13. 如图,在矩形ABCD中,$AD= 2,CD= 1$,连结AC,以对角线AC为边,按逆时针方向作矩形ABCD的相似矩形$AB_{1}C_{1}C$,再连结$AC_{1}$,以对角线$AC_{1}为边作矩形AB_{1}C_{1}C的相似矩形AB_{2}C_{2}C_{1}$……按此规律继续下去,则矩形$AB_{n}C_{n}C_{n-1}$的面积为

2×(5/4)ⁿ
.答案
2×(5/4)ⁿ
解析
在矩形ABCD中,AD=2,CD=1,面积S₀=2×1=2,对角线AC=√(2²+1²)=√5。
矩形AB₁C₁C与ABCD相似,相似比为对角线AC与原矩形对应边的比。原矩形长宽比为2:1,新矩形以AC为一边,设其邻边为x,由相似比得√5:x=2:1或x:√5=2:1,结合图形结构知新矩形邻边x=√5/2,面积S₁=√5×(√5/2)=5/2=2×(5/4)¹。
同理,后续矩形均以之前矩形的对角线为边作相似矩形,相似比平方为5/4(面积比),故第n个矩形面积Sₙ=2×(5/4)ⁿ。
矩形AB₁C₁C与ABCD相似,相似比为对角线AC与原矩形对应边的比。原矩形长宽比为2:1,新矩形以AC为一边,设其邻边为x,由相似比得√5:x=2:1或x:√5=2:1,结合图形结构知新矩形邻边x=√5/2,面积S₁=√5×(√5/2)=5/2=2×(5/4)¹。
同理,后续矩形均以之前矩形的对角线为边作相似矩形,相似比平方为5/4(面积比),故第n个矩形面积Sₙ=2×(5/4)ⁿ。
14. 如图,四边形ABCD为平行四边形,AE平分$∠BAD$交BC于点E,过点E作$EF// AB$,交AD于点F,连结BF.
(1)求证:BF平分$∠ABC$.
(2)若$AB= 6$,且四边形$ABCD\backsim$四边形CEFD,求BC长.

(1)求证:BF平分$∠ABC$.
(2)若$AB= 6$,且四边形$ABCD\backsim$四边形CEFD,求BC长.
答案
(1)见证明;(2)$3+3\sqrt{5}$。
解析
(1)证明:
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD//BC,AB//CD,AD=BC,AB=CD,
∵EF//AB,
∴四边形ABEF是平行四边形,
∵AE平分∠BAD,
∴∠BAE=∠FAE,
∵AD//BC,
∴∠FAE=∠AEB,
∴∠BAE=∠AEB,
∴AB=BE,
∴四边形ABEF是菱形,
∴BF平分∠ABC;
(2)
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD//BC,AB=CD=6,AD=BC,
∵EF//AB,
∴四边形ABEF和四边形CEFD都是平行四边形,
由
(1)得:四边形ABEF是菱形,
∴AB=BE=EF=AF=6,
设EC=x,则BC=BE+EC=6+x,AD=BC=6+x,
∴FD=AD-AF=6+x-6=x,
∵四边形ABCD∽四边形CEFD,
∴$\frac{AB}{CE}=\frac{BC}{EF},$即$\frac{6}{x}=\frac{6+x}{6},$
整理得:$x^2 + 6x - 36 = 0,$
解得:$x=\frac{-6\pm\sqrt{36 + 144}}{2}=\frac{-6\pm\sqrt{180}}{2}=\frac{-6\pm6\sqrt{5}}{2}=-3\pm3\sqrt{5},$
∵x>0,
∴$x=-3 + 3\sqrt{5},$
∴$BC=6+x=6 - 3 + 3\sqrt{5}=3 + 3\sqrt{5}。$
15. 如图,矩形草坪的长为a米,宽为b米($a>b$),沿草坪四周外围有宽为x米的环形小路.
(1)草坪的长与宽的比值$m= $
(2)请比较m与n的大小.
(3)图中的两个矩形相似吗?为什么?
(1)草坪的长与宽的比值$m= $
$\frac{a}{b}$
,外围矩形的长与宽的比值$n= $$\frac{a + 2x}{b + 2x}$
.(用含有a,b,x的代数式表示)(2)请比较m与n的大小.
$m - n=\frac{a}{b}-\frac{a + 2x}{b + 2x}=\frac{a(b + 2x)-b(a + 2x)}{b(b + 2x)}=\frac{ab+2ax - ab - 2bx}{b(b + 2x)}=\frac{2x(a - b)}{b(b + 2x)}$
因为$a\gt b\gt0$,$x\gt0$,所以$a - b\gt0$,$b(b + 2x)\gt0$,$2x(a - b)\gt0$,即$m - n\gt0$,所以$m\gt n$。
因为$a\gt b\gt0$,$x\gt0$,所以$a - b\gt0$,$b(b + 2x)\gt0$,$2x(a - b)\gt0$,即$m - n\gt0$,所以$m\gt n$。
(3)图中的两个矩形相似吗?为什么?
两个矩形不相似。
若两个矩形相似,则对应边成比例,即$\frac{a}{b}=\frac{a + 2x}{b + 2x}$,由(2)知$\frac{a}{b}\neq\frac{a + 2x}{b + 2x}$,所以这两个矩形不相似。
若两个矩形相似,则对应边成比例,即$\frac{a}{b}=\frac{a + 2x}{b + 2x}$,由(2)知$\frac{a}{b}\neq\frac{a + 2x}{b + 2x}$,所以这两个矩形不相似。
答案
(1)$m = \frac{a}{b}$;$n = \frac{a + 2x}{b + 2x}$。
(2)$m - n=\frac{a}{b}-\frac{a + 2x}{b + 2x}=\frac{a(b + 2x)-b(a + 2x)}{b(b + 2x)}=\frac{ab+2ax - ab - 2bx}{b(b + 2x)}=\frac{2x(a - b)}{b(b + 2x)}$
因为$a\gt b\gt0$,$x\gt0$,所以$a - b\gt0$,$b(b + 2x)\gt0$,$2x(a - b)\gt0$,即$m - n\gt0$,所以$m\gt n$。
(3)两个矩形不相似。
若两个矩形相似,则对应边成比例,即$\frac{a}{b}=\frac{a + 2x}{b + 2x}$,由(2)知$\frac{a}{b}\neq\frac{a + 2x}{b + 2x}$,所以这两个矩形不相似。
(2)$m - n=\frac{a}{b}-\frac{a + 2x}{b + 2x}=\frac{a(b + 2x)-b(a + 2x)}{b(b + 2x)}=\frac{ab+2ax - ab - 2bx}{b(b + 2x)}=\frac{2x(a - b)}{b(b + 2x)}$
因为$a\gt b\gt0$,$x\gt0$,所以$a - b\gt0$,$b(b + 2x)\gt0$,$2x(a - b)\gt0$,即$m - n\gt0$,所以$m\gt n$。
(3)两个矩形不相似。
若两个矩形相似,则对应边成比例,即$\frac{a}{b}=\frac{a + 2x}{b + 2x}$,由(2)知$\frac{a}{b}\neq\frac{a + 2x}{b + 2x}$,所以这两个矩形不相似。
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