【模块四 三角形】专题5 相似三角形-2023年中考数学第一轮复习(含解析)

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【模块四 三角形】专题5 相似三角形-2023年中考数学第一轮复习(含解析)

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2023年中考数学第一轮复习
模块四 三角形
专题5 相似三角形
相似 比例线段 比例线段 在四条线段a,b,c,d中,如果a与b的比等于c与d的比,即a∶b=c∶d,那么这四条线段a,b,c,d叫做成比例线段,简称比例线段.
比例的基本性质 ①如果a∶b=c∶d,那么ad=bc; ②如果ad=bc(a,b,c,d都不等于0),那么=.
平行线分线段成比例和黄金分割 平行线分线段成比例 ①如图1,∵a∥b∥c, ∴=,或 ,或 . ②推论:如图2,∵EF∥BC, ∴=,或 ,或 .
黄金分割 如图,点C把线段AB分成两条线段AC和BC(AC>BC),如果=,那么称线段AB被点C黄金分割,点C叫做线段AB的黄金分割点,AC与AB的比叫做黄金比.其中=≈0.618.
相似三角形 性质 (1)相似三角形的对应角相等,对应边的比等于相似比。 (2)相似三角形周长的比等于相似比。 (3)相似三角形面积的比等于相似比的平方。 (4)相似三角形对应高的比、对应中线的比、对应角平分线的比都等于相似比。
判定 (1)平行于三角形一边的直线和其他两边相交,所构成的三角形与原三角形相似。 (2)三边对应成比例,两三角形相似。 (3)两边对应成比例且夹角相等,两三角形相似。 (4)两角对应相等,两三角形相似。。
位似 定义 如果两个相似多边形任意一组对应顶点A,A′的连线都经过同一个点O,且有OA′=kOA(k≠0),那么这样的两个多边形叫做位似多边形,点O叫做位似中心,k就是这两个相似多边形的相似比.
性质 ①位似多边形一定相似,位似多边形具有相似多边形的一切性质; ②位似多边形上任意一对对应点连线都经过位似中心,并且到位似中心的距离之比等于相似比.
题型一、比例线段
1.(2022·浙江丽水)如图,五线谱是由等距离、等长度的五条平行横线组成的,同一条直线上的三个点A,B,C都在横线上.若线段,则线段的长是( )
A. B.1 C. D.2
2.(2020·湖南娄底)若,则________.
3.(2020·湖南湘潭)若,则________.
题型二、相似三角形的性质与判定
1.(2022·黑龙江哈尔滨)如图,相交于点E,,则的长为( )
A. B.4 C. D.6
2.(2022·广西贺州)如图,在中,,则的值是( )
A. B. C. D.
3.(2022·四川雅安)如图,在△ABC中,D,E分别是AB和AC上的点,DE∥BC,若=,那么=(  )
A. B. C. D.
4.(2022·贵州贵阳)如图,在中,是边上的点,,,则与的周长比是( )
A. B. C. D.
5.(2022·北京)如图,在矩形中,若,则的长为_______.
6.(2022·辽宁)如图,在正方形中,E为的中点,连接交于点F.若,则的面积为___________.
7.(2022·贵州黔东南)如图,折叠边长为4cm的正方形纸片,折痕是,点落在点处,分别延长、交于点、,若点是边的中点,则______cm.
8.(2022 菏泽)如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,E是边AC上一点,且BE=BC,过点A作BE的垂线,交BE的延长线于点D,求证:△ADE∽△ABC.
9.(2022 盐城)如图,在△ABC与△A′B′C′中,点D,D′分别在边BC,B′C′上,且△ACD∽△A′C′D′,若③,则△ABD∽△A′B′D′.
请从①=;②=;③∠BAD=∠B′A′D′这3个选项中选择一个作为条件(写序号),并加以证明.
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10.(2022·浙江杭州)如图,在ABC中,点D,E,F分别在边AB,AC,BC上,连接DE,EF,已知四边形BFED是平行四边形,=.
(1)若,求线段AD的长.
(2)若的面积为1,求平行四边形BFED的面积.
11.(2022·江西)如图,四边形为菱形,点E在的延长线上,.
(1)求证:;
(2)当时,求的长.
12.(2022·四川乐山)华师版八年级下册数学教材第121页习题19.3第2小题及参考答案.
2.如图,在正方形ABCD中,.求证:. 证明:设CE与DF交于点O, ∵四边形ABCD是正方形, ∴,. ∴. ∵, ∴. ∴. ∴. ∴. ∴.
某数学兴趣小组在完成了以上解答后,决定对该问题进一步探究
(1)【问题探究】如图,在正方形ABCD中,点E、F、G、H分别在线段AB、BC、CD、DA上,且.试猜想的值,并证明你的猜想.
(2)【知识迁移】如图,在矩形ABCD中,,,点E、F、G、H分别在线段AB、BC、CD、DA上,且.则______.
(3)【拓展应用】如图,在四边形ABCD中,,,,点E、F分别在线段AB、AD上,且.求的值.
13.(2022·山东烟台)
(1)【问题呈现】如图1,△ABC和△ADE都是等边三角形,连接BD,CE.求证:BD=CE.
(2)【类比探究】如图2,△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,∠ABC=∠ADE=90°.连接BD,CE.请直接写出的值.
(3)【拓展提升】如图3,△ABC和△ADE都是直角三角形,∠ABC=∠ADE=90°,且==.连接BD,CE.
①求的值;
②延长CE交BD于点F,交AB于点G.求sin∠BFC的值.
14.(2022·四川内江)如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=4,点M、N分别在AB、AD上,且MN⊥MC,点E为CD的中点,连接BE交MC于点F.
(1)当F为BE的中点时,求证:AM=CE;
(2)若=2,求的值;
(3)若MN∥BE,求的值.
题型三、相似的实际问题
1.(2021·浙江温州)如图,图形甲与图形乙是位似图形,是位似中心,位似比为,点,的对应点分别为点,.若,则的长为( )
A.8 B.9 C.10 D.15
2.(2022·广西)数学兴趣小组通过测量旗杆的影长来求旗杆的高度,他们在某一时刻测得高为2米的标杆影长为1.2米,此时旗杆影长为7.2米,则旗杆的高度为______米.
3.(2021·吉林)如图,为了测量山坡的护坡石坝高,把一根长为的竹竿斜靠在石坝旁,量出竿上长为时,它离地面的高度为,则坝高为__________.
4.(2022·内蒙古赤峰)如图,为了测量校园内旗杆AB的高度,九年级数学应用实践小组,根据光的反射定律,利用镜子、皮尺和测角仪等工具,按以下方式进行测量:把镜子放在点O处,然后观测者沿着水平直线BO后退到点D,这时恰好能在镜子里看到旗杆顶点A,此时测得观测者观看镜子的俯角α=60°,观测者眼睛与地面距离CD=1.7m,BD=11m,则旗杆AB的高度约为_________m.(结果取整数,)
题型四、相似三角形的动点问题
1.(2022·黑龙江绥化)如图,在矩形中,P是边上的一个动点,连接,,过点B作射线,交线段的延长线于点E,交边于点M,且使得,如果,,,,其中.则下列结论中,正确的个数为( )
(1)y与x的关系式为;(2)当时,;(3)当时,.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
2.(2022·湖南郴州)如图1,在矩形ABCD中,,.点E是线段AD上的动点(点E不与点A,D重合),连接CE,过点E作,交AB于点F.
(1)求证:;
(2)如图2,连接CF,过点B作,垂足为G,连接AG.点M是线段BC的中点,连接GM.
①求的最小值;
②当取最小值时,求线段DE的长.
3.(2022·山东青岛)如图,在中,,将绕点A按逆时针方向旋转得到,连接.点P从点B出发,沿方向匀速运动,速度为;同时,点Q从点A出发,沿方向匀速运动,速度为.交于点F,连接.设运动时间为.解答下列问题:
(1)当时,求t的值;
(2)设四边形的面积为,求S与t之间的函数关系式;
(3)是否存在某一时刻t,使?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
题型五、位似
1.(2022 重庆B卷)如图,△ABC与△DEF位似,点O是它们的位似中心,且相似比为1∶2,则△ABC与△DEF的周长之比是(   )
A.1∶2 B.1∶4
C.1∶3 D.1∶9
2.(2022·广西梧州)如图,以点O为位似中心,作四边形的位似图形﹐已知,若四边形的面积是2,则四边形的面积是( )
A.4 B.6 C.16 D.18
3.(2022·广西)已知△ABC与△A1B1C1是位似图形,位似比是1:3,则△ABC与△A1B1C1的面积比( )
A.1 :3 B.1:6 C.1:9 D.3:1
4.(2022·山东威海)由12个有公共顶点O的直角三角形拼成如图所示的图形,∠AOB=∠BOC=∠COD=…=∠LOM=30°.若S△AOB=1,则图中与△AOB位似的三角形的面积为( )
A.()3 B.()7 C.()6 D.()6
5.(2022·黑龙江绥化)如图,,点在射线上,且,过点作交射线于,在射线上截取,使;过点作交射线于,在射线上截取,使.按照此规律,线段的长为________.
6.(2022·黑龙江)如图,在平面直角坐标系中,点,,,……在x轴上且,,,……按此规律,过点,,,……作x轴的垂线分别与直线交于点,,,……记,,,……的面积分别为,,,……,则______.
2023年中考数学第一轮复习
模块四 三角形
专题5 相似三角形
相似 比例线段 比例线段 在四条线段a,b,c,d中,如果a与b的比等于c与d的比,即a∶b=c∶d,那么这四条线段a,b,c,d叫做成比例线段,简称比例线段.
比例的基本性质 ①如果a∶b=c∶d,那么ad=bc; ②如果ad=bc(a,b,c,d都不等于0),那么=.
平行线分线段成比例和黄金分割 平行线分线段成比例 ①如图1,∵a∥b∥c, ∴=,或 ,或 . ②推论:如图2,∵EF∥BC, ∴=,或 ,或 .
黄金分割 如图,点C把线段AB分成两条线段AC和BC(AC>BC),如果=,那么称线段AB被点C黄金分割,点C叫做线段AB的黄金分割点,AC与AB的比叫做黄金比.其中=≈0.618.
相似三角形 性质 (1)相似三角形的对应角相等,对应边的比等于相似比。 (2)相似三角形周长的比等于相似比。 (3)相似三角形面积的比等于相似比的平方。 (4)相似三角形对应高的比、对应中线的比、对应角平分线的比都等于相似比。
判定 (1)平行于三角形一边的直线和其他两边相交,所构成的三角形与原三角形相似。 (2)三边对应成比例,两三角形相似。 (3)两边对应成比例且夹角相等,两三角形相似。 (4)两角对应相等,两三角形相似。。
位似 定义 如果两个相似多边形任意一组对应顶点A,A′的连线都经过同一个点O,且有OA′=kOA(k≠0),那么这样的两个多边形叫做位似多边形,点O叫做位似中心,k就是这两个相似多边形的相似比.
性质 ①位似多边形一定相似,位似多边形具有相似多边形的一切性质; ②位似多边形上任意一对对应点连线都经过位似中心,并且到位似中心的距离之比等于相似比.
题型一、比例线段
1.(2022·浙江丽水)如图,五线谱是由等距离、等长度的五条平行横线组成的,同一条直线上的三个点A,B,C都在横线上.若线段,则线段的长是( )
A. B.1 C. D.2
【答案】C
【解析】
【分析】
过点作五条平行横线的垂线,交第三、四条直线,分别于、,根据题意得,然后利用平行线分线段成比例定理即可求解.
【详解】
解:过点作五条平行横线的垂线,交第三、四条直线,分别于、,
根据题意得,
∵,
∴,
又∵,

故选:C
2.(2020·湖南娄底)若,则________.
【答案】
【解析】
【分析】
根据比例的基本性质进行化简,代入求职即可.
【详解】
由可得,,
代入.
故答案为.
【点睛】
本题主要考查了比例的基本性质化简,准确观察分析是解题的关键.
3.(2020·湖南湘潭)若,则________.
【答案】
【解析】
【分析】
根据比例的基本性质变形,代入求职即可;
【详解】
由可设,,k是非零整数,
则.
故答案为:.
题型二、相似三角形的性质与判定
1.(2022·黑龙江哈尔滨)如图,相交于点E,,则的长为( )
A. B.4 C. D.6
【答案】C
【分析】根据相似三角形对应边长成比例可求得BE的长,即可求得BD的长.
【详解】∵ ∴ ∴
∵,∴
∵ ∴ 故选:C.
2.(2022·广西贺州)如图,在中,,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据相似三角形的判定定理得到,根据相似三角形的面积比等于相似比的平方计算,得到答案.
【详解】解:∴ ,
∴,故选:B.
3.(2022·四川雅安)如图,在△ABC中,D,E分别是AB和AC上的点,DE∥BC,若=,那么=(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先求解再证明可得
【详解】解: =,
DE∥BC, 故选D
4.(2022·贵州贵阳)如图,在中,是边上的点,,,则与的周长比是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先证明△ACD∽△ABC,即有,则可得,问题得解.
【详解】∵∠B=∠ACD,∠A=∠A,
∴△ACD∽△ABC,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴△ADC与△ACB的周长比1:2,故选:B.
5.(2022·北京)如图,在矩形中,若,则的长为_______.
【答案】1
【分析】根据勾股定理求出BC,以及平行线分线段成比例进行解答即可.
【详解】解:在矩形中:,,
∴,,
∴,∴,故答案为:1.
6.(2022·辽宁)如图,在正方形中,E为的中点,连接交于点F.若,则的面积为___________.
【答案】3
【分析】由正方形的性质可知,,则有,然后可得,进而问题可求解.
【详解】解:∵四边形是正方形,,
∴,,
∴,
∴,
∵E为的中点,
∴,
∴,,
∴,
∴;
故答案为3.
7.(2022·贵州黔东南)如图,折叠边长为4cm的正方形纸片,折痕是,点落在点处,分别延长、交于点、,若点是边的中点,则______cm.
【答案】
【分析】根据折叠的性质可得DE=DC=4,EM=CM=2,连接DF,设FE=x,由勾股定理得BF,DF,从而求出x的值,得出FB,再证明,利用相似三角形对应边成比例可求出FG.
【详解】解:连接如图,
∵四边形ABCD是正方形,

∵点M为BC的中点,

由折叠得,∠
∴∠,
设则有

又在中,,



在中,

解得,(舍去)



∵∠
∴∠
∴∠
又∠
∴△
∴即

故答案为:
8.(2022 菏泽)如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,E是边AC上一点,且BE=BC,过点A作BE的垂线,交BE的延长线于点D,求证:△ADE∽△ABC.
9.(2022 盐城)如图,在△ABC与△A′B′C′中,点D,D′分别在边BC,B′C′上,且△ACD∽△A′C′D′,若③,则△ABD∽△A′B′D′.
请从①=;②=;③∠BAD=∠B′A′D′这3个选项中选择一个作为条件(写序号),并加以证明.
10.(2022·浙江杭州)如图,在ABC中,点D,E,F分别在边AB,AC,BC上,连接DE,EF,已知四边形BFED是平行四边形,.
(1)若,求线段AD的长.(2)若的面积为1,求平行四边形BFED的面积.
【答案】(1)2(2)6
【分析】(1)利用平行四边形对边平行证明,得到即可求出;
(2)利用平行条件证明,分别求出、的相似比,通过相似三角形的面积比等于相似比的平方分别求出、,最后通过求出.
(1)∵四边形BFED是平行四边形,
∴,∴,∴,
∵,∴,∴;
(2)∵四边形BFED是平行四边形,
∴,,DE=BF,
∴,
∴∴,
∵,DE=BF,∴,
∴,∴,
∵,,∴,
∵,∴,
∴.
11.(2022·江西)如图,四边形为菱形,点E在的延长线上,.
(1)求证:;(2)当时,求的长.
【答案】(1)见解析(2)AE=9
【分析】(1)根据四边形ABCD是菱形,得出,,根据平行线的性质和等边对等角,结合,得出,即可证明结论;
(2)根据,得出,代入数据进行计算,即可得出AE的值.
(1)证明:∵四边形ABCD为菱形,
∴,,
,,
∵,
∴,
∴.
(2)∵,
∴,即,解得:.
12.(2022·四川乐山)华师版八年级下册数学教材第121页习题19.3第2小题及参考答案.
2.如图,在正方形ABCD中,.求证:. 证明:设CE与DF交于点O, ∵四边形ABCD是正方形, ∴,. ∴. ∵, ∴. ∴. ∴. ∴. ∴.
某数学兴趣小组在完成了以上解答后,决定对该问题进一步探究
(1)【问题探究】如图,在正方形ABCD中,点E、F、G、H分别在线段AB、BC、CD、DA上,且.试猜想的值,并证明你的猜想.
(2)【知识迁移】如图,在矩形ABCD中,,,点E、F、G、H分别在线段AB、BC、CD、DA上,且.则______.
(3)【拓展应用】如图,在四边形ABCD中,,,,点E、F分别在线段AB、AD上,且.求的值.
【答案】(1)1;证明见解析(2)(3)
【分析】(1)过点A作AM∥HF交BC于点M,作AN∥EG交CD的延长线于点N,利用正方形ABCD,AB=AD,∠ABM=∠BAD=∠ADN=90°求证△ABM≌△ADN即可.
(2)过点A作AM∥HF交BC于点M,作AN∥EC交CD的延长线于点N,利用在矩形ABCD中,BC=AD,∠ABM=∠BAD=∠ADN=90°,求证△ABM∽△ADN.再根据其对应边成比例,将已知数值代入即可.(3)先证是等边三角形,设,过点,垂足为,交于点,则,在中,利用勾股定理求得的长,然后证,利用相似三角形的对应边对应成比例即可求解.
(1),理由为:
过点A作AM∥HF交BC于点M,作AN∥EG交CD的延长线于点N,
∵四边形ABCD是正方形,∴AB∥CD,AD∥BC,
∴四边形AMFH是平行四边形,四边形AEGN是平行四边形,
∴AM=HF,AN=EG,
在正方形ABCD中,AB=AD,∠ABM=∠BAD=∠ADN=90°
∵EG⊥FH,∴∠NAM=90°,∴∠BAM=∠DAN,
在△ABM和△ADN中,∠BAM=∠DAN,AB=AD,∠ABM=∠ADN
∴△ABM≌△ADN∴AM=AN,即EG=FH,∴;
(2)解:过点A作AM∥HF交BC于点M,作AN∥EC交CD的延长线于点N,
∵四边形ABCD是矩形,∴AB∥CD,AD∥BC,
∴四边形AMFH是平行四边形,四边形AEGN是平行四边形,
∴AM=HF,AN=EG,
在矩形ABCD中,BC=AD,∠ABM=∠BAD=∠ADN=90°,
∵EG⊥FH,∴∠NAM=90°,∴∠BAM=∠DAN.
∴△ABM∽△ADN,∴,
∵,,AM=HF,AN=EG,
∴,∴;故答案为:
(3)解:∵,,
∴是等边三角形,∴设,
过点,垂足为,交于点,则,
在中,,
∵,,∴,,
又∵,∴,
∵,,∴,
∴,∴,即.
13.(2022·山东烟台)
(1)【问题呈现】如图1,△ABC和△ADE都是等边三角形,连接BD,CE.求证:BD=CE.
(2)【类比探究】如图2,△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,∠ABC=∠ADE=90°.连接BD,CE.请直接写出的值.
(3)【拓展提升】如图3,△ABC和△ADE都是直角三角形,∠ABC=∠ADE=90°,且==.连接BD,CE.
①求的值;
②延长CE交BD于点F,交AB于点G.求sin∠BFC的值.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)①;②
【分析】(1)证明△BAD≌△CAE,从而得出结论;
(2)证明△BAD∽△CAE,进而得出结果;
(3)①先证明△ABC∽△ADE,再证得△CAE∽△BAD,进而得出结果;
②在①的基础上得出∠ACE=∠ABD,进而∠BFC=∠BAC,进一步得出结果.
(1)
证明:∵△ABC和△ADE都是等边三角形,
∴AD=AE,AB=AC,∠DAE=∠BAC=60°,
∴∠DAE﹣∠BAE=∠BAC﹣∠BAE,
∴∠BAD=∠CAE,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴BD=CE;
(2)
解:∵△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,
,∠DAE=∠BAC=45°,
∴∠DAE﹣∠BAE=∠BAC﹣∠BAE,
∴∠BAD=∠CAE,
∴△BAD∽△CAE,

(3)
解:①,∠ABC=∠ADE=90°,
∴△ABC∽△ADE,
∴∠BAC=∠DAE,,
∴∠CAE=∠BAD,
∴△CAE∽△BAD,

②由①得:△CAE∽△BAD,
∴∠ACE=∠ABD,
∵∠AGC=∠BGF,
∴∠BFC=∠BAC,
∴sin∠BFC.
14.(2022·四川内江)如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=4,点M、N分别在AB、AD上,且MN⊥MC,点E为CD的中点,连接BE交MC于点F.
(1)当F为BE的中点时,求证:AM=CE;
(2)若=2,求的值;
(3)若MN∥BE,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)根据矩形的性质,证明△BMF≌ △ECF,得BM=CE,再利用点E为CD的 中点,即可证明结论;
(2)利用△BMF∽△ECF,得,从而求出BM的长,再利用△ANM∽△BMC ,得 ,求出AN的长,可得答案;
(3)首先利用同角的余角相等得 ∠CBF= ∠CMB,则tan∠CBF=tan∠CMB,得 ,可得BM的长,由(2)同理可得答案.
(1)
证明:∵F为BE的中点,
∴BF=EF,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AB∥CD,AB=CD
∴∠BMF=∠ECF,
∵∠BFM=∠EFC,
∴△BMF≌△ECF(AAS),
∴BM=CE,
∵点E为CD的中点,
∴CE=CD,
∵AB=CD,
∴,
∴,
∴AM=CE;
(2)
∵∠BMF=∠ECF,∠BFM=∠EFC,
∴△BMF∽△ECF,
∴,
∵CE=3,
∴BM=,
∴AM=,
∵CM⊥MN,
∴∠CMN=90°,
∴∠AMN+∠BMC=90°,
∵∠AMN+∠ANM=90°,
∴∠ANM=∠BMC,
∵∠A=∠MBC,
∴△ANM∽△BMC,
∴,
∴,
∴,
∴DN=AD﹣AN=4﹣=,
∴;
(3)
∵MN∥BE,
∴∠BFC=∠CMN,
∴∠FBC+∠BCM=90°,
∵∠BCM+∠BMC=90°,
∴∠CBF=∠CMB,
∴tan∠CBF=tan∠CMB,
∴,
∴,
∴,
∴,
由(2)同理得,,
∴,
解得:AN=,
∴DN=AD﹣AN=4﹣=,
∴.
题型三、相似的实际问题
1.(2021·浙江温州)如图,图形甲与图形乙是位似图形,是位似中心,位似比为,点,的对应点分别为点,.若,则的长为( )
A.8 B.9 C.10 D.15
【答案】B
【解析】
【分析】
直接利用位似图形的性质得出线段比进而得出答案.
【详解】
解:∵图形甲与图形乙是位似图形,是位似中心,位似比为,
∴,
∵,
∴,

故答案为:B.
2.(2022·广西)数学兴趣小组通过测量旗杆的影长来求旗杆的高度,他们在某一时刻测得高为2米的标杆影长为1.2米,此时旗杆影长为7.2米,则旗杆的高度为______米.
【答案】12
【解析】
【分析】
根据同时、同地物高和影长的比不变,构造相似三角形,然后根据相似三角形的性质解答.
【详解】
解:设旗杆为AB,如图所示:
根据题意得:,

∵米,米,米,

解得:AB=12米.
故答案为:12.
3.(2021·吉林)如图,为了测量山坡的护坡石坝高,把一根长为的竹竿斜靠在石坝旁,量出竿上长为时,它离地面的高度为,则坝高为__________.
【答案】2.7
【解析】
【分析】
根据,可得,进而得出即可.
【详解】
解:如图,过作于,则,
∴,即,
解得,
故答案为:2.7
4.(2022·内蒙古赤峰)如图,为了测量校园内旗杆AB的高度,九年级数学应用实践小组,根据光的反射定律,利用镜子、皮尺和测角仪等工具,按以下方式进行测量:把镜子放在点O处,然后观测者沿着水平直线BO后退到点D,这时恰好能在镜子里看到旗杆顶点A,此时测得观测者观看镜子的俯角α=60°,观测者眼睛与地面距离CD=1.7m,BD=11m,则旗杆AB的高度约为_________m.(结果取整数,)
【答案】17
【分析】如图容易知道CD⊥BD,AB⊥BD,即∠CDO=∠ABO=90°.由光的反射原理可知∠COD=∠AOB=60°,这样可以得到△COD∽△AOB,然后利用对应边成比例就可以求出AB.
【详解】解:由题意知∠COD=∠AOB=60°,∠CDE=∠ABE=90°,
∵CD=1.7m,
∴OD=≈1(m),
∴OB=11-1=10(m),
∴△COD∽△AOB.
∴,即,
∴AB=17(m),
答:旗杆AB的高度约为17m.
故答案为:17.
题型四、相似三角形的动点问题
1.(2022·黑龙江绥化)如图,在矩形中,P是边上的一个动点,连接,,过点B作射线,交线段的延长线于点E,交边于点M,且使得,如果,,,,其中.则下列结论中,正确的个数为( )
(1)y与x的关系式为;(2)当时,;(3)当时,.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】C
【分析】(1)证明,得,将,,代入,即可得y与x的关系式;
(2)利用两组对应边成比例且夹角相等,判定;
(3)过点M作垂足为F,在中,由勾股定理得BP的长,证明,求出,,BF的长,在中,求出的值即可.
【详解】解:(1)∵在矩形中,
∴,,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
解得:,
故(1)正确;
(2)当时,,
∴,
又∵,
∴,
故(2)正确;
(3)过点M作垂足为F,
∴,
∵当时,此时,,
∴,
在中,由勾股定理得:,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,

故(3)不正确;故选:C.
2.(2022·湖南郴州)如图1,在矩形ABCD中,,.点E是线段AD上的动点(点E不与点A,D重合),连接CE,过点E作,交AB于点F.
(1)求证:;
(2)如图2,连接CF,过点B作,垂足为G,连接AG.点M是线段BC的中点,连接GM.
①求的最小值;
②当取最小值时,求线段DE的长.
【答案】(1)见解析
(2)①5;②或
【分析】(1)证明出即可求解;
(2)①连接AM.先证明.确定出点G在以点M为圆心,3为半径的圆上.当A,G,M三点共线时,.此时,取最小值.在中利用勾股定理即可求出AM,则问题得解.②先求出AF,求AF的第一种方法:过点M作交FC于点N,即有,进而有.设,则,.再根据,得到,得到,则有,解方程即可求出AF;求AF的第二种方法:过点G作交BC于点H.即有.则有,根据,可得,进而求出,.由得,即可求出AF.求出AF之后,由(1)的结论可得.设,则,即有,解得解方程即可求出DE.
(1)
证明:如图1,
∵四边形ABCD是矩形,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴;
(2)
①解:如图2-1,连接AM.
∵,
∴是直角二角形.
∴.
∴点G在以点M为圆心,3为半径的圆上.
当A,G,M三点不共线时,由三角形两边之和大于箒三边得:,
当A,G,M三点共线时,.
此时,取最小值.在中,.
∴的最小值为5.
②(求AF的方法一)如图2-2,过点M作交FC于点N,
∴.
∴.
设,则,
∴.
∵,
∴,
∴,
由①知的最小值为5、即,
又∵,
∴.
∴,解得,即.
(求AF的方法二)
如图2-3,过点G作交BC于点H.
∴.
∴,
由①知的最小值为5,即,
又∵,
∴.
∴,.
由得,
∴,即,
解得.
∴.
由(1)的结论可得.
设,则,
∴,
解得或.
∵,,
∴或.
3.(2022·山东青岛)如图,在中,,将绕点A按逆时针方向旋转得到,连接.点P从点B出发,沿方向匀速运动,速度为;同时,点Q从点A出发,沿方向匀速运动,速度为.交于点F,连接.设运动时间为.解答下列问题:
(1)当时,求t的值;
(2)设四边形的面积为,求S与t之间的函数关系式;
(3)是否存在某一时刻t,使?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,
【分析】(1)利用得,即,进而求解;
(2)分别过点C,P作,垂足分别为M,N,证得,,求得,再证得,得出,根据即可求出表达式;
(3)当时,易证,得出,则,进而求出t值.
(1)
解:在中,由勾股定理得,
∵绕点A按逆时针方向旋转得到








答:当时,t的值为.
(2)
解:分别过点C,P作,垂足分别为M,N















(3)
解:假设存在某一时刻t,使









∴存在时刻,使.
题型五、位似
1.(2022 重庆B卷)如图,△ABC与△DEF位似,点O是它们的位似中心,且相似比为1∶2,则△ABC与△DEF的周长之比是(   )
A.1∶2 B.1∶4
C.1∶3 D.1∶9
2.(2022·广西梧州)如图,以点O为位似中心,作四边形的位似图形﹐已知,若四边形的面积是2,则四边形的面积是( )
A.4 B.6 C.16 D.18
【答案】D
3.(2022·广西)已知△ABC与△A1B1C1是位似图形,位似比是1:3,则△ABC与△A1B1C1的面积比( )
A.1 :3 B.1:6 C.1:9 D.3:1
【答案】C
【分析】根据位似图形的面积比等于位似比的平方,即可得到答案.
【详解】∵△ABC与△A1B1C1是位似图形,位似比是1:3,
∴△ABC与△A1B1C1的面积比为1:9,故选:C.
4.(2022·山东威海)由12个有公共顶点O的直角三角形拼成如图所示的图形,∠AOB=∠BOC=∠COD=…=∠LOM=30°.若S△AOB=1,则图中与△AOB位似的三角形的面积为( )
A.()3 B.()7 C.()6 D.()6
【答案】C
【分析】根据题意得出A、O、G在同一直线上,B、O、H在同一直线上,确定与△AOB位似的三角形为△GOH,利用锐角三角函数找出相应规律得出OG=,再由相似三角形的性质求解即可.
【详解】解:∵∠AOB=∠BOC=∠COD=…=∠LOM=30°
∴∠AOG=180°,∠BOH=180°,
∴A、O、G在同一直线上,B、O、H在同一直线上,
∴与△AOB位似的三角形为△GOH,
设OA=x,则OB=,
∴OC=,∴OD=,…
∴OG=,∴,∴,
∵,∴,故选:C.
5.(2022·黑龙江绥化)如图,,点在射线上,且,过点作交射线于,在射线上截取,使;过点作交射线于,在射线上截取,使.按照此规律,线段的长为________.
【答案】
【分析】解直角三角形分别求得,,,……,探究出规律,利用规律即可解决问题.
【详解】解:,
是直角三角形,
在中,,,

,,





同理可得:,,……,


故答案为:.
【点睛】本题考查了图形的规律,解直角三角形,平行线的判定,相似三角形的判定与性质,解题的关键是学会探究规律的方法.
6.(2022·黑龙江)如图,在平面直角坐标系中,点,,,……在x轴上且,,,……按此规律,过点,,,……作x轴的垂线分别与直线交于点,,,……记,,,……的面积分别为,,,……,则______.
【答案】
【分析】先求出,可得,再根据题意可得,从而得到∽∽∽∽……∽,再利用相似三角形的性质,可得∶∶∶∶……∶= ,即可求解.
【详解】解:当x=1时,,
∴点,
∴,
∴,
∵根据题意得:,
∴∽∽∽∽……∽,
∴∶∶∶:……∶= OA12∶OA22∶OA32∶……∶OAn2,
∵,,,,……,
∴,,,……,,
∴∶∶∶∶……∶= ,
∴,
∴.
故答案为:.

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