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第二十七章 相似本章综合测试题
一、单选题
1.已知2x=3y,则下列比例式成立的是( )
A. B. C. D.
2.若△ABC∽△DEF,且对应中线比为2:3,则△ABC与△DEF的面积比为( )
A.3:2 B.2:3 C.4:9 D.9:16
3.下列说法正确的是( )
A.对角线相等的四边形是矩形.
B.相似三角形的面积的比等于相似比.
C.方差越大,数据的波动越大;方差越小,数据的波动越小.
D.过一点有且只有一条直线与已知直线平行.
4.两个相似三角形的对应边上的中线比为,则它们面积比的为( )
A. B. C. D.
5.在如图所示的各组图形中,相似的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
6.如图:已知 ,且 ,则 ( )
A.5 B.3 C.3. 2 D.4
7.如图,在中,对角线,交于点,为三等分点且,连接交于点,若的面积为1,则的面积为( )
A.16 B.20 C.24 D.18
8.如图,在△ABC中,两条中线BE,CD相交于点O,则S△DOE:S△COB等于( )
A.1:2 B.1:3 C.1:4 D.2:3
9.如图,菱形ABCD的边长为6,∠ABC=120°,M是BC边的一个三等分点,P是对角线AC上的动点,当PB+PM的值最小时,PM的长是( )
A. B. C. D.
二、填空题
10.如图,在 中, , , 为 边上的一点,且 .若 的面积为1,则 的面积为 .
11.如图,矩形ABCD中,AB=3,BC=6,点E、F是BC的三等分点,连接AF,DE,相交于点M,则线段ME的长为 .
12.如图,已知点A(2,3)和点B(0,2),点A在反比例函数y= 的图象上.作射线AB,再将射线AB绕点A按逆时针方向旋转45°,交反比例函数图象于点C,则点C的坐标为 .
三、计算题
13.已知线段x、y满足 求 的值.
四、解答题
14.在Rt △ABC中,斜边AB=205, ,试求AC,BC的值。
15.如图,在平面直角坐标系 中,矩形 的顶点 在反比例函数 ( , )的图象上,纵坐标分别为1和3,求 的值.
16.已知线段a、b,求作线段x,使a:b=b:x.
五、作图题
17.如图,△ABC中,P是线段AB上一点,尺规作图:在BC边上找一点D,使以P、D、B为顶点的三角形与△ABC相似(保留作图痕迹,不写作法)
六、综合题
18.如图,在△ABC中,D,E分别是边AB,AC上的点,连结DE, ∠ADE= ∠ACB.
(1)求证:△ADE∽△ACB.
(2)如果E是AC的中点,AD=8,AB=10,求AE的长.
19.在△ABC中,∠ACB=90°,点E是斜边AB的中点,AB=10,BC=8,点P在CE的延长线上,过点P作PQ⊥CB,交CB的延长线于点Q,设EP=x
(1)如图1,求证:△ABC∽△PCQ;
(2)如图2,连接PB,当PB平分∠CPQ时,试用含x的代数式表示△PBE的面积;
(3)如图3,过点B作BF⊥AB交PQ于点F.若∠BEF=∠A,试求x的值.
20.如图,在平面直角坐标系中,已知点A,B,C的坐标分别为(﹣1,0),(5,0),(0,2).
(1)求过A,B,C三点的抛物线解析式;
(2)若点P从A点出发,沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度向B点移动,连接PC并延长到点E,使CE=PC,将线段PE绕点P顺时针旋转90°得到线段PF,连接FB.若点P运动的时间为t秒,(0≤t≤6)设△PBF的面积为S;
①求S与t的函数关系式;
②当t是多少时,△PBF的面积最大,最大面积是多少?
(3)点P在移动的过程中,△PBF能否成为直角三角形?若能,直接写出点F的坐标;若不能,请说明理由.
七、实践探究题
21.
(1)【基础巩固】如图1,点A,F,B在同一直线上,若∠A=∠B=∠EFC,求证:△AFE∽△BCF;
(2)【尝试应用】如图2,AB是半圆⊙O的直径,弦长AC=BC=4 ,E,F分别是AC,AB上的一点,若∠CFE=45°.若设AE=y,BF=x,求出y与x的函数关系及y的最大值.
(3)【拓展提高】已知D是等边△ABC边AB上的一点,现将△ABC折叠,使点C与D重合,折痕为EF,点E,F分别在AC和BC上.如图3如果AD:BD=1:2,求CE:CF的值.
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】解:A、变成等积式是:xy=6,故错误;
B、变成等积式是:3x=2y,故错误;
C、变成等积式是:2x=3y,故正确;
D、变成等积式是:3x=2y,故错误.
故答案为:C.
【分析】如果=,那么ad=bc.即可得到答案.
2.【答案】C
【解析】【解答】解:∵△ABC∽△DEF,对应中线比为2:3,
∴△ABC与△DEF的相似比为2:3,
∴△ABC与△DEF的面积比为4:9,
故答案为:C.
【分析】根据相似三角形对应中线的比等于相似比,面积比等于相似比的平方即可得.
3.【答案】C
【解析】【解答】解:A、 对角线相等的平行四边形是矩形,故该选项不正确,不符合题意;
B、 相似三角形的面积的比等于相似比的平方,故该选项不正确,不符合题意;
C、 方差越大,数据的波动越大;方差越小,数据的波动越小,故该选项正确,符合题意;
D、 同一平面内,过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行,故该选项不正确,不符合题意.
故答案为:C.
【分析】根据矩形的判定定理可判断A;根据相似三角形的性质可判断B;根据方差的意义可判断C;根据平行公理及推论可判断D.
4.【答案】B
【解析】【解答】解:∵两个相似三角形的对应边上的中线比为,即其相似比为,
而相似三角形的面积比等于相似比的平方,
∴其面积比为:1∶2.
故答案为:B.
【分析】根据相似三角形对应边上的中线之比等于相似比,而相似三角形面积之比等于相似比的平方,即可得出答案.
5.【答案】C
【解析】【解答】①∵正六边形与一般六边形的对应边不成比例,
∴两图形不相似;
②∵正方形的各角相等,且对应边的比相等,
∴两正方形相似;
③∵菱形的角相等,对应边的比也相等,
∴两个菱形相似.
④两个矩形的对应角相等,但对应边的比不相等,
∴两个矩形不一定相似.
故答案为:C.
【分析】根据相似多边形的性质对各组多边形进行逐一判断即可.
6.【答案】C
【解析】【解答】解:∵AD∥BE∥CF
∴
∵AB=4,BC=5,EF=4
∴
∴DE=3.2
故答案为:C.
【分析】根据平行线分线段成比例定理列出比例式,代入数值进行计算即可.
7.【答案】C
【解析】【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵为三等分点且,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵的面积为1,
∴,
∴,
∴,
∴.
故答案为:C.
【分析】由平行四边形性质得AD∥BC,AD=BC,OB=OD,由平行于三角形一边的直线,截其它两边,所截的三角形与原三角形相似得△EFD∽△CFB,根据相似三角形对应边成比例得,由相似三角形面积的比等于相似比的平方得,得△BCF的面积等于9,由同高三角形面积之比等于底之比得,得△CFD的面积等于3,再由及即可求出答案.
8.【答案】C
【解析】【解答】解:∵BE和CD是△ABC的中线,
∴DE= BC,DE∥BC,
∴ = ,△DOE∽△COB,
∴ =( )2=( )2= ,
故选:C.
【分析】根据三角形的中位线得出DE∥BC,DE= BC,根据平行线的性质得出相似,根据相似三角形的性质求出即可.
9.【答案】A
【解析】【解答】解:如图,连接DP,BD,作DH⊥BC于H.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,B、D关于AC对称,
∴PB+PM=PD+PM,
∴当D、P、M共线时,P′B+P′M=DM的值最小,
∵CM= BC=2,
∵∠ABC=120°,
∴∠DBC=∠ABD=60°,
∴△DBC是等边三角形,∵BC=6,
∴CM=2,HM=1,DH=3 ,
在Rt△DMH中,DM= = =2 ,
∵CM∥AD,
∴ = = = ,
∴P′M= DM= .
故答案为:A.
【分析】根据四边形ABCD是菱形,得到B、D关于AC对称,从而求出D、P、M共线时,P′B+P′M=DM的值最小,此题辅助线较多,计算较麻烦,需仔细认真.
10.【答案】3
【解析】【解答】解:∵∠CAD=∠B,∠ACD=∠BCA,
∴△ACD∽△BCA,
∴ ,即 ,
解得△BCA的面积为4,
∴△ABD的面积为:4 1=3,
故答案为:3.
【分析】证明△ACD∽△BCA,根据相似三角形的性质求出△BCA的面积为4,计算即可.
11.【答案】
【解析】【解答】解:∵矩形ABCD中,AB=3,BC=6,点E、F是BC的三等分点,
∴CE=4,CD=3,EF=2,AD=6,
∴Rt△CDE中,DE= =5,
∵AD∥EF,
∴△ADM∽△FEM,
∴ = ,
即 = ,
∴EM= DE= ,
故答案为: .
【分析】 根据勾股定理即可得到DE的长,再根据△ADM∽△FEM,即可得到ME的长。
12.【答案】(-1,-6)
【解析】【解答】解:作BF⊥AC于点F,作AE⊥y轴于点E,设AC交y轴于点D,
∵A(2,3),B(0,2)
∴AE=2,BE=1,
∴AB=,
又∵∠BAC=45°,
∴BF=AF=,
∴△DEA∽△DFB,令AD=x,
∴=,
∴
∴DE=
又∵
解得=2,=(舍去)
∴AD=2,
设D(0,y)
∴+4=
解得:=-3,=9(舍去)
∴设AC直线方程为y=kx+b,将A(2,3),D(0,-3)代入直线方程得,
;解得
∴AC:y=3x-3,
∵A(2,3)在y=上,
∴k=2×3=6,
∴;解得;
∴C(-1,-6).
【分析】用待定系数法求出反比例函数解析式,再利用△DEA∽△DFB,利用相似三角形的性质求出AD的长,根据勾股定理求出D点坐标,再利用待定系数法求出AC的直线方程,再利用二元一次方程组求出C点坐标。
13.【答案】解: ,
.
∵ ,∴ ,∴ .
∵x、y表示线段,
∴负值不符合题意,
∴ .
【解析】【分析】利用比例性质化比例式化为整式,再移项两边同除以y2,化为 ,然后解一元二次方程,即可求解.
14.【答案】解:设AC=9x,BC=40x,
根据勾股定理可得 ,即 ,
解得x=5.
∴AC=45,BC=200.
【解析】【分析】由已知的比例式可设AC=9x,BC=40x,用勾股定理可得关于x的方程,解方程即可求得x的值,把x的值代入AC=9x,BC=40x计算即可求解。
15.【答案】解:作 轴于D,作 于E,如图,
设 ,
A、B点的纵坐标分别为1和3,
, ,
,
四边形AOCB为矩形,
,
, ,
,
∽ ,
,即 ,解得 (舍去)
即k的值为 .
【解析】【分析】作 轴于D,作 于E,如图,设 , ,可得 , ,然后证明 ∽ ,利用相似三角形的性质即可求解.
16.【答案】解:如图所示,AC=a,AD=b,AB=b,
作∠ADE=∠ACB,
又∵∠A=∠A,
∴△ABC∽△AED,
∴ = ,即 = ,
则AE即为所求的x.
【解析】【分析】根据两角对应相等可得△AED∽△ABC,从而得AC:AD=AB:AE,则AE即为所求的x.
17.【答案】解:如图所示:作∠BPD=∠A,或作∠BPD=∠C,
【解析】【分析】过P作PD∥AC交BC于点D,或作∠BPD=∠C,即可利用相似三角形的判定解答即可.
18.【答案】(1)证明:∵∠ADE= ∠ACB ∠A=∠A
∴△ADE∽△ACB
(2)解:∵点E是AC的中点
∴AC=2AE
∵△ADE∽△ACB
∴ 即
∴ =40
∴AE= .
【解析】【分析】(1)根据有两组角对应相等的两个三角形相似即可证明;
(2)根据相似三角形对应边成比例建立方程,求解即可.
19.【答案】(1)证明:∵点E是斜边AB的中点,
∴CE= ,
∴∠PCQ=∠ABC
∵PQ⊥CB
∴∠PQC=90°
又∵∠ACB=90°,
∴∠PQC=∠ACB
∴△ABC∽△PCQ
(2)解:过点B作BH⊥PC于H,
∵BP平分∠CPQ,BH⊥PC,BQ⊥PQ
∴BH=BQ
由(1)知,△ABC∽△PCQ,
∴ ,即AB×CQ=BC×PC
而AB=10,BC=8,CQ=BC+BQ=8+BQ,PC=CE+EP=5+x
∴10×(8+BQ)=8×(5+x),解得BQ= ,
∴BH=
(3)解:∵∠FBQ+∠ABC=90°,∠A+∠ABC=90°
∴∠A=∠FBQ
又∵∠ACB=∠EBF=90°,
∴△ABC∽△BFQ
∴ ,即AB×BQ=AC×BF
又由(2)知BQ=
∴ =6×BF,解得BF=
∵∠FEB=∠A,∠EBF=∠ACB=90°
∴△ACB∽△EBF
∴ ,即
解得x=10
【解析】【分析】(1)易证明到∠PQC=∠ACB.即可求证:△ABC∽△PCQ(2)过点B作BH⊥PC于H,可证BH=BQ,此时根据(1)中:△ABC∽△PCQ,可解得BQ=BH= , 即可求解.(3)已知BC=8,AB=10,通过证明△ABC∽△BFQ,求出BF,再证△ACB∽△EBF,可得 ,即可求出x的值.
20.【答案】(1)解:(法一)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c(a≠0),把A(﹣1,0),B(5,0),C(0,2)三点代入解析式得: ,
解得 ;
∴ ;
(法二)设抛物线的解析式为y=a(x﹣5)(x+1),
把(0,2)代入解析式得:2=﹣5a,
∴ ;
∴ ,
即
(2)解:①过点F作FD⊥x轴于D,
当点P在原点左侧时,BP=6﹣t,OP=1﹣t;
在Rt△POC中,∠PCO+∠CPO=90°,
∵∠FPD+∠CPO=90°,
∴∠PCO=∠FPD;
∵∠POC=∠FDP,
∴△CPO∽△PFD,
∴ ;
∵PF=PE=2PC,
∴FD=2PO=2(1﹣t);
∴S△PBF= =t2﹣7t+6(0≤t<1);
当点P在原点右侧时,OP=t﹣1,BP=6﹣t;
∵△CPO∽△PFD,
∴FD=2(t﹣1);
∴S△PBF= =﹣t2+7t﹣6(1<t<6);
②当0≤t<1时,S=t2﹣7t+6;
此时t在t=3.5的左侧,S随t的增大而减小,则有:
当t=0时,Smax=0﹣7×0+6=6;
当1<t<6时,S=﹣t2+7t﹣6;
由于1<3.5<6,故当t=3.5时,Smax=﹣3.5×3.5+7×3.5+6=6.25;
综上所述,当t=3.5时,面积最大,且最大值为6.25
(3)解:能;①若F为直角顶点,过F作FD⊥x轴于D,由(2)可知BP=6﹣t,DP=2OC=4,
在Rt△OCP中,OP=t﹣1,
由勾股定理易求得CP2=t2﹣2t+5,那
么PF2=(2CP)2=4(t2﹣2t+5);
在Rt△PFB中,FD⊥PB,
由射影定理可求得PB=PF2÷PD=t2﹣2t+5,
而PB的另一个表达式为:PB=6﹣t,
联立两式可得t2﹣2t+5=6﹣t,即t= ,
P点坐标为( ,0),则F点坐标为:( , ﹣1)
②B为直角顶点,那么此时的情况与(2)题类似,△PFB∽△CPO,且相似比为2,
那么BP=2OC=4,即OP=OB﹣BP=1,此时t=2,P点坐标为(1,0).FD=2(t﹣1)=2,则F点坐标为(5,2)
【解析】【分析】(1)点A、点B是抛物线与x轴交点坐标,函数解析式可设为一般形式或两根式,代入点的坐标即可求出抛物线的解析式;
(2)此小题是单动点问题和旋转相结合。①点P的位置分两种情况:1、当点P在原点的左侧时,OP、BP的长易用含t的代数式表示出来,要求△PBF的面积最大,过点F作FD⊥x轴于D,关键是要用含t的代数式表示BP边上的高FD的长,就需证△CPO∽△PFD,得到FD=2PO,根据三角形的面积公式,就可以求S与t的函数关系式;2、当点P在原点右侧时,可仿照1求解。②根据①得到的S与t的函数关系式,及相应的自变量的取值范围,即可根据函数的增减性求得s的最大值及对应的t的值,然后进行比较得出结论即可;
(3)若点P位于线段OA上,△PBF不可能直角三角形,由于∠BPF<∠CPF=90°,因此点P不能是直角顶点。可以分两种情况:当点F为直角顶点时,可用含t的代数式表示出OP、BP的长,过F作FD⊥x轴于D,在Rt△OCP中,运用勾股定理,可以含t的式子表示出CP2,从而可以得到PF2,在Rt△PFB中,由射影定理可求得PB=PF2÷PD,在根据PB的另一个表达式建立方程,即可求出F点的坐标;B为直角顶点,那么此时的情况与前面类似,可求出点F的坐标。
21.【答案】(1)证明:∵∠A=∠EFC
∴∠E+∠EFA=∠EFA+∠CFB
∴∠E=∠CFB
∵∠A=∠B
∴△AFE∽△BCF
(2)解:∵AB为直径,
∴∠ACB=90°,
∵AC=BC,
∴△ACB为等腰直角三角形,
∴∠BAC=45°=∠CFE,AB=AC=8,
由(1)得 △AFE∽△BCF ,
∴,
∴,
∴ ,
∴,
∵a=-<0,
∴ ;
(3)解:如图,连接DE、DF,
∵ AD:BD=1:2 ,
设AD=1,BD=2,
∴AB=AD+BD=3,
∵△EFC与△EFD 关于EF对称
∴∠EDF=∠ECF=60°,EC=ED,FC=FD
又∵∠B=∠A=60°
∴∠EDF=∠A=∠B
由(1)得△ADE∽△BFD,
.
【解析】【分析】(1)根据三角形内角和定理和平角的定义求出∠E=∠CFB,结合∠A=∠B,则可证出△AFE∽△BCF ;
(2)先求出△ACB为等腰直角三角形,则可得出∠BAC=45°=∠CFE,由(1)证出 △AFE∽△BCF ,根据相似三角形的性质列比例式,则可得出函数式,最后根据二次函数的性质求最大值即可;
(3)连接DE、DF,设AD=1,BD=2,求出等边三角形的边长为3,再根据折叠的性质得出有关角或线段相等,由(1)证出△ADE∽△BFD,然后根据相似三角形的性质列比例式,即可解答.
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