吃透中考数学29个几何模型20 母子形相似模型.docx
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1、更多见微信公众号:数学第六感;微信公众号:数学三剑客;微信公众号:ABC数学专题20 母子形相似模型一、单选题 1古希腊数学家发现“黄金三角形”很美顶角为的等腰三角形,称为“黄金三角形”如图所示,中,其中,又称为黄金比率,是著名的数学常数作的平分线,交于,得到黄金三角形;作交于,交于,得到黄金三角形;作交于,交于,得到黄金三角形;依此类推,我们可以得到无穷无尽的黄金三角形若的长为1,那么的长为( )ABCD【答案】B【分析】黄金三角形是一个等腰三角形,它的顶角为36,每个底角为72它的腰与它的底成黄金比当底角被平分时,角平分线分对边也成黄金比,并形成两个较小的等腰三角形这两三角形之一相似于原三
2、角形,从而利用相似三角形的性质得出规律,即可得到答案【详解】解:, 平分, ,设,则 则, ,又,经检验:符合题意,同理: ,同理:,故选B【点睛】本题考查了相似三角形的性质与方程思想,相似三角形的对应边的比相等,同时考查了二次根式的乘方运算;解题时要注意方程思想的应用2如图,ABC中,D、E分别是BC、AC边上一点,F是AD、BE的交点,CE=2AE,BF=EF,ENBC交AD于N,若BD=2,则CD长度为( ) A6B7C8D9【答案】A【分析】根据平行线的性质得到相等的角,再结合BF=EF先证明NEFDBF,即可得到NE=BD=2,再证明ANEADC,根据相似三角形的对应边成比例求解【详
3、解】解:NEBC, NEF=DBF,ENF=BDF, 又BF=EF, NEFDBF, NE=BD=2 NEBC, ANEADC, , CE=2AE, , CD=6故答案选:A【点睛】本题主要考查了平行线的性质、全等三角形的判定与性质和相似三角形的判定与性质,主要注意数形结合思想的应用二、解答题3如图,四边形ABCD和四边形AEFG都是正方形,C,F,G三点在一直线上,连接AF并延长交边CD于点M(1)求证:MFCMCA;(2)求证ACFABE;(3)若DM=1,CM=2,求正方形AEFG的边长【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)【分析】(1)由正方形的性质得,进而根据对顶角的性质
4、得,再结合公共角,根据相似三角形的判定得结论;(2)根据正方形的性质得,再证明其夹角相等,便可证明;(3)由已知条件求得正方形的边长,进而由勾股定理求得的长度,再由,求得,进而求得正方形的对角线长,便可求得其边长【详解】解:(1)四边形是正方形,四边形是正方形,;(2)四边形是正方形,同理可得,;(3),即,即正方形的边长为【点睛】本题主要考查了正方形的性质,相似三角形的性质与判定,勾股定理,关键是掌握相似模型及证明方法和正方形性质4在矩形ABCD的CD边上取一点E,将BCE沿BE翻折,使点C恰好落在AD边上点F处(1)如图1,若BC=2BA,求CBE的度数;(2)如图2,当AB=5,且AFF
5、D=10时,求BC的长;(3)如图3,延长EF,与ABF的角平分线交于点M,BM交AD于点N,当NF=AD时,求的值【答案】(1)15;(2)3;(3)【分析】(1)由折叠的性质得出BC=BF,FBE=EBC,根据直角三角形的性质得出AFB=30,可求出答案;(2)证明FABEDF,由相似三角形的性质得出,可求出DE=2,求出EF=3,由勾股定理求出DF=,则可求出AF,即可求出BC的长;(3)过点N作NGBF于点G,证明NFGBFA,设AN=x,设FG=y,则AF=2y,由勾股定理得出(2x)2+(2y)2=(2x+y)2,解出y=x,则可求出答案【详解】解:(1)四边形ABCD是矩形,C=
6、90,将BCE沿BE翻折,使点C恰好落在AD边上点F处,BC=BF,FBE=EBC,C=BFE=90,BC=2AB,BF=2AB,AFB=30,四边形ABCD是矩形,AD/BC,AFB=CBF=30,CBE=FBC=15;(2)将BCE沿BE翻折,使点C恰好落在AD边上点F处,BFE=C=90,CE=EF,又矩形ABCD中,A=D=90,AFB+DFE=90,DEF+DFE=90,AFB=DEF,FABEDF,AFDF=ABDE,AFDF=10,AB=5,DE=2,CE=DC-DE=5-2=3,EF=3,DF=,AF=,BC=AD=AF+DF=(3)过点N作NGBF于点G,NF=ADNF=BF
7、,NFG=AFB,NGF=BAF=90,NFGBFA,设AN=x,BN平分ABF,ANAB,NGBF,AN=NG=x,AB=BG=2x,设FG=y,则AF=2y,AB2+AF2=BF2,(2x)2+(2y)2=(2x+y)2,解得y=x,BF=BG+GF=【点睛】本题考查了矩形的性质,直角三角形的性质,折叠的性质,角平分线的性质,相似三角形的判定与性质,勾股定理等知识,熟练掌握折叠的性质及矩形的性质是解题的关键5已知正方形的边长为4,点在边上,点在边上,且,和交于点(1)如图,求证:(2)连接并延长交于点,若点为的中点(如图),求的长若点在边上滑动(不与点重合),当取得最小值时,求的长【答案】
8、(1)证明见解析;证明见解析;(2);【分析】(1)由正方形的性质得出AB=BC=4,ABC=BCD=90,由SAS证明ABEBCF,即可得出结论;由得:ABEBCF,得出BAE=CBF,证出AGB=90,即可得出结论;(2)由直角三角形的性质得出CF=BE=BC=2,由勾股定理得出BF=2,由(1)得:AEBF,则BGE=ABE=90,证明BEGAEB,得出,设GE=x,则BG=2x,在RtBEG中,由勾股定理得出方程,解方程得出BG=2,由平行线得出,即可得出BH的长;由(1)得:AGB=90,得出点G在以AB为直径的圆上,设AB的中点为M,当C、G、M在同一直线上时,CG为最小值,求出G
9、M=AB=BM=2,由平行线得出=1,证出CF=CG=BE,设CF=CG=BE=a,则CM=a+2,在RtBCM中,由勾股定理得出方程,解方程即可【详解】(1)证明:四边形ABCD是正方形,AB=BC=4,ABC=BCD=90,在ABE和BCF中,ABEBCF(SAS),AE=BF;由得:ABEBCF,BAE=CBF,CBF+ABF=90,BAE+ABF=90,AGB=90,AEBF;(2)解:如图2所示:E为BC的中点,CF=BE=BC=2,BF=,由(1)得:AEBF,BGE=ABE=90,BEG=AEB,BEGAEB,设GE=x,则BG=2x,在RtBEG中,由勾股定理得:x2+(2x)
10、2=22,解得:x=,BG=2=,ABCD,即,解得:BH=;由(1)得:AGB=90,点G在以AB为直径的圆上,设AB的中点为M,由图形可知:当C、G、M在同一直线上时,CG为最小值,如图3所示:AEBF,AGB=90,GM=AB=BM=2,ABCD,=1,CF=CG,CF=BE,CF=CG=BE,设CF=CG=BE=a,则CM=a+2,在RtBCM中,由勾股定理得:22+42=(a+2)2,解得:a=2-2,即当CG取得最小值时,BE的长为2-2【点睛】本题是四边形综合题目,考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理、相似三角形的判定与性质、平行线的性质、直角三角形的性质等知识;
11、本题综合性强,证明三角形全等和三角形相似是解题关键6如图,已知双曲线经过斜边的中点,与直角边相交于点,若的面积为3,求的值【答案】【分析】过点做轴,可得,再根据可得,最后根据即可求得k的值【详解】解:过点做轴,垂足为,中,为斜边的中点,为的中位线且双曲线的解析式是,解得【点睛】主要考查了反比例函数中k的几何意义,相似三角形的性质和判定.过双曲线上任意一点引x轴、y轴垂线,所得三角形面积为是经常考查的一个知识点;这里体现了数形结合的思想,做此类题一定要正确理解k的几何意义7已知,如图,ABC中,AB2,BC4,D为BC边上一点,BD1,AD+AC=8(1)找出图中的一对相似三角形并证明;(2)求
12、AC长【答案】(1)BADBCA,理由见详解;(2)【分析】(1)由题意易得,然后由B是公共角,问题可证;(2)由(1)可得,再由AD+AC=8可求解【详解】解:(1)BADBCA,理由如下: AB2,BC4,BD1,又B=B,BADBCA;(2)由(1)得:,即, AD+AC=8,解得:,【点睛】本题主要考查相似三角形的判定与性质,熟练掌握相似三角形的判定与性质是解题的关键8如图,在ABC中,ACB =90,AB=10, AC=8,CD是边AB的中线动点P从点C出发,以每秒5个单位长度的速度沿折线CD-DB向终点B运动过点P作PQAC于点Q,以PQ为边作矩形PQMN,使点C、N始终在PQ的异
13、侧,且设矩形PQMN与ACD重叠部分图形的面积是S,点P的运动时间为(t0) (1)当点P在边CD上时,用含的代数式表示PQ的长(2)当点N落在边AD上时,求t的值(3)当点P在CD上时,求S与t之间的函数关系式(4)连结DQ,当直线DQ将矩形PQMN分成面积比为1:2的两部分时,直接写出的值【答案】(1);(2);(3);(4)或或或【分析】(1)证明ABCCPQ,利用相似三角形的性质解决问题即可(2)如图2,当点N落在边AD上时,根据AM+MQ+CQ=8,构建方程即可解决问题(3)分三种情形:如图1中,当0t时,重叠部分是矩形PQMN如图3-1,当t1时,重叠部分是五边形PQMKJ,根据S
14、=S矩形PQMN-SNKJ,求解即可如图3-2中,当1t2时,重叠部分是五边形KQMJD,根据S=SADC-SCQK-SAMJ,求解即可(4)分四种情形:如图4-1中,设DQ交MN于J,当MJ=2JN时,直线DQ将矩形PQMN分成面积比为1:2的两部分如图4-2中,设DQ交PN于J,当PJ=2JN时,直线DQ将矩形PQMN分成面积比为1:2的两部分如图4-3中,设DQ交PN于J,当PJ=2JN时,直线DQ将矩形PQMN分成面积比为1:2的两部分如图4-4中,设DQ交MN于J,当MJ=2JN时,直线DQ将矩形PQMN分成面积比为1:2的两部分【详解】解:(1)如图1中,在ABC中,ACB=90,
15、AB=10,AC=8,由勾股定理,得AB2=AC2+BC2BC=6CD是边AB的中线,CD=AD=5ACD=CADCQP=ACB,ABCCPQ, PQ=3t(2)如图2,当点N落在边AD上时,AM+MQ+CQ=84t+2t+4t=8解得t=(3)如图1中,当0t时,重叠部分是矩形PQMN,S=6t2如图3-1,当t1时,重叠部分是五边形PQMKJ,S=S矩形PQMN-SNKJ=6t2-(10t-8)(10t-8)=-t2+60t-24如图3-2中,当1t2时,重叠部分是五边形KQMJD,S=SADC-SCQK-SAMJ=12-(6-3t)(8-4t)-2t2t=-t2+24t-12,综上所述,
16、(4)如图4-1中,设DQ交MN于J,当MJ=2JN时,直线DQ将矩形PQMN分成面积比为1:2的两部分作DKAC于KPQ=MN=3t,MJ=2JM,MJ=MQ=2t,DQK=45,DKBC,AD=DB,AK=KC,DK=KQ=BC=3,CQ=1,4t=1,t=如图4-2中,设DQ交PN于J,当PJ=2JN时,直线DQ将矩形PQMN分成面积比为1:2的两部分PJCQ,t=如图4-3中,设DQ交PN于J,当PJ=2JN时,直线DQ将矩形PQMN分成面积比为1:2的两部分PJAQ, ,t=如图4-4中,设DQ交MN于J,当MJ=2JN时,直线DQ将矩形PQMN分成面积比为1:2的两部分同法可证MQ
17、=MJ=2t,AQD=45,由可知CQ=1,8-4t=1,t=,综上所述,满足条件的t的值为,【点睛】本题属于四边形综合题,考查了矩形的性质,解直角三角形,平行线分线段成比例定理,多边形的面积等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题9如图,小明欲测量一座古塔的高度,他拿出一根标杆竖直插在地面上,然后自己退后,使眼睛通过标杆的顶端刚好看到塔顶,若小明眼睛离地面1.5m,标杆顶端离地面2.4m,小明到标杆的距离DF=2m,标杆到塔底的距离DB=30m,求这座古塔的高度【答案】14.3m【分析】先根据小明、竹竿、古塔均与地面垂直,EHAB可知,BH=DG=EF=1.5m,再小
18、明眼睛离地面1.5m,竹杆顶端离地面2.4m求出CG的长,由于CDAB可得出EGCEHA,再根据相似三角形的对应边成比例可求出AH的长,进而得出AB的长【详解】解:小明、竹杆、古塔均与地面垂直,EHAB,BH=DG=EF=1.5m,EG=DF,GH=DB,小明眼睛离地面15m,竹杆顶端离地面24m,CG=CD-EF=23-15=08m,CDAB,EGCEHADF=2m DB=30m,即= ,解得:AH=128m,AB=AH+BH=128+15=143m,答:古塔的高度是143m【点睛】本题考查了相似三角形的应用,先根据题意得出相似三角形,再根据相似三角形的对应边成比例得出结论是解题的关键10如
19、图,为的两条切线,为切点,的延长线交于点,交的延长线于点,连接,(1)求证:;(2)若,求的值【答案】(1)见解析;(2)【分析】(1)如图,作辅助线,证明APO=BPO得,再由为的直径可得ABAD,从而可得结论;(2)设,则,由勾股定理得,再证明可求出,从而通过解直角三角形可得结论【详解】(1)证明:连接交于点,为的两条切线,为的直径,(2),设,则,不妨设,则在中,为的切线,解得【点睛】此题考查了切线的性质、解直角三角形以及相似三角形的判定与性质,熟练掌握相关性质定理与判定定理是解答此题的关键11如图,是的直径,是的弦,是的切线,切点为,的延长线相交于点(1)求证:是的切线;(2)若的半径
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