,熟练掌握平行线分线段成比例定理是解此题的关键.
【详解】解:∵直线,直线和被,,所截,
∴,即,
∴,
∴,
故选:D.
【变式2-3】(2025·江苏扬州·二模)如图是一架人字梯及其侧面示意图,已知,,,,则的长为_____.
【答案】
【分析】本题考查平行线分线段成比例,根据平行线分线段成比例定理得到,进而代值求解即可.
【详解】解:∵,
∴,
∵,,,
∴,
解得,
故答案为:.
易错点3 相似三角形的判定方法
错因剖析
概念混淆:对相似判定的必要条件理解不透彻,不清楚每种判定方法的限定要求,概念边界模糊。
认知偏差:缺乏先找等角、再凑边比例的审题习惯,几何识图与条件提取能力不足。
基础薄弱:几何证明逻辑薄弱,答题规范欠缺,不会择优选用最简判定方法。
【例3】(2025·江苏南京·二模)如图,在正方形中,是的中点,点在上,且.求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查正方形的性质,勾股定理,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.
设正方形的边长为.则,,再利用正方形的性质与勾股定理求得,.即可根据相似三角形的判定定理得出结论.
【详解】证明:法一:设正方形的边长为.
是的中点,
.
.
四边形为正方形,
.
在Rt中,,
.
又,
.
同理.
.
.
在和中,,
.
法二:设正方形的边长为.
是的中点,
.
.
四边形为正方形,
.
在Rt中,,
.
又,
.
同理.
在中,,
.
.
又,
.
在和中,
,
.
法三:
.
四边形为正方形,
.
是的中点,
,
.
在和中,
,
.
.
,
,
.
在和中,
,
.
避错秘籍
【防错指南】解题固定步骤
① 找等角:优先找公共角、对顶角、平行等角、互余等角;
② 选方法:有两组等角直接用 AA;有边比例优先 SAS/SSS;
③ 写规范:顶点对应书写,条件罗列完整,再下相似结论。
【知识链接】
1.判定三角形相似的思路
2.常见的相似模型
(1)平行线型
(2)斜交型
(3)一线三等角型
变式迁移
【变式3-1】如图,下列条件中不能说明的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】此题考查了相似三角形的判定,根据相似三角形的判定方法:(1)三组对应边的比相等的两个三角形相似;(2)两组对应边的比相等且夹角对应相等的两个三角形相似;(3)有两组角对应相等的两个三角形相似,结合选项进行判断即可.
【详解】解:A、∵,,∴,不符合题意;
B、∵,,∴,不符合题意;
C、,,不能得出,符合题意;
D、∵,,∴,不符合题意;
故选:C.
【变式3-2】(2025·江苏连云港·模拟预测)如图,在和中,、分别是、上一点,.
(1)当,时,判断与是否相似,如果相似请证明,不相似请举反例说明.
(2)当,时,判断与是否相似,如果相似请证明,不相似请举反例说明.
【答案】(1)相似,证明见解析
(2)与不相似,说明见解析
【分析】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和性质是解题的关键.
()由,得,即得,,进而得,即可求证;
()画出图形举出反例即可.
【详解】(1)解:,证明如下:
∵,,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴;
(2)解:∵,但不是对应边的夹角,
∴与不相似,
反例如图所示:
易错点4 混淆相似三角形的线段比、周长比、面积比
错因剖析
概念混淆:误认为相似三角形面积比也等于相似比;与同高三角形面积比等于底的比混淆。
认知偏差:不理解:一维长度比、二维面积比的维度区别。
基础薄弱:比例运算、平方开方基础薄弱,几何性质综合运用不熟练。
【例4】(2026·江苏扬州·一模)如果,相似比为,且的面积为,那么的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据相似三角形面积的比等于相似比的平方求解即可.
【详解】解:,相似比为,
与的面积比为,
的面积为,
的面积为.
避错秘籍
【防错指南】
相似三角形中,
只要是长度类(边、高、中线、角平分线、周长),全部等于相似比;
只要是面积类,一定是相似比的平方;
做题先标注:谁是大三角形、谁是小三角形,防止比颠倒。
【知识链接】
若两个三角形相似,相似比为
对应边之比
对应高、对应中线、对应角平分线之比
周长之比
面积之比
变式迁移
【变式4-1】已知,,分别是和的角平分线,且,下面给出的四个结论中,正确的结论有( )
①,②, ③,④
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】根据相似三角形的性质,即可求解.
【详解】解:∵,,分别是和的角平分线,且,
∴,,故①②正确; ④错误;
,故③错误;
故选:B
【点睛】本题主要考查了相似三角形的性质,熟练掌握相似三角形的性质是解题的关键.
【变式4-2】(2025·江苏扬州·二模)若两个相似三角形面积之比为,则它们的对应中线之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了相似三角形的性质,根据相似三角形的面积之比得到相似比,即可解答,掌握相似三角形的面积之比是相似比的平方是解题的关键.
【详解】解:∵两个相似三角形面积之比为,
∴两个相似三角形相似比为,
∴它们的对应中线之比为.
故选:C.
【变式4-3】(2024·江苏徐州·二模)如图,在中,,与四边形的面积的比是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了相似三角形的判定与性质,比例的性质,熟练掌握三角形的判定和相似三角形的性质是解题的关键.先利用比例性质得出,结合,判定,再利用相似三角形的性质得出,再利用比例的性质即可求解.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故选:D.
易错点5 对应关系不明确的相似三角形多解问题
错因剖析
概念混淆:混淆 “△ABC∽△DEF(顺序固定)” 与 “△ABC 与△DEF 相似(无顺序、多解)” 两种题型区别。
认知偏差:审题不抓关键提示词:相似(无顺序)、是否存在、动点、在直线上,缺少多解预判。
基础薄弱:比例建模能力不足,范围检验意识薄弱,复杂题型综合分析能力不足。
【例5】(2026·江苏南通·模拟预测)如图,已知,D,E分别是,边上的点.,,.若与相似,则的值为_______________.
【答案】和
【分析】分类讨论当和,根据相似的性质得比例式,然后分别利用比例性质求解即可.
本题考查了相似三角形的性质:相似三角形的对应角相等,对应边的比相等,分类讨论是解题的关键.
【详解】解:①由题可知,当,
,
,
,
②由题可知,当,
,
,
,
故答案为:和.
避错秘籍
【防错指南】
相似三角形只要内角分别相等即可,
顶点顺序不固定,无字母约束时,边角可自由搭配对应。
【知识链接】两种相似表述
① 有序书写:
顶点一一对应,唯一解,不需分类。
② 无序表述:与相似
无固定顺序,必须分类讨论,有多解。
变式迁移
【变式5-1】如图,,,,,在边上取点,使得与相似,则这样的点共有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】本题考查了相似三角形的判定与性质,正确进行分类讨论是解题的关键.
根据相似三角形的性质分两种情况列式计算:①若;②若.
【详解】解:,
若与相似,可分两种情况:
①若,
则,
;
解得.
②若,
则,
,
解得或6.
则满足条件的长为或1或6.
故选:C.
【变式5-2】将三角形纸片按如图的方式折叠,使点B落在边上,记为点,折痕为.已知,若以点为顶点的三角形与相似,则________.
【答案】2或
【分析】本题考查相似三角形的性质,解答此题时要注意进行分类讨论.由于折叠前后的图形不变,要考虑与相似时的对应情况,分两种情况讨论.
【详解】解:根据与相似时的对应关系,有两种情况:
①时,
,
又∵,
∴
解得;
②时,
,
,
而,即
解得.
故的长度是2或
故答案为:2或
易错点6 位似与相似的区别
错因剖析
概念混淆:混淆两者从属关系:位似一定相似,相似不一定位似。
认知偏差:忽视位似中心的存在,不会找位似中心,不会区分内位似、外位似。
基础薄弱:位似性质与坐标规律运用混乱。
【例6】(2025·江苏·二模)如图,和是以点为位似中心的位似图形,点在线段上.若,则和的面积之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查位似变换,根据题意求出,根据相似三角形的性质求出,根据相似三角形的性质计算即可.掌握位似图形的对应边互相平行是解题的关键.
【详解】解:,
,
和是以点为位似中心的位似图形,
,,
,
,
则和的面积之比为.
故选:C.
避错秘籍
【防错指南】
① 相似无交点要求,位似必交于一点;
② 随意摆放、翻转、交错相似图形,一律不是位似;
③ 位似作图先定中心,再连点延长,最后缩放取点。
【知识链接】
1. 位似图形两大必备判定条件(缺一不可)
两个图形相似;
对应顶点的连线相交于同一点(位似中心);
对应边互相平行或在同一直线上。
2. 相似与位似核心区别
相似:只要求形状相同、对应角相等、对应边成比例,位置无要求;
位似:不仅相似,还要满足共中心点、对应边平行,是特殊的相似。
3. 坐标系位似口诀
原点为位似中心,位似比为:
横纵同乘,同向正、反向负,整体同缩放。
变式迁移
【变式6-1】(2025·江苏扬州·二模)如图,四边形与四边形关于点位似,且.若四边形的面积为3,则四边形的面积为_____.
【答案】12
【分析】本题考查的是位似图形的性质,先证明,,再代入数据可得答案.
【详解】解∵四边形与四边形位似,
∴四边形四边形,m
∴,
∵,
∴,
∴四边形的面积为;
故答案为:12.
【变式6-2】如图,与是位似图形,则位似中心为点______.
【答案】P
【分析】本题考查确定位似中心,根据位似图形的概念,连接对应点,交点即是位似中心.
【详解】解:如图所示,连接,,,交于点,
∴点是位似中心,
故答案为:.
【变式6-3】(2026·江苏南京·一模)如图,在平面直角坐标系中,的顶点坐标分别为、、.
(1)画出关于轴对称的图形,并写出的坐标__________;
(2)以原点为位似中心,在轴上方画出的位似图形,使它与的相似比为,并写出对应点的坐标__________.
【答案】(1)图见详解,
(2)图见详解,
【分析】本题考查作图位似变换,轴对称变换,关于轴,轴对称的点的坐标,解题的关键是掌握相关知识解决问题.
(1)利用轴对称变换的性质分别作出,,的对应点,,即可;
(2)利用位似变换的性质分别作出,,的对应点,,即可.
【详解】(1)解:如图,即为所求,的坐标.
故答案为:;
(2)解:如图,,即为所求,点的坐标.
故答案为:.
易错点7 网格背景下无刻度直尺作图
错因剖析
概念混淆:不理解网格作图核心:利用格点矩形、相似三角形、勾股逆定理、矩形性质构图,只会盲目连线。
认知偏差:不会利用网格天然直角、等距线段、平行横线竖线,不会构造全等与相似。
基础薄弱:无刻度直尺只允许连线、延长,擅自标注刻度、量长度,违规作图。
【例7】(2025·江苏无锡·二模)如图是由小正方形组成的网格,每个小正方形的顶点叫作格点,的三个顶点都是格点,仅用无刻度的直尺在给定网格中完成画图.
(1)在图中,作出一个满足条件的格点,使得射线平分;
(2)在图中,画一个与面积相等,且以为边的,、均在格点上;
(3)在图中,在边上找一点,连接,使面积是面积的倍.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【分析】(1)以、为边作菱形,连接,由菱形性质即可;
(2)在点右侧两个单位格点处取点,在点右侧两个单位格点处取点,由平行四边形的性质即可;
(3)在点右侧个单位格点取点,在点左侧个单位格点取点,连接交于点,连接,由相似三角形的性质即可.
【详解】(1)解:如图,在点右侧个单位格点处取点,则点为所求,
由题得,
以、为边作菱形,连接,
由菱形性质可得,平分角.
(2)解:由图得,如图,
在点右侧两个单位格点处取点,在点右侧两个单位格点处取点,
,,
四边形为平行四边形,
且,
故四边形为所求.
(3)解:如图,在点右侧个单位格点取点,在点左侧个单位格点取点,
连接交于点,连接,则点为所求,
,
,
,
.
【点睛】此题考查全了菱形的性质和判定、平行线边形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、利用网格作图等知识与方法,本题的关键是灵活应用以上知识解题,此题综合性强,难度较大.
避错秘籍
【防错指南】
牢记作图限制
无刻度直尺:只能连接两点、延长线段,不能度量、不能截取长度。
解题步骤
① 分析要画的线条:平行 / 垂直 / 平分 / 高 / 中线;
② 匹配对应网格模型,寻找合适格点;
③ 用直尺连线、延长,保留全部辅助作图痕迹;
④ 标注关键点、作答。
【知识链接】
网格万能核心模型
① 作平行线:利用同方向等比例格点、矩形对边平行;
② 作垂线:横纵比互倒,如 与 线段互相垂直;
③ 作线段中点 / 等分点:借助矩形对角线、8 字型相似;
④ 作角平分线:构造菱形、轴对称格点、等距线段;
⑤ 作三角形的高:先构网格直角,利用勾股逆定理定垂直。
变式迁移
【变式7-1】 51.(2023·江苏盐城·三模)如图,在的正方形网格中,、、、均为小正方形的顶点,请仅用无刻度的直尺作图,保留作图痕迹.
(1)在图1中作出边上的点,使得;
(2)在图2中作出边上的点(不与点重合),连接,使得;
(3)在图3中作出边上的点,使得.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【分析】本题考查了相似三角形的判定与性质、锐角三角函数等知识点,熟知上述图形的判定与性质是解题的基础,利用正方形网格构造相应的相似三角形和直角三角形是解题的关键.
(1)构造线段,且使,连接,交于点.利用相似三角形的性质即可证明点是符合条件的点;
(2)取格点,连接交于点,连接,点即为所求;
(3)取格点,连接,交网格线于点,连接,取格点,,利用相似三角形、勾股定理的逆定理、锐角三角函数可以证得点是符合条件的点.
【详解】(1)解:如图所示,取,,连接,交于点E.
,
,
,
点E就是所求作的符合条件的点;
(2)解:如图所示,分别取格点、、,使得,,连接交于点,连接,
,
,,,
,
,
,
,
,
,
在中,点是的中点,
,
点就是所求作的符合条件的点;
(3)解:如图所示,取格点,连接,交网格线于点,连接,取格点,,
,,
,
,
,,,
,
,
在中,,
.
【变式7-2】(2025·江苏无锡·二模)(1)如图,在的正方形网格中,点,B,C均在格点上,请按要求作图.
①在图1中画一个格点,使(相似比不为1).
②在图2中画一条格点线段,交于点Q,使.
(2)如图3,点A为上一点.
①请用不带刻度的直尺和圆规,在图3中作出的内接正方形;(保留作图痕迹,不写作法)
②根据①中画出的图形,过圆心作边的垂线,分别交和劣弧于点、,若的半径为,则的长为 .
【答案】(1)①图见解析;②图见解析;(2)①图见解析;②;
【分析】本题考查了尺规作图,相似三角形的判定即性质,圆的性质,正方形的判定,勾股定理等知识点,熟悉掌握各性质是解题的关键.
(1)利用相似的性质作图即可;
(2)①:连接并延长,交于,过点作的垂线,分别交于,,即可.
②:利用勾股定理运算求解即可.
【详解】(1)①解:如图1所示,即为所求:
②:如图2所示,线段即为所求:
(2)①连接并延长,交于,过点作的垂线,分别交于,,则四边形即为所求如图3所示:
②∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
故答案为:.
【变式7-3】(2026·江苏扬州·一模)如图①,直线同侧有两点,,点在直线上,若,则称点为,在直线上的投射点.
(1)如图②,在中,,为斜边的中点,为的中点.求证:点为,在直线上的投射点;
(2)如图③,在正方形网格中,已知点,,三点均在格点上,请仅用没有刻度的直尺在上画出点,在上画出点,满足且点为,在上的投射点;(保留画图痕迹)
(3)如图④,在中,,,在,边上是否分别存在点,,使点为,在上的投射点,点为,在上的投射点?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)存在,
【分析】(1)先根据直角三角形斜边上的中线的性质,等腰三角形的性质以及三角形的内角和定理,得出,再利用三角形的中位线定理,得出,进而得出,即可得出结论;
(2)根据对称性和相似即可作出图形;
(3)根据对称性和相似作出图形,再用相似三角形的性质即可得出结论.
【详解】(1)证明:在中,为斜边的中点,
,
,
.
,分别为,的中点,
,
,
,
点为,在直线上的投射点.
(2)解:如图③,
作法:1、在格点上取点,点,连接交于点,则;(理由:,,,.)
2、作点关于的对称点,连接并延长交于点,即点就是所求作的点.(理由:由对称得,,又,,即点为,在上的投射点.)
(3)解:存在,
如图,
作点关于的对称点,连接,,则四边形为正方形,
作点关于的对称点,连接交于点,交于点,
,,,在同一直线上,,,,,
又,
,
,
.
,
,
,
.
易错点8 相似三角形的实际应用
错因剖析
概念混淆:不会将生活场景抽象为几何图形,不理解不同测量方式下相似的成立条件。
认知偏差:缺少 “实际问题→几何图形→找等角→证相似” 的转化思维,识图建模薄弱。
基础薄弱:相似性质应用不熟练,比例运算薄弱,应用题答题规范意识差。
【例8】(2025·江苏无锡·中考真题)某校数学研究性学习小组为测量物体的高度,开展了如下综合与实践活动.
【活动主题】测量物体的高度
【测量工具】卷尺、标杆
【活动过程】
活动1:测量校内旗杆的高度
该小组在校内进行了旗杆高度的测量活动(示意图1).在点处竖立标杆,直立在点处的小军从点处看到标杆顶、旗杆顶在同一条直线上.已知旗杆底端与、在同一条直线上,,.
(1)求旗杆的高度.
活动2:测量南禅寺妙光塔的高度
南禅寺妙光塔,简称“妙光塔”,始建于北宋雍熙年间,是无锡著名的文物保护单位之一、该小组为全面了解本土历史文物,决定走出校园去测量妙光塔的高度.他们到达妙光塔后,发现塔顶和塔底中心均无法到达.经研究,设计并实施了如下测量活动(示意图2).在地面一条水平步道上的点处竖立标杆,直立在点处的小军从点处看到标杆顶、塔顶在同一条直线上.小军沿的方向走到点处,此时标杆竖立于处,从点处看到标杆顶、塔顶在同一条直线上.已知、和在同一平面内,点在同一条直线上,,.
(2)求妙光塔的高度.
【答案】(1);(2)
【分析】本题考查相似三角形的应用,添加辅助线构造相似三角形是解题的关键.
(1)于点H,交于点G,得矩形,,证明,根据对应边成比例得,代入数据求解即可;
(2)于点H,交于点M,交于点,同(1)证明,推出,同理可得,推出,代入数值计算出,再代入,求出,进而即可求解.
【详解】解:(1)如图,于点H,交于点G,
则四边形,均为矩形,
,,,
,
由题意知,
,,
,
,即,
解得,
,
即旗杆的高度为.
(2)如图,于点H,交于点M,交于点,
,
点P在线段上,四边形,,,均为矩形,
,,, ,
,
由题意知,
,,
,
,
同理可得,
,
,
,,
,
解得,
,
代入,得:,
解得,
即妙光塔的高度为.
避错秘籍
【防错指南】基本解题步骤:
① 建模:根据题意画图,标出垂直、平行、已知长度;
② 证形:利用平行、直角、等角,证明三角形相似;
③ 列式:严格按对应边成比例列方程;
④ 求解:统一单位、计算、检验线段为正,规范写答。
【知识链接】
标杆测高:垂直地面 + 平行光线,两角对应相等证相似;
镜面反射:反射角 = 入射角,构造两组等角,证相似;
盲区 / 测距:利用平行线,构造 A 字型、8 字型相似。
变式迁移
【变式8-1】(2025·江苏苏州·一模)综合与实践:古井探秘.
【了解】
在中国传统文化中,人们常以“井”寓意家乡.在江南水乡的苏州,水井更是独特的文化符号.图①是苏州平江区居民老宅的水井,该井的内部为圆柱体形状,图②是该井的侧面示意图,其中为井口直径,,为水面直径,且.为经水面所成的虚像(与关于对称),点P为观测点,,分别与相交于点M,N.
【发现】
如图②,当观测点P在上自由移动时,的长度是否会发生改变?如果不变,求出的长;如果改变,请说明理由;
【探索】
图③是当观测点P在井口的上方处(即图④中的)时,拍摄的一张照片.量得照片中的水面直径,井口的倒影直径.请你利用示意图④,求出井口到水面距离AC的长.
【答案】[发现]不会发生改变,;[探索]
【分析】本题主要考查了相似三角形的应用.掌握相似三角形的判定和性质是解题的关键.
[发现]证明,根据相似三角形的性质即可得出,进而可得出答案.
[探索]根据题意画出图形,然后延长交与点L,交于点K,得出,由相似三角形的性质得出,进而可得出答案.
【详解】解:[发现]∵与关于对称,,且,分别与相交于点M,N.
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
即当观测点P在上自由移动时,的长度是不会发生改变,且.
[探索]根据题意画图,然后延长交与点L,交于点K,
则,
同上可知:,
可知,
∴
即,
解得:
即井口到水面距离AC的长.
【变式8-2】(2025·江苏南京·一模)身高的小明在步道上散步,步道旁竖立着一盏路灯,其光源N到地面的距离为.
(1)如图(1),步道为直线型(记为直线).
①当小明步行到点A处时,路灯光线与地面的夹角()以及影子和步道的夹角()均为,则影子顶端(点B)到步道的距离()为 ;
②在小明散步过程中,试说明影子顶端到步道的距离不变.
(2)如图(2),步道为圆型(记为),其半径为.小明在步道上散步一周,直接写出影子顶端D运动的路径长.
【答案】(1)①;②见解析
(2)
【分析】本题考查相似三角形的判定与性质;
(1)①如图,由题意得,,,中,,,中,,即可求解;
②作,垂足为D,设小明头顶为E,
由题意得,,则,得到,再由垂直得到,推出,即,是定值,是定值,即影子顶端到步道的距离不变;
(2)设小明头顶为E,连接,过作交延长线于,由题意得,,则,,再由,得到,得到,则由是定值,得到是定值,即位置固定不变,由半径为,即,得到,确定点运动轨迹为以为圆心,为半径的圆,据此求解即可.
【详解】(1)解:①如图,由题意得,
当小明步行到点A处时,路灯光线与地面的夹角()以及影子和步道的夹角()均为时,即,
∴中,,,
∴中,,
∴影子顶端(点B)到步道的距离()为,
故答案为:;
②方法一:如图,作,垂足为D,设小明头顶为E,
由题意得,,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∵是定值,
∴是定值,
即影子顶端到步道的距离不变;
方法二:
如图,设小明头顶为,当他走到上任意位置(记为点D)时,他的头顶G,影子为,连接,作,垂足为H,
由题意得,,,
∴,
∴,
同理,,
又∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴是定值,
即影子顶端到步道的距离不变;
(2)解:如图,设小明头顶为E,连接,过作交延长线于,
由题意得,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∵是定值,
∴是定值,即位置固定不变,
∵半径为,即,
∴,
∴点运动轨迹为以为圆心,为半径的圆,
∴小明在步道上散步一周,直接写出影子顶端D运动的路径长为.
【变式8-3】(2026·江苏无锡·一模)问题情境:镜子可以帮助我们正仪表、正衣冠、端正品行.现需要购买一面长方形的平面镜,垂直地面安装在教室墙上,使镜子可以照全每个同学的全身像.已知某厂家提供的镜子宽度一致且可以照全每个同学的人体宽度,仅考虑镜子的长度来节约购买成本.
(1)【探究一】
人照镜子利用的物理知识是光的反射定律,其成像特点:像与物大小相等、且它们到平面镜的距离相等,像与物关于镜面对称.如图1,线段表示人的身高,其中点表示头顶,点表示脚底,点表示眼睛(位于上),表示平面镜,线段表示在镜中的虚像.设人的身高为,能看到全身像的最短镜子长度为,求与之间的函数表达式.
(2)【探究二】
如图2,现购买了一面长的镜子并安装在墙上.小亮身高为,他正立在镜子前某处,眼睛却只能看到部分人像,看到部分人像的长度为.可见,要想看到自己的全身像,仅仅考虑最短镜长还不够,还要考虑安装的位置.若小亮保持正立姿势,镜子竖直下移至合适位置,眼睛便能看到全身像,求下移的距离.
(3)【探究三】
通过测量与统计,全班同学身高最矮为,最高为.忽略个体差异,统一记每人眼睛到头顶的距离为.在确保全班每个同学正立姿势的情况下,求全班都能看到全身像的最短镜长.(用含、、的代数式表示)
【答案】(1)
(2)下移的距离为
(3)
【分析】(1)由相似三角形的判定与性质求解即可;
(2)结合(1)中证明过程求出看到部分人像的长度为时镜子的位置,再由(1)中结论求出看到全身像时镜子的位置,作差即可确定下移距离;
(3)根据题意分析最矮的同学的身高决定镜子的下沿不得低于的高度为,最高的同学的身高决定镜子的上沿不得高于的高度为,结合相似三角形的判定和性质即可求解.
【详解】(1)解:成像特点:像与物大小相等、且它们到平面镜的距离相等,像与物关于镜面对称,
,,
,
则,
,
,
,
则,
,
,则,
即与之间的函数表达式为;
(2)解:由成像原理作出看到部分人像的长度为的图形,过点作的平行线分别交于点,如图所示:
,,
,
即,
,
,
则,
,
由成像原理作出镜子竖直下移至合适位置,眼睛能看到全身像的图形,如图所示:
由(1)可知,,
,
,
即下移的距离为;
(3)解:根据题意得:最矮的同学的身高决定镜子的下沿不得低于的高度为,
由(1)同理得,
最高的同学的身高决定镜子的上沿不得高于的高度为,
由(1)同理得,
∴最小的镜子长为:.
1.
如图,每个小正方形的边长均为1,则下列图形中的三角形(阴影部分)与相似的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查相似三角形的性质,解题的关键是学会利用数形结合的思想解决问题,属于中考常考题型.根据相似三角形的判定方法一一判断即可.
【详解】解:设各个小正方形的边长为1,则已知的三角形的各边分别为1,,,
A、因为三边分别为:,,3,三边不能与已知三角形各边对应成比例,故两三角形不相似;
B、因为三边分别为:2,,,三边与已知三角形的各边对应成比例,,故两三角形相似;
C、因为三边分别为:1,,,三边不能与已知三角形各边对应成比例,故两三角形不相似;
D、因为三边分另为:2,,,三边不能与已知三角形各边对应成比例,故两三角形不相似,
故选:B.
2.
如图,在四边形中,对角线,交于点O,若,则图中一定相似的三角形是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由两组对应边的比相等且夹角对应相等的两个三角形相似可证.
【详解】解:∵,,
∴,
故选:B.
【点睛】本题考查了相似三角形的判定,掌握相似三角形的判定方法是解题的关键.
3.
(2026·江苏苏州·一模)如图,菱形的对角线,交点为,点在上,且,过点作交于点.则的面积为( )
A.10 B.8 C.6 D.5
【答案】B
【分析】根据菱形的性质求出菱形的面积及的面积,由及菱形对角线互相平分求出与的比值,再证明,利用相似三角形面积比等于相似比的平方即可求解.
【详解】解:∵四边形是菱形,,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
4.
(2025·江苏泰州·二模)如图,在平面直角坐标系中,等边三角形与等边三角形是以原点为位似中心的位似图形,面积比为,点、、均在轴上,点的坐标为,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了位似图形的性质,在平面直角坐标系中,位似图形是以原点为位似中心,位似比为k,那么位似图形的对应点的坐标的比为k或,据此解答即可.
【详解】解:∵正与正是以原点O为位似中心,且面积比为,
∴,且相似比为.
∵点C的坐标为,
∴点E的坐标为,即.
故选:C.
5.
(2026·江苏苏州·模拟预测)如图,,,,若面积为10,则的面积为________.
【答案】
【分析】本题主要考查相似三角形的面积关系,熟练掌握相似三角形的面积比是相似比的平方是解题的关键.
首先通过已知条件求得,再代入面积为10,即可求解的面积.
【详解】解:∵,,,
∴,
∵面积为10,
∴面积为,
故答案为:.
6.
(2026·江苏南京·模拟预测)在平面直角坐标系中,点的坐标为,以点为位似中心,把按相似比缩小,得到,则点的坐标是______.
【答案】或
【分析】以原点为位似中心,根据位似图形的性质,将点的横纵坐标分别乘以位似比,即可得到对应点的坐标.
【详解】解:∵以点为位似中心把缩小得到,其相似比,
∴位似比为,
∵点的坐标为,
∴点的对应点的坐标为或,即或.
7.
(2025·江苏南通·二模)如图,在中,,,垂足为E,点B关于的对称点为F,连接交于点H,若,则的长为________.
【答案】
【分析】先利用勾股定理求得,从而可利用线段差求得,再利用点B关于的对称点为F,求出,然后可求出,再根据平行线分线段成比例求出.
【详解】解:∵,,,
∴,
∴,
∵点B关于的对称点为F,
∴,
∴,
∵在中,,,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查了利用平行四边形的性质求解,根据成轴对称图形的特征进行求解,由平行截线求相关线段的长或比值,勾股定理,解题关键是根据平行截线求相关线段的长.
8.
(2026·江苏无锡·一模)如图,在矩形中,,点E在边上,且,F是的中点,P是的中点,过点P作交于点Q,则的长为__________.
【答案】/
【分析】连接交于点,延长交于点,证明和以及,分别求得,,,据此计算即可求解.
【详解】解:连接交于点,延长交于点,如图,
∵矩形,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
9.
(2026·江苏南通·一模)如图,中,是中线,是高,,交于点.
(1)__________°;
(2)过点作交于点,若,则__________.
【答案】 60
【分析】(1)首先,取的中点G, 连接,根据是的中线,是的高, 得到,, 是的中位线,, 再根据, 得到,进而得,即可得出的度数;
(2)由(1)知,, 设,则,, 再证得, 得到,即, 解方程并检验即可得出答案.
【详解】(1)解:如图1,取的中点G, 连接,
∵是的中线,是的高,
∴,,
∴,
∵的中点为G,是的中线,
∴是的中位线,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(2)解:如图2,由(1)知,,
设,则,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
解得,(舍去),
经检验,是原方程的解,
∴.
10.
已知:如图,在长方形中,,,延长到点E,使,连接,动点P从点A出发,以每秒2个单位的速度沿运动,当再运动到点A时静止.设点P的运动时间为t秒,当t的值为______秒时,和相似.
【答案】或
【分析】分当在上时, 当在上时,不符合题意,当在上时,当在上时,不符合题意,再进一步分析求解即可.
【详解】解:如图,连接,
∵在长方形中,,,
∴,,,
∵,
∴,
当在上时,,
∴,
当和相似,
∴或,
∴或,
解得:(舍去)或(经检验符合题意),
当在上时,不符合题意,
当在上时,如图,
∴,
当和相似,
∴或,
∴或,
解得:(舍去)或(经检验符合题意),
当在上时,不符合题意,
综上:t的值为或.
11.
(2025·江苏无锡·二模)如图,点E在的对角线上,当平分,且时.
求证:
(1)四边形是菱形;
(2).
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)根据角平分线的定义及平行线的性质得,,从而即可得证;
(2)由菱形的性质可得,.则.由,,证明三角形相似即可.
【详解】(1)证明:∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴四边形是菱形;
(2)证明:∵四边形是菱形,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴.
【点睛】本题考查了平行四边形的性质,等角对等边,菱形的判定及性质,相似三角形的判定.解题的关键在于对知识的熟练掌握与灵活运用.
12.
(2026·江苏无锡·一模)如图1,在中,,.
(1)尺规作图:作正方形,使得点E,G分别在,上,点F,H在上;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若,,求的长.(如需画草图,请使用图2)
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)连接,作的垂直平分线,分别交、于点、,与交于点,以为圆心,为半径画弧,交于点、,连接,则四边形是正方形,即为所求;
(2)过点作于点,求得,;过点作,交的延长线于点,则,证明,得,,,,过点作于点,分别证明,,运用相似三角形的性质可得结论.
【详解】(1)解:如图,正方形即为所求;
(2)解:过点作于点,
∵,,
∴,
∴,
∴,
过点作,交的延长线于点,则,
∵四边形是平行四边形,
∴,,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵点是的中点,
∴;
过点作于点,
∴,
∴,
∴
∴,
∴,;
∵,,
∴,,
∴,
又,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
13.
(2025·江苏宿迁·一模)如图①,舂碓是我国上世纪乡村农用工具,形状呈型,将其抽象成如图②的平面图形,呈型的可绕点旋转,其中,,三点在同一条直线上,点在直线上,,,, ,初始时.
(1)如图②,求初始时点到的距离;
(2)如图③,当点第一次落在上时,求点在竖直方向上上升了多少厘米.(结果保留1位小数;参考数据:)
【答案】(1)点到的距离约为
(2)点在竖直方向上升了
【分析】本题考查旋转的性质,解直角三角形,相似三角形的判定与性质;
(1)过作于,在根据代入计算即可;
(2)过作于,由旋转可得,,,先求出再根据,得到,解得,最后根据点在竖直方向上上升了代入计算即可.
【详解】(1)解:过作于,
中,,,
∴,
∴,
即点到的距离约为;
(2)解:过作于,
由旋转可得,,,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
解得,
∴点在竖直方向上上升了.
14. (2026·江苏泰州·一模)综合与实践:
如何将正方形纸片折叠出相等的三列
背景
书法社团课上,需要将正方形书法纸折叠成均等的三列(如图①),这引起数学兴趣小组的关注.兴趣小组准备三张边长均为的正方形纸片,为折叠出均等的三列提供三组方案,请你论证.
方案1
如图②
步骤1:折均等的四列;
步骤2:连接对角线分别交折痕于点、点、点,知;
步骤3:连接延长交线段于点.
方案2
如图③
步骤1:对折正方形,折痕为;
步骤2:沿翻折得到;
步骤3:沿翻折,使得D与重合,点为折痕与的交点.
方案3
如图④
步骤1:对折正方形,折痕为;
步骤2:沿翻折,使得点与点重合,点与点对应;
步骤3:线段与交点为.
问题论证:
(1)在方案1中,求证:点为的三等分点;
(2)在方案2中,求与的比值;
(3)在方案3中,图④已标注的点中是否存在线段的三等分点?若存在,指出并证明;若不存在,说明理由.
【答案】(1)证明见详解
(2)
(3)存在,点是线段的三等分点,理由见详解
【分析】(1)由正方形性质,结合三角形相似的判定与性质求证即可;
(2)设正方形的边长为,,表示出,再由折叠性质及勾股定理列式得到,表示出与的比值求解即可;
(3)令正方形的边长为,由折叠性质及勾股定理求出的直角边长度,再由相似三角形的判定与性质求出长度,最后得到长度,得出即可.
【详解】(1)证明:在正方形中,,则,
,
,
,
,
即,
在正方形中,,则,
点为的三等分点;
(2)解:如图所示:
设正方形的边长为,,
则,,
沿翻折得到,沿翻折,使得D与重合,
,
在正方形中,,则由勾股定理可得,
,
则,
;
(3)解:存在,理由如下:
如图所示:
不妨令正方形的边长为,则,
沿翻折,使得点与点重合,则,,
设,则,
在中,由勾股定理可得,则,
解得,
,
,
,
,
,
,
则,
解得,
,
则,即,
点是线段的三等分点.
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