1. 如图,在$△ ABC$中,AD是中线,$∠ B=∠ DAC$,若$BC=8$,求$AC$的长.

答案
1.
∵AD 是中线,BC=8,
∴BD=CD=4.
∵∠B=∠DAC,∠C=∠C,
∴△ABC∽△DAC,
∴$\frac{AC}{DC}=\frac{BC}{AC}$,
∴$AC=\sqrt{BC · DC}=4\sqrt{2}$.
∵AD 是中线,BC=8,
∴BD=CD=4.
∵∠B=∠DAC,∠C=∠C,
∴△ABC∽△DAC,
∴$\frac{AC}{DC}=\frac{BC}{AC}$,
∴$AC=\sqrt{BC · DC}=4\sqrt{2}$.
解析
【分析】
解题时先从已知条件入手:首先AD是△ABC的中线,结合BC的长度可先求出CD的长度;再观察角的条件,已知∠B=∠DAC,还有公共角∠C,满足两角分别相等的两个三角形相似的判定条件,可推出△ABC和△DAC相似;最后根据相似三角形对应边成比例,列出关于AC的比例式,代入已知线段长度即可求出AC的长。
【解析】
∵AD是△ABC的中线,BC=8,
∴$CD=\frac{1}{2}BC=4$。
在△ABC和△DAC中:
$\begin{cases}∠B=∠DAC \\∠C=∠C\end{cases}$
∴△ABC∽△DAC(两角分别相等的两个三角形相似)。
根据相似三角形对应边成比例,可得:
$\frac{AC}{DC}=\frac{BC}{AC}$,
交叉变形得$AC^2=BC· DC$,
代入BC=8,DC=4,得$AC^2=8×4=32$,
∵AC为线段长度,取值为正,
∴$AC=\sqrt{32}=4\sqrt{2}$。
【答案】
$4\sqrt{2}$
【知识点】
三角形中线的定义,相似三角形的判定,相似三角形的性质
【点评】
本题是相似三角形应用的基础题型,解题核心是准确找到两组相等的对应角判定三角形相似,再结合中线性质得到相关线段长度,利用相似三角形的边比例关系建立等式求解,熟练掌握相似三角形的判定和性质即可快速解决这类问题。
【难度系数】
0.7
解题时先从已知条件入手:首先AD是△ABC的中线,结合BC的长度可先求出CD的长度;再观察角的条件,已知∠B=∠DAC,还有公共角∠C,满足两角分别相等的两个三角形相似的判定条件,可推出△ABC和△DAC相似;最后根据相似三角形对应边成比例,列出关于AC的比例式,代入已知线段长度即可求出AC的长。
【解析】
∵AD是△ABC的中线,BC=8,
∴$CD=\frac{1}{2}BC=4$。
在△ABC和△DAC中:
$\begin{cases}∠B=∠DAC \\∠C=∠C\end{cases}$
∴△ABC∽△DAC(两角分别相等的两个三角形相似)。
根据相似三角形对应边成比例,可得:
$\frac{AC}{DC}=\frac{BC}{AC}$,
交叉变形得$AC^2=BC· DC$,
代入BC=8,DC=4,得$AC^2=8×4=32$,
∵AC为线段长度,取值为正,
∴$AC=\sqrt{32}=4\sqrt{2}$。
【答案】
$4\sqrt{2}$
【知识点】
三角形中线的定义,相似三角形的判定,相似三角形的性质
【点评】
本题是相似三角形应用的基础题型,解题核心是准确找到两组相等的对应角判定三角形相似,再结合中线性质得到相关线段长度,利用相似三角形的边比例关系建立等式求解,熟练掌握相似三角形的判定和性质即可快速解决这类问题。
【难度系数】
0.7
2. 如图,$AB// GH// CD$,点 $H$ 在 $BC$ 上,$AC$ 与 $BD$ 交于点 $G$,$AB=2$,$CD=3$,求 $GH$ 的长.

答案
2.
∵AB//GH//CD,
∴△GHC∽△ABC,△BGH∽△BDC,
∴$\frac{GH}{AB}=\frac{HC}{BC},\frac{GH}{DC}=\frac{BH}{BC}$,
∴$\frac{GH}{AB}+\frac{GH}{DC}=\frac{HC}{BC}+\frac{BH}{BC}=1$.
∵AB=2,CD=3,
∴$\frac{GH}{2}+\frac{GH}{3}=1$,
∴$GH=\frac{6}{5}$.
∵AB//GH//CD,
∴△GHC∽△ABC,△BGH∽△BDC,
∴$\frac{GH}{AB}=\frac{HC}{BC},\frac{GH}{DC}=\frac{BH}{BC}$,
∴$\frac{GH}{AB}+\frac{GH}{DC}=\frac{HC}{BC}+\frac{BH}{BC}=1$.
∵AB=2,CD=3,
∴$\frac{GH}{2}+\frac{GH}{3}=1$,
∴$GH=\frac{6}{5}$.
解析
【分析】
遇到多条平行线截三角形的问题,首先考虑利用平行线判定相似三角形,得到对应边的比例关系。本题中由AB//GH可推出△GHC与△ABC相似,由GH//CD可推出△BGH与△BDC相似,两个相似关系得到的比例式中都含有边长BC,将两个比例式相加后,右侧的HC+BH刚好等于BC,即可消去BC得到仅含GH的方程,代入已知长度解方程即可求出GH的长。
【解析】
∵AB//GH//CD,
∴△GHC∽△ABC,△BGH∽△BDC,
根据相似三角形对应边成比例可得:
$\frac{GH}{AB}=\frac{HC}{BC}$,$\frac{GH}{DC}=\frac{BH}{BC}$,
将两个等式左右两边分别相加:
$\frac{GH}{AB}+\frac{GH}{DC}=\frac{HC}{BC}+\frac{BH}{BC}=\frac{HC+BH}{BC}=\frac{BC}{BC}=1$,
把AB=2,CD=3代入上式得:
$\frac{GH}{2}+\frac{GH}{3}=1$,
通分整理得$5GH=6$,
解得$GH=\frac{6}{5}$。
【答案】
$\frac{6}{5}$
【知识点】
相似三角形的判定;相似三角形的性质;比例的性质
【点评】
本题考查相似三角形的实际应用,解题核心是利用平行线得到两组相似三角形,再通过比例式相加消去公共的底边长BC,这种整体相加消元的方法在相似三角形求线段长的题型中十分常见,要注意总结运用。
【难度系数】
0.6
遇到多条平行线截三角形的问题,首先考虑利用平行线判定相似三角形,得到对应边的比例关系。本题中由AB//GH可推出△GHC与△ABC相似,由GH//CD可推出△BGH与△BDC相似,两个相似关系得到的比例式中都含有边长BC,将两个比例式相加后,右侧的HC+BH刚好等于BC,即可消去BC得到仅含GH的方程,代入已知长度解方程即可求出GH的长。
【解析】
∵AB//GH//CD,
∴△GHC∽△ABC,△BGH∽△BDC,
根据相似三角形对应边成比例可得:
$\frac{GH}{AB}=\frac{HC}{BC}$,$\frac{GH}{DC}=\frac{BH}{BC}$,
将两个等式左右两边分别相加:
$\frac{GH}{AB}+\frac{GH}{DC}=\frac{HC}{BC}+\frac{BH}{BC}=\frac{HC+BH}{BC}=\frac{BC}{BC}=1$,
把AB=2,CD=3代入上式得:
$\frac{GH}{2}+\frac{GH}{3}=1$,
通分整理得$5GH=6$,
解得$GH=\frac{6}{5}$。
【答案】
$\frac{6}{5}$
【知识点】
相似三角形的判定;相似三角形的性质;比例的性质
【点评】
本题考查相似三角形的实际应用,解题核心是利用平行线得到两组相似三角形,再通过比例式相加消去公共的底边长BC,这种整体相加消元的方法在相似三角形求线段长的题型中十分常见,要注意总结运用。
【难度系数】
0.6
3. 如图,在五角星图形中,$AD=BC$,$C$,$D$两点都是$AB$的黄金分割点,$AB=1$,求$CD$的长.

答案
3.
∵C,D两点都是AB的黄金分割点,
∴$AC=BD=\frac{\sqrt{5}-1}{2}AB=\frac{\sqrt{5}-1}{2}$,
∴$AD=AC-CD=\frac{\sqrt{5}-1}{2}-CD$.
∵AD=BC,
∴$BC=\frac{\sqrt{5}-1}{2}-CD$.
又AC+BC=AB,
∴$\frac{\sqrt{5}-1}{2}+\frac{\sqrt{5}-1}{2}-CD=1$,
∴$CD=\sqrt{5}-2$.
∵C,D两点都是AB的黄金分割点,
∴$AC=BD=\frac{\sqrt{5}-1}{2}AB=\frac{\sqrt{5}-1}{2}$,
∴$AD=AC-CD=\frac{\sqrt{5}-1}{2}-CD$.
∵AD=BC,
∴$BC=\frac{\sqrt{5}-1}{2}-CD$.
又AC+BC=AB,
∴$\frac{\sqrt{5}-1}{2}+\frac{\sqrt{5}-1}{2}-CD=1$,
∴$CD=\sqrt{5}-2$.
解析
【分析】
解题时首先回忆黄金分割的定义:黄金分割点将线段分为较长线段与较短线段,较长线段的长度是原线段长的$\frac{\sqrt{5}-1}{2}$。第一步先根据C、D是AB的黄金分割点,求出较长线段AC、BD的长度;第二步结合线段的和差关系,将BC用含CD的代数式表示;最后利用$AC+BC=AB$的等量关系列方程,即可求解CD的长度。
【解析】
∵C,D两点都是AB的黄金分割点,
∴$AC=BD=\frac{\sqrt{5}-1}{2}AB$,
∵$AB=1$,
∴$AC=BD=\frac{\sqrt{5}-1}{2}$,
∴$AD=AC-CD=\frac{\sqrt{5}-1}{2}-CD$,
又
∵$AD=BC$,
∴$BC=\frac{\sqrt{5}-1}{2}-CD$,
∵$AC+BC=AB$,
将AC、BC的表达式代入得:
$\frac{\sqrt{5}-1}{2}+\frac{\sqrt{5}-1}{2}-CD=1$,
整理得$\sqrt{5}-1 - CD=1$,
解得$CD=\sqrt{5}-2$。
【答案】
$\sqrt{5}-2$
【知识点】
黄金分割的定义;线段和差计算;列方程求线段长
【点评】
本题核心考查黄金分割性质的应用,解题关键是熟记黄金分割的比例关系,同时准确分析图形中线段的和差关系,建立正确的等量式求解,做题时要注意不要混淆黄金分割中较长线段与原线段的比例,避免计算出错。
【难度系数】
0.6
解题时首先回忆黄金分割的定义:黄金分割点将线段分为较长线段与较短线段,较长线段的长度是原线段长的$\frac{\sqrt{5}-1}{2}$。第一步先根据C、D是AB的黄金分割点,求出较长线段AC、BD的长度;第二步结合线段的和差关系,将BC用含CD的代数式表示;最后利用$AC+BC=AB$的等量关系列方程,即可求解CD的长度。
【解析】
∵C,D两点都是AB的黄金分割点,
∴$AC=BD=\frac{\sqrt{5}-1}{2}AB$,
∵$AB=1$,
∴$AC=BD=\frac{\sqrt{5}-1}{2}$,
∴$AD=AC-CD=\frac{\sqrt{5}-1}{2}-CD$,
又
∵$AD=BC$,
∴$BC=\frac{\sqrt{5}-1}{2}-CD$,
∵$AC+BC=AB$,
将AC、BC的表达式代入得:
$\frac{\sqrt{5}-1}{2}+\frac{\sqrt{5}-1}{2}-CD=1$,
整理得$\sqrt{5}-1 - CD=1$,
解得$CD=\sqrt{5}-2$。
【答案】
$\sqrt{5}-2$
【知识点】
黄金分割的定义;线段和差计算;列方程求线段长
【点评】
本题核心考查黄金分割性质的应用,解题关键是熟记黄金分割的比例关系,同时准确分析图形中线段的和差关系,建立正确的等量式求解,做题时要注意不要混淆黄金分割中较长线段与原线段的比例,避免计算出错。
【难度系数】
0.6
4. (邵阳中考)如图,$CA⊥AD,ED⊥AD$,点 B 是线段 AD 上的一点,且 $CB⊥BE$. 已知 $AB=8,AC=6$,$DE=4$.
(1)证明: $△ ABC ∽ △ DEB$;
(2)求线段 BD 的长.

(1)证明: $△ ABC ∽ △ DEB$;
(2)求线段 BD 的长.
答案
4. (1)
∵CA⊥AD,ED⊥AD,CB⊥BE,
∴∠A=∠CBE=∠D=90°,
∴∠C+∠CBA=90°,∠CBA+∠DBE=90°,
∴∠C=∠DBE,
∴△ABC∽△DEB.
(2)
∵△ABC∽△DEB,
∴$\frac{CA}{BD}=\frac{AB}{DE}$,
∴$\frac{6}{BD}=\frac{8}{4}$,
∴BD=3.
∵CA⊥AD,ED⊥AD,CB⊥BE,
∴∠A=∠CBE=∠D=90°,
∴∠C+∠CBA=90°,∠CBA+∠DBE=90°,
∴∠C=∠DBE,
∴△ABC∽△DEB.
(2)
∵△ABC∽△DEB,
∴$\frac{CA}{BD}=\frac{AB}{DE}$,
∴$\frac{6}{BD}=\frac{8}{4}$,
∴BD=3.
解析
【分析】
(1) 要证明△ABC∽△DEB,先根据已知的垂直关系得到多个直角,再利用同角的余角相等推导得到两组对应角相等,即可根据相似三角形的判定定理完成证明。
(2) 证得两个三角形相似后,利用相似三角形对应边成比例的性质,代入已知边长建立比例式,求解即可得到BD的长度,注意要准确匹配对应边,避免比例关系写反。
【解析】
(1) 证明:
∵$CA⊥AD$,$ED⊥AD$,$CB⊥BE$,
∴$∠ A=∠ CBE=∠ D=90°$,
∴$∠ C+∠ CBA=90°$,$∠ CBA+∠ DBE=180°-∠ CBE=90°$,
∴$∠ C=∠ DBE$(同角的余角相等),
∴$△ ABC ∽ △ DEB$(两角分别相等的两个三角形相似)。
(2) 解:
∵$△ ABC ∽ △ DEB$,
∴对应边成比例,即$\frac{CA}{BD}=\frac{AB}{DE}$,
将$AC=6$,$AB=8$,$DE=4$代入比例式得:
$\frac{6}{BD}=\frac{8}{4}$,
解得$BD=3$。
【答案】
(1) 已证$△ ABC ∽ △ DEB$;
(2) $BD=3$
【知识点】
相似三角形的判定、相似三角形的性质、余角的性质
【点评】
本题是相似三角形的基础常考题,核心是通过垂直关系推导相等的角判定相似,再利用相似的性质求解线段长度,解题时需注意准确识别相似三角形的对应边,避免比例书写错误。
【难度系数】
0.8
(1) 要证明△ABC∽△DEB,先根据已知的垂直关系得到多个直角,再利用同角的余角相等推导得到两组对应角相等,即可根据相似三角形的判定定理完成证明。
(2) 证得两个三角形相似后,利用相似三角形对应边成比例的性质,代入已知边长建立比例式,求解即可得到BD的长度,注意要准确匹配对应边,避免比例关系写反。
【解析】
(1) 证明:
∵$CA⊥AD$,$ED⊥AD$,$CB⊥BE$,
∴$∠ A=∠ CBE=∠ D=90°$,
∴$∠ C+∠ CBA=90°$,$∠ CBA+∠ DBE=180°-∠ CBE=90°$,
∴$∠ C=∠ DBE$(同角的余角相等),
∴$△ ABC ∽ △ DEB$(两角分别相等的两个三角形相似)。
(2) 解:
∵$△ ABC ∽ △ DEB$,
∴对应边成比例,即$\frac{CA}{BD}=\frac{AB}{DE}$,
将$AC=6$,$AB=8$,$DE=4$代入比例式得:
$\frac{6}{BD}=\frac{8}{4}$,
解得$BD=3$。
【答案】
(1) 已证$△ ABC ∽ △ DEB$;
(2) $BD=3$
【知识点】
相似三角形的判定、相似三角形的性质、余角的性质
【点评】
本题是相似三角形的基础常考题,核心是通过垂直关系推导相等的角判定相似,再利用相似的性质求解线段长度,解题时需注意准确识别相似三角形的对应边,避免比例书写错误。
【难度系数】
0.8
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