2021-2022学年浙教版九年级数学上册期末综合复习压轴题专题训练(含答案)
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2021-2022学年浙教版九年级数学第一学期期末综合复习压轴题专题训练(附答案)
1.如图,抛物线y=ax2+2ax﹣3a(a>0)与x轴交于A,B,顶点为点D,把抛物线在x轴下方部分关于点B作中心对称,顶点对应D′,点A对应点C,连接DD′,CD′,DC,当△CDD′是直角三角形时,a的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
2.如图,矩形ABCD∽矩形FAHG,连接BD,延长GH分别交BD、BC于点Ⅰ、J,延长CD、FG交于点E,一定能求出△BIJ面积的条件是( )
A.矩形ABJH和矩形HJCD的面积之差 B.矩形ABJH和矩形HDEG的面积之差
C.矩形ABCD和矩形AHGF的面积之差 D.矩形FBJG和矩形GJCE的面积之差
3.已知二次函数y=﹣x2﹣bx+1(﹣5<b<2),则函数图象随着b的逐渐增大而( )
A.先往右上方移动,再往右平移 B.先往左下方移动,再往左平移
C.先往右上方移动,再往右下方移动 D.先往左下方移动,再往左上方移动
4.如图,矩形ABCD被分成5个正方形和2个小矩形后形成一个中心对称图形,如果矩形BEFG∽矩形ABCD,那么的值为( )
A. B. C. D.
5.如图,在等腰Rt△ABC中,∠BAC=90°,BC=2,点P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PBC=∠PCA,则线段AP长的最小值为( )
A.0.5 B.﹣1 C.2﹣ D.
6.如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=4,点E是AB边上的动点,过点B作直线CE的垂线,垂足为F,当点E从点A运动到点B时,点F的运动路径长为( )
A. B.2 C.π D.π
7.如图,分别以正五边形ABCDE的顶点A,D为圆心,以AB长为半径作,,若AB=1,则阴影部分图形的周长是( )
A.π+1 B.π C.π+1 D.π
8.如图,小江同学把三角尺含有60°角的一端以不同的方向穿入进另一把三角尺(含有45°角)的孔洞中,已知孔洞的最长边为2cm,则三角尺穿过孔洞部分的最大面积为( )
A. B. C. D.
9.如图,平行四边形HEFG的四个顶点分别在正方形ABCD的四条边上.NE∥AD,分别交DC,HG,AB于点N,M,E,且CG=MN.要求得平行四边形HEFG的面积,只需知道一条线段的长度.这条线段可以是( )
A.EH B.AE C.EB D.DH
10.如图,已知,M,N分别为锐角∠AOB的边OA,OB上的点,ON=6,把△OMN沿MN折叠,点O落在点C处,MC与OB交于点P,若MN=MP=5,则PN=( )
A.2 B.3 C. D.
11.如图,在平面直角坐标系中,直线y=x+m不经过第四象限,且与x轴,y轴分别交于A,B两点,点P为OA的中点,点C在线段OB上,其坐标为(0,2),连接BP,CP,若∠BPC=∠BAO,那么m的值为( )
A.2 B.4 C.5 D.6
12.如图,点B、E、C在一直线上,△BEA,△CED在直线BC同侧,BE=BA=4,CE=CD=6,∠B=∠C=α,当tan=时,△ADE外接圆的半径为 .
13.如图抛物线y=﹣x2﹣2x+3与x轴交于A,B,与y轴交于点C,点P为顶点,线段PA上有一动点D,以CD为底边向下作等腰三角形△CDE,且∠DEC=90°,则AE的最小值为 .
14.如图,在平面直角坐标系中,点A,B的坐标分别是A(2,2),B(5,5),若二次函数y=ax2+bx+c的图象过A,B两点,且该函数图象的顶点为M(x,y),其中x,y是整数,且0<x<7,0<y<7,则a的值为 .
15.如图,已知⊙O的半径为2,弦AB=2,点P为优弧上动点,点I为△PAB的内心,当点P从点A向点B运动时,点I移动的路径长为 .
16.如图,在△ABC中,AB=AC,∠ABC=30°,点P在△ABC内,连接PA,PB,PC,若∠1=∠2=∠3,且PA=1,则PB的长是 .
17.如图,⊙O的直径AB长为12,点E是半径OA的中点,过点E作CD⊥AB交⊙O于点C,D,点P在上运动,点Q在线段CP上,且PQ=2CQ,则EQ的最大值是 .
18.如图,PA与⊙O相切于点A,AB是⊙O的直径,在⊙O上存在一点C满足PA=PC,连接PB、AC相交于点F,且∠APB=3∠BPC,则= .
19.如图,四边形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,∠B=45°,DE⊥AC于E交AB于F,若BC=2CD,AE=2,则线段BF= .
20.如图,已知等边△ABC的边长为4,BD⊥AB,且BD=.连接AB,CD并延长交于点E,则线段BE的长度为 .
21.若二次函数的图象与x轴的两个交点和顶点构成等边三角形,则称这样的二次函数的图象为标准抛物线.如图,自左至右的一组二次函数的图象T1,T2,T3……是标准抛物线,且顶点都在直线y=x上,T1与x轴交于点A1(2,0),A2(A2在A1右侧),T2与x轴交于点A2,A3,T3与x轴交于点A3,A4,……,则抛物线Tn的函数表达式为 .
22.如图,正方形ABCD和正△AEF都内接于半径为1的⊙O,EF与BC、CD分别相交于点G、H,则GH的长为 .
23.如图,已知在Rt△ABC中,∠C为直角,AC=5,BC=12,在Rt△ABC内从左往右叠放边长为1的正方形小纸片,第一层小纸片的一条边都在AB上,依次这样往上叠放上去,则最多能叠放 个.
24.若过三角形一边中点画一直线与另一边相交(交点不为中点),截原三角形所得三角形与原三角形相似,则称中点与交点确定的线段为这条相交边的“中似线段”,把中似线段的两端点与相交边的中点构成的三角形称为“中似三角形”.
(1)如图1,在△ABC中,AB=8,AC=7,BC=6,D为AB中点,DF为AC边的中似线段,△DEF为中似三角形”,直接写出DF= ,△DEF的周长= .
(2)如图2,在△ABC中,D为AB中点,AC边的中似线段DF恰好经过点C,△DEC为中似三角形.
①当AB=8时,求AC的长;
②求的值.
(3)如图3,在△ACB中,∠C=Rt∠,BC=4a,D为AB中点,DF为AC边上的中似线段,中似△DEF的外接圆⊙O与BC边相切,求⊙O的半径(用含a的代数式表示).
25.如图1,已知抛物线y=﹣x2+4与x轴交于点A,B,与y轴交于点Q,点P为OQ的中点,经过点A,P,B的圆的圆心为点M,点C为圆M优弧AB上的一个动点.
(1)直接写出点P,A,B的坐标:P ;A ;B ;
(2)求tan∠ACB的值;
(3)将抛物线y=﹣x2+4沿x轴翻折所得的抛物线交y轴与点D,若BC经过点D时,求线段AC,PC的长;
(4)若BC的中点为E,AE交翻折后的抛物线于点F,直接写出AE的最大值和此时点F的坐标.
26.定义:若函数y=x2+bx+c(c≠0)与x轴的交点A,B的横坐标为xA,xB,与y轴交点的纵坐标为yC,若xA,xB中至少存在一个值,满足xA=yC(或xB=yC),则称该函数为友好函数.如图,函数y=x2+2x﹣3与x轴的一个交点A的横坐标为﹣3,与y轴交点C的纵坐标为﹣3,满足xA=yC,称y=x2+2x﹣3为友好函数.
(1)判断y=x2﹣4x+3是否为友好函数,并说明理由;
(2)请探究友好函数y=x2+bx+c表达式中的b与c之间的关系;
(3)若y=x2+bx+c是友好函数,且∠ACB为锐角,求c的取值范围.
27.如图,在直角△ABC中,∠C=90°,AB=5,作∠ABC的平分线交AC于点D,在AB上取点O,以点O为圆心经过B、D两点画圆分别与AB、BC相交于点E、F(异于点B).
(1)求证:AC是⊙O的切线;
(2)若点E恰好是AO的中点,求的长;
(3)若CF的长为
①求⊙O的半径长;
②点F关于BD轴对称后得到点F′,求△BFF′与△DEF′的面积之比.
28.问题提出:
如图1,在等边△ABC中,AB=9,⊙C半径为3,P为圆上一动点,连接AP,BP,求AP+BP的最小值.
(1)尝试解决:
为了解决这个问题,下面给出一种解题思路,通过构造一对相似三角形,将BP转化为某一条线段长,具体方法如下:(请把下面的过程填写完整)
如图2,连接CP,在CB上取点D,使CD=1,则有,
又∵∠PCD=∠ ,
△ ∽△ ,
∴,
∴PD=BP,
∴AP+BP=AP+PD,
∴当A,P,D三点共线时,AP+PD取到最小值.
请你完成余下的思考,并直接写出答案:AP+BP的最小值为 .
(2)自主探索:
如图3,矩形ABCD中,BC=6,AB=8,P为矩形内部一点,且PB=4,则AP+PC的最小值为 .(请在图3中添加相应的辅助线)
(3)拓展延伸:
如图4,在扇形COD中,O为圆心,∠COD=120°,OC=4.OA=2,OB=3,点P是上一点,求2PA+PB的最小值,画出示意图并写出求解过程.
29.定义:三角形一边上的点将该边分为两条线段,且这两条线段的积等于这个点到该边所对顶点连线的平方,则称这个点为三角形该边的“好点”.如图1,△ABC中,点D是BC边上一点,连接AD,若AD2=BD•CD,则称点D是△ABC中BC边上的“好点”.
(1)如图2,△ABC的顶点是4×3网格图的格点,请仅用直尺画出AB边上的一个“好点”.
(2)△ABC中,BC=9,tanB=,tanC=,点D是BC边上的“好点”,求线段BD的长.
(3)如图3,△ABC是⊙O的内接三角形,OH⊥AB于点H,连接CH并延长交⊙O于点D.
①求证:点H是△BCD中CD边上的“好点”.
②若⊙O的半径为9,∠ABD=90°,OH=6,请直接写出的值.
30.如图1,在平面直角坐标系中,点A,B的坐标分别为A(8,0)和B(0,6),点P为x轴负半轴上的一个动点,画△ABP的外接圆,圆心为M,连接BM并延长交圆于点C,连接CP.
(1)求证:∠OBP=∠ABC.
(2)当⊙M的直径为14时,求点P的坐标.
(3)如图2,连接OC,求OC的最小值和OC达到最小值时△ABP的外接圆圆心M的坐标.
31.如图,四边形ABCD内接于⊙O,AB是直径,C为的中点,延长AD,BC交于点P,连接AC
(1)求证:AB=AP;
(2)若AB=10,DP=2,
①求线段CP的长;
②过点D作DE⊥AB于点E,交AC于点F,求△ADF的面积.
32.定义:如果一个三角形中有两个内角α,β满足α+2β=90°,那我们称这个三角形为“近直角三角形”.
(1)若△ABC是“近直角三角形”,∠B>90°,∠C=50°,则∠A= 度;
(2)如图1,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=3,AC=4.若BD是∠ABC的平分线,
①求证:△BDC是“近直角三角形”;
②在边AC上是否存在点E(异于点D),使得△BCE也是“近直角三角形”?若存在,请求出CE的长;若不存在,请说明理由.
(3)如图2,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,点D为AC边上一点,以BD为直径的圆交BC于点E,连接AE交BD于点F,若△BCD为“近直角三角形”,且AB=5,AF=3,求tan∠C的值.
33.如图1和图2,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=﹣1,且抛物线经过B(1,0),C(0,3)两点,与x轴交于点A.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,在抛物线的对称轴直线x=﹣1上找一点M,使点M到点B的距离与到点C的距离之和最小,求出点M的坐标;
(3)如图2,点Q为直线AC上方抛物线上一点,若∠CBQ=45°,请求出点Q坐标.
34.等腰△ABC中,AB=AC,作△ABC的外接圆⊙O.
(1)如图1,点D为上一点(不与A,B重合),连接AD,CD,AO,记CD与AB的交点为E.
①设∠BAD=x,∠OAC=y,若∠ABC+∠DCB=n,请用含n与x的式子表示y;
②当AB⊥CD时,若AO=3,AC=4,求AD的长;
(2)如图2,点P为上一点(不与B,C重合),当BC=AB,AP=8时,设S=S△BPC+S△ABP,BP为何值时,S有最大值?并请直接写出此时⊙O的半径.
35.定义:有两个相邻内角和等于另两个内角和的一半的四边形称为半四边形,这两个角的夹边称为对半线.
(1)如图1,在对半四边形ABCD中,∠A+∠B=(∠C+∠D),求∠A与∠B的度数之和;
(2)如图2,O为锐角△ABC的外心,过点O的直线交AC,BC于点D,E,∠OAB=30°,求证:四边形ABED是对半四边形;
(3)如图3,在△ABC中,D,E分别是AC,BC上一点,CD=CE=3,CE=3EB,F为DE的中点,∠AFB=120°,当AB为对半四边形ABED的对半线时,求AC的长.
36.如图1,在平面直角坐标系中,已知⊙M的半径为5,圆心M的坐标为(3,0),⊙M交x轴于点D,交y轴于A,B两点,点C是上的一点(不与点A、D、B重合),连接AC并延长,连接BC,CD,AD.
(1)求点A的坐标;
(2)当点C在上时.
①求证:∠BCD=∠HCD;
②如图2,在CB上取一点G,使CA=CG,连接AG.
求证:△ABG∽△ADC;
(3)如图3,当点C在上运动的过程中,试探究的值是否发生变化?若不变,请直接写出该定值;若变化,请说明理由.
37.定义:连接菱形的一边中点与对边的两端点的线段把它分成三个三角形,如果其中有两个三角形相似,那么称这样的菱形为自相似菱形.
(1)判断下列命题是真命题,还是假命题?
①正方形是自相似菱形;
②有一个内角为60°的菱形是自相似菱形.
③如图1,若菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC=α(0°<α<90°),E为BC中点,则在△ABE,△AED,△EDC中,相似的三角形只有△ABE与△AED.
(2)如图2,菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC是锐角,边长为4,E为BC中点.
①求AE,DE的长;
②AC,BD交于点O,求tan∠DBC的值.
38.如图,AB是半圆O的直径,C为半圆弧上一点,在AC上取一点D,使BC=CD,连接BD并延长交⊙O于E,连接AE,OE交AC于F.
(1)求证:△AED是等腰直角三角形;
(2)如图1,已知⊙O的半径为.
①求的长;
②若D为EB中点,求BC的长.
(3)如图2,若AF:FD=7:3,且BC=4,求⊙O的半径.
39.一个四边形被一条对角线分割成两个三角形,如果分割所得的两个三角形相似.我们就把这条对角线称为相似对角线.
(1)如图1,正方形ABCD的边长为4,E为AD的中点,点F,H分别在边AB和CD上.且AF=DH=1,线段CE与FH交于点G,求证:EF为四边形AFGE的相似对角线;
(2)在四边形ABCD中,BD是四边形ABCD的相似对角线,∠A=∠CBD=120°,AB=2,BD=,求CD的长.
(3)如图2,已知四边形ABCD是圆O的内接四边形,∠A=90°,AB=8,AD=6,点E是AB的中点,点F是射线AD上的动点,若EF是四边形AECF的相似对角线,请直接写出线段AF的长度(写出3个即可).
40.(1)如图1,△ABC的内切圆与边AB、AC、BC分别相切于点D、E、F,若∠ACB=90°,AD=3,BD=4,求△ABC的面积S;
(2)观察(1)中所得结论中S与AD、BD之间的数量关系,猜测:若(1)中AD=m,BD=n,其余条件不变,则△ABC的面积为多少?并证明你的结论;
(3)如图2,锐角△ABC的内切圆与边AB、AC、BC分别相切于点D、E、F,若∠ACB=60°,AD=m,BD=n,求△ABC的面积(结果用含m、n的式子表示).
参考答案
1.解:∵y=ax2+2ax﹣3a=a(x+3)(x﹣1)=a(x+1)2﹣4a,
∴点A的坐标为(﹣3,0),点B(1,0),点D(﹣1,﹣4a),
∴D′(3,4a),C(5,0),
∵△CDD′是直角三角形,
∴当∠DD′C=90°时,4a=×(5﹣1)=2,得a=,
当∠D′CD=90°时,CB=DD′,
∴5﹣1=,
解得,a1=,a2=﹣(舍去),
由上可得,a的值是或,
故选:A.
2.解:设矩形的边AH=x,GH=y,EG=a,DC=b,
则BJ=x,JC=a,
∵JI∥CD
∴=即JI=
∵矩形ABCD∽矩形FAHG,
∴=,
即=,
∴x+a=
∴S阴影=BJ•JI=x•=xy.
∵S矩形ABJH﹣S矩形HDEG=xb﹣ay=x•﹣ay=xy.
∴S阴影△BIJ=(S矩形ABJH﹣S矩形HDEG).
所以一定能求出△BIJ面积的条件是矩形ABJH和矩形HDEG的面积之差.
故选:B.
3.解:二次函数y=﹣x2﹣bx+1(﹣5<b<2),
当b=﹣5时,
y=﹣x2+5x+1=﹣(x﹣)2+
顶点坐标为(,);
当b=0时,
y=﹣x2+1
顶点坐标为(0,1);
当b=2时,
y=﹣x2﹣2x+1=﹣(x+1)2+2
顶点坐标为(﹣1,2).
故函数图象随着b的逐渐增大而先往左下方移动,再往左上方移动.
故选:D.
4.解:设小正方形的边长为a,大正方形的边长为b,则AG=b,BG=b+a,BE=2b﹣a,CE=2b,
∴AB=2b+a,BC=2b+2b﹣a=4b﹣a,
∵矩形BEFG∽矩形ABCD,
∴=,即=,
∴b=a,
∴BG=b+a=a,AD=4b﹣a=5a,
∵矩形BEFG∽矩形ABCD,
∴=()2=()2=.
故选:C.
5.解:∵△ABC为等腰直角三角形,
∴∠ACB=45°,即∠PCB+∠PCA=45°,
∵∠PBC=∠PCA,
∴∠PBC+∠PCB=45°,
∴∠BPC=135°,
∴点P在以BC为弦的⊙O上,如图,连接OA交于P′,
作所对的圆周角∠BQC,则∠BCQ=180°﹣∠BPC=45°,
∴∠BOC=2∠BQC=90°,
∴△OBC为等腰直角三角形,
∴四边形ABOC为正方形,
∴OA=BC=2,
∴OB=BC=,
∵AP≥OA﹣OP(当且仅当A、P、O共线时取等号,即P点在P′位置),
∴AP的最小值为2﹣.
故选:C.
6.解:如图,连接AC、BD交于点G,连接OG.
∵BF⊥CE,
∴∠BFC=90°,
∴点F的运动轨迹在以边长BC为直径的⊙O上,
当点E从点A运动到点B时,点F的运动路径长为,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD=4,
∵∠ABC=60°,
∴∠BCG=60°,
∴∠BOG=120°,
∴的长==π,
故选:D.
7.解:∵五边形ABCDE为正五边形,AB=1,
∴AB=BC=CD=DE=EA=1,∠A=∠D=108°,
∴的长=的长==π,
∴阴影部分图形的周长=的长+的长+BC=π+1.
故选:A.
8.解:由题意可知当三角尺穿过孔洞部分为等边三角形时,面积最大,
∵孔洞的最长边为2cm,
∴三角尺穿过孔洞部分的最大面积=×22=(cm2);
故选:B.
9.解:∵四边形ABCD是正方形,
∴CD=BC,CD∥AB,
∵NE∥AD,
∴NE=AD=BC,
∵CG=MN,
∴DG=EM,
连接EG,FM,过M作MP⊥BC于P,
∵四边形EFGH是平行四边形,
∴GH=EF,GH∥EF,
∴∠EGH=∠FEG,
∵DC∥AB,
∴∠DGE=∠BEG,
∴∠DGH=∠BEF,
在△GDH和△EBF中,
∵,
∴△GDH≌△EBF(AAS),
∴DG=BE,
∴EM=BE,
∴四边形MEBP是正方形,
∴S△EFM=S▱GHEF=S正方形MEBP,
∴S▱GHEF=S正方形MEBP,
∴求得平行四边形HEFG的面积,只需知道BE即可;
故选:C.
10.解:∵MN=MP,
∴∠MNP=∠MPN,
∴∠CPN=∠ONM,
由折叠可得,∠ONM=∠CNM,CN=ON=6,
∴∠CPN=∠CNM,
又∵∠C=∠C,
∴△CPN∽△CNM,
=,即CN2=CP×CM,
∴62=CP×(CP+5),
解得CP=4,
又∵=,
∴=,
∴PN=,故选:D.
11.解:作AH⊥BP于H,如图,
当y=0时,x+m=0,解得x=﹣2m,则A(﹣2m,0);
当x=0时,y=x+m=m,则B(0,m),
∵点P为OA的中点,
∴OP=AP=m,
∴OP=OB,
∴△OPB为等腰直角三角形,
∴∠OPB=45°,PB=m,
∵∠APH=∠OPB=45°,
∴△APH为等腰直角三角形,
∴AH=PH=m,
∵∠1=∠2,
而∠1+∠3=∠2+∠4,
∴∠3=∠4,
∴Rt△ABH∽Rt△CPO,
∴=,即=,
∴m=6.
故选:D.
12.解:如图,过点B作BH⊥AB于H,过点C作CO⊥DE交BH的延长线于O,过点O作OT⊥BC于T.
∵BA=BE,BH⊥AE,
∴BH垂直平分线段AE,
∵CD=CE,CO⊥DE,
∴CO垂直平分线段DE,
∴点O是△ADE的外心,
∵∠OBC=∠ABE=α,∠OCB=∠DCE=α,
∴∠OBC=∠OCB,
∴OB=OC,
∵OT⊥BC,
∴BT=CT=5,
∵tanα==,
∴OT=,
∵ET=BT﹣BE=1,
∴OE===,
∴△ADE的外接圆的半径为.
故答案为.
13.解:抛物线y=﹣x2﹣2x+3与x轴交于A,B,与y轴交于点C,则点A、B、C的坐标分别为(﹣3,0)、(1,0)、(0,3),
函数的对称轴为x=﹣1,故点P(﹣1,4),
由点A、P的坐标得,直线AP的表达式为:y=2x+6,设点D(m,2m+6);
过点E作x轴的平行线交y轴于点N,交过D点与y轴的平行线于点M,
设点E(a,b),则ME=a﹣m,DM=2m+6﹣b,CN=3﹣b,EN=﹣a,
∵∠DEM+∠EDM=90°,∠DEM+∠CEN=90°,
∴∠EDM=∠CEN,
∵ED=ED,∠EMD=∠CNE=90°,
∴△EMD≌△CNE(AAS),
∴CN=ME,DM=EN,
即3﹣b=a﹣m,﹣a=2m+6﹣b,
解得:a=﹣(3+m),b=,故点E(﹣,),
则AE2=(﹣3+)2+()2=m2+12m+,
当m=﹣2.4时,AE2取得最小值8.1,
故AE的最小值为,
故答案为:.
14.解:∵顶点为M(x,y),其中x,y是整数,且0<x<7,0<y<7,
∴y=1或y=2或y=5或y=6,
根据抛物线的对称性,抛物线的顶点只能为(3,1)或(2,2)或(4,6)或(5,5)
当顶点坐标为(3,1)时,设抛物线解析式为y=a(x﹣3)2+1,把A(2,2)代入得a(2﹣3)2+1=2,解得a=1;
当顶点坐标为(2,2)时,设抛物线解析式为y=a(x﹣2)2+2,把B(5,5)代入得a(5﹣2)2+2=5,解得a=;
当顶点坐标为(4,6)时,设抛物线解析式为y=a(x﹣4)2+6,把B(5,5)代入得a(5﹣4)2+6=5,解得a=﹣1;
当顶点坐标为(5,5)时,设抛物线解析式为y=a(x﹣5)2+5,把A(2,2)代入得a(2﹣5)2+5=2,解得a=﹣;
综上所述,a的值为±1,±.
故答案为±1,±.
15.解:连接OB,OA,过O作OD⊥AB,
∴AD=BD=AB=,
∵OA=OB=2,
∴OD=1,
∴∠AOD=∠BOD=60°,
∴∠AOB=120°,
∴∠P=∠AOB=60°,
连接IA,IB,
∵点I为△PAB的内心,
∴∠IAB=∠PAB,∠IBA=∠PBA,
∵∠PAB+∠PBA=120°,
∴∠AIB=180°﹣(∠PAB+∠PBA)=120°,
∵点P为弧AB上动点,
∴∠P始终等于60°,
∴点I在以AB为弦,并且所对的圆周角为120°的一段劣弧上运动,
设A,B,I三点所在的圆的圆心为O′,
连接O′A,O′B,
则∠AO′B=120°,
∵O′A=O′B,
∴∠O′AB=′O′BA=30°,
连接O′D,
∵AD=BD,
∴O′D⊥AB,
∴AO′===2,
∴点I移动的路径长==π.
故答案为:π.
16.解:∵AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=30°,
∵∠1=∠2=∠3,
∴∠PBC=∠ACP,
∴△APC∽△CPB,
∴==,
在等腰△ABC中,=,
∵AP=1,
∴PC=,
∴PB=3,
故答案为3.
17.解:延长CD到F,使得DF=DE,连接OF,PF,OP,OD.
∵AB⊥CD,
∴CE=DE,
∵DE=DF,
∴EF=2CE,
∵PQ=2CQ,
∴==,
∵∠ECQ=∠FCP,
∴△ECQ∽△FCP,
∴==,
∴EQ=PF,
∵AE=OE=3,OD=6,∠OED=90°,
∴DE===3,
在Rt△OED中,∵EF=2DE=6,OE=3,
∴OF===3,
∵PF≤OP+OF,
∴PF≤6+3,
∴PF的最大值为3+6,
∴EQ的最大值为+2.
故答案为:+2.
18.解:连接OP,OC.
∵PA与⊙O相切于点A,PA=PC,
∴∠OAP=90°,
∵OA=OC,OP=OP,
∴△OAP≌△OCP(SSS),
∴∠OAP=∠OCP=90°,
∴PC与⊙O相切于点C,
∵∠APB=3∠BPC,∠APO=∠CPO,
∴∠CPB=∠OPB,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠BCA=90°,
∵OP⊥AC,
∴OP∥BC,
∴∠CBP=∠CPB,
∴BC=PC=AP.
∵OA=OB,
∴OM=.
设OM=x,则BC=CP=AP=2x,PM=y,
∵∠OAP=∠AMP=90°,∠MPA=∠APO,
∴△AMP∽△OAP,
∴.
∴AP2=PM•OP,
∴(2x)2=y(y+x),
解得:x=,(舍去).
∵PM∥BC,
∴△PMF∽△BCF,
∴=.
故答案为:.
19.解:如图,
连接BD,延长BA、CD交于点G,
∵∠BAD=∠BCD=90°,
∴A、B、C、D四点共圆,
∴∠CBD=∠CAD,
∵DE⊥AC,
∴∠AED=90°=∠BCD,
∴△AED∽△BCD,
∴AE:DE=BC:CD=2:1,
∴DE=AE=1,
∴AD==,
∵∠ABC=45°,∠BCD=90°,
∴△BCG是等腰直角三角形,
∵BC=2CD,
∴BC=2CD=2DG,
∴CD=DG,
∵∠G=45°,∠GAD=90°,
∴△ADG是等腰直角三角形,
∴AG=AD=,DG=,
∴CD=,BC=2,BG=BC=4,
∵∠ADE=∠FDA,∠FAD=∠AED=90°,
∴△AED∽△FAD,
∴AF:AD=AE:DE=2:1,
∴AF=2AD=2,
∴BF=BG﹣AF﹣AG=.
故答案为:.
20.解:如图,作CT⊥AB于T.
∵△ABC是等边三角形,CT⊥AB,
∴∠CBT=60°,BT=AT=2,
∴CT=BC•sin60°=2,
∵DB⊥AB,
∴DB∥CT,
∴△EBD∽△ETC,
∴=,
∴=,
∴BE=1,
故答案为1.
21.解:设抛物线T1,T2,T3…的顶点依次为B1,B2,B3…,连接A1B1,A2B1,A2B2,A3B2,A3B3,A4B3…,过抛物线各顶点作x轴地垂线,如图所示:
∵△A1B1A2是等边三角形,
∴∠B1A1A2=60°,
∵顶点都在直线y=x上,设,
∴OC1=m,,
∴,
∴∠B1OC1=30°,
∴∠OB1A1=30°,
∴OA1=A1B1=2=A2B1,
∴A1C1=A1B1•cos60°=1,
,
∴OC1=OA1+A1C1=3,
∴,A2(4,0),
设T1的解析式为:,
则,
∴,
∴T1:,
同理,T2的解析式为:,
T3的解析式为:,
…
则Tn的解析式为:,
故答案为:.
22.解:连接AC、BD、OF,
∵AO是∠EAF的平分线,
∴∠OAF=×60°=30°,
由圆周角定理得,∠COF=60°,
∴OP=OF=,
∴OP=PC,
∵BD∥EF,
∴=,
∴GH=BD=1,
故答案为:1.
23.解:由勾股定理得:AB==13.
由三角形的面积计算公式可知:△ABC的高==.
如图所示:根据题意有:△CAB∽△CEF
∴==
∴EF==10
∴第一层可放置10个小正方形纸片.
同法可得总共能放4层,依次可放置10、7、4、1个小正方形纸片,
∴最多能叠放10+7+4+1=22(个)
故答案为:22个.
24.解:(1)∵DF为AC边的中似线段,
∴△ADF∽△ACB,
∴=,
∵D为AB的中点,AB=8,
∴AD=4,
∴=,
∴DF=,AF=,
∵△DEF为“中似三角形”,
∴AE=,
∴△DEF的周长为DE+DF+EF=3+=.
故答案为:,;
(2)①∵点D为AB的中点,
∴AD=AB=4,
∵△ACD∽△ABC,
∴,
∴,
∴AC=4;
②∵△ACD∽△ABC,
∴∠ACD=∠ABC,
由题意得DE为中位线,
∴DE∥BC,
∴∠EDC=∠DCB,
∴△EDC∽△DCB,
∴,
∴CD2=DE•BC=DE•2DE=2DE2,
∴CD=DE,
∴;
(3)过点O作BC,AC的垂线OM,ON,垂直为点M,N,
∵DF为AC边上的中似线段,
∴∠DEF=∠ACB=90°,∠DFE=∠B,
∴∠FDA=90°,
∴AD⊥DF,
∵△DEF为中似三角形,
∴E是AC的中点,
又D是AB的中点,BC=4a,
∴DE=BC=2a,
∵ON⊥AC,
∴∠ONF=∠DEF=90°,
∴△ONF∽△DEF,
∴,即ON=a,
∵OM⊥BC,ON⊥AC,AC⊥BC,
∴四边形ONCM为矩形,
∴ON=CM=a,
∴BM=4a﹣a=3a,
∵在⊙O中,OM⊥BC,OD⊥AB,
∴BM=BD=3a,
∴AB=2BD=6a,
∵在Rt△ABC中,AB=6a,BC=4a,
∴AC==2a,
∵DF与⊙O相切,
∴∠FDB=90°,
∵∠ACB=90°,
∴∠DFE=∠B,
又∵∠DEF=∠ACB=90°,
∴△EFD∽△CBA,
∴,
∴,
∴r=a.
25.解:(1)对于抛物线y=﹣x2+4,令x=0,得到y=4,令y=0,得到x=±4,
∴Q(0,4),A(﹣4,0),B(4,0),
∴OP=PQ,
∴P(0,2),
故答案为(0,2),(﹣4,0),(4,0).
(2)如图1中,连接MA,MB,设⊙M的半径为r.
在Rt△OMB中,BM=r,OB=4,OM=r﹣2
由勾股定理得到,r2=42+(r﹣2)2,解得r=5,
∵MA=BM,MO⊥AB,
∴∠AMO=∠BMO=∠AMB,
∵∠ACB=∠AMB,
∴∠ACB=∠OMB,
∵tan∠OMB==,
∴tan∠ACB=.
(3)如图2中,连接AD,过点C作CH⊥y轴于H.
∵OA=OB=OD=4,
∴∠ADB=90°
∴AD=BD=4,
∴CD=AD÷tan∠ACB=3,
∴AC=5.
∵∠CHD=∠BOD=90°,∠CDH=∠ODB,
∴△CHD∽△BOD,
∴==,
∴CH=3,DH=4,
∴PH=9,
∴PC==3.
(4)如图3中,连接CM,BM,EM,取BM的中点J,连接AJ,JE.
∵MC=MB,CE=EB,
∴ME⊥CB,
∵MJ=JB,
∴JE=BM=,
∵B(4,0),M(0,﹣3),A(﹣4,0),
∴J(2,﹣),
∴AJ==,
∵AE≤AJ+JE,
∴AE≤+,
∴AE的最大值为+,
∵直线AJ的解析式为y=﹣x﹣1,
翻折后的抛物线的解析式为y=x2﹣4,
由,解得或,
∴F(3,﹣).
26.解:(1)y=x2﹣4x+3是友好函数,理由如下:
当x=0时,y=3;当y=0时,x=1或3,
∴y=x2﹣4x+3与x轴一个交点的横坐标和与y轴交点的纵坐标都是3,
∴y=x2﹣4x+3是友好函数;
(2)当x=0时,y=c,即与y轴交点的纵坐标为c,
∵y=x2+bx+c是友好函数,
∴x=c时,y=0,即(c,0)在y=x2+bx+c上,
代入得:0=c2+bc+c,
∴0=c(c+b+1),
而c≠0,
∴b+c=﹣1;
(3)①如图1,当C在y轴负半轴上时,
由(2)可得:c=﹣b﹣1,即y=x2+bx﹣b﹣1,
显然当x=1时,y=0,
即与x轴的一个交点为(1,0),
则∠ACO=45°,
∴只需满足∠BCO<45°,即BO<CO
∴c<﹣1;
②如图2,当C在y轴正半轴上,且A与B不重合时,
∴显然都满足∠ACB为锐角,
∴c>0,且c≠1;
③当C与原点重合时,不符合题意,
综上所述,c<﹣1或c>0,且c≠1.
27.解:(1)连接DO,
∵BD平分∠ABC,
∴∠CBD=∠ABD,
∵DO=BO,
∴∠ODB=∠OBD,
∴∠CBD=∠ODB.
∴DO∥BC,
∵∠C=90°,
∴∠ADO=90°,
∴AC是⊙O的切线;
(2)∵E是AO中点,
∴AE=EO=DO=BO=,
∴sin∠A=,
∴∠A=30°,∠B=60°,
连接FO,则∠BOF=60°,
∴=.
(3)①如图3,连接OD,过O作OM⊥BC于M,
则BM=FM,四边形CDOM是矩形
设圆的半径为r,则OA=5﹣r.BM=FM=r﹣,
∵DO∥BC,
∴∠AOD=∠OBM,
而∠ADO=90°=∠OMB,
∴△ADO∽△OMB,
∴,
即,
解之得r1=1,.
②∵在(1)中∠CBD=∠ABD,
∴DE=DF,
∴DE=DF',
∴∠DEF'=∠DF'E,
∵BE是⊙O的直径,
∴∠BDE=90°,
而F、F'关于BD轴对称,
∴BD⊥FF',BF=BF',
∴DE∥FF',∠BF'F=∠BFF',
∴∠DEF'=∠BF'F,∠DFE=∠BFF'
∴△DEF'∽∠BFF',
当r=1时,AO=4,DO=1,BO=1,
由①知,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴=,
∴=,
∴△BFF′与△DEF′的面积之比=,
同理可得,当r=时.时,△BFF'与△DEF'的面积比=.
∴△BFF'与△DEF'的面积比为或.
28.解:(1)如图1,
连接AD,过点A作AF⊥CB于点F,
∵AP+BP=AP+PD,要使AP+BP最小,
∴AP+AD最小,当点A,P,D在同一条直线时,AP+AD最小,
即:AP+BP最小值为AD,
∵AC=9,AF⊥BC,∠ACB=60°
∴CF=,AF=,
∴DF=CF﹣CD=﹣1=,
∴AD==
∴AP+BP的最小值为;
故答案为:;
(2)如图2,
在AB上截取BF=2,连接PF,PC,
∵AB=8,PB=4,BF=2,
∴==,且∠ABP=∠ABP,
∴△ABP∽△PBF,
∴==,∴PF=AP
∴AP+PC=PF+PC,
∴当点F,点P,点C三点共线时,AP+PC的值最小,
∴CF===2,
∴,AP+PC的值最小值为2,
故答案为:2;
(3)如图3,
延长OC,使CF=4,连接BF,OP,PF,过点F作FB⊥OD于点M,
∵OC=4,FC=4,
∴FO=8,且OP=4,OA=2,
∴==,且∠AOP=∠AOP
∴△AOP∽△POF
∴==,
∴PF=2AP
∴2PA+PB=PF+PB,
∴当点F,点P,点B三点共线时,2AP+PB的值最小,
∵∠COD=120°,
∴∠FOM=60°,且FO=8,FM⊥OM
∴OM=4,FM=4
∴MB=OM+OB=4+3=7
∴FB==
∴2PA+PB的最小值为.
29.解:(1)如答图1,当CD⊥AB或点D是AB的中点是,CD2=AD•BD;
(2)作AE⊥BC于点E,由,可设AE=4x,
则BE=3x,CE=6x,
∴BC=9x=9,∴x=1,
∴BE=3,CE=6,AE=4,
设DE=a,
①如答图2,若点D在点E左侧,
由点D是BC边上的“好点”知,AD2=BD•CD,
∴a2+42=(3﹣a)(6+a),即2a2+3a﹣2=0,
解得,a2=﹣2(舍去),
∴.
②如答图3,若点D在点E右侧,
由点D是BC边上的“好点”知,AD2=BD•CD,
∴a2+42=(3+a)(6﹣a),即2a2﹣3a﹣2=0,
解得a1=2,(舍去)
∴BD=3+a=3+2=5.
∴或5.
(3)①如答图4,连接AD,BD,
∵∠CHA=∠BHD,∠ACH=∠DBH
∴△AHC∽△DHB,
∴,即AH•BH=CH•DH,
∵OH⊥AB,
∴AH=BH,
∴BH2=CH•DH
∴点H是△BCD中CD边上的“好点”.
②.
理由如下:如答图4,
∵∠ABD=90°,
∴AD是直径,
∴AD=18.
又∵OH⊥AB,
∴OH∥BD.
∵点O是线段AD的中点,
∴OH是△ABD的中位线,
∴BD=2OH=12.
在直角△ABD中,由勾股定理知:AB===6.
∴由垂径定理得到:BH=AB=3.
在直角△BDH中,由勾股定理知:DH===3.
又由①知,BH2=CH•DH,即45=3CH,则CH=.
∴==,即.
30.解:(1)如图1,连接AC,
∵BC为⊙M的直径,
∴∠BAC=∠BOP=90°,
∵∠ACB=∠APB,
∴∠OBP+∠APB=∠ABC+∠ACB=90°,
∴∠OBP=∠ABC.
(2)∵∠BAC=90°,A(8,0),B(6,0)
∴OB=6,OA=8,
∴AB=10
∴=
∵∠BOP=∠BAC,∠OBP=∠ABC,
∴△OBP∽△ABC,
∴,
∴=,
∴点P的坐标为;
(3)如图2,记直线AC与y轴的交点为E,
∵AC⊥AB,则∠OAE=∠OBA=90°﹣∠BAO,
当OC最小时,OC⊥AE,
此时,OC=OA•sin∠OAE=OA•sin∠OBA=.
求得点C的坐标为.
又∵点M为BC的中点
∴,,∴点M的坐标为.
31.(1)证明:∵=,
∴∠BAC=∠CAP,
∵AB是直径,
∴∠ACB=∠ACP=90°,
∵∠ABC+∠BAC=90°,∠P+∠CAP=90°,
∴∠ABC=∠P,
∴AB=AP.
(2)①解:连接BD.
∵AB是直径,
∴∠ADB=∠BDP=90°,
∵AB=AP=10,DP=2,
∴AD=10﹣2=8,
∴BD===6,
∴PB===2,
∵AB=AP,AC⊥BP,
∴BC=PC=PB=,
∴PC=.
②解:作FH⊥AD于H.
∵DE⊥AB,
∴∠AED=∠ADB=90°,
∵∠DAE=∠BAD,
∴△ADE∽△ABD,
∴==,
∴==,
∴AE=,DE=,
∵∠FEA=∠FEH,FE⊥AE,FH⊥AH,
∴FH=FE,∠AEF=∠AHF=90°,
∵AF=AF,
∴Rt△AFE≌Rt△AFH(HL),
∴AH=AE=,DH=AD﹣AH=,设FH=EF=x,
在Rt△FHD中,则有(﹣x)2=x2+()2,
解得x=,
∴S△ADF=•AD•FH=×8×=.
32.解:(1)∠B不可能是α或β,
当∠A=α时,∠C=β=50°,α+2β=90°,不成立;
故∠A=β,∠C=α,α+2β=90°,则β=20°,
故答案为20;
(2)①如图1,设∠ABD=∠DBC=β,∠C=α,
则α+2β=90°,故△BDC是“近直角三角形”;
②存在,理由:
在边AC上是否存在点E(异于点D),使得△BCE是“近直角三角形”,
AB=3,AC=4,则BC=5,
则∠ABE=∠C,则△ABC∽△AEB,
即,即,解得:AE=,
则CE=4﹣=;
(3)①如图2所示,当∠ABD=∠DBC=β时,
则AE⊥BF,则AF=FE=3,则AE=6,
AB=BE=5,
过点A作AH⊥BC于点H,
设BH=x,则HE=5﹣x,
则AH2=AE2﹣HE2=AB2﹣HB2,即52﹣x2=62﹣(5﹣x)2,解得:x=;
cos∠ABE===cos2β,则tan2β=,
则tanα=;
②如图3所示,当∠ABD=∠C=β时,
过点A作AH⊥BE交BE于点H,交BD于点G,则点G是圆的圆心(BE的中垂线与直径的交点),
∵∠AEB=∠DAE+∠C=α+β=∠ABC,故AE=AB=5,则EF=AE﹣AF=5﹣3=2,
∵DE⊥BC,AH⊥BC,
∴ED∥AH,则AF:EF=AG:DE=3:2,
则DE=2k,则AG=3k=R(圆的半径)=BG,点H是BE的中点,则GH=DE=k,
在△BGH中,BH==2k,
在△ABH中,AB=5,BH=2k,AH=AG+HG=4k,
∵∠C+∠ABC=90°,∠ABC+∠BAH=90°,
∴∠C=∠BAH,
∴tanC=tan∠BAH===,
综上,tanC的值为或.
33.解:(1)点B的坐标为(1,0),函数的对称轴为x=﹣1,故点A(﹣3,0),
则抛物线的表达式为:y=a(x+3)(x﹣1)=a(x2+2x﹣3),
即﹣3a=3,解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+3…①;
(2)点B关于函数对称轴的对称点为点A,则AC交函数对称轴于点M,则点M为所求,
由点A、C的坐标得,直线AC的表达式为:y=x+3,
当x=﹣1时,y=2,故点M(﹣1,2);
(3)如图,设直线BQ交y轴于点H,作HG⊥BC于点G,
tan∠OCB=,∠CBQ=45°,
则设:BG=HG=x,则CG=3x,
则BC=BG+CG=4x==,解得x=,
CH=x=,则点H(0,),
由点B、H的坐标可得,直线BQ的表达式为:y=﹣x+…②,
联立①②并解得:x=1(舍去)或﹣,
故点Q(﹣,).
34.解:(1)①如图1,连接OC,
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA,
∴∠AOC=180°﹣2∠OAC=180°﹣2y,
∴=,
∵∠DCB=∠BAD=x,
∴∠ABC+∠DCB=90°﹣y+x=n,
∴y=x+90°﹣n;
②延长AO交圆于点F,连接CF,
∵AF为⊙O的直径,
∴∠ACF=90°,
∵AO=3,AC=4,
∴CF===2,
∵AB=AC,
∴AH⊥BC,
∴∠BCFF=∠BAF=∠CAF,
∴△CHF∽△ACF,
∴,
∴,
∴,
∵AB⊥CD,
∴∠ABC+∠DAB=90°,
由①知y=x+90°﹣n,
∴∠DAB=∠OAC,
∴∠DCB=∠BCF,
∵CH=CH,∠GHC=∠FHC=90°,
∴△CGH≌△CFH(ASA),
∴HF=GH=,
同理△ADE≌△AGE,
∴AD=AG=AF﹣GF=6﹣=.
(2)如图3,在PA上取一点N,使得PN=PC.过点B作BM⊥PA于M,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠ACB=∠ABC=60°,
∴∠APC=∠ABC=60°,
∵PN=PC,
∴△PCN是等边三角形,
∴∠PCN=∠ACB=60°,
∴∠ACN=∠BCP,
∵BC=AC,CN=CP,
∴△CBP≌△CAN(SAS),
∴BP=AN,
∴PA=PN+AN=PC+PB.
设PB=x,则PC=8﹣x,
∵S=S△BPC+S△ABP=•PC•PB•sin60°+•8•PB•sin60°,
∴S=x(8﹣x)+x=﹣x2+x=﹣(x﹣5)2+,
∵﹣<0,
∴x=5时,S有最大值,
∴BP=5,BM=,PM=,AM=,
∴==7,
∴△ABC的外接圆的半径为.
35.解:(1)由四边形内角和为360°,可得∠A+∠B+∠C+∠D=360°,
则∠A+∠B+2(∠A+∠B)=360°,
∴∠A+∠B=120°;
(2)如图2,连接OC,由三角形外心的性质可得,OA=OB=OC,
∴∠OAB=∠OBA=30°,∠OCA=∠OAC,∠OCE=∠OBC,
∴∠ACB=(180°﹣30°﹣30°)÷2=60°,
则∠CAB+∠CBA=120°,
在四边形ABED中,∠CAB+∠CBA=120°,
则另两个内角之和为240°,
∴四边形ABED为对半四边形;
(3)若AB为对半线,则∠CAB+∠CBA=120°,
∴∠C=60°,
又∵CD=CE,
∴△CDE为等边三角形,
∵∠CDE=CED=60°,DE=DC=3,
∴∠ADF=∠FEB=120°,
∵∠AFB=120°,
∴∠DFA+∠EFB=60°,
又∵∠DAF+∠DFA=60°,
∴∠DAF=∠EFB,
∴△ADF∽△FEB,
∴=,
∵CE=DE=3,CE=3BE,F是DE的中点,
∴BE=1,DF=EF=,
∴=,
∴AD=,
∴CA=CD+AD=3+=.
36.解:(1)如图1,连接MA,
在Rt△OMA中,AM为圆的半径5,OM=3,
∴OA==4,
∴点A的坐标为(0,4);
(2)①如图2﹣1,连接BD,由圆的对称性可得AD=BD,
则∠BAD=∠DBA,
∵∠ACD+∠DBA=180°,∠ACD+∠HCD=180°,
∴∠DBA=∠HCD,
又∵∠BAD=∠BCD,
∴∠BCD=∠HCD;
②在图2﹣2中,∵AC=CG,
∴∠CAG=∠CGA,
∵∠AGC+∠CAG=∠HCB,且由(2)得∠HCD=∠BCD
∴∠AGC=∠HCD,
∴180°﹣∠AGC=180°﹣∠HCD,
即∠AGB=∠ACD,
∵,
∴∠ABG=∠ADC,
∴△AGB∽△ACD,
(3)当点C在上运动的过程中,的值不发生变化,为,理由如下:
如图3﹣1,当点C在上时,在AC上截取AN,使AN=BC,连接BD,DN,
由圆的对称性可得AD=BD,
又∵,
∴∠DAN=∠DBC,
∴△DAN≌△DBC(SAS),
∴DN=DC,∠ADN=∠BDC,
∴∠ADN+∠NDB=∠BDC+∠NDB,
即∠ADB=∠NDC,
∵==1,
∴△ADB∽△NDC,
∴=,
∵AO=BO=4,OD=OM+DM=8,
∴BD==4,
∴===,
∵NC=AC﹣AN=AC﹣BC,
∴=,
∴的值不发生变化,为.
37.解:(1)①正方形是自相似菱形,是真命题;理由如下:
如图3所示:
∵四边形ABCD是正方形,点E是BC的中点,
∴AB=CD,BE=CE,∠ABE=∠DCE=90°,
在△ABE和△DCE中,,
∴△ABE≌△DCE(SAS),
∴△ABE∽△DCE,
∴正方形是自相似菱形;
②有一个内角为60°的菱形是自相似菱形,是假命题;理由如下:
如图4所示:
连接AC,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD,AD∥BC,AB∥CD,
∵∠B=60°,
∴△ABC是等边三角形,∠DCE=120°,
∵点E是BC的中点,
∴AE⊥BC,
∴∠AEB=∠DAE=90°,
∴只能△AEB与△DAE相似,
∵AB∥CD,
∴只能∠B=∠AED,
若∠AED=∠B=60°,则∠CED=180°﹣90°﹣60°=30°,
∴∠CDE=180°﹣120°﹣30°=30°,
∴∠CED=∠CDE,
∴CD=CE,不成立,
∴有一个内角为60°的菱形不是自相似菱形;
③若菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC=α(0°<α<90°),E为BC中点,
则在△ABE,△AED,△EDC中,相似的三角形只有△ABE与△AED,是真命题;理由如下:
∵∠ABC=α(0°<α<90°),
∴∠C>90°,且∠ABC+∠C=180°,△ABE与△EDC不能相似,
同理△AED与△EDC也不能相似,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD∥BC,
∴∠AEB=∠DAE,
当∠AED=∠B时,△ABE∽△DEA,
∴若菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC=α(0°<α<90°),E为BC中点,
则在△ABE,△AED,△EDC中,相似的三角形只有△ABE与△AED;
(2)①∵菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC是锐角,边长为4,E为BC中点,
∴BE=2,AB=AD=4,
由(1)③得:△ABE∽△DEA,
∴==,
∴AE2=BE•AD=2×4=8,
∴AE=2,DE===4,
②过E作EM⊥AD于M,过D作DN⊥BC于N,如图2所示:
则四边形DMEN是矩形,
∴DN=EM,DM=EN,∠M=∠N=90°,
设AM=x,则EN=DM=x+4,
由勾股定理得:EM2=DE2﹣DM2=AE2﹣AM2,
即(4)2﹣(x+4)2=(2)2﹣x2,
解得:x=1,
∴AM=1,EN=DM=5,
∴DN=EM===,
在Rt△BDN中,∵BN=BE+EN=2+5=7,
∴tan∠DBC==.
38.解:(1)∵BC=CD,AB是直径,
∴△BCD是等腰直角三角形,
∴∠DBD=45°,
∵∠CBD=∠EAD=45°,
∵∠AEB=90°,
∴△AED是等腰直角三角形;
(2)①∵∠EAD=45°,
∴∠EOC=90°,
∴△EOC是等腰直角三角形,
∵⊙O的半径为,
∴CE的弧长=×2×π×=;
②∵D为EB中点,
∴ED=BD,
∵AE=ED,
在Rt△ABE中,(2)2=AE2+(2AE)2,
∴AE=2,
∴AD=2,
∵ED=AE,CD=BC,∠AED=∠BCD=90°,
∴△AED∽△BCD,
∴BC=;
(3)∵AF:FD=7:3,
∴AF=AD,
过点E作EG⊥AD,
∴EG=AD,
∴GF=AD,
∴tan∠EFG=,
∴==,∴FO=r,
在Rt△COF中,FC=r,
∴EF=r,
在Rr△EFG中,(r)2=(AD)2+(AD)2,
∴AD=r,
∴AF=r,
∴AC=AF+FC=r,
∵CD=BC=4,
∴AC=4+AD=4+r,
∴r=4+r,∴r=.
39.(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=CD=AD=4,∠A=∠D=90°,
∵AE=DE=2,AF=1,
∴tan∠AEF==,tan∠ECD==,
∴tan∠AEF=tan∠ECD,
∴∠AEF=∠ECD,
∵∠ECD+∠CED=90°,
∴∠AEF+∠CED=90°,
∴∠FEG=90°,
∵AF=DH,AF∥DH,
∴四边形AFHD是平行四边形,
∴AD∥FH,
∴∠AEF=∠EFG,
∵∠A=∠FEG=90°,
∴△EAF∽△FEG,
∴EF为四边形AFGE的相似对角线;
(2)解:如图3中,作DE⊥BA交BA的延长线于E.设AE=a.
∵∠BAD=120°,
∴∠BAE=60°,
∴DE=a,
∵AB=2,BD=,
在Rt△DEB中,∵BD2=DE2+BE2,
∴6=(2+a)2+3a2,
解得a=(负根已经舍弃),
∴AD=2a=﹣1,
当△ABD∽△BCD时,=,
∴(﹣1)CD=6,
∴CD=3+3.
当△ABD∽△BDC时,=,
∴2CD=6,
∴CD=3,
综上所述,CD的长为3+3或3.
(3)解:①当△AFE∽△EFC时,连接BC,AC,BD.
∵∠FEC=∠A=90°,∠BEF=∠BEC+∠FEC=∠A+∠AEF,
∴∠AFE=∠BEC,
∵=,AE=BE,
∴=,
∴△AFE∽△BEC,
∴∠ABC=∠BAD=90°,
∴AC,BD都是直角,
∴AC=BD==10,
∴BC==6,
∵=,
∴=,
∴AF=.
②当△AFE∽△FEC时,作CH⊥AD交AD的延长线于H,作OM⊥AD于M,连接OA.
∵△AFE∽△FEC,
∴∠AFE=∠FEC,
∴AD∥EC,
∴∠CEB=∠DAB=90°,
∵∠OMA=∠AHC=90°,
∴四边形AEOM,四边形AECH都是矩形,
∵OM⊥AD,
∴AM=MD=3,
∴AM=OE=3,
∵OE⊥AB,
∴AE=EB=4,
∴OA==5,
∴CE=AH=8,设AF=x,则FH=8﹣x,CH=AE=4,
由△AEF∽△HFC,可得=,
∴=,
解得x=4,
经检验x=4是分式方程的解,
∴AF=4.
③当△AFE∽△CEF时易证四边形AECF是矩形,AF=EC=8.
综上所述,满足条件的AF的长为 或4或8.(答案不唯一)
40.解:(1)如图1,设△ABC的内切圆圆心为O,半径为r,连接OE,OF,OD,
∵△ABC的内切圆与边AB、AC、BC分别相切于点D、E、F,
∴∠OEC=∠OFC=90°,
∵∠ACB=90°,OE=OF,
∴四边形OECF为正方形,
∵AD=AE=3,BD=BF=4,
∴AC=r+3,BC=r+4,
∵AC2+BC2=AB2,
∴(r+3)2+(r+4)2=72,化简得:r2+7r=12,
∴△ABC的面积S=(r+3)(r+4)=(r2+7r+12)=(12+12)=12;
(2)△ABC的面积为mn,
理由如下:
∵AD=m,BD=n,
由(1)可知,AC=r+m,BC=r+n,
∵AC2+BC2=AB2,
∴(r+m)2+(r+n)2=(m+n)2,化简得:r2+mr+nr=mn,
∴△ABC的面积S=(r+m)(r+n)=(r2+mr+nr+mn)=(mn+mn)=mn;
(3)∵锐角△ABC的内切圆与边AB、AC、BC分别相切于点D、E、F,
∴AD=AE=m,BD=BF=n,
设CE=CF=x,
作BH⊥AC于H,
∵∠ACB=60°,
∴BH=BC,CH=BC,
∴AH=AC﹣BC,
∴AB2=AH2+BH2==AC2+BC2﹣AC•BC=(m+x)2+(n+x)2﹣(m+x)(n+x)=(m+n)2,
化简,得x2+mx+nx=3mn,
∴△ABC的面积===.
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