2021年上海市16区中考数学一模汇编专题15 几何综合(解答题25题压轴题)1.(2021·上海徐汇区·九年级一模)如图,在Rt ABC 中,90ACB ∠=︒,12AC =,5BC =,点D 是边AC 上的动点,以CD 为边在ABC 外作正方形CDEF ,分别联结AE 、BE ,BE 与AC 交于点G . (1)当AE BE ⊥时,求正方形CDEF 的面积;(2)延长ED 交AB 于点H ,如果BEH △和ABG 相似,求sin ABE ∠的值;(3)当AG AE =时,求CD 的长.2.(2021·上海长宁区·九年级一模)己知,在矩形ABCD中,点M是边AB上的一个点(与点A、B不重合),联结CM,作∠CMF=90°,且MF分别交边AD于点E、交边CD的延长线于点F.点G为线段MF的中点,联结DG.(1)如图1,如果AD=AM=4,当点E与点G重合时,求∠MFC的面积;(2)如图2,如果AM=2,BM=4.当点G在矩形ABCD内部时,设AD=x,DG2=y,求y关于x的函数解析式,并写出定义域;(3)如果AM=6,CD=8,∠F=∠EDG,求线段AD的长.(直接写出计算结果)3.(2021·上海宝山区·九年级一模)如图,已知ABC 中,90ACB ∠=︒,AC BC =,点D 、E 在边AB 上,45DCE ∠=︒,过点A 作AB 的垂线交CE 的延长线于点M ,联结MD .(1)求证:2CE BE DE =⋅;(2)当3AC =,2AD BD =时,求DE 的长;(3)过点M 作射线CD 的垂线,垂足为点F ,设BD x BC=,tan FMD y ∠=,求y 关于x 的函数关系式,并写出定义域.4.(2021·上海浦东新区·九年级一模)四边形ABCD 是菱形,∠B≤90°,点E 为边BC 上一点,联结AE ,过点E 作EF∠AE ,EF 与边CD 交于点F ,且EC=3CF .(1)如图1,当∠B=90°时,求ABE S 与ECF S 的比值;(2)如图2,当点E 是边BC 的中点时,求cos B 的值;(3)如图3,联结AF ,当∠AFE=∠B 且CF=2时,求菱形的边长.5.(2021·上海杨浦区·九年级一模)如图,已知在Rt ABC 中,90ACB ∠=︒,4AC BC ==,点D 为边BC 上一动点(与点B 、C 不重合),点E 为边AB 上一点,EDB ADC ∠=∠,过点E 作EF AD ⊥,垂足为点G ,交射线AC 于点F .(1)如果点D 为边BC 的中点,求DAB ∠的正切值;(2)当点F 在边AC 上时,设CD x =,CF y =,求y 关于x 的函数解析式及定义域;(3)联结DF 如果CDF 与AGE 相似,求线段CD 的长.6.(2021·上海青浦区·九年级一模)在ABC 中,90C ∠=︒,2AC =,BC =D 为边AC 的中点(如图),点P 、Q 分别是射线BC 、BA 上的动点,且BQ =,联结PQ 、QD 、DP .(1)求证:PQ AB ⊥;(2)如果点P 在线段BC 上,当PQD △是直角三角形时,求BP 的长;(3)将PQD △沿直线QP 翻折,点D 的对应点为点'D ,如果点'D 位于ABC 内,请直接写出BP 的取值范围.7. (2021黄浦一模)如图,四边形ABCD 中,4AB AD ==,3CB CD ==,90ABC ADC ∠=∠=︒,点M 、N 是边AB 、AD 上的动点,且12MCN BCD ∠=∠,CM 、CN 与对角线BD 分别交于点P 、Q .(1)求sin MCN ∠的值:(2)当DN DC =时,求CNM ∠的度数;(3)试问:在点M 、N 的运动过程中,线段比PQ MN的值是否发生变化?如不变,请求出这个值;如变化,请至少给出两个可能的值,并说明点N 相度的位置.8.(2021·上海静安区·九年级一模)已知∠MAN是锐角,点B、C在边AM上,点D在边AN上,∠EBD=∠MAN,且CE∠BD,sin∠MAN=35,AB=5,AC=9.(1)如图1,当CE与边AN相交于点F时,求证:DF·CE=BC·BE;(2)当点E在边AN上时,求AD的长;(3)当点E在∠MAN外部时,设AD=x,∠BCE的面积为y,求y与x之间的函数解析式,并写出定义域.9.(2021·上海崇明区·九年级一模)如图,Rt ABC 中,90ACB ∠=︒,6AC =,8BC =,点D 为斜边AB 的中点,ED AB ⊥,交边BC 于点E ,点P 为射线AC 上的动点,点Q 为边BC 上的动点,且运动过程中始终保持PD QD ⊥.(1)求证:ADP EDQ △△;(2)设AP x =,BQ y =,求y 关于x 的函数解析式,并写出该函数的定义域;(3)连接PQ ,交线段ED 于点F ,当PDF 为等腰三角形时,求线段AP 的长.10.(2021·上海闵行区·九年级一模)如图,在矩形ABCD 中,2AB =,1AD =,点E 在边AB 上(点E 与端点A 、B 不重合),联结DE ,过点D 作DF DE ⊥,交BC 的延长线于点F ,连接EF ,与对角线AC 、边CD 分别交于点G 、H .设AE x =,DH y =.(1)求证:ADE CDF ∽△△,并求EFD 的正切值;(2)求y 关于x 的函数解析式,并写出该函数的定义域;(3)连接BG ,当BGE △与DEH △相似时,求x 的值.11.(2021·上海奉贤区·九年级一模)已知圆O 的直径4AB =,点P 为弧AB 上一点,联结PA PO 、,点C 为劣弧AP 上一点(点C 不与点A 、P 重合),联结BC 交PA PO 、于点D E 、()1如图,当78cos CBO ∠=时,求BC 的长;()2当点C 为劣弧AP 的中点,且EDP ∆与AOP ∆相似时,求ABC ∠的度数;()3当2AD DP =,且BEO ∆为直角三角形时.求四边形AOED 的面积.12.(2021·上海普陀区·九年级一模)如图,矩形ABCD 中,1AB =,3BC =,点E 是边BC 上一个动点(不与点B 、C 重合),AE 的垂线AF 交CD 的延长线于点F .点G 在线段EF 上,满足:1:2FG GE =.设BE x =.(1)求证:AD DF AB BE=; (2)当点G 在ADF 的内部时,用x 的代数式表示ADG ∠的余切;(3)当FGD AFE ∠=∠时,求线段BE 的长.13. (2021虹口一模)如图,在ABC 中,90ABC ∠=︒,3AB =,4BC =,过点A 作射线//AM BC ,点D 、E 是射线AM 上的两点(点D 不与点A 重合,点E 在点D 右侧),连接BD 、BE 分别交边AC 于点F 、G ,DBE C ∠=∠.(1)当1AD =时,求FB 的长(2)设AD x =,FG y =,求y 关于x 的函数关系式,并写出x 的取值范围;(3)联结DG 并延长交边BC 于点H ,如果DBH △是等腰三角形,请直接写出AD 的长.14.(2021宝山一模) 如图,已知ABC 中,90ACB ∠=︒,AC BC =,点D 、E 在边AB 上,45DCE ∠=︒,过点A 作AB 的垂线交CE 的延长线于点M ,联结MD .(1)求证:2CE BE DE =⋅;(2)当3AC =,2AD BD =时,求DE 的长;(3)过点M 作射线CD 的垂线,垂足为点F ,设BD x BC=,tan FMD y ∠=,求y 关于x 的函数关系式,并写出定义域.15. (2021松江一模)如图,已知在等腰ABC 中,AB AC ==,tan 2ABC ∠=,BF AC ⊥,垂足为F ,点D 是边AB 上一点(不与A ,B 重合)(1)求边BC 的长;(2)如图2,延长DF 交BC 的延长线于点G ,如果CG 4=,求线段AD 的长;(3)过点D 作DE BC ⊥,垂足为E ,DE 交BF 于点Q ,连接DF ,如果DQF △和ABC 相似,求线段BD 的长.16.(2021嘉定一模)在矩形ABCD 中,6AB =,8AD =,点E 在CD 边上,1tan 2DAE ∠=.点F 是线段AE 上一点,联结BF ,CF .(1)如图11,如果3tan 4CBF ∠=,求线段AF 的长; (2)如图12,如果12CF BC =, ①求证:∠CFE =∠DAE ;②求线段EF 的长.2021年上海市16区中考数学一模汇编专题15 几何综合(解答题25题压轴题)1.(2021·上海徐汇区·九年级一模)如图,在Rt ABC 中,90ACB ∠=︒,12AC =,5BC =,点D 是边AC 上的动点,以CD 为边在ABC 外作正方形CDEF ,分别联结AE 、BE ,BE 与AC 交于点G .(1)当AE BE ⊥时,求正方形CDEF 的面积;(2)延长ED 交AB 于点H ,如果BEH △和ABG 相似,求sin ABE ∠的值; (3)当AG AE =时,求CD 的长.【答案】(1)494;(2)119169;(3. 【分析】(1)利用勾股定理求出AB 的长,设CD=x ,则AD=12-x ,利用勾股定理得出13²=x²+(12-x)²+(5+x)²+x²,求出x 的值,再利用正方形的面积公式求解即可;(2)先证∠BAC=∠EBF ,设边长为x ,利用三角函数求出x 的值,再求∠ABE 的正弦值即可;(3)设边长为x ,利用∠BCG∠∠EDG ,得出5DE DG x BC GC ==,然后联立512125x AG GC x AE ⎧=-=-⎪+⎨⎪=⎩,根据AG=AE ,求解即可.【详解】解:(1)Rt∠ABC 中,∠ACB=90°,AC=12,BC=5,13= ,设CD=x ,则AD=12-x ,在∠ADE 中,AE²=DE²+AD²=x²+(12-x)²,在∠BFE 中,BE²=BF²+EF²=(5+x)²+x²,在∠ABE 中,AE∠BE ,∠AB²=AE²+BE²,即13²=x²+(12-x)²+(5+x)²+x²,解得x=72,∠正方形CDEF 的面积=CD²=72×72=494; (2)如图:延长ED 交AB 于H ,∠∠BEH∠∠ABG ,且∠ABG=∠EBH ,∠∠BEH=∠BAG , ∠DE∠EF ,∠∠BEH=∠EBF ,∠∠BAC=∠EBF ,设边长为x , 则tan∠EBF=5x x +,tan∠BAC=512,令5x x +=512,则x=257, ∠25125971284HDAH ADBCAB AC-====,∠59767138484AH =⋅=, ∠BH=13-AH=32584,HD=5929558484⋅=, ∠HE=HD+x=59584, 过H 作HM ,与BE 相交于M ,5sin sin 13B M AG HE ∠=∠=,595sin 84s 951419165in 81332HM HE HEM ABE BH BH ⨯⋅∠∠====;(3)∠DE//BC,∠∠BCG∠∠EDG ,设边长为x ,∠5DE DG xBC GC ==, ∠DG+GC=x ,∠DG=25x x +,GC=55x x +,则512125x AG GC x AE ⎧=-=-⎪+⎨⎪=⎩,令AG=AE , 则或(舍去).【点睛】本题考查了勾股定理、相似三角形的性质与判定及利用三角函数求解,解题的关键是熟练掌握相关性质,正确构造辅助线,表示相关线段的长度.2.(2021·上海长宁区·九年级一模)己知,在矩形ABCD 中,点M 是边AB 上的一个点(与点A 、B 不重合),联结CM ,作∠CMF =90°,且MF 分别交边AD 于点E 、交边CD 的延长线于点F .点G 为线段MF 的中点,联结DG .(1)如图1,如果AD =AM =4,当点E 与点G 重合时,求∠MFC 的面积;(2)如图2,如果AM =2,BM =4.当点G 在矩形ABCD 内部时,设AD =x ,DG 2=y ,求y 关于x 的函数解析式,并写出定义域;(3)如果AM =6,CD =8,∠F =∠EDG ,求线段AD 的长.(直接写出计算结果)【答案】(1)20;(2)()4244644x x y x =-+<;(3)AD =或【分析】(1)运用ASA 证明∠AME DFE ≅∆求出FD 的长再运用三角形面积公式即可得到答案;(2)证明FHM MHC △∽△,根据相似三角形的性质列出比例式,代入相关数值即可求出函数关系式;(3)分点G 在矩形内部和外部两种情况求解即可. 【详解】解(1)过M 作MH∠DC ,垂足为H ,如图1易得四边形ADHM 是正方形,∠AE ED =又∠FED=∠MEA∠∠()AME DFE ASA ≅∆ ∠.4AM FD DH ===∠MH FC ⊥∠∠FHM=∠CHM=90°,∠HCM+∠HMC=90° ∠90FMC ∠=︒,∠∠FMH+∠HMC=90°∠∠FMH=∠HCM∠∠FMH∠∠MCH ∠12MH HC FH MH ==∠2CH =,CF 10=∠1202MFC S CF MH =⋅=△ (2)过M 作MH∠DC ,过G 点作GP∠DC ,垂足分别为H ,P ,如图2,∠FG GM =,//GP MH ∠111222GP MH AD x ===,12FP PH FH == ∠MH∠DC ,∠∠MHF=∠MHC=90°,∠HMC+∠ HCM=90° ∠∠FMC=90°,∠∠FMH+∠HMC=90° ∠∠FMH=∠HCM ,∠FHM MHC △∽△∠FH MH MH HC =,即4FH x x =,∠24x FH =∠28x PH =,228x DP =-,12GP x =∠222DG DP GP =+∠424644x x y =-+由00FH DP >⎧⎨>⎩ 可得4x <<∠定义域为4x <<(3)点G 在矩形内部时,延长DG 交AB 于J ,连接AG ,AF ,如图∠EDG EFD MCB ∠=∠=∠∠AD BC =∠ADJ BCM ≌△△, 2AJ BM == ∠1GJ GMDG GF==,∠AG DG =∠∠12=∠∠∠1390+∠=︒∠∠3490+∠=︒ ∠∠90AGE =︒∠AG 垂直平分FM ∠6AF AM ==∠4DF MJ ==∠AD ===点G 在矩形外部时,延长DG 交BA 延长线于L ,连接DM ,如图∠EDG EFD MCB ∠=∠=∠,AD BC =∠ADL BCM ≌△△, ∠2AL BM ==∠∠L CMD =∠,∠FMC 为直角,∠90DGE ∠=︒,DG 垂直平分FM ∠8DM DF ==,6AM =,∠AD =AD =或【点睛】收费题主要考查了三角形全等的判定与性质、垂直平分线的判定与性质,相似三角形的判定与性质,熟练掌握相关定理和性质是解答此题的关键.3.(2021·上海宝山区·九年级一模)如图,已知ABC 中,90ACB ∠=︒,AC BC =,点D 、E 在边AB 上,45DCE ∠=︒,过点A 作AB 的垂线交CE 的延长线于点M ,联结MD .(1)求证:2CE BE DE =⋅;(2)当3AC =,2AD BD =时,求DE 的长; (3)过点M 作射线CD 的垂线,垂足为点F ,设BDx BC=,tan FMD y ∠=,求y 关于x 的函数关系式,并写出定义域.【答案】(1)见解析;(2)DE=6-;(3)).【分析】(1)先证∠B=∠DCE ,再由∠DEC=∠CEB ,得出∠DEC∠∠CEB ,进而得出结论;(2)由∠DEC∠∠CEB 得BC=BE ,再由∠DEC∠∠DCA ,得AD=AC ,最后利用勾股定理求解即可;(3)连接EF ,先证∠BDC∠∠EDF ,得出FD DE CD BD =,进而得出FDMF=y ,然后结合已知条件得出结果. 【详解】解:(1)∠∠ACB=90°,∠∠B=45°,∠∠DCE=45°,∠∠B=∠DCE ,∠∠DEC=∠CEB ,∠∠DEC∠∠CEB ,∠EC DE BE CE=,故CE²=BE·DE ; (2)由题意得∠DCE 是等腰三角形,DC=CE ,由∠DEC∠∠CEB 得BC=BE , 同理可得∠DEC∠∠DCA ,AD=AC ,∠BC=AC ,∠BE=AD=BC=AC ,∠AC=3,∠在Rt∠ABC中,AB²=BC²+AC²=9+9=18,,∠AD=2BD,∠BD=AB-AD=AB-3,-6,-3,∠DE=AB-BD--3)=6-.(3)连接EF,由三角形相似可得∠FED=∠DBC,∠EF∠BC,∠∠EFD=∠BCD,∠∠EDF=∠BDC,∠∠BDC∠∠EDF,∠FD DECD BD=,∠tan∠FMD=y,∠FDMF=y,在Rt∠MFC中,∠MCF=45°,∠MF=CF,∠FD FDCF MF==y,∠BDxBC=,BE=BC,∠BD BDxBE BC==,∠,FD BDy xCF BE==,∠DE=1xBDx-,CD=1yFDx-,∠FD DECD BD=,11y xy x=--,则y(1-y)=x(1-y),y-xy=x-xy,..【点睛】本题考查了相似三角形的性质与判定及勾股定理的应用,解题的关键是灵活运用相似三角形的性质与判定.4.(2021·上海浦东新区·九年级一模)四边形ABCD 是菱形,∠B≤90°,点E 为边BC 上一点,联结AE ,过点E 作EF∠AE ,EF 与边CD 交于点F ,且EC=3CF . (1)如图1,当∠B=90°时,求ABE S与ECFS的比值;(2)如图2,当点E 是边BC 的中点时,求cos B 的值; (3)如图3,联结AF ,当∠AFE=∠B 且CF=2时,求菱形的边长.【答案】(1)94;(2)15;(3)17. 【分析】(1)先证明:,BEA CFE ∽可得:BE ABCF CE=,结合:3,EC CF =可得:3,AB BE =再设,,CF a BE b == 可得3,AB BC b a ==+而3AB b =,建立方程:33,b a b +=可得:3,2b a = 再利用相似三角形的性质可得答案.(2)延长,AE DC 相交于G ,过F 作FHAD ⊥于,H 连接AF ,先证明:,ABE GCE ≌可得:,,AB CG AE GE == 证明:AF FG =, 设,CF a = 再设DH x =, 利用22222,AF AH FH DF DH -==-求解x ,可得cos ,D 从而可得答案;(3)如图,过E 作EG DC ⊥交DC 的延长线于G ,延长CG 至H ,使,CG HG = 证明:6EH EC ==, 设,DF x = ,HG GC y == 证明:,AFE B D ECH H ∠=∠=∠=∠=∠可得:cos ,6EF ycoc AFE H AF ∠==∠=再证明:,FEH AFD ∽利用相似三角形的性质列方程组,解方程组可得答案.【详解】解:(1)四边形ABCD 是菱形,90B ∠=︒, ∴ 四边形ABCD 是正方形,90B C ∴∠=∠=︒,90BAE BEA ∴∠+∠=︒, ,EF AE ⊥ 90BEA CEF ∴∠+∠=︒, ,BAE CEF ∴∠=∠ ,BEA CFE ∴∽ BE AB CF CE ∴=,,BE CFAB CE∴= 3,EC CF =3,AB BE ∴= 设,,CF a BE b == 3,CE a ∴= 3,AB BC b a ∴==+ 而33,AB BE b ==33,b a b ∴+= 3,2b a ∴= 9,2AB a ∴= 22992.34ABE CEFaSAB SCE a ⎛⎫ ⎪⎛⎫∴===⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭(2)延长,AE DC 相交于G ,过F 作FH AD ⊥于,H 连接AF ,菱形ABCD ,//,AB CD ∴ ,BAE G ∴∠=∠ E 为BC 的中点,,BE CE ∴=,AEB CEG ∠=∠ ()ABE GCE AAS ∴≌,,,AB CG AE GE ∴==,AE EF ⊥ ,AF FG ∴=设,CF a = 则3,CE BE a == 6AB BC DC CG AD a =====,75,FG AF a DF a ∴===, 设,DH x = 22222,AF AH FH DF DH ∴-==-()()()2222765,a a x a x ∴--=- ,x a ∴= ,DH a ∴= 1cos ,55DH a DDF a ∴=== 由菱形ABCD 可得:,B D ∠=∠ 1cos .5B ∴=(3)如图,过E 作EG DC ⊥交DC 的延长线于G ,延长CG 至H ,使,CG HG =,,EC EH H ECH ∴=∠=∠ 23,CF CE CF ==, 6CE EH ∴==,设,DF x = ,HG GC y == 则2,DC AD x ==+ ,6HG y coc H EH ∴∠== 菱形ABCD , ,//,B D AB CD ∴∠=∠ ,B ECH ∴∠=∠ ,AFE B ∠=∠,AFE B D ECH H ∴∠=∠=∠=∠=∠ cos ,6EF y coc AFE H AF ∴∠==∠= ,AFH AFE EFH D DAF ∠=∠+∠=∠+∠ ,EFH DAF ∴∠=∠,FEH AFD ∴∽ ,EH HF EF DF AD AF ∴== 622,26y y x x +∴==+ 361012xy xy y =⎧∴⎨=+⎩,解得:15,2.4x y =⎧⎨=⎩经检验:152.4x y =⎧⎨=⎩是原方程组的解,217,CD x ∴=+= 即菱形ABCD 的边长为:17. 【点睛】本题考查的是三角形全等的判定与性质,线段垂直平分线的性质,勾股定理的应用,菱形,正方形的性质,相似三角形的判定与性质,解直角三角形,解分式方程组,掌握以上知识是解题的关键. 5.(2021·上海杨浦区·九年级一模)如图,已知在Rt ABC 中,90ACB ∠=︒,4AC BC ==,点D 为边BC 上一动点(与点B 、C 不重合),点E 为边AB 上一点,EDB ADC ∠=∠,过点E 作EF AD ⊥,垂足为点G ,交射线AC 于点F .(1)如果点D 为边BC 的中点,求DAB ∠的正切值;(2)当点F 在边AC 上时,设CD x =,CF y =,求y 关于x 的函数解析式及定义域;(3)联结DF 如果CDF 与AGE 相似,求线段CD 的长.【答案】(1)1tan 3DAB ∠=;(2)()2402y x x =-+<≤;(3)-4、8-. 【分析】(1))过点D 作DH AB ⊥于H ,在Rt ACB 中,利用勾股定理解得AD 、AB 的长,再结合等积法,解得DH 、AH 的长即可解题;(2)根据相似三角形对应边成比例的性质,表示()444x EH x -=+, 再证明AFE BDE 由AF AE DB BE =即)4444x y x x --=-+得到与x 的关系; (3)根据相似三角形对应边成比例的性质,结合(2)中y 关于x 的函数解析式联立方程组,继而解得x 、y 的值即可解题.【详解】(1)过点D 作DH AB ⊥于H ,在Rt ACB 中,AD =AB ==142ADB S DB AC ∴=⋅=12ADB S AB DH =⋅DH ∴=AH == 1tan 3DH DAB AH ∴∠==; (2)过E 作EH∠CB 于H∠EDB ADC ∠=∠,90C EHD ∠=∠=︒∠ACD EHD .∠AC EH CD DH = 即44EH x x EH=--.∠()444x EH x -=+ .∠EH∠CB ,90ACB ∠=︒,4AC BC ==∠)44x EB x -==+ ,AB =∠)44x AE x -=+∠EF AD ⊥,90C ∠=︒∠AFG ADC ∠=∠ .∠EDB ADC ∠=∠ ∠AFG EDB ∠=∠.∠45FAE B ∠=∠=︒∠AFE BDE .∠AF AE DB BE =即)4444x y x x --=-+()2402y x x =-+<≤; (3)在Rt∠MDB 中,DB=4-x,所以MD=MB=(4).2x - 在Rt∠ADM 中,AM=AB 一MB=)(4).22x x -=+所以tan∠DAB=44DM x AM x -=⋅+ 按照点F 的位置,分两种情况讨论∠CDF 与∠AGE 相似:①点F 在线段AC 上,此时y=4-2x.如图,如果∠FDC=∠DAB ,由tan∠FDC=tan∠DAB,得44y x x x-=⋅+结合y=4-2x ,整理,得x2+8x+16=0. 解得-4 或--4 (舍去),如果∠CFD=∠DAB ,由tan∠CFD=tan∠DAB ,得4.4x x y x-=+ 结合y=4- -2x,整理,得x 2-16x+16=0.解得8x =-8+②点F 在线段AC 的延长线上,此时y=2x-4如图如果∠FDC=∠DAB,由44y x x x -=+结合y=2x -4,整理,得23160.x -=解得或3-(舍去) 如果∠CFD=∠DAB, 44x x y x-=+与y=2x -4整理,得238160.x x -+=此方程无解.综上,CD 的值为-4、8- 【点睛】本题考查勾股定理、相似三角形的性质,涉及解二元一次方程组等知识,解题关键是根据题意利用相似三角形性质构造方程.6.(2021·上海青浦区·九年级一模)在ABC 中,90C ∠=︒,2AC =,BC =D 为边AC 的中点(如图),点P 、Q 分别是射线BC 、BA 上的动点,且2BQ BP =,联结PQ 、QD 、DP .(1)求证:PQ AB ⊥;(2)如果点P 在线段BC 上,当PQD △是直角三角形时,求BP 的长;(3)将PQD △沿直线QP 翻折,点D 的对应点为点'D ,如果点'D 位于ABC 内,请直接写出BP 的取值范围.【答案】(1)见解析;(2或6;(3)33BP << 【分析】(1)证明∠BPQ∠∠BAC 即可;(2)由∠PQD<90︒,只需要讨论两类情况,当90DPQ ∠=︒时,利用tan3AC B BC ===,求出∠B=30,30DPC ∠=︒,计算tan 30CD CP ︒===,根据BP=BC -CP 求值;当90PDQ ∠=︒时,过Q 作QE∠AC 交AC 于E ,则∠QED=∠PDQ=90C ∠=︒,证明∠EQD∠∠CDP ,得到QE ED CD CP=,设BP t =,过点Q 作QF∠BC 于F ,则四边形CEQF 是矩形,求出1344t QE F t t C +===,1CD =,CP t =,14DE CE CD =-=-,代入比例式求出t 的值; (3)只需考虑BP 的极限情况:①当'D 正好在BC 上时,如图3,设BP=m ,由'30DD C B ∠=∠=︒求出'CD =,'DP D P =,列得()'2CP D P CP DP m m +=+=+=计算求值即可;②另外一个极限情况时,如图4,当PQ 经过点D 时,求出PC=tan 602CD =︒,即可得到3BP =【详解】解:(1)在ABC 中,90C ∠=︒,2AC =,BC =∠4AB ==,∠BC AB ==,∠BQ BP =,∠BQ BP =∠BQ BC BP AB =,∠QBP CBA ∠=∠, BPQBAC ∴,∠90BQP BCA ∠=∠=︒,PQ AB ∴⊥;(2)90PQD ∠<︒,所以只需要讨论两类情况,当90DPQ ∠=︒时,如图1,在Rt∠ABC中,tan 3AC B BC ===,∠∠B=30, ∠9060QPB B ∠=︒-∠=︒,30DPC ∴∠=︒, ∠2AC =,点D 为边AC 的中点,∠CD=1,∠tan 30CD CP ︒===,BP BC CP ∴=-= 当90PDQ ∠=︒时,如图2,过Q 作QE∠AC 交AC 于E ,则∠QED=∠PDQ=90C ∠=︒,∠∠EQD+∠EDQ=∠EDQ+∠CDP=90︒,EQD CDP ∴,QE ED CD CP∴=, 设BP t =,过点Q 作QF∠BC 于F ,则四边形CEQF 是矩形,∠∠B=30,∠BQP=90︒, ∠PQ=12t ,∠60QPB ∠=︒,∠cos 6014PF PQ t =⋅︒=,sin 60QF PQ =⋅︒=,∠1344t QE F t t C +===,1CD =,CP t =,14DE CE CD t =-=-,134t -∴=t ∴=或t =(舍去), 综上,BP或6;(3)只需考虑BP 的极限情况:①当'D 正好在BC 上时,如图3,设BP=m ,'DD PQ ⊥,'30DD C B ∴∠=∠=︒,'CD ∴=30CDP ∠=︒,又'DP D P =,()'2CP D P CP DP m m ∴+=+=+=3m ∴=; ②另外一个极限情况时,如图4,当PQ 经过点D 时,∠60P ∠=︒,90DCP ∠=︒,CD=1, ∠PC=tan 603CD =︒,∠3BP =BP <<. .【点睛】此题考查相似三角形的判定及性质,锐角三角函数,直角三角形30度角所对的直角边等于斜边的性质,矩形的判定及性质,熟记各定理是解题的关键.7. (2021黄浦一模)如图,四边形ABCD 中,4AB AD ==,3CB CD ==,90ABC ADC ∠=∠=︒,点M 、N 是边AB 、AD 上的动点,且12MCN BCD ∠=∠,CM 、CN 与对角线BD 分别交于点P 、Q .(1)求sin MCN ∠的值:(2)当DN DC =时,求CNM ∠的度数;(3)试问:在点M 、N 的运动过程中,线段比PQ MN的值是否发生变化?如不变,请求出这个值;如变化,请至少给出两个可能的值,并说明点N 相度的位置.【答案】(1)45;(2)45°;(3)不会发生变化,35. 【分析】(1)连接AC,利用垂直平分线性质,构造Rt △ABC ,由正弦三角函数即可求得;(2)证明 △BCG ≌△DCN ,得到角相等,再由角相等,得△GMC ≌△NMC ,由DN DC =解答即可; (3)由D 、C 、N 、P 四点共圆,得到∠CPD=∠CND=∠MNC ,再得△CPQ ∽△CNM ,由此解答即可.【详解】解:(1)连接AC ∵4AB AD ==,3CB CD ==∴AC 垂直平分BD∴∠ACB=∠ACD=12∠BCD=∠MCN 在Rt △ABC 中,AB=4,AC=3∴5== ∴sin MCN ∠=sin ∠ACB=45AB AC = (2)延长AB 至G 点,使BG=DN ,连接CG ,∵CB=CD ∠CBG=∠CBN=90°∴△BCG ≌△DCN ∴∠G=∠CND ,CN=CG ,∠BCG=∠DCN∴∠MCN=12∠BCD ∴∠MCB+∠NCD=12∠BCD ∴∠GCM=∠GCB+∠GCM=12∠BCD=∠MCN ∵CM=CM , ∠G=∠CND,∴△GMC ≌△NMC ∴∠G=∠MNC=∠DNC当DN=NC时∠DNC=∠DCN=45°∴∠DNC=∠CNM=45°(3)连接NP, ∵∠ADC=∠ADO+∠CDO=90°∠ADO+∠CDO=90°∴∠ADO=∠COD=12∠BCD=∠MCN∴∠NDP=∠NCP∴D、C、N、P四点共圆,∴∠NPC+∠NDC=180°∵∠NDC=90°∴∠NPC=90°∴∠CPD=∠CND=∠MNC∴△CPQ∽△CNM∴PQ CP MN CN=在Rt△CPN中,CPCN=cos∠MCN=cos∠ACB=35∴不会发生变化35PQMN=【点睛】本题考查了线段垂直平分线的性质,三角形全等性质与判断,三角形相似等知识点,解题的关键是掌握性质与判定.8.(2021·上海静安区·九年级一模)已知∠MAN是锐角,点B、C在边AM上,点D在边AN上,∠EBD=∠MAN,且CE∠BD,sin∠MAN=35,AB=5,AC=9.(1)如图1,当CE与边AN相交于点F时,求证:DF·CE=BC·BE;(2)当点E在边AN上时,求AD的长;(3)当点E在∠MAN外部时,设AD=x,∠BCE的面积为y,求y与x之间的函数解析式,并写出定义域.【答案】(1)证明见解析;(2)AD=4±(3)224825x y x x =-+.定义域为:44x <<+. 【分析】(1)根据CE∠BD ,得出∠CEB=∠DBE ,∠DBA=∠BCE 结合题干证明出∠ABD∠∠ECB ,进而得到AD EBAB EC=,再等量代换即可得到DF·CE=BC·BE .(2)过点B 作BH∠AN ,垂足为H .根据条件先证明出∠CEB∠∠CAE ,得到2CE =CB CA ⋅,代入求出CE ,再根据BD ABCE AC=求出BD ,利用三角函数求出BH ,根据勾股定理即可求出AD . (3)过点B 作BH∠AN ,垂足为H .BH=4,AH=3,DH=4x -根据∠ECB∠∠ABD 得到22EBC ADB S BC S BD △△=,代入化简为224825xy x x =-+即可求解.【详解】解:(1)∠CE∠BD ,∠∠CEB=∠DBE ,∠DBA=∠BCE .∠∠A=∠DBE ,∠∠A=∠BEC .∠∠ABD∠∠ECB ,∠AD EB AB EC =.∠AD DF AB BC=,∠EB DFEC BC =,∠DF·CE=BC·BE .(2)过点B 作BH∠AN ,垂足为H .∠CE∠BD,∠∠CEB=∠EBD=∠A,又∠∠BCE=∠ECA,∠∠CEB∠∠CAE,∠CE CACB CE=,∠2CE=CB CA⋅.∠AB=5,AC=9,∠BC=4,∠24936CE==⨯,∠CE=6.∠BD ABCE AC=,∠561093AB CEBD==AC⋅⨯=.在Rt∠ABH中,3sin535BH AB A=⋅=⨯=,∠AH=224AB BH-=.==.AD=4±(3)过点B作BH∠AN,垂足为H.BH=4,AH=3,DH=4x-.2222224)3825BD=DH+BH x x x=-+=-+(.∠∠ECB∠∠ABD,∠22EBCADBS BCS BD△△=.∠1322ABDS AD BH x=⋅△=,∠21638252yx xx=-+,∠224825xyx x=-+.定义域为44x<.【点睛】此题属于平面几何的综合应用,主要利用三角形相似,找到相似比,根据相似比求值,计算量较大,有一定难度.9.(2021·上海崇明区·九年级一模)如图,Rt ABC中,90ACB∠=︒,6AC=,8BC=,点D为斜边AB 的中点,ED AB⊥,交边BC于点E,点P为射线AC上的动点,点Q为边BC上的动点,且运动过程中始终保持PD QD⊥.(1)求证:ADP EDQ △△;(2)设AP x =,BQ y =,求y 关于x 的函数解析式,并写出该函数的定义域; (3)连接PQ ,交线段ED 于点F ,当PDF 为等腰三角形时,求线段AP 的长.【答案】(1)证明见解析;(2)253250443y x x ⎛⎫=-≤≤ ⎪⎝⎭;(3)256或53 【分析】(1)根据ED AB ⊥,PD QD ⊥得A DEQ ∠=∠,ADP EDQ ∠=∠,即可得ADP EDQ △△.(2)先根据相似三角形的性质、中点性质以及锐角三角函数的概念得出tan EQ ED EDB AP AD BD===,求出34EQ x =,再根据BQ BE EQ =-,列出函数关系式,化简即可. (3)先证PDFBDQ △△,再分3种情况讨论,分别求出AP 的长.【详解】解:(1)PD QD ⊥,ED AB ⊥∠A DEQ ∠=∠,ADP EDQ ∠=∠,∠ADP EDQ △△.(2)ADP EDQ △△,∠EQ EDAP AD= 又点D 为斜边AB 的中点,∠AD BD = , EQ ED EDAP AD BD==又ED AB ⊥在Rt BDE 中tan =ED ED EQB BD AD AP==,又6tan =8AC BC DE B BD ==,由勾股定理得:BC =10D 为AB 中点, ∠BD =5, DE =154,由勾股定理得:BE =254AP x =,可得34EQ x =,BQ BE EQ =-, 253250443y x x ⎛⎫=-≤≤ ⎪⎝⎭. (3)tan tan DQ ED EDFPD B DP AD BD∠====,∠FPD B ∠=∠,又∠PDF BDQ ∠=∠, ∠PDFBDQ △△,∠PDF 为等腰三角形时,BDQ △亦为等腰三角形.若DQ BQ =,12cos BD B BQ=,542253544x =-,解得256x .若BD BQ =, 253544x -=,解得53x =. ③若DQ BD =,2180B DQB BDQ B BDQ ︒∠+∠+∠=∠+∠<,此种情况舍去.【点睛】本题主要考查了相似三角形的判定和性质,等腰三角形的性质和判定,三角函数,正确和熟练应用相似三角形的性质得到各线段之间的数量关系是解决本题的关键.10.(2021·上海闵行区·九年级一模)如图,在矩形ABCD 中,2AB =,1AD =,点E在边AB 上(点E与端点A 、B 不重合),联结DE ,过点D 作DF DE ⊥,交BC 的延长线于点F ,连接EF ,与对角线AC 、边CD 分别交于点G 、H .设AE x =,DH y =.(1)求证:ADE CDF ∽△△,并求EFD ∠的正切值; (2)求y 关于x 的函数解析式,并写出该函数的定义域; (3)连接BG ,当BGE △与DEH △相似时,求x 的值.【答案】(1)证明见解析;12;(2)222(02)21x y x x +=<<+;(3)45x =或45x =【分析】(1)根据垂直关系得到ADE CDF ∠=∠,根据AA 即可证明ADE CDF ∽△△,得到12DE AD DF CD ==,再根据正切的定义即可求解tan EFD ∠; (2)先证明FCH FBE △∽△,得到FC CH FB BE =,代入得到22212x yx x-=+-,故可求解; (3)根据题意分BEG DHE △∽△和EGB HDE △∽△,分别列出比例式求出x 的值即可求解. 【详解】解:(1)∠90ADE CDE ︒∠+∠=,90CDF CDE ︒∠+∠=∠ADE CDF ∠=∠在Rt EAD 和Rt FCD 中90ADE CDFEAD FCD ∠=∠⎧⎨∠=∠=︒⎩90EAD FCD ︒∠=∠=∠FAD FCD △∽△∠2AB DC ==,1AD =,∠12DE AD DF CD == ∠1tan 2DE EFD DF ∠== (2)由(1)可知ADE CDF ∽△△∠12EA DE AD FC DF CD ===∠22FC EA x ==∠AB //CD∠FCH FBE △∽△,∠FC CH FB BE =∠22212x y x x -=+-∠222(02)21x y x x +=<<+, (3)∠AE x =,DH y =,过点E 作EM∠CD 于M 点,∠四边形AEMD 为矩形∠MH=DH -DM=DH -AE=y -x ,∠2BE x =-,DE =EH =∠AB //CD∠AEG CHG △∽△∠EG AE HG CH =∠EG AE EH AE CH =+∠AEEG EH AE CH=⋅+∠BEG DHE ∠=∠, 若BEG DHE △∽△, ∠BE EG DH HE =∠BE AEDH AE CH =+即22x x y x y -=+- 化简得2240x y +-=∠22221x y x +=+∠222212240x x x +⨯-++=化简得22508x x +=-解得x =45x =若EGB HDE △∽△∠BE EG EH HD = ∠2AE BE HD HE AE CH⋅=⋅+即2(2)1()2x x y y x x y ⎡⎤-=⋅+-⎣⎦+- ∠22221x y x +=+代入化简得22637200x x ++=∠=372-4×26×20=-711<0,∠方程无解综上,45x =和x =BGE △与DEH △相似.【点睛】本题考查了矩形的性质、函数关系式、正切的定义、相似三角形的判定和性质等知识点,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.11.(2021·上海奉贤区·九年级一模)已知圆O 的直径4AB =,点P 为弧AB 上一点,联结PA PO 、,点C 为劣弧AP 上一点(点C 不与点A 、P 重合),联结BC 交PA PO 、于点D E 、()1如图,当78cos CBO ∠=时,求BC 的长;()2当点C 为劣弧AP 的中点,且EDP ∆与AOP ∆相似时,求ABC ∠的度数; ()3当2AD DP =,且BEO ∆为直角三角形时.求四边形AOED 的面积.【答案】(1)72;(2)18°;(3)53【分析】(1)方法一:作OG BC ⊥,利用垂径定理和余弦即可求得;方法二:连接AC ,根据直径所对的圆周角等于90°可得∠ACB=90°,利用余弦解直角三角形即可;(2)先根据已知条件确定两个相似三角形的对应角,得出P PED PAO OEB ∠=∠=∠=∠,设ABC α∠=,利用等腰三角形等边对等角和弧与圆心角的关系,圆周角定理分别表示∠AOP 和∠OEB ,利用三角形外角的性质即可求得α即ABC ∠;(3)分当90EOB ∠=和当90OEB ∠=时两种情况讨论,画出对应图形,利用相似三角形和解直角三角形的知识求解即可.【详解】解析:方法一: 作OG BC ⊥,∠BC=2BG,7cos 4BG BO CBO =⋅∠=,722BC BG ∴==;方法二: 连接AC ,∠AB 为直径,90ACB ∴∠=7cos 2BC AB CBO ∴=⋅∠=; (2)∠AO=OP ,∠∠PAO=∠P ,∠P P ∠=∠,EDP ∆与AOP ∆相似,,DPEOPA ∴∆∆P PED PAO OEB ∴∠=∠=∠=∠,C 是AP 中点,CO ∴平分AOP ∠, CO BO =,设,ABC α∠=2,4AOC AOP αα∴∠=∠=,18049022PAO OEB αα-∴∠==-=∠,AOP OEB ABC ∴∠=∠+∠, 即4902a a a =-+,18a ABC ∴=∠=;()3 I .当90EOB ∠=时,作DH AB ⊥∠DH//OP ,∠∠ADH∠∠APO ,∠23AH DH AD AD AO OP AP AD DP ====+, 23AH AO ∴=,∠AB=4,∠OA=OB=2,428,,333AH HO BH ∴===, 2,AO OP ==43AH DH ∴==,∠DH//OP ,∠∠BOE∠∠BHD , 28433EO OB EODH HB ∴===,1EO ∴=, AHD AOED HOEDS S S ∆∴=+四边形梯形21414251232333⎛⎫⎛⎫=⨯+⨯+⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭; II .当90OEB ∠=时连接,AC由()1得//AC DP ,∠∠ACD∠∠PED ,∠ACB∠∠OEB ,2AD DP =,∠2CD AC ADDE PE DP===,2AC EP ∴=,又,AO BO =∠=2CB AC ABBE OE BO==,2,AC EO ∴=2,30AC OP ABC ∴==∠=,60,EOB CAO ∴∠=∠=∠AO=OP ,∠∠PAO=∠APO ,∠PAO+∠APO=∠EOB=60°,∠30CAD AP O O PA ∠=∠==∠,ABC OEB ACD AOED S S S S ∆∆∆∴=--四边形111222AC BC OE BE CD AC =⋅-⋅-⋅4,AB =2,AC BC BE ∴===1OE =,CD =111212222AOED S ∴=⨯⨯⨯=四边形综上所述,四边形AOED 的面积为53 【点睛】本题考查圆周角定理、垂径定理、相似三角形的性质和判定,解直角三角形,等腰三角形的性质等.(1)中能借助定理构造直角三角形是解题关键;(2)能借助相似三角形以及圆周角定理表示相关角是解题关键;(3)中注意分类讨论和正确构造图形.12.(2021·上海普陀区·九年级一模)如图,矩形ABCD 中,1AB =,3BC =,点E 是边BC 上一个动点(不与点B 、C 重合),AE 的垂线AF 交CD 的延长线于点F .点G 在线段EF 上,满足:1:2FG GE =.设BE x =.(1)求证:AD DFAB BE=; (2)当点G 在ADF 的内部时,用x 的代数式表示ADG ∠的余切; (3)当FGD AFE ∠=∠时,求线段BE 的长.。