备战中考数学专题训练---相似的综合题分类附答案解析
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一、相似真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图,点A、B、C、D是直径为AB的⊙O上的四个点,CD=BC,AC与BD交于点E。
(1)求证:DC2=CE·AC;(2)若AE=2EC,求之值;(3)在(2)的条件下,过点C作⊙O的切线,交AB的延长线于点H,若S△ACH=,求EC之长.【答案】(1)证明:∵CD=BC,∴∠DAC=∠CDB,又∵∠ACD=∠DCE,∴△ACD∽△DCE,∴,∴DC2=CE·AC;(2)解:设EC=k,则AE=2k,∴AC=3k,由(1)DC2=CE·AC=3k2,DC= k,连接OC,OD,∵CD=BC,∴OC平分∠DOB,∴BC=DC= k,∵AB是⊙O的直径,∴在Rt△ACB中,,∴OB=OC=OD= k,∴∠BOD=120°,∴∠DOA=60°,∴AD=AO,∴(3)解:∵CH是⊙O的切线,连接CO,∴OC⊥CH.∵∠COH=60°,∠H=30°,过C作CG⊥AB于G,设EC=k,∵∠CAB=30°,∴,又∵∠H=∠CAB=30°,∴AC=CH=3k,∴AH=,∵S△ACH=,∴,∴k2=4,k=2,即EC=2.【解析】【分析】(1)要证DC2=CE·AC,只需证△ACD∽△DCE即可求解;(2)连接OC,OD,根据已知条件AE=2EC可用含k的代数式表示线段AE、CE、AC,由(1)可将CD用含K的代数式表示,在Rt△ACB中,由勾股定理可将AB用含K的代数式表示,结合已知条件和圆的性质可求解;(3)过C作CG⊥AB于G,设EC=k,由30度角所对的直角边等于斜边的一半可将CG用含K的代数式表示,根据三角形ACH的面积=AH CG=9即可求解。
2.如图,在一间黑屋子里用一盏白炽灯照一个球.(1)球在地面上的影子是什么形状?(2)当把白炽灯向上平移时,影子的大小会怎样变化?(3)若白炽灯到球心的距离是1 m,到地面的距离是3 m,球的半径是0.2 m,则球在地面上影子的面积是多少?【答案】(1)解:球在地面上的影子的形状是圆.(2)解:当把白炽灯向上平移时,影子会变小.(3)解:由已知可作轴截面,如图所示:依题可得:OE=1 m,AE=0.2 m,OF=3 m,AB⊥OF于H,在Rt△OAE中,∴OA= = = (m),∵∠AOH=∠EOA,∠AHO=∠EAO=90°,∴△OAH∽△OEA,∴,∴OH= == (m),又∵∠OAE=∠AHE=90°,∠AEO=∠HEA,∴△OAE∽△AHE,∴ = ,∴AH= ==2625 (m).依题可得:△AHO∽△CFO,∴ AHCF=OHOF ,∴CF= AH⋅OFOH = 2625×32425=64 (m),∴S影子=π·CF2=π· (64)2= 38 π=0.375π(m2).答:球在地面上影子的面积是0.375π m2.【解析】【分析】(1)球在灯光的正下方,根据中心投影的特点可得影子是圆.(2)根据中心投影的特点:在灯光下,离点光源近的物体它的影子短,离点光源远的物体它的影子长;所以白炽灯向上移时,阴影会逐渐变小.(3)作轴截面(如图)由相似三角形的判定得三组三角形相似,再根据相似三角形的性质对应边成比例,可求得阴影的半径,再根据面积公式即可求出面积.3.如果三角形的两个内角与满足=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:存在,如图①,连结AE,在Rt△ABC中,∴∠B+∠BAC=90°,∵AD是∠BAC的平分线,∴∠BAC=2∠BAD,∴∠B+2∠BAD=90°,∴△ABD是“准互余三角形”,又∵△ABE也是“准互余三角形”,∴∠B+2∠BAE=90°,∵∠B+∠BAE+∠EAC=90°,∴∠EAC=∠B,又∵∠C=∠C,∴△CAE∽△CBA,∴ ,即CA2=CB·CE,∵AC=4,BC=5,∴CE= .∴BE=BC-CE=5- = .(3)解:如图②,将△BCD沿BC翻折得到△BCF,∵CD=12,∴CF=CD=12,∠BCF=∠BCD,∠CBD=∠CBF,又∵BD⊥CD,∠ABD=2∠BCD,∴∠CBD+∠BCD=90°,∴2∠CBD+2∠BCD=180°,即∠ABD+∠CBD+∠CBF=180°,∴A、B、F三点共线,在Rt△AFC中,∴∠CAB+∠ACF=90°,即∠CAB+∠ACB+∠BCF=90°,∴∠CAB+2∠ACB≠90°,∵△ABC是“准互余三角形”,∴2∠CAB+∠ACB=90°,∴∠CAB=∠BCF,∵∠F=∠F,∴△FCB∽△FAC,∴ ,即FC2=FA·FB,设BF=x,∵AB=7,∴FA=x+7,∴x(x+7)=122,解得:x1=9,x2=-16(舍去)∴AF=7+9=16.在Rt△AFC中,∴AC= = =20.【解析】【解答】(1)解:∵△ABC是“准互余三角形”,∠C>90°,∠A=60°,∴2∠B+∠A=90°,∴2∠B+60°=90°,∴∠B=15°.故答案为:15°【分析】(1)根据“准互余三角形”,的定义,结合题意得2∠B+∠A=90°,代入数值即可求出∠B度数.(2)存在,根据直角三角形两内角互余和角平分线定义得∠B+2∠BAD=90°,根据“准互余三角形”,定义即可得△ABD是“准互余三角形”;根据△ABE是“准互余三角形”,以及直角三角形两内角互余可得∠EAC=∠B,根据相似三角形判定“AA”可得△CAE∽△CBA,再由相似三角形性质得 ,由此求出CE= .从而得BE长.(3)如图②,将△BCD沿BC翻折得到△BCF,根据翻折性质、直角三角形性质、“准互余三角形”定义可得到△FCB∽△FAC,再由相似三角形性质可得 ,设BF=x,代入数值即可求出x值,从而求出AF值,在Rt△AFC中,根据勾股定理即可求得AC长.4.如图,抛物线经过,两点,与y轴交于点C,连接AB,AC,BC.(1)求抛物线的表达式;(2)求证:AB平分;(3)抛物线的对称轴上是否存在点M,使得是以AB为直角边的直角三角形,若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)解:将,代入得:,解得:,,抛物线的解析式为(2)解:,,,取,则,由两点间的距离公式可知,,,,,在和中,,,,≌,,平分(3)解:如图所示:抛物线的对称轴交x轴与点E,交BC与点F.抛物线的对称轴为,则.,,,,,,,同理:,又,,,点M的坐标为或【解析】【分析】(1)利用待定系数法,将点A、B两点坐标分别代入抛物线的解析式,求出a、b的值,即可解答。
(2)利用勾股定理,在Rt△AOC中,求出AC的长,再根据两点间的距离公式求出BD的长,由点B、C的坐标,求出BC的长,可证得BD=BC,然后证明△ABC ≌△ABD ,利用全等三角形的性质,可证得结论。
(3)抛物线的对称轴交x轴与点E,交BC与点F.求出抛物线的对称轴,就可求出AE的长,再利用点A、B的坐标,求出tan∠EAB的值,再由∠M'AB = 90 °,求出tan∠∠M'AE 的值,求出M'E的长,就可得出点M的坐标,再用同样的方法求出点M的坐标,即可解答。
5.如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=4,动点Q在边AB上,连接CQ,将△BQC沿CQ所在的直线对折得到△CQN,延长QN交直线CD于点M.(1)求证:MC=MQ(2)当BQ=1时,求DM的长;(3)过点D作DE⊥CQ,垂足为点E,直线QN与直线DE交于点F,且,求BQ的长.【答案】(1)解:证明:∵四边形ABCD是矩形,∴DC AB即∠MCQ=∠CQB,∵△BQC沿CQ所在的直线对折得到△CQN∴∠CQN=∠CQB,即∠MCQ=∠MQC,∴MC=MQ.(2)解:∵四边形ABCD是矩形,△BQC沿CQ所在的直线对折得到△CQN,∴∠CNM=∠B=90°,设DM=x,则MQ=MC=6+x,MN=5+x,在Rt△CNM中,MB2=BN2+MN2,即(x+6)2=42+(x+5)2,解得:x= ,∴DM= ,∴DM的长2.5.(3)解:解:分两种情况:①当点M在CD延长线上时,如图所示:由(1)得∠MCQ=∠MQC,∵DE⊥CQ,∴∠CDE=∠F,又∵∠CDE=∠FDM,∴∠FDM=∠F,∴MD=MF.过M点作MH⊥DF于H,则DF=2DH,又,∴,∵DE⊥CQ MH⊥DF,∴∠MHD=∠DEC=90°,∴△MHD∽△DEC∴,∴DM=1,MC=MQ=7,∴MN=∴BQ=NQ=②当点M在CD边上时,如图所示,类似可求得BQ=2.综上所述,BQ的长为或2.【解析】【分析】(1)由矩形的性质得出∠B=90°,AB=CD=6,CD∥AB,得出∠MCQ=∠CQB,由折叠的性质得出△CBQ≌△CNQ,求出BC=NC=4,NQ=BQ=1,∠CNQ=∠B=90°,∠CQN=∠CQB,得出∠CNM=90°,∠MCQ=∠CQN,证出MC=MQ.(2)设DM=x,则MQ=MC=6+x,MN=5+x,在Rt△CNM中,由勾股定理得出方程,解方程即可.(3)分两种情况:①当点M在CD延长线上时,由(1)得:∠MCQ=∠CQM,证出∠FDM=∠F,得出MD=MF,过M作MH⊥DF于H,则DF=2DH,证明△MHD∽△CED,得出,求出MD= CD=1,MC=MQ=7,由勾股定理得出MN即可解决问题.②当点M在CD边上时,同①得出BQ=2即可.6.已知:如图,在四边形中,,,,,垂直平分 .点从点出发,沿方向匀速运动,速度为;同时,点从点出发,沿方向匀速运动,速度为;当一个点停止运动,另一个点也停止运动.过点作,交于点,过点作,分别交,于点, .连接, .设运动时间为,解答下列问题:(1)当为何值时,点在的平分线上?(2)设四边形的面积为,求与的函数关系式.(3)连接,,在运动过程中,是否存在某一时刻,使?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)解:在中,∵,,,∴,∵垂直平分线段,∴,,∵,∴,∵,∴,∴,∴,∴,,∵,,∴∠BPE=∠BCA=90°又∠B=∠B∴△BPE∽△BAC∴即∴,,当点在的平分线上时,∵,,∴,∴,∴ .∴当为4秒时,点在的平分线上.(2)解:如图,连接, ..(3)解:存在.如图,连接 .∵,∴,∵,∴,∴,∴,∴,整理得:,解得或10(舍)∴当秒时, .【解析】【分析】(1)根据勾股定理求AC,根据证,求出CD、OD的值,根据△BPE∽△BAC得到比例式,用含有t的代数式表示出PE、BE,当点E在∠BAC的平分线上时,因为EP⊥AB,EC⊥AC,可得PE=EC,由此构建方程即可解决问题.(2)根据构建函数关系式即可.(3)证明∠EOC=∠QOG,可得,推出,由此构建方程即可解决问题.7.问题提出;(1)如图1,矩形ABCD,AB=4,BC=8,点E为CD的中点,点P为BC上的动点,CP=________时,△APE的周长最小.(2)如图2,矩形ABCD,AB=4,BC=8,点E为CD的中点,点P、点Q为BC上的动点,且PQ=2,当四边形APQE的周长最小时,请确定点P的位置(即BP的长)问题解决;(3)如图3,某公园计划在一片足够大的等边三角形水域内部(不包括边界)点P处修一个凉亭,设计要求PA长为100米,同时点M,N分别是水域AB,AC边上的动点,连接P、M、N的水上浮桥周长最小时,四边形AMPN的面积最大,请你帮忙算算此时四边形AMPN面积的最大值是多少?【答案】(1)(2)解:点A向右平移2个单位到M,点E关于BC的对称点F,连接MF,交BC于Q,此时MQ+EQ最小,∵PQ=3,DE=CE=2,AE=2 ,∴要使四边形APQE的周长最小,只要AP+EQ最小就行,即AP+EQ=MQ+EQ,过M作MN⊥BC于N,∴MN∥CD∴△MNQ∽△FCQ,∴∴∴NQ=4∴BP=BQ﹣PQ=4+2﹣2=4(3)解:如图,作点P关于AB的对称点G,作点P关于AC的对称点H,连接GH,交AB,AC于点M,N,此时△PMN的周长最小.∴AP=AG=AH=100米,∠GAM=∠PAM,∠HAN=∠PAN,∵∠PAM+∠PAN=60°,∴∠GAH=120°,且AG=AH,∴∠AGH=∠AHG=30°,过点A作AO⊥GH,∴AO=50米,HO=GO=50 米,∴GH=100 米,∴S△AGH= GH×AO=2500 平方米,∵S四边形AMPN=S△AGM+S△ANH=S△AGH﹣S△AMN,∴S△AMN的值最小时,S四边形AMPN的值最大,∴MN=GM=NH=时∴S四边形AMPN=S△AGH﹣S△AMN=2500 ﹣=平方米.【解析】【解答】(1)∵四边形ABCD是矩形,∴∠D=90°=∠ABC,AB=CD=4,BC=AD=8,∵E为CD中点,∴DE=CE=2,在Rt△ADE中,由勾股定理得:AE===2 ,即△APE的边AE的长一定,要△APE的周长最小,只要AP+PE最小即可,延长AB到M,使BM=AB=4,则A和M关于BC对称,连接EM交BC于P,此时AP+EP的值最小,∵四边形ABCD是矩形,∴AB∥CD,∴△ECP∽△MBP,∴∴∴CP=故答案为:【分析】(1)延长AB到M,使BM=AB,则A和M关于BC对称,连接EM交BC于P,此时AP+EP的值最小,根据勾股定理求出AE长,根据矩形性质得出AB∥CD,推出△ECP∽△MBP,得出比例式,代入即可求出CP长;(2)点A向右平移2个单位到M,点E关于BC的对称点F,连接MF,交BC于Q,要使四边形APQE的周长最小,只要AP+EQ最小就行,证△MNQ∽△FCQ即可求BP的长;(3)作点P关于AB的对称点G,作点P关于AC的对称点H,连接GH,交AB,AC于点M,N,此时△PMN的周长最小.S四=S△AGM+S△ANH=S△AGH-S△AMN,即S△AMN的值最小时,S四边形AMPN的值最大.边形AMPN8.如图,已知AB是⊙O的直径,弦CD与AB交于点E,F为CD的延长线上一点,连接AF,且FA2=FD•FC.(1)求证:FA为⊙O的切线;(2)若AC=8,CE:ED=6:5,AE:EB=2:3,求AB的值.【答案】(1)证明:连接BD、AD,如图,∵∴∵∠F=∠F,∴△FAD∽△FCA.∴∠DAF=∠C.∵∠DBA=∠C,∴∠DBA=∠DAF.∵AB是⊙O的直径,∴∴∴∴即AF⊥AB.∴FA为⊙O的切线.(2)解:设CE=6x,AE=2y,则ED=5x,EB=3y.由相交弦定理得:EC⋅ED=EB⋅EA.∴∴∴∵∴∴∴∴FD=5x.∴∴∵∴∵△FAD∽△FCA.∴∵∴解得:∴∴AB的值为10【解析】【分析】(1)连接BD、AD,根据两边成比例且夹角相等可得△FAD∽△FCA;由△FAD∽△FCA及同弧所对的圆周角相等可得∠DBA=∠DAF;再根据直径所对的圆周角是直角即可得出结论。