周练 错题巩固与压轴训练 3.4~3.5 相似三角形的性质 图形的位似 2026-2027学年北师大版九年级数学上册
2026-09-26
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内容正文:
初中数学同步周练 | 北师大版(2024) | 一周错题巩固+压轴训练
九年级上册数学周练
第三章 图形的相似(3.4~3.5)
班级:__________ 姓名:__________ 学号:__________ 得分:__________ 时间:60分钟 满分:100分
一.选择题(共6小题)
1.(2025秋•成都期末)·【A】如图,在平面直角坐标系中,已知点E(﹣4,2),F(﹣1,﹣1).以原点O为位似中心,把△EFO扩大到原来的2倍,则点E的对应点E'的坐标为( )
A.(﹣8,4) B.(8,﹣4)
C.(8,4)或(﹣8,﹣4) D.(﹣8,4)或(8,﹣4)
2.(2025秋•和平区期末)·【A】如图,在平面直角坐标系中,△ABC与△DEF是第一象限以原点O为位似中心的位似图形,且相似比为,若点A的横坐标为4,则点D的横坐标为( )
A.1 B.4 C.8 D.18
3.(2026•朝阳区校级模拟)·【B】如图,正方形ABCD的边长为4,延长CB至E使EB=2,以EB为边在上方作正方形EFGB,延长FG交DC于M,连接AM,AF,H为AD的中点,连接FH分别与AB,AM交于点N、K,则下列结论:①△ANH≌△GNF;②∠AFN=∠HFG;③FN=2NK;④S△AFN:S△ADM=1:4.其中正确的结论有( )
A.①②④ B.①③④ C.②③④ D.①②③④
4.(2025秋•定远县期中)·【B】如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=36°,分别以点A,C为圆心,大于AC的长为半径画弧,两弧相交于点D,E,作直线DE分别交AC,BC于点F,G.以G为圆心,GC长为半径画弧,交BC于点H,连结AG、AH.则下列说法错误的是( )
A.AG=CG B.∠B=2∠HAB C.AC2=CG•BC D.AG=AH
5.(2025秋•嘉荫县期末)·【C】如图,在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,AD平分∠BAC,BE平分∠ABC,且AD,BE交于点O,延长AC至点P,使CP=CD,连接BP,OP;延长AD交BP于点F.则下列结论:①BP=AD:②BF=CP:③AC+CD=AB:④PO⊥BE;⑤BP=2PF.其中正确的是( )
A.①③⑤ B.①②③④ C.①③④⑤ D.①②③④⑤
6.(2024•青浦区三模)·【C】如图,在正方形ABCD中,点E在边CD上,点H在边AD上,CE=DH,CH交BE于点F,交BD于点G,连接GE.下列结论:①CH=BE;②CH⊥BE;③S△GCE=S△GDH;④当E是CD的中点时,;⑤当EC=2DE时,S正方形ABCD=6S四边形DEGH.其中正确结论的序号是( )
A.①②③④ B.①②③⑤ C.①③④⑤ D.②④⑤
二.填空题(共6小题)
7.(2026•绵阳一模)·【A】如图是装满了液体的高脚杯示意图(如图①),用去一部分液体后如图②所示,此时液面AB的宽度是_____ cm.
8.(2025秋•皇姑区期末)·【A】如图,△ABC与△DEF位似,点O为位似中心.已知OA:OD=1:2,若△ABC的面积为4,则△DEF的面积为_______ .
9.(2025秋•沈河区期末)·【A】如图,在平面直角坐标系xOy中,△ABC与△DEF是位似图形,位似中心为点O.若点A的坐标为(3,1),点D的坐标为(6,2),△ABC的面积为3,则△DEF的面积的值为_______ .
10.(2026•罗湖区校级自主招生)·【B】如图,在▱ABCD中,M、N分别为CD、AD上一点,已知,,GC与EB交于点O,,且为既约分数,则m+n=________ .
11.(2026•绥棱县校级三模)·【B】如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,D是斜边AB的中点,连结CD,过D作DH⊥BC于点H;D1是BD的中点,连结HD1,过D1作D1H1⊥BC于点H1;D2是BD1的中点,连结H1D2,过D2作D2H2⊥BC于点H2;…如此继续下去,分别记四边形CDD1H、四边形HD1D2H1、四边形H1D2D3H2…四边形Hn﹣2Dn﹣1DnHn﹣1的面积为S1,S2,S3,…,Sn.若S△ABC=2,则S2026=____________________ .
12.(2026•南关区校级一模)·【C】如图,已知正方形ABCD,E为AB的中点,F是AD边上的一个动点,连接EF将△AEF沿EF折叠得△HEF,延长FH交BC于M,现在有如下5个结论:①△EFM定是直角三角形;②△BEM≌△HEM;③当M与C重合时,有DF=AF;④MF平分正方形ABCD的面积;⑤4FH•MH=AB2,在以上5个结论中,正确的有 _________ .
三.解答题(共8小题)
13.(2026春•浦东新区校级月考)·【A】如图,D是△ABC的BC边上的点,BD:DC=2:1,E是AD的中点,求BE:EF的值.
14.(2026秋•同步)·【B】如图,把菱形ABCD沿着BD的方向平移到菱形A′B′C′D′的位置,两个菱形的重叠部分为四边形B′EDF.
(1)求证:四边形B′EDF是菱形;
(2)若四边形B′EDF面积是菱形ABCD面积的一半,且,求菱形ABCD平移的距离.
15.(2025秋•广信区期中)·【B】“将军饮马问题”:如图1所示,将军每天从山脚下的A点出发,走到河旁边的C点饮马后再到B点宿营.请问怎样走才能使总的路程最短?某课题组在探究这一问题时抽象出数学模型:直线l同旁有两个定点A、B,在直线l上存在点P,使得PA+PB的值最小.
解法:作点A关于直线l的对称点A′,连接A′B,则A′B与直线l的交点即为P,且PA+PB的最小值为线段A′B的长.
(1)根据上面的描述,在备用图中画出解决“将军饮马问题”的图形;
(2)利用轴对称作图解决“饮马问题”的依据是 _____________ .
(3)应用:
①如图2,已知∠AOB=30°,其内部有一点P,OP=12,在∠AOB的两边分别有C、D两点(不同于点O),使△PCD的周长最小,请画出草图,并求出△PCD周长的最小值;
②如图3,边长为a的等边△ABC中,BF是AC上的中线且BF=b,点D在BF上,连接AD,在AD的右侧作等边△ADE,连接EF,则△AEF周长的最小值是 ____________________ ,此时∠CFE=________ .
16.(2026秋•同步)·【C】如图1,在△ABC中,点D,点E分别在AB,AC上.
(1)添加条件:____________________ ,可使△AED∽△ABC;(填一个即可)
(2)已知△ADE∽△ACB.
①若DE:CB=3:5,AD=4,则AC的长为___________________ ;
②若AD:AC=1:2,△ADE的面积为2,求四边形BCED的面积.
(3) 如图2,已知△ABC∽△ADE.求证:△ABD∽△ACE;
(4)如图3,∠BAD=∠CBD=30°,∠BDC=90°,AB=4,,求AD的长.
17.(2025春•黄石期末)·【C】已知在Rt△ABC中,∠ACB=90°.
(1)如图1,点O是AB的中点,OM⊥AC于M,求证:AM=CM;
(2)如图2,若∠A=30°,AB=8cm,动点P从点A出发,在AB边上以每秒2cm的速度向点B匀速运动,同时动点Q从点C出发,在CA边上以每秒cm的速度向点A匀速运动,运动时间为t秒(0<t<4),连接PQ.
①若△APQ是直角三角形,直接写出t的值;
②求证:PQ的中点D在△ABC的一条中位线上.
18.(2024秋•嵊州市期末)·【C】综合与实践:小嵊与小州两个同学在学习了“直角三角形全等的判定”后,对数学中重要的学习方法“构造法”,展开了课后探究.
【情景再现】
已知,如图1,在△ACB和△A′C′B′中,∠C=∠C′=90°,AB=A′B′,AC=A′C′.
下面是用“构造法”证明两个直角三角形全等的部分过程.
证明:如图1,延长BC至D,使CD=B′C′,连结AD.
因为AC=A′C′(已知),∠ACD=90°=∠C′,
所以△ADC≌△A′B′C′(SAS)
所以AD=A′B′(全等三角形的对应边相等).
…
所以△ABC≌△ADC(SSS)
所以△ABC≌△A′B′C′
【实践解决】
(1) 请结合“情景再现”的证明过程,把“…”的部分补充完整.
(2) 小嵊进行了如下的思考:如图2,△ABC和△DCE都是等腰直角三角形,且∠ACB=∠DCE=90°.连接AD,若AC=2,AD=1,∠DAC=45°,求AE的长.
(3)小州结合“构造法“进行进一步探究:如图3,△MON是等腰直角三角形,∠MON=90°,P是△MON外一点,∠MPO=75°,PO=2,MP=2,求线段NP的长.
19.(2026春•渠县校级期末)·【C】如图1,△ABC中,CD⊥AB于D,且BD:AD:CD=2:3:4,若.
(1)求BD和AC的长;
(2)如图2,动点M从点B出发以每秒1cm的速度沿线段BA向点A运动,同时动点N从点A出发以相同速度沿线段AC向点C运动,当其中一点到达终点时整个运动都停止.设点M运动的时间为t(秒).
①若△AMN是以点A为顶角的等腰三角形时,求t的值;
②若点E是边AC上一点,且DE=EC,问在点M运动的过程中,△MDE能否成为等腰三角形?若能,求出t的值;若不能,请说明理由.
20.(2025秋•尧都区期末)·【C】【问题情境】
利用角平分线构造全等三角形是常用的方法,如图1,OP平分∠MON.点A为OM上一点,过点A作AC⊥OP,垂足为C,延长AC交ON于点B,可根据 ________ 证明△AOC≌△BOC,则AO=BO,AC=BC(即点C为AB的中点).
【类比解答】
如图2,在△ABC中,CD平分∠ACB,AE⊥CD于E,若∠EAC=63°,∠B=37°,通过上述构造全等的办法,可求得∠DAE=________ .
【拓展延伸】
(1)如图3,△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,CD平分∠ACB,BE⊥CD,垂足E在CD的延长线上,试探究BE和CD的数量关系,并证明你的结论.
(2)如图4,△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,点D在线段BC上,,BE⊥DE,垂足为E,DE与AB相交于点F.线段BE与FD的数量关系为 ____________________ .(直接写出)
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
题号
1
2
3
4
5
6
答案
D
C
B
D
C
A
1.(2025秋•成都期末)·【A】如图,在平面直角坐标系中,已知点E(﹣4,2),F(﹣1,﹣1).以原点O为位似中心,把△EFO扩大到原来的2倍,则点E的对应点E'的坐标为( )
A.(﹣8,4) B.(8,﹣4)
C.(8,4)或(﹣8,﹣4) D.(﹣8,4)或(8,﹣4)
【答案】D
【解答】解:∵以原点O为位似中心,把△EFO扩大到原来的2倍,点E(﹣4,2),
∴点E的对应点E'的坐标为(﹣4×2,2×2)或(4×2,﹣2×2),即(﹣8,4)或(8,﹣4),
故选:D.
2.(2025秋•和平区期末)·【A】如图,在平面直角坐标系中,△ABC与△DEF是第一象限以原点O为位似中心的位似图形,且相似比为,若点A的横坐标为4,则点D的横坐标为( )
A.1 B.4 C.8 D.18
【答案】C
【解答】
解:∵△ABC与△DEF是以O为位似中心的位似图形,
∴△ABC∽△DEF,AB∥DE,且,
∵AB∥DE,
∴,
又∵AM∥DN,
∴,
∵OM=4,
∴ON=2OM=8,
∴D点横坐标为8.
故选:C.
3.(2026•朝阳区校级模拟)·【B】如图,正方形ABCD的边长为4,延长CB至E使EB=2,以EB为边在上方作正方形EFGB,延长FG交DC于M,连接AM,AF,H为AD的中点,连接FH分别与AB,AM交于点N、K,则下列结论:①△ANH≌△GNF;②∠AFN=∠HFG;③FN=2NK;④S△AFN:S△ADM=1:4.其中正确的结论有( )
A.①②④ B.①③④ C.②③④ D.①②③④
【答案】B
②根据全等三角形的性质得到∠AHN=∠HFG,推出∠AFH≠∠AHF,得到∠AFN≠∠HFG,故②错误;
③根据全等三角形的性质得到ANAG=1,根据相似三角形的性质得到∠AHN=∠AMG,根据平行线的性质得到∠HAK=∠AMG,根据直角三角形的性质得到FN=2NK;故③正确;
④根据矩形的性质得到DM=AG=2,根据三角形的面积公式即可得到结论.
【解答】解:∵四边形EFGB是正方形,EB=2,
∴FG=BE=2,∠FGB=90°,
∵四边形ABCD是正方形,H为AD的中点,
∴AD=4,AH=2,
∠BAD=90°,
∴∠HAN=∠FGN,AH=FG,
∵∠ANH=∠GNF,
∴△ANH≌△GNF(AAS),故①正确;
∴∠AHN=∠HFG,
∵AG=FG=2=AH,
∴AFFGAH,
∴∠AFH≠∠AHF,
∴∠AFN≠∠HFG,故②错误;
∵△ANH≌△GNF,
∴ANAG=1,
∵GM=BC=4,
∴2.
∵∠HAN=∠AGM=90°,
∴△AHN∽△GMA,
∴∠AHN=∠AMG,∠MAG=∠HNA,
∴AK=NK,
∵AD∥GM,
∴∠HAK=∠AMG,
∴∠AHK=∠HAK,
∴AK=HK,
∴AK=HK=NK,
∵FN=HN,
∴FN=2NK,故③正确;
∵延长FG交DC于M,
∴四边形ADMG是矩形,
∴DM=AG=2,
∵S△AFNAN•FG2×1=1,
S△ADMAD•DM4×2=4,
∴S△AFN:S△ADM=1:4,故④正确,
综上,正确的是①③④.
故选:B.
4.(2025秋•定远县期中)·【B】如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=36°,分别以点A,C为圆心,大于AC的长为半径画弧,两弧相交于点D,E,作直线DE分别交AC,BC于点F,G.以G为圆心,GC长为半径画弧,交BC于点H,连结AG、AH.则下列说法错误的是( )
A.AG=CG B.∠B=2∠HAB C.AC2=CG•BC D.AG=AH
【答案】D
【解答】解:由作法得DE垂直平分AC,GH=GC,
∴AF=CF,GF⊥AC,GC=GA,所以A选项正确,不符合题意;
∵CG=GH,CF=AF,
∴FG为△ACH的中位线,
∴FG∥AH,
∴AH⊥AC,
∴∠CAH=90°,
∵AB=AC,
∴∠C=∠B=36°,
∵∠BAC=180°﹣∠B﹣∠C=108°,
∴∠HAB=108°﹣∠CAH=18°,
∴∠B=2∠HAB,所以B选项正确,不符合题意;
∵GC=GA,
∴∠C=∠GAC=36°,
∴∠BGA=∠C+∠GAC=72°,
∴∠BAG=180°﹣∠B﹣∠BGA=72°,
∴BG=BA,
∴AB=GB=AC.
∵∠GCA=∠ACB,∠CAG=∠B,
∴△CAG∽△CBA,
∴CG:CA=CA:CB,
∴CA2=CG•CB,故C选项正确,不符合题意;
∵∠C不一定是30°,
∴AHCH=AG,故D选项错误,符合题意.
故选:D.
5.(2025秋•嘉荫县期末)·【C】如图,在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,AD平分∠BAC,BE平分∠ABC,且AD,BE交于点O,延长AC至点P,使CP=CD,连接BP,OP;延长AD交BP于点F.则下列结论:①BP=AD:②BF=CP:③AC+CD=AB:④PO⊥BE;⑤BP=2PF.其中正确的是( )
A.①③⑤ B.①②③④ C.①③④⑤ D.①②③④⑤
【答案】C
③由①中Rt△ADC≌Rt△BPC可知∠PBC=∠DAC=22.5,在Rt△BPC中,∠BPC=90°﹣∠PBC=67.5°,根据∠CBA=45°可知,∠ABP=∠PBC+∠ABC=67.5°,即可求出AP=AB,即AC+CD=AB;
②由③可知,△ABP是等腰三角形,由AF平分∠BAC,故BFBP,在Rt△BCP中,若BF=CP,则∠PBC=30°,与③中∠PBC=22.5°相矛盾,故BF≠CP;
④由△ABP是等腰三角形,AF平分∠BAC,可得AF垂直平分BP,根据垂直平分线的性质可得BO=BP,则∠BPO=∠PBO=22.5°+22.5°=45°,可得出∠BOP=90°,即PO⊥BE.
⑤由③可知,△ABP是等腰三角形,由AF平分∠BAC,故BFBP,即BP=2PF.
【解答】解:①∵BC=AC,∠ACB=90°,
∴∠ACD=∠BCP=90°,
在△ACD与△BCP中,
,
∴△ADC≌△BPC(SAS),
∴BP=AD;故①正确;
③∵BC=AC,∠ACB=90°,
∴∠CAB=∠ABC=45°,
∵AD平分∠BAC,BE平分∠ABC,
∴∠BAD=∠DAC=22.5°,∠ABE=∠CBE=22.5°,
∵Rt△ADC≌Rt△BPC,
∴∠PBC=∠DAC=22.5°,
在Rt△BPC中,∠BPC=90°﹣∠PBC=67.5°,
∵∠CBA=45°,
∴∠ABP=∠PBC+∠ABC=67.5°,
∴∠ABP=∠BPC,
∴AP=AB,
∴AC+CP=AB,
∵CP=CD,
∴AC+CD=AB;故③正确;
②由③可知,△ABP是等腰三角形,
∵AF平分∠BAC,
∴BFBP,
在Rt△BCP中,若BF=CP,则∠PBC=30°,与③中∠PBC=22.5°相矛盾,故BF≠CP;故②错误;
④∵△ABP是等腰三角形,AF平分∠BAC,
∴AF垂直平分BP,
∴BO=BP,
∴∠BPO=∠PBO=∠PBC+∠CBE=22.5°+22.5°=45°,
∴∠BOP=90°,即PO⊥BE.故④正确;
⑤由③可知,△ABP是等腰三角形,
∵AF平分∠BAC,
∴BFBP,
∴BP=2PF,故⑤正确.
所以①③④⑤正确.
故选:C.
6.(2024•青浦区三模)·【C】如图,在正方形ABCD中,点E在边CD上,点H在边AD上,CE=DH,CH交BE于点F,交BD于点G,连接GE.下列结论:①CH=BE;②CH⊥BE;③S△GCE=S△GDH;④当E是CD的中点时,;⑤当EC=2DE时,S正方形ABCD=6S四边形DEGH.其中正确结论的序号是( )
A.①②③④ B.①②③⑤ C.①③④⑤ D.②④⑤
【答案】A
【解答】解:在正方形ABCD中,BC=CD,∠BCD=∠ADC=90°,
∵CE=DH,
∴△BCE≌△CDH(SAS),
∴∠CBE=∠DCH,BE=CH,故①正确;
∵∠DCH+∠FCB=∠DCB=90°,
∴∠CBF+∠FCB=90°,
∴∠BFC=90°,
∴CH⊥BE,故②正确;
∵G在正方形对角线BD上,
∴G到AD,CD的距离相等,
∵△BCE≌△CDH(SAS),
∴CE=DH,
∴S△GCE=S△GDH,故③正确;
设正方形ABCD的边长为4a,
∴BC=CD=4a,
当E是CD的中点时,EC=HD=2a.
由勾股定理得:
BE2a=CH,
∵∠HDG=∠CBG=45°,∠HGD=∠CGB,
∴△HGD∽△CGB,
∴,
∴GCCH,
∵∠BEC=∠CEF,∠ECB=∠EFC=90°,
∴△ECB∽△EFC,
∴,
∴,
∴EF,
∴CF,
∵GCCH2a,
∴GF=CG﹣CF,
∴GE,
∴,
∴当E是CD的中点时,,故④正确,
当EC=2DE时,,
∵DH=CE,DC=BC,
∴,
∵△HGD∽△CGB,
∴()2,
∵△GDH中DH边上的高与△DGC中CD边上的高相等,,
∴,
设S△GDH=4x,则S△CGB=9x,S△DGC=6x,
∴S△BCD=S△CGB+S△DGC=9x+6x=15x,
∴S正方形ABCD=2S△BCD=30x,
当EC=2DE时,,
∴,
∴S△DEG=2x,
∴S四边形DEGH=S△GDH+S△DEG=4x+2x=6x,
∴S正方形ABCD=5S四边形DEGH,故⑤不正确,
综上所述:正确结论的序号是①②③④,
故选:A.
二.填空题(共6小题)
7.(2026•绵阳一模)·【A】如图是装满了液体的高脚杯示意图(如图①),用去一部分液体后如图②所示,此时液面AB的宽度是 3 cm.
【答案】3.
【解答】解:如图:过点O作OE⊥CD,交AB于点F,则OF⊥AB,
由题意得:∵AB∥CD,
∴∠OAB=∠OCD,∠OBA=∠ODC,
∴△OAB∽△OCD,
∴,
∴,
解得:AB=3,
∴此时液面AB的宽度是3cm;
故答案为:3.
8.(2025秋•皇姑区期末)·【A】如图,△ABC与△DEF位似,点O为位似中心.已知OA:OD=1:2,若△ABC的面积为4,则△DEF的面积为 16 .
【答案】16.
【解答】解∵△ABC与△DEF位似,点O为位似中心,且OA:OD=1:2,
∴()2,
∵△ABC的面积为4,
∴△DEF的面积是16.
故答案为:16.
9.(2025秋•沈河区期末)·【A】如图,在平面直角坐标系xOy中,△ABC与△DEF是位似图形,位似中心为点O.若点A的坐标为(3,1),点D的坐标为(6,2),△ABC的面积为3,则△DEF的面积的值为 12 .
【答案】12.
【解答】解:∵△ABC与△DEF是位似图形,位似中心为点O,
又∵点A的坐标为(3,1),点D的坐标为(6,2),
∴△ABC与△DEF的相似比为1:2,
∴△ABC与△DEF的面积比为1:4,
∵△ABC的面积为3,
∴△DEF的面积是12.
故答案为:12.
10.(2026•罗湖区校级自主招生)·【B】如图,在▱ABCD中,M、N分别为CD、AD上一点,已知,,GC与EB交于点O,,且为既约分数,则m+n= 196 .
【答案】196.
【解答】解:由题意,∵,
∴可设AE=7k,则ED=18k.
∴AD=25k,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AD∥BC,AD=BC=25k.
分别延长CG、DA交于点F,
∵AD∥BC,
∴,.
∴AFk.
∴EF=AE+AF=7kkk.
∴.
又∵为既约分数,
∴m=75,n=121.
∴m+n=75+121=196.
故答案为:196.
11.(2026•绥棱县校级三模)·【B】如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,D是斜边AB的中点,连结CD,过D作DH⊥BC于点H;D1是BD的中点,连结HD1,过D1作D1H1⊥BC于点H1;D2是BD1的中点,连结H1D2,过D2作D2H2⊥BC于点H2;…如此继续下去,分别记四边形CDD1H、四边形HD1D2H1、四边形H1D2D3H2…四边形Hn﹣2Dn﹣1DnHn﹣1的面积为S1,S2,S3,…,Sn.若S△ABC=2,则S2026= .
【答案】.
【解答】解:由题意可得:,
∴∠A=∠1,,
∵DH⊥BC,D1是BD的中点,
∴,DH∥AC,
∴∠3=∠4,∠A=∠4,∠1=∠2,
∴∠2=∠3,
∴CD∥HD1.
∴△BD1H∽△BDC,
∴()2,
∴S1=S四边形CDD1HS△BDC,同理S2,
S3=S四边形HDD2H2,
∴Sn=S四边形,
∴.
故答案为:.
12.(2026•南关区校级一模)·【C】如图,已知正方形ABCD,E为AB的中点,F是AD边上的一个动点,连接EF将△AEF沿EF折叠得△HEF,延长FH交BC于M,现在有如下5个结论:①△EFM定是直角三角形;②△BEM≌△HEM;③当M与C重合时,有DF=AF;④MF平分正方形ABCD的面积;⑤4FH•MH=AB2,在以上5个结论中,正确的有 ①②③⑤ .
【答案】①②③⑤.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=∠B=90°,
∵E为AB的中点,
∴EA=EB,
由翻折可知:FA=FH,EA=EH,∠A=∠FHE=90°,
∴∠EHM=∠B=90°,
∵EM=EM,EH=EB,
∴Rt△EMH≌Rt△EMB(HL),
∴∠MEH=∠MEB,
∵∠FEH=∠FEA,
∴∠FEM=∠FEH+∠MEH(∠AEH+∠BEH)=90°,
∴△EFM是直角三角形,
故①②正确,
∵∠FEM=90°=∠FHE,
∴∠FEH+∠MEH=90°=∠FEH+∠EFH,
∴∠EFH=∠HEM,
又∵∠FHE=∠EHM=90°,
∴△FHE∽△EHM,
∴,
又∵EH=EBAB,
∴AB2=4HF•HM,故⑤正确,
如图1中,当M与C重合时,
设AE=EB=2a.则AB=BC=AD=CD=4a,
∵∠FEM=90°,
∴∠AEF+∠CEB=90°=∠AEF+∠AFE,
∴∠AFE=∠ECB,
又∵∠A=∠B=90°,
∴△AEF∽△BCE,
∴,
∴AF=a,
∴DF=3a,
∴DF=3AF,
∴DF=AF,故③正确,
如图2中,
当点F与点D重合时,显然直线MF不平分正方形的面积,故④错误,
综上所述,正确的有:①②③⑤,
故答案为:①②③⑤.
三.解答题(共8小题)
13.(2026春•浦东新区校级月考)·【A】如图,D是△ABC的BC边上的点,BD:DC=2:1,E是AD的中点,求BE:EF的值.
【答案】5:1.
【解答】解:作EH∥AC交BC于H,
∴.
又∵点E是AD的中点,
∴DH=HC,
∵BD:DC=2:1,
∴BH:HC=5:1,
∵EH∥AC,
∴BE:EF=BH:HC=5:1.
14.(2026秋•同步)·【B】如图,把菱形ABCD沿着BD的方向平移到菱形A′B′C′D′的位置,两个菱形的重叠部分为四边形B′EDF.
(1)求证:四边形B′EDF是菱形;
(2)若四边形B′EDF面积是菱形ABCD面积的一半,且,求菱形ABCD平移的距离.
【答案】(1)证明:有平移的特征知A′B′∥AB,又CD∥AB,
∴A′B′∥CD,同理B′C′∥AD.
∴四边形BEDF为平行四边形.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=AD.
∴∠ABD=∠ADB.
又∵∠A′B′D=∠ABD,
∴∠A′B′D=∠ADB.
∴FB′=FD.
∴四边形B′EDF为菱形;
(2)1.
(2)根据相似多边形的面积比是相似比的平方,可以计算出小菱形的边,再进一步计算其平移的距离.
【解答】(1)证明:有平移的特征知A′B′∥AB,又CD∥AB,
∴A′B′∥CD,同理B′C′∥AD.
∴四边形BEDF为平行四边形.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=AD.
∴∠ABD=∠ADB.
又∵∠A′B′D=∠ABD,
∴∠A′B′D=∠ADB.
∴FB′=FD.
∴四边形B′EDF为菱形.
(2)解:∵菱形B′EDF与菱形ABCD有一个公共角,
∴此两个菱形对应角相等又对应边成比例.
∴此两个菱形相似.
∵S菱形ABCD:S菱形FB'ED=2:1,
∴.
∴B'D1.
∴平移的距离BB′=BD﹣B′D1.
15.(2025秋•广信区期中)·【B】“将军饮马问题”:如图1所示,将军每天从山脚下的A点出发,走到河旁边的C点饮马后再到B点宿营.请问怎样走才能使总的路程最短?某课题组在探究这一问题时抽象出数学模型:直线l同旁有两个定点A、B,在直线l上存在点P,使得PA+PB的值最小.
解法:作点A关于直线l的对称点A′,连接A′B,则A′B与直线l的交点即为P,且PA+PB的最小值为线段A′B的长.
(1)根据上面的描述,在备用图中画出解决“将军饮马问题”的图形;
(2)利用轴对称作图解决“饮马问题”的依据是 两点之间线段最短 .
(3)应用:
①如图2,已知∠AOB=30°,其内部有一点P,OP=12,在∠AOB的两边分别有C、D两点(不同于点O),使△PCD的周长最小,请画出草图,并求出△PCD周长的最小值;
②如图3,边长为a的等边△ABC中,BF是AC上的中线且BF=b,点D在BF上,连接AD,在AD的右侧作等边△ADE,连接EF,则△AEF周长的最小值是 a+b ,此时∠CFE= 90° .
【答案】见试题解答内容
(2)根据两点之间线段最短解答;
(3)①分别作P关于OA、OB的对称点M、N,根据轴对称的性质得到△PCD,根据等边三角形的判定定理和性质定理解答;
②根据等边三角形的性质可得AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=60°,据此得出∠ABD=∠ACE,作点A关于CE的对称点M,连接FM交CE于E′,此时AE+EF的值最小,此时AE+EF=FM,证明△ACM是等边三角形,得出FM=FB=b,最后得出△AEF周长的最小值是AF+AE+EF=AF+FMa+b,此时∠CFE=90°.
【解答】解:(1)如图所示:
(2)利用轴对称作图解决“饮马问题”的依据是两点之间线段最短;
故答案为:两点之间线段最短;
(3)①分别作P关于OA、OB的对称点M、N,
连接MN,交OA、OB于C、D,则△PCD的周长最小,
连接OM、ON,如图:
由轴对称的性质可知,OM=OP=12,ON=OP=12,
CP=CM,DP=DN,∠MON=2∠AOB=60°,
∴△MON为等边三角形,
∴MN=12,
∴△PCD的周长=PC+CD+DP=CM+CD+DN=MN=12;
②∵△ABC、△ADE都是等边三角形,
∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=60°,
∴∠BAD=∠CAE,
∴△BAD≌△CAE,
∴∠ABD=∠ACE,
∵AF=CF,
∴∠ABD=∠CBD=∠ACE=30°,
∴点E在射线CE上运动(∠ACE=30°),
作点A关于CE的对称点M,连接FM交CE于E′,
此时AE+EF的值最小,此时AE+EF=FM,
∵CA=CM,∠ACM=60°,
∴△ACM是等边三角形,
∴△ACM≌△ACB,
∴FM=FB=b,
∴△AEF周长的最小值是AF+AE+EF=AF+FMa+b,∠CFE=90°.
故答案为:a+b,90°.
16.(2026秋•同步)·【C】如图1,在△ABC中,点D,点E分别在AB,AC上.
(1)添加条件: ∠ADE=∠ACB或∠AED=∠ABC或(填一个即可) ,可使△AED∽△ABC;(填一个即可)
(2)已知△ADE∽△ACB.
①若DE:CB=3:5,AD=4,则AC的长为 ;
②若AD:AC=1:2,△ADE的面积为2,求四边形BCED的面积.
(3)如图2,已知△ABC∽△ADE.求证:△ABD∽△ACE;
(4)如图3,∠BAD=∠CBD=30°,∠BDC=90°,AB=4,,求AD的长.
【答案】(1)∠ADE=∠ACB或∠AED=∠ABC或(填一个即可);
(2)6;
(3)∵△ABC∽△ADE,
∴,∠BAC=∠DAE,
∴,∠BAD=∠CAE.
∴△ABD∽△ACE;
(4).
(2)①依据题意,由△ADE∽△ACB,则DE:CB=AD:AC=3:5,结合AD=4,从而可以计算得解;
②依据题意,由△ADE∽△ACB,则()2,结合AD:AC=1:2,可得,则,从而计算可以得解;
(3)通过已知△ABC∽△ADE,利用相似三角形的对应边成比例、对应角相等,推导出且∠BAD=∠CAE,从而证明△ABD∽△ACE(两边成比例且夹角相等的两个三角形相似);
(4)通过作辅助线构造直角三角形和相似三角形,利用角度关系(如∠BAD=30°、∠CBD=30°)和勾股定理,逐步推导得出AD的长度.
【解答】(1)解:∠ADE=∠ACB或∠AED=∠ABC或.理由如下:
当∠ADE=∠ACB时,
∵∠A=∠A,
∴△AED∽△ABC;
当∠AED=∠ABC时,
∵∠A=∠A,
∴△AED∽△ABC;
当或时,
∵∠A=∠A,
∴△AED∽△ABC.
故答案为:∠ADE=∠ACB或∠AED=∠ABC或(填一个即可);
(2)解:①由题意,∵△ADE∽△ACB,
∴DE:CB=AD:AC=3:5.
∵AD=4,
∴AC.
故答案为:;
②∵△ADE∽△ACB,
∴()2.
∵AD:AC=1:2,
∴,
∴,
∵△ADE的面积为2,
∴四边形BCED的面积=3×△ADE的面积=6;
(3)证明:(1)∵△ABC∽△ADE,
∴,∠BAC=∠DAE,
∴,∠BAD=∠CAE.
∴△ABD∽△ACE;
(4)解:如图,过点A作AB的垂线,过点D作AD的垂线,两垂线交于点M,连接BM.
∵∠BAD=30°,∠DAM=60°,
∴∠AMD=30°,
∴∠AMD=∠DBC.
又∠ADM=∠BDC=90°,
∴△BDC∽△MDA,
∴,
又∵∠BDC=∠ADM,
∴∠BDC+∠CDM=∠ADM+∠CDM,即∠BDM=∠CDA,
∴△BDM~△CDA,
∴,,
∴BM=26,
在Rt△ABM中,,
∴.
17.(2025春•黄石期末)·【C】已知在Rt△ABC中,∠ACB=90°.
(1)如图1,点O是AB的中点,OM⊥AC于M,求证:AM=CM;
(2)如图2,若∠A=30°,AB=8cm,动点P从点A出发,在AB边上以每秒2cm的速度向点B匀速运动,同时动点Q从点C出发,在CA边上以每秒cm的速度向点A匀速运动,运动时间为t秒(0<t<4),连接PQ.
①若△APQ是直角三角形,直接写出t的值;
②求证:PQ的中点D在△ABC的一条中位线上.
【答案】见试题解答内容
(2)①分两种情况:当∠APQ=90°时,△APQ∽△ACB,当∠AQP=90°时,△APQ∽△ABC,分别依据相似三角形的对应边成比例,即可得到t的值;②作PM⊥AC于点M,作PE⊥BC于点E,DF⊥BC于点F,利用梯形中位线定理,可得DF2,过AC的中点R作直线平行于BC,可得RCAC=DF=4成立,即可得到D在过R的中位线上,即可得到PQ的中点D在△ABC的一条中位线上.
【解答】解:(1)如图1,连接OC,
∵点O是AB的中点,∠ACB=90°,
∴OCAB=AO,
又∵OM⊥AC于M,
∴AM=CM;
(2)①由题可得,AP=2t,CQt,BCAB=4,
∴AC4,AQ,
两种情况:
当∠APQ=90°时,△APQ∽△ACB,
∴,即,
解得t;
当∠AQP=90°时,△APQ∽△ABC,
∴,即,
解得t=2,
∴t的值为或2;
②如图,作PM⊥AC于点M,作PE⊥BC于点E,DF⊥BC于点F,则PMAP=t,AMt,
∵∠ACB=90°,
∴DF为梯形PECQ的中位线,
∴DF,
∵QCt,PE=MC=AC﹣AM=4t,
∴DF2,
∵AC=4,
过AC的中点R作直线平行于BC,
∴RCAC=DF=4成立,
∴D在过R的中位线上,
∴PQ的中点D在△ABC的一条中位线上.
18.(2024秋•嵊州市期末)·【C】综合与实践:小嵊与小州两个同学在学习了“直角三角形全等的判定”后,对数学中重要的学习方法“构造法”,展开了课后探究.
【情景再现】
已知,如图1,在△ACB和△A′C′B′中,∠C=∠C′=90°,AB=A′B′,AC=A′C′.
下面是用“构造法”证明两个直角三角形全等的部分过程.
证明:如图1,延长BC至D,使CD=B′C′,连结AD.
因为AC=A′C′(已知),∠ACD=90°=∠C′,
所以△ADC≌△A′B′C′(SAS)
所以AD=A′B′(全等三角形的对应边相等).
…
所以△ABC≌△ADC(SSS)
所以△ABC≌△A′B′C′
【实践解决】
(1)请结合“情景再现”的证明过程,把“…”的部分补充完整.
(2)小嵊进行了如下的思考:如图2,△ABC和△DCE都是等腰直角三角形,且∠ACB=∠DCE=90°.连接AD,若AC=2,AD=1,∠DAC=45°,求AE的长.
(3)小州结合“构造法“进行进一步探究:如图3,△MON是等腰直角三角形,∠MON=90°,P是△MON外一点,∠MPO=75°,PO=2,MP=2,求线段NP的长.
【答案】(1)见解答;
(2)AE=3;
(3)PN=2.
(2)如图2,先证明△DCB≌△ECA(SAS),得BD=AE,再利用勾股定理即可解答;
(3)如图3,过点O作OQ⊥OP,使OQ=OP,连接PQ,QM,MQ与PN交于点K,PN与OM交于点A,同理可得:△NOP≌△MOQ(SAS),再证明△OQP是等腰直角三角形,证明△MPQ是等腰三角形,运用勾股定理和等腰三角形的性质即可解答.
【解答】(1)证明:如图1,延长BC至D,使CD=B′C′,连结AD.
因为AC=A′C′(已知),∠ACD=90°=∠C′,
所以△ADC≌△A′B′C′(SAS),
所以AD=A′B′(全等三角形的对应边相等),
∵AB=A′B′,
∴AD=AB,
∵AC⊥BD,
∴BC=CD,
∵AC=AC,
∴△ABC≌△ADC(SSS),
∴△ABC≌△A′B′C′;
(2)解:如图2,∵△ACB和△DCE是等腰直角三角形,且∠ACB=∠DCE=90°,
∴AC=BC,DC=CE,∠ACE=∠DCB,
∴△DCB≌△ECA(SAS),
∴BD=AE,
Rt△ACB中,AC=2,
∴AB2,∠CAB=45°,
∵∠DAC=45°,
∴∠DAB=90°,
∵AD=1,
∴BD3,
∴AE=BD=3;
(3)解:如图3,过点O作OQ⊥OP,使OQ=OP,连接PQ,QM,MQ与PN交于点K,PN与OM交于点A,
同理可得:△NOP≌△MOQ(SAS),
∴PN=MQ,∠ONP=∠OMQ,
∵OQ=OP,OQ⊥OP,OP=2,
∴△OQP是等腰直角三角形,且PQ=2,∠OPQ=45°,
∵∠OPM=75°,PM=2,
∴∠MPQ=75°+45°=120°,PM=PQ,
∴∠PMQ=∠PQM=30°,
∵∠ONP=∠OMQ,∠OAN=∠MAK,
∴∠AKM=∠AON=90°,
∴PK⊥MQ,
∴MK=KQ,
Rt△MPK中,∠KMP=30°,
∴KPPM,
∴KMPK,
∴MQ=2,
∴PN=MQ=2.
即线段NP的长是2.
19.(2026春•渠县校级期末)·【C】如图1,△ABC中,CD⊥AB于D,且BD:AD:CD=2:3:4,若.
(1)求BD和AC的长;
(2)如图2,动点M从点B出发以每秒1cm的速度沿线段BA向点A运动,同时动点N从点A出发以相同速度沿线段AC向点C运动,当其中一点到达终点时整个运动都停止.设点M运动的时间为t(秒).
①若△AMN是以点A为顶角的等腰三角形时,求t的值;
②若点E是边AC上一点,且DE=EC,问在点M运动的过程中,△MDE能否成为等腰三角形?若能,求出t的值;若不能,请说明理由.
【答案】(1)BD=4cm,AC=10cm;
(2)①t=5;
②9或10或.
(2)①由△AMN是以点A为顶点的等腰三角形,得出AM=AN,则可列出关于t的方程,解方程即可;
②利用等边对等角、余角的性质、等角对等边可得出,由BD>DE可判断点M不在BD上,当点M在AD时,分DE=DM,ED=EM,MD=ME三种情况讨论即可.
【解答】解:(1)∵BD:AD:CD=2:3:4,
∴设BD=2xcm,则AD=3xcm,CD=4xcm,
∵CD⊥AB,,
∴,
解得x=2(负值舍去),
∴BD=4cm,AD=6cm,CD=8cm,
∴;
(2)由(1)知:①∵△AMN是以点A为顶点的等腰三角形,
∴AM=AN,
即10﹣t=t,
∴t=5;
②∵DE=CE,
∴∠DCE=∠CDE,
又∵CD⊥AB,
∴∠CDE+∠ADE=90°,∠ACD+∠D=90°,
∴∠ADE=∠A,
∴AE=DE
∴,
当点M在BD上,即0≤t<4时,△MDE为钝角三角形,但DM<BD<DE;
当t=4时,点M运动到点D,不构成三角形;
当点M在DA上,即4<t≤10时,△MDE为等腰三角形,有3种可能.
如果DE=DM,则t﹣4=5,
∴t=9;
如果ED=EM,则点M运动到点A,
∴t=10;
如果MD=ME=t﹣4,
过点E作EF⊥AB于F,如图3所示:
∵ED=EA,
∴cm,
在Rt△AEF中,EF=4cm;
∵BM=tcm,BF=7cm,
∴FM=(t﹣7)cm,
在Rt△EFM中,(t﹣4)2﹣(t﹣7)2=42,
∴.
综上所述,符合要求的t值为9或10或.
20.(2025秋•尧都区期末)·【C】【问题情境】
利用角平分线构造全等三角形是常用的方法,如图1,OP平分∠MON.点A为OM上一点,过点A作AC⊥OP,垂足为C,延长AC交ON于点B,可根据 ASA 证明△AOC≌△BOC,则AO=BO,AC=BC(即点C为AB的中点).
【类比解答】
如图2,在△ABC中,CD平分∠ACB,AE⊥CD于E,若∠EAC=63°,∠B=37°,通过上述构造全等的办法,可求得∠DAE= 26° .
【拓展延伸】
(1)如图3,△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,CD平分∠ACB,BE⊥CD,垂足E在CD的延长线上,试探究BE和CD的数量关系,并证明你的结论.
(2)如图4,△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,点D在线段BC上,,BE⊥DE,垂足为E,DE与AB相交于点F.线段BE与FD的数量关系为 .(直接写出)
【答案】见试题解答内容
【类比解答】延长AE交BC于点F,由【问题情境】可知,AC=FC,再由等腰三角形的在得∠EFC=∠EAC=63°,然后由三角形的外角性质即可得出结论;
【拓展延伸】(1)延长BE、CA交于点F,证△ABF≌△ACD(ASA),得BF=CD,再由【问题情境】可知,BE=FEBF,即可得出结论;
(2)如图2,过点D作DG∥CA,与BE的延长线相交于点G,与AB相交于点H,得到∠GDB=∠C,∠BHD=∠A=90°=∠GHB,根据全等三角形的性质得到BE=GEGB,求得HB=HD,根据全等三角形的性质得到GB=FD,于是得到结论.
【解答】解:【问题情境】∵OP平分∠MON,
∴∠AOC=∠BOC,
∵AC⊥OP,
∴∠ACO=∠BCO,
∵OC=OC,
∴△AOC≌△BOC(ASA),
∴AO=BO,AC=BC,
故答案为:ASA;
【类比解答】如图2,延长AE交BC于点F,
由【问题情境】可知,AC=FC,
∴∠EFC=∠EAC=63°,
∵∠EFC=∠B+∠DAE,
∴∠DAE=∠EFC﹣∠B=63°﹣37°=26°,
故答案为:26°;
【拓展延伸】(1),证明如下:
如图3,延长BE、CA交于点F,则∠BAF=180°﹣∠BAC=90°,
∵BE⊥CD,
∴∠BED=90°=∠BAC,
∵∠BDC=∠ABF+∠BED=∠ACD+∠BAC,
∴∠ABF=∠ACD,
又∵AB=AC,
∴△ABF≌△ACD(ASA),
∴BF=CD,
由【问题情境】可知,,;
(2)如图4,过点D作DG∥CA,与BE的延长线相交于点G,与AB相交于点H,
则∠GDB=∠C,∠BHD=∠A=90°=∠GHB,
∵∠EDB∠C∠GDB=∠EDG,
又∵DE=DE,∠DEB=∠DEG=90°,
∴△DEB≌△DEG(ASA),
∴BE=GEGB,
∵∠A=90°,AB=AC,
∴∠ABC=∠C=∠GDB,
∴HB=HD,
∵∠BED=∠BHD=90°,∠BFE=∠DFH,
∴∠EBF=∠HDF,
∴△GBH≌△FDH(ASA),
∴GB=FD,
∴BEFD.
故答案为:.
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