一、相似
1.已知直线y=kx+b与抛物线y=ax2(a>0)相交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴正半轴相交于点C,过点A作AD⊥x轴,垂足为D.
(1)若∠AOB=60°,AB∥x轴,AB=2,求a的值;
(2)若∠AOB=90°,点A的横坐标为﹣4,AC=4BC,求点B的坐标; (3)延长AD、BO相交于点E,求证:DE=CO. 【答案】 (1)解:如图1,
∵抛物线y=ax2的对称轴是y轴,且AB∥x轴, ∴A与B是对称点,O是抛物线的顶点, ∴OA=OB, ∵∠AOB=60°, ∴△AOB是等边三角形, ∵AB=2,AB⊥OC, ∴AC=BC=1,∠BOC=30°, ∴OC=
, ),
)代入抛物线y=ax2(a>0)中得:a=
;
∴A(-1, 把A(-1,
(2)解:如图2,过B作BE⊥x轴于E,过A作AG⊥BE,交BE延长线于点G,交y轴于F,
∵CF∥BG, ∴
,
∵AC=4BC, ∴ =4, ∴AF=4FG, ∵A的横坐标为-4, ∴B的横坐标为1,
∴A(-4,16a),B(1,a), ∵∠AOB=90°, ∴∠AOD+∠BOE=90°, ∵∠AOD+∠DAO=90°, ∴∠BOE=∠DAO, ∵∠ADO=∠OEB=90°, ∴△ADO∽△OEB, ∴ ∴
, ,
∴16a2=4, a=± , ∵a>0, ∴a= ; ∴B(1, );
(3)解:如图3,
设AC=nBC,
由(2)同理可知:A的横坐标是B的横坐标的n倍, 则设B(m,am2),则A(-mn,am2n2), ∴AD=am2n2 , 过B作BF⊥x轴于F, ∴DE∥BF, ∴△BOF∽△EOD, ∴ ∴ ∴ ∴
∵OC∥AE, ∴△BCO∽△BAE, ∴ ∴ ∴CO= ∴DE=CO.
【解析】【分析】(1)抛物线y=ax2关于y轴对称,根据AB∥x轴,得出A与B是对称点,可知AC=BC=1,由∠AOB=60°,可证得△AOB是等边三角形,利用解直角三角形求出OC的长,就可得出点A的坐标,利用待定系数法就可求出a的值。
(2)过B作BE⊥x轴于E,过A作AG⊥BE,交BE延长线于点G,交y轴于F,根据平行线分线段成比例证出AF=4FG,根据点A的横坐标为﹣4,求出点B的横坐标为1,则A(-4,16a),B(1,a),再根据已知证明∠BOE=∠DAO,∠ADO=∠OEB,就可证明△ADO∽△OEB,得出对应边成比例,建立关于a的方程求解,再根据点B在第一象限,
,
, =am2n, , , ,DE=am2n,
,
确定点B的坐标即可。
(3)根据(2)可知A的横坐标是B的横坐标的n倍,则设B(m,am2),则A(-mn,am2n2),得出AD的长,再证明△BOF∽△EOD,△BCO∽△BAE,得对应边成比例,证得CO=am2n,就可证得DE=CO。
2.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴分别交于点A、B,与y轴交于点C,且OA=1,OB=3,顶点为D,对称轴交x轴于点Q.
(1)求抛物线对应的二次函数的表达式;
(2)点P是抛物线的对称轴上一点,以点P为圆心的圆经过A、B两点,且与直线CD相切,求点P的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点M,使得△DCM∽△BQC?如果存在,求出点M的坐标;如果不存在,请说明理由. 【答案】(1)解: ∴ 代入 解得
,得
∴抛物线对应二次函数的表达式为:
(2)解:如图,
设直线CD切⊙P于点E.连结PE、PA,作
由
点 .
得对称轴为直线x=1,
∴ ∴ ∴ ∴ ∴ ∴ ∴ 设 ∴ 在 ∴ ∴ 整理,得 解得,
∴点P的坐标为
中,
为等腰三角形.
为等腰直角三角形.
或 ∽
.
(3)解:存在点M,使得 如图,连结
∵ ∴ ∴
由(2)可知, ∴ ∴ 当 ∴
时, ,解得
.
分两种情况.
为等腰直角三角形,
∴ ∴ 当 ∴ ∴ ∴
或
时,
,解得
综上,点M的坐标为
【解析】【分析】(1)用待定系数法即可求解;
(2)由(1)中的解析式易求得抛物线的对称轴为直线x=1,顶点D(1,4),点C(0,3),由题意可设点P(1,m),计算易得△DCF为等腰直角三角形,△DEP为等腰三角形,在直角三角形PED和APQ中,用勾股定理可将PE、PA用含m的代数式表示出来,根据PA=PE可列方程求解;
(3)由△DCM∽△BQC所得比例式分两种情况:求解。
或
,根据所得比例式即可
3.如图所示,△ABC和△ADE是有公共顶点的等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,EC的延长线交BD于点P.
(1)把△ABC绕点A旋转到图1,BD,CE的关系是(选填“相等”或“不相等”);简要说明理由;
(2)若AB=3,AD=5,把△ABC绕点A旋转,当∠EAC=90°时,在图2中作出旋转后的图形,求PD的值,简要说明计算过程;
(3)在(2)的条件下写出旋转过程中线段PD的最小值为________,最大值为________.
【答案】(1)解:相等
理由:∵△ABC和△ADE是有公共顶点的等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°, ∴BA=CA,∠BAD=∠CAE,DA=EA, ∴△ABD≌△ACE, ∴BD=CE;
(2)解:作出旋转后的图形,若点C在AD上,如图2所示:
∵∠EAC=90°, ∴CE=
∴△PCD∽△ACE, ∴ ∴PD=
, ;
,
∵∠PDA=∠AEC,∠PCD=∠ACE,
若点B在AE上,如图2所示:
∵∠BAD=90°, ∴Rt△ABD中,BD=
,BE=AE﹣AB=2,
∵∠ABD=∠PBE,∠BAD=∠BPE=90°, ∴△BAD∽△BPE, ∴ 解得PB= ∴PD=BD+PB=
,即
, +
=
,
,
(3)1;7
【解析】【解答】解:(3)如图3所示,以A为圆心,AC长为半径画圆,当CE在⊙A下方与⊙A相切时,PD的值最小;当CE在在⊙A右上方与⊙A相切时,PD的值最大.
如图3所示,分两种情况讨论:
在Rt△PED中,PD=DE•sin∠PED,因此锐角∠PED的大小直接决定了PD的大小. ①当小三角形旋转到图中△ACB的位置时, 在Rt△ACE中,CE= 在Rt△DAE中,DE= ∵四边形ACPB是正方形, ∴PC=AB=3, ∴PE=3+4=7, 在Rt△PDE中,PD=
即旋转过程中线段PD的最小值为1;
②当小三角形旋转到图中△AB'C'时,可得DP'为最大值, 此时,DP'=4+3=7,
即旋转过程中线段PD的最大值为7. 故答案为:1,7.
【分析】(1)BD,CE的关系是相等,理由如下:根据同角的余角相等得出∠BAD=∠CAE,根据等腰直角三角形的性质得出BA=CA,DA=EA,从而利用SAS判断出△ABD≌△ACE,根据全等三角形对应边相等得出BD=CE;
(2)作出旋转后的图形,若点C在AD上,如图2所示:首先根据勾股定理算出CE的长,然后判断出△PCD∽△ACE,根据相似三角形对应边成比例得出
, 根据比例式
,
=4,
,
列出方程,求解得出PD的长;若点B在AE上,如图2所示:根据勾股定理算出BD的长,然后判断出△BAD∽△BPE,根据相似三角形对应边成比例得出列出方程,求解得出PB的长,根据线段的和差即可得出PD的长;
(3)如图3所示,以A为圆心,AC长为半径画圆,当CE在⊙A下方与⊙A相切时,PD的值最小;当CE在在⊙A右上方与⊙A相切时,PD的值最大.
如图3所示,分两种情况讨论: 在Rt△PED中,PD=DE•sin∠PED,因此锐角∠PED的大小直接决定了PD的大小.①当小三角形旋转到图中△ACB的位置时,根据勾股定理算出CE,DE的长,根据正方形的性质得出PC=AB=3,进而得出PE的长,根据勾股定理算出PD的长,即旋转过程中线段PD的最小值为1;②当小三角形旋转到图中△AB'C'时,可得DP'为最大值,此时,DP'=4+3=7,即旋转过程中线段PD的最大值为7.
, 根据比例式
4.如图,在△ABC中,点N为AC边的任意一点,D为线段AB上一点,若∠MPN的顶点P为线段CD上任一点,其两边分别与边BC,AC交于点M、N,且∠MPN+∠ACB=180°.
(1)如图1,若AC=BC,∠ACB=90°,且D为AB的中点时,求 ,请证明你的结论; (2)如图2,若BC=m,AC=n,∠ACB=90°,且D为AB的中点时,则 =________; (3)如图3,若 =k,BC=m,AC=n,请直接写出 的值.(用k,m,n表示) 【答案】(1)解:如图1中,作PG⊥AC于G,PH⊥BC于H,
∵AC=BC,∠ACB=90°,且D为AB的中点, ∴CD平分∠ACB,
∵PG⊥AC于G,PH⊥BC于H, ∴PG=PH,
∵∠PGC=∠PHC=∠GCH=90°, ∴∠GPH=∠MPN=90°, ∴∠MPH=∠NPG, ∵∠PHM=∠PGN=90°, ∴△PHM∽△PGN, ∴
=1
(2)
(3)解:如图3中,作PG⊥AC于G,PH⊥BC于H,DT⊥AC于T,DK⊥BC于K,
易证△PMH∽△PGN, ∴
,
∵ ∴
,
,
∵DT∥PG,DK∥PH, ∴ ∴ ∴
,
,
【解析】【解答】解:(2)如图2中,作PG⊥AC于G,PH⊥BC于H,
∵∠PGC=∠PHC=∠GCH=90°, ∴∠GPH=∠MPN=90°, ∴∠MPH=∠NPG, ∵∠PHM=∠PGN=90°, ∴△PHM∽△PGN, ∴
,
∵△PHC∽△ACB,PG=HC, ∴
故答案为: ;
【分析】(1)作PG⊥AC于G,PH⊥BC于H,根据已知条件可证△PHM和△PGN的两角对应相等,进而可得△PHM∽△PGN,由相似三角形的对应边成比例即可求出。(2)作PG⊥AC于G,PH⊥BC于H,由两角对应相等,可得△PHM∽△PGN,由相似三角形的对应边成比例可得 = , 由两角对应相等,可得△PHC∽△ACB,又PG=HC,相似三角形的
,
对应边成比例及等量代换即可求出。(3)作PG⊥AC于G,PH⊥BC于H,DT⊥AC于T,DK⊥BC于K,由两角对应相等,△PHM∽△PGN,由相似三角形的对应边成比例可得 = , 由△ A C D 和 △ B C D的面积比及已知条件可得,再由垂直于同一条直线的两条直线平行可得DT∥PG,DK∥PH,根据平行线分线段成比例定理可得 = = ,再根据比例的基本性质即可求出
的值。
5.已知抛物线y=ax2+bx+5与x轴交于点A(1,0)和点B(5,0),顶点为M.点C在x轴的负半轴上,且AC=AB,点D的坐标为(0,3),直线l经过点C、D.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是直线l在第三象限上的点,联结AP,且线段CP是线段CA、CB的比例中项, 求tan∠CPA的值;
(3)在(2)的条件下,联结AM、BM,在直线PM上是否存在点E,使得∠AEM=∠AMB.若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由. 【答案】(1)解:∵ 抛物线 ∴ 解得
,
与x轴交于点A(1,0),B(5,0),
∴ 抛物线的解析式为
(2)解:∵ A(1,0),B(5,0), ∴ OA=1,AB=4.
∵ AC=AB且点C在点A的左侧, ∴ AC=4 . ∴ CB=CA+AB=8.
∵ 线段CP是线段CA、CB的比例中项,
∴ ∴ CP=
. .
又 ∵ ∠PCB是公共角, ∴ △CPA∽△CBP . ∴ ∠CPA= ∠CBP. 过P作PH⊥x轴于H.
∵ OC=OD=3,∠DOC=90°, ∴ ∠DCO=45°.∴ ∠PCH=45° ∴ PH=CH=CP ∴ P(-7,-4), ∴
tan∠CPA= .
, =4,
∴ H(-7,0),BH=12,
(3)解:∵ 抛物线的顶点是M(3,-4), 又 ∵ P(-7,-4), ∴ PM∥x轴 .
当点E在M左侧, 则∠BAM=∠AME. ∵ ∠AEM=∠AMB, ∴ △AEM∽△BMA. ∴ ∴
, .
∴ ME=5,∴ E(-2,-4).
过点A作AN⊥PM于点N,则N(1,-4). 当点E在M右侧时,记为点
,
∵ ∠A ∴ 点
N=∠AEN,
与E 关于直线AN对称,则
(4,-4).
综上所述,E的坐标为(-2,-4)或(4,-4).
【解析】【分析】(1)用待定系数法即可求解。即;由题意把A(1,0),B(5,0),代入解析式可得关于a、b的方程组,a + b + 5 = 0 ,25 a + 5 b + 5 = 0 ,解得a=1、b=-6,所以抛物线的解析式为 y = − 6 x + 5;
(2)过P作PH⊥x轴于H.由题意可得OA=1,AB=4.而AC=AB且点C在点A的左侧,所以AC=4 ,则 CB=CA+AB=8,已知线段CP是线段CA、CB的比例中项,所以4
,解得CP=
,因为∠PCB是公共角,所以根据相似三角形的判定可得△CPA∽△CBP ,所以∠CPA=
∠CBP;因为OC=OD=3,∠DOC=90°,∠DCO=45°.所以∠PCH=45°,在直角三角形PCH中,PH=CH=CP sin 45 ∘ =4,所以H(-7,0),BH=12,则P(-7,-4),在直角三角形PBH中,tan ∠ CBP =
=tan∠CPA;
-4,所以抛物线的顶点是M(3,-4),而
(3)将(1)中的解析式配成顶点式得y=
P点的纵坐标也为-4,所以PM∥x轴 .分两种情况讨论:当点E在M左侧, 则∠BAM=∠AME,而∠AEM=∠AMB, 根据相似三角形的判定可得△AEM∽△BMA,所以可得比例式
,即
,解得ME=5,所以 E(-2,-4);当点E在M右侧时,记为
(4,-4).
,则称满足这样
点 E ′ ,过点A作AN⊥PM于点N,则N(1,-4),因为∠A E ′ N=∠AEN,所以根据轴对称的意义可得点 E ′ 与E 关于直线AN对称,则
6.定义:如图 ,若点D在 条件的点为
的“理想点”
的边AB上,且满足
(1)如图 ,若点D是 不是
的边AB的中点,
,
,试判断点D是
的“理想点”,并说明理由;
中,
, ,
,
,若点D是
的
(2)如图 ,在 “理想点”,求CD的长;
(3)如图,已知平面直角坐标系中,点 且满足
,C为x轴正半轴上一点,
,在y轴上是否存在一点D,使点A,B,C,D中的某一点是其余三
点围成的三角形的“理想点” 若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】 (1)解:结论:点D是 理由:如图 中,
的“理想点”.
是AB中点,
,
, , , , ∽
,
点D是
的“理想点”, ,
,
,
(2)解:如图 中,
点D是
或
当
时,
, , ,
当 在
时,同法证明: 中,
,
,
,
,
,
,
的“理想点”,
,
.
(3)解:如图 中,存在 有三种情形:
过点A作
交CB的延长线于M,作
,
,
,
,
,
≌ , ,
, , , ,
解得 经检验
或
舍弃 , , 时,点A是 ,
∽
, ,
,
解得
, .
的“理想点” 设 ,
,
是分式方程的解, ,
①当
, ,设 ,
,
,
,
,
, 轴于H. ,
②当 易知:
, .
③当 易知:
, .
时,点A是 ,
的“理想点”.
时,点B是 ,
的“理想点”.
综上所述,满足条件的点D坐标为 【解析】【分析】(1)结论:点D是 即可解决问题;(2)只要证明 情形:过点A作
或 或
.
∽
的“理想点” 只要证明 即可解决问题;(3)如图
中,存在 有三种
交CB的延长线于M,作 轴于 构造全等三角形,利
用平行线分线段成比例定理构建方程求出点C坐标,分三种情形求解即可解决问题;
7.如图,∠C=90°,点A、B在∠C的两边上,CA=30,CB=20,连结AB.点P从点B出发,以每秒4个单位长度的速度沿BC方向运动,到点C停止.当点P与B、C两点不重合时,作PD⊥BC交AB于D,作DE⊥AC于E.F为射线CB上一点,且∠CEF=∠ABC.设点P的运动时间为x(秒).
(1)用含有x的代数式表示CE的长; (2)求点F与点B重合时x的值;
(3)当点F在线段CB上时,设四边形DECP与四边形DEFB重叠部分图形的面积为y(平方单位).求y与x之间的函数关系式;
(4)当x为某个值时,沿PD将以D、E、F、B为顶点的四边形剪开,得到两个图形,用这两个图形拼成不重叠且无缝隙的图形恰好是三角形.请直接写出所有符合上述条件的x值. 【答案】 (1)解:∵∠C=90°,PD⊥BC, ∴DP∥AC,
∴△DBP∽△ABC,四边形PDEC为矩形, CE=PD.. ∴ ∴CE=6x;
.
(2)解:∵∠CEF=∠ABC,∠C为公共角, ∴△CEF∽△CBA, ∴ ∴
当点F与点B重合时,
.
.
CF=CB,9x=20. 解得
.
(3)解:当点F与点P重合时,BP+CF=CB,4x+9x=20, 解得 当
. 时,
=-51x2+120x.当 <x≤ 时,
= (或
)
(20-4x)2.
(4)解:①如图③,当PD=PF时,6x=20-13x,解得:x= ;△B′DE为拼成的三角形;
②如图④当点F与点P重合时,4x+9x=20,解得:x= ;△BDC为拼成的三角形;
③如图⑤,当DE=PB,20-4x=4x,解得:x= ,△DPF为拼成的三角形.
【解析】【分析】(1)首先证明△ABC∽△DBP∽△FEC,即可得出比例式进而得出表示CE的长;(2)根据当点F与点B重合时,FC=BC,即可得出答案;(3)首先证明
Rt△DOE∽Rt△CEF,得出 边长相等得出答案.
,即可得出y与x之间的函数关系式;(4)根据三角形
8.
(1)【探索发现】如图1,△ABC中,点D,E,F分别在边BC,AC,AB上,且AD,BE,CF相交于同一点O.用”S”表示三角形的面积,有S△ABD:S△ACD=BD:CD,这一结论可通过以下推理得到:过点B作BM⊥AD,交AD延长线于点M,过点C作CN⊥AD于点N,可得S△ABD:S△ACD=
,又可证△BDM~△CDN,∴BM:CN=BD:CD,
∴S△ABD:S△ACD=BD:CD.由此可得S△BAO:S△BCO=________;S△CAO:S△CBO=________;若D,E,F分别是BC,AC,AB的中点,则S△BFO:S△ABC=________.
(2)【灵活运用】如图2,正方形ABCD中,点E,F分别在边AD,CD上,连接AF,BE和CE,AF分别交BE,CE于点G,M.
若AE=DF.判断AF与BE的位置关系与数量关系,并说明理由;
(3)若点E,F分别是边AD,CD的中点,且AB=4.则四边形EMFD的面积是多少? (4)【拓展应用】如图3,正方形ABCD中,AB=4,对角线AC,BD相交于点O.点F是边CD的中点.AF与BD相交于点P,BG⊥AF于点G,连接OG,请直接写出S△OGP的值.
【答案】 (1)AE:EC;AF:BF;1:6 (2)解:结论:AF=BE,AF⊥BE. 理由:如图2中,
∵四边形ABCD是正方形, ∴AB=AD,∠BAE=∠ADF=90°, ∵AE=DF,
∴△BAE≌△ADF(SAS), ∴BE=AF,∠ABE=∠DAF, ∵∠ABE+∠AEB=90°, ∴∠DAF+∠AEB=90°, ∴∠AGE=90°, ∴AF⊥BE.
(3)解:如图2﹣1中,连接DM.
根据对称性可知△DME,△DMF,关于直线DM对称, ∴S△DME=S△DMF , ∵AE=DE,
∴S△AEM=S△DME=S△DMF , ∵S△ADF= ×4×2=4, ∴S△AEM=S△DME=S△DMF= , ∴S四边形EMFD= . 故答案为 .
(4)拓展应用:如图3中,
∵四边形ABCD是正方形, ∴AB=BC=CD=AD=4,AC=BD=4 ∵DF=FC, ∴DF=FC=2, ∵DF∥AB, ∴
,
,OA=OB=OD=OC=2
,
∴OP:OB=OP:OA=1:3, ∵BG⊥PA,AO⊥OB, ∴∠AGB=∠AOB=90°,
∵∠OAP+∠APO=90°,∠PBG+∠BPG=90°, ∴∠PAO=∠PBG, ∵∠APO=∠BPG, ∴△AOP∽△BGP, ∴ ∴
,∵∠GPO=∠BPA,
∴△GPO∽△BPA, ∴
,
∴S△ABP= S△ABD= , ∴S△GOP=
.
【解析】【解答】(1)探索发现:由题意:S△BAO:S△BCO=AE:EC;S△CAO:S△CBO=AF:BF;若D,E,F分别是BC,AC,AB的中点,则S△BFO:S△ABC=1:6, 故答案为:AE:EC,AF:BF,1:6.
【分析】【探索发现】利用等高模型,解决问题即可.【灵活运用】(1)结论:AF=BE,AF⊥BE.证明△BAE≌△ADF(SAS)即可解决问题.(2)根据对称性可知△DME,△DMF,关于直线DM对称,推出S△DME=S△DMF , 由AE=DE,推出S△AEM=S△DME=S△DMF , 求出
△ADF的面积即可解决问题.【拓展应用】由△GPO∽△BPA,推出 可解决问题.
即
9.如图1,抛物线
平移后过点A(8,,0)和原点,顶点为B,对称轴与 轴
相交于点C,与原抛物线相交于点D.
;
为直角,边
(1)求平移后抛物线的解析式并直接写出阴影部分的面积
,试探求:
(2)如图2,直线AB与 轴相交于点P,点M为线段OA上一动点, MN与AP相交于点N,设 ① 为何值时
为等腰三角形;
② 为何值时线段PN的长度最小,最小长度是多少. 【答案】 (1)解:设平移后抛物线的解析式 将点A(8,,0)代入,得 所以顶点B(4,3), 所以S阴影=OC•CB=12
=
, ,
(2)解:设直线AB解析式为y=mx+n,将A(8,0)、B(4,3)分别代入得
,解得:
所以直线AB的解析式为
,
,作NQ垂直于x轴于点Q, ,纵坐标为
,
①当MN=AN时, N点的横坐标为
由三角形NQM和三角形MOP相似可知 去).
,得 ,解得 (舍
当AM=AN时,AN=
,MQ=
,由三角形ANQ和三角形APO相似可知 ,
,
由三角形NQM和三角形MOP相似可知 解得: t=12(舍去); 当MN=MA时, 故
;
故
得:
,
是钝角,显然不成立,
②由MN所在直线方程为y= 得点N的横坐标为XN= 由判别式△=x2N﹣4(36﹣ 又因为0<xN<8,
所以xN的最小值为6,此时t=3,
,与直线AB的解析式y=﹣x+6联立, ,即t2﹣xNt+36﹣xN=0, )≥0,得xN≥6或xN≤﹣14,
当t=3时,N的坐标为(6,\"\"),此时PN取最小值为
【解析】【分析】(1)平移前后的两个二次函数的a的值相等,平移后的图像经过点原点,因此设函数解析式为:
, 将点A的坐标代入就可求出b的值,再
求出顶点B的坐标,利用割补法可得出阴影部分的面积=以OC,BC为边的矩形的面积。 (2)利用待定系数法先求出直线AB的函数解析式,作NQ垂直于x轴于点Q,再分情况讨论:当MN=AN时, 就可表示出点N的坐标,利用相似三角形的性质,得出对应边成比例,建立关于t的方程,求出t的值;当AM=AN时再由△ANQ和△APO相似,△NQM和△MOP相似,得出对应边成比例,分别求出t的值,然后根据当MN=MA时, ∠ MNA = ∠ MAN < 45 ° 故 ∠ AMN 是钝角,可得出符合题意的t的值;②将直线MN和直线AB联立方程组,可得出点N的横坐标,结合根的判别式可求出xN≥6或xN≤﹣14,然后由0<xN<8,就可求得结果。
10.如图,△ABC内接于⊙O,∠CBG=∠A,CD为直径,OC与AB相交于点E,过点E作EF⊥BC,垂足为F,延长CD交GB的延长线于点P,连接BD.
(1)求证:PG与⊙O相切; (2)若 = ,求 的值;
(3)在(2)的条件下,若⊙O的半径为8,PD=OD,求OE的长.
【答案】(1)解:如图,连接OB,则OB=OD,
∴∠BDC=∠DBO, ∴∠GBC=∠BDO, ∵CD是⊙O的直径, ∴∠DBO+∠OBC=90°, ∴∠GBC+∠OBC=90°, ∴∠GBO=90°, ∴PG与⊙O相切。
∵∠BAC=∠BDC、∠BAC=∠GBC,
(2)解:过点O作OM⊥AC于点M,连接OA, 则∠AOM=∠COM= ∠AOC, ∵
∴∠ABC= ∠AOC=∠COM, 又∵∠EFB=∠OMC=90°, ∴△BEF∽△OCM, ∴
,
∵CM= AC,
∴ 又∵ ∴
, ,
(3)解:由(2)可知=,则BE=10. ∵PD=OD,∠PBO=90°, ∴BD=OD=8, 在Rt△DBC中,BC= 又∵OD=OB,
∴△DOB是等边三角形, ∴∠DOB=60°,
∵∠DOB=∠OBC+∠OCB,OB=OC, ∴∠OCB=30°, ∴ ∴BF=8
, = ﹣
,
x, =8
,
∴可设EF=x,则EC=2x、FC=
x, ﹣ , , ,
)=2
在Rt△BEF中,BE2=EF2+BF2 , ∴100=x2+(8 解得:x=6± ∵6+ ∴x=6﹣ ∴EC=12﹣2
x)2 ,
>8,舍去,
∴OE=8﹣(12﹣2
﹣4
【解析】【分析】(1)连接OB,则需要证明∠GBO=∠GBC+∠OBC=90°;由CD是⊙O的直径,则∠DBO+∠OBC=90°,即需要证明∠GBC=∠BDO,由同弧所对的圆周角相等,可知∠BAC=∠BDC,而∠BAC=∠GBC,∠BDC=∠DBO,则可证得∠GBC=∠BDO。 (2)因为已知
=,求
,其中EF,BE是△BEF的两条边,而AC,OC是△AOC的两条
边,但△BEF和△AOC不相似,则可构造两三角形相似,因为△BEF是直角三角形,则可过
点O作OM⊥AC于点M,连接OA,即构造△BEF∽△OCM,从而可求得。
(3)由(2)得的值及OC=8求出BE;由PD=OD,且∠PBO=90°,根据“直角三角形斜边上的中线长等于斜边长的一半”可得BD=OD=8,由勾股定理可求得BC的长,则△DOB是等边三角形,则在直角三角形ECF中存在特殊角30度,不妨设EF=x,则CE=2x,CF=Rt△BEF中,由勾股定理可得BE2=EF2+BF2 , 构造方程解答即可。
x。在
11.如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB于H,G为⊙O上一点,连接AG交CD于K,在CD的延长线上取一点E,使EG=EK,EG的延长线交AB的延长线于F.
(1)求证:EF是⊙O的切线; (2)连接DG,若AC∥EF时. ①求证:△KGD∽△KEG; ②若
,AK=
,求BF的长.
【答案】 (1)证明:如图,连接OG.∵EG=EK,
∴∠KGE=∠GKE=∠AKH, 又OA=OG,∴∠OGA=∠OAG, ∵CD⊥AB,∴∠AKH+∠OAG=90°, ∴∠KGE+∠OGA=90°, ∴EF是⊙O的切线.
(2)解:①∵AC∥EF,∴∠E=∠C,
又∠C=∠AGD,∴∠E=∠AGD, 又∠DKG=∠CKE, ∴△KGD∽△KGE. ②连接OG,如图所示.∵ 设
,∴
,AK= ,
, ,则
KE=GE,AC∥EF,∴CK=AC=5k,∴HK=CK-CH=k. 在Rt△AHK中,根据勾股定理得AH2+HK2=AK2 , 即
,
,
,
,则
,
设⊙O半径为R,在Rt△OCH中,OC=R,OH=R-3k,CH=4k, 由勾股定理得:OH2+CH2=OC2 , 在Rt△OGF中, ∴
,∴
,∴
,
【解析】【分析】(1)连接OG.根据切线的判定,证出∠KGE+∠OGA=90°,故EF是⊙O的切线.(2)①证∠E=∠AGD,又∠DKG=∠CKE,故△KGD∽△KGE.②连接OG. 设
,
,
,则
,
,在Rt△AHK中,根据勾股定
理得AH2+HK2=AK2 , 即
;在Rt△OGF中,
;由勾股定理得:OH2+CH2=OC2 ,
,
,
12.如图,点O为矩形ABCD的对称中心,AB=5cm,BC=6cm,点E.F.G分别从A.B.C三点同时出发,沿矩形的边按逆时针方向匀速运动,点E的运动速度为1cm/s,点F的运动速度为3cm/s,点G的运动速度为1.5cm/s,当点F到达点C(即点F与点C重合)时,三个点随之停止运动.在运动过程中,△EBF关于直线EF的对称图形是△EB′F.设点E.F.G运动的时间为t(单位:s).
(1)当t等于多少s时,四边形EBFB′为正方形;
(2)若以点E、B、F为顶点的三角形与以点F,C,G为顶点的三角形相似,求t的值; (3)是否存在实数t,使得点B’与点O重合?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】 (1)解:若四边形EBFB′为正方形,则BE=BF,BE=5﹣t,BF=3t, 即:5﹣t=3t, 解得t=1.25; 故答案为:1.25
(2)解:分两种情况,讨论如下: ①若△EBF∽△FCG, 则有
,即
,
解得:t=1.4; ②若△EBF∽△GCF, 则有
,即
,
(不合题意,舍去)或t=﹣7+
.
)s时,以点E、B、F为顶点的三角形与以点F,C,G为顶
解得:t=﹣7﹣ 点的三角形相似.
∴当t=1.4s或t=(﹣7+
(3)解:假设存在实数t,使得点B′与点O重合. 如图,过点O作OM⊥BC于点M,
则在Rt△OFM中,OF=BF=3t,FM= BC﹣BF=3﹣3t,OM=2.5, 由勾股定理得:OM2+FM2=OF2 , 即:2.52+(3﹣3t)2=(3t)2 解得:t= ;
过点O作ON⊥AB于点N,则在Rt△OEN中,OE=BE=5﹣t,EN=BE﹣BN=5﹣t﹣2.5=2.5﹣t,ON=3,
由勾股定理得:ON2+EN2=OE2 , 即:32+(2.5﹣t)2=(5﹣t)2
解得:t= . ∵ ≠ ,
∴不存在实数t,使得点B′与点O重合
【解析】【分析】(1)利用正方形的性质,得到BE=BF,列一元一次方程求解即可;(2)△EBF与△FCG相似,分两种情况,需要分类讨论,逐一分析计算;(3)本问为存在型问题.假设存在,则可以分别求出在不同条件下的t值,它们互相矛盾,所以不存在
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