- 相似三角形的判定及有关性质
- 共634题
如图,⊙O上一点C在直径AB上的射影为D,AC=4,AD=2,则⊙O的面积是______.
正确答案
16π
解析
解:∵∠ACB是直径AD所对的圆周角,∴∠ACB=90°.
∵CD⊥AD.
∴AC2=AD•AB,
∴42=2×AB,
解得AB=8.
∴R=4.
∴⊙O的面积=42•π=16π.
故答案为:16π.
在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=1,BC=2.在BC边上任取一点M,则∠AMB≥90°的概率为______.
正确答案
解析
解:过A点做BC的垂线,垂足为M‘,
当M点落在线段BM'(含M'点不含B点)上时∠AMB≥90
由∠A=90°,AB=1,BC=2
解得BM'=,则∠AMB≥90°的概率p=
=
.
故答案为:
如图,Rt△ABC中,∠A=90°,AD⊥BC于点D,若BD:CD=3:2,则tanB=( )
正确答案
解析
解:∵BD:CD=3:2,∴不妨取BD=3,CD=2.
∵Rt△ABC中,∠A=90°,AD⊥BC于点D,∴AD2=BD•CD=6,解得.
∴.
故选:D.
CD为直角三角形ABC中斜边AB上的高,已知△ACD、△CBD、△ABC的面积成等比数列,求∠B(用反三角函数表示).
正确答案
解:设CD=h,AB=c,BD=x,则AD=c-x
因此,△ACD的面积为,
△CBD的面积为,△ABC的面积为
,依题意,
,
即x2=c(c-x),即x2+cx-c2=0,
.
∵取负号不合题意,∴取正号,得.
又依直角三角形的性质,有AC2=AD•AB=c(c-x).
但x2=c(c-x),∴AC2=x2,∴AC=x=DB=.
在直角三角形ABC中,.
故.
解析
解:设CD=h,AB=c,BD=x,则AD=c-x
因此,△ACD的面积为,
△CBD的面积为,△ABC的面积为
,依题意,
,
即x2=c(c-x),即x2+cx-c2=0,
.
∵取负号不合题意,∴取正号,得.
又依直角三角形的性质,有AC2=AD•AB=c(c-x).
但x2=c(c-x),∴AC2=x2,∴AC=x=DB=.
在直角三角形ABC中,.
故.
△ABC中,∠BAC是直角,AD是高,求证:如果BC=5CD,那么BC2=5AC2.
正确答案
证明:如图所示,
∵∠BAC是直角,AD是高,BC=5CD,
∴AC2=CD•BC=,
∴BC2=5AC2.
解析
证明:如图所示,
∵∠BAC是直角,AD是高,BC=5CD,
∴AC2=CD•BC=,
∴BC2=5AC2.
如图,已知EB是半圆O的直径,A是BE延长线上一点,AC切半圆O于点D,BC⊥AC于点C,DF⊥EB于点F,若BC=6,AC=8,求DF的长.
正确答案
解:在Rt△ABC中,∵AC⊥BC,∴=
=10.
设圆的半径为r,AD=x,连接OD,
∵AC切半圆O于点D,∴OD⊥AC.
∴OD∥BC.
∴=
,即
=
,化为x=
r.
又由切割线定理AD2=AE•AB,即r2=(10-2r)×10,
解得r=.
∴AD==5,
在Rt△ADO中,=
=
.
∵,
∴=
=3.
解析
解:在Rt△ABC中,∵AC⊥BC,∴=
=10.
设圆的半径为r,AD=x,连接OD,
∵AC切半圆O于点D,∴OD⊥AC.
∴OD∥BC.
∴=
,即
=
,化为x=
r.
又由切割线定理AD2=AE•AB,即r2=(10-2r)×10,
解得r=.
∴AD==5,
在Rt△ADO中,=
=
.
∵,
∴=
=3.
选修4-1:几何证明选讲
如图,BA是⊙O的直径,AD是切线,BF、BD是割线,
求证:BE•BF=BC•BD.
正确答案
证明:
证法一:连接CE,过B作⊙O的切线BG,则BG∥AD
∴∠GBC=∠FDB,又∠GBC=∠CEB
∴∠CEB=∠FDB
又∠CBE是△BCE和△BDF的公共角
∴△BCE∽△BDF∴,
即BE•BF=BC•BD
证法二:连续AC、AE,∵AB是直径,AC是切线
∴AB⊥AD,AC⊥BD,AE⊥BF
由射线定理有AB2=BC•BD,AB2=BE•BF
∴BE•BF=BC•BD
解析
证明:
证法一:连接CE,过B作⊙O的切线BG,则BG∥AD
∴∠GBC=∠FDB,又∠GBC=∠CEB
∴∠CEB=∠FDB
又∠CBE是△BCE和△BDF的公共角
∴△BCE∽△BDF∴,
即BE•BF=BC•BD
证法二:连续AC、AE,∵AB是直径,AC是切线
∴AB⊥AD,AC⊥BD,AE⊥BF
由射线定理有AB2=BC•BD,AB2=BE•BF
∴BE•BF=BC•BD
已知直三棱柱ABC-A1B1C1中,△ABC为等腰直角三角形,∠BAC=90°,且AB=AA1,D、E、F分别为B1A、C1C、BC的中点.
(I)求证:DE∥平面ABC;
(Ⅱ)求证:B1F⊥平面AEF;
(Ⅲ)求二面角B1-AE-F的余弦值.
正确答案
解:方法1:如图建立空间直角坐标系O-xyz,令AB=AA1=4,
则A(0,0,0),E(0,4,2),F(2,2,0),B(4,0,0),
B1(4,0,4),D(2,0,2),(2分)
(I)=(-2,4,0),面ABC的法向量为
=(0,0,4),
∵,DE⊄平面ABC,
∴DE∥平面ABC.(4分)
(II),
=0
=0(6分)
∴,∴B1F⊥AF
∵AF∩FE=F,∴B1F⊥平面AEF(8分)
(III)平面AEF的法向量为,设平面B1AE的法向量为
,
∴,即
(10分)
令x=2,则Z=-2,y=1,∴
∴=
∴二面角B1-AE-F的余弦值为(12分)
方法2:(I)方法i:设G是AB的中点,连接DG,
则DG平行且等于EC,(2分)
所以四边形DECG是平行四边形,所以DE∥GC,
从而DE∥平面ABC.(4分)
方法ii:连接A1B、A1E,并延长A1E交AC的延长线
于点P,连接BP.由E为C1C的中点,A1C1∥CP,
可证A1E=EP,(2分)
∵D、E是A1B、A1P的中点,∴DE∥BP,
又∵BP⊂平面ABC,DE⊄平面ABC,∴DE∥平面ABC(4分)
(II)∵△ABC为等腰直角三角形,F为BC的中点,
∴BC⊥AF,又∵B1B⊥平面ABC,可证B1F⊥AF,(6分)
设AB=AA1=2,则
∴B1F⊥EF,∴B1F⊥平面AEF;(8分)
(III)过F做FM⊥AE于点M,连接B1M,
∵B1F⊥平面AEF,由三垂线定理可证B1M⊥AE,
∴∠B1MF为二面角B1-AE-F的平面角,
C1C⊥平面ABC,AF⊥FC,可证EF⊥AF,
在Rt△AEF中,可求,(10分)
在Rt△B1FM中,∠B1FM=90°,∴
∴二面角B1-AE-F的余弦值为(12分)
解析
解:方法1:如图建立空间直角坐标系O-xyz,令AB=AA1=4,
则A(0,0,0),E(0,4,2),F(2,2,0),B(4,0,0),
B1(4,0,4),D(2,0,2),(2分)
(I)=(-2,4,0),面ABC的法向量为
=(0,0,4),
∵,DE⊄平面ABC,
∴DE∥平面ABC.(4分)
(II),
=0
=0(6分)
∴,∴B1F⊥AF
∵AF∩FE=F,∴B1F⊥平面AEF(8分)
(III)平面AEF的法向量为,设平面B1AE的法向量为
,
∴,即
(10分)
令x=2,则Z=-2,y=1,∴
∴=
∴二面角B1-AE-F的余弦值为(12分)
方法2:(I)方法i:设G是AB的中点,连接DG,
则DG平行且等于EC,(2分)
所以四边形DECG是平行四边形,所以DE∥GC,
从而DE∥平面ABC.(4分)
方法ii:连接A1B、A1E,并延长A1E交AC的延长线
于点P,连接BP.由E为C1C的中点,A1C1∥CP,
可证A1E=EP,(2分)
∵D、E是A1B、A1P的中点,∴DE∥BP,
又∵BP⊂平面ABC,DE⊄平面ABC,∴DE∥平面ABC(4分)
(II)∵△ABC为等腰直角三角形,F为BC的中点,
∴BC⊥AF,又∵B1B⊥平面ABC,可证B1F⊥AF,(6分)
设AB=AA1=2,则
∴B1F⊥EF,∴B1F⊥平面AEF;(8分)
(III)过F做FM⊥AE于点M,连接B1M,
∵B1F⊥平面AEF,由三垂线定理可证B1M⊥AE,
∴∠B1MF为二面角B1-AE-F的平面角,
C1C⊥平面ABC,AF⊥FC,可证EF⊥AF,
在Rt△AEF中,可求,(10分)
在Rt△B1FM中,∠B1FM=90°,∴
∴二面角B1-AE-F的余弦值为(12分)
直角△ABC中,斜边AB上的高为CD,则( )
正确答案
解析
解:设AD=x,BD=y,则AB=x+y,
∴AB2=AC2+BC2=x2+CD2+y2+CD2=(x+y)2;
∴2CD2=2xy≤x2+y2;
∴4CD2≤x2+y2+2xy=(x+y)2;
∴AB≥=2CD.
故选:B.
如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是直角梯形,AB∥CD,∠DAB=60°,AB=AD=2CD,侧面PAD⊥底面ABCD,且△PAD为等腰直角三角形,∠APD=90°,M为AP的中点.
(1)求证:AD⊥PB;
(2)求证:DM∥平面PCB.
正确答案
解:(1)取AD的中点G,连接PG、GB、BD.
∵PA=PD,
∴PG⊥AD.(2分)
∵AB=AD,且∠DAB=60°,
∴△ABD是正三角形,∴BG⊥AD,
又∵PG∩BG=G,PG、BG⊂平面PGB
∴AD⊥平面PGB.
∴AD⊥PB.(6分)
(2)取PB的中点F,连接MF、CF,
∵M、F分别为PA、PB的中点,
∴MF∥AB,且.
∵四边形ABCD是直角梯形,AB∥CD且AB=2CD,
∴MF∥CD且MF=CD.(10分)
∴四边形CDMF是平行四边形.
∴DM∥CF.
∵CF⊂平面PCB,DM⊄平面PCB
∴DM∥平面PCB.(12分)
解析
解:(1)取AD的中点G,连接PG、GB、BD.
∵PA=PD,
∴PG⊥AD.(2分)
∵AB=AD,且∠DAB=60°,
∴△ABD是正三角形,∴BG⊥AD,
又∵PG∩BG=G,PG、BG⊂平面PGB
∴AD⊥平面PGB.
∴AD⊥PB.(6分)
(2)取PB的中点F,连接MF、CF,
∵M、F分别为PA、PB的中点,
∴MF∥AB,且.
∵四边形ABCD是直角梯形,AB∥CD且AB=2CD,
∴MF∥CD且MF=CD.(10分)
∴四边形CDMF是平行四边形.
∴DM∥CF.
∵CF⊂平面PCB,DM⊄平面PCB
∴DM∥平面PCB.(12分)
如图,已知Rt△ABC的两条直角边AC,BC的长分别为3cm,4cm,以AC为直径的圆与AB交于点D,则BD=______cm.
正确答案
解析
解:∵易知AB==5,
又由切割线定理得BC2=BD•AB,
∴42=BD•5
∴BD=.
故答案为:
(几何证明选讲选做题)如图,圆O上一点C在直径AB上的射影为D,CD=4,BD=8,则圆O的半径等于______.
正确答案
解:∵圆O上一点C在直径AB上的射影为D
∴AC⊥BC,CD⊥AB
在直角三角形ACB中,由射影定理知:CD2=AD×BD
∵CD=4,BD=8
∴
∴AB=AD+DB=2+8=10
∴圆O的半径等于=5
故答案为 5
解析
解:∵圆O上一点C在直径AB上的射影为D
∴AC⊥BC,CD⊥AB
在直角三角形ACB中,由射影定理知:CD2=AD×BD
∵CD=4,BD=8
∴
∴AB=AD+DB=2+8=10
∴圆O的半径等于=5
故答案为 5
设a>0,b>0,称
为a,b的调和平均数.如图,C为线段AB上的点,且AC=a,CB=b,O为AB中点,以AB为直径做半圆.过点C作AB的垂线交半圆于D.连接OD,AD,BD.过点C作OD的垂线,垂足为E.则图中线段OD的长度是a,b的算术平均数,线段CD的长度是a,b的几何平均数,那么a,b的调和平均数是线段______的长度.
正确答案
DE
解析
解:依题意得,Rt△DAC∽Rt△BDC,
∴=
,
∵AC=a,CB=b,
∴,CD2=ab(射影定理);
同理,Rt△DCO∽Rt△EDC⇒CD2=DE•OD,又OD=,
∴DE==
,此即为a,b的调和平均数.
故答案为:DE.
如图,在△ABC中,∠CAB=90°,AD⊥BC于D,BE是∠ABC的平分线,交AD于F,交AC于E,求证:
=
.
正确答案
证明:∵BE是∠ABC的平分线,
∴=
,①
=
,②
在Rt△ABC中,由射影定理知,
AB2=BD•BC,即=
③
由①③得:=
,④
由②④得:=
.
解析
证明:∵BE是∠ABC的平分线,
∴=
,①
=
,②
在Rt△ABC中,由射影定理知,
AB2=BD•BC,即=
③
由①③得:=
,④
由②④得:=
.
如图,△ABC是圆内接三角形,圆心O在BC上,若AB=6,BD=3.6,将一颗豆子随机地扔到该圆内,用M表示事件“豆子落在△ABC内”,N表示事件“豆子落在△ABD内”,则P(M)=______,P(N|M)=______.
正确答案
0.36
解析
解:由射影定理,得AB2=BD•BC,
∵AB=6,BD=3.6,
∴BC=10,AC=8,AD=4.8,
所以S△ABC=4.8=24,S圆O=25π,S△ABD=
=8.64,
∴P(M)==
,P(N/M)=
=0.36.
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