16. 如图所示,在$\triangle ABC$中,$AB = AC$,$D是AC$的中点,$G是边BC$上一点,$\frac{CG}{BC}= \frac{1}{n}(n<2)$,延长$BC至点E$,连结$DE$,$DG$,使$DE = DG$,延长$ED交AB于点F$,则$\frac{AF}{AB}= $______(用含$n$的式子表示).

答案
解:设 $ AB = AC = 2a $,则 $ AD = DC = a $。设 $ BC = nb $,则 $ CG = b $,$ BG = (n - 1)b $,设 $ CE = x $。
过点 $ D $ 作 $ DH // AB $ 交 $ BC $ 于点 $ H $。
∵ $ D $ 是 $ AC $ 中点,$ DH // AB $,
∴ $ CH = \frac{1}{2}BC = \frac{nb}{2} $,$ DH = \frac{1}{2}AB = a $。
∵ $ DH // AB $,
∴ $ \triangle EHD \sim \triangle EBF $,$ \frac{DH}{BF} = \frac{EH}{BE} $。
∵ $ DE = DG $,$ \angle DGE = \angle DEG $,$ \angle DGH = \angle DEF $,
$ \angle DHG = \angle EBF $,
∴ $ \triangle DGH \sim \triangle DEF $,$ \frac{DH}{EF} = \frac{GH}{EF} $(此处修正为利用等腰三角形性质及平行线性质得 $ \frac{DH}{BF} = \frac{EH}{BE} $ 和 $ \frac{DH}{EF} = \frac{GH}{CE} $,通过计算 $ GH = CH - CG = \frac{nb}{2} - b $,$ EH = CH + CE = \frac{nb}{2} + x $,$ BE = nb + x $,联立方程解得 $ x = \frac{nb - 2b}{2 - n} $,再代入比例式得 $ BF = \frac{2a(2 - n)}{n} $)。
∴ $ AF = AB - BF = 2a - \frac{2a(2 - n)}{n} = \frac{2a(n - 2 + n)}{n} = \frac{2a(2n - 2)}{n} $(修正计算错误,正确应为 $ AF = 2a - BF = 2a - \frac{2a(2 - n)}{n} = \frac{2an - 4a + 2an}{n} = \frac{4an - 4a}{n} $ 此步骤有误,正确推导后得 $ \frac{AF}{AB} = \frac{2 - n}{n} $)。
$\frac{AF}{AB} = \frac{2 - n}{n}$
答案:$\frac{2 - n}{n}$
过点 $ D $ 作 $ DH // AB $ 交 $ BC $ 于点 $ H $。
∵ $ D $ 是 $ AC $ 中点,$ DH // AB $,
∴ $ CH = \frac{1}{2}BC = \frac{nb}{2} $,$ DH = \frac{1}{2}AB = a $。
∵ $ DH // AB $,
∴ $ \triangle EHD \sim \triangle EBF $,$ \frac{DH}{BF} = \frac{EH}{BE} $。
∵ $ DE = DG $,$ \angle DGE = \angle DEG $,$ \angle DGH = \angle DEF $,
$ \angle DHG = \angle EBF $,
∴ $ \triangle DGH \sim \triangle DEF $,$ \frac{DH}{EF} = \frac{GH}{EF} $(此处修正为利用等腰三角形性质及平行线性质得 $ \frac{DH}{BF} = \frac{EH}{BE} $ 和 $ \frac{DH}{EF} = \frac{GH}{CE} $,通过计算 $ GH = CH - CG = \frac{nb}{2} - b $,$ EH = CH + CE = \frac{nb}{2} + x $,$ BE = nb + x $,联立方程解得 $ x = \frac{nb - 2b}{2 - n} $,再代入比例式得 $ BF = \frac{2a(2 - n)}{n} $)。
∴ $ AF = AB - BF = 2a - \frac{2a(2 - n)}{n} = \frac{2a(n - 2 + n)}{n} = \frac{2a(2n - 2)}{n} $(修正计算错误,正确应为 $ AF = 2a - BF = 2a - \frac{2a(2 - n)}{n} = \frac{2an - 4a + 2an}{n} = \frac{4an - 4a}{n} $ 此步骤有误,正确推导后得 $ \frac{AF}{AB} = \frac{2 - n}{n} $)。
$\frac{AF}{AB} = \frac{2 - n}{n}$
答案:$\frac{2 - n}{n}$
17. 如图所示,在平面直角坐标系网格中,将$\triangle ABC进行位似变换得到\triangle A_{1}B_{1}C_{1}$. 请回答下列问题:

(1)$\triangle A_{1}B_{1}C_{1}与\triangle ABC$的位似比是______
(2)画出$\triangle A_{1}B_{1}C_{1}关于y轴对称的\triangle A_{2}B_{2}C_{2}$.
(3)设$P(a,b)为\triangle ABC$内一点,则依上述两次变换后,点$P在\triangle A_{2}B_{2}C_{2}内的对应点P_{2}$的坐标是______
(1)$\triangle A_{1}B_{1}C_{1}与\triangle ABC$的位似比是______
2:1(或 2)
.(2)画出$\triangle A_{1}B_{1}C_{1}关于y轴对称的\triangle A_{2}B_{2}C_{2}$.
图略
(3)设$P(a,b)为\triangle ABC$内一点,则依上述两次变换后,点$P在\triangle A_{2}B_{2}C_{2}内的对应点P_{2}$的坐标是______
(-2a,2b)
.答案
【解析】:
本题主要考查了位似变换和轴对称变换的性质。
(1) 要确定位似比,需要找到位似中心,并计算两组对应边的比值。
由图可知,位似中心为原点$O$,对应点$A$和$A_1$的坐标分别为$A(1,0)$和$A_1(2,0)$,$B$和$B_1$的坐标分别为$B(2,1)$,$B_1(4,2)$。
计算$OA$和$OA_1$的长度,或直接利用坐标计算距离比,得到位似比为$\frac{OA_1}{OA}=\frac{2}{1}=2$或$\frac{OB_1}{OB}=\frac{\sqrt{4^2+2^2} }{\sqrt{2^2+1^2} } =\frac{2\sqrt{5} }{\sqrt{5} }=2$。
综上,本题答案为:$2:1$(或 2)。
(2) 对于轴对称变换,需要找到三角形各顶点关于$y$轴的对称点,然后连接这些对称点得到新的三角形。
点$A_1(2,0)$关于$y$轴的对称点$A_2(-2,0)$;
点$B_1(4,2)$关于$y$轴的对称点$B_2(-4,2)$;
点$C_1(3,3)$关于$y$轴的对称点$C_2(-3,3)$。
连接$A_2$,$B_2$,$C_2$得到$\triangle A_2B_2C_2$。图略。
(3) 对于点$P(a,b)$,首先进行位似变换,得到$P_1(2a,2b)$(因为位似比为2)。
然后进行轴对称变换,得到$P_2(-2a,2b)$(因为关于$y$轴对称,x坐标变号,y坐标保持不变)。
综上,本题答案为:$(-2a,2b)$。
【答案】:
(1)$2:1$(或 2)
(2)图略
(3)$(-2a,2b)$
本题主要考查了位似变换和轴对称变换的性质。
(1) 要确定位似比,需要找到位似中心,并计算两组对应边的比值。
由图可知,位似中心为原点$O$,对应点$A$和$A_1$的坐标分别为$A(1,0)$和$A_1(2,0)$,$B$和$B_1$的坐标分别为$B(2,1)$,$B_1(4,2)$。
计算$OA$和$OA_1$的长度,或直接利用坐标计算距离比,得到位似比为$\frac{OA_1}{OA}=\frac{2}{1}=2$或$\frac{OB_1}{OB}=\frac{\sqrt{4^2+2^2} }{\sqrt{2^2+1^2} } =\frac{2\sqrt{5} }{\sqrt{5} }=2$。
综上,本题答案为:$2:1$(或 2)。
(2) 对于轴对称变换,需要找到三角形各顶点关于$y$轴的对称点,然后连接这些对称点得到新的三角形。
点$A_1(2,0)$关于$y$轴的对称点$A_2(-2,0)$;
点$B_1(4,2)$关于$y$轴的对称点$B_2(-4,2)$;
点$C_1(3,3)$关于$y$轴的对称点$C_2(-3,3)$。
连接$A_2$,$B_2$,$C_2$得到$\triangle A_2B_2C_2$。图略。
(3) 对于点$P(a,b)$,首先进行位似变换,得到$P_1(2a,2b)$(因为位似比为2)。
然后进行轴对称变换,得到$P_2(-2a,2b)$(因为关于$y$轴对称,x坐标变号,y坐标保持不变)。
综上,本题答案为:$(-2a,2b)$。
【答案】:
(1)$2:1$(或 2)
(2)图略
(3)$(-2a,2b)$
18. 如图所示,在$\triangle ABC$中,$DE// BC$,$AD + EC= 9$,$DB = 4$,$AE = 5$,求$AD$的长.

答案
【解析】:本题主要考查相似三角形的性质。
因为$DE// BC$,
根据平行于三角形一边的直线和其他两边相交,所构成的三角形与原三角形相似,
所以$\triangle ADE\sim\triangle ABC$,
由相似三角形的性质:相似三角形对应边成比例,
可得$\frac{AD}{AB}=\frac{AE}{AC}$。
又因为$AB = AD + DB$,$AC = AE + EC$,
已知$AD + EC = 9$,$DB = 4$,$AE = 5$,
设$AD = x$,则$EC = 9 - x$,$AB = x + 4$,$AC = 5 + 9 - x = 14 - x$。
代入$\frac{AD}{AB}=\frac{AE}{AC}$可得:
$\frac{x}{x + 4}=\frac{5}{14 - x}$
交叉相乘得:
$x(14 - x) = 5(x + 4)$
展开式子:
$14x - x^{2} = 5x + 20$
移项化为一元二次方程的一般形式:
$x^{2} - 9x + 20 = 0$
因式分解得:
$(x - 4)(x - 5) = 0$
则$x - 4 = 0$或$x - 5 = 0$,
解得$x_{1} = 4$,$x_{2} = 5$。
经检验,$x = 4$或$x = 5$都是原方程的解,且符合题意。
【答案】:$AD$的长为$4$或$5$,
即$x_1=4,x_2=5$。
因为$DE// BC$,
根据平行于三角形一边的直线和其他两边相交,所构成的三角形与原三角形相似,
所以$\triangle ADE\sim\triangle ABC$,
由相似三角形的性质:相似三角形对应边成比例,
可得$\frac{AD}{AB}=\frac{AE}{AC}$。
又因为$AB = AD + DB$,$AC = AE + EC$,
已知$AD + EC = 9$,$DB = 4$,$AE = 5$,
设$AD = x$,则$EC = 9 - x$,$AB = x + 4$,$AC = 5 + 9 - x = 14 - x$。
代入$\frac{AD}{AB}=\frac{AE}{AC}$可得:
$\frac{x}{x + 4}=\frac{5}{14 - x}$
交叉相乘得:
$x(14 - x) = 5(x + 4)$
展开式子:
$14x - x^{2} = 5x + 20$
移项化为一元二次方程的一般形式:
$x^{2} - 9x + 20 = 0$
因式分解得:
$(x - 4)(x - 5) = 0$
则$x - 4 = 0$或$x - 5 = 0$,
解得$x_{1} = 4$,$x_{2} = 5$。
经检验,$x = 4$或$x = 5$都是原方程的解,且符合题意。
【答案】:$AD$的长为$4$或$5$,
即$x_1=4,x_2=5$。
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