内容正文:
第22章 相似形
复习要点
1.基本事实解决平行线分线段成比例问题,能够利用尺规作图得到线段 的黄金分割点,知道黄金三角形及黄金矩形,能够灵活运用线段的等比性质、合 比性质解决问题。
2.用相似三角形的判定定理解决相似问题,能够运用相似三角形的性质解 决简单实际问题,在解决问题过程中加深对相似三角形知识点的理解和掌握。
3.能够运用位似变换对图形进行放大或缩小,可以在平面直角坐标系下根据 位似变换得到点坐标的变化规律。
4.能够综合运用相似三角形的知识解决简单数学问题,提升学生综合运用知 识点的能力和数学应用意识。
复习重难点
重点:相似三角形的判定(AA、SAS、SSS);相似三角形性质(面积比=相似比²);位似坐标变换。
难点:相似模型识别;动点相似存在性分类讨论;位似中心不在原点的坐标转换。
知识点1 相似图形与相似多边形
(1)相似形:数学上,把具有 的图形称为相似图形;
(2)相似多边形:一般地,如果两个多边形的 相等, 相等,那么这两个多边形叫做相似多边形.相似多边形对应边长度的比叫做 或相似系数.
注意:①相似多边形的定义既是 ,也是 ;
②相似关系表示:用符号“ ”连接,顶点位置要 .
要点速测
1.如图,下列三个矩形相似的是( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丙 D.甲、乙、丙
知识点2 线段比、比例线段、比例中项
(1)线段比:用 度量两条线段a,b,它们的长度的比叫做这两条线段的比,记作:a∶b或 .
(2)比例线段:在四条线段a,b,c,d中,若 ,则这四条线段叫做成比例线段,简称比例线段.其中,线段a,d叫做比例 ,线段b,c叫做比例 .
注意:①四条成比例线段具有 ;
②四条线段“成比例”与“成比例线段”说法不同,前者 .
(3)比例中项:若比例内项是两条相等的线段,即线段a,b,c之间有 ,则线段b叫做线段a,c的比例中项.
注意:①若线段b是线段a,c的比例中项,则有 ;
②线段的比例中项有 个,常数的比例中项有 个.
要点速测
2.已知、、、为成比例线段,其中,,,则为( )
A. B. C. D.
知识点3 比例的性质
(1)基本性质:如果=,那么 (口诀:交叉相乘 ).
拓展:①如果=,那么= (口诀:倒数处理 );
②如果=,那么= (口诀:交叉互换 );
(2合比性质:如果=,那么 .
(3)等比性质:如果===…=,且b1+b2+b3+…+bn≠0,那么= .
要点速测
3.已知,且,求,,的值.
知识点4 黄金分割
定义:如图,点C把线段AB分成两部分
AC和BC(AC>BC),若较长线段AC为全线
段AB与较短线段BC的 ,即满足 ,这样的线段分割叫做黄金分割,分割点C叫做线段AB的 .较长线段AC与全线段AB的线段比= ≈ ,叫做
注意:一条线段的黄金分割点有 个.
要点速测
4.黄金分割是汉字结构最基本的审美规律.如图汉字“十”端庄稳重、舒展美观.横竖笔画交点恰好是线段的黄金分割点,若,则的长为( )
A. B. C. D.
知识点5 平行线分线段成比例定理及推论
(1)平行线分线段成比例定理:两条直线被一组平行线所截,所得的对应 线段 .
(2)平行线分线段成比例推论:平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边延长线),所得的 线段 .
注意:①平行线等分线段定理:如果一组平行线在一条直线上截得的线段相等,那么在其他直线上截得的线段也相等;
②“对应成比例”中的“对应”是 的对应;
③积累两个模型“A” 型和“X”型:
要点速测
5.如图,l1∥l2∥l3,两条直线与这三条平行线分别交于点A、B、C和D、E、F,若,则的值为( )
A. B. C. D.
知识点6 平行线截三角形相似定理
预备定理: 于三角形一边的直线与其他两边(或两边的延长线)相交,截得的三角形与 相似.
注意:如图所示,若DE∥BC,则 ∽ .
要点速测
6.如图,在中,点D,E,F分别在,,边上,,.
(1)求证:.
(2)若,,求的长.
知识点7 相似三角形的判定
(1)相似三角形的判定1
判定定理1: 分别对应相等的两个三角形相似;
注意:该定理可简记为“ ”.
(2)三角形相似判定定理2:
两边 且 的两个三角形相似,该定理可简记为“ ”.
注意:利用“判定定理2”进行判定时,一定注意是“夹角”.
(3)三角形相似判定定理3:
三边 的两个三角形相似,该定理可简记为“ ”.
要点速测
7.如图,已知:点、分别在的边上,.求证:.
8.如图,在中,为上的一点,下列条件中,不能满足的条件是( )
A. B.
C. D.
9.如图所示,点在直角三角形的斜边上,连接,作,使得,连接交于点,若,.
求证:
(1).
(2)若,求的值.
知识点8 直角三角形相似判定定理:
和 对应成比例的两个直角三角形相似,该定理可简记为“ ”定理.
注意:①此方法只对直角三角形成立,对其他三角形不成立.
②判定两个直角三角形相似除此定理外,还可以应用三角形相似的判定定理.
要点速测
10.如图所示,点D在直角三角形的斜边上,连接,作,使得,连接交于点F,若,.
(1)求证:;
(2)若,求的长度;
(3)当时,求的比值.
知识点9 相似三角形的性质定理
(1)性质定理1:相似三角形对应 的比、对应 的比和对应 的比相等且都等于 ;
(2)性质定理2:相似三角形周长的比等于 ,面积的比等于 .
要点速测
11.如图,在中,,,,,则的长为______.
12.如图,中,,,垂足为D,E,连接.若,,,则的长度是( )
A. B. C. D.
知识点10 位似图形的概念
如果两个多边形满足下列两个条件:
(1)关系上:两个多边形是 的;
(2)位置上:两个多边形对应顶点的连线 .
这样的两个多边形叫做 图形,这样的图形变换叫做 变换,每组对应顶点的连线都经过的点叫做 .
注意:每组对应点到 的距离的比叫做 .
要点速测
13.下列命题是真命题的是( )
A.平行四边形一定是轴对称图形
B.平行四边形一定是中心对称图形
C.两个相似多边形一定位似
D.两个位似多边形一定全等
知识点11 位似图形的性质
位似图形除了具有相似图形的性质外,还有以下性质:
(1)两位似图形的位似比等于 ;
(2)不经过位似中心的对应线段互相 .
要点速测
14.如图,以点为位似中心,作的位似图形,若点B的横坐标是,点B的对应点的横坐标是3,则与的周长之比为( )
A. B. C. D.
知识点12 位似图形的作图与坐标
(1)作图步骤:在平面直角坐标系中画位似图形时,先确定 ,再根据 找出关键点的对应点,最后连线,得到放大或缩小的图形.
(2)坐标结论:在平面直角坐标系中,如果以原点为位似中心,新图形与原图形的相似比为k,那么原图形上的点(x,y)对应的位似图形上的点的坐标为 或 .
要点速测
15.如图,在平面直角坐标系中,的顶点坐标分别为、、.
(1)画出将向左平移3个单位,再向上平移1个单位后的;
(2)以原点为位似中心,相似比为2,在轴的左侧,画出将放大后的;
(3)已知与是关于某一点为位似中心的位似图形,请直接写出点的坐标.
题型1 比例与黄金分割
▌例1 (2025·浙江台州·二模)(2026·广东深圳·一模)数学家定义:若点C把线段分成两部分,满足,则点C为线段的白银分割点.已知点C是线段的白银分割点,且,则________.
解题要点
1.理解定义:白银分割点的核心条件是较短线段与较长的线段的比值等于 。
2.找准对应:仔细阅读题目,确定哪条线段较长,哪条线段较短。本题中已知 AC>BC,
所以 BC是分子,AC是分母。
3.代入计算:将已知的线段长度代入比例式 中,解方程即可求出未知线段的长度。注意结果可能需要保留根号。
▌迁移练1-1(25-26八年级下·四川成都·期中)下列各组线段中,a、b、c、d成比例的一组是( )
A. B.
C. D.
▌迁移练1-2(2026·河北沧州·模拟预测)嘉嘉周末到沧州博物馆观看沧州诗经文化展.他想了解一本古籍的长度,在古籍旁放了一支笔拍下照片如图所示.回家后量出照片上笔和古籍的长度分别为和,笔的实际长度为,则该古籍的实际长度为( )
A. B. C. D.
▌迁移练1-3(25-26八年级下·辽宁大连·期末)宽与长的比是的矩形叫作黄金矩形,帕特农神庙正面轮廓视觉上非常接近黄金矩形,嵌套多层近似黄金矩形,如图,矩形截掉正方形后,剩余的矩形仍是黄金矩形,是,求的长度,设的长度是,根据题意,下列的方程中正确的是( )
①;②;③;④.
A.① B.①③ C.①②④ D.①②③④
题型2 平行线分线段成比例
▌例1 (2026·黑龙江哈尔滨·三模)如图,,若,,,则的长为( )
A.12 B.10 C.8 D.6
解题要点
1.遇到多条平行线截两条直线(即图里的斜线)的问题,首先要想到“平行线分线段成比例”的基本事实。即:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例。
2.将题目给出的具体数值代入比例式,然后运用交叉相乘的方法求解未知数即可快速得出答案。
▌迁移练1-1(2026·江苏南京·三模)如图,在中,分别是上的点,.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据平行线分线段成比例,即可得出结果.
【详解】解:∵,,
∴,.
▌迁移练1-2(2026·云南昆明·模拟预测)如图,、分别是、边的中点,则下列结论错误的是( )
A. B.
C. D.
▌迁移练1-3(2026·广东江门·三模)如图,在中,,,,,则_____.
题型3 相似三角形的判定与证明
▌例12026·山西大同·模拟预测)如图,在中,,,分别是,,边的中点,连接,交于点.求证:为的中点.
解题要点
1.本题的关键在于两次运用三角形中位线的性质。第一次是利用中位线得到平行关系(DE∥BC),第二次是利用中位线得到线段长度相等
2.中点问题的常见套路是“找平行、得比例”。利用“平行线分线段成比例”的性质证明 O为 AF的中点,是整个解题过程中的核心桥梁。没有这一步,就无法把 OD 和 OE 看作中位线。
▌迁移练1-1(2026·四川雅安·一模)如图,在平行四边形中,,交于点F,那么的值是______.
▌迁移练1-2(2026·上海徐汇·一模)下列网格中各个小正方形的边长均为1,阴影部分图形分别记作甲、乙、丙、丁,其中互为相似形的是 ( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.甲和丁 D.丙和丁
▌迁移练1-3(2026·江西上饶·三模)如图,在中,,,,D是边上一点,,过点D的直线l将分成两部分,使所分成的三角形与相似,若直线l与另一边的交点为点P,则的长为________.
题型4 相似三角形性质与面积比
▌例1(2026·云南昭通·模拟预测)如图,中,点D,E分别是,的中点,,分别表示,的面积,则( )
A.
B. C. D.
解题要点
1.三角形中位线定理
这是解决本题的突破口。在三角形中,连接两边中点的线段平行于第三边,并且等于第三边的一半(即 DE∥BC且 DE=BC)。
2.做此类题时很容易把“面积比”和“边长比”混淆,或者记错公式。面积比一定是相似比的平方
▌迁移练1-1(2026·江苏南京·模拟预测)如图,在中,,,,点在上.若与相似,则__________cm.
▌迁移练1-2(2026·贵州贵阳·二模)如图,,且,则的度数是( )
A. B. C. D.
▌迁移练1-3(2026·西藏林芝·二模)如图,,若,,则与的相似比是( )
A. B. C. D.
题型5 相似核心模型题
▌例1(25-26九年级上·辽宁阜新·期末)如图,在中,,过点C作垂直斜边于点D.
(1)求证:;
(2)若,,求线段的长.
解题要点
1.基础几何模型(射影定理模型):
这是一个非常经典的“直角三角形斜边上的高”几何模型。在 Rt△ABC 中,∠C=90∘,作 CD⊥AB于 D,共有三个基本结论(射影定理)
2.在由直角和斜边上的高构成的图形中,寻找相似三角形有规律可循。“同角或余角相等”是突破口。例如本题证 △ACD∼△ABC,∠A 就是它们共同的角,∠ADC和 ∠ACB 都是直角,由这两组等角即可判定相似
3.在根据相似比例关系列出方程求解时,得到了一个一元二次方程。由于几何图形中线段的长度永远是正数,如果解出负数解,必须毫不含糊地将其舍去,这是这类题型中极易失分的一个易错点。
▌迁移练1-1(2026·广西南宁·模拟预测)如图,正方形边长为4,M,N分别是,上的两个动点,当M点在上运动时,保持和垂直.
(1)求证:;
(2)设,梯形的面积为y,求y与x之间的函数关系式;
(3)当M点运动到什么位置时,求x的值.
▌迁移练1-2(25-26九年级上·广东茂名·期中)如图,在中,,将绕点C旋转,使得点A的对应点D落在边上,得到,边交于点O,连接.求证:
(1);
(2).
▌迁移练1-3(25-26九年级上·全国·期末)如图,在中,,是边上的高,是边上的一个动点(不与,重合),,,垂足分别为,.
(1)求证:;
(2)与是否垂直?若垂直,请给出证明;若不垂直,请说明理由.
题型6 相似中的“动点存在性”问题
▌例1(25-26八年级下·山东青岛·期末)如图,在矩形中,,,点从点出发,沿方向匀速运动,点从点出发,沿方向匀速运动,两点同时出发,速度均为,设运动时间为().
(1)当以,,为顶点的三角形与相似时,求的值;
(2)当取何值时,四边形的面积等于?
(3)是否存在某一时刻,使?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
解题要点
1.在解答(1)时,题目明确指出两个三角形可能有两种对应关系。这类双解问题千万不能漏解,需根据顶点字母的对应顺序准确写出比例式。
2.求不规则四边形的面积时,“化整为零”是个好思路。如(2)问,将其分割为两个三角形。利用相似三角形对应线段成比例求出三角形的高,是初中阶段常规且严谨的几何解法。
3.求出 t的值后,务必验证它是否满足题目给定的参数范围(本题中为 0<t<4)。不满足的负值或超出范围的解必须果断舍去。
▌迁移练1-1(25-26八年级下·江苏苏州·阶段检测)如图,在中,,动点P从点A开始沿边以的速度向点B运动,动点Q从点B开始沿边以的速度向点C运动,如果P、Q两点同时出发,经过______s,与相似.
▌迁移练1-2(2026·吉林长春·模拟预测)如图,在中,,,于点,点从点出发,沿着射线运动,速度为,点从同时出发,沿、向终点运动,速度为,设它们运动的时间为,当点到达点时,点也停止运动.
(1)用含的代数式表示的长;
(2)求为何值时,和相似;
(3)设的面积为,求与的函数关系式.
▌迁移练1-3(2026·吉林松原·模拟预测)如图,在中,,,,为的中点,点从点出发,沿方向以每秒个单位长度的速度向终点运动,点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿折线向终点运动,、两点同时出发,当点停止运动时,点也随之停止运动,设点的运动时间为秒.
(1)______;
(2)当时,求的值;
(3)过点作 于点,以、为邻边作矩形,设矩形与 重叠部分图形的面积为,当重叠部分图形为四边形时,求与之间的函数关系式.
题型7 位似图形与坐标变换
▌例1(25-26八年级下·山东烟台·期末)如图,在平面直角坐标系中,的三个顶点坐标分别为,,.请解答下列问题:
(1)以原点O为位似中心,在第一象限内画出与位似的图形,使与的相似比为;
(2)直接写出点坐标 ;若线段上点D的坐标为,则其对应点的坐标 ;
(3)求的面积.
解题要点
1.位似图形与坐标:在平面直角坐标系中,以原点 O 为位似中心作位似图形,若相似比为 k:
当位似图形在原点同侧时,对应点坐标乘 k;当位似图形在原点异侧时,对应点坐标乘 −k。
2. 2.在解决第(3)问时,不要直接代入 A1,B1,C1 的大坐标去死算。掌握 “位似图形的面积比等于相似比的平方” 这一性质,先求出原图形面积(数值通常较小易算),再乘以 22=4,效率极高且不易算错。
▌迁移练1-1(2026·甘肃天水·中考真题)如图,四边形与四边形是以原点为位似中心的位似图形.若,,,则( )
A. B. C. D.
▌迁移练1-2(2026·黑龙江绥化·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,是等腰直角三角形,,,将绕点顺时针旋转后,得到,点,的对应点分别是点,,以原点为位似中心,将放大为原来的3倍后,得到,顶点在第一象限对应点的坐标是( )
A. B. C. D.
▌迁移练1-3(2026·安徽芜湖·三模)在边长为1的小正方形网格坐标系中,顶点均为格点,点,对应位似点.
(1)描出AC中点D,写出点D坐标;
(2)以原点O为位似中心,将放大得到,画出图形.
题型8 相似形的实际应用
▌例1(26-27九年级·全国·暑假作业)如图,为了测量山脚、之间的距离,选定一点,量得步,步,在的延长线上取点,使步,在的延长线上取点,使步,量得步.你知道、之间相距多少步吗?
解题要点
1.观察图形可知,线段 BD与 AC相交于点 O,根据对顶角相等的性质,可得 ∠BOC=∠DOA。
2.根据相似三角形的性质,对应边成比例。由上述比例可知,相似比 k=2,即 =2。
▌迁移练1-1(25-26八年级下·山东烟台·期末)受刘徽《海岛算经》中的“测望法”启发,某兴趣小组设计如下方法测量河宽.如图,从B处沿与垂直的直线方向走到达C处,插一根标杆,然后沿同方向继续走到达D处,再右转走到E处,使点A,C,E恰好在同一条直线上,此时量得.
(1)求证:.
(2)求河宽的长.
▌迁移练1-2(25-26八年级下·山东泰安·期末)为响应国家节能减排的号召,某地乡村道路安装太阳能路灯.如图是一种新型太阳能路灯,已知太阳能路灯与墙相距18米,身高米的小明在离路灯3米的处时,测得自身影长为1米.
(1)求路灯的高度;
(2)小明沿着走至处时,头顶的影子刚好落到墙脚处,则他行走的路程是事多少米;
(3)小明继续往前走(如图2),在距离墙2米的处停下,求此时小明在墙上的影子高度.
▌迁移练1-3(2026·广东汕头·三模)综合与实践
【问题情境】
数学活动课上,老师要求九年级(2)班各学习小组的同学测量操场上不同旗杆的高度,活动过程如下:
(1)利用镜子测量:如图1,小康站在操场上点E处,前面水平放置镜面C,并通过镜面观测到旗杆顶端A,.小组中的同学测得小康的眼睛距地面的高度米,小康到镜面的距离米,镜面到旗杆的距离米.求旗杆的高度.
(2)利用标杆测量:如图2,小英站在操场上的点E处,她的眼睛D,标杆的顶端C和旗杆的顶端A在一条直线上,小组中的同学测得小英的眼睛到地面的高度米,标杆高米,米,米,,,均垂直于地面,与水平面平行.求旗杆的高度.
难点一 比例与相似性质
难点1比例式的“双轨转换
深度规律:比例式本质是一个方程,但形式上可以有无数种写法。若题目要求 =,则四个量中知三求一。而合比性质 =是整体与部分的协同变化。
方法透析:遇到“=求”,不要硬算,直接令 a=3x,b=2x设参数,代入即得。参数法能破解所有比例变形题。
难点2 相似的性质
深度规律:边长比k=周长比=对应高/中线比k=面积比k2。
逆向秒杀技:若题目给出面积比 1:4求相似比,必须做“降维”操作——开平方得1:2。若给出面积和底边,求对应高,则高之比 = 面积比÷底边比(这其实是“同底不同高”的非相似情境)。
透析结论:面积比只有两条路——要么走“相似公式(平方)”,要么走“共边/同高定理(直接比底边)”。两条路绝不能混用。
难点精练
1.(25-26八年级下·山东烟台·期中)若,且b是a、c的比例中项,那么等于( )
A. B. C. D.
2.(2026·浙江台州·二模)如图,将矩形划分成四个全等的矩形.若要使每一个矩形与原矩形相似,则的值为( )
A. B. C. D.
3.(2026·河北邯郸·三模)如图,,,下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
难点二 相似综合问题
难点1:隐藏几何模型
规律一(双垂直-射影定理):在 Rt△ABC 中,CD⊥AB 于 D,则三组相似天然成立(△ACD∼△CBD∼△ABC)。
必记三级结论:AC2=AD⋅AB;BC2=BD⋅AB;CD2=AD⋅BD。
透析:看到“直角三角形 + 斜边高”,不要犹豫,直接在草稿纸上写出这三个乘积式,通常不需要再证明,直接代入即可秒杀计算题。
规律二(一线三等角- K字型):若一条直线上出现三个相等的角(如 90∘,60∘),则直线两端的两个三角形必然相似。
透析:实际题目中往往只给你两个角,需要你主动补画第三个角(作垂线)。这是“添加辅助线”的定式——当图中出现“直角多”或“等腰多”时,必考一线三等角,立刻构造。
难点2:判定中的“隐藏条件”与“伪判定”
规律:相似判定中,SAS(两边成比例且夹角相等) 的“夹角”必须是两已知边的公共夹角。而全等中的 SSA(边边角)在相似中完全无效。
透析:若题目给出“,且∠B=∠E”,很多人误以为符合 SAS,其实 ∠B 是 AB 与 BC 的夹角,不是 AB 与 AC 的夹角,条件不足。
应对法:用相似判定前,先自问三个问题:
这是不是 AA(两角)?若角度易得,直接用 AA 最稳。
若是 SAS,用红笔画出已知角,看它是不是夹在已知两边之间。
若都不是,考虑用 SSS(三边比),但这在代数上计算量较大。
难点精练
1.(2026·福建莆田·模拟预测)在平面直角坐标系中,直角三角板按如图位置摆放,直角顶点与原点O重合,点A在反比例函数的图像上,.若点B坐标为,则k的值是______.
2.(24-25九年级下·广西南宁·开学考试)如图,在中,于,求证:.
3.(2026·湖北黄石·三模)如图,中,,将绕点逆时针旋转到,连接,.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,若与相交于点,求证:点是的中点;
(3)如图3,当,时,探究与的数量关系并说明理由.
基础达标
一、单选题
1.(25-26九年级上·江苏盐城·期末)如图,已知,那么添加下列的一个条件后,仍无法判定的是( )
A. B.
C. D.
2.(25-26九年级上·河北保定·期末)如图,方格纸中有与,其中的一边与的一边和方格线重合.下列判断正确的是( )
A.一定相似,因为两个三角形都是直角三角形
B.一定相似,因为两个三角形的对应边成比例
C.不一定相似,因为两个三角形的对应角不一定相等
D.不相似,因为两个三角形的对应边不成比例
3.(25-26九年级上·河南许昌·期末)如图,在中,,,,将沿图示中的虚线剪开,剪下的阴影三角形与原三角形不相似的是( )
A.B.C.D.
4.(24-25九年级上·全国·期末)如图,在正方形 中, 为 的中点,连接 并延长,交 边的延长线于点 ,对角线 交 于点 ,已知 ,则线段 的长是 ( )
A. B. C. D.
5.(25-26九年级上·辽宁丹东·期中)如图,,若,则与的面积比是( )
A. B. C. D.
6.(25-26九年级上·湖南湘潭·期中)如图,已知,且,则( )
A. B. C. D.
7.(25-26九年级上·江苏徐州·阶段检测)若,相似比为,则与的周长的比为( )
A. B. C. D.
8.(2025·江苏南京·三模)如图,,与相交于点,过点的直线与,分别相交于点,,若,,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
二、填空题
9.(26-27九年级·全国·暑假作业)如图,和是位似三角形,位似中心为点O,,则和的位似比为________.
10.(25-26九年级上·河南周口·期末)如图,点,分别在的边,上,要使,则可以添加的条件是___________.(只需添加一个条件即可).
11.(25-26八年级下·山东威海·期末)小明和小强在同一时刻并排站立在阳光下,测得小明的身高为1.8米,其影长为2米,小强的身高为1.6米,则小强的影长为________米.
12.(2026·四川乐山·一模)如图所示,有和,小嘉同学欲添加两个条件使得,现有三个条件可供他选择:①;②;③.则正确的组合可以是_____(填序号)
三、解答题
13.(2026·安徽阜阳·二模)如图,在由边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中建立平面直角坐标系,的顶点均在格点上(网格线的交点).
(1)画出先向下平移2个单位长度,再向右平移3个单位长度得到的;
(2)以原点为位似中心,在轴的上方画出,使与位似,且位似比为;
(3)和关于点位似,直接写出点的坐标为______________.
14.(25-26九年级上·天津·阶段检测)如图,已知,.求证:.
15.(25-26九年级上·陕西咸阳·阶段检测)如图,在正方形中,点E是的中点,点F、G分别在边上,连接,若,求证:.
16.(25-26九年级上·福建泉州·期末)如图,在中,,是的平分线,交于点.
(1)在斜边上求作点,使.(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若,,求的长.
17.(25-26九年级上·重庆万州·期中)如图,在平行四边形中,为上一点,连接、,且、交于点,
(1)求证:;
(2)已知,,,求的长.
18.(25-26九年级上·广东湛江·期末)如图,在中,为边上一点,.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
能力进阶
一、单选题
1.(25-26八年级下·山东泰安·期末)下列图形一定相似的是( )
A.两个矩形 B.两个等腰直角三角形
C.有一个角是的两个等腰三角形 D.两个菱形
2.(25-26八年级下·吉林长春·期末)如图,直线,直线、、对应刻度尺上的刻度读数分别是、、,若,则的长为( )
A. B. C. D.
3.(25-26八年级下·重庆·期末)若,则下列各式中一定成立的是( )
A. B. C. D.
4.(25-26八年级下·山东威海·期末)已知,线段,点,是线段的两个黄金分割点,则的长为( )
A. B. C. D.
5.(25-26九年级下·山东烟台·期末)在欧几里得的《几何原本》中给出一个找线段的黄金分割点的方法.如图所示,以线段为边作正方形,取的中点E,连结,在的延长线上取点F,使,以为边作正方形.则点A、点E、点H、点I四个点中分别是所在的一条线段的黄金分割点的有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
6.(2026·宁夏银川·三模)我们把顶角为的等腰三角形称为“黄金三角形”,它的底与腰的比值为.如图,在中,,,平分交于点,若,则的长为( )
A. B. C. D.
7.(25-26八年级下·湖北·期末)如图,在正方形中,点为边上一点,点为边延长线上一点且,连,点为的中点,连,,,.有下列结论:
①;
②;
③直线垂直平分;
④若,则.其中正确的有几个( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
8.(25-26九年级下·山东烟台·期末)如图,在矩形中,,连接,以对角线为边,按逆时针方向作矩形,使矩形矩形ADCB;再连接,以对角线为边,按逆时针方向作矩形,使矩形矩形,…,按照此规律作下去,则边的长为( )
A. B. C. D.
二、填空题
9.(25-26八年级下·山东泰安·期末)2026年国际数学日的主题为“数学与希望”.某校学生运用所学AI技术围绕该主题设计了一张黄金矩形(宽与长的比为黄金比)海报.若该海报的长为,则它的宽为___________.
10.(2026·内蒙古·中考真题)如图,等边三角形纸片的边长为10,点,分别为,边上的点.将沿折叠,若点恰好落在该纸片边的中点处,则四边形的周长是____________.
11.(2026·湖南衡阳·一模)如图,在中,,点D,E,F分别在边,,上,已知,垂直平分.
(1)若,则的度数为________;
(2)下列结论正确的是________.(写出所有正确结论的序号)
①若D为的中点,则F为的中点;
②若连接,则四边形为菱形;
③若,,则的长为.
12.(2026·浙江杭州·三模)新定义:两边之比等于黄金比的矩形叫做黄金矩形,如图,矩形是黄金矩形(),点、分别在边、上,将矩形沿直线折叠,使点的对应点落在边上,点的对应点为,过点作于点,当矩形也是黄金矩形()时,则___________.
三、解答题
13.(25-26九年级下·广西崇左·期中)如图,在矩形中,若,求的长度.
14.(2026·广西玉林·二模)如图,在中,.
(1)尺规作图:作线段的垂直平分线,分别交,于点,;(要求:保留作图痕迹,不写作法,标明字母)
(2)在(1)所作的图中,连接,若,求的长.
15.(2026·安徽蚌埠·一模)新考法无刻度直尺作图,如图,在平面直角坐标系中,的顶点A,B,C的坐标分别是,,.
(1)画出关于x轴对称的;
(2)以点O为对称中心,画出的中心对称图形;
(3)借助网格,用无刻度直尺画出线段,使点E在线段上,点F在线段上,且.
16.(25-26九年级下·北京·开学考试)如图,在中,,是中点,点在线段上,以点为中心,将线段逆时针旋转得线段,连接,.
(1)比较与大小,用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明;
(2)过点作的垂线,交于点,用等式表示线段与的数量关系,并证明.
17.(2026·安徽淮南·三模)如图,在Rt中,,,点是边中点,,.
(1)当点在线段上,点在线段上,时,的值是_______;
(2)当点在射线上,点在射线上,点,不与点,重合,请探究,,之间的数量关系.
18.(2026·重庆·模拟预测)为等边三角形,点为线段上的动点,连接,将线段绕点逆时针旋转得到线段,连接.
(1)如图,若,点是中点,,求的面积;
(2)如图,若,连接,若点为中点,连接,猜想线段、、之间的数量关系,并证明你的猜想;
(3)如图,若,,点为中点,连接,点从移动到的过程中,将绕点逆时针旋转得到线段,当取最小值时,在直线上取一点,连接,将沿所在直线翻折到所在平面内,得,连接,作交直线于点,当取最大值时,请直接写出的面积.
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第22章 相似形
复习要点
1.基本事实解决平行线分线段成比例问题,能够利用尺规作图得到线段 的黄金分割点,知道黄金三角形及黄金矩形,能够灵活运用线段的等比性质、合 比性质解决问题。
2.用相似三角形的判定定理解决相似问题,能够运用相似三角形的性质解 决简单实际问题,在解决问题过程中加深对相似三角形知识点的理解和掌握。
3.能够运用位似变换对图形进行放大或缩小,可以在平面直角坐标系下根据 位似变换得到点坐标的变化规律。
4.能够综合运用相似三角形的知识解决简单数学问题,提升学生综合运用知 识点的能力和数学应用意识。
复习重难点
重点:相似三角形的判定(AA、SAS、SSS);相似三角形性质(面积比=相似比²);位似坐标变换。
难点:相似模型识别;动点相似存在性分类讨论;位似中心不在原点的坐标转换。
知识点1 相似图形与相似多边形
(1)相似形:数学上,把具有相同形状 的图形称为相似图形;
(2)相似多边形:一般地,如果两个多边形的对应角 相等,对应边长度的比 相等,那么这两个多边形叫做相似多边形.相似多边形对应边长度的比叫做相似比 或相似系数.
注意:①相似多边形的定义既是判定 ,也是性质 ;
②相似关系表示:用符号“∽ ”连接,顶点位置要对应 .
要点速测
1.如图,下列三个矩形相似的是( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丙 D.甲、乙、丙
【答案】B
【分析】根据相似图形对应边成比例即可解答.
【详解】解:∵,
∴甲和乙不相似;
∵,且甲和丙都是矩形,四个角都相等,
∴甲和丙相似;
∵,
∴乙和丙不相似;
故选:B.
知识点2 线段比、比例线段、比例中项
(1)线段比:用同一个长度单位去度量两条线段a,b,它们的长度的比叫做这两条线段的比,记作:a∶b或 .
(2)比例线段:在四条线段a,b,c,d中,若a∶b=c∶d ,则这四条线段叫做成比例线段,简称比例线段.其中,线段a,d叫做比例外项 ,线段b,c叫做比例内项 .
注意:①四条成比例线段具有顺序性 ;
②四条线段“成比例”与“成比例线段”说法不同,前者无序.
(3)比例中项:若比例内项是两条相等的线段,即线段a,b,c之间有a∶b=b∶c ,则线段b叫做线段a,c的比例中项.
注意:①若线段b是线段a,c的比例中项,则有 b2=a· c ;
②线段的比例中项有 1 个,常数的比例中项有 2 个.
要点速测
2.已知、、、为成比例线段,其中,,,则为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据四条线段成比例的顺序列出比例式,代入已知线段长度计算即可得到结果.
【详解】解:∵、、、为成比例线段,根据定义可得,
∴将,,代入得,
解得.
知识点3 比例的性质
(1)基本性质:如果=,那么 ad=bc (口诀:交叉相乘 ).
拓展:①如果=,那么= (口诀:倒数处理 );
②如果=,那么= (口诀:交叉互换 );
(2合比性质:如果=,那么 = .
(3)等比性质:如果===…=,且b1+b2+b3+…+bn≠0,那么= .
要点速测
3.已知,且,求,,的值.
【答案】, ,
【分析】本题考查了比例的性质,解一元一次方程等知识点.设,先用分别表示出、、,代入,求得,再将的值代入可得答案.
【详解】解:设,
则,,,
又,
∴,
解得:,
∴, , .
知识点4 黄金分割
定义:如图,点C把线段AB分成两部分
AC和BC(AC>BC),若较长线段AC为全线
段AB与较短线段BC的比例中项 ,即满足 AC2=AB·CB ,这样的线段分割叫做黄金分割,分割点C叫做线段AB的黄金分割点 .较长线段AC与全线段AB的线段比= ≈ 0.618 ,叫做 黄金比 .
注意:一条线段的黄金分割点有 2 个.
要点速测
4.黄金分割是汉字结构最基本的审美规律.如图汉字“十”端庄稳重、舒展美观.横竖笔画交点恰好是线段的黄金分割点,若,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由黄金分割的定义求出,再由计算即可得出结果.
【详解】解:∵点恰好是线段的黄金分割点,,
∴,
∴.
知识点5 平行线分线段成比例定理及推论
(1)平行线分线段成比例定理:两条直线被一组平行线所截,所得的对应 线段成比例 .
(2)平行线分线段成比例推论:平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边延长线),所得的对应 线段成比例 .
注意:①平行线等分线段定理:如果一组平行线在一条直线上截得的线段相等,那么在其他直线上截得的线段也相等;
②“对应成比例”中的“对应”是相对位置 的对应;
③积累两个模型“A” 型和“X”型:
要点速测
5.如图,l1∥l2∥l3,两条直线与这三条平行线分别交于点A、B、C和D、E、F,若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】直接利用平行线分线段成比例定理进而得出,再将已知数据代入求出即可.
【详解】解:,
,
,
;
故选:C.
【点睛】本题主要考查了平行线分线段成比例定理,解题的关键是得出.
知识点6 平行线截三角形相似定理
预备定理: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,截得的三角形与原三角形 相似.
注意:如图所示,若DE∥BC,则△ADE ∽△ABC .
要点速测
6.如图,在中,点D,E,F分别在,,边上,,.
(1)求证:.
(2)若,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)2
【分析】本题主要考查相似三角形的判定及平行线所截线段成比例,熟练掌握相似三角形的判定及平行线所截线段成比例是解题的关键;
(1)由题意易得,然后根据相似三角形的判定定理可进行求证;
(2)由题意易得,则有,然后问题可求解.
【详解】(1)证明:∵,,
∴,
∴;
(2)解:∵,,
∴,
∴,
∵,
∴.
知识点7 相似三角形的判定
(1)相似三角形的判定1
判定定理1:两角 分别对应相等的两个三角形相似;
注意:该定理可简记为“ 角角 ”.
(2)三角形相似判定定理2:
两边对应成比例 且夹角相等 的两个三角形相似,该定理可简记为“ 边角边 ”.
注意:利用“判定定理2”进行判定时,一定注意是“夹角”.
(3)三角形相似判定定理3:
三边对应成比例 的两个三角形相似,该定理可简记为“ 边边边 ”.
要点速测
7.如图,已知:点、分别在的边上,.求证:.
【答案】证明:∵,
∴,,
∴.
【详解】略
8.如图,在中,为上的一点,下列条件中,不能满足的条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查相似三角形的判定定理,包括两角对应相等、两边对应成比例且夹角相等.关键是分析每个选项中的条件是否符合相似三角形的判定规则.
【详解】解:在和中,为公共角.
选项A:∵,且,
∴根据两角对应相等,两个三角形相似,;
选项B:∵,且,
∴根据两角对应相等,两个三角形相似,;
选项C:∵,即,且,
∴根据两边对应成比例且夹角相等的两个三角形相似,;
选项D:∵,即,但该比例对应的角不是公共角,不满足相似三角形的判定条件,
∴不能判定.
故选:D.
9.如图所示,点在直角三角形的斜边上,连接,作,使得,连接交于点,若,.
求证:
(1).
(2)若,求的值.
【答案】(1)见解析;
(2).
【分析】本题考查了利用三边对应成比例判定相似,利用两边对应成比例及其夹角相等判定相似,相似三角形的判定与性质综合,解直角三角形的相关计算等知识点,解题关键是掌握上述知识点并能运用其来求解.
(1)利用三边对应成比例判定相似求解;
(2)先由,可得,再证明,接着利用勾股定理求得,从而可求得,再利用相似三角形的性质列出比例式求得,然后正切的定义求解.
【详解】(1)解:∵,
∴.
又∵,
∴.
(2)解:∵,
∴.
∵,
∴
∴.
∵在中,,,
∴.
∵,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴.
∴在中,.
∴.
知识点8 直角三角形相似判定定理:
直角边 和 斜边 对应成比例的两个直角三角形相似,该定理可简记为“斜边直角边 ”定理.
注意:①此方法只对直角三角形成立,对其他三角形不成立.
②判定两个直角三角形相似除此定理外,还可以应用三角形相似的判定定理.
要点速测
10.如图所示,点D在直角三角形的斜边上,连接,作,使得,连接交于点F,若,.
(1)求证:;
(2)若,求的长度;
(3)当时,求的比值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【分析】本题考查相似三角形的判定与性质, 直角三角形的性质和勾股定理,掌握好相似三角形的判定定理并添加正确的辅助线是解题关键.
(1)根据夹角相等,两边对应成比例的相似判定进行证明即可;
(2)作,垂足为G,容易证出,用相似三角形的性质和含角的直角三角形的性质求出,进一步求出;
(3)作,垂足为H,容易证出,得到的三边关系.根据可以证明,从而得到,利用相似的性质计算出,最后求得答案.
【详解】(1)证明:∵直角三角形的斜边为,,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴.
(2)解:如图,作,垂足为G,设,
在直角中,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,即
∴,,
在直角中,,,
∴,
由勾股定理得,,
∵,
∴,解得,,
∴;
(3)解:如图,作,垂足为H,设,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴,,
∵,
∴,
∴,
由(1)可知,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴解得,,
∴,
∵,
∴,
∴.
知识点9 相似三角形的性质定理
(1)性质定理1:相似三角形对应高 的比、对应中线 的比和对应角平分线 的比相等且都等于相似比 ;
(2)性质定理2:相似三角形周长的比等于相似比 ,面积的比等于相似比的平方 .
要点速测
11.如图,在中,,,,,则的长为______.
【答案】
【分析】本题考查了相似三角形的判定与性质,先求出,由可得,推出,即可求解.
【详解】解:,,
,
,
,
,即,
,
故答案为:8.
12.如图,中,,,垂足为D,E,连接.若,,,则的长度是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意,先求出,证明,得到比例式,由比例证明得到比例式求即可.
【详解】解:∵,
∴,
在中,∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
即,
解得.
知识点10 位似图形的概念
如果两个多边形满足下列两个条件:
(1)关系上:两个多边形是相似 的;
(2)位置上:两个多边形对应顶点的连线交于一点 .
这样的两个多边形叫做位似 图形,这样的图形变换叫做位似 变换,每组对应顶点的连线都经过的点叫做位似中心 .
注意:每组对应点到位似中心 的距离的比叫做位似比 .
要点速测
13.下列命题是真命题的是( )
A.平行四边形一定是轴对称图形
B.平行四边形一定是中心对称图形
C.两个相似多边形一定位似
D.两个位似多边形一定全等
【答案】B
【分析】本题考查了平行四边形的对称性、相似多边形与位似多边形的关系,解题的关键是准确掌握轴对称图形、中心对称图形的定义,以及相似与位似、位似与全等的区别和联系.
依据轴对称图形、中心对称图形定义,判断平行四边形的对称性;依据相似、位似、全等的定义与关系,判断相似多边形与位似、位似多边形与全等的关系,确定正确答案.
【详解】A. 普通平行四边形没有对称轴,只有菱形和矩形等特殊类型才有,因此一定是轴对称图形错误,故该选项不符合题意;
B.平行四边形的对角线互相平分,绕对角线交点旋转后与原图重合,一定是中心对称图形,故该选项符合题意;
C.两个相似多边形对应边不一定平行或对应点连线不一定交于一点,不一定位似,故该选项不符合题意;
D.位似多边形是相似多边形,但位似比不一定为1,不一定全等,,故该选项不符合题意;
故选:B
知识点11 位似图形的性质
位似图形除了具有相似图形的性质外,还有以下性质:
(1)两位似图形的位似比等于相似比 ;
(2)不经过位似中心的对应线段互相平行 .
要点速测
14.如图,以点为位似中心,作的位似图形,若点B的横坐标是,点B的对应点的横坐标是3,则与的周长之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据对应点到位似中心的距离之比等于位似比,位似图形的周长比等于位似比,即可得出结果.
【详解】解:∵点为位似中心,点的横坐标是,点的对应点的横坐标是3,
∴点到位似中心点的水平距离为,点到位似中心点的水平距离为,
∴与的位似比为,
∴与的周长之比为.
知识点12 位似图形的作图与坐标
(1)作图步骤:在平面直角坐标系中画位似图形时,先确定 位似中心 ,再根据 相似比 找出关键点的对应点,最后连线,得到放大或缩小的图形.
(2)坐标结论:在平面直角坐标系中,如果以原点为位似中心,新图形与原图形的相似比为k,那么原图形上的点(x,y)对应的位似图形上的点的坐标为 (kx,ky) 或 (-kx,-ky) .
要点速测
15.如图,在平面直角坐标系中,的顶点坐标分别为、、.
(1)画出将向左平移3个单位,再向上平移1个单位后的;
(2)以原点为位似中心,相似比为2,在轴的左侧,画出将放大后的;
(3)已知与是关于某一点为位似中心的位似图形,请直接写出点的坐标.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)根据平移规律,画图即可.
(2)根据位似图形的性质画图即可.
(3)作直线,交于点P,点P即为位似中心.
【详解】(1)解:如图,即为所求;
(2)解:如图,即为所求;
(3)解:如图,作直线,交于点P,点P即为位似中心,
,,
直线的解析式为,
设直线的解析式为,
将代入,得:,
解得,
直线的解析式为,
将与联立,得:,
解得,
点的坐标为.
题型1 比例与黄金分割
▌例1 (2025·浙江台州·二模)(2026·广东深圳·一模)数学家定义:若点C把线段分成两部分,满足,则点C为线段的白银分割点.已知点C是线段的白银分割点,且,则________.
解题要点
1.理解定义:白银分割点的核心条件是较短线段与较长的线段的比值等于 。
2.找准对应:仔细阅读题目,确定哪条线段较长,哪条线段较短。本题中已知 AC>BC,
所以 BC是分子,AC是分母。
3.代入计算:将已知的线段长度代入比例式 中,解方程即可求出未知线段的长度。注意结果可能需要保留根号。
【答案】
【分析】根据白银分割点的定义得到,由即可求出的长.
【详解】解:点C是线段的白银分割点,
,
,
,
故答案为: .
▌迁移练1-1(25-26八年级下·四川成都·期中)下列各组线段中,a、b、c、d成比例的一组是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】若四条线段满足,则称这四条线段成比例,据此对各选项逐一验证即可.
【详解】解:A、,
,,
∵,
这组线段不成比例,故本选项错误.
B、,
,,
∴,
这组线段成比例,故本选项正确.
C、,
,,
∵,
这组线段不成比例,故本选项错误.
D、,
,,
∵,
∴这组线段不成比例,故本选项D错误.
▌迁移练1-2(2026·河北沧州·模拟预测)嘉嘉周末到沧州博物馆观看沧州诗经文化展.他想了解一本古籍的长度,在古籍旁放了一支笔拍下照片如图所示.回家后量出照片上笔和古籍的长度分别为和,笔的实际长度为,则该古籍的实际长度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了比例线段的应用(或相似图形的性质).根据照片中的物体长度与实际物体长度成比例(即比例尺固定),列出比例式求解即可.
【详解】解:设该古籍的实际长度为
照片上物体的长度与实际物体的长度成正比
∴
解得
该古籍的实际长度为故选D.
▌迁移练1-3(25-26八年级下·辽宁大连·期末)宽与长的比是的矩形叫作黄金矩形,帕特农神庙正面轮廓视觉上非常接近黄金矩形,嵌套多层近似黄金矩形,如图,矩形截掉正方形后,剩余的矩形仍是黄金矩形,是,求的长度,设的长度是,根据题意,下列的方程中正确的是( )
①;②;③;④.
A.① B.①③ C.①②④ D.①②③④
【答案】D
【详解】解:设的长度是,
矩形是黄金矩形,是,
,即,故①正确;
,即,故④正确;
四边形是正方形,
,
,
矩形是黄金矩形,
,即,故②正确;
,
,故③正确;
故选:D.
题型2 平行线分线段成比例
▌例1 (2026·黑龙江哈尔滨·三模)如图,,若,,,则的长为( )
A.12 B.10 C.8 D.6
解题要点
1.遇到多条平行线截两条直线(即图里的斜线)的问题,首先要想到“平行线分线段成比例”的基本事实。即:两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例。
2.将题目给出的具体数值代入比例式,然后运用交叉相乘的方法求解未知数即可快速得出答案。
【答案】C
【详解】解:∵,
∴,即,
解得.
▌迁移练1-1(2026·江苏南京·三模)如图,在中,分别是上的点,.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据平行线分线段成比例,即可得出结果.
【详解】解:∵,,
∴,.
▌迁移练1-2(2026·云南昆明·模拟预测)如图,、分别是、边的中点,则下列结论错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先由中点推出为的中位线,利用中位线性质判定A、B选项,再由中点分得两段相等,比值均为1,判定C选项,最后利用中位线性质及相似三角形面积比等于相似比的平方判定D选项.
【详解】解:∵、分别是、边的中点,
∴是的中位线,
∴且,
故选项A、B不符合题意,
∵,,
∴,,
∴,
故选项C不符合题意,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
故选项D符合题意.
▌迁移练1-3(2026·广东江门·三模)如图,在中,,,,,则_____.
【答案】
【分析】根据平行线分线段成比例求出,即可解答.
【详解】解:∵,
∴,即,
解得:,
∴.
题型3 相似三角形的判定与证明
▌例12026·山西大同·模拟预测)如图,在中,,,分别是,,边的中点,连接,交于点.求证:为的中点.
解题要点
1.本题的关键在于两次运用三角形中位线的性质。第一次是利用中位线得到平行关系(DE∥BC),第二次是利用中位线得到线段长度相等
2.中点问题的常见套路是“找平行、得比例”。利用“平行线分线段成比例”的性质证明 O为 AF的中点,是整个解题过程中的核心桥梁。没有这一步,就无法把 OD 和 OE 看作中位线。
【答案】证明:,E分别是,边的中点,
为的中位线,
.
为的中点,
为的中位线,为的中位线.
,.
是边的中点,
为的中点
【分析】由中位线的性质可知为的中点,进而可得为的中位线,为的中位线,再利用中位线的性质即可证明.
【详解】略
▌迁移练1-1(2026·四川雅安·一模)如图,在平行四边形中,,交于点F,那么的值是______.
【答案】
【分析】根据平行四边形的性质得到,从而证得,利用相似三角形对应边成比例及已知线段比即可求解.
【详解】解:∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
▌迁移练1-2(2026·上海徐汇·一模)下列网格中各个小正方形的边长均为1,阴影部分图形分别记作甲、乙、丙、丁,其中互为相似形的是 ( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.甲和丁 D.丙和丁
【答案】B
【分析】本题考查了相似图形,根据对应角相等,对应边对应成比例的图形是相似图形,据此进行判断即可.
【详解】解:由图可知,只有甲和丙中的对应角相等,且对应边对应成比例,即,,,它们的形状相同,大小不同,是相似形,
故选:B.
▌迁移练1-3(2026·江西上饶·三模)如图,在中,,,,D是边上一点,,过点D的直线l将分成两部分,使所分成的三角形与相似,若直线l与另一边的交点为点P,则的长为________.
【答案】2,,3
【分析】分类讨论,,,,由相似三角形的性质分别求解.
【详解】解:①若,
则,
∴,
∴,
∴
∴
②若,
则,
∴,
∴,
∴
∴
③若,
∴,
∴,
∴
∴.
题型4 相似三角形性质与面积比
▌例1(2026·云南昭通·模拟预测)如图,中,点D,E分别是,的中点,,分别表示,的面积,则( )
A.
B. C. D.
解题要点
1.三角形中位线定理
这是解决本题的突破口。在三角形中,连接两边中点的线段平行于第三边,并且等于第三边的一半(即 DE∥BC且 DE=BC)。
2.做此类题时很容易把“面积比”和“边长比”混淆,或者记错公式。面积比一定是相似比的平方
【答案】C
【分析】证明即可解答.
【详解】解:点D,E分别是,的中点,
,,
,
.
▌迁移练1-1(2026·江苏南京·模拟预测)如图,在中,,,,点在上.若与相似,则__________cm.
【答案】或
【分析】分两种情况讨论①,②,先证明,再通过对应线段成比例,求出,综合两种情况,得到的值.
【详解】解:分两种情况讨论:
①,如下图
,
,
;
②,如下图,即,
,,
,
,
,
综上所述,的值为或.
▌迁移练1-2(2026·贵州贵阳·二模)如图,,且,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据相似三角形的对应角相等求解即可.
【详解】解:∵,
∴.
▌迁移练1-3(2026·西藏林芝·二模)如图,,若,,则与的相似比是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出的值,进而即可求出与的相似比.
【详解】解:∵,,
∴,
∴与的相似比为.
题型5 相似核心模型题
▌例1(25-26九年级上·辽宁阜新·期末)如图,在中,,过点C作垂直斜边于点D.
(1)求证:;
(2)若,,求线段的长.
解题要点
1.基础几何模型(射影定理模型):
这是一个非常经典的“直角三角形斜边上的高”几何模型。在 Rt△ABC 中,∠C=90∘,作 CD⊥AB于 D,共有三个基本结论(射影定理)
2.在由直角和斜边上的高构成的图形中,寻找相似三角形有规律可循。“同角或余角相等”是突破口。例如本题证 △ACD∼△ABC,∠A 就是它们共同的角,∠ADC和 ∠ACB 都是直角,由这两组等角即可判定相似
3.在根据相似比例关系列出方程求解时,得到了一个一元二次方程。由于几何图形中线段的长度永远是正数,如果解出负数解,必须毫不含糊地将其舍去,这是这类题型中极易失分的一个易错点。
【答案】(1)
证明:,,
,
,
;
(2)
【分析】本题考查了相似三角形的判定和性质,勾股定理,解一元二次方程,掌握相似三角形的判定和性质是解题关键.
(1)根据两组角对应相等证明相似即可;
(2)根据相似三角形的性质得到,求出,再利用勾股定理求解即可.
【详解】(1)略
(2)解:,
,
,,
,
解得:(舍去)或,
.
▌迁移练1-1(2026·广西南宁·模拟预测)如图,正方形边长为4,M,N分别是,上的两个动点,当M点在上运动时,保持和垂直.
(1)求证:;
(2)设,梯形的面积为y,求y与x之间的函数关系式;
(3)当M点运动到什么位置时,求x的值.
【答案】(1)
证明:在正方形中,,
∵,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴.
(2)
(3)2
【分析】本题主要考查了正方形的性质,相似三角形的判定以及性质,以及求函数解析式等知识.
(1)由正方形的性质得出,根据得出,根据直角三角形两锐角互余得出进而得出,从而得出三角形相似;
(2)根据三角形相似得出与x的关系,然后根据梯形的面积计算法则得出函数解析式;
(3)根据要使三角形相似则需要满足,结合(1)中的条件得出,即M为的中点.即可求出x的值.
【详解】(1)略
(2)∵,
∴,即
∴
∴
(3)∵,
∴要使,必须有
由(1)知
∴
∴当点M运动到的中点时,,此时
▌迁移练1-2(25-26九年级上·广东茂名·期中)如图,在中,,将绕点C旋转,使得点A的对应点D落在边上,得到,边交于点O,连接.求证:
(1);
(2).
【答案】(1)
证明:∵旋转,
∴,
∴,
∴;
(2)
证明:∵旋转,
∴,
由(1)知:,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴.
【分析】本题考查旋转的性质,相似三角形的判定和性质,熟练掌握相关判定和性质,是解题的关键:
(1)根据旋转,得到,进而得到,即可得证;
(2)证明即可得出结论.
【详解】(1)略
(2)略
▌迁移练1-3(25-26九年级上·全国·期末)如图,在中,,是边上的高,是边上的一个动点(不与,重合),,,垂足分别为,.
(1)求证:;
(2)与是否垂直?若垂直,请给出证明;若不垂直,请说明理由.
【答案】(1)
证明:是边上的高,
,
,
,
在和中,
,,
,
;
(2)
解:与垂直,
证明:,
四边形为矩形,
,
由(1)知,
,
中,
,
,
,
,
,
,
又,
,
即,
.
【分析】本题主要考查了相似三角形的判定与性质、矩形的性质.
根据垂直的定义可知,又因为,可证,根据相似三角形的性质可证结论成立;
根据,可证四边形为矩形,可得:,根据同角或等角的余角相等,可证:,根据两边对应成比例且夹角相等的两个三角形相似,可证:,根据相似三角形对应角相等,可证:,从而可证,即可证明与垂直.
【详解】(1)略
(2)略
题型6 相似中的“动点存在性”问题
▌例1(25-26八年级下·山东青岛·期末)如图,在矩形中,,,点从点出发,沿方向匀速运动,点从点出发,沿方向匀速运动,两点同时出发,速度均为,设运动时间为().
(1)当以,,为顶点的三角形与相似时,求的值;
(2)当取何值时,四边形的面积等于?
(3)是否存在某一时刻,使?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
解题要点
1.在解答(1)时,题目明确指出两个三角形可能有两种对应关系。这类双解问题千万不能漏解,需根据顶点字母的对应顺序准确写出比例式。
2.求不规则四边形的面积时,“化整为零”是个好思路。如(2)问,将其分割为两个三角形。利用相似三角形对应线段成比例求出三角形的高,是初中阶段常规且严谨的几何解法。
3.求出 t的值后,务必验证它是否满足题目给定的参数范围(本题中为 0<t<4)。不满足的负值或超出范围的解必须果断舍去。
【答案】(1)或
(2)
(3)存在,
【分析】(1)根据矩形的性质,求出的长,根据题意求出,推出,再根据相似的判定推出或,运用相似的性质求解即可;
(2)过点作,,垂足分别为,,结合矩形的性质分别证明、,再运用相似的性质结合(1)中,,求出,,最后根据代入求解即可;
(3)过点作,,垂足分别为,,根据矩形的性质,证明四边形为矩形,运用矩形的性质结合题意,推出,再结合(1)、(2)已求线段的值,代入求解即可.
【详解】(1)解:∵矩形,
∴, ,,
∴,
∵在中,,,,
∴根据勾股定理得,,
∵由题意可得,,
∴,
∵以,,为顶点的三角形与相似,
又∵,
∴或,
∴或
∴或,
解方程,得,
解方程,得,(舍去),
综合上述,当以,,为顶点的三角形与相似时,的值为或;
(2)解:如图,过点作,,垂足分别为,,
由(1)得,,
∵矩形,
∴,,
∵,,
∴,
∵,
∴,即,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴ ,即,
∴,
∵,
∴,则,
整理得,
解得,(舍去),
∴时,四边形的面积等于;
(3)解:如图,过点作,,垂足分别为,,
由(1)得,,
由(2)得,,
∵矩形,
∴,,,
∵,,
∴四边形为矩形,
∴,,,
∴,,
∵,则,
又∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,即,解得.
▌迁移练1-1(25-26八年级下·江苏苏州·阶段检测)如图,在中,,动点P从点A开始沿边以的速度向点B运动,动点Q从点B开始沿边以的速度向点C运动,如果P、Q两点同时出发,经过______s,与相似.
【答案】4或
【分析】首先在运动过程中,与的公共角始终保持相等, 但另外两组角的对应关系不确定,因此需分情况讨论.然后就每种情况利用相似三角形的对应边成比例求解即可.
【详解】解:设运动时间为t,由题意可知,,,
①当时,
则,即,
解得.
∴经过,.
②当时,
则,即,
解得.
∴经过,.
综上,经过或,与相似.
▌迁移练1-2(2026·吉林长春·模拟预测)如图,在中,,,于点,点从点出发,沿着射线运动,速度为,点从同时出发,沿、向终点运动,速度为,设它们运动的时间为,当点到达点时,点也停止运动.
(1)用含的代数式表示的长;
(2)求为何值时,和相似;
(3)设的面积为,求与的函数关系式.
【答案】(1)当时,;当时,
(2)或
(3)
【分析】(1)分当时,当时,根据题意分别解答即可.
(2)根据等腰三角形的性质和勾股定理求出,,由题意知,当时,在线段上,,在上,.当时,在延长线上,,在上,.再分①若,②若,分别求解即可.
(3)过点作于点,如图③,分当时,,如图④,当时,,求解即可.
【详解】(1)解:当时,;当时,.
(2)解:,,于点,
,.
由题意知,
当时,在线段上,,在上,.
当时,在延长线上,,在上,.
①若,如图①,
则,
,
解得.
②若,如图②,
则,
,
解得.
综上所述,或时,和相似.
(3)解:过点作于点,如图③,
当时,,即点与点重合,不存在;
当时,,
,
,
;
如图④,当时,,
,
,
.
综上所述,.
▌迁移练1-3(2026·吉林松原·模拟预测)如图,在中,,,,为的中点,点从点出发,沿方向以每秒个单位长度的速度向终点运动,点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿折线向终点运动,、两点同时出发,当点停止运动时,点也随之停止运动,设点的运动时间为秒.
(1)______;
(2)当时,求的值;
(3)过点作 于点,以、为邻边作矩形,设矩形与 重叠部分图形的面积为,当重叠部分图形为四边形时,求与之间的函数关系式.
【答案】(1)
(2)
(3)当时,;当时,;当时,;当时,
【分析】(1)根据勾股定理算出,
(2)根据点从点出发,沿方向以每秒个单位长度的速度向终点运动,点从点出发以每秒个单位长度的速度运动,得出,又因为,故,则,即可作答.
(3)要结合题意,进行逐个情况作图,运用数形结合思想以及面积计算方式进行列式,即可作答.
【详解】(1)解:在中,,,,
∴;
(2)解:∵点Q从点C出发,沿方向以每秒个单位长度的速度向终点D运动,点P从点A出发以每秒5个单位长度的速度,
∴,
,
当时,
则
∴ ,
∴,
,
∴
(3)解:由(2)得,当时,,
∴①当时,如图1,重叠部分是四边形 .
∵在中,,,,
∴,
则,
∴,
则.
∵点P从点A出发以每秒5个单位长度的速度,沿折线向终点C运动,Q,P两点同时出发,当点Q 停止运动时,点P也随之停止.设点Q运动的时间为t秒.
∴,
②当时,如图2,
,
则
∴
;
当时,
则,
则;
③当时,如图3,重叠部分是五边形.
则,
则
∴
∴
则
∴
∵点D为的中点,点Q从点C出发,沿方向以每秒个单位长度的速度向终点D运动,
∴
④当时,如图4,
则
题型7 位似图形与坐标变换
▌例1(25-26八年级下·山东烟台·期末)如图,在平面直角坐标系中,的三个顶点坐标分别为,,.请解答下列问题:
(1)以原点O为位似中心,在第一象限内画出与位似的图形,使与的相似比为;
(2)直接写出点坐标 ;若线段上点D的坐标为,则其对应点的坐标 ;
(3)求的面积.
解题要点
1.位似图形与坐标:在平面直角坐标系中,以原点 O 为位似中心作位似图形,若相似比为 k:
当位似图形在原点同侧时,对应点坐标乘 k;当位似图形在原点异侧时,对应点坐标乘 −k。
2. 2.在解决第(3)问时,不要直接代入 A1,B1,C1 的大坐标去死算。掌握 “位似图形的面积比等于相似比的平方” 这一性质,先求出原图形面积(数值通常较小易算),再乘以 22=4,效率极高且不易算错。
【答案】(1)如图,即为所求.
(2);
(3)14
【分析】(1)连接、、,并将其延长到原来的2倍,进而连接即可得到;
(2)由图即可得点的坐标,根据位似的性质,结合点D的坐标即可得到点的坐标;
(3)利用割补法即可求解.
【详解】(1)略
(2)解:由图可得,点坐标为,
由位似的性质可得,线段上点的对应点的坐标为.
(3)解:的面积为.
▌迁移练1-1(2026·甘肃天水·中考真题)如图,四边形与四边形是以原点为位似中心的位似图形.若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据对应点坐标求出位似比,再利用对应边之比等于位似比求解即可.
【详解】解:∵,,
∴,,
∵四边形与四边形是以原点为位似中心的位似图形,
∴,即,
∴.
▌迁移练1-2(2026·黑龙江绥化·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,是等腰直角三角形,,,将绕点顺时针旋转后,得到,点,的对应点分别是点,,以原点为位似中心,将放大为原来的3倍后,得到,顶点在第一象限对应点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由是等腰直角三角形得到,,即可判断旋转后点在x轴上,轴,,,通过解直角三角形得到,,得到点的坐标,再根据位似图形的坐标变化求解即可.
【详解】解:如图,
∵是等腰直角三角形,,,
∴,,
∴与x轴的夹角为,
∵绕点顺时针旋转后,得到,
∴点在x轴上,轴,,,
∴,
,
∴,
∵以原点为位似中心,将放大为原来的3倍后,得到,
∴顶点在第一象限对应点的坐标是,即.
▌迁移练1-3(2026·安徽芜湖·三模)在边长为1的小正方形网格坐标系中,顶点均为格点,点,对应位似点.
(1)描出AC中点D,写出点D坐标;
(2)以原点O为位似中心,将放大得到,画出图形.
【答案】(1)如图,AC中点;
(2)
【详解】解:(1)略
(2)由对应,得位似比为2,将各顶点坐标放大2倍,再取相反数,顺次连接即可得到.图略.
题型8 相似形的实际应用
▌例1(26-27九年级·全国·暑假作业)如图,为了测量山脚、之间的距离,选定一点,量得步,步,在的延长线上取点,使步,在的延长线上取点,使步,量得步.你知道、之间相距多少步吗?
解题要点
1.观察图形可知,线段 BD与 AC相交于点 O,根据对顶角相等的性质,可得 ∠BOC=∠DOA。
2.根据相似三角形的性质,对应边成比例。由上述比例可知,相似比 k=2,即 =2。
【答案】136步
【分析】先计算两组对应边的比值,结合对顶角相等证明,再利用相似三角形对应边成比例求出长度.
【详解】解:已知,,,,
,
,
与是对顶角,
,
两边对应成比例且夹角相等,故,
,
已知步,代入得:,
之间相距136步.
▌迁移练1-1(25-26八年级下·山东烟台·期末)受刘徽《海岛算经》中的“测望法”启发,某兴趣小组设计如下方法测量河宽.如图,从B处沿与垂直的直线方向走到达C处,插一根标杆,然后沿同方向继续走到达D处,再右转走到E处,使点A,C,E恰好在同一条直线上,此时量得.
(1)求证:.
(2)求河宽的长.
【答案】(1)证明:由题可知,,
(2)
【分析】(1)根据题意,利用“两个角对应相等的两个三角形相似”,即可求证;
(2)根据相似三角形的性质,可得,代入即可求解.
【详解】(1)证明略
(2)解:由题可知,,,,
,
,即,
,
答:河宽为.
▌迁移练1-2(25-26八年级下·山东泰安·期末)为响应国家节能减排的号召,某地乡村道路安装太阳能路灯.如图是一种新型太阳能路灯,已知太阳能路灯与墙相距18米,身高米的小明在离路灯3米的处时,测得自身影长为1米.
(1)求路灯的高度;
(2)小明沿着走至处时,头顶的影子刚好落到墙脚处,则他行走的路程是事多少米;
(3)小明继续往前走(如图2),在距离墙2米的处停下,求此时小明在墙上的影子高度.
【答案】(1)米
(2)米
(3)1米
【分析】(1)由题意知:米,米,证明,列比例式计算即可;
(2)证明,求得(米),再根据,求解即可;
(3)连接并延长交于点,过点作于点,交于点,则四边形是矩形,四边形是矩形,设米,则米,米,米,米,米,根据,列比例式求解即可;
【详解】(1)解:由题意知:米,米,
(米),
,
,
即,
解得:(米),
答:路灯的高度是米;
(2)解:由题意知,米,米,米,
,
,
,
即,
解得:(米),
(米),
答:当走到处时,他行走的路程是米;
(3)解:如图2,连接并延长交于点,过点作于点,交于点,
则四边形是矩形,四边形是矩形,
设米,
则米,米,米,
米,米,
,
,
,
即,
解得:,
答:此时小明在墙上的影子有1米高.
▌迁移练1-3(2026·广东汕头·三模)综合与实践
【问题情境】
数学活动课上,老师要求九年级(2)班各学习小组的同学测量操场上不同旗杆的高度,活动过程如下:
(1)利用镜子测量:如图1,小康站在操场上点E处,前面水平放置镜面C,并通过镜面观测到旗杆顶端A,.小组中的同学测得小康的眼睛距地面的高度米,小康到镜面的距离米,镜面到旗杆的距离米.求旗杆的高度.
(2)利用标杆测量:如图2,小英站在操场上的点E处,她的眼睛D,标杆的顶端C和旗杆的顶端A在一条直线上,小组中的同学测得小英的眼睛到地面的高度米,标杆高米,米,米,,,均垂直于地面,与水平面平行.求旗杆的高度.
【答案】(1)7.5米
(2)11.5米
【分析】(1)证明,由相似三角形的性质得出,代入数值即可得出的值.
(2)证明,由相似三角形的性质得出.代入数值即可得出的值,最后由线段的和差关系即可求出的值.
【详解】(1)解:∵,,
∴.
∴.
∴.
∴.
答:旗杆的高度为7.5米.
(2)解:∵,,均垂直于地面,与水平面平行,
∴,米.
∵,
∴.
∴.
∵(米),米,(米),
∴.
∴.
∴(米).
答:旗杆的高度为11.5米.
难点一 比例与相似性质
难点1比例式的“双轨转换
深度规律:比例式本质是一个方程,但形式上可以有无数种写法。若题目要求 =,则四个量中知三求一。而合比性质 =是整体与部分的协同变化。
方法透析:遇到“=求”,不要硬算,直接令 a=3x,b=2x设参数,代入即得。参数法能破解所有比例变形题。
难点2 相似的性质
深度规律:边长比k=周长比=对应高/中线比k=面积比k2。
逆向秒杀技:若题目给出面积比 1:4求相似比,必须做“降维”操作——开平方得1:2。若给出面积和底边,求对应高,则高之比 = 面积比÷底边比(这其实是“同底不同高”的非相似情境)。
透析结论:面积比只有两条路——要么走“相似公式(平方)”,要么走“共边/同高定理(直接比底边)”。两条路绝不能混用。
难点精练
1.(25-26八年级下·山东烟台·期中)若,且b是a、c的比例中项,那么等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据比例中项的概念可得,由此即可求得答案.
【详解】解:∵b是a、c的比例中项,
∴,
∴.
2.(2026·浙江台州·二模)如图,将矩形划分成四个全等的矩形.若要使每一个矩形与原矩形相似,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了相似多边形的性质,根据全等矩形的性质,得出小矩形的长和宽,从而求出的值.
【详解】解:已知矩形划分成四个全等的矩形,
矩形的宽为,长为,
小矩形的宽为,长为,
矩形与四个小矩形相似,
,
,
,,
.
3.(2026·河北邯郸·三模)如图,,,下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:∵,
∴,,
∴,故A正确,
∴,
∴,,故B、C正确,
∴,故D错误.
难点二 相似综合问题
难点1:隐藏几何模型
规律一(双垂直-射影定理):在 Rt△ABC 中,CD⊥AB 于 D,则三组相似天然成立(△ACD∼△CBD∼△ABC)。
必记三级结论:AC2=AD⋅AB;BC2=BD⋅AB;CD2=AD⋅BD。
透析:看到“直角三角形 + 斜边高”,不要犹豫,直接在草稿纸上写出这三个乘积式,通常不需要再证明,直接代入即可秒杀计算题。
规律二(一线三等角- K字型):若一条直线上出现三个相等的角(如 90∘,60∘),则直线两端的两个三角形必然相似。
透析:实际题目中往往只给你两个角,需要你主动补画第三个角(作垂线)。这是“添加辅助线”的定式——当图中出现“直角多”或“等腰多”时,必考一线三等角,立刻构造。
难点2:判定中的“隐藏条件”与“伪判定”
规律:相似判定中,SAS(两边成比例且夹角相等) 的“夹角”必须是两已知边的公共夹角。而全等中的 SSA(边边角)在相似中完全无效。
透析:若题目给出“,且∠B=∠E”,很多人误以为符合 SAS,其实 ∠B 是 AB 与 BC 的夹角,不是 AB 与 AC 的夹角,条件不足。
应对法:用相似判定前,先自问三个问题:
这是不是 AA(两角)?若角度易得,直接用 AA 最稳。
若是 SAS,用红笔画出已知角,看它是不是夹在已知两边之间。
若都不是,考虑用 SSS(三边比),但这在代数上计算量较大。
难点精练
1.(2026·福建莆田·模拟预测)在平面直角坐标系中,直角三角板按如图位置摆放,直角顶点与原点O重合,点A在反比例函数的图像上,.若点B坐标为,则k的值是______.
【答案】1
【分析】过点作垂直于轴,过点作垂直于轴,根据点的坐标求出的长度,利用勾股定理求出的长度,再通过解直角三角形求出的长度,最后利用“字模型”求出的距离,根据的几何意义求解.
【详解】解:如图所示,过点作垂直于轴,垂足为点,过点作垂直于轴,垂足为点,
∴,
∵点,
∴,
在中,,
在中,,
∴,即,解得,
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,即,解得,
∴,
又∵,
∴,
又∵反比例函数图像在第一象限,
∴.
2.(24-25九年级下·广西南宁·开学考试)如图,在中,于,求证:.
【答案】
证明:∵于D,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
【分析】本题考查了相似三角形的判定与性质:证明,列出比例式即可求证.
【详解】略
3.(2026·湖北黄石·三模)如图,中,,将绕点逆时针旋转到,连接,.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,若与相交于点,求证:点是的中点;
(3)如图3,当,时,探究与的数量关系并说明理由.
【答案】(1)证明:∵将绕点A旋转得到,
∴,,.
∴,.
∴.
(2)证明:过点D作于点M,过点B作,交的延长线于点N,
由旋转的性质可知,, ,
,,,
,
又∵
,
,
,,
,
,
即点是线段的中点.
(3)解:结论:,
理由:延长、交于点,过点作,垂足为,
设,由可得,
∵,
∴,
∴,,
∵,即,
∴,
∵,,
∴,,,
由(2)得,
∴
∴,,
∴,
∴,
∴
∵,,
∴,
∴,即:,
∴,
∴,
∴
∴,即.
【分析】(1)根据旋转的性质可得,,,即可得出,,根据相似三角形的判定定理即可证明.
(2)过点D作于点M,过点B作,交的延长线于点N,构造K字形全等,得,由全等三角形的性质得到,进而证明即可得出.
(3)延长、交于点,过点作,垂足为,设,则,可求,,根据中点+平行线模型可得,可得,,由勾股定理可得,进而求出,利用可得,由此求出,根据,求出,由此得出.
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
基础达标
一、单选题
1.(25-26九年级上·江苏盐城·期末)如图,已知,那么添加下列的一个条件后,仍无法判定的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【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的关键.
根据题意,可知两三角形有一组角对应相等,依据添加的条件,逐个判断即可.
【详解】解:,
,即,
A、添加,根据两边对应成比例及夹角相等,则;
B、添加,根据两角对应相等,则;
C、添加,虽然两边对应成比例,但和不是它们的夹角,则和不一定相似;
D、添加,根据两角对应相等,则;
故选:C.
2.(25-26九年级上·河北保定·期末)如图,方格纸中有与,其中的一边与的一边和方格线重合.下列判断正确的是( )
A.一定相似,因为两个三角形都是直角三角形
B.一定相似,因为两个三角形的对应边成比例
C.不一定相似,因为两个三角形的对应角不一定相等
D.不相似,因为两个三角形的对应边不成比例
【答案】B
【分析】本题考查了相似三角形的判定,解题的关键是利用勾股定理计算出各边长度,再验证三边是否成比例.
设方格边长为1,用勾股定理算出和三边的长度.计算两组三角形对应边的比值,发现三组对应边比例相等.根据“三边对应成比例,两三角形相似”的判定定理,得出两三角形一定相似的结论.对照选项,选出正确答案.
【详解】解:设每个小方格的边长为1,
在中:
,,
在中:
,,
,,
∴三组对应边的比例相等,根据“三边对应成比例的两个三角形相似”,可以判定与一定相似.
A.仅为直角三角形不能判定相似,还需要对应边成比例或对应角相等,故本选项不符合题意;
B.因为两个三角形的对应边成比例,满足相似三角形的判定条件,故本选项符合题意;
C.对应边成比例必然导致对应角相等,所以一定相似,故本选项不符合题意;
D.对应边成比例必然导致对应角相等,所以一定相似,故本选项不符合题意;
故选:B.
3.(25-26九年级上·河南许昌·期末)如图,在中,,,,将沿图示中的虚线剪开,剪下的阴影三角形与原三角形不相似的是( )
A.B.C. D.
【答案】C
【分析】利用相似三角形的判定定理,逐项进行判断即可.
【详解】解:A.阴影三角形的外角为,根据三角形外角定理,阴影三角形的一个内角等于.角与原三角形的相等,且阴影三角形与原三角形共享.根据两角对应相等,阴影三角形与相似.
B.阴影三角形的外角为,其内角为,与原三角形的相等,且共享.根据两角对应相等,阴影三角形与相似.
C.阴影三角形与原三角形共享,夹的两边为上的和上的.原三角形夹的两边比为,阴影三角形夹的两边比为.两组边的比例相同,但所夹的角不相等,不满足两边对应成比例且夹角相等的相似判定.图中无额外等角信息,无法用两角对应相等判定相似.所以,阴影三角形与不相似.
D.阴影三角形与原三角形共享,夹的两边为上的(,截取了)和上的(,截取后剩余)得阴影三角形两边比:(或逆序).原三角形两边比:;若按对应阴影边、对应阴影边,比例为,满足两边对应成比例及其夹角相等,两三角形相似,所以,阴影三角形与相似.
4.(24-25九年级上·全国·期末)如图,在正方形 中, 为 的中点,连接 并延长,交 边的延长线于点 ,对角线 交 于点 ,已知 ,则线段 的长是 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了正方形的性质,相似三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,正确掌握相关性质内容是解题的关键.先结合正方形的性质得出,,再证明,然后证明,即可作答.
【详解】∵四边形为正方形,
∴,,
∵ 为 的中点,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
故选:D.
5.(25-26九年级上·辽宁丹东·期中)如图,,若,则与的面积比是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】此题重点考查相似三角形的判定与性质,证明是解题的关键.
证明,则,于是得到问题的答案.
【详解】解:,
,
,
故选:D.
6.(25-26九年级上·湖南湘潭·期中)如图,已知,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了相似三角形的性质,相似三角形的面积比等于相似比的平方,准确计算是解题的关键.
根据相似三角形的性质求解即可.
【详解】解:,且,
;
故选:.
7.(25-26九年级上·江苏徐州·阶段检测)若,相似比为,则与的周长的比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查相似三角形的性质,掌握周长比等于相似比是关键.根据相似三角形的性质,周长比等于相似比求解即可.
【详解】解:∵,相似比为,
∴.
故选:B.
8.(2025·江苏南京·三模)如图,,与相交于点,过点的直线与,分别相交于点,,若,,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查的是平行线分线段成比例,相似三角形的判定与性质,熟记相关定理与性质是解本题的关键.
由得到,,,进而求解即可.
【详解】解:∵
∴,,
∴.
故选:C.
二、填空题
9.(26-27九年级·全国·暑假作业)如图,和是位似三角形,位似中心为点O,,则和的位似比为________.
【答案】
【详解】解:∵和是位似三角形,位似中心为点O,,
∴和的位似比为.
10.(25-26九年级上·河南周口·期末)如图,点,分别在的边,上,要使,则可以添加的条件是___________.(只需添加一个条件即可).
【答案】(答案不唯一)
【分析】本题考查相似三角形的判定定理,在已经有公共角的前提下,再添一组角对应相等或者角的两边对应成比例即可.
【详解】解:添加条件,.
∵,,
∴.
故答案为:.(答案不唯一)
11.(25-26八年级下·山东威海·期末)小明和小强在同一时刻并排站立在阳光下,测得小明的身高为1.8米,其影长为2米,小强的身高为1.6米,则小强的影长为________米.
【答案】/
【分析】同一时刻阳光下的平行投影中,物体高度与影长成比例,据此设未知数列方程求解即可.
【详解】解:设小强的影长为米,根据题意得
解得
经检验是原方程的解.
∴小强的影长为米.
12.(2026·四川乐山·一模)如图所示,有和,小嘉同学欲添加两个条件使得,现有三个条件可供他选择:①;②;③.则正确的组合可以是_____(填序号)
【答案】①②或①③
【分析】由可得.只需还有一对角对应相等或夹边对应成比例即可使得.
【详解】解:∵,
∴,即.
当或时,.即①②或①③符合题意.
三、解答题
13.(2026·安徽阜阳·二模)如图,在由边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中建立平面直角坐标系,的顶点均在格点上(网格线的交点).
(1)画出先向下平移2个单位长度,再向右平移3个单位长度得到的;
(2)以原点为位似中心,在轴的上方画出,使与位似,且位似比为;
(3)和关于点位似,直接写出点的坐标为______________.
【答案】(1)
解:如图,即为所求;
(2)
解:如图,即为所求;
(3)
【分析】(1)利用平移的性质即可解答;
(2)利用位似三角形的概念即可解答;
(3)连接,,交于点即可.
【详解】(1)略
(2)略
(3)解:如图,点即为所求.
可得.
14.(25-26九年级上·天津·阶段检测)如图,已知,.求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查相似三角形的判定,由,得到,结合,即可证明.
【详解】证明:∵,
∴,
∵,
∴.
15.(25-26九年级上·陕西咸阳·阶段检测)如图,在正方形中,点E是的中点,点F、G分别在边上,连接,若,求证:.
【答案】见解析
【分析】本题主要考查了正方形的性质、相似三角形的判定等知识点,掌握两边对应成比例且夹角相等的两个三角形相似是解题的关键.
由正方形的性质可得,再结合已知条件可得,然后根据相似三角形的判定定理即可证明结论.
【详解】证明:四边形是正方形,
,
点E是的中点,
,
,
.
16.(25-26九年级上·福建泉州·期末)如图,在中,,是的平分线,交于点.
(1)在斜边上求作点,使.(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若,,求的长.
【答案】(1)
如图,点即为所求;
(2)
【分析】本题考查了尺规作图-作垂线,相似三角形的性质,勾股定理等知识点.
(1)由可得,即过点作交于点即可,然后按照过直线上一点作已知直线的垂线的方法作图即可;
(2)由求出,再由勾股定理求解即可.
【详解】(1)略
(2)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴
17.(25-26九年级上·重庆万州·期中)如图,在平行四边形中,为上一点,连接、,且、交于点,
(1)求证:;
(2)已知,,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查平行四边形的性质,相似三角形的判定与性质;
(1)由平行四边形得到,即可证明;
(2)由得到,再代入求值即可.
【详解】(1)证明:∵平行四边形,
∴,,
∴,
∵,
∴;
(2)解:∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
18.(25-26九年级上·广东湛江·期末)如图,在中,为边上一点,.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】本题考查相似三角形的判定与性质,熟记相似三角形的判定与性质是解决问题的关键.
(1)由两组对应角相等的三角形相似直接判定即可得到答案;
(2)由(1)中得到,代入值计算即可得到答案.
【详解】(1)证明:,
;
(2)解:由(1)知,
∴,
,
∴,
.
能力进阶
一、单选题
1.(25-26八年级下·山东泰安·期末)下列图形一定相似的是( )
A.两个矩形 B.两个等腰直角三角形
C.有一个角是的两个等腰三角形 D.两个菱形
【答案】B
【分析】根据相似图形的定义,即对应角相等、对应边成比例的图形相似,结合各类图形的性质,逐个判断选项即可.
【详解】解:选项A:∵两个矩形对应角相等,但对应边不一定成比例,∴两个矩形不一定相似,A不符合题意.
选项B:∵等腰直角三角形的三个内角固定为,,,对应角一定相等,且对应边一定成比例,∴两个等腰直角三角形一定相似,B符合题意.
选项C:∵的角可能是等腰三角形的顶角,也可能是底角,会导致两个三角形对应角不一定相等,∴两个三角形不一定相似,C不符合题意.
选项D:∵两个菱形的对应角不一定相等,∴两个菱形不一定相似,D不符合题意.
2.(25-26八年级下·吉林长春·期末)如图,直线,直线、、对应刻度尺上的刻度读数分别是、、,若,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据平行线分线段成比例定理计算即可得出结果.
【详解】解:设刻度尺所在直线与直线、、的交点分别为、、,
∵直线、、对应刻度尺上的刻度读数分别是、、,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴.
3.(25-26八年级下·重庆·期末)若,则下列各式中一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据比例的基本性质,可通过设参数法结合比例性质化简,逐一判断选项即可.
【详解】解:由可设,(),
对选项A,,仅当时结果为,不是对任意成立,故选项A错误;
对选项B,由交叉相乘得,与不符,故选项B错误;
对选项C,,仅当时结果为,不是对任意成立,故选项C错误;
对选项D,,等式一定成立,故选项D正确,符合题意.
4.(25-26八年级下·山东威海·期末)已知,线段,点,是线段的两个黄金分割点,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据黄金分割比例求出的长,再根据列式求解即可.
【详解】解:∵线段,点,是线段的两个黄金分割点,
∴,
∴.
5.(25-26九年级下·山东烟台·期末)在欧几里得的《几何原本》中给出一个找线段的黄金分割点的方法.如图所示,以线段为边作正方形,取的中点E,连结,在的延长线上取点F,使,以为边作正方形.则点A、点E、点H、点I四个点中分别是所在的一条线段的黄金分割点的有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【答案】B
【分析】设正方形边长为,利用勾股定理求出,进而得到、、、的长度,根据黄金分割的定义逐一判断点、、、是否为所在某条线段的黄金分割点;
【详解】解:在正方形中,,
设,
∵是的中点,
∴,
在中,,
∵,
∴,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,,
∴,满足黄金分割定义,
∴点是线段的黄金分割点;
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
∴,满足黄金分割定义,
∴点是线段的黄金分割点;
∵、、、在同一直线上,
∴,
∵,,
∴,满足黄金分割定义,
∴点是线段的黄金分割点;
∵是的中点,
∴不是的黄金分割点,
∵,,,
∴,,
∴,
∴不是的黄金分割点,
综上所述,点、、是黄金分割点,共3个.
6.(2026·宁夏银川·三模)我们把顶角为的等腰三角形称为“黄金三角形”,它的底与腰的比值为.如图,在中,,,平分交于点,若,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据等腰三角形的性质及三角形内角和定理求出和的度数,结合角平分线定义求出的度数,进而证得是顶角为的等腰三角形,利用题目给出的“黄金三角形”底与腰的比值关系即可求解.
【详解】解:,,
,
平分,
,
,
,
,
是顶角为的等腰三角形,即“黄金三角形”,
,
,
.
7.(25-26八年级下·湖北·期末)如图,在正方形中,点为边上一点,点为边延长线上一点且,连,点为的中点,连,,,.有下列结论:
①;
②;
③直线垂直平分;
④若,则.其中正确的有几个( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】对于结论①,因为正方形的边,且,又已知,所以可依据判定定理判断两个三角形是否全等;
对于结论②,先由①的全等可得、,可推出是等腰直角三角形,再结合正方形对角线分角为、是直角三角形的角度关系,推导角的和是否为;
对于结论③,因为直角三角形斜边中线等于斜边的一半,所以可得,再结合正方形顶点到两端距离相等,判断是否在的垂直平分线上;
对于结论④,过点作交于点,可得中位线与的关系,用③的结论可证的形状,从而得到与的关系,因此结合的长度求解的长度.
【详解】①:正方形中,,,已知,根据全等判定,可得,故①正确
②:由①得:,,,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,,
∵正方形对角线平分,
∴,
即,
又∵是直角三角形,
∴,
而,
∴,
∴,故②正确;
③:连接、,
在直角中,是中点,故;
在直角中,是中点,故,
∴,
∴点在的垂直平分线上,
∵,
∴点在的垂直平分线上,
∴垂直平分,③正确;
④:过点作交于点,
由③得,直线垂直平分,且为正方形的对角线,
∴平分,
∴,
∴,
∵,
则,
∵点为的中点,且,
∴点为的中点,
∴为的中位线,
∴,故④正确,
四个结论全部正确,正确的个数为.
8.(25-26九年级下·山东烟台·期末)如图,在矩形中,,连接,以对角线为边,按逆时针方向作矩形,使矩形矩形ADCB;再连接,以对角线为边,按逆时针方向作矩形,使矩形矩形,…,按照此规律作下去,则边的长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据已知和矩形的性质可分别求得,利用相似多边形的性质可发现规律,根据规律即可解决问题.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∵按逆时针方向作矩形的相似矩形,
∴矩形的边长和矩形的相似比为,
∴矩形的对角线和矩形的对角线的比为,
∵矩形的对角线为,
∴矩形的对角线,
依此类推,矩形的对角线和矩形的对角线的比为,
∴矩形的对角线,
∴矩形的对角线,
按此规律第个矩形的对角线
.
二、填空题
9.(25-26八年级下·山东泰安·期末)2026年国际数学日的主题为“数学与希望”.某校学生运用所学AI技术围绕该主题设计了一张黄金矩形(宽与长的比为黄金比)海报.若该海报的长为,则它的宽为___________.
【答案】
【分析】根据黄金矩形的定义,宽与长的比为黄金比,将已知的长代入比例式,化简计算即可求解.
【详解】解:设海报的宽为,已知长为,由黄金矩形的定义可得
,
解得,
即宽为.
10.(2026·内蒙古·中考真题)如图,等边三角形纸片的边长为10,点,分别为,边上的点.将沿折叠,若点恰好落在该纸片边的中点处,则四边形的周长是____________.
【答案】
【分析】连接交于点O,由三线合一得,. 由折叠的性质可知,,,,,可得,由平行线分线段成比例求出,再根据三角形中位线的性质求出即可求解.
【详解】解:如图,连接交于点O,
是等边三角形,边长为
,
点是边的中点
,.
由折叠的性质可知,,,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴四边形的周长.
11.(2026·湖南衡阳·一模)如图,在中,,点D,E,F分别在边,,上,已知,垂直平分.
(1)若,则的度数为________;
(2)下列结论正确的是________.(写出所有正确结论的序号)
①若D为的中点,则F为的中点;
②若连接,则四边形为菱形;
③若,,则的长为.
【答案】 ①②③
【分析】(1)先根据三角形的外角性质求出,再结合线段垂直平分线的性质以及三线合一求解即可;
(2)①利用平行线分线段成比例定理求解;②根据线段垂直平分线的性质以及四边相等的四边形是菱形证明即可;③先由勾股定理求解,再根据,得到,即可求解.
【详解】解:(1)∵
∴
∴
∵垂直平分
∴
∴;
(2)①∵D为的中点,
∴
∵,
∴,
∴
∴
∴F为的中点,故①正确
②如图,
∵垂直平分
∴,
∵
∴
由(1)可得,
∴
∴,
∴
∴四边形为菱形,故②正确;
∵四边形是菱形,
∴
∴
∵
∴
∵
∴
∴
∴
∴,故③正确,
∴正确的有①②③.
12.(2026·浙江杭州·三模)新定义:两边之比等于黄金比的矩形叫做黄金矩形,如图,矩形是黄金矩形(),点、分别在边、上,将矩形沿直线折叠,使点的对应点落在边上,点的对应点为,过点作于点,当矩形也是黄金矩形()时,则___________.
【答案】/
【分析】连接,根据黄金矩形的定义设,,则,证明得到,从而,设,则,在中,根据构造方程,求解得到,从而.
【详解】解:连接,
∵矩形是黄金矩形,,,
∴设,,
∵矩形是黄金矩形,,
∴,
∴,
∵四边形是四边形翻折得到,
∴,,
,
∴,
∵在矩形中,,
又
∴,
∴,
∴,
设,则
,
∵在中,,
∴
解得:,
∴,
∴.
三、解答题
13.(25-26九年级下·广西崇左·期中)如图,在矩形中,若,求的长度.
【答案】1
【分析】根据矩形的性质得到,,根据平行线分线段成比例定理得到,根据勾股定理求出的值,即可得到的长度.
【详解】解:∵矩形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴.
14.(2026·广西玉林·二模)如图,在中,.
(1)尺规作图:作线段的垂直平分线,分别交,于点,;(要求:保留作图痕迹,不写作法,标明字母)
(2)在(1)所作的图中,连接,若,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)根据线段垂直平分线的基本作图,求解即可;
(2)连接,根据平行线分线段成比例定理,直角三角形的性质,求解即可;
【详解】(1)解:根据题意,作图如下:
则直线即为所求;
(2)解:如图,连接,
由(1)知,且平分,
,且是的中点,
故,
是的中点,
,
,
根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,得;
15.(2026·安徽蚌埠·一模)新考法无刻度直尺作图,如图,在平面直角坐标系中,的顶点A,B,C的坐标分别是,,.
(1)画出关于x轴对称的;
(2)以点O为对称中心,画出的中心对称图形;
(3)借助网格,用无刻度直尺画出线段,使点E在线段上,点F在线段上,且.
【答案】(1)
如图所示,即为所求;
(2)
如图所示,即为所求;
(3)
如图所示,即为所求.
【分析】(1)根据轴对称变换的性质找出对应点即可求解;
(2)根据中心对称的性质找出对应点即可求解;
(3)利用“平行线分线段成比例”可找到的中点E,再利用“矩形的对角线互相平分”可找到的中点F,连接即可.
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
16.(25-26九年级下·北京·开学考试)如图,在中,,是中点,点在线段上,以点为中心,将线段逆时针旋转得线段,连接,.
(1)比较与大小,用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明;
(2)过点作的垂线,交于点,用等式表示线段与的数量关系,并证明.
【答案】(1);,证明见解析
(2),证明见解析
【分析】本题考查旋转的性质、全等三角形的判定与性质、等腰三角形的性质、平行线分线段成比例,熟练掌握相关性质是解题的关键.
(1)根据旋转的性质易证得,进而得到、,结合中点M的性质,从而得到,;
(2)过点E作,交于点H,结合(1)中的结论易证得,进而得到,再证得,最后利用平行线分线段成比例的性质得到,从而得到结论.
【详解】(1)证明:;,证明过程如下:
,
,
由旋转的性质得、,
,
,
在和中,
,
,
、,
,
点是中点,
,
;
(2)证明:,证明过程如下:
过点E作,交于点H,
由(1)可知,
,
,
,
,
,
、,
,
,
.
17.(2026·安徽淮南·三模)如图,在Rt中,,,点是边中点,,.
(1)当点在线段上,点在线段上,时,的值是_______;
(2)当点在射线上,点在射线上,点,不与点,重合,请探究,,之间的数量关系.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)当时,根据平行线分线段成比例定理可以求出,可以证明四边形是正方形,根据正方形的性质可以求出;
(2)当点在射线上,点在射线上时,当点在线段上,点在线段上时,可以求出;当点在线段外,点在线段外时,可以求出.
【详解】(1)解:如下图所示,
,,
,
,
,
,
,
点是边中点,
,
,
,
四边形是矩形,
,,
,
,
,
四边形是正方形,
;
(2)解:如下图所示,当时,连接,
,点是的中点,
,,
又,
,
,
,
,
在与中,,
,
,
;
如图2所示,当时,连接,
点,不与点,重合,则不成立,
,
,
,
在和中,,
,
,,
点是边中点,
,
,
,
在与中,,
,
,
,
综上所述,或.
18.(2026·重庆·模拟预测)为等边三角形,点为线段上的动点,连接,将线段绕点逆时针旋转得到线段,连接.
(1)如图,若,点是中点,,求的面积;
(2)如图,若,连接,若点为中点,连接,猜想线段、、之间的数量关系,并证明你的猜想;
(3)如图,若,,点为中点,连接,点从移动到的过程中,将绕点逆时针旋转得到线段,当取最小值时,在直线上取一点,连接,将沿所在直线翻折到所在平面内,得,连接,作交直线于点,当取最大值时,请直接写出的面积.
【答案】(1)
(2),证明如下:
以为边作等边三角形,延长至,使,连接,,
∴,,
∵是等边三角形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵点为线段的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
由旋转可得,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)
【分析】(1)作的延长线于点,在特殊三角形和中分别求解,,即可求解的面积;
(2)以为边作等边三角形,延长至,使,连接,,由等边三角形的性质,可证得,从而进一步证得,则,通过线段的等量代换即可得到;
(3)当时,取最小值,为等边三角形,由特殊角的三角函数计算出各个边的长度,当在的延长线上时,最大,又,可得,,可得,,由即可求解.
【详解】(1)解:如图,作的延长线于点,
∵为等边三角形,点为线段的中点,,
∴,,,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
而,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴;
(2)略
(3)解:如图,
由(2)可知,
∴,
在中,,,点在射线上运动,且,
∵直线外一点与直线上各点连接的所有线段中,垂线段最短,
∴当时,取最小值,
将绕点逆时针旋转,则为等边三角形,
∵,
∴,
∵,
∴,于点,
而,即点落在上,
∵点为中点,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵将沿所在直线翻折到所在平面内,得,
∴,
在中,由于两边之和大于第三边,,
∴当在的延长线上时,最大,
则,,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
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