专题01 相似三角形的7大模型（高效培优专项训练）数学新教材华东师大版九年级上册

专题01 相似三角形的7大模型 题型一：A 字（含斜 A / 反 A）相似模型 题型二：8 字（含斜 8 / 蝴蝶）相似模型 题型三：母子相似（射影定理）模型 题型四：一线三等角（K 字型）相似模型 题型五：三角形内接矩形 / 正方形模型 题型六：十字架垂直相似模型 题型七：手拉手旋转相似模型 题型一：A 字（含斜 A / 反 A）相似模型 方法技巧：分平行正 A、共角斜 A；抓住公共角，再找一组等角证相似；利用列比例；面积比等于相似比的平方。 1．（26-27九年级上·全国·单元复习）如图，点D、E分别在的边、上，，且与的相似比为．已知，求的长． 2．（26-27九年级·上海·暑假作业）如图，已知：在与中，，．求证：． 3．（25-26八年级下·福建福州·期末）如图，点、分别在边、上，，若，，，求的长． 4．（25-26八年级下·山东烟台·期末）如图，四边形是正方形，点为边上一点，连接并延长，交的延长线于点，连接交于点，连接． (1)求证：； (2)求证：． 题型二：8 字（含斜 8 / 蝴蝶）相似模型 方法技巧：正 8 依靠平行线产生内错角；斜 8 依靠对顶角 + 一组等角证相似；得到；常结合平行四边形出题。 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． 2．（2026·辽宁·中考真题）如图，，与相交于点E，，，垂足分别为F，G．若，，则的值为_________． 3．（25-26八年级下·江苏苏州·期末）如图，在矩形中，过点作，垂足为，交于点，，下列结论： ①；②； ③；④， 其中正确的结论有（     ） A．4个 B．3个 C．2个 D．1个 4．（25-26九年级下·山东烟台·期末）如图，在中，点D为边上的一点，连接，过点A作，连接分别交，于点F，G，． (1)求证：； (2)若，，点D为的中点，求的长． 题型三：母子相似（射影定理）模型 方法技巧：直角三角形作斜边上的高；牢记，，；使用前必须满足直角 + 垂直条件。 1．（25-26八年级下·江苏苏州·期末）如图，在中，，是边的中点，连接，作，垂足为E，连接． (1)求证：； (2)若，，求的长． 2．（25-26八年级下·四川成都·期中）如图，是斜边上的高，其中，则__________． 3．（25-26九年级上·云南昆明·阶段检测）如图，在中，，． (1)求证：； (2)如果，，求的长． 4．（25-26九年级上·江苏南通·期末）如图，中，是边上的高，且． (1)求证； (2)求的大小． 题型四：一线三等角（K 字型）相似模型 方法技巧：同一直线上存在三个相等角；借助平角推导另一组等角，用 AA 证三角形相似；包含一线三垂直特殊情况，常用于矩形、正方形、等边三角形背景题。 1．（25-26八年级下·山东泰安·期末）如图，在中，，，点是边上一点，，点在边上．若，则的长为（     ） A． B．1 C． D．2 2．（25-26九年级上·安徽池州·期中）如图，在正方形中，是边上的中点，过点作，交的延长线于点，交于点． (1)求证：； (2)求的值． 3．（25-26八年级下·江苏苏州·期末）如图，在矩形中，，，点P从点A出发沿以的速度向点B移动；同时，点Q从点B出发沿以的速度向点C移动，当其中一点到达终点时，两点同时立即停止运动，设运动的时间为． (1)当的面积为时，求t的值； (2)连接，当时，求t的值． 4．（25-26九年级上·江苏无锡·期中）如图，在中，点E、F分别在边上．，，若E、F分别是中点，则__________；若，，则__________． 题型五：三角形内接矩形 / 正方形模型 方法技巧：内接矩形上下产生 A 字相似；相似比等于对应高之比；设矩形边长为未知数，利用高的比例构建方程求解。 1．（26-27九年级上·陕西西安·开学考试）【主题】如何裁剪木板使面积最大． 素材1：利用配方法求解一元二次方程的解是常用的解题方法，这种方法还可以用来求解代数式的最值． 素材2：求解代数式的最大值． 解：原式． ∵， ∴， ∴ ∴的最大值为4． 【问题解决】 如图，有一块直角三角形木板的面积为，一条直角边长为，现王师傅要沿着边截一个矩形台面，D，G分别在边，上，，分别与，交于点M，H，求该矩形台面面积的最大值． 2．（26-27九年级上·全国·单元复习）如图，矩形的四个顶点都在的边上，且边落在上，．若，，，那么的长为_______________． 3．（26-27九年级上·全国·单元复习）如图1，在锐角中，是边上的高，，动点P沿线段从点A向点D运动，过点P作，交于E，交于F，以为边向下作正方形． (1)设长为x，利用相似三角形的性质，可用含x的代数式表示正方形的边长为___________；如图2，当_________时，恰好落在边上，此时长为_________； (2)如图3，当在外部，且正方形与公共部分的面积为6时，求点P的位置（即求的值）． 4．（25-26八年级下·江苏苏州·期末）如图1，小丽为了在中作一个内接正方形（点、、、在三角形的边上），进行了如下操作． 第一步：如图2，在边上任取一点，作，为垂足，以为边作正方形． 第二步：如图3，作射线交于点． 第三步：如图3，过点作，交于点，作，，垂足为，． (1)请证明小丽所作的四边形是正方形； (2)如图1，边长为的正方形内接于（点、、、在三角形的边上），知，边上的高为． ①求证：； ②连接，若边上的高，的面积为，的面积为．设，则与的关系式__________（直接写答案）． 题型六：十字架垂直相似模型 方法技巧：矩形、正方形内部两条线段互相垂直；作水平、竖直辅助线构造直角三角形相似；正方形中互相垂直线段长度相等，矩形中线段比等于邻边之比。 1．（2026·江苏南通·中考真题）如图，在正方形中，是的中点，点在上，，垂足为．若，则正方形的边长为________． 2．（26-27九年级上·全国·期末）综合与实践 问题情境：数学活动课上，张老师要求学生对矩形内两条互相垂直的线段与矩形两邻边之间的数量关系进行探究，下面是他们的探究过程． (1)【数学思考】 如图1，在矩形中，，，，分别是，上的两点，连接，，于点，则________； (2)【深入探究】 如图2，在矩形中，，分别交，于点，，分别交，于点，．求证：； (3)【拓展延伸】 如图3，在中，，点在边上，连接，过点作于点，且的延长线交于点．若，，请求出的长． 3．（25-26八年级下·山东东营·期末）某班数学课题学习小组对矩形内两条互相垂直的线段与矩形两邻边的数量关系进行探究，提出下列问题，请你给出证明： (1)【探究证明】如图①，在矩形中，，分别交、于点E、F，分别交、于点G、H，求证：； (2)【结论应用】如图②，将矩形沿折叠，使得点B和点D重合，若，，则折痕的长； (3)【拓展运用】如图③，四边形中，，，，，点M、N分别在边、上，则的值为______． 4．（25-26八年级下·山东东营·期末）如图，在矩形中，E是边的中点，，垂足为F，连接，分析下列四个结论：①；②；③；④．其中正确的结论是（     ） A．①②③④ B．①②③ C．①③④ D．①② 题型七：手拉手旋转相似模型 方法技巧：共顶点两组对应边成比例，夹角相等，旋转后得两组相似；拉手线对应成比例、夹角等于旋转角；直角背景下拉手线互相垂直。 1．（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． 2．（25-26九年级上·福建宁德·期中）在矩形中，点为射线上一点，连接，以为一边，在的右侧作正方形． (1)若，如图1，连接，当射线与射线的交点在线段上时． 求证：①； ②点一定在射线上； (2)如图2，若，，连接，求的最小值． 3．（25-26九年级上·河南平顶山·期中）（1）如图1，在正方形中，点在边上，点在边上，且点不与、重合，点不与、重合，，，，求的长．小明利用正方形的性质，通过把旋转到的位置（如图2），就计算出了的长为_____． （2）如图3，是正方形的边上的任意一点，过点作的垂线交的延长线于点，连接．求的度数． （3）如图4，正方形中，过点再作，垂足为，连接．求证：． 4．（2025·青海西宁·一模）综合与实践 【问题呈现】 （1）如图1，和都是等边三角形，连接，．求证：． 【类比探究】 （2）如图2，和都是等腰直角三角形，，连接，，则 【拓展提升】 （3）如图3，，，连接，，若． ①求的值； ②延长交于点，则 ． 2 / 37 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 相似三角形的7大模型 题型一：A 字（含斜 A / 反 A）相似模型 题型二：8 字（含斜 8 / 蝴蝶）相似模型 题型三：母子相似（射影定理）模型 题型四：一线三等角（K 字型）相似模型 题型五：三角形内接矩形 / 正方形模型 题型六：十字架垂直相似模型 题型七：手拉手旋转相似模型 题型一：A 字（含斜 A / 反 A）相似模型 方法技巧：分平行正 A、共角斜 A；抓住公共角，再找一组等角证相似；利用列比例；面积比等于相似比的平方。 1．（26-27九年级上·全国·单元复习）如图，点D、E分别在的边、上，，且与的相似比为．已知，求的长． 【答案】6 【分析】先根据以及给定的相似比写出对应边的比值，再代入已知线段长解方程求出． 【详解】解：，相似比为， ． ， ， 解得． 2．（26-27九年级·上海·暑假作业）如图，已知：在与中，，．求证：． 【答案】证明：不妨假设，在上截取，在上截取，连接，如图所示， ，，， ， ，，， ． ， ， ， 过点E作，交于点F， 则四边形是平行四边形， ， ， ， ， ， ，， ， ∴． 【分析】在上截取，在上截取，证明，，,，解答即可； 【详解】略 3．（25-26八年级下·福建福州·期末）如图，点、分别在边、上，，若，，，求的长． 【答案】 【分析】利用题目条件推出，从而，代入值可得的长． 【详解】解：，， ， ， ，，， ， ． 4．（25-26八年级下·山东烟台·期末）如图，四边形是正方形，点为边上一点，连接并延长，交的延长线于点，连接交于点，连接． (1)求证：； (2)求证：． 【答案】(1)证明：四边形是正方形， ，， 在和中， ， (2)证明：四边形是正方形， ， ， ， ，， ， 又， ， ， ， 【分析】（1）由四边形是正方形，得，，然后通过“”证明 即可； （2）由四边形是正方形，得，所以，由全等三角形性质可得，，故有，然后证明，得，即，所以． 【详解】（1）略 （2）略 题型二：8 字（含斜 8 / 蝴蝶）相似模型 方法技巧：正 8 依靠平行线产生内错角；斜 8 依靠对顶角 + 一组等角证相似；得到；常结合平行四边形出题。 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． 2．（2026·辽宁·中考真题）如图，，与相交于点E，，，垂足分别为F，G．若，，则的值为_________． 【答案】 【分析】由平行线的性质得出内错角相等，结合垂直的定义得出直角相等，从而证明 ，利用相似三角形对应边成比例即可求解． 【详解】解：∵， ∴， ∵，， ∴， ∴， ∴， ∵，， ∴． 3．（25-26八年级下·江苏苏州·期末）如图，在矩形中，过点作，垂足为，交于点，，下列结论： ①；②； ③；④， 其中正确的结论有（     ） A．4个 B．3个 C．2个 D．1个 【答案】C 【分析】设，则，利用相似三角形得出线段比例关系，结合勾股定理和面积公式逐一判断结论. 【详解】解：设， ， ， 四边形是矩形， ， ， ， ， ，故①正确； ， ， ，即，故②错误； ， ， ∵， ∴， ∴， ∴， ， ， ，解得， ， ， 在中，， ，故③正确； 在中，， ， ，， ， ，故④错误； 综上所述，正确的结论有①③，共2个. 4．（25-26九年级下·山东烟台·期末）如图，在中，点D为边上的一点，连接，过点A作，连接分别交，于点F，G，． (1)求证：； (2)若，，点D为的中点，求的长． 【答案】(1)证明：∵， ∴， ∵， ∴， ∴， ∵， ∴， ∴， 即； (2) 【分析】（1）证明，结合平行线的性质解题； （2）推出，根据面积法计算． 【详解】（1）略 （2）解：如图，∵，，点D为的中点， ∴，， ∴， 由（1）知， 而， ∴， ∴，即， ∴， ∴． 题型三：母子相似（射影定理）模型 方法技巧：直角三角形作斜边上的高；牢记，，；使用前必须满足直角 + 垂直条件。 1．（25-26八年级下·江苏苏州·期末）如图，在中，，是边的中点，连接，作，垂足为E，连接． (1)求证：； (2)若，，求的长． 【答案】(1)证明：∵， ∴， ∵， ∴， 在和中， ， ∴． (2) 【分析】（1）得出，根据两角分别相等的两个三角形相似即可得证； （2）先证出，再根据相似三角形的面积比等于相似比的平方求解即可． 【详解】（1）证明：略． （2）解：∵是边的中点， ∴， 由（1）已证：， ∴， ∴， 在和中， ， ∴， ∴， ∵，，即， ∴， 解得或（不符合题意，舍去）． 2．（25-26八年级下·四川成都·期中）如图，是斜边上的高，其中，则__________． 【答案】 【分析】根据得到，然后利用算术平方根的定义得到的长． 【详解】解：∵是斜边上的高，即， ∴ ∵， ∴， 又∵， ∴， ∴， ∴， ∵，， ∴， ∴． 3．（25-26九年级上·云南昆明·阶段检测）如图，在中，，． (1)求证：； (2)如果，，求的长． 【答案】(1) 证明：，， ， ， ； (2)的长为． 【分析】本题考查了相似三角形的判定与性质． （1）根据相似三角形的判定定理即可得到结论； （2）由，得到，推出，把已知数据代入计算即可． 【详解】（1）略 （2）解： ， ， ， ，， ， 解得（负值已舍去）， 则的长为． 4．（25-26九年级上·江苏南通·期末）如图，中，是边上的高，且． (1)求证； (2)求的大小． 【答案】(1) 证明：∵是边上的高， ∴， ∵， ∴； (2) 【分析】本题考查了相似三角形的判定与性质． （1）由两边对应成比例且夹角相等的两个三角形相似，即可证明； （2）由（1）知，然后根据相似三角形的对应角相等可得：，然后由，可得：，即． 【详解】（1）略； （2）解：∵， ∴， 在中，， ∴， ∴， 即． 题型四：一线三等角（K 字型）相似模型 方法技巧：同一直线上存在三个相等角；借助平角推导另一组等角，用 AA 证三角形相似；包含一线三垂直特殊情况，常用于矩形、正方形、等边三角形背景题。 1．（25-26八年级下·山东泰安·期末）如图，在中，，，点是边上一点，，点在边上．若，则的长为（     ） A． B．1 C． D．2 【答案】C 【分析】求出的长，证明得到，据此代入求值即可． 【详解】解：∵，， ∴， ∵， ∴， ∵， ∴； ∵， ∴， ∴， ∴，即， ∴． 2．（25-26九年级上·安徽池州·期中）如图，在正方形中，是边上的中点，过点作，交的延长线于点，交于点． (1)求证：； (2)求的值． 【答案】(1) 证明：∵边形是正方形， ∴， ∴． 又∵， ∴． ∴， ∴， ∴． (2) 【分析】本题考查正方形的性质、相似三角形的判定与性质，解题的关键点在于利用“同角的余角相等”证明，以及利用正方形用比例关系表示，本题的易错点在于找不到角的关系，比例式列错． （1）在正方形ABCD中，找到得两个余角，利用同角的余角相等，得出一对角相等，再利用已知直角相等，即可证明； （2）设正方形边长为，利用第（1）问的相似和中点，用比例关系表示，从而表示出，再证明，即可得到的值． 【详解】（1）略 （2）设正方形的边长为， ∵是边上的中点， ∴． 又∵， ∴， ∴． ∵， ∴， ∴． 故． 3．（25-26八年级下·江苏苏州·期末）如图，在矩形中，，，点P从点A出发沿以的速度向点B移动；同时，点Q从点B出发沿以的速度向点C移动，当其中一点到达终点时，两点同时立即停止运动，设运动的时间为． (1)当的面积为时，求t的值； (2)连接，当时，求t的值． 【答案】(1)1或4 (2)1 【分析】（1）先求出的取值范围，再求出，的长，利用三角形的面积公式建立方程，解方程即可得； （2）证出，利用相似三角形的性质建立方程，解方程，并结合的取值范围即可得． 【详解】（1）解：由题意得：，，点从点运动到点所需时间为，点从点运动到点所需时间为， ∵当点，其中一点到达终点时，两点同时立即停止运动， ∴， ∵在矩形中，， ∴，， ∵的面积为， ∴， 解得或，均符合题意， 即的值为1或4． （2）解：由题意得：，， ∵，， ∴，， ∵四边形是矩形， ∴，， ∴， ∵， ∴， ∴， ∴， 在和中， ， ∴， ∴，即， 解得或（不符合题意，舍去）， 经检验，是所列分式方程的解， 即的值为1． 4．（25-26九年级上·江苏无锡·期中）如图，在中，点E、F分别在边上．，，若E、F分别是中点，则__________；若，，则__________． 【答案】 【分析】①取平行四边形边长的中点，连接对角线，通过两条平行线之间距离处处相等对三角形作等面积转换，将拆成三个小三角形，每一个小三角形都占总面积的，即可求出面积比；②根据，结合平行四边形的性质与外角和定理，得出，通过导比例，求得，再根据与，通过勾股定理即可计算出． 【详解】解：如图，取中点N，中点M，连接、、、、， 四边形为平行四边形， ，， ，， ， ， ； ，， ， ， ， 四边形为平行四边形， ， ， 四边形对角互补， 如图，作四边形外接圆， ， ， ， ， ， ， ， 解得， 如图，在上取点M使得，过点D作， ，， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 在中， ， 解得， 在中， ， 解得， ， ， ， 解得． 故答案为：①；②． 【点睛】本题考查了平行四边形性质，一线三等角构造，相似三角形的判定与性质，四点共圆与圆周角定理，勾股定理的运用等知识点，通过推导角与平行四边形性质运用找到相似三角形是解题的关键． 题型五：三角形内接矩形 / 正方形模型 方法技巧：内接矩形上下产生 A 字相似；相似比等于对应高之比；设矩形边长为未知数，利用高的比例构建方程求解。 1．（26-27九年级上·陕西西安·开学考试）【主题】如何裁剪木板使面积最大． 素材1：利用配方法求解一元二次方程的解是常用的解题方法，这种方法还可以用来求解代数式的最值． 素材2：求解代数式的最大值． 解：原式． ∵， ∴， ∴ ∴的最大值为4． 【问题解决】 如图，有一块直角三角形木板的面积为，一条直角边长为，现王师傅要沿着边截一个矩形台面，D，G分别在边，上，，分别与，交于点M，H，求该矩形台面面积的最大值． 【答案】 【分析】根据直角三角形的面积，求出，再根据勾股定理求出，进而结合等积变换求出，根据矩形性质得，，，即可得，，再根据，即可证明，，根据相似性质得 ， ，设，则，进而得，，即可求出，设矩形的面积为，再根据矩形面积公式即可得，配方后根据偶次方的非负性即可得矩形台面面积的最大值． 【详解】解：如图， ∵直角三角形木板的面积为，一条直角边长为， ∴,即：，解得：， ∴， ∵， ∴，即：，解得：， 在矩形中有：，，， ∴， ∵， ∴，， ∵， ∴， ∴ ， ， 设，则， ∴，， ∴，， ∴， 设矩形的面积为，则： ，   ∵， ∴， ∴当时，， ∴矩形台面面积的最大值为． 2．（26-27九年级上·全国·单元复习）如图，矩形的四个顶点都在的边上，且边落在上，．若，，，那么的长为_______________． 【答案】 【分析】如图：设交于点M．由矩形的性质可证明，即，设，则有，，再代入得到比例式求解即可． 【详解】解：如图：设交于点M． ∵四边形是矩形， ， ， ， 设，则有，， ，解得：， ∴． 3．（26-27九年级上·全国·单元复习）如图1，在锐角中，是边上的高，，动点P沿线段从点A向点D运动，过点P作，交于E，交于F，以为边向下作正方形． (1)设长为x，利用相似三角形的性质，可用含x的代数式表示正方形的边长为___________；如图2，当_________时，恰好落在边上，此时长为_________； (2)如图3，当在外部，且正方形与公共部分的面积为6时，求点P的位置（即求的值）． 【答案】(1)，， (2)2 【分析】（1）证明，根据相似三角形的对应高之比等于相似比求解即可；证明四边形是矩形，得出，根据列出关于x的方程，求解即可； （2）设，由（1）同理可求，，根据正方形与公共部分的面积为6，得出四边形的面积为6，则可列出方程，解方程即可． 【详解】（1）解：∵，， ∴，，， ∴ ∴， 又，， ∴， ∴； ∵正方形， ∴，， 又， ∴四边形是矩形， ∴， 又， ∴， 解得， ∴； （2）解：设， 由（1）同理可求，， ∵在外部， ∴， ∵正方形与公共部分的面积为6， ∴四边形的面积为6， ∴， 解得， 即的值为2． 4．（25-26八年级下·江苏苏州·期末）如图1，小丽为了在中作一个内接正方形（点、、、在三角形的边上），进行了如下操作． 第一步：如图2，在边上任取一点，作，为垂足，以为边作正方形． 第二步：如图3，作射线交于点． 第三步：如图3，过点作，交于点，作，，垂足为，． (1)请证明小丽所作的四边形是正方形； (2)如图1，边长为的正方形内接于（点、、、在三角形的边上），知，边上的高为． ①求证：； ②连接，若边上的高，的面积为，的面积为．设，则与的关系式__________（直接写答案）． 【答案】(1)证明：∵，， ∴， ∵ ∴ ∴， ∴， ∴四边形为矩形， ∵正方形中，， ∴， ∴， ∴， 同理可得：， ∴． 又∵正方形中，， ∴． ∴四边形为正方形． (2)①过点作，是垂足，与相交于点，如图所示： ∵， ∴， ∴, 正方形边长为，则, ∴， 即． ∴． 即． ② 【分析】（1）先证明四边形为矩形，再证明四边形为正方形即可； （2）①过点作，是垂足，与相交于点，根据相似三角形的判定和性质解答即可； ②根据三角形面积公式得出，，再根据①的结论可知，，求出，代入得出答案即可． 【详解】（1）略 （2）①略 ②解：与正方形同底等高， ∴，． 由①的结论可知，， 则， 解得：． ∴． 题型六：十字架垂直相似模型 方法技巧：矩形、正方形内部两条线段互相垂直；作水平、竖直辅助线构造直角三角形相似；正方形中互相垂直线段长度相等，矩形中线段比等于邻边之比。 1．（2026·江苏南通·中考真题）如图，在正方形中，是的中点，点在上，，垂足为．若，则正方形的边长为________． 【答案】 【分析】设正方形的边长为，先利用正方形的性质和勾股定理求得，则，证明得到，进而求得即可解答． 【详解】解：设正方形的边长为，则，， ∴， ∵是的中点， ∴， ∴， ∵， ∴， ∵， ∴， ∴， ∴， ∴， ∴，即， 解得， ∴正方形的边长为． 2．（26-27九年级上·全国·期末）综合与实践 问题情境：数学活动课上，张老师要求学生对矩形内两条互相垂直的线段与矩形两邻边之间的数量关系进行探究，下面是他们的探究过程． (1)【数学思考】 如图1，在矩形中，，，，分别是，上的两点，连接，，于点，则________； (2)【深入探究】 如图2，在矩形中，，分别交，于点，，分别交，于点，．求证：； (3)【拓展延伸】 如图3，在中，，点在边上，连接，过点作于点，且的延长线交于点．若，，请求出的长． 【答案】(1) (2)证明：过点作于点，过点作于点，且交于点． ∵四边形是矩形， ， ． 同理，， ， ∵， ∴， ∵， ． ， ， ． (3) 【分析】（1）通过证明，由相似比即可求解； （2）构造出两个相似三角形，利用相似比及矩形对边相等的性质证明； （3）作平行线构造相似三角形，结合勾股定理解出线段长度，再由相似比即可求出的长． 【详解】（1）解：∵四边形是矩形， ∴， ∵于点， ∴， ∵，， ∴， ∴， ∴， ∵在矩形中，，， ∴； （2）略 （3）解：过点作，延长交于点． 在中，， ， ， ， ， ，， ， ， ， ， ∴ 又， ， ， ， ． 3．（25-26八年级下·山东东营·期末）某班数学课题学习小组对矩形内两条互相垂直的线段与矩形两邻边的数量关系进行探究，提出下列问题，请你给出证明： (1)【探究证明】如图①，在矩形中，，分别交、于点E、F，分别交、于点G、H，求证：； (2)【结论应用】如图②，将矩形沿折叠，使得点B和点D重合，若，，则折痕的长； (3)【拓展运用】如图③，四边形中，，，，，点M、N分别在边、上，则的值为______． 【答案】(1)证明：过A作交于M，过D作交于N，如图， ∵四边形是矩形， ∴，，， ∴四边形、均为平行四边形， ∴，， ∵，， ∴， ∵， ∴， ∴， ∴， ∴， 又∵， 在与中， ， ∴， ∴， ∴． (2) (3) 【分析】（1）添加辅助线，过A作交于M，过D作交于N，由平行得到四边形、均为平行四边形，再证明与相似，进而得到边长的关系； （2）由矩形的性质可得，由勾股定理得，由（1）可知，，即，计算求解即可； （3）过点作，交的延长线于，过点作，连接，证明和，再利用，即可求解． 【详解】（1）略 （2）解：由矩形的性质可得， 由勾股定理得， 由（1）可知，，即， 解得， ∴的长． （3）解：如图，过点作，交的延长线于，过点作，连接， ∵，，， 四边形是矩形， ，，， 在和 中， ， ， ， ，且， ，， ， ， ∴， ， ∴， ∴， ∴（不符合题意），， ∴， 由（1）可得． 4．（25-26八年级下·山东东营·期末）如图，在矩形中，E是边的中点，，垂足为F，连接，分析下列四个结论：①；②；③；④．其中正确的结论是（     ） A．①②③④ B．①②③ C．①③④ D．①② 【答案】A 【分析】依次判断四个结论，①：根据，可证明；②：根据即可证明；③过点作交于点，交于点，先证明是中点，从而是中点，即可证明垂直平分，则；④根据，得到线段的相似关系比，证出，从而． 【详解】解：过点作交于点，交于点， ①四边形是矩形， ， ， ， ， ，①正确； ② E是边的中点， ， ， ， ， ，②正确； ③， 四边形是平行四边形， ， 是中点， 又， 是中点， 垂直平分， ，③正确 ④， ， ， ， 又， ， ， ， ， 即，④正确． 题型七：手拉手旋转相似模型 方法技巧：共顶点两组对应边成比例，夹角相等，旋转后得两组相似；拉手线对应成比例、夹角等于旋转角；直角背景下拉手线互相垂直。 1．（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 2．（25-26九年级上·福建宁德·期中）在矩形中，点为射线上一点，连接，以为一边，在的右侧作正方形． (1)若，如图1，连接，当射线与射线的交点在线段上时． 求证：①； ②点一定在射线上； (2)如图2，若，，连接，求的最小值． 【答案】(1) 证明：①四边形是矩形，， 四边形是正方形， 是对角线， ， 同理， 又， ． ②如图，连接， 四边形是正方形，是对角线， ， 同理， ， 又， ， ， ， ， 点一定在射线上． (2) 【分析】（1）①根据正方形的性质得到，结合相似三角形的判定即可求解；②连接，可知和都是等腰直角三角形，利用手拉手的相似模型，证得，求得，最后根据，得到三点共线即可求解． （2）先将一条边设元，通过相似和全等找到线段之间的关系，用含有未知数的式子将其余线段长度表示出来，通过勾股定理将表示出来，利用函数求出最值即可求解． 【详解】（1）略 （2）如图，过点E作直线，再过点F分别作，则， 设的长度为，则， ， ， ， ， 四边形为矩形， ， ， ， ， ， 在和中， ， ， ， 结合图形可知四边形和四边形都是矩形， ， ， 由勾股定理可知， 当时，有最小值，最小值为32， 最小值为． 【点睛】本题考查了全等三角形的性质与判定，正方形的性质，矩形的性质与判定，相似三角形的性质与判定，勾股定理，二次函数的最值等知识点，掌握“手拉手”的相似模型、“一线三等角”的全等模型，以及设元通过函数求最值的思路是解题的关键． 3．（25-26九年级上·河南平顶山·期中）（1）如图1，在正方形中，点在边上，点在边上，且点不与、重合，点不与、重合，，，，求的长．小明利用正方形的性质，通过把旋转到的位置（如图2），就计算出了的长为_____． （2）如图3，是正方形的边上的任意一点，过点作的垂线交的延长线于点，连接．求的度数． （3）如图4，正方形中，过点再作，垂足为，连接．求证：． 【答案】（1）； （2）； （3）证明：如图4，连接， ∵是等腰直角三角形，， ∴，， ∵四边形是正方形，是对角线， ∴是等腰直角三角形，，， ∴， ∴； 又∵， ∴， ∴， ∴． 【分析】本题考查了正方形的性质，全等三角形的性质与判定，相似三角形的性质与判定； （1）旋转可知， 、、在同一直线上，进而可得，再证明，即可得，由此即可得出结论； （2）根据正方形的性质结合已知条件证明，得出，进而证明是等腰直角三角形，即可求解； （3）连接，证明，根据相似三角形的性质即可得证． 【详解】（1）解：∵正方形 ， ∴，， ∵把旋转到的位置，如图2， ∴，，，， ∴， ，即、、在同一直线上， 又∵， ∴， ∴， 又∵， ∴， ∴， （2） 四边形是正方形， ，， ，， ， ，即 ， ， ， 是等腰直角三角形． ； （3）略 4．（2025·青海西宁·一模）综合与实践 【问题呈现】 （1）如图1，和都是等边三角形，连接，．求证：． 【类比探究】 （2）如图2，和都是等腰直角三角形，，连接，，则 【拓展提升】 （3）如图3，，，连接，，若． ①求的值； ②延长交于点，则 ． 【答案】 （1）证明：∵和是等边三角形， ∴，，， ∵，， ∴， 在和中， ， ∴， ∴； （2）；（3）①，②． 【分析】（1）利用等边三角形的性质和全等三角形的判定与性质解答即可； （2）利用等腰直角三角形的性质和相似三角形的判定与性质解答即可； （3）①利用勾股定理求得，利用相似三角形的性质和相似三角形的判定解答即可； ②利用相似三角形的性质，对顶角相等的性质和三角形的内角和定理得到，再利用直角三角形的边角关系定理解答即可． 【详解】（1）略 （2）∵和都是等腰直角三角形，， ∴，，， ∴， ∵，， ∴， ∴， ∴． 故答案为：； （3）①∵，， ∴设，则， ∴， ∴． ∵，， ∴，， ∵，， ∴， ∴， ∴． ②设，交于点，如图， ∵， ∴， ∵， ∴， ∴ ． 故答案为：． 【点睛】本题主要考查了等边三角形的性质，等腰直角三角形的性质，相似三角形的判定与性质，全等三角形的判定与性质，直角三角形的性质，勾股定理，直角三角形的边角关系定理，熟练掌握相似三角形的判定与性质是解题的关键． 2 / 37 学科网（北京）股份有限公司 $