〖数学专题〗北师大版九年级数学上专题(十一)含答案:相似三角形中的辅助线作法归类

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思维特训(十一)相似三角形中的辅助线作法归类在添加辅助线时,所添加的辅助线往往能构造出一组或多组相似三角形,或得到成比例的线段,或得出等角、等边,从而为证明三角形相似或进行有关的计算找到等量关系.作辅助线的方法主要有以下几种:(1)作平行线构造“A”型或“X”型相似;(2)作平行线转换线段比;(3)作垂直证明相似.图11-S-1类型一作平行线构造“A”型或“X”型相似1.如图11-S-2,已知平行四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,E为AB 延长线上一点,OE交BC于点F,若AB=a,BC=b,BE=c,求BF的长.图11-S-22.如图11-S-3,在△ABC中,AD为BC边上的中线,CF为任一直线,CF交AD 于点E,交AB于点F.求证:AEDE=2AFBF.图11-S -33.在一节数学课上,老师出示了这样一个问题让学生探究:如图11-S -4,在△ABC 中,D 是BA 延长线上一动点,点F 在BC 上,且CF BF =12,连接DF 交AC 于点E .(1)如图①,当E 恰为DF 的中点时,请求出ADAB的值;(2)如图②,当DE EF =a (a >0)时,请求出ADAB 的值(用含a 的代数式表示).思考片刻后,同学们纷纷表达自己的想法:甲:过点F 作FG ∥AB 交AC 于点G ,构造相似三角形解决问题; 乙:过点F 作FG ∥AC 交AB 于点G ,构造相似三角形解决问题;丙:过点D 作DG ∥BC 交CA 的延长线于点G ,构造相似三角形解决问题. 老师说:“这三位同学的想法都可以”.请参考上面某一种想法,完成第(1)问的求解过程,并直接写出第(2)问中ADAB的值.图11-S -4类型二 作平行线转换线段的比4.如图11-S -5,B 为AC 的中点,E 为BD 的中点,求AFAE的值.图11-S -55.如图11-S -6,已知等边三角形ABC ,D 为AC 边上的一动点,CD =nDA ,连接BD ,M 为线段BD 上一点,∠AMD =60°,连接AM 并延长交BC 于点E .(1)若n =1,则BE CE =______,BMDM =______;(2)若n =2,如图②,求证:BM =6DM ;(3)当n=________时,M为BD的中点(直接写出结果,不要求证明).图11-S-66.2017·朝阳已知:如图11-S-7,在△ABC中,点D在AB上,E是BC的延长线上一点,且AD=CE,连接DE交AC于点F.(1)猜想证明:如图①,在△ABC中,若AB=BC,学生们发现:DF=EF.下面是两位学生的证明思路:思路1:过点D作DG∥BC,交AC于点G,可通过证△DFG≌△EFC得出结论;思路2:过点E作EH∥AB,交AC的延长线于点H,可通过证△ADF≌△HEF得出结论.……请你参考上面的思路,证明DF=EF(只用一种方法证明即可).(2)类比探究:在(1)的条件下(如图①),过点D作DM⊥AC于点M,试探究线段AM,MF,FC之间满足的数量关系,并证明你的结论.(3)延伸拓展:如图②,在△ABC中,若AB=AC,∠ABC=2∠BAC,ABBC=m,请你用尺规作图在图②中作出AD 的垂直平分线交AC 于点N (不写作法,只保留作图痕迹),并用含m 的代数式直接表示FNAC的值.图11-S -7类型三 作垂直证相似7.如图11-S -8,在△ABC 中,∠C =90°,D 为边AB 的中点,M ,N 分别为边AC ,CB 上的点,且DM ⊥DN .(1)求证:DM DN =BCAC;(2)若BC =6,AC =8, CM =5,直接写出CN 的长.图11-S -88.如图11-S -9,在△ABC 中,D 是BC 边上的点(不与点B ,C 重合),连接AD . 问题引入:(1)如图①,当D 是BC 边的中点时,S △ABD ∶S △ABC =________;当D 是BC 边上任意一点时,S △ABD ∶S △ABC =________(用图中已有线段表示).探索研究:(2)如图②,在△ABC 中,O 是线段AD 上一点(不与点A ,D 重合),连接BO ,CO ,试猜想S △BOC 与S △ABC 之比应该等于图中哪两条线段之比,并说明理由.拓展应用:(3)如图③,O 是线段AD 上一点(不与点A ,D 重合),连接BO 并延长交AC 于点F ,连接CO 并延长交AB 于点E .试猜想OD AD +OE CE +OFBF的值,并说明理由.图11-S -99.如图11-S -10,已知一个直角三角形纸片ACB ,其中,∠ACB =90°,AC =4,BC =3,E ,F 分别是AC ,AB 边上的点,连接EF .(1)如图①,若将直角三角形纸片ACB 的一角沿EF 折叠,折叠后点A 落在AB 边上的点D 处,且S 四边形ECBF =3S △EDF ,则AE =________;(2)如图②,若将直角三角形纸片ACB 的一角沿EF 折叠,折叠后点A 落在BC 边上的点M 处,且MF ∥CA ,求EF 的长;(3)如图③,若FE 的延长线与BC 的延长线相交于点N ,CN =1,CE =47,求AFBF的值.图11-S -10详解详析1.解:如图,过点O 作OM ∥BC 交AB 于点M .∵O 是AC 的中点,OM ∥BC , ∴M 是AB 的中点,即MB =12a ,∴OM 是△ABC 的中位线,OM =12BC =12b .∵OM ∥BC , ∴△BEF ∽△MEO , ∴BF MO =BEME, 即BF 12b =c a 2+c ,∴BF =bc a +2c . 2.证明:如图,过点D 作DG ∥CF 交AB 于点G .∵DG ∥CF ,D 为BC 的中点, ∴G 为BF 的中点,FG =BG =12BF .∵EF ∥DG ,∴AE DE =AF GF =AF 12BF =2AFBF.3.解:(1)甲同学的想法:如图①,过点F 作FG ∥AB 交AC 于点G ,∴△AED ∽△GEF ,∴AD GF =ED EF. ∵E 为DF 的中点,∴ED =EF ,∴AD =GF . ∵FG ∥AB ,∴△CGF ∽△CAB ,∴GF AB =CFCB .∵CF BF =12,∴CF CB =13,∴AD AB =GF AB =CF CB =13. 乙同学的想法:如图②,过点F 作FG ∥AC 交AB 于点G ,∴AD AG =ED EF. ∵E 为DF 的中点,∴ED =EF ,∴AD =AG . ∵FG ∥AC ,∴AG AB =CFCB .∵CF BF =12,∴CF CB =13,∴AD AB =AG AB =CF CB =13. 丙同学的想法:如图③,过点D 作DG ∥BC 交CA 的延长线于点G ,∴∠C =∠G ,∠CFE =∠GDE ,∴△GDE ∽△CFE ,∴GD CF =ED EF .∵E 为DF 的中点, ∴ED =EF , ∴GD =CF .∵DG ∥BC ,∴∠C =∠G ,∠B =∠ADG , ∴△ADG ∽△ABC , ∴AD AB =DG BC .∵CF BF =12,∴CF BC =13.∴AD AB =DG BC =CF BC =13. (2)如图④,过点D 作DG ∥BC 交CA 的延长线于点G ,∴∠C =∠G ,∠CFE =∠GDE ,∴△GDE ∽△CFE ,∴GD CF =EDEF .∵DEEF=a ,∴ED =aEF , ∴DG =aCF .∵DG ∥BC ,∴∠C =∠G ,∠B =∠ADG , ∴△ADG ∽△ABC , ∴AD AB =DG BC. ∵CF BF =12,∴CF BC =13,即BC =3CF . ∴AD AB =DG BC =aCF 3CF =a 3. 4.解:取CF 的中点G ,连接BG . ∵B 为AC 的中点,∴BG AF =12,且BG ∥AF .又E 为BD 的中点,∴F 为DG 的中点, ∴EF BG =12,∴EF AF =14, ∴AF AE =43. 5.解:(1)当n =1时,CD =DA . ∵△ABC 是等边三角形,∴BD ⊥AC ,∠BAC =60°,∴∠ADM =90°. 又∵∠AMD =60°, ∴∠MAD =30°,∴∠BAE =∠BAC -∠MAD =30°,即∠BAE =∠EAD ,∴AE 为△ABC 的中线,∴BE CE=1. 在△AMD 中,DM =12AM (30°角所对的直角边等于斜边的一半). ∵∠BAM =∠ABM =30°,∴AM =BM ,∴BM DM=2. (2)证明:∵∠AMD =∠ABD +∠BAE =60°,∠CAE +∠BAE =60°,∴∠ABD =∠CAE .又∵BA =AC ,∠BAD =∠ACE =60°,∴△BAD ≌△ACE (ASA),∴AD =CE ,∴CD =BE .如图,过点C 作CF ∥BD 交AE 的延长线于点F ,∴FC BM =CE BE =AD CD =12①,DM FC =AD AC =13②, 由①×②得DM BM =16,∴BM =6DM . (3)∵M 为BD 的中点,∴BM =MD .∵△BAD ≌△ACE ,∴AD =CE ,∴CD =BE .∵△AMD ∽△ACE ,△BME ∽△BCD ,∴AD AE =MD CE ,BM BC =ME CD, ∴AD =MD ·AE CE ③,CD =BC ·ME BM④,由③×④得CD=5-12DA,∴n=5-12.6.解:(1)思路1:如图①,过点D作DG∥BC,交AC于点G.∵AB=BC,∴∠A=∠BCA.∵DG∥BC,∴∠DGA=∠BCA,∠DGF=∠ECF,∴∠A=∠DGA,∴DA=DG.∵AD=CE,∴DG=CE.又∵∠DFG=∠EFC,∴△DFG≌△EFC,∴DF=EF.思路2:如图②,过点E作EH∥AB,交AC的延长线于点H.∵AB=BC,∴∠A=∠BCA.∵EH∥AB,∴∠A=∠H.∵∠ECH=∠BCA,∴∠H=∠ECH,∴CE=EH.∵AD=CE,∴AD=EH.又∵∠AFD=∠HFE,∴△DF A≌△EFH,∴DF=EF.(2)结论:MF=AM+FC.证明:如图③,由思路1可知:DA=DG,△DFG≌△EFC,∴FG=FC.∵DM⊥AG,∴AM=GM.∵MF=FG+GM,∴MF=AM+FC.(3)AD的垂直平分线交AC于点N,如图④所示.连接DN,过点D作DG∥CE交AC于点G.设DG=a,BC=b,则AB=AC=mb,AD =AG=ma.∵∠ABC=2∠BAC,设∠BAC=x,则∠B=∠ACB=2x,∴5x=180°,∴x=36°,∴∠A=36°.∵NA=ND,∴∠A=∠ADN=36°.∵∠ADG=∠B=72°,∴∠NDG=∠A=36°.又∵∠DGN=∠AGD,∴△GDN∽△GAD,∴DG2=GN·GA.易知DG=DN=AN=a,∴a2=(ma-a)·ma,两边同除以a,得m2a-ma-a=0.∵DG∥CE,∴DG∶CE=FG∶FC=DG∶DA=1∶m.∵CG=mb-ma,∴FG=1m+1·m(b-a),∴FN=GN+FG=ma-a+1m+1m(b-a)=m2a-a+mb-mam+1=mbm+1,∴FNAC=mbm+1mb=1m+1.7.解:(1)证明:如图,过点D作DP⊥BC于点P,DQ⊥AC于点Q,∴∠DQM =∠DPN =90°.又∵∠C =90°,∴四边形CPDQ 为矩形,∴∠QDP =90°,即∠MDQ +∠MDP =90°. ∵DM ⊥DN ,∴∠MDN =90°,即∠MDP +∠NDP =90°,∴∠MDQ =∠NDP ,∴△DMQ ∽△DNP ,∴DM DN =DQ DP. ∵D 为AB 的中点,DQ ∥BC ,DP ∥AC ,∴DQ =12BC ,DP =12AC ,∴DQ DP =BC AC ,∴DM DN=BC AC. (2)由题意得AQ =CQ =4,MQ =CM -CQ =5-4=1,DQ =12BC =3,DP =12AC =4. ∵△DMQ ∽△DNP ,∴MQ NP =DQ DP ,∴NP =43. 又CP =PB =3,∴CN =3-43=53. 8.解:(1)1∶2 BD ∶BC(2)猜想S △BOC 与S △ABC 之比应该等于OD ∶AD .理由:如图,分别过点O ,A 作BC 的垂线OE ,AF ,垂足分别为E ,F ,∴OE ∥AF ,∴OD ∶AD =OE ∶AF .∵S △BOC =12BC ·OE ,S △ABC =12BC ·AF , ∴S △BOC ∶S △ABC =⎝⎛⎭⎫12BC ·OE ∶⎝⎛⎭⎫12BC ·AF =OE ∶AF =OD ∶AD .(3)猜想OD AD +OE CE +OF BF的值是1.理由如下:由(2)可知:OD AD +OE CE +OF BF =S △BOC S △ABC +S △BOA S △ABC +S △AOC S △ABC =S △BOC +S △BOA +S △AOC S △ABC =S △ABC S △ABC=1. 9.解:(1)∵将△ACB 的一角沿EF 折叠,折叠后点A 落在AB 边上的点D 处, ∴EF ⊥AB ,△AEF ≌△DEF ,∴S △AEF =S △DEF .∵S 四边形ECBF =3S △EDF ,∴S △ABC =4S △AEF .在Rt △ABC 中,∵∠ACB =90°,AC =4,BC =3,∴AB =5.∵∠EAF =∠BAC ,∴Rt △AEF ∽Rt △ABC ,∴S △AEF S △ABC =(AE AB)2,即(AE 5)2=14,∴AE =2.5. (2)连接AM 交EF 于点O ,如图①,∵将△ACB 的一角沿EF 折叠,折叠后点A 落在BC 边上的点M 处,∴AE =EM ,AF =MF ,∠AFE =∠MFE .∵MF ∥CA ,∴∠AEF =∠MFE ,∴∠AEF =∠AFE ,∴AE =AF ,∴AE =EM =MF =AF ,∴四边形AEMF 为菱形.设AE =x ,则EM =x ,CE =4-x .∵四边形AEMF 为菱形,∴EM ∥AB ,∴△CME ∽△CBA ,∴CM CB =CE CA =EM AB, 即CM 3=4-x 4=x 5,解得x =209,CM =43. 在Rt △ACM 中,AM =AC 2+CM 2=4103.∵S 菱形AEMF =12EF ·AM =AE ·CM , ∴EF =2×43×2094103=4109. (3)如图②,过点F 作FH ⊥BC 于点H ,∵EC ∥FH ,∴△NCE ∽△NHF ,∴CN ∶NH =CE ∶FH ,即1∶NH =47∶FH ,∴FH ∶NH =4∶7. 设FH =4x ,NH =7x ,则CH =7x -1,BH =3-(7x -1)=4-7x .∵FH ∥AC ,∴△BFH ∽△BAC ,∴BH ∶BC =FH ∶AC ,即(4-7x )∶3=4x ∶4,解得x=0.4,∴FH =4x =85,BH =4-7x =65. 在Rt △BFH 中,BF =(65)2+(85)2=2, ∴AF =AB -BF =5-2=3,∴AF BF =32.。