2020-2021备战中考数学 相似综合试题及详细答案
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2020-2021备战中考数学相似综合试题及详细答案
一、相似
1.如图所示,将二次函数y=x2+2x+1的图象沿x轴翻折,然后向右平移1个单位,再向上平移4个单位,得到二次函数y=ax2+bx+c的图象.函数y=x2+2x+1的图象的顶点为点A.函数y=ax2+bx+c的图象的顶点为点B,和x轴的交点为点C,D(点D位于点C的左侧).
(1)求函数y=ax2+bx+c的解析式;
(2)从点A,C,D三个点中任取两个点和点B构造三角形,求构造的三角形是等腰三角形的概率;
(3)若点M是线段BC上的动点,点N是△ABC三边上的动点,是否存在以AM为斜边的
Rt△AMN,使△AMN的面积为△ABC面积的?若存在,求tan∠MAN的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:y=x2+2x+1=(x+1)2的图象沿x轴翻折,得y=﹣(x+1)2,
把y=﹣(x+1)2向右平移1个单位,再向上平移4个单位,得y=﹣x2+4,
∴所求的函数y=ax2+bx+c的解析式为y=﹣x2+4
(2)解:∵y=x2+2x+1=(x+1)2,
∴A(﹣1,0),
当y=0时,﹣x2+4=0,解得x=±2,则D(﹣2,0),C(2,0);
当x=0时,y=﹣x2+4=4,则B(0,4),
从点A,C,D三个点中任取两个点和点B构造三角形的有:△ACB,△ADB,△CDB,
∵AC=3,AD=1,CD=4,AB= ,BC=2 ,BD=2 ,
∴△BCD为等腰三角形,
∴构造的三角形是等腰三角形的概率=
(3)解:存在,
易得BC的解析是为y=﹣2x+4,S△ABC= AC•OB= ×3×4=6,
M点的坐标为(m,﹣2m+4)(0≤m≤2),
①当N点在AC上,如图1,
∴△AMN的面积为△ABC面积的,
∴(m+1)(﹣2m+4)=2,解得m1=0,m2=1,
当m=0时,M点的坐标为(0,4),N(0,0),则AN=1,MN=4,
∴tan∠MAC= =4;
当m=1时,M点的坐标为(1,2),N(1,0),则AN=2,MN=2,
∴tan∠MAC= =1;
②当N点在BC上,如图2,
BC= =2 ,
∵BC•AN= AC•BC,解得AN= ,
∵S△AMN= AN•MN=2,
∴MN= = ,
∴∠MAC= ;
③当N点在AB上,如图3,
作AH⊥BC于H,设AN=t,则BN= ﹣t,
由②得AH= ,则BH= ,
∵∠NBG=∠HBA,
∴△BNM∽△BHA,
∴,即,
∴MN= ,
∵AN•MN=2,
即•(﹣t)• =2,
整理得3t2﹣3 t+14=0,△=(﹣3 )2﹣4×3×14=﹣15<0,方程没有实数解,
∴点N在AB上不符合条件,
综上所述,tan∠MAN的值为1或4或
【解析】【分析】(1)将y=x2+2x+1配方成顶点式,根据轴对称的性质,可得出翻折后的函数解析式,再根据函数图像平移的规律:上加下减,左加右减,可得出答案。
(2)先求出抛物线y=x2+2x+1的顶点坐标A,与x轴、y轴的交点D、C、B的坐标,可得出从点A,C,D三个点中任取两个点和点B构造三角形的有:△ACB,△ADB,△CDB,再求出它们的各边的长,得出构造的三角形是等腰三角形可能数,利用概率公式求解即可。
(3)利用待定系数法求出直线BC的函数解析式及△ABC的面积、点M的坐标,再分情况
讨论:①当N点在AC上,如图1;②当N点在BC上,如图2;③当N点在AB上,如
图3。
利用△AMN的面积=△ABC面积的,解直角三角形、相似三角形的判定和性质等相关的知识,就可求出tan∠MAN的值。
2.已知二次函数y=ax2+bx-2的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为(4,0),且当x=-2和x=5时二次函数的函数值y相等.
(1)求实数a,b的值;
(2)如图①,动点E,F同时从A点出发,其中点E以每秒2个单位长度的速度沿AB边向终点B运动,点F以每秒个单位长度的速度沿射线AC方向运动.当点E停止运动时,点F随之停止运动.设运动时间为t秒.连接EF,将△AEF沿EF翻折,使点A落在点D处,得到△DEF.
①是否存在某一时刻t,使得△DCF为直角三角形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由;
②设△DEF与△ABC重叠部分的面积为S,求S关于t的函数关系式.
【答案】(1)解:由题意得:,解得:a= ,b=
(2)解:①由(1)知二次函数为 .∵A(4,0),∴B(﹣1,0),C (0,﹣2),
∴OA=4,OB=1,OC=2,∴AB=5,AC= ,BC= ,∴AC2+BC2=25=AB2,
∴△ABC为直角三角形,且∠ACB=90°.
∵AE=2t,AF= t,∴ .
又∵∠EAF=∠CAB,
∴△AEF∽△ACB,∴∠AEF=∠ACB=90°,
∴△AEF沿EF翻折后,点A落在x轴上点D处;
由翻折知,DE=AE,∴AD=2AE=4t,EF= AE=t.
假设△DCF为直角三角形,当点F在线段AC上时:
ⅰ)若C为直角顶点,则点D与点B重合,如图2,
∴AE= AB= t= ÷2= ;
ⅱ)若D为直角顶点,如图3.
∵∠CDF=90°,∴∠ODC+∠EDF=90°.
∵∠EDF=∠EAF,∴∠OBC+∠EAF=90°,
∴∠ODC=∠OBC,∴BC=DC.
∵OC⊥BD,
∴OD=OB=1,
∴AD=3,
∴AE= ,
∴t= ;
当点F在AC延长线上时,∠DFC>90°,△DCF为钝角三角形.
综上所述,存在时刻t,使得△DCF为直角三角形,t= 或t= .
②ⅰ)当0<t≤ 时,重叠部分为△DEF,如图1、图2,∴S= ×2t×t=t2;
ⅱ)当<t≤2时,设DF与BC相交于点G,则重叠部分为四边形BEFG,如图4,
过点G作GH⊥BE于H,
设GH=m,则BH= ,DH=2m,∴DB= .
∵DB=AD﹣AB=4t﹣5,∴ =4t﹣5,∴m= (4t﹣5),
∴S=S△DEF﹣S△DBG= ×2t×t﹣(4t﹣5)× (4t﹣5)= ;
ⅲ)当2<t≤ 时,重叠部分为△BEG,如图5.
∵BE=DE﹣DB=2t﹣(4t﹣5)=5﹣2t,GE=2BE=2(5﹣2t),
∴S= ×(5﹣2t)×2(5﹣2t)=4t2﹣20t+25.
综上所述:.
【解析】【分析】(1)根据已知抛物线的图像经过点A,以及当x=-2和x=5时二次函数的函数值y相等两个条件,列出方程组求出待定系数的值即可。
(2)①由x=0及y=0时,求出点A、B、C三点的坐标,以及线段OA、OB、OC的长,利用勾股定理的逆定理证明△ABC是直角三角形,用含t的代数式表示出线段AD、AE、AF (即DF)的长,则根据AE、EF、OA、OC的长以及公共角∠OAC能判定△AEF、△AOC相似,可证得△AEF也是一个直角三角形,及∠AEF是直角;若△DCF是直角三角形,可分成三种情况讨论:
i)点C为直角顶点,由于△ABC恰好是直角三角形,且以点C为直角顶点,所以此时点B、D重合,由此得到AD的长,进而求出t的值;
ii)点D为直角顶点,此时∠CDB与∠CBD恰好是等角的余角,由此可证得OB=OD,再得到AD的长后可求出t的值;
iii)、点F为直角顶点,当点F在线段AC上时,∠DFC是锐角,而点F在射线AC的延长线上时,∠DFC又是钝角,所以这种情况不符合题意.
②此题需要分三种情况讨论:
i)当点E在点A与线段AB中点之间时,即当0<t≤,两个三角形的重叠部分是整个△DEF;
ii)当点E在线段AB中点与点O之间时,即<t≤2时,重叠部分是个不规则四边形,根据S=S△DEF﹣S△DBG可求解。
iii)当点E在线段OB上时,即2<t≤时,重叠部分是个小直角三角形,根据三角形的面积公式,即可求解。
3.如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=8,BC=6。
P是AB边上的一个动点(异于A、B两点),过点P分别作AC、BC边的垂线,垂足为M、N设AP=x.
(1)在△ABC中,AB= ________;
(2)当x=________时,矩形PMCN的周长是14;
(3)是否存在x的值,使得△PAM的面积、△PBN的面积与矩形PMCN的面积同时相等?请说出你的判断,并加以说明。
【答案】(1)10
(2)5
(3)解:∵PM⊥AC,PN⊥BC,
∴∠AMP=∠PNB=∠C=90º.
∴AC∥PN,∠A=∠NPB.
∴△AMP∽△PNB∽△ABC.
当P为AB中点时,可得△AMP≌△PNB
此时S△AMP=S△PNB= ×4×3=6
而S矩形PMCN=PM·MC=3×4=12.
所以不存在x的值,能使△AMP的面积、△PNB的面积与矩形PMCN面积同时相等.
【解析】【解答】(1)∵△ABC为直角三角形,且AC=8,BC=6,
( 2 )∵PM⊥AC PN⊥BC
∴MP∥BC,AC∥PN(垂直于同一条直线的两条直线平行),
∴,
∵AP=x,AB=10,BC=6,AC=8,BP=10-x,
∴矩形PMCN周长=2(PM+PN)=2( x+8- x)=14,解得x=5;
【分析】在△ABC中,∠C=90°,AC=8,BC=6根据勾股定理,可求出AB的长;AP=x,可以得到矩形PMCN的周长的表达式,构造方程,解方程得到x值.可以证明△AMP∽△PNB∽△ABC,只有当P为AB中点时,可得△AMP≌△PNB,此时S△AMP=S△PNB,分别求出当P为AB中点时△PAM的面积、△PBN的面积与矩形PMCN的面积比较即可.
4.如图,抛物线y= x2+bx+c 与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C,点B坐标为(6,0),点C坐标为(0,6),点D是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;
(2)如图1,抛物线的对称轴与x轴交于点E,连接BD,点F是抛物线上的动点,当∠FBA=∠BDE时,求点F的坐标;
(3)如图2,若点M是抛物线上的动点,过点M作MN∥x轴与抛物线交于点N,点P在x轴上,点Q在坐标平面内,以线段MN为对角线作正方形MPNQ,求点Q的坐标.
【答案】(1)解:把B(6,0),C(0,6)代入y= x2+bx+c,得
解得 ,抛物线的解析式是y= x2+2x+6, 顶点D的坐标是(2,8)
(2)解:如图1,过F作FG⊥x轴于点G,
设F(x, x2+2x+6),则FG= ,
∵∠FBA=∠BDE,∠FGB=∠BED=90°,∴△FBG∽△BDE,∴,
∵B(6,0),D(2,8),∴E(2,0),BE=4,DE=8,OB=6,∴BG=6-x,
∴
当点F在x轴上方时,有,∴x=-1或x=6(舍去),此时F1的坐标为(-1,),
当点F在x轴下方时,有,∴x=-3或x=6(舍去),此时F2的坐标为(-3,),
综上可知F点的坐标为(-1,)或(-3,)
(3)解:如图2,
不妨M在对称轴的左侧,N在对称轴的左侧,MN和PQ交于点K,由题意得点M,N关于抛物线的对称轴对称,四边形MPNQ为正方形,且点P在x轴上
∴点P为抛物线的对称轴与x轴的交点,点Q在抛物线的对称轴上 ,
∴KP=KM=k,则Q(2,2k),M坐标为(2-k,k),
∵点M在抛物线y= x2+2x+6的图象上,∴k= (2-k)2+2(2-k)+6
解得k1= 或k2=
∴满足条件的点Q有两个,Q1(2,)或Q2(2,).
【解析】【分析】(1)根据点B、C的坐标,利用待定系数法建立关于b、c的方程组,求解就可得出函数解析式,再求出顶点坐标。
(2)过F作FG⊥x轴于点G,设出点F的坐标,表示出FG的长,再证明△FBG∽△BDE,利用相似三角形的性质建立关于x的方程,当点F在x轴上方时和当点F在x轴下方时,求出符合题意的x的值,求出点F的坐标。
(3)由点M,N关于抛物线的对称轴对称,可得出点P为抛物线的对称轴与x轴的交点,点Q在抛物线的对称轴上,设Q(2,2k),M坐标为(2-k,k),再由点M在抛物线上,列出关于k的方程,求解即可得出点Q的坐标。
5.如图①,已知直线l1∥l2,线段AB在直线l1上,BC垂直于l1交l2于点C,且AB=BC,P是线段BC上异于两端点的一点,过点P的直线分别交l2,l1于点D,E(点A,E位于点B的两侧,满足BP=BE,连接AP,CE.
(1)求证:△ABP≌△CBE.
(2)连接AD、BD,BD与AP相交于点F,如图②.
①当时,求证:AP⊥BD;
②当 (n>1)时,设△PAD的面积为S1,△PCE的面积为S2,求的值.【答案】(1)证明:BC⊥直线l1,
∴∠ABP=∠CBE.
在△ABP和△CBE中,
(2)①证明:如图,延长AP交CE于点H.
∵△ABP≌△CBE,
∴∠PAB=∠ECB,
∴∠PAB+∠AEH=∠ECB+∠AEH=90°,
∴∠AHE=90°,
∴AP⊥CE.
∵,即P为BC的中点,直线l1∥直线l2,
∴△CPD∽△BPE,
∴,
∴DP=EP.
∴四边形BDCE是平行四边形,∴CE∥BD.
∵AP⊥CE,∴AP⊥BD.
②解:∵,∴BC=nBP,
∴CP=(n-1)BP.
∵CD∥BE,
∴△CPD∽△BPE,
∴.
令S△BPE=S,则S2=(n-1)S,
S△PAB=S△BCE=nS,S△PAE=(n+1)S.
∵,
∴S1=(n+1)(n-1)S,
∴.
【解析】【分析】(1)由已知条件用边角边即可证得△ABP≌△CBE;
(2)①、延长AP交CE于点H,由(1)知△ABP≌△CBE,所以可得∠PAB=∠ECB,而∠∠ECB+∠BEC=,所以可得∠PAB+∠BEC=,即∠AHE=,所以AP⊥CE;已知
=2,则点P为BC的中点,所以易证得BE=CD,由有一组对边平行且相等的四边形是平行四边形可得四边形BDCE是平行四边形,由平行四边形的性质可得CE∥BD,再根据平行线的性质即可求得AP⊥BD;
②方法与①类似,由已知条件易证得△CPD∽△BPE,则可得对应线段的比相等,然后可将△PAD的面积和△PCE的面积用三角形BPE的面积表示出来,则这两个三角形的比值即可求解。
6.如图1,在Rt△ABC中,∠B=90°,BC=2AB=8,点D、E分别是边BC、AC的中点,连接DE,将△EDC绕点C按顺时针方向旋转,记旋转角为α.
(1)问题发现
①当α=0°时, =________;②当α=180°时, =________.
(2)拓展探究
试判断:当0°≤α<360°时,的大小有无变化?请仅就图2的情形给出证明.
(3)问题解决
当△EDC旋转至A,D,E三点共线时,直接写出线段BD的长.
【答案】(1);
(2)解:如图2,
,
当0°≤α<360°时,的大小没有变化,
∵∠ECD=∠ACB,
∴∠ECA=∠DCB,
又∵,
∴△ECA∽△DCB,
∴
(3)解:①如图3,
,
∵AC=4 ,CD=4,CD⊥AD,
∴AD=
∵AD=BC,AB=DC,∠B=90°,
∴四边形ABCD是矩形,
∴BD=AC= .
②如图4,连接BD,过点D作AC的垂线交AC于点Q,过点B作AC的垂线交AC于点P,
,
∵AC= ,CD=4,CD⊥AD,
∴AD= ,
∵点D、E分别是边BC、AC的中点,
∴DE= =2,
∴AE=AD-DE=8-2=6,
由(2),可得
,
∴BD= .
综上所述,BD的长为或.
【解析】【解答】(1)①当α=0°时,
∵Rt△ABC中,∠B=90°,
∴AC= ,
∵点D、E分别是边BC、AC的中点,
∴ ,BD=8÷2=4,
∴.
②如图1,
,
当α=180°时,
可得AB∥DE,
∵,
∴
【分析】(1)①当α=0°时,Rt△ABC中,根据勾股定理算出AC的长,根据中点的定义得出AE,BD的长,从而得出答案;②如图1,当α=180°时,根据平行线分线段成比例定理得出AC∶AE=BC∶BD,再根据比例的性质得出AE∶BD=AC∶BC,从而得出答案。
(2)当0°≤α<360°时,A E∶ B D 的大小没有变化,由旋转的性质得出∠ECD=∠ACB,进而得出∠ECA=∠DCB,又根据EC∶DC=AC∶BC=,根据两边对应成比例,及夹角相等的三
角形相似得出△ECA∽△DCB,根据相似三角形对应边成比例得出AE∶BD=EC∶DC=;(3)①如图3,在Rt△ADC中,根据勾股定理得出AD的长,根据两组对边分别相等,且有一个角是直角的四边形是矩形得出四边形ABCD是矩形,根据矩形对角线相等得出BD=AC=;②如图4,连接BD,过点D作AC的垂线交AC于点Q,过点B作AC的垂线交AC于点P,在Rt△ADC中,利用勾股定理得出AD的长,根据中点的定义得出DE的
长,根据AE=AD-DE算出AE的长,由(2),可得AE∶BD=,从而得出BD的长度。
7.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=6cm,BC=8cm,点D从点C出发,以2cm/s 的速度沿折线C→A→B向点B运动,同时点E从点B出发,以1cm/s的速度沿BC边向点C运动,设点E运动的时间为t(单位:s)(0<t<8).
(1)当△BDE 是直角三角形时,求t的值;
(2)若四边形CDEF是以CD、DE为一组邻边的平行四边形,①设它的面积为S,求S关于t的函数关系式;②是否存在某个时刻t,使平行四边形CDEF为菱形?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:如图1,当∠BED=90°时,△BDE是直角三角形,
则BE=t,AC+AD=2t,
∴BD=6+10-2t=16-2t,
∵∠BED=∠C=90°,
∴DE∥AC,
∴,
∴,
∴DE= ,
∵sinB= ,
∴,
t= ;
如图2,当∠EDB=90°时,△BDE是直角三角形,
则BE=t,BD=16-2t,
cosB= ,
∴,
∴t= ;
答:当△BDE是直角三角形时,t的值为或
(2)解:①如图3,当0<t≤3时,BE=t,CD=2t,CE=8-t,
∴S▱CDEF=2S△CDE=2× ×2t×(8-t)=-2t2+16t,
如图4,当3<t<8时,BE=t,CE=8-t,过D作DH⊥BC,垂足为H,
∴DH∥AC,
∴,
∴,
∴DH= ,
∴S▱CDEF=2S△CDE=2× ×CE×DH=CE×DH=(8-t)× = t2− t+ ;
∴S于t的函数关系式为:当0<t≤3时,S=-2t2+16t,
当3<t<8时,S= t2− t+ ;
②存在,如图5,当▱CDEF为菱形时,DH⊥CE,
由CD=DE得:CH=HE,
BH= ,BE=t,EH= ,
∴BH=BE+EH,
∴ =t+ ,
∴t= ,
即当t= 时,▱CDEF为菱形.
【解析】【分析】(1)因为△BDE 是直角三角形有两种情况:
①当∠BED=90°时,可得DE∥AC,根据平行于三角形一边的直线和其它两边(或其延长线)相交,所构成的三角形与原三角形相似可得,于是可得比例式将DE
用含t的代数式表示,再根据sinB=可得关于t的方程,解方程即可求解;
② 当∠EDB=90°时,同理可求解;
(2)①当0<t≤3时,S▱CDEF=2S△CDE可得s与t的关系式;当3<t<8时,过D作DH⊥BC,垂足为H,根据平行于三角形一边的直线和其它两边(或其延长线)相交,所构成的三角形与原三角形相似可得,于是可得比例式将DH用含t的代数式表示,则S▱CDEF=2S△CDE可得s与t的关系式;当3<t<8时,同上;
②存在,当▱CDEF为菱形时,DH⊥CE,根据BH=BE+EH可得关于t的方程,解方程即可求解。
8.如图1,直线l:与x轴交于点A(4,0),与y轴交于点B,点C是线
段OA上一动点(0<AC<),以点A为圆心,AC长为半径作⊙A交x轴于另一点D,交线段AB于点E,连结OE并延长交⊙A于点F.
(1)求直线l的函数表达式和tan∠BAO的值;
(2)如图2,连结CE,当CE=EF时,
①求证:△OCE∽△OEA;
②求点E的坐标;
(3)当点C在线段OA上运动时,求OE·EF的最大值.
【答案】(1)解:把A(4,0)代入,得 ×4+b=0,
解得b=3,
∴直线l的函数表达式为,
∴B(0,3),
∵AO⊥BO,OA=4,BO=3,
∴tan∠BAO= .
(2)①证明:如图,连结AF,
∵CE=EF,
∴∠CAE=∠EAF,
又∵AC=AE=AF,
∴∠ACE=∠AEF,
∴∠OCE=∠OEA,
又∵∠COE=∠EOA,
∴△OCE∽△OEA.
②解:如图,过点E作EH⊥x轴于点H,
∵tan∠BAO= ,
∴设EH=3x,AH=4x,
∴AE=AC=5x,OH=4-4x,
∴OC=4-5x,
∵△OCE∽△OEA,
∴ = ,
即OE2=OA·OC,
∴(4-4x)2+(3x)2=4(4-5x),
解得x1= ,x2=0(不合题意,舍去)
∴E(,).
(3)解:如图,过点A作AM⊥OF于点M,过点O作ON⊥AB于点N,
∵tan∠BAO= ,
∴cos∠BAO= ,
∴AN=OA·cos∠BAO= ,
设AC=AE=r,
∴EN= -r,
∵ON⊥AB,AM⊥OF,
∴∠ONE=∠AME=90°,EM= EF,
又∵∠OEN=∠AEM,
∴△OEN∽△AEM,
∴ = ,
即OE· EF=AE·EN,
∴OE·EF=2AE·EN=2r·( -r),
∴OE·EF=-2r2+ r-2(r- )2+ (0<r<),
∴当r= 时,OE·EF有最大值,最大值为 .
【解析】【分析】(1)将点A坐标代入直线l解析式即可求出b值从而得直线l的函数表达式,根据锐角三角函数正切定义即可求得答案.(2)①如图,连结AF,根据等腰三角形性质等边对等角可得两组对应角相等,根据相似三角形的判定即可得证.
②如图,过点E作EH⊥x轴于点H,根据锐角三角函数正切值即可设EH=3x,AH=4x,从而得出AE、OH、OC,由①中相似三角形的性质可得OE2=OA·OC,代入数值即可得一个关于x的方程,解之即可求出E点坐标.
(3)如图,过点A作AM⊥OF于点M,过点O作ON⊥AB于点N,根据锐角三角函数定义可求得AN=OA·cos∠BAO= ,设AC=AE=r,则EN= -r,根据相似三角形判定和性质可知 = ,即OE·EF=-2r2+ r=(0<r<),由二次函数的性质即可求此最大值.
9.如图,AB为的直径,C为上一点,D为BA延长线上一点,.
(1)求证:DC为的切线;
(2)线段DF分别交AC,BC于点E,F且,的半径为5,
,求CF的长.
【答案】(1)解:如图,连接OC,
为的直径,
,
,
,
,
,
,即,
为的切线
(2)解:中,,,,,
,,
∽,
,
设,,
中,,
,
舍或,
,,
,
设,
,
,
,
,
∽,
,
,,
【解析】【分析】(1)要证DC为⊙O 的切线,需添加辅助线:连半径OC,证垂直,根据直径所对的圆周角是直角,可得出∠ BCO + ∠ OCA = 90°,再利用等腰三角形的性质,可得出∠ B = ∠BCO ,结合已知,可推出∠OCD=90°,然后利用切线的判定定理,可证得结论。
(2)根据已知圆的半径和sinB的值,可求出AB、BC的值,再证明△CAD ∽△BCD,得出对应边成比例,得出AD与CD的比值,利用勾股定理求出AD、CD的长,再利用∠CEF=45°去证明CE = CF ,然后证明△ CED ∽△ BFD ,得出对应边成比例,求出CF的长。
10.已知菱形的一个角与三角形的一个角重合,然后它的对角顶点在这个重合角的对边上,这个菱形称为这个三角形的亲密菱形,如图,在△CFE中,CF=6,CE=12,∠FCE=45°,以点
C为圆心,以任意长为半径作AD,再分别以点A和点D为圆心,大于 AD长为半径做
弧,交于点B,AB∥CD.
(1)求证:四边形ACDB为△CFE的亲密菱形;
(2)求四边形ACDB的面积.
【答案】(1)证明:由已知得:AC=CD,AB=DB,由已知尺规作图痕迹得:BC是∠FCE的角平分线,
∴∠ACB=∠DCB,
又∵AB∥CD,
∴∠ABC=∠DCB,
∴∠ACB=∠ABC,
∴AC=AB,
又∵AC=CD,AB=DB,
∴AC=CD=DB=BA,
四边形ACDB是菱形,
又∵∠ACD与△FCE中的∠FCE重合,它的对角∠ABD顶点在EF上,
∴四边形ACDB为△FEC的亲密菱形.
(2)解:设菱形ACDB的边长为x,∵CF=6,CE=12,
∴FA=6-x,
又∵AB∥CE,
∴△FAB∽△FCE,
∴ ,
即,
解得:x=4,
过点A作AH⊥CD于点H,
在Rt△ACH中,∠ACH=45°,
∴sin∠ACH= ,
∴AH=4× =2 ,
∴四边形ACDB的面积为: .
【解析】【分析】(1)依题可得:AC=CD,AB=DB,BC是∠FCE的角平分线,根据角平分线的定义和平行线的性质得∠ACB=∠ABC,根据等角对等边得AC=AB,从而得AC=CD=DB=BA,根据四边相等得四边形是菱形即可得四边形ACDB是菱形;再根据题中的新定义即可得证.(2)设菱形ACDB的边长为x,根据已知可得CF=6,CE=12,FA=6-x,根据相似三角形的判定
和性质可得,解得:x=4,过点A作AH⊥CD于点H,在Rt△ACH中,根据锐角三角形函数正弦的定义即可求得AH ,再由四边形的面积公式即可得答案.
11.如果三角形的两个内角α与β满足2α+β=90°,那么我们称这样的三角形为“准互余三角形”.
(1)若△ABC是“准互余三角形”,∠C>90°,∠A=60°,则∠B=________°;
(2)如图①,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=5.若AD是∠BAC的平分线,不难证明△ABD是“准互余三角形”.试问在边BC上是否存在点E(异于点D),使得△ABE也是“准互余三角形”?若存在,请求出BE的长;若不存在,请说明理由.
(3)如图②,在四边形ABCD中,AB=7,CD=12,BD⊥CD,∠ABD=2∠BCD,且△ABC是“准互余三角形”,求对角线AC的长.
【答案】(1)15
(2)解:如图①中,
在Rt△ABC中,∵∠B+∠BAC=90°,∠BAC=2∠BAD,∴∠B+2∠BAD=90°,
∴△ABD是“准互余三角形”,
∵△ABE也是“准互余三角形”,
∴只有2∠B+∠BAE=90°,
∵∠B+∠BAE+∠EAC=90°,
∴∠CAE=∠B,∵∠C=∠C=90°,
∴△CAE∽△CBA,可得CA2=CE•CB,
∴CE= ,
∴BE=5﹣ = .
(3)解:如图②中,将△BCD沿BC翻折得到△BCF.
∴CF=CD=12,∠BCF=∠BCD,∠CBF=∠CBD,
∵∠ABD=2∠BCD,∠BCD+∠CBD=90°,
∴∠ABD+∠DBC+∠CBF=180°,
∴A、B、F共线,
∴∠A+∠ACF=90°
∴2∠ACB+∠CAB≠90°,
∴只有2∠BAC+∠ACB=90°,
∴∠FCB=∠FAC,∵∠F=∠F,
∴△FCB∽△FAC,
∴CF2=FB•FA,设FB=x,
则有:x(x+7)=122,
∴x=9或﹣16(舍去),
∴AF=7+9=16,
在Rt△ACF中,AC=
【解析】【解答】(1)∵△ABC是“准互余三角形”,∠C>90°,∠A=60°,
∴2∠B+∠A=90°,
解得,∠B=15°;
【分析】(1)根据“准互余三角形”的定义构建方程即可解决问题;(2)只要证明△CAE∽△CBA,可得CA2=CE•CB,由此即可解决问题;(3)如图②中,将△BCD沿BC翻折得到△BCF.只要证明△FCB∽△FAC,可得CF2=FB•FA,设FB=x,则有:x(x+7)=122,推出x=9或﹣16(舍弃),再利用勾股定理求出AC即可;
12.已知:如图,在梯形ABCD中,AB∥CD,∠D=90°,AD=CD=2,点E在边AD上(不与点A、D重合),∠CEB=45°,EB与对角线AC相交于点F,设DE=x.
(1)用含x的代数式表示线段CF的长;
(2)如果把△CAE的周长记作C△CAE,△BAF的周长记作C△BAF,设=y,求y关于x的函数关系式,并写出它的定义域;
(3)当∠ABE的正切值是时,求AB的长.
【答案】(1)解:∵AD=CD.
∴∠DAC=∠ACD=45°,
∵∠CEB=45°,
∴∠DAC=∠CEB,
∵∠ECA=∠ECA,
∴△CEF∽△CAE,
∴,
在Rt△CDE中,根据勾股定理得,CE= ,
∵CA= ,
∴,
∴CF= ;
(2)解:∵∠CFE=∠BFA,∠CEB=∠CAB,
∴∠ECA=180°﹣∠CEB﹣∠CFE=180°﹣∠CAB﹣∠BFA,
∵∠ABF=180°﹣∠CAB﹣∠AFB,
∴∠ECA=∠ABF,
∵∠CAE=∠ABF=45°,
∴△CEA∽△BFA,
∴(0<x<2)
(3)解:由(2)知,△CEA∽△BFA,
∴,
∴,
∴AB=x+2,
∵∠ABE的正切值是,
∴tan∠ABE= ,
∴x= ,
∴AB=x+2= .
【解析】【分析】(1)根据等腰直角三角形的性质,求得∠DAC=∠ACD=45°,进而根据两角对应相等的两三角形相似,可得△CEF∽△CAE,然后根据相似三角形的性质和勾股定理可求解;(2)根据相似三角形的判定与性质,由三角形的周长比可求解;(3)由(2)中的相似三角形的对应边成比例,可求出AB的关系,然后可由∠ABE的正切值求解.。