相似与动点问题专题

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动态几何中的相似三角形
例1、如图,在梯形ABCD 中,AD BC ∥,3AD =,5DC =,10BC =,梯形的高为4.动点M 从B 点出发沿线段BC 以每秒2个单位长度的速度向终点C 运动;动点N 同时从C 点出发沿线段CD 以每秒1个单位长度的速度向终点D 运动.设运动的时间为t (秒). (1)当MN AB ∥时,求t 的值;
(2)试探究:t 为何值时,MNC △为直角三角形.
变式练习1:如图所示,在ΔABC 中,BA=BC=20cm ,AC=30cm ,点P 从A 点出发,沿着AB 以每秒4cm 的速度向B 点运动;同时点Q 从C 点出发,沿CA 以每秒3cm 的速度向A 点运动,设运动时间为x 。

(1)当x 为何值时,PQ ∥BC ?(2)当
3
1
=∆∆ABC BCQ S S ,求
ABC BPQ S S ∆∆的值;(3)ΔAPQ 能否与ΔCQB 相似?若能,求出AP 的长;若不能,请说明理由。

变式练习2:如图,已知直线l 的函数表达式为4
83
y x =-+,且l 与x 轴,y 轴分别交于A B
,两点,动点Q 从B 点开始在线段BA 上以每秒2个单位长度的速度向点A 移动,同时动点P
从A 点开始在线段AO 上以每秒1个单位长度的速度向点O 移动,设点Q P ,移动的时间为t 秒. (1)求出点A B ,的坐标;
(2)当t 为何值时,APQ △与AOB △相似?
(3)求出(2)中当APQ △与AOB △相似时,线段PQ 所在直线的函数表达式.
O P A
Q
B
y x
D
N C
M
B
A
变式练习1:已知在Rt △ABC 中,∠ABC =90º,∠A =30º,点P 在AC 上,且∠MPN =90
当点P 为线段AC 的中点,点M 、N 分别在线段AB 、BC 上时(如图1),过点P 作PE ⊥AB 于点E ,PF ⊥BC 于点F ,可证t △PME ∽t △PNF ,得出PN =3PM .(不需证明)
当PC =2PA ,点M 、N 分别在线段AB 、BC 或其延长线上,如图2、图3这两种情况时,请写出线段PN 、PM 之间的数量关系,并任选取一给予证明.
变式练习2(备用):如图1,在同一平面内,将两个全等的等腰直角三角形ABC 和AFG 摆放在一起,A 为公共顶点,∠BAC =∠AGF =90°,它们的斜边长为2,若∆ABC 固定不动,∆AFG 绕点A 旋转,AF 、AG 与边BC 的交点分别为D 、E (点D 不与点B 重合,点E 不与点C 重合),设BE =m ,CD =n.
(1)请在图中找出两对相似而不全等的三角形,并选取其中一对进行证明. (2)求m 与n 的函数关系式,直接写出自变量n 的取值范围.
(3)以∆ABC 的斜边BC 所在的直线为x 轴,BC 边上的高所在的直线为y 轴,建立平面直角坐标系(如图12).在边BC 上找一点D ,使BD =CE ,求出D 点的坐标,并通过计算验证BD 2

CE 2=DE 2
.
(4)在旋转过程中,(3)中的等量关系BD 2
+CE 2
=DE 2
是否始终成立,若成立,请证明,若不成立,请说明理由.
G
y x
图2
O F
E D C B A
G
图1
F E
D C
B
A
例3、如图1,PMN Rt △中,90P ∠=,PM PN =,
8MN =cm ,矩形ABCD 的长和宽分别为8cm 和2cm ,C 点和M 点重合,BC 和MN 在一条直线上.令PMN Rt △不动,
矩形ABCD 沿MN 所在直线向右以每秒1cm 的速度移动(如图2),直到C 点与N 点重合为止.设移动x 秒后,矩形ABCD 与PMN △重叠部分的面积为y 2
cm .求y 与x 之间的函数关系式.
变式练习1:如图,在等腰梯形ABCD 中,AB DC ∥,45A =∠,10cm AB =,
4cm CD =.等腰直角三角形PMN 的斜边10cm MN =,A 点与N 点重合,MN 和AB 在一条直线上,设等腰梯形ABCD 不动,等腰直角三角形PMN 沿AB 所在直线以1cm/s 的
速度向右移动,直到点N 与点B 重合为止.
(1)等腰直角三角形PMN 在整个移动过程中与等腰梯形ABC D 重叠部分的形状 由 形变化为 形;
(2)设当等腰直角三角形PMN 移动(s)x 时,等腰直角三角形PMN 与等腰梯形ABCD 重叠部分的面积为2
(cm )y ,求y 与x 之间的函数关系式;
(3)当4(s)x =时,求等腰直角三角形PMN 与等腰梯形ABCD 重叠部分的面积.
变式练习1:如图,在梯形ABCD 中,AD BC ∥,6cm AD =,4cm CD =,
10cm BC BD ==,点P 由B 出发沿BD 方向匀速运动,速度为1cm/s ;同时,线段EF 由DC 出发沿DA 方向匀速运动,速度为1cm/s ,交BD 于Q ,连接PE .若设运动时间为t (s )
A B D
P
N
C (M ) 2 2
图2
图1
A (N )
M
P
D
C
B
A N
M
P
D C
B
(05t <<).解答下列问题: (1)当t 为何值时,PE AB ∥?
(2)设PEQ △的面积为y (cm 2),求y 与t 之间的函数关系式; (3)是否存在某一时刻t ,使225
PEQ BCD S S =△△?
变式练习2:在Rt △ABC 中,∠C =90°,AC = 3,AB = 5.点P 从点C 出发沿CA 以每秒1个单位长的速度向点A 匀速运动,到达点A 后立刻以原来的速度沿AC 返回;点Q 从点A 出发沿AB 以每秒1个单位长的速度向点B 匀速运动.伴随着P 、Q 的运动,DE 保持垂直平分PQ ,且交PQ 于点D ,交折线QB -BC -CP 于点E .点P 、Q 同时出发,当点Q 到达点B 时停止运动,点P 也随之停止.设点P 、Q 运动的时间是t 秒(t >0). (1)当t = 2时,AP = ,点Q 到AC 的距离是 ; (2)在点P 从C 向A 运动的过程中,求△APQ 的面积S 与 t 的函数关系式;(不必写出t 的取值范围)
(3)在点E 从B 向C 运动的过程中,四边形QBED 能否成 为直角梯形?若能,求t 的值.若不能,请说明理由; (4)当DE 经过点C 时,请直接..写出t 的值.
A E D
Q
P
B
F
C
A
C B
P
Q
E
D
题9。