- 相似三角形的判定及有关性质
- 共634题
如图,△ABC中,AB=9,AC=6,点E在AB上且AE=3,点F在AC上,连接EF,若△AEF与△ABC相似,则AF=______.
正确答案
2或4.5
解析
解:当△AEF∽△ABC时,则
,AF=2;
当△AEF∽△ACB时,则 ,AF=4.5.
故答案为:2或4.5.
如图所示,在△ABC中,AB=AC=3,BC=2,B的平分线交过点A且与BC平行的线交于点D,求△ABD的面积.
正确答案
解:作AM⊥BC于点M,则∵AB=AC,
∴BM=CM=1,
根据勾股定理AM=2,
∴S△ABC=•2•2
=2
,
∵BD是B的平分线,
∴S△ABE=,S△CBE=
,
∵B的平分线交过点A且与BC平行的线交于点D,
∴S△ADE=,
∴S△ABD=+
=
.
解析
解:作AM⊥BC于点M,则∵AB=AC,
∴BM=CM=1,
根据勾股定理AM=2,
∴S△ABC=•2•2
=2
,
∵BD是B的平分线,
∴S△ABE=,S△CBE=
,
∵B的平分线交过点A且与BC平行的线交于点D,
∴S△ADE=,
∴S△ABD=+
=
.
如图,在直角△ABC中,AC=3,BC=4,∠C=90°,CD⊥AB,DE⊥BC,D,E为垂足,则DE=______.
正确答案
解析
解:在直角△ABC中,AC=3,BC=4,∠C=90°,所以AB=5,所以BD=,
因为CD⊥AB,所以由等面积可得CD=,
所以由等面积可得DE==
.
故答案为:.
如图,已知△ABC,△CDE都为等边三角形,连接AE,BE,取BE的中点为O,连接AO,并延长AO到F,使BF=AE,求证△BDF为等边三角形.
正确答案
证明:连接EF
∵AO=DF,BO=EO
∴四边形ABFE为平行四边形
即 AB=EF
∵∠FED=180-∠CED=180°-60°=120
又∵∠BCD=∠CDE+∠CED=60°+60=120°
∴∠FED=∠BCD
在△BCD与△EFD中
BC=EF,∠BCD=∠FED,CD=ED
∴△BCD≌△EFD
∴BD=DF,∠BDC=∠EDF
∴∠CDE=∠BDF=60°
∴△BDF为等边三角形.
解析
证明:连接EF
∵AO=DF,BO=EO
∴四边形ABFE为平行四边形
即 AB=EF
∵∠FED=180-∠CED=180°-60°=120
又∵∠BCD=∠CDE+∠CED=60°+60=120°
∴∠FED=∠BCD
在△BCD与△EFD中
BC=EF,∠BCD=∠FED,CD=ED
∴△BCD≌△EFD
∴BD=DF,∠BDC=∠EDF
∴∠CDE=∠BDF=60°
∴△BDF为等边三角形.
4-1(几何证明选讲)
如图,△ABC是直角三角形,∠ABC=90o.以AB为直径的圆0交AC于点E点D是BC边的中点,连0D交圆0于点M
(I)求证:0,B,D,E四点共圆;
(II)求证:2DE2=DM•AC+DM•AB
正确答案
证明:(1)连接BE,则BE⊥EC
又D是BC的中点
∴DE=BD
又∴OE=OB,OD=OD
∴△ODE≌△ODB
∴∠OBD=∠OED=90°
∴D,E,O,B四点共圆.
(2)延长DO交圆于点H
∵DE2=DM•DH=DM•(DO+OH)=DM•DO+DM•OH
∴DE2=DM•(AC)+DM•(
AB)
∴2DE2=DM•AC+DM•AB.
解析
证明:(1)连接BE,则BE⊥EC
又D是BC的中点
∴DE=BD
又∴OE=OB,OD=OD
∴△ODE≌△ODB
∴∠OBD=∠OED=90°
∴D,E,O,B四点共圆.
(2)延长DO交圆于点H
∵DE2=DM•DH=DM•(DO+OH)=DM•DO+DM•OH
∴DE2=DM•(AC)+DM•(
AB)
∴2DE2=DM•AC+DM•AB.
已知:如图①,在矩形ABCD中,AB=5,AD=
,AE⊥BD,垂足是E,点F是点E关于AB的对称点,连接AF、BF
(1)求AE和BE的长;
(2)若将△ABF沿着射线BD方向平移.设平移的距离为m(平移距离指点B沿BD方向所经过的线段长度).当点F分别平移到线段AB、AD上时,直接写出相应的m的值;
(3)如图②,将△ABF绕点B顺时针旋一个角α(0°<α<180°),记旋转中的△ABF为△A′BF′,在旋转过程中,设A′F′所在的直线与直线AD交于点P,与直线BD交于点Q.是否存在这样的P、Q两点,使△DPQ为等腰三角形?若存在,求出此时DQ的长;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)在Rt△ABD中,AB=5,AD=,
由勾股定理得:BD==
.
∵S△ABD=BD•AE=
AB•AD,
∴AE==4.
在Rt△ABE中,AB=5,AE=4,由勾股定理得:BE=3.
(2)设平移中的三角形为△A′B′F′,如答图2所示:
由对称点性质可知,∠1=∠2.
由平移性质可知,AB∥A′B′,∠4=∠1,BF=B′F′=3.
①当点F′落在AB上时,
∵AB∥A′B′,
∴∠3=∠4,
∴∠3=∠2,
∴BB′=B′F′=3,即m=3;
②当点F′落在AD上时,
∵AB∥A′B′,
∴∠6=∠2,
∵∠1=∠2,∠5=∠1,
∴∠5=∠6,
又易知A′B′⊥AD,
∴△B′F′D为等腰三角形,
∴B′D=B′F′=3,
∴BB′=BD-B′D=-3=
,即m=
.
(3)存在.理由如下:
在旋转过程中,等腰△DPQ依次有以下4种情形:
①如答图3-1所示,点Q落在BD延长线上,且PD=DQ,易知∠2=2∠Q,
∵∠1=∠3+∠Q,∠1=∠2,
∴∠3=∠Q,
∴A′Q=A′B=5,
∴F′Q=F′A′+A′Q=4+5=9.
在Rt△BF′Q中,由勾股定理得:BQ==3
.
∴DQ=BQ-BD=3-
;
②如答图3-2所示,点Q落在BD上,且PQ=DQ,易知∠2=∠P,
∵∠1=∠2,
∴∠1=∠P,
∴BA′∥PD,则此时点A′落在BC边上.
∵∠3=∠2,
∴∠3=∠1,
∴BQ=A′Q,
∴F′Q=F′A′-A′Q=4-BQ.
在Rt△BQF′中,由勾股定理得:BF′2+F′Q2=BQ2,
即:32+(4-BQ)2=BQ2,
解得:BQ=,
∴DQ=BD-BQ==
;
③如答图3-3所示,点Q落在BD上,且PD=DQ,易知∠3=∠4.
∵∠2+∠3+∠4=180°,∠3=∠4,
∴∠4=90°-∠2.
∵∠1=∠2,
∴∠4=90°-∠1.
∴∠A′QB=∠4=90°-∠1,
∴∠A′BQ=180°-∠A′QB-∠1=90°-∠1,
∴∠A′QB=∠A′BQ,
∴A′Q=A′B=5,
∴F′Q=A′Q-A′F′=5-4=1.
在Rt△BF′Q中,由勾股定理得:BQ==
,
∴DQ=BD-BQ=;
④如答图3-4所示,点Q落在BD上,且PQ=PD,易知∠2=∠3.
∵∠1=∠2,∠3=∠4,∠2=∠3,
∴∠1=∠4,
∴BQ=BA′=5,
∴DQ=BD-BQ=-5=
.
综上所述,存在4组符合条件的点P、点Q,使△DPQ为等腰三角形;
DQ的长度分别为3-
、
、
或
.
解析
解:(1)在Rt△ABD中,AB=5,AD=,
由勾股定理得:BD==
.
∵S△ABD=BD•AE=
AB•AD,
∴AE==4.
在Rt△ABE中,AB=5,AE=4,由勾股定理得:BE=3.
(2)设平移中的三角形为△A′B′F′,如答图2所示:
由对称点性质可知,∠1=∠2.
由平移性质可知,AB∥A′B′,∠4=∠1,BF=B′F′=3.
①当点F′落在AB上时,
∵AB∥A′B′,
∴∠3=∠4,
∴∠3=∠2,
∴BB′=B′F′=3,即m=3;
②当点F′落在AD上时,
∵AB∥A′B′,
∴∠6=∠2,
∵∠1=∠2,∠5=∠1,
∴∠5=∠6,
又易知A′B′⊥AD,
∴△B′F′D为等腰三角形,
∴B′D=B′F′=3,
∴BB′=BD-B′D=-3=
,即m=
.
(3)存在.理由如下:
在旋转过程中,等腰△DPQ依次有以下4种情形:
①如答图3-1所示,点Q落在BD延长线上,且PD=DQ,易知∠2=2∠Q,
∵∠1=∠3+∠Q,∠1=∠2,
∴∠3=∠Q,
∴A′Q=A′B=5,
∴F′Q=F′A′+A′Q=4+5=9.
在Rt△BF′Q中,由勾股定理得:BQ==3
.
∴DQ=BQ-BD=3-
;
②如答图3-2所示,点Q落在BD上,且PQ=DQ,易知∠2=∠P,
∵∠1=∠2,
∴∠1=∠P,
∴BA′∥PD,则此时点A′落在BC边上.
∵∠3=∠2,
∴∠3=∠1,
∴BQ=A′Q,
∴F′Q=F′A′-A′Q=4-BQ.
在Rt△BQF′中,由勾股定理得:BF′2+F′Q2=BQ2,
即:32+(4-BQ)2=BQ2,
解得:BQ=,
∴DQ=BD-BQ==
;
③如答图3-3所示,点Q落在BD上,且PD=DQ,易知∠3=∠4.
∵∠2+∠3+∠4=180°,∠3=∠4,
∴∠4=90°-∠2.
∵∠1=∠2,
∴∠4=90°-∠1.
∴∠A′QB=∠4=90°-∠1,
∴∠A′BQ=180°-∠A′QB-∠1=90°-∠1,
∴∠A′QB=∠A′BQ,
∴A′Q=A′B=5,
∴F′Q=A′Q-A′F′=5-4=1.
在Rt△BF′Q中,由勾股定理得:BQ==
,
∴DQ=BD-BQ=;
④如答图3-4所示,点Q落在BD上,且PQ=PD,易知∠2=∠3.
∵∠1=∠2,∠3=∠4,∠2=∠3,
∴∠1=∠4,
∴BQ=BA′=5,
∴DQ=BD-BQ=-5=
.
综上所述,存在4组符合条件的点P、点Q,使△DPQ为等腰三角形;
DQ的长度分别为3-
、
、
或
.
(几何证明选做题)
如图,弦AB与CD相交于⊙O内一点E,过E作BC的平行线与AD的延长线相交于点P.已知PD=2DA=2,则PE=______.
正确答案
解析
解:因为BC∥PE,∴∠BCD=∠PED,
且在圆中∠BCD=∠BAD⇒∠PED=∠BAD,
⇒△EPD∽△APE,∵PD=2DA=2
⇒
⇒PE2=PA•PD=3×2=6,
∴PE=.
故答案为:.
△ABC的顶点坐标分别为A(1,2),B(4,1),C(4,4),直线l平行于BC,截△ABC得到一个小三角形,且截得小三角形面积是△ABC面积的,则直线l的方程为______.
正确答案
x=2
解析
解:∵B(4,1),C(4,4),
∴直线BC的方程为:x=4
又∵直线l平行于BC,
∴可设直线l方程为x=k(1<k<4)
设直线l分别与AB、AC交于点M、N,
由△AMN∽△ABC,且△AMN面积是△ABC面积的,
得⇒MN=
BC=1
∵A(1,2),B(4,1)
∴直线AB的斜率为
可得直线AB方程为:y-2=(x-1),即y=
令x=k,得y=,
∴M(k,)
同理求得N(k,)
∴MN=-(
)=1⇒k=2
∴直线l的方程为x=2
故答案为:x=2
(几何证明选做题)
如图,AB与CD相交于点E,过E作BC的平行线与AD的延长线相交于点P.已知∠A=∠C,PD=2DA=2,则PE=______.
正确答案
解析
解:因为BC∥PE,∴∠BCD=∠PED,
且在圆中∠BCD=∠BAD⇒∠PED=∠BAD,
⇒△EPD∽△APE,∵PD=2DA=2
⇒
⇒PE2=PA•PD=3×2=6,
∴PE=.
故答案为:.
在直角三角形ABC中,∠ACB=90°,CD、CE分别为斜边AB上的高和中线,且∠BCD与∠ACD之比为3:1,求证CD=DE.
正确答案
证明:∵∠A+∠ACD=∠A+∠B=90°,
∴∠ACD=∠B
又∵CE是直角△ABC的斜边AB上的中线
∴CE=EB
∠B=∠ECB,∠ACD=∠ECB
但∵∠BCD=3∠ACD,
∠ECD=2∠ACD=∠ACB
=×90°=45°,
△EDC为等腰直角三角形
∴CE=DE.
解析
证明:∵∠A+∠ACD=∠A+∠B=90°,
∴∠ACD=∠B
又∵CE是直角△ABC的斜边AB上的中线
∴CE=EB
∠B=∠ECB,∠ACD=∠ECB
但∵∠BCD=3∠ACD,
∠ECD=2∠ACD=∠ACB
=×90°=45°,
△EDC为等腰直角三角形
∴CE=DE.
选修4-1:几何证明选讲
如图,⊙O的半径OB垂直于直径AC,M为AO上一点,BM的延长线交⊙O于N,过N点的切线交CA的延长线于P.
(1)求证:PM2=PA•PC;
(2)⊙O的半径为2,OM=2,求MN的长.
正确答案
(1)证明:连接ON,则ON⊥PN,∵OB=ON,∴∠OBM=∠ONB,
∵PN是⊙O的切线,∴ON⊥NP.
∵BO⊥AC,
∴∠BOM=∠ONP=90°,∴∠OMB=∠MNP.
又∠BMO=∠PMO,∴∠PNM=∠PMN,∴PM═PN.
∵PN为⊙O的切线,∴PN2=PA•PC,∴PM2=PA•PC.
(2)在Rt△BMO中,=
=4.
延长BO交⊙O与点D,连接DN,
则△BND∽BOM,于是,
∴,得BN=6.
∴MN=BN-BM=6-4=2.
解析
(1)证明:连接ON,则ON⊥PN,∵OB=ON,∴∠OBM=∠ONB,
∵PN是⊙O的切线,∴ON⊥NP.
∵BO⊥AC,
∴∠BOM=∠ONP=90°,∴∠OMB=∠MNP.
又∠BMO=∠PMO,∴∠PNM=∠PMN,∴PM═PN.
∵PN为⊙O的切线,∴PN2=PA•PC,∴PM2=PA•PC.
(2)在Rt△BMO中,=
=4.
延长BO交⊙O与点D,连接DN,
则△BND∽BOM,于是,
∴,得BN=6.
∴MN=BN-BM=6-4=2.
设P为等边△ABC外接圆的BC上的一点,求证:PA2=AB2+PB•PC.
正确答案
证明:在△ABP和△ADB中,
∠BAP=∠DAB为公用角,
又∠APB=∠ACB=∠ABD=60°
△ABP∽△ADB,
AB2=PA•AD(1)
同理可证△BPD∽△APC,,
∴PB•PC=PA•PD(2)
(1)、(2)式左、右两边分别相加,则得
AB2+PB•PC=PA(AD+PD)=PA2,
∴PA2=AB2+PB•PC.
解析
证明:在△ABP和△ADB中,
∠BAP=∠DAB为公用角,
又∠APB=∠ACB=∠ABD=60°
△ABP∽△ADB,
AB2=PA•AD(1)
同理可证△BPD∽△APC,,
∴PB•PC=PA•PD(2)
(1)、(2)式左、右两边分别相加,则得
AB2+PB•PC=PA(AD+PD)=PA2,
∴PA2=AB2+PB•PC.
如图所示直角梯形ABCD中,∠BAD=∠ADC=90°,∠ACD=60°,AB=3DC=3,若线段BC上存在点E,使得AC、AE、AB成等比数列,则
等于( )
正确答案
解析
解:如图所示,建立直角坐标系.A(0,0),B(3,0),C(1,
),D(0,
).
设E(x,y),=λ
,
∴(x-1,y-)=λ(3-x,-y).
∴,解得x=
,y=
.
∴E(,
).
∵AC、AE、AB成等比数列,
∴AE2=AC•AB,
∴()2+(
)2=3
,
化为3λ2-6λ-2=0,(λ>0)
解得λ=.
∴=
故选:A.
在△ABC中,,B=60°,BC边上的高
,则BC=______.
正确答案
1或2
解析
解:∵B=60°,BC边上的高
,
∴AB=3
在△ABC中,由余弦定理可得,
AC2=AB2+BC2-2AB•BCcosB,
把已知AC=,AB=3,B=60°代入可得,
7=32+BC2-2×3×BC×,
整理可得,BC2-3BC+2=0,
∴BC=1或2.
故答案为1或2.
如图,⊙O为四边形ABCD的外接圆,且AB=AD,E是CB延长线上一点,直线EA与圆O相切.求证:
=
.
正确答案
证明:连结AC.
∵EA是圆O的切线,∴∠EAB=∠ACB. …(2分)
∵AB=AD,∴∠ACD=∠ACB,
∴∠ACD=∠EAB. …(4分)
∵⊙O为四边形ABCD的外接圆,
∴∠D=∠ABE. …(6分)
∴△CDA∽△ABE. …(8分)
∴,
∵AB=AD,
∴=
. …(10分)
解析
证明:连结AC.
∵EA是圆O的切线,∴∠EAB=∠ACB. …(2分)
∵AB=AD,∴∠ACD=∠ACB,
∴∠ACD=∠EAB. …(4分)
∵⊙O为四边形ABCD的外接圆,
∴∠D=∠ABE. …(6分)
∴△CDA∽△ABE. …(8分)
∴,
∵AB=AD,
∴=
. …(10分)
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