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数学相似

2021-12-23 来源:好走旅游网


如图1,在平面直角坐标系中,O是坐标原点,平行四边形ABCD的顶点A的坐标为 (-2,0),点D的坐标为(0,2√3),点B在X轴的正半轴上,点E为线段AD的中点,过点E的直线L与x轴交于点F,与射线DC交于点G。

(1)求∠DCB的度数;

(2)当点F的坐标为(-4,0)时,求点G的坐标;

(3)连结OE,以OE所在直线为对称轴,△OEF经轴对称变换后得到△OEF',记直线EF'与射线DC的交点为H。

①如图2,当点G在点H的左侧时,求证:△DEG∽△DHE;

②若△EHG的面积为3√3,求点F的坐标。

解:(1)∵C(8,8),DC∥x轴,点F的横坐标为3,

∴OD=CD=8.

∴点F的坐标为(3,8),

∵A(-6,0),

∴OA=6,

∴AD=10,

过点E作EH⊥x轴于点H,

则△AHE∽△AOD.

又∵E为AD的中点,

∴ AHAO= AEAD= EHDO= 12.

∴AH=3,EH=4.

∴OH=3.

∴点E的坐标为(-3,4),

设过E、F的直线为y=kx+b,

∴ {3k+b=8-3k+b=4

∴ {k=23b=6

∴直线EF为y= 23x+6,

令x=0,则y=6,即点G的坐标为(0,6).

(2)延长HE交CD的延长线于点M,

则EM=EH=4.

∵DF=3,

∴S△DEF= 12×3×4=6,

且S平行四边形ABCD=CD•OD=8×8=64.

①当点P在AB上运动时,

S=S平行四边形ABCD-S△DEF-S△APE-S四边形PBCF.

∵AP=t,EH=4,

∴S△APE= 12×4t=2t,

S四边形PBCF= 12(5+8-t)×8=52-4t.

∴S=64-6-2t-(52-4t),

即:S=2t+6.

②当点P在BC边上运动时,

S=S平行四边形ABCD-S△DEF-S△PCF-S四边形ABPE.

过点P作PN⊥CD于点N.

∵∠C=∠A,sin∠A= ODAD= 45,

∴sin∠C= 45.

∵PC=18-t,

∴PN=PC•sin∠C= 45(18-t).

∵CF=5,

∴S△PCF= 12×5× 45(18-t)=36-2t.

过点B作BK⊥AD于点K.

∵AB=CD=8,

∴BK=AB•sin∠A=8× 45= 325.

∵PB=t-8,

∴S四边形ABPE= 12(t-8+5)× 325= 165t- 485.

∴S=64-6-(36-2t)-( 165t- 485),

即 S=- 65t+ 1585.(8分)

③当点P在CF上运动时,

∵PC=t-18,

∴PF=5-(t-18)=23-t.

∵EM=4,

∴S△PEF= 12×4×(23-t)=46-2t.

综上:S= {2t+6,(0≤t<8)65t+1585,(8≤t<18)46-2t.(18≤t<23)

(3)存在.

P1( 5217, 2417).

P2( 9117, 7617).

如图,梯形ABCD中,AB∥CD,∠ABC=90°,AB=8,CD=6,BC=4,AB边上有一动点P(不与A、B重合),连接DP,作PQ⊥DP,使得PQ交射线BC于点E,设AP=x.

(1)当x为何值时,△APD是等腰三角形;

(2)若设BE=y,求y关于x的函数关系式;

(3)若BC的长可以变化,在现在的条件下,是否存在点P,使得PQ经过点C?若不存在,请说明理由,若存在并直接写出当BC的长在什么范围内时,可以存在这样的点P,使得PQ经过点C.

解:(1)过D点作DH⊥AB于H,则四边形DHBC为矩形,

∴DH=BC=4,HB=CD=6.

∴AH=2,AD=2.

∵AP=x,

∴PH=x-2,

情况①:当AP=AD时,即x=2.

情况②:当AD=PD时,则AH=PH.

∴2=x-2,解得x=4.

情况③:当AP=PD时,

则Rt△DPH中,x2=42+(x-2)2,解得x=5.

∵2<x<8,

∴当x为2、4、5时,△APD是等腰三角形.

(2)∵∠DPE=∠DHP=90°,

∴∠DPH+∠EPB=∠DPH+∠HDP=90°.

∴∠HDP=∠EPB.

又∵∠DHP=∠B=90°,

∴△DPH∽△PEB.

∴,

∴.

整理得:y=(x-2)(8-x)=-x2+x-4.

(3)存在.

设BC=a,则由(2)得,△DPH∽△PEB,

∴=,

∴y=,

当y=a时,

(8-x)(x-2)=a2

x2-10x+(16+a2)=0,

∴△=100-4(16+a2),

∵△≥0,

∴100-64-4a2≥0,

4a2≤36,

又∵a>0,

∴a≤3,

∴0<a≤3,

∴满足0<BC≤3时,存在点P,使得PQ经过C.

把两块全等的等腰直角△ABC和△DEF叠放在一起,使三角板DEF的锐角顶点D与三角板ABC的斜边中点O重合,其中∠ABC=∠DEF=90°,∠C=∠F=45°,AB=DE=6,把三角板ABC固定不动,让三角板DEF绕点O旋转,设射线DE与射线AB相交于点P,射线DF与线段BC相交于点Q.

(1)如图1,当射线DF经过点B,即点Q也与B重合时,易证△APD∽△CDQ.此时,AP•CQ=18

18

(2)将三角板DEF由图1所示的位置绕点O沿逆时针方向旋转,设旋转角为α,0°<α<45°,如图2.问AP•CQ的值是多少?说明你的理由;

(3)将三角板DEF由图2所示的位置绕点O继续沿逆时针方向旋转,即45°<α≤90°时,如图3.问AP•CQ的值又是多少?说明你的理由.

解:(1)∵∠A=∠C=45°,∠APD=∠QDC=90°,

∴△APD∽△CDQ.

∴AP:CD=AD:CQ.

∴即AP×CQ=AD×CD,

∵AB=BC=6,

∴AD=CD=3,

∴AP×CQ=AD×CD=18;

故答案为:18.

(2)AP•CQ的值是18

证明:在△APD与△CDQ中,

∠A=∠C=45°,

∠APD=180°-45°-(45°+α),

=90°-α,

而∠CDQ=90°-α,

∴∠APD=∠CDQ,

∴△APD∽△CDQ,

∴,

∴AP•CQ=AD•CD,

∵AD=CD=,

而AC=6,

∴AP•CQ=3•3

=18.

(3)同理可说明

AP•CQ=18.

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