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    专题09 相似三角形的基本六大模型全攻略-【常考压轴题】2022-2023学年九年级数学下册压轴题攻略(苏科版)
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    专题09 相似三角形的基本六大模型全攻略-【常考压轴题】2022-2023学年九年级数学下册压轴题攻略(苏科版)

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    这是一份专题09 相似三角形的基本六大模型全攻略-【常考压轴题】2022-2023学年九年级数学下册压轴题攻略(苏科版),文件包含专题09相似三角形的基本六大模型全攻略原卷版docx、专题09相似三角形的基本六大模型全攻略解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共70页, 欢迎下载使用。

    专题09 相似三角形的基本六大模型全攻略

    考点一 (双)A字型相似 考点二 (双)8字型相似
    考点三 母子型相似 考点四 旋转相似
    考点五 K字型相似 考点六 三角形内接矩形/正方形
    典型例题


    考点一 (双)A字型相似
    1.(2021·山东临沂·三模)如图,在△ABC中,DE∥BC,若AE=2,EC=3,则△ADE与△ABC的面积之比为(    )

    A.4:25 B.2:3 C.4:9 D.2:5
    【答案】A
    【分析】根据相似三角形的判定定理得到△ADE∽△ABC,根据相似三角形的面积比等于相似比的平方计算,得到答案.
    【详解】解:∵AE=2,EC=3,
    ∴AC=AE+EC=5,
    ∵DEBC,
    ∴△ADE∽△ABC,
    ∴,
    故选:A.
    【点睛】本题考查的是相似三角形的判定和性质,掌握相似三角形的面积比等于相似比的平方是解题的关键.
    2.(2021·安徽·安庆市石化第一中学九年级期中)图,,点H在BC上,AC与BD交于点G,AB=2,CD=3,求GH的长.

    【答案】
    【分析】根据平行线分线段成比例定理,由,可证△CGH∽△CAB,由性质得出,由,可证△BGH∽△BDC,由性质得出,将两个式子相加,即可求出GH的长.
    【详解】解:∵,
    ∴∠A=∠HGC,∠ABC=∠GHC,
    ∴△CGH∽△CAB,
    ∴,
    ∵,
    ∴∠D=∠HGB,∠DCB=∠GHB,
    △BGH∽△BDC,
    ∴,
    ∴,
    ∵AB=2,CD=3,
    ∴,
    解得:GH=.
    【点睛】本题考查了相似三角形的判定和性质,平行线性质,熟练掌握相似三角形的判定和性质是解题的关键.
    3.(2021·上海市金山初级中学九年级期中)如图,在△ABC中,点D在边AB上,点E、点F在边AC上,且DEBC,.
    (1)求证:DFBE;
    (2)如且AF=2,EF=4,AB=6.求证△ADE∽△AEB.

    【答案】(1)见详解;(2)见详解
    【分析】(1)由题意易得,则有,进而问题可求证;
    (2)由(1)及题意可知,然后可得,进而可证,最后问题可求证.
    【详解】解:(1)∵DEBC,
    ∴,
    ∵,
    ∴,
    ∴DFBE;
    (2)∵AF=2,EF=4,
    ∴由(1)可知,,AE=6,
    ∵AB=6,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    ∵∠A=∠A,
    ∴△ADE∽△AEB.
    【点睛】本题主要考查相似三角形的判定,熟练掌握相似三角形的判定方法是解题的关键.
    4.(2022·湖南·宁远县水市镇中学九年级阶段练习)如图,在中,点分别在上,且.

    (1)求证:;
    (2)若点在上,与交于点,求证:.
    【答案】(1)见解析;(2)见解析
    【分析】(1)直接利用两边成比例且夹角相等的两个三角形相似即可证得结论;
    (2)根据相似三角形的性质和平行线的判定方法可得EF∥BC,于是可得△AEG∽△ABD,△AGF∽△ADC,再根据相似三角形的性质即可推出结论.
    【详解】解:(1)在△AEF和△ABC中,
    ∵,,
    ∴△AEF∽△ABC;
    (2)∵△AEF∽△ABC,
    ∴∠AEF=∠ABC,
    ∴EF∥BC,
    ∴△AEG∽△ABD,△AGF∽△ADC,
    ∴,,
    ∴.
    【点睛】本题考查了相似三角形的判定和性质,属于常考题型,熟练掌握相似三角形的判定和性质是解题关键.
    5.(2021·辽宁丹东·九年级期中)如图,△ABD中,∠A=90°,AB=6cm,AD=12cm.某一时刻,动点M从点A出发沿AB方向以1cm/s的速度向点B匀速运动;同时,动点N从点D出发沿DA方向以2cm/s的速度向点A匀速运动,运动的时间为ts.
    (1)求t为何值时,△AMN的面积是△ABD面积的;
    (2)当以点A,M,N为顶点的三角形与△ABD相似时,求t值.

    【答案】(1),;(2)t=3或
    【分析】(1)由题意得DN=2t(cm),AN=(12﹣2t)cm,AM=tcm,根据三角形的面积公式列出方程可求出答案;
    (2)分两种情况,由相似三角形的判定列出方程可求出t的值.
    【详解】解:(1)由题意得DN=2t(cm),AN=(12﹣2t)cm,AM=tcm,
    ∴△AMN的面积=AN•AM=×(12﹣2t)×t=6t﹣t2,
    ∵∠A=90°,AB=6cm,AD=12cm
    ∴△ABD的面积为AB•AD=×6×12=36,
    ∵△AMN的面积是△ABD面积的,
    ∴6t﹣t2=,
    ∴t2﹣6t+8=0,
    解得t1=4,t2=2,
    答:经过4秒或2秒,△AMN的面积是△ABD面积的;
    (2)由题意得DN=2t(cm),AN=(12﹣2t)cm,AM=tcm,
    若△AMN∽△ABD,
    则有,即,
    解得t=3,
    若△AMN∽△ADB,
    则有,即,
    解得t=,
    答:当t=3或时,以A、M、N为顶点的三角形与△ABD相似.
    【点睛】本题考查了相似三角形的判定,直角三角形的性质和一元二次方程的应用,正确进行分类讨论是解题的关键.


    考点二 (双)8字型相似
    1.(2021·海南海口·九年级期末)如图,在▱ABCD中,E为CD的中点,连接AE、BD,且AE、BD交于点F,则:为(    )

    A.1:5 B.4:25 C.4:31 D.4:35
    【答案】A
    【分析】根据平行四边形对边互相平行可得,然后求出和相似,再根据相似三角形面积的比等于相似比的平方求出两三角形的面积的比为1:4,设,,再根据等高的三角形的面积的比等于底边的比求出,然后表示出的面积,再根据平行四边形的性质可得,然后相比计算即可得解.
    【详解】解:四边形ABCD是平行四边形,
    ,AB=CD
    ∵E为CD的中点,
    ∴DE:CD=1:2
    ∵AB//DE
    ∽,
    :::4,EF:AF=1:2
    设,则,
    ::2,
    :::2,


    是平行四边形ABCD的对角线,


    :::5.
    故选A.
    【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质,平行四边形的性质,熟练掌握相似三角形的判定以及相似三角形面积的比等于相似比的平方是解题的关键,不容易考虑到的是等高的三角形的面积的比等于底边的比的应用.
    2.(2022·全国·九年级课时练习)如图,在平行四边形ABCD中,点E是AD上一点,,连接BE交AC于点G,延长BE交CD的延长线于点F,则的值为(  )

    A. B. C. D.
    【答案】A
    【分析】先根据平行四边形的性质得到AB∥CD,则可判断△ABG∽△CFG,△ABE∽△DFE,于是根据相似三角形的性质和AE=2ED即可得结果.
    【详解】解:∵四边形ABCD为平行四边形,
    ∴AB∥CD,
    ∴△ABG∽△CFG,
    ∴=
    ∵△ABE∽△DFE,
    ∴=,
    ∵AE=2ED,
    ∴AB=2DF,
    ∴=,
    ∴=.
    故选:A.
    【点睛】本题考查了平行四边形的性质,相似三角形的判定和性质,解题的关键是熟练掌握相似三角形的判定和性质进行解题.
    3.(2021·内蒙古·中考真题)如图,在中,,过点B作,垂足为B,且,连接CD,与AB相交于点M,过点M作,垂足为N.若,则MN的长为__________.

    【答案】
    【分析】根据MN⊥BC,AC⊥BC,DB⊥BC,得,可得,因为,列出关于MN的方程,即可求出MN的长.
    【详解】∵MN⊥BC,DB⊥BC,
    ∴AC∥MN∥DB,
    ∴,

    即,
    又∵,
    ∴,
    解得,
    故填:.
    【点睛】本题考查相似三角形的判定和性质,解题关键是根据题意得出两组相似三角形以及它们对应边之比的等量关系.
    5.(2022·陕西渭南·八年级期末)如图在平行四边形ABCD中,E是CD的中点,F是AE的中点,CF交BE于点G,若,则___.

    【答案】2
    【分析】延长CF、BA交于M,根据已知条件得出EF=AF,CE=DC,根据平行四边形的性质得出DC∥AB,DC=AB,根据全等三角形的判定得出△CEF≌△MAF,根据全等三角形的性质得出CE=AM,求出BM=3CE,根据相似三角形的判定得出△CEG∽△MBG,根据相似三角形的性质得出比例式,再求出答案即可.
    【详解】解:延长CF、BA交于M,

    ∵E是CD的中点,F是AE的中点,
    ∴EF=AF,CE=DC,
    ∵四边形ABCD是平行四边形,
    ∴DC∥AB,DC=AB,
    ∴CE=AB,∠ECF=∠M,
    在△CEF和△MAF中

    ∴△CEF≌△MAF(AAS),
    ∴CE=AM,
    ∵CE=AB,
    ∴BM=3CE,
    ∵DC∥AB,
    ∴△CEG∽△MBG,
    ∴ ,
    ∵BE=8,
    ∴ ,
    解得:GE=2,
    故答案为:2.
    【点睛】本题考查了平行线的性质,平行四边形的性质,全等三角形的性质和判定,相似三角形的性质和判定等知识点,能综合运用知识点进行推理和计算是解此题的关键.
    5.(2021·重庆·九年级期末)如图与交于,且.
    (1)求证:∽.
    (2)若,,,求的长.

    【答案】(1)证明见解析;(2).
    【分析】(1)根据相似三角形的判定解答即可;
    (2)因为∽,根据相似三角形的性质可知,代入数据解答即可.
    【详解】证明:(1),,
    ∽;
    (2)∽,

    ,,,



    【点睛】本题考查了相似三角形的判定和性质,掌握相似三角形的性质是解题的关键.
    6.(2021·上海市奉贤区古华中学九年级期中)已知:如图,四边形ABCD是平行四边形,在边AB的延长线上截取BE=AB,点F在AE的延长线上,CE和DF交于点M,BC和DF交于点N,联结BD.
    (1)求证:△BND∽△CNM;
    (2)如果AD2=AB•AF,求证:CM•AB=DM•CN.

    【答案】(1)见解析;(2)见解析
    【分析】(1)利用平行四边形的性质得AB=CD,AB∥CD,再证明四边形BECD为平行四边形得到BD∥CE,根据相似三角形的判定方法,由CM∥DB可判断△BND∽△CNM;
    (2)先利用AD2=AB•AF可证明△ADB∽△AFD,则∠1=∠F,再根据平行线的性质得∠F=∠4,∠2=∠3,所以∠3=∠4,加上∠NMC=∠CMD,于是可判断△MNC∽△MCD,所以MC:MD=CN:CD,然后利用CD=AB和比例的性质即可得到结论.
    【详解】证明:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
    ∴AB=CD,AB∥CD,
    而BE=AB,
    ∴BE=CD,
    而BE∥CD,
    ∴四边形BECD为平行四边形,
    ∴BD∥CE,
    ∵CM∥DB,
    ∴△BND∽△CNM;
    (2)∵AD2=AB•AF,
    ∴AD:AB=AF:AD,
    而∠DAB=∠FAD,
    ∴△ADB∽△AFD,
    ∴∠1=∠F,
    ∵CD∥AF,BD∥CE,
    ∴∠F=∠4,∠2=∠3,
    ∴∠3=∠4,
    而∠NMC=∠CMD,
    ∴△MNC∽△MCD,
    ∴MC:MD=CN:CD,
    ∴MC•CD=MD•CN,
    而CD=AB,
    ∴CM•AB=DM•CN.

    【点睛】本题考查了三角形相似的判定与性质:在判定两个三角形相似时,应注意利用图形中已有的公共角、公共边等隐含条件,以充分发挥基本图形的作用,寻找相似三角形的一般方法是通过作平行线构造相似三角形.在运用相似三角形的性质时主要利用相似比计算线段的长.也考查了平行四边形的判定与性质.
    7.(2021·四川广元·中考真题)如图,在平行四边形中,E为边的中点,连接,若的延长线和的延长线相交于点F.

    (1)求证:;
    (2)连接和相交于点为G,若的面积为2,求平行四边形的面积.
    【答案】(1)证明见解析;(2)24.
    【分析】(1)根据E是边DC的中点,可以得到,再根据四边形ABCD是平行四边形,可以得到,再根据,即可得到,则答案可证;
    (2)先证明,根据相似三角形的性质得出,,进而得出,由得,则答案可解.
    【详解】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
    ∴,,
    ∴,
    ∵点E为DC的中点,
    ∴,
    在和中

    ∴,
    ∴,
    ∴;
    (2)∵四边形ABCD是平行四边形,点E为DC的中点,
    ∴,,
    ∴,,
    ∴,
    ∵的面积为2,
    ∴,即,

    ∴,
    ∴,
    ∴,
    ∴.
    【点睛】本题考查平行四边形的性质、全等三角形的判定与性质,相似三角形的判定和性质,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.
    8.(2021·江西吉安·九年级期末)如图,在正方形中,点E在对角线上,,过点E的直线分别交,于点M,N.

    (1)当时,的长为________,________;
    (2)已知.
    ①若,求此时的长;
    ②当E,F为的三等分点,点P在正方形的边上时,是否存在满足的情况?如果存在,请通过分析指出这样的点的个数;如果不存在,说明理由.
    【答案】(1);;(2)①;②存在,有8个.
    【分析】解:(1)由四边形ABCD为正方形,得到△ACD为等腰直角三角形,在Rt△ACD中由勾股定理求得CD的长,由MN=CD,可以求出MN的长,由AD∥BC得到△AEM∽△CEN.
    (2)①过点E作EG⊥AD于点G.由AM∥CN,得到△AEM∽△CEN.得到对应边成比例,由勾股定理求出GM的长,再由AM=AG+GM可求出.
    ②画出图形,过点F作点F关于BC的对称点M,连接FM交BC于点N,连接EM,根据点M与点F关于BC对称,计算出PE+PF的最小值,与PE+PF=9比较.得出BC上存在两个点,同理在线段AB,AD,CD上都存在两个点使PE+PF=9.
    【详解】解:(1),
    ∵四边形ABCD为正方形
    ∴△ACD为等腰直角三角形,
    则,在Rt△ACD中有AD=AC,
    AD2+DC2=AC2,
    ∵AC=12,
    解得:AD=CD=6,
    又∵MN⊥BC,CD⊥BC
    ∴MN∥CD,且MN=CD,
    即MN=DC=6,
    又∵AD∥BC
    ∴△AEM∽△CEN.
    (2)①如图,过点E作于点G.


    ∵,
    ∴.
    ∴.
    ∵,,
    ∴,.
    ∵,
    ∴.
    ∴.
    ∴.
    ②存在,这样的点有8个.
    如图,过点F作点F关于的对称点M,连接交于点N,连接,

    ∵点E,F将对角线三等分,且,
    ∴,.
    ∵点M与点F关于对称,
    ∴,.
    ∴.
    ∴.
    则在线段上存在点N到点E和点F的距离之和最小为.
    ∴在线段上,点N的左右两边各有一个点P使.
    同理在线段,,上都存在两个点使.
    即共有8个点P满足.
    【点睛】本题考查正方形的性质,相似三角形的判定及性质、线段和的最值问题等,体现了逻辑推理、直观想象核心素养.
    9.(2021·河南省淮滨县第一中学九年级开学考试)  如图,正方形的边长为,点是射线上的一个动点,连接并延长,交射线于点,将沿直线翻折,点落在点处.
      
    (1)当时,如图,延长,交于点,
    ①的长为________;
    ②求证:.
    (2)当点恰好落在对角线上时,如图,此时的长为________;________;
    (3)当时,求的正弦值.
    【答案】(1)①12;②见解析;(2),;(3)或.
    【分析】(1)①根据△ABE∽△FCE,可得,即=1,进而得到CF的长;②根据四边形ABCD为正方形,可得∠F=∠BAF,由折叠可知:∠BAF=∠MAF,即可得出∠F=∠MAF,进而得到AM=FM.
    (2)根据∠CAE=∠CFE,可得FC=AC,再根据等腰Rt△ABC中,AC=AB=12,即可得到CF的长为12;由折叠可得,BE=B'E,再根据等腰Rt△CEB'中,CE=B'E=BE,即可得出;
    (3)分两种情况讨论:①点E在线段BC上,②点E在BC的延长线上,分别设DM=x,根据Rt△ADM中,AM2=AD2+DM2,得到关于x的方程,求得x的值,最后根据进行计算即可.
    【详解】解:①如图,由可得:,

    ∴,即,
    ∴的长为.
    故答案为:.
    ②证明:∵四边形为正方形,
    ∴,
    ∴,
    由折叠可知:,
    ∴,
    ∴.
    (2)如图2,由折叠可得,∠BAE=∠CAE,

    由ABCD可得,∠BAE=∠CFE,
    ∴∠CAE=∠CFE,
    ∴FC=AC,
    又∵等腰Rt△ABC中,AC=AB=12,
    ∴CF=12,
    即CF的长为12,
    由折叠可得,BE=B'E,
    ∴等腰Rt△CEB'中,CE=B'E=BE,
    ∴;
    故答案为:;;
    ①当点在线段上时,如图3,的延长线交于点,

    由可得:,
    ∴,即,
    ∴,
    由②可知.
    设,则,
    则,
    在中,,
    即,
    解得:,
    则,
    ∴.
    ②当点在的延长线上时,如图4

    由可得:,
    ∴,即,
    ∴,
    则,
    设,则,
    在中,,
    即,
    解得:,
    则,
    ∴.
    综上所述:当时,的正弦值为或.
    【点睛】本题属于相似形综合题,主要考查了相似三角形的判定与性质,正方形的性质,勾股定理以及解直角三角形的综合应用,解决问题(3)的关键是运用分类讨论思想,依据勾股定理列方程进行计算求解,解题时注意分类思想与方程思想的运用.


    考点三 母子型相似
    1.(2021·北京市师达中学九年级阶段练习)如图,中,点在边上,且,若,,则的长为______.

    【答案】2
    【分析】由∠ACD=∠ABC、∠A=∠A,即可得出△ABC∽△ACD,根据相似三角形的性质可得出,代入AC、AD的值可求出AB的长,再根据BD=AB-AD即可求出结论.
    【详解】解:∵∠ACD=∠ABC,∠A=∠A,
    ∴△ABC∽△ACD,
    ∴.
    ∵AC=,AD=1,
    ∴,
    ∴AB=3,
    ∴BD=AB-AD=3-1=2.
    故答案为2
    【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质,牢记相似三角形的判定定理是解题的关键.
    2.(2021·山西·中考真题)如图,在中,点是边上的一点,且,连接并取的中点,连接,若,且,则的长为__________.

    【答案】.
    【分析】延长BE交AC于点F,过D点作,由可得此时为等腰直角三角形,E为CD的中点且,则,在等腰中,根据勾股定理求得,长度,由可得,即,由,可得,即, ,求得,.
    【详解】如下图,延长BE交AC于点F,过D点作,

    ∵,,
    ∴,,为等腰.
    由题意可得E为CD的中点,且,
    ∴,
    在等腰中,,

    又∵,
    在,

    ∴(AAS)
    ∴,
    ∵,,
    ∴,


    ∴,,

    故答案为:.
    【点睛】本题考察了等腰直角三角形的性质,勾股定理求对应边的长度,全等三角形的性质与判定,相似三角形的性质与判定,构造合适的相似三角形,综合运用以上性质是解题的关键.
    3.(2022·全国·九年级专题练习)如图,在△ABC中,BD平分∠ABC交AC于点D,AD=BD.

    (1)求证:△ABC∽△BDC.
    (2)若∠C=90°,BC=2,求AB的长.
    【答案】(1)见解析;
    (2)4.
    【分析】(1)先证明∠A=∠DBA,进而得到∠A=∠CBD,再根据∠C=∠C,即可证明△ABC∽△BDC;
    (2)根据∠C=90°得到∠A+∠ABC=90°,根据(1)得到∠A =∠ABD=∠CBD,即可求出∠A=30°,即可求出AB=4.
    (1)
    证明:如图,∵AD=BD,
    ∴∠A=∠DBA,
    ∵BD平分∠ABC交AC于点D,
    ∴∠CBD=∠DBA,
    ∴∠A=∠CBD,
    ∵∠C=∠C,
    ∴△ABC∽△BDC;

    (2)
    解:如图,∵∠C=90°,
    ∴∠A+∠ABC=90°,
    由(1)得
    ∴∠A =∠ABD=∠CBD,
    ∴∠A+∠ABD+∠CBD=3∠A=90°,
    ∴∠A=30°,
    ∵BC=2,
    ∴AB=4.
    【点睛】本题考查了相似三角形的证明和直角三角形的性质,熟知相似三角形的判定方法是解题关键,第(2)步中求出∠A=30°是解题关键.
    4.(2021·安徽滁州·九年级期中)如图,在△ABC中,D是BC上的点,E是AD上一点,且,∠BAD=∠ECA.

    (1)求证:AC2=BC•CD;
    (2)若AD是△ABC的中线,求的值.
    【答案】(1)证明见解析;(2)
    【分析】(1)首先利用相似三角形的判定得出,得,进而求出,再利用相似三角形的性质得出答案即可;
    (2)由可证,进而得出,再由(1)可证,由此即可得出线段之间关系.
    【详解】(1)证明:,,






    (2)解:,



    AD是△ABC的中线,

    ,即:,
    ∴.
    【点睛】此题主要考查了相似三角形的判定与性质以及重心的性质等知识,根据已知得出是解题关键.

    考点四 旋转相似
    1.(2022·吉林长春·九年级期末)在同一平面内,如图①,将两个全等的等腰直角三角形摆放在一起,点A为公共顶点,.如图②,若△ABC固定不动,把△ADE绕点A逆时针旋转,使AD、AE与边BC的交点分别为M、N点M不与点B重合,点N不与点C重合.

    【探究】求证:.
    【应用】已知等腰直角三角形的斜边长为4.
    (1)的值为______.
    (2)若,则MN的长为______.
    【答案】(1)8
    (2)
    【探究】利用三角形外角的性质可证,又由,可证明结论;
    【应用】(1)首先求出等腰直角三角形的直角边长,再由,得,则;
    (2)由,得,由(1)知,得,从而得出答案.
    (1)
    ∵△ABC为等腰直角三角形,,
    ∴,同理,,
    ∵,

    ∴,∴;
    (2)
    (1)∵等腰直角三角形的斜边长为4,
    ∴,∵,
    ∴,∴,∴,
    故答案为:8;
    (2)∵,∴,∵,
    ∴,∴,
    故答案为:.
    【点睛】本题是相似形综合题,主要考查了等腰直角三角形的性质,相似三角形的判定与性质,利用前面探索的结论解决新的问题是解题的关键.
    2.(2021·全国·九年级专题练习)在和中,,,且,点E在的内部,连接EC,EB,EA和BD,并且.

    【观察猜想】
    (1)如图①,当时,线段BD与CE的数量关系为__________,线段EA,EB,EC的数量关系为__________.
    【探究证明】
    (2)如图②,当时,(1)中的结论是否依然成立?若成立,请给出证明,若不成立,请说明理由;
    【拓展应用】
    (3)在(2)的条件下,当点E在线段CD上时,若,请直接写出的面积.
    【答案】(1),;(2)不成立,理由见解析;(3)2
    【分析】(1)由△DAB≌△EAC(SAS),可得BD=EC,∠ABD=∠ACE,由∠ACE+∠ABE=90°,推出∠ABD+∠ABE=90°,可得∠DBE=90°,由此即可解决问题;
    (2)结论:EA2=EC2+2BE2.由题意△ABC,△ADE都是等腰直角三角形,想办法证明△DAB∽△EAC,推出=,∠ACE=∠ABD,可得∠DBE=90°,推出DE2=BD2+BE2,即可解决问题;
    (3)首先证明AD=DE=EC,设AD=DE=EC=x,在Rt△ADC中,利用勾股定理即可解决问题;
    【详解】(1)如图①中,

    ∵BA=BC,DA=DE.且∠ABC=∠ADE=60°,
    ∴△ABC,△ADE都是等边三角形,
    ∴AD=AE,AB=AC,∠DAE=∠BAC=60°,
    ∴∠DAB=∠EAC,
    ∴△DAB≌△EAC(SAS),
    ∴BD=EC,∠ABD=∠ACE,
    ∵∠ACE+∠ABE=90°,
    ∴∠ABD+∠ABE=90°,
    ∴∠DBE=90°,
    ∴DE2=BD2+BE2,
    ∵EA=DE,BD=EC,
    ∴EA2=BE2+EC2.
    故答案为:BD=EC,EA2=EB2+EC2.
    (2)结论:EA2=EC2+2BE2.
    理由:如图②中,

    ∵BA=BC,DA=DE.且∠ABC=∠ADE=90°,
    ∴△ABC,△ADE都是等腰直角三角形,
    ∴∠DAE=∠BAC=45°,
    ∴∠DAB=∠EAC,
    ∵=, =,
    ∴,
    ∴△DAB∽△EAC,
    ∴=,∠ACE=∠ABD,
    ∵∠ACE+∠ABE=90°,
    ∴∠ABD+∠ABE=90°,
    ∴∠DBE=90°,
    ∴DE2=BD2+BE2,
    ∵EA=DE,BD=EC,
    ∴EA2=EC2+BE2,
    ∴EA2=EC2+2BE2.
    (3)如图③中,

    ∵∠AED=45°,D,E,C共线,
    ∴∠AEC=135°,
    ∵△ADB∽△AEC,
    ∴∠ADB=∠AEC=135°,
    ∵∠ADE=∠DBE=90°,
    ∴∠BDE=∠BED=45°,
    ∴BD=BE,
    ∴DE=BD,
    ∵EC=BD,
    ∴AD=DE=EC,设AD=DE=EC=x,
    在Rt△ABC中,∵AB=BC=2,
    ∴AC=2,
    在Rt△ADC中,
    ∵AD2+DC2=AC2,
    ∴x2+4x2=40,
    ∴x=2(负根已经舍弃),
    ∴AD=DE=2,
    ∴BD=BE=2,
    ∴S△BDE=×2×2=2.
    【点睛】本题属于三角形综合题,考查了等边三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形或相似三角形解决问题,属于中考压轴题.
    3.(2022·全国·九年级课时练习)如图,和是有公共顶点直角三角形,,点P为射线,的交点.

    (1)如图1,若和是等腰直角三角形,求证:;
    (2)如图2,若,问:(1)中的结论是否成立?请说明理由.
    (3)在(1)的条件下,,,若把绕点A旋转,当时,请直接写出的长度
    【答案】(1)见解析;(2)成立,理由见解析;(3)PB的长为或.
    【分析】(1)由条件证明△ABD≌△ACE,即可得∠ABD=∠ACE,可得出∠BPC=90°,进而得出BD⊥CP;
    (2)先判断出△ADB∽△AEC,即可得出结论;
    (3) 分为点E在AB上和点E在AB的延长线上两种情况画出图形,然后再证明△PEB∽△AEC,最后依据相似三角形的性质进行证明即可.
    【详解】解:(1)证明:如图,

    ∵∠BAC=∠DAE=90°,
    ∴∠BAE+∠CAE=∠BAD+∠BAE,
    即∠BAD=∠CAE.
    ∵和是等腰直角三角形,
    ∴,
    在△ABD和△ACE中,

    ∴△ABD≌△ACE(SAS),
    ∴∠ABD=∠ACE.
    ∵∠CAB=90°,
    ∴∠ACF+∠AFC=90°,
    ∴∠ABP+∠BFP=90°.
    ∴∠BPF=90°,
    ∴BD⊥CP;
    (2)(1)中结论成立,理由:
    在Rt△ABC中,∠ABC=30°,
    ∴AB=AC,
    在Rt△ADE中,∠ADE=30°,
    ∴AD=AE,

    ∵∠BAC=∠DAE=90°,
    ∴∠BAD=∠CAE,
    ∴△ADB∽△AEC.
    ∴∠ABD=∠ACE
    同(1)得;
    (3)解:∵和是等腰直角三角形,
    ∴,
    ①当点E在AB上时,BE=AC-AE=1.

    ∵∠EAC=90°,
    ∴CE=.
    同(1)可证△ADB≌△AEC.
    ∴∠DBA=∠ECA.
    ∵∠PEB=∠AEC,
    ∴△PEB∽△AEC.

    ∴.
    ∴PB=.
    ②当点E在BA延长线上时,BE=5.

    ∵∠EAC=90°,
    ∴CE=5.
    同(1)可证△ADB≌△AEC.
    ∴∠DBA=∠ECA.
    ∵∠BEP=∠CEA,
    ∴△PEB∽△AEC.
    ∴.
    ∴.
    ∴PB=.
    综上所述,PB的长为或.
    【点睛】此题主要考查的是旋转的性质、等腰三角形的性质、全等三角形的性质和判定、相似三角形的性质和判定,证明得△PEB∽△AEC是解题的关键.
    4.(2022·全国·九年级课时练习)一次小组合作探究课上,老师将两个正方形按如图所示的位置摆放(点E、A、D在同一条直线上),发现且.
    小组讨论后,提出了下列三个问题,请你帮助解答:
    (1)将正方形绕点A按逆时针方向旋转(如图1),还能得到吗?若能,请给出证明,请说明理由;
    (2)把背景中的正方形分别改成菱形和菱形,将菱形绕点A按顺时针方向旋转(如图2),试问当与的大小满足怎样的关系时,;
    (3)把背景中的正方形分别改写成矩形和矩形,且,,(如图3),连接,.试求的值(用a,b表示).

    【答案】(1)见解析;(2)当时,,理由见解析;(3).
    【分析】(1)由正方形的性质得出,,,,得出,则可证明,从而可得出结论;
    (2)由菱形的性质得出,,则可证明,由全等三角形的性质可得出结论;
    (3)设与交于Q,与交于点P,证明,得出,得出,连接,,由勾股定理可求出答案.
    【详解】(1)∵四边形为正方形,
    ∴,,
    又∵四边形为正方形,
    ∴,,

    ∴,
    在△AEB和△AGD中,

    ∴,
    ∴;
    (2)当时,,
    理由如下:
    ∵,

    ∴,
    又∵四边形和四边形均为菱形,
    ∴,,
    在△AEB和△AGD中,

    ∴,
    ∴;
    (3)设与交于Q,与交于点P,

    由题意知,,
    ∵,,
    ∴,
    ∴,
    ∵,
    ∴,
    ∴,
    连接,,



    ∵,,,
    ∴,,
    在Rt△EAG中,由勾股定理得:,同理,



    【点睛】本题考查了矩形、菱形、正方形的性质,三角形全等的判定与性质,三角形相似的判定与性质,勾股定理等知识,熟练掌握特殊平行四边形的性质是解题的关键.由(3)可得结论:当四边形的对角线相互垂直时,四边形两组对边的平方和相等.
    5.(2021·全国·九年级专题练习)如图1,在中,,在斜边上取一点D,过点D作,交于点E.现将绕点A旋转一定角度到如图2所示的位置(点D在的内部),使得.

    (1)①求证:;
    ②若,求的长;
    (2)如图3,将原题中的条件“”去掉,其它条件不变,设,若,,求k的值;
    (3)如图4,将原题中的条件“”去掉,其它条件不变,若,设,,试探究三者之间满足的等量关系.(直接写出结果,不必写出解答过程)
    【答案】(1)①见解析;②;(2);(3)4p2=9m2+4n2.
    【分析】(1)①先利用平行线分线段成比例定理得,进而得出结论;
    ②利用①得出的比例式求出CE,再判断出∠DCE=90°,利用勾股定理即可得出结论;
    (2)同(1)的方法判断出△ABD∽△ACE,即可得出AE=4k,CE=3k,同(1)的方法得出∠DCE=90°,利用勾股定理得出DE的平方,用DE的平方建立方程求解即可;
    (3)同(2)的方法得出,即可得出结论;
    【详解】解:(1)①∵DE∥BC,
    ∴,
    由旋转知,∠EAC=∠DAB,
    ∴△ABD∽△ACE,
    ②在Rt△ABC中,AC=BC,
    ∴,
    由①知,△ABD∽△ACE,
    ∴∠ABD=∠ACE,
    ∵∠ACD+∠ABD=90°,
    ∴∠ACE+∠ACD=90°,
    ∴∠DCE=90°,
    ∵△ABD∽△ACE,

    ∴,


    在Rt△CDE中,
    根据勾股定理得,DE=2,
    在Rt△ADE中,AE=DE,

    (2)由旋转知,∠EAC=∠DAB,

    ∴△ABD∽△ACE,

    ∵AD=4,BD=3,
    ∴AE=kAD=4k,CE=kBD=3k,
    ∵△ABD∽△ACE,
    ∴∠ABD=∠ACE,
    ∵∠ACD+∠ABD=90°,
    ∴∠ACE+∠ACD=90°,
    ∴∠DCE=90°,
    在Rt△CDE中,DE2=CD2+CE2=1+9k2,
    在Rt△ADE中,DE2=AD2-AE2=16-16k2,
    ∴1+9k2=16-16k2,
    ∴或(舍),
    (3)由旋转知,∠EAC=∠DAB,

    ∴△ABD∽△ACE,

    ∵AD=p,BD=n,
    ∴,
    ∵△ABD∽△ACE,
    ∴∠ABD=∠ACE,
    ∵∠ACD+∠ABD=90°,
    ∴∠ACE+∠ACD=90°,
    ∴∠DCE=90°,
    在Rt△CDE中,,
    ∵,

    ∴4p2=9m2+4n2.
    【点睛】此题是相似三角形综合题,主要考查了旋转的性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理,直角三角形的判定,解本题的关键是得出∠DCE=90°和利用两边对应成比例夹角相等来判断两三角形相似的方法应用.


    考点五 K字型相似
    1.(2021·湖南长沙·九年级专题练习)如图,在矩形ABCD中,BC=6,AB=2,Rt△BEF的顶点E在边CD或延长线上运动,且∠BEF=90°,EF=BE,DF=,则BE=_____.

    【答案】3.
    【分析】过F作FG⊥CD,交CD的延长线于G,依据相似三角形的性质,即可得到FG=EC,GE=2=CD;设EC=x,则DG=x,FG=x,再根据勾股定理,即可得到CE2=9,最后依据勾股定理进行计算,即可得出BE的长.
    【详解】如图所示,过F作FG⊥CD,交CD的延长线于G,则∠G=90°,

    ∵四边形ABCD是矩形,
    ∴∠C=90°,AB=CD=2,
    又∵∠BEF=90°,
    ∴∠FEG+∠BEC=90°=∠EBC+∠BEC,
    ∴∠FEG=∠EBC,
    又∵∠C=∠G=90°,
    ∴△BCE∽△EGF,
    ∴==,即==,
    ∴FG=EC,GE=2=CD,
    ∴DG=EC,
    设EC=x,则DG=x,FG=x,
    ∵Rt△FDG中,FG2+DG2=DF2,
    ∴(x)2+x2=()2,
    解得x2=9,
    即CE2=9,
    ∴Rt△BCE中,BE===3,
    故答案为:3.
    【点睛】本题主要考查了相似三角形的判定与性质以及勾股定理的运用,在判定两个三角形相似时,应注意利用图形中已有的公共角、公共边等隐含条件,以充分发挥基本图形的作用,寻找相似三角形的一般方法是通过作平行线构造相似三角形;或依据基本图形对图形进行分解、组合;或作辅助线构造相似三角形.
    2.(2022·全国·九年级单元测试)如图,在等边△ABC中,P为BC上一点,D为AC上一点,且∠APD=60°,2BP=3CD,BP=1.
    (1)求证△ABP∽△PCD;
    (2)求△ABC的边长.

    【答案】(1)证明见解析;(2)3.
    【分析】(1)由△ABC是等边三角形,证明∠B=∠C=60°,再利用平角的定义与三角形的内角和定理证明:∠BPA=∠PDC,从而可得结论;
    (2)由,先求解,设,再利用相似三角形的性质可得:,列方程,解方程即可得到答案.
    【详解】证明:(1)∵△ABC是等边三角形,
    ∴AB=BC=AC,∠B=∠C=60°,
    ∵∠BPA+∠APD+∠DPC=180°且∠APD=60°,
    ∴∠BPA+∠DPC=120°
    ∵∠DPC+∠C+∠PDC=180°,
    ∴∠DPC+∠PDC=120°,
    ∴∠BPA=∠PDC,
    ∴△ABP∽△PCD ;
    (2)∵2BP=3CD,且BP=1,
    ∴,
    ∵△ABP∽△PCD

    设,则,



    经检验:是原方程的解,
    所以三角形的边长为:3.
    【点睛】本题考查的是等边三角形的性质,相似三角形的判定与性质,分式方程的解法,掌握三角形的判定及利用相似三角形的性质解决问题是解题的关键.
    3.(2022·山东菏泽·三模)(1)问题
    如图1,在四边形ABCD中,点P为AB上一点,当时,求证:.
    (2)探究
    若将90°角改为锐角或钝角(如图2),其他条件不变,上述结论还成立吗?说明理由.
    (3)应用
    如图3,在中,,,以点A为直角顶点作等腰.点D在BC上,点E在AC上,点F在BC上,且,若,求CD的长.

    【答案】(1)见解析;(2)成立,理由见解析;(3)
    【分析】(1)由∠DPC=∠A=B=90°,可得∠ADP=∠BPC,即可证到△ADP△BPC,然后运用相似三角形的性质即可解决问题;
    (2)由∠DPC=∠A=∠B=α,可得∠ADP=∠BPC,即可证到△ADP△BPC,然后运用相似三角形的性质即可解决问题;
    (3)先证△ABD△DFE,求出DF=4,再证△EFC△DEC,可求FC=1,进而解答即可.
    【详解】(1)证明:如题图1,
    ∵∠DPC=∠A=∠B=90°,
    ∴∠ADP+∠APD=90°,∠BPC+∠APD = 90°,
    ∴∠ADP = ∠BPC,
    ∴△ADP△BPC,

    ∴ADBC = APBP,
    (2)结论仍然成立,理由如下,

    又,


    设,



    ∴ADBC = APBP,
    (3),




    是等腰直角三角形,







    ,,



    【点睛】本题考查相似三角形的综合题,三角形的相似;能够通过构造45°角将问题转化为一线三角是解题的关键.
    4.(2022·全国·九年级课时练习)如图,正方形ABCD,对角线AC,BD相交于O,Q为线段DB上的一点,,点M、N分别在直线BC、DC上.

    (1)如图1,当Q为线段OD的中点时,求证:;
    (2)如图2,当Q为线段OB的中点,点N在CD的延长线上时,则线段DN、BM、BC的数量关系为 ;
    (3)在(2)的条件下,连接MN,交AD、BD于点E、F,若,,求EF的长.
    【答案】(1)见解析;(2)BM−DN=BC;(3)EF的长为.
    【分析】(1)如图1,过Q点作QP⊥BD交DC于P,然后根据正方形的性质证明△QPN∽△QBM,就可以得出结论;
    (2)如图2,过Q点作QH⊥BD交BC于H,通过证明△QHM∽△QDN,由相似三角形的性质就可以得出结论;
    (3)由条件设CM=x,MB=3x,就用CB=4x,得出BH=2x,由(2)相似的性质可以求出MQ的值,再根据勾股定理就可以求出MN的值,可以表示出ND,由△NDE∽△NCM就可以求出NE,也可以表示出DE,最后由△DEF∽△BMF而求出结论.
    【详解】解:(1)如图,过Q点作QP⊥BD交DC于P,

    ∴∠PQB=90°.
    ∵∠MQN=90°,
    ∴∠NQP=∠MQB,
    ∵四边形ABCD是正方形,
    ∴CD=CB,∠BDC=∠DBC=45°.DO=BO,
    ∴∠DPQ=45°,DQ=PQ,
    ∴∠DPQ=∠DBC=45°,
    ∴△QPN∽△QBM,
    ∴,
    ∵Q是OD的中点,且PQ⊥BD,
    ∴DO=2DQ,DP=DC,
    ∴BQ=3DQ,DN+NP=DC=BC,
    ∴BQ=3PQ,
    ∴,
    ∴NP=BM,
    ∴DN+BM=BC;
    (2)如图,过Q点作QH⊥BD交BC于H,

    ∴∠BQH=∠DQH=90°,
    ∴∠BHQ=45°,
    ∵∠COB=90°,
    ∴QH∥OC,
    ∵Q是OB的中点,
    ∴BH=CH=BC,
    ∵∠NQM=90°,
    ∴∠NQD=∠MQH,
    ∵∠QND+∠NQD=45°,∠MQH+∠QMH=45°,
    ∴∠QND=∠QMH,
    ∴△QHM∽△QDN,
    ∴,
    ∴HM=ND,
    ∵BM-HM=HB,
    ∴BM−DN=BC.
    故答案为:BM−DN=BC;
    (3)∵MB:MC=3:1,设CM=x,
    ∴MB=3x,
    ∴CB=CD=4x,
    ∴HB=2x,
    ∴HM=x.
    ∵HM=ND,
    ∴ND=3x,
    ∴CN=7x,
    ∵四边形ABCD是正方形,
    ∴ED∥BC,
    ∴△NDE∽△NCM,△DEF∽△BMF,
    ∴,
    ∴,
    ∴DE=x,
    ∴,
    ∵NQ=9,
    ∴QM=3,
    在Rt△MNQ中,由勾股定理得:

    ∴,
    ∴,
    ∴,
    设EF=a,则FM=7a,
    ∴,
    ∴.
    ∴EF的长为.
    【点睛】本题考查了正方形的性质的运用,相似三角形的判定和性质的运用,勾股定理的运用及平行线等分线段定理的运用,在解答时利用三角形相似的性质求出线段的比是解答本题的关键.
    5.(2021·全国·九年级专题练习)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,,CD⊥AB于点D,点E是直线AC上一动点,连接DE,过点D作FD⊥ED,交直线BC于点F.
    (1)探究发现:
    如图1,若m=n,点E在线段AC上,则=   ;
    (2)数学思考:
    ①如图2,若点E在线段AC上,则=   (用含m,n的代数式表示);
    ②当点E在直线AC上运动时,①中的结论是否仍然成立?请仅就图3的情形给出证明;
    (3)拓展应用:若AC=,BC=2,DF=4,请直接写出CE的长.

    【答案】(1)1;;(2)①;②;(3)或
    【分析】(1)先用等量代换判断出,,得到∽,再判断出∽即可;
    (2)方法和一样,先用等量代换判断出,,得到∽,再判断出∽即可;
    (3)由的结论得出∽,判断出,求出DE,再利用勾股定理,计算出即可.
    【详解】解:当时,即:,







    即,
    ∽,

    ,,
    ∽,








    即,
    ∽,

    ,,
    ∽,

    成立如图3,




    又,




    即,
    ∽,

    ,,
    ∽,


    由有,∽,



    如图4图5图6,连接EF.
    在中,,,

    如图4,当E在线段AC上时,


    在中,,,
    根据勾股定理得,,
    ,或舍
    如图5,当E在AC延长线上时,

    在中,,,
    根据勾股定理得,,

    ,或舍,
    ③如图6,当E在CA延长线上时,


    在中,,,
    根据勾股定理得,,

    ,或(舍),
    综上:或.
    【点睛】本题是三角形综合题,主要考查了三角形相似的性质和判定,勾股定理,判断相似是解决本题的关键,求CE是本题的难点.

    考点六 三角形内接矩形/正方形
    1.(2022·山东东营·中考真题)如图,在中,点F、G在上,点E、H分别在、上,四边形是矩形,是的高.,那么的长为____________.

    【答案】##4.8
    【分析】通过四边形EFGH为矩形推出,因此△AEH与△ABC两个三角形相似,将AM视为△AEH的高,可得出,再将数据代入即可得出答案.
    【详解】∵四边形EFGH是矩形,
    ∴,
    ∴,
    ∵AM和AD分别是△AEH和△ABC的高,
    ∴,
    ∴,
    ∵,
    代入可得:,
    解得,
    ∴,
    故答案为:.
    【点睛】本题考查了相似三角形的判定和性质及矩形的性质,灵活运用相似三角形的性质是本题的关键.
    2.(2022·黑龙江大庆·八年级期中)如图,有一块三角形土地,它的底边m,高m,某单位要沿底边BC建一座是矩形的大楼,且使矩形的两个端点D、G分别在AB、AC上,当这座大楼的地基面积为1875时,求这个矩形沿BC边所占的EF的长.

    【答案】当EF的长为62.5或37.5米时,最大面积为1875平方米
    【分析】设DE的长为x,先证△ADG∽△ABC,根据相似三角形的对应高的比等于相似比得,得,再根据面积列出,求出x即可.
    【详解】解:设DE的长为x,
    ∵矩形DEFG的边EF在△ABC的边BC上,
    ∴DG∥BC,
    ∴△ADG∽△ABC,
    ∵AH⊥BC,
    ∴AM⊥DG
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    ∴矩形DEFG面积为:,
    解得:x=30或50,
    EF=DG=62.5或37.5.
    ∴当EF的长为62.5或37.5米时,最大面积为1875平方米.
    【点睛】本题考查相似三角形的应用,解题关键是理清题意正确地找到相似三角形.
    3.(2021·全国·九年级课时练习)一块直角三角形木板的面积为,一条直角边为,怎样才能把它加工成一个面积最大的正方形桌面?甲、乙两位木匠的加工方法如图所示,请你用学过的知识说明哪位木匠的方法符合要求(加工损耗忽略不计,计算结果中的分数可保留).

    【答案】乙木匠的加工方法符合要求.说明见解析.
    【分析】要求哪位木匠的加工方法符合要求,需要先求出两种加工方式中正方形的边长,边长最大就符合要求;由已知三角形的面积和一条直角边的边长可求出其余两边的边长,根据乙加工方案中的平行关系得到相似三角形,根据相似三角形对应变成比例,可求出正方形的边长;根据甲加工方案中,根据相似三角形的高的比等于边长比,可求出正方形的边长,对比两方案的边长即可知谁符合要求.
    【详解】解:作BH⊥AC于H,交DE于M,如图






    又∵DE∥AC

    ∴,解得
    设正方形的边长为x米,如图乙
    ∵DE∥AB

    ∴,解得

    ∴乙木匠的加工方法符合要求.
    【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质的实际应用及分析、解决问题的能力,正确理解题意,建立数学模型,把实际问题转化为数学问题是解决本题的关键.
    4.(2021·天津·九年级专题练习)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=BC=4,P,Q两点同时从C出发,点P 以每秒2个单位长度的速度沿CB向终点B运动;点Q 以每秒1个单位长度的速度沿CA向终点A运动,以CP,CQ为邻边作矩形CPMQ.当点P停止运动时,点Q继续向终点A运动.设点Q的运动时间为t秒.

    (1)在点P的运动过程中,CQ=________,BP=________(用含t的代数式表示);
    (2)当点M落在AB边上时,t =_________s;
    (3)设矩形CPMQ与△ABC重合部分图形的面积为S,求S与t之间的函数关系式;
    【答案】(1)t,4—2t;(2);(3)
    【分析】(1)根据路程、速度、时间的关系即可求解;
    (2)先由运动知,,,,再判断出得出比例式,建立方程即可得出结论;
    (3)分三种情况,当时,直接是矩形的面积,当时,利用面积的差即可得出结论,当时,利用面积的差即可得出结论.
    【详解】解:(1)点以每秒2个单位长度的速度沿向终点运动,点以每秒1个单位长度的速度沿向终点运动,
    ,,


    故答案为:,;
    (2),,
    ,,
    四边形是矩形,

    当点在边上时,





    故答案为:;
    (3)当时,如图①,

    .,.

    当时,如图②,

    设与相交于点,设与相交于点.
    则,



    当时,如图③,

    设与相交于点.
    则.

    综上所述:.
    【点睛】此题是四边形综合题,主要考查了直角三角形的性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理,锐角三角函数,对称的性质,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用方程的思想思考问题,属于中考压轴题.
    5.(2021·浙江·宁波市兴宁中学九年级期中)课本中有一道作业题:有一块三角形余料ABC,它的边BC=12m,高线AD=8m.要把它加工成正方形零件,使正方形的一边在BC上,其余两个顶点分别在AB,AC上.问加工成的正方形零件的边长为多少米?小颖解得此题的答案为4.8m.

    (1)你知道小颖是怎么做的吗?请你写出解答过程?
    (2)善于反思,她又提出了如下的问题,如果原题中所要加工的零件只是一个矩形,如图2,这样,此矩形零件的两条边长就不能确定,但这个矩形面积有最大值,求达到这个最大值时矩形零件的两条边长.
    (3)如图3,小颖想如果这块余料形状改为Rt△ABC的斜板,已知∠A=90°,AB=8m,AC=6m,要把它加工成一个形状为平行四边形PQMN的工件,使MQ在BC上,P、N两点分别在AB,AC上,且PN=8m,则平行四边形PQMN的面积为    m2.
    【答案】(1)见解析
    (2)达到这个最大值时矩形零件的两条边长
    (3)7.68
    【分析】(1)设正方形PQMN的边长为xm,则PN=PQ=ED=xm,AE=AD-ED=(8-x)m,再证明△APN∽△ABC,得到,即,由此求解即可;
    (2)设PN=xm,矩形PQMN的面积为,同理可证△APN∽△ABC,求出,则,由此利用二次函数的性质求解即可;
    (3)如图所示,过点A作AD⊥BC于D,交PN于E,同理可证△APN∽△ABC,AE⊥PN,得到,利用勾股定理和面积法求出,,从而求出,则.
    (1)
    解:由题意得四边形PQDE是矩形,设正方形PQMN的边长为xm,则PN=PQ=ED=xm,
    ∴AE=AD-ED=(8-x)m,
    ∵四边形PQMN是正方形,
    ∴,
    ∴△APN∽△ABC,
    ∵AD⊥BC,
    ∴AE⊥PN,
    ∴,即,
    解得,
    ∴正方形PQMN的边长为4.8m;

    (2)
    解:设PN=xm,矩形PQMN的面积为,
    同理可证△APN∽△ABC,
    ∴,即,
    ∴,
    ∴,
    ∵,
    ∴当时,有最大值,最大值为,
    ∴,
    ∴达到这个最大值时矩形零件的两条边长
    (3)
    解:如图所示,过点A作AD⊥BC于D,交PN于E,
    同理可证△APN∽△ABC,AE⊥PN,
    ∴,
    在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=8m,AC=6m,
    ∴,
    ∵,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    故答案为:7.68.

    【点睛】本题主要考查了正方形的性质,平行四边形的性质,相似三角形的性质与判定,勾股定理,二次函数的应用等等,熟知相似三角形的性质与判定条件是解题的关键.


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