【数学】数学 相似的专项 培优练习题

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一、相似真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.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。

2.如图1,过等边三角形ABC边AB上一点D作交边AC于点E,分别取BC,DE 的中点M,N,连接MN.(1)发现:在图1中, ________;(2)应用:如图2,将绕点A旋转,请求出的值;(3)拓展:如图3,和是等腰三角形,且,M,N分别是底边BC,DE的中点,若,请直接写出的值.【答案】(1)(2)解:如图2中,连接AM、AN,,都是等边三角形,,,,,,,,,,∽,(3)解:如图3中,连接AM、AN,延长AD交CE于H,交AC于O,,,,,,,,,,,,,,,∽,,,,,,≌,,,,,,,,,,【解析】【解答】解:(1)如图1中,作于H,连接AM,,,,时等边三角形,,,,,平分线段DE,,、N、M共线,,四边形MNDH时矩形,,,故答案为:;【分析】(1)作DH ⊥BC 于H,连接AM.证四边形MNDH时矩形,所以MN=DH,则MN:BD=DH:BD=sin60°,即可求解;(2)利用△ABC ,△ADE 都是等边三角形可得AM:AB=AN:AD,易得∠BAD = ∠MAN ,从而得△ BAD ∽△ MAN,则NM:BD=AM:AB=sin60°,从而求解;(3)连接AM、AN,延长AD交CE于H,交AC于O.先证明△BAD ∽△MAN可得NM:BD=AM:AB=sin∠ABC;再证明△ BAD ≌△ CAE,则∠ ABD = ∠ ACE ,进而可得∠ ABC = 45°,可求出答案.3.如图,在等腰△ABC中,AB=BC,以BC为直径的⊙O与AC相交于点D,过点D作DE⊥AB交CB延长线于点E,垂足为点F.(1)判断DE与⊙O的位置关系,并说明理由;(2)若⊙O的半径R=5,tanC= ,求EF的长.【答案】(1)解:DE是⊙O的切线,理由如下:如图,连接OD,BD,∵AB是⊙O的直径,∴∠ADB=∠90°,∴BD⊥AC.∵AB=BC,∴AD=DC.∵OC=OB,∴OD∥BA,∵DE⊥BC,∴DE⊥OD,∴直线DE是⊙O的切线.(2)解:过D作DH⊥BC于H,∵⊙O的半径R=5,tanC= ,∴BC=10,设BD=k,CD=2k,∴BC= k=10,∴k=2 ,∴BD=2 ,CD=4 ,∴DH= =4,∴OH= =3,∵DE⊥OD,DH⊥OE,∴OD2=OH•OE,∴OE= ,∴BE= ,∵DE⊥AB,∴BF∥OD,∴△BFE∽△ODE,∴,即,∴BF=2,∴EF= = .【解析】【分析】(1)DE是⊙O的切线,理由如下:如图,连接OD,BD,根据直径所对的圆周角的直角得出∠ADB=∠90°,根据等腰三角形的三线合一得出AD=DC,连接三角形两边中点的线段是三角形的中位线,又三角形的中位线平行于第三边,得出OD∥BA,又DE⊥BC,根据平行线的性质得出DE⊥OD,从而得出结论:直线DE是⊙O的切线;(2)过D作DH⊥BC于H,根据正切函数的定义,由tanC=,可以设BD=k,CD=2k,根据勾股定理表示出BC,再根据BC=10,列出方程,求解得出k的值,进而得出CD,BD的长,根据面积法即可算出DH的长,再根据勾股定理算出OH的长,然后判断出△ODH与△ODE 相似,根据相似三角形对应边成比例即可得出OD2=OH•OE,根据等积式算出OE,的长,从而根据线段的和差算出BE的长,再判断出△BFE∽△ODE,根据相似三角形对应边成比例得出,根据比例式即可算出BF,最后根据勾股定理算出FE的长。

4.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。

5.如图(1),在矩形DEFG中,DE=3,EG=6,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,BC=3,AC=6,△ABC的一边BC和矩形的一边DG在同一直线上,点C和点D重合,Rt△ABC将从D以每秒1个单位的速度向DG方向匀速平移,当点C与点G重合时停止运动,设运动时间为t秒,解答下列问题:(1)如图(2),当AC过点E时,求t的值;(2)如图(3),当AB与DE重合时,AC与EF、EG分别交于点M、N,求CN的长;(3)在整个运动过程中,设Rt△ABC与△EFG重叠部分面积为y,请求出y与t的函数关系式,并写出相应t的取值范围.【答案】(1)解:如图(2),当AC过点E时,在Rt△ABC中,BC=3,AC=6,∴BC所对锐角∠A=30°,∴∠ACB=60°,依题意可知∠ABC=∠EDC=90°,∵∠ACB=∠ECD,∴△ABC∽△EDC,∴,即,∴CD= ,∴t=CD= ;(2)解:如图(3),∵∠EDG=90°,DE=3,EG=6,∴DG= =3 ,在Rt△EDG中,sin∠EGD= ,∴∠EGD=30°,∵∠NCB=∠CNG+∠EGD,∴∠CNG=∠NCB﹣∠EGD=60°﹣30°=30°,∴∠CNG=∠EGD,∴NC=CG=DG﹣BC=3 ﹣3;(3)解:由(1)可知,当x>时,△ABC与△EFG有重叠部分.分两种情况:①当<t≤3时,如图(4),△ABC与△EFG有重叠部分为△EMN,设AC与EF、EG分别交于点M、N,过点N作直线NP⊥EF于P,交DG于Q,则∠EPN=∠CQN=90°,∵NC=CG,∴NC=DG﹣DC=3 ﹣t,在Rt△NQC中,NQ=sin∠NCQ×NC=sin60°×(3 ﹣t)= ,∴PN=PQ﹣NQ=3﹣ = ,∵∠PMN=∠NCQ=60°,∴sin∠PMN= ,MN= =t﹣,在矩形DEFG中,EF∥DG,∴∠MEN=∠CGN,∵∠MNE=∠CNG,∠CNG=∠CGN,∴∠EMN=∠MNE,∴EM=MN,∴EM=MN=t﹣,∴y=S△EMN= EM•PN= × ;②当3<t≤3 时,如图(5),△ABC与△EFG重叠部分为四边形PQNM,设AB与EF、EG分别交于点P、Q,AC与EF、EG分别交于点M、N,则∠EPQ=90°,∵CG=3 ﹣t,∴S△EMN= ,∵EP=DB=t﹣3,∠PEQ=30°,∴在Rt△EPQ中,PQ=tan∠PEQ×EP=tan30°×(t﹣3)= ,∴S△EPQ= EP•PQ= (t﹣3)× = ,∴y=S△EMN﹣S△EPQ=()﹣()= +(﹣,综上所述,y与t的函数关系式:y= .【解析】【分析】(1)证△ABC∽△EDC,由相似三角形的性质可求出CD的值,即可求t;(2)利用勾股定理求出DG的值,则由三角函数可∠EGD=30°,进而可证得∠CNG=∠EGD,则NC=CG=DG﹣BC,可求出答案;(3)根据重叠部分可确定x的取值范围,再由三角形的面积公式可求出函数解析式.6.(1)问题发现:如图①,正方形AEFG的两边分别在正方形ABCD的边AB和AD上,连接CF.①写出线段CF与DG的数量关系;②写出直线CF与DG所夹锐角的度数.(2)拓展探究:如图②,将正方形AEFG绕点A逆时针旋转,在旋转的过程中,(1)中的结论是否仍然成立,请利用图②进行说明.(3)问题解决如图③,△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,AB=AC=4,O为AC的中点.若点D在直线BC上运动,连接OE,则在点D的运动过程中,线段OE的长的最小值.(直接写出结果)【答案】(1)①CF= DG,②45(2)解:如图:①连接AC、AF,在正方形ABCD中,延长CF交DG与H点,∠CAD= ∠BCD=45 ,设AD=CD=a,易得AC= a= AD,同理在正方形AEFG中,∠FAG=45 ,AF= AG,∠CAD=∠FAG, ∠CAD-∠2=∠FAG-∠2,∠1=∠3又△CAF∽DAG,= , CF= DG;②由△CAF∽DAG,∠4=∠5,∠ACD=∠4+∠6=45 , ∠5+∠6=45 ,∠5+∠6+∠7=135 ,在△CHD中,∠CHD=180 -135 =45 ,(1)中的结论仍然成立(3)OE的最小值为 .【解析】【解答】(3)如图:由∠BAC=∠DAE=90 ,可得∠BAD=∠CAE,又AB=AC,AD=AE,可得△BAD≌△CAE,∠ACE=∠ABC=45 ,又∠ACB=45 , ∠BCE=90 ,即CE⊥BC,根据点到直线的距离垂线段最短,OE⊥CE时,OE最短,此时OE=CE,△OEC为等腰直角三角形,OC= AC=2,由等腰直角三角形性质易得,OE= ,OE的最小值为 .【分析】(1)①易得CF= DG;②45 ;(2)连接AC、AF,在正方形ABCD中,可得△CAF∽DAG, = , CF= DG,在△CHD中,∠CHD=180 -135 =45 ,(1)中的结论是否仍然成立;(3)OE⊥CE时,OE最短,此时OE=CE,△OEC为等腰直角三角形,OC= AC=2,可得OE的值.7.如图1,一副直角三角板满足AB=BC,AC=DE,∠ABC=∠DEF=90°,∠EDF=30°【操作】将三角板DEF的直角顶点E放置于三角板ABC的斜边AC上,再将三角板DEF绕点E旋转,并使边DE与边AB交于点P,边EF与边BC于点Q(1)【探究一】在旋转过程中,①如图2,当时,EP与EQ满足怎样的数量关系?并给出证明.________②如图3,当时E P与EQ满足怎样的数量关系?,并说明理由.________③根据你对(1)、(2)的探究结果,试写出当时,EP与EQ满足的数量关系式为________,其中的取值范围是________(直接写出结论,不必证明)(2)【探究二】若且AC=30cm,连续PQ,设△EPQ的面积为S(cm2),在旋转过程中:①S是否存在最大值或最小值?若存在,求出最大值或最小值,若不存在,说明理由.②随着S取不同的值,对应△EPQ的个数有哪些变化?不出相应S值的取值范围.【答案】(1)解:当时,PE=QE.即E为AC中点,理由如下:连接BE,∵△ABC是等腰直角三角形,∴BE=CE,∠PBE=∠C=45°,又∵∠PEB+∠BEQ=90°,∠CEQ+∠BEQ=90°,∴∠PEB=∠CEQ,在△PEB和△QEC中,∵ ,∴△PEB≌△QEC(ASA),∴PE=QE.;EP:EQ=EA:EC=1:2;理由如下:作EM⊥AB,EN⊥BC,∴∠EMP=∠ENQ=90°,又∵∠PEN+∠MEP=∠PEN+∠NEQ=90°,∴∠MEP=∠NEQ,∴△MEP∽△NEQ,∴EP:EQ=ME:NE,又∵∠EMA=∠ENC=90°,∠A=∠C,∴△MEA∽△NEC,∴ME:NE=EA:EC,∵ ,∴EP:EQ=EA:EC=1:2.;EP:EQ=1:m;0<m≤2+(2)解:①存在.由【探究一】中(2)知当时,EP:EQ=EA:EC=1:2;设EQ=x,则EP= x,∴S= ·EP·EQ= ·x· x= x2,当EQ⊥BC时,EQ与EN重合时,面积取最小,∵AC=30,△ABC是等腰直角三角形,∴AB=BC=15 ,∵,AC=30,∴AE=10,CE=20,在等腰Rt△CNE中,∴NE=10 ,∴当x=10 时,S min=50(cm2);当EQ=EF时,S取得最大,∵AC=DE=30,∠DEF=90°,∠EDF=30°,在Rt△DEF中,∴tan30°= ,∴EF=30× =10 ,此时△EPQ面积最大,∴S max=75(cm2);②由(1)知CN=NE=5 ,BC=15 ,∴BN=10 ,在Rt△BNE中,∴BE=5 ,∴当x=BE=5 时,S=62.5cm2,∴当50<S≤62.5时,这样的三角形有2个;当S=50或62.5<S≤75时,这样的三角形有1个.【解析】【解答】(1)③作EM⊥AB,EN⊥BC,∵∠B=∠PEQ=90°,∴∠EPB+∠EQB=180°,又∵∠EPB+∠EPM=180°,∴∠EQB=∠EPM,∴△MEP∽△NEQ,∴EP:EQ=ME:NE,又∵∠EMA=∠ENC=90°,∠A=∠C,∴△MEA∽△NEC,∴ME:NE=EA:EC,∵ ,∴EP:EQ=EA:EC=1:m,∴EP与EQ满足的数量关系式为EP:EQ=1:m,∴0<m≤2+ (当m>2+ 时,EF与BC不会相交).【分析】【探究一】①根据已知条件得E为AC中点,连接BE,根据等腰直角三角形的性质可BE=CE,∠PBE=∠C=45°,由同角的余角相等得∠PEB=∠CEQ,由全等三角形的判定ASA可得△PEB≌△QEC,再由全等三角形的性质得PE=QE.②作EM⊥AB,EN⊥BC,由相似三角形的判定分别证△MEP∽△NEQ,△MEA∽△NEC,再由相似三角形的性质得EP:EQ=ME:NE=EA:EC,从而求得答案.③作EM⊥AB,EN⊥BC,由相似三角形的判定分别证△MEP∽△NEQ,△MEA∽△NEC,再由相似三角形的性质得EP:EQ=ME:NE=EA:EC,从而求得答案.【探究二】①设EQ=x,根据【探究一】(2)中的结论可知则EP= x,根据三角形面积公式得出S的函数关系式,再根据当EQ⊥BC时,EQ与EN重合时,面积取最小;当EQ=EF 时,S取得最大;代入数值计算即可得出答案.②根据(1)中数据求得当EQ与BE重合时,△EPQ的面积,再来分情况讨论即可.8.如图,在平面直角坐标系中,点A(-5,0),以OA为半径作半圆,点C是第一象限内圆周上一动点,连结AC、BC,并延长BC至点D,使CD=BC,过点D作x轴垂线,分别交x轴、直线AC于点E、F,点E为垂足,连结OF.(1)当∠BAC=30º时,求△ABC的面积;(2)当DE=8时,求线段EF的长;(3)在点C运动过程中,是否存在以点E、O、F为顶点的三角形与△ABC相似,若存在,请求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)解:∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=90°,在Rt△ABC中,AB=10,∠BAC=30°,∴BC= AB=5,∴AC= ,∴S△ABC= AC⋅BC=(2)解:连接AD,∵∠ACB=90°,CD=BC,∴AD=AB=10,∵DE⊥AB,∴AE= =6,∴BE=AB−AE=4,∴DE=2BE,∵∠AFE+∠FAE=90°,∠DBE+∠FAE=90°,∴∠AFE=∠DBE,∵∠AEF=∠DEB=90°,∴△AEF∽△DEB,∴ =2,∴EF= AE= ×6=3(3)解:连接EC,设E(x,0),当的度数为60°时,点E恰好与原点O重合;①0°< 的度数<60°时,点E在O、B之间,∠EOF>∠BAC=∠D,又∵∠OEF=∠ACB=90°,由相似知∠EOF=∠EBD,此时有△EOF∽△EBD,∴,∵EC是Rt△BDE斜边的中线,∴CE=CB,∴∠CEB=∠CBE,∴∠EOF=∠CEB,∴OF∥CE,∴△AOF∽△AEC∴,∴,即,解得x= ,因为x>0,∴x= ;②60°< 的度数<90°时,点E在O点的左侧,若∠EOF=∠B,则OF∥BD,∴OF= BC= BD,∴即解得x= ,若∠EOF=∠BAC,则x=− ,综上点E的坐标为( ,0) ;(,0);(−,0).【解析】【分析】(1)根据圆周角定理求得∠ACB=90°,根据30°的直角三角形的性质求得BC,进而根据勾股定理求得AC,然后根据三角形面积公式即可求得;(2)连接AD,由垂直平分线的性质得AD=AB=10,又DE=8,在Rt△ODE中,由勾股定理求AE,依题意证明△AEF∽△DEB,利用相似比求EF;(3)当以点E、O、F为顶点的三角形与△ABC相似时,分为两种情况:①当交点E在O,B之间时;②当点E在O点的左侧时;分别求E点坐标.9.如图,正方形、等腰的顶点在对角线上(点与、不重合),与交于,延长线与交于点,连接 .(1)求证: .(2)求证:(3)若,求的值.【答案】(1)解:∵是正方形,∴,,∵是等腰三角形,∴,,∴,∴,∴(2)解:∵是正方形,∴,,∵是等腰三角形,∴,∵,∵,∴,∴,∴,∴,∴,(3)解:由(1)得,,,∴,由(2) ,∴,∵,∴,在中,,∴【解析】【分析】(1)证出∠ABP=∠CBQ,由SAS证明△ABP≌△CBQ可得结论;(2)根据正方形的性质和全等三角形的性质得到,∠APF=∠ABP,可证明△APF∽△ABP,再根据相似三角形的性质即可求解;(3)根据全等三角形的性质得到∠BCQ=∠BAC=45°,可得∠PCQ=90°,根据三角函数和已知条件得到,由(2)可得,等量代换可得∠CBQ=∠CPQ即可求解.10.如图,已知一次函数y=﹣ x+4的图象是直线l,设直线l分别与y轴、x轴交于点A、B.(1)求线段AB的长度;(2)设点M在射线AB上,将点M绕点A按逆时针方向旋转90°到点N,以点N为圆心,NA的长为半径作⊙N.①当⊙N与x轴相切时,求点M的坐标;②在①的条件下,设直线AN与x轴交于点C,与⊙N的另一个交点为D,连接MD交x 轴于点E,直线m过点N分别与y轴、直线l交于点P、Q,当△APQ与△CDE相似时,求点P的坐标.【答案】(1)解:当x=0时,y=4,∴A(0,4),∴OA=4,当y=0时,- x+4=0,x=3,∴B(3,0),∴OB=3,由勾股定理得:AB=5(2)解:①如图1,过N作NH⊥y轴于H,过M作ME⊥y轴于E,tan∠OAB= ,∴设EM=3x,AE=4x,则AM=5x,∴M(3x,-4x+4),由旋转得:AM=AN,∠MAN=90°,∴∠EAM+∠HAN=90°,∵∠EAM+∠AME=90°,∴∠HAN=∠AME,∵∠AHN=∠AEM=90°,∴△AHN≌△MEA,∴AH=EM=3x,∵⊙N与x轴相切,设切点为G,连接NG,则NG⊥x轴,∴NG=OH,则5x=3x+4,2x=4,x=2,∴M(6,-4);②如图2,由①知N(8,10),∵AN=DN,A(0,4),∴D(16,16),设直线DM:y=kx+b,把D(16,16)和M(6,-4)代入得:,解得:,∴直线DM的解析式为:y=2x-16,∵直线DM交x轴于E,∴当y=0时,2x-16=0,x=8,∴E(8,0),由①知:⊙N与x轴相切,切点为G,且G(8,0),∴E与切点G重合,∵∠QAP=∠OAB=∠DCE,∴△APQ与△CDE相似时,顶点C必与顶点A对应,分两种情况:i)当△DCE∽△QAP时,如图2,∠AQP=∠NDE,∵∠QNA=∠DNF,∴∠NFD=∠QAN=90°,∵AO∥NE,∴△ACO∽△NCE,∴,∴,∴CO= ,连接BN,∴AB=BE=5,∵∠BAN=∠BEN=90°,∴∠ANB=∠ENB,∵EN=ND,∴∠NDE=∠NED,∵∠CNE=∠NDE+∠NED,∴∠ANB=∠NDE,∴BN∥DE,Rt△ABN中,BN= ,sin∠ANB=∠NDE= ,∴,∴NF=2 ,∴DF=4 ,∵∠QNA=∠DNF,∴tan∠QNA=tan∠DNF= ,∴,∴AQ=20,∵tan∠QAH=tan∠OAB= ,设QH=3x,AH=4x,则AQ=5x,∴5x=20,x=4,∴QH=3x=12,AH=16,∴Q(-12,20),同理易得:直线NQ的解析式:y=- x+14,∴P(0,14);ii)当△DCE∽△PAQ时,如图3,∴∠APN=∠CDE,∵∠ANB=∠CDE,∵AP∥NG,∴∠APN=∠PNE,∴∠APN=∠PNE=∠ANB,∴B与Q重合,∴AN=AP=10,∴OP=AP-OA=10-4=6,∴P(0,-6);综上所述,△APQ与△CDE相似时,点P的坐标的坐标(0,14)或(0,-6)【解析】【分析】(1)由一次函数解析式容易求得A、B的坐标,利用勾股定理可求得AB的长度;(2)①根据同角的三角函数得:tan∠OAB= ,设EM=3x,AE=4x,则AM=5x,得M(3x,-4x+4),证明△AHN≌△MEA,则AH=EM=3x,根据NG=OH,列式可得x的值,计算M的坐标即可;②如图2,先计算E与G重合,易得∠QAP=∠OAB=∠DCE,所以△APQ与△CDE相似时,顶点C必与顶点A对应,可分两种情况进行讨论:i)当△DCE∽△QAP时,证明△ACO∽△NCE,列比例式可得CO= ,根据三角函数得:tan∠QNA=tan∠DNF= ,AQ=20,则tan∠QAH=tan∠OAB= ,设QH=3x,AH=4x,则AQ=5x,求出x的值,得P(0,14);ii)当△DCE∽△PAQ时,如图3,先证明B与Q重合,由AN=AP可得P(0,-6).11.如图所示,在△ABC中,AB=AC=5,O为BC边中点,BC=8,点E、G是线段AB上的动点(不与端点重合),点H、F是线段AC上的动点,且EF∥GH∥BC.设点O到EF、GH的距离分别为x、y.(1)若△EOF的面积为S:①用关于x的代数式表示线段EF的长;②求S的最大值;(2)以点O为圆心,当以OE为半径的圆与以OG为半径的圆重合时,求x与y应满足的关系式,并求x的取值范围.【答案】(1)解:①如图1,连接OA,交EF于M,∵AB=AC,O为BC边中点,∴OA⊥BC,∵EF∥BC,∴AM⊥EF,∵BC=8,∴OB=BC=4,在Rt△AOB中,根据勾股定理得,OA==3,∵点O到EF的距离为为x,∴OM=x,∴AM=OA﹣OM=3﹣x,∵EF∥BC,∴△AEF∽△ABC,∴,∴,∴;②由①知,,∴S=S△OEF===,∵﹣<0,∴当x=时,S最大=3(2)解:如图2,∵以OE为半径的圆与以OG为半径的圆重合,∴OE=OG,过点O作OD⊥AB于D,∴DE=DG,连接OA,由(1)知,OA⊥BC,OA=3,在Rt△AOB中,sin B= ,cos A=,过点E作EP⊥BC于P,PE=x,在Rt△BPE中,sin B=,∴BE=,过点G作DQ⊥BC于Q,GQ=y,在Rt△BQG中,BG=,∴DE==,在Rt△BDO中,BD=OB•cos B=,∴DE=BD﹣BE=,∴=,∴(Ⅰ)∵点E、G是线段AB上的动点(不与端点重合),∴0<y<3(Ⅱ),由(Ⅰ)(Ⅱ)得,,∵x>0,∴,即:.【解析】【分析】(1)①连接OA,判断出AO是△ABC的高,AM是△AEF的高,再利用相似三角形的对应边上的高的比等于相似比,即可得出结论;②利用三角形面积公式得出S与x的函数关系式,即可得出结论;(2)先判断出DE=DG,再用三角函数表示出BE,BD,BG,即可得出结论.12.在正方形ABCD中,AB=8,点P在边CD上,tan∠PBC= ,点Q是在射线BP上的一个动点,过点Q作AB的平行线交射线AD于点M,点R在射线AD上,使RQ始终与直线BP垂直.(1)如图1,当点R与点D重合时,求PQ的长;(2)如图2,试探索:的比值是否随点Q的运动而发生变化?若有变化,请说明你的理由;若没有变化,请求出它的比值;(3)如图3,若点Q在线段BP上,设PQ=x,RM=y,求y关于x的函数关系式,并写出它的定义域.【答案】(1)解:由题意,得 ,在Rt△中,∴∵∴∴∴∵∴∴∵∴△∽△∴∴∴(2)解:答:的比值随点的运动没有变化理由:如图,∵∥∴ ,∵∴∵∴∴∴△∽△∴∵,∴∴的比值随点的运动没有变化,比值为(3)解:延长交的延长线于点∵∥∴∵∴∴∴∵∥ , ∥∴∥∴∵ ,∴又 ,∴∴它的定义域是【解析】【分析】(1)由题意解直角三角形PBC可求得CP=6,PB=10,根据△PBC∽△PRQ可得比例式求解;(2)由题意易得△RMQ∽△PCB,可得比例式,由(1)知=为一定值,所以的比值不会发生变化;(3)延长 B P 交 A D 的延长线于点 N,因为PD∥AB,所以由平行线分线段成比例定理可得比例式求得ND、PN,由题意易得PD∥MQ,根据平行线成比例定理可得比例式,则y与x的关系可求解。