1.把一个四边形放大成与其相似的四边形,如果边长扩大为原来的10倍,那么面积扩大为原来的倍;如果面积扩大为原来的25倍,那么边长扩大为原来的倍。
答案
解:相似多边形的面积比等于相似比的平方。
若边长扩大为原来的10倍,则相似比为10,面积比为$10^2=100$,即面积扩大为原来的100倍;
若面积扩大为原来的25倍,设相似比为$k$($k>0$),则$k^2=25$,解得$k=5$,即边长扩大为原来的5倍。
答案依次为:$\boldsymbol{100}$;$\boldsymbol{5}$。
若边长扩大为原来的10倍,则相似比为10,面积比为$10^2=100$,即面积扩大为原来的100倍;
若面积扩大为原来的25倍,设相似比为$k$($k>0$),则$k^2=25$,解得$k=5$,即边长扩大为原来的5倍。
答案依次为:$\boldsymbol{100}$;$\boldsymbol{5}$。
2.如图,$AB// CD$,$\frac{AO}{OD}=\frac{2}{3}$,则$△ AOB$与$△ DOC$的周长的比是.
(第2题)
答案
$\boldsymbol{\frac{2}{3}}$(或$2:3$)
解析
解:
∵ $AB// CD$,
∴ $∠ A = ∠ D$,$∠ B = ∠ C$,
又∵ $∠ AOB = ∠ DOC$,
∴ $△ AOB ∽ △ DOC$。
∵ 相似三角形的周长比等于相似比,且$\frac{AO}{OD}=\frac{2}{3}$,
∴ $△ AOB$与$△ DOC$的周长的比是$\frac{2}{3}$(或$2:3$)。
∵ $AB// CD$,
∴ $∠ A = ∠ D$,$∠ B = ∠ C$,
又∵ $∠ AOB = ∠ DOC$,
∴ $△ AOB ∽ △ DOC$。
∵ 相似三角形的周长比等于相似比,且$\frac{AO}{OD}=\frac{2}{3}$,
∴ $△ AOB$与$△ DOC$的周长的比是$\frac{2}{3}$(或$2:3$)。
3.如图,将$△ ABC$沿$BC$边上的中线$AD$平移到$△ A'B'C'$的位置.已知$△ ABC$的面积为9,阴影部分三角形的面积为4.若$AA'=1$,则$A'D=$.

答案
$\boldsymbol{2}$
解析
解:
∵ AD是BC边上的中线,
∴ BD=CD,$S_{△ ABD}=S_{△ ACD}=\frac{1}{2}S_{△ ABC}=\frac{9}{2}$。
设$A'B'$交$AB$于点$E$,$A'C'$交$AC$于点$F$,
由平移的性质得:$A'E// AB$,$A'F// AC$,
∴ $△ DA'E ∽ △ DAB$,$△ DA'F ∽ △ DAC$,
∴ $\frac{S_{△ DA'E}}{S_{△ DAB}}=(\frac{A'D}{AD})^2$,$\frac{S_{△ DA'F}}{S_{△ DAC}}=(\frac{A'D}{AD})^2$,
两式相加得:$\frac{S_{△ DA'E}+S_{△ DA'F}}{S_{△ DAB}+S_{△ DAC}}=(\frac{A'D}{AD})^2$。
∵ 阴影部分面积$S_{△ DA'E}+S_{△ DA'F}=4$,$S_{△ DAB}+S_{△ DAC}=S_{△ ABC}=9$,
∴ $\frac{4}{9}=(\frac{A'D}{AD})^2$,
∵ 线段长度为正,∴ $\frac{A'D}{AD}=\frac{2}{3}$。
又∵ $AD=AA'+A'D=1+A'D$,代入得:
$\frac{A'D}{1+A'D}=\frac{2}{3}$,
解得$A'D=2$。
最终
∵ AD是BC边上的中线,
∴ BD=CD,$S_{△ ABD}=S_{△ ACD}=\frac{1}{2}S_{△ ABC}=\frac{9}{2}$。
设$A'B'$交$AB$于点$E$,$A'C'$交$AC$于点$F$,
由平移的性质得:$A'E// AB$,$A'F// AC$,
∴ $△ DA'E ∽ △ DAB$,$△ DA'F ∽ △ DAC$,
∴ $\frac{S_{△ DA'E}}{S_{△ DAB}}=(\frac{A'D}{AD})^2$,$\frac{S_{△ DA'F}}{S_{△ DAC}}=(\frac{A'D}{AD})^2$,
两式相加得:$\frac{S_{△ DA'E}+S_{△ DA'F}}{S_{△ DAB}+S_{△ DAC}}=(\frac{A'D}{AD})^2$。
∵ 阴影部分面积$S_{△ DA'E}+S_{△ DA'F}=4$,$S_{△ DAB}+S_{△ DAC}=S_{△ ABC}=9$,
∴ $\frac{4}{9}=(\frac{A'D}{AD})^2$,
∵ 线段长度为正,∴ $\frac{A'D}{AD}=\frac{2}{3}$。
又∵ $AD=AA'+A'D=1+A'D$,代入得:
$\frac{A'D}{1+A'D}=\frac{2}{3}$,
解得$A'D=2$。
最终
4.如图,等边三角形ABC的边长为3,P为BC上一点,且$BP=1$,D为AC上一点.若$∠ APD=60°$,则$CD=\_\_\_\_\_\_$.

答案
$\boldsymbol{\frac{2}{3}}$
解析
解:
∵ △ABC是等边三角形,
∴ ∠B = ∠C = 60°,AB = BC = 3,
∴ PC = BC - BP = 3 - 1 = 2。
∵ ∠APC是△ABP的外角,
∴ ∠APC = ∠B + ∠BAP = 60° + ∠BAP,
又∵ ∠APC = ∠APD + ∠CPD,且∠APD = 60°,
∴ 60° + ∠BAP = 60° + ∠CPD,
∴ ∠BAP = ∠CPD。
∴ △ABP ∽ △PCD,
∴ $\frac{AB}{PC} = \frac{BP}{CD}$,
将AB=3,PC=2,BP=1代入得:
$\frac{3}{2} = \frac{1}{CD}$,
解得 $CD = \frac{2}{3}$。
∵ △ABC是等边三角形,
∴ ∠B = ∠C = 60°,AB = BC = 3,
∴ PC = BC - BP = 3 - 1 = 2。
∵ ∠APC是△ABP的外角,
∴ ∠APC = ∠B + ∠BAP = 60° + ∠BAP,
又∵ ∠APC = ∠APD + ∠CPD,且∠APD = 60°,
∴ 60° + ∠BAP = 60° + ∠CPD,
∴ ∠BAP = ∠CPD。
∴ △ABP ∽ △PCD,
∴ $\frac{AB}{PC} = \frac{BP}{CD}$,
将AB=3,PC=2,BP=1代入得:
$\frac{3}{2} = \frac{1}{CD}$,
解得 $CD = \frac{2}{3}$。
5. 提升题 如图,$△ ABC$为锐角三角形,$AD$是$BC$边上的高,正方形$EFGH$的一边$FG$在$BC$上,顶点$E$,$H$分别在$AB$,$AC$上。已知$BC=40\ \mathrm{cm}$,$AD=30\ \mathrm{cm}$。
(1)求证:$△ AEH ∽ △ ABC$;
(2)求正方形$EFGH$的边长与面积。

(1)求证:$△ AEH ∽ △ ABC$;
(2)求正方形$EFGH$的边长与面积。
答案
(1) 证明:
∵ 四边形EFGH是正方形,
∴ $EH // BC$,
∴ $∠ AEH = ∠ B$,$∠ AHE = ∠ C$,
∴ $△ AEH ∽ △ ABC$。
---
(2) 解:
设正方形EFGH的边长为$x\ \mathrm{cm}$,记$AD$与$EH$交于点$M$。
∵ $AD ⊥ BC$,$EH // BC$,
∴ $AD ⊥ EH$,即$AM$是$△ AEH$的高。
∵ 四边形EFGH是正方形,
∴ $EF ⊥ BC$,$EH = EF = x$,
∴ 四边形$EFDM$是矩形,得$DM = EF = x$,
∴ $AM = AD - DM = 30 - x$。
由相似三角形对应高的比等于相似比,得:
$\frac{EH}{BC} = \frac{AM}{AD}$
将$EH=x$,$BC=40$,$AM=30-x$,$AD=30$代入得:
$\frac{x}{40} = \frac{30 - x}{30}$
解方程:
$30x = 40(30 - x)$
$70x = 1200$
$x = \frac{120}{7}$
正方形EFGH的面积为:
$x^2 = (\frac{120}{7})^2 = \frac{14400}{49}\ \mathrm{cm}^2$
答:正方形EFGH的边长为$\frac{120}{7}\ \mathrm{cm}$,面积为$\frac{14400}{49}\ \mathrm{cm}^2$。
∵ 四边形EFGH是正方形,
∴ $EH // BC$,
∴ $∠ AEH = ∠ B$,$∠ AHE = ∠ C$,
∴ $△ AEH ∽ △ ABC$。
---
(2) 解:
设正方形EFGH的边长为$x\ \mathrm{cm}$,记$AD$与$EH$交于点$M$。
∵ $AD ⊥ BC$,$EH // BC$,
∴ $AD ⊥ EH$,即$AM$是$△ AEH$的高。
∵ 四边形EFGH是正方形,
∴ $EF ⊥ BC$,$EH = EF = x$,
∴ 四边形$EFDM$是矩形,得$DM = EF = x$,
∴ $AM = AD - DM = 30 - x$。
由相似三角形对应高的比等于相似比,得:
$\frac{EH}{BC} = \frac{AM}{AD}$
将$EH=x$,$BC=40$,$AM=30-x$,$AD=30$代入得:
$\frac{x}{40} = \frac{30 - x}{30}$
解方程:
$30x = 40(30 - x)$
$70x = 1200$
$x = \frac{120}{7}$
正方形EFGH的面积为:
$x^2 = (\frac{120}{7})^2 = \frac{14400}{49}\ \mathrm{cm}^2$
答:正方形EFGH的边长为$\frac{120}{7}\ \mathrm{cm}$,面积为$\frac{14400}{49}\ \mathrm{cm}^2$。
6. 如图,在$△ ABC$中,$AB=AC$,以AC为直径的$\odot O$与BC相交于点D,$DE\bot AB$,垂足为E,ED的延长线与AC的延长线相交于点F.
(1)求证:DE是$\odot O$的切线;
(2)若$\odot O$的半径为2,$BE=1$,求CF的长.

(1)求证:DE是$\odot O$的切线;
(2)若$\odot O$的半径为2,$BE=1$,求CF的长.
答案
(1) 证明:
连接$OD$,
$\because OD=OC$,
$\therefore ∠ ODC=∠ OCD$。
$\because AB=AC$,
$\therefore ∠ B=∠ OCD$,
$\therefore ∠ B=∠ ODC$,
$\therefore OD// AB$。
$\because DE⊥ AB$,
$\therefore DE⊥ OD$。
又$\because OD$是$\odot O$的半径,
$\therefore DE$是$\odot O$的切线。
---
(2) 解:
$\because \odot O$的半径为$2$,
$\therefore AC=AB=2×2=4$。
$\because BE=1$,
$\therefore AE=AB-BE=4-1=3$。
由(1)知$OD// AB$,$OD⊥ DF$,
$\therefore ∠ FDO=∠ FEA=90°$,
又$\because ∠ F=∠ F$,
$\therefore △ FOD∽△ FAE$,
$\therefore \dfrac{OD}{AE}=\dfrac{OF}{AF}$。
设$CF=x$,则$OF=OC+CF=2+x$,$AF=AC+CF=4+x$,代入得:
$\dfrac{2}{3}=\dfrac{2+x}{4+x}$
交叉相乘得:$2(4+x)=3(2+x)$,
解得$x=2$,经检验$x=2$是原方程的解。
$\therefore CF$的长为$\boldsymbol{2}$。
连接$OD$,
$\because OD=OC$,
$\therefore ∠ ODC=∠ OCD$。
$\because AB=AC$,
$\therefore ∠ B=∠ OCD$,
$\therefore ∠ B=∠ ODC$,
$\therefore OD// AB$。
$\because DE⊥ AB$,
$\therefore DE⊥ OD$。
又$\because OD$是$\odot O$的半径,
$\therefore DE$是$\odot O$的切线。
---
(2) 解:
$\because \odot O$的半径为$2$,
$\therefore AC=AB=2×2=4$。
$\because BE=1$,
$\therefore AE=AB-BE=4-1=3$。
由(1)知$OD// AB$,$OD⊥ DF$,
$\therefore ∠ FDO=∠ FEA=90°$,
又$\because ∠ F=∠ F$,
$\therefore △ FOD∽△ FAE$,
$\therefore \dfrac{OD}{AE}=\dfrac{OF}{AF}$。
设$CF=x$,则$OF=OC+CF=2+x$,$AF=AC+CF=4+x$,代入得:
$\dfrac{2}{3}=\dfrac{2+x}{4+x}$
交叉相乘得:$2(4+x)=3(2+x)$,
解得$x=2$,经检验$x=2$是原方程的解。
$\therefore CF$的长为$\boldsymbol{2}$。
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