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相似存在性问题解析
相似存在性问题分析思路
(1)定方向:直角三角形相似;等腰三角形相似;一般三角形相似
(2)定分类: 结合已知选用恰当的分类方法进行分类。(SSS、SAS、AA)
(3)定解法:(1)无角相似;恰当的选择相似三角形对应边的比建立方程求解(2)有角解直;出现特殊角度的可以考虑解直角三角形。
(4)定结果:将结果汇总。
模型一:直角三角形相似问题
例1:如图,矩形在平面直角坐标系中位置, ,,直线与边相交于点.
(1)求点的坐标;
(2)若抛物线经过点,试确定此抛物线的表达式;
(3)设(2)中的抛物线的对称轴与直线交于点,点为对称轴上一动点,以为顶点的三角形与相似,求符合条件的点的坐标.
y
O
C
D
B
6
A
x
A
M
P1
P2
分析:(1)定方向:△OCD是两条直角边分别为3和4的直角三角形。则为直角三角形的相似问题。
(2)定分类:如上图,△POM与Rt△OCD已经有一对内错角∠PMO=∠COD。所以△POM只要还有一个直角就可以利用AA判定这两个三角形相似。所以分为两种情况:∠OPM=90°和∠POM=90°
(3)定解法:求P点坐标,横坐标为3,只需要求纵坐标。由于是Rt△POM斜边的一部分。所以利用直角边和斜边对应成比例建立方程求解。
(4)定结论:两种情况汇总。
解:(1)点的坐标为.
(2)抛物线的表达式为.
(3)情形一:当∠OPM=90°时,
易证:.
∵抛物线的对称轴,
∴点的坐标为.
y
O
C
D
B
6
A
x
A
M
P1
P2
情形二:当∠POM=90°时,
由可得:
则
设
则;;OD=5,OC=3,CD=4
①∽Rt△DOC;;解之:
∴点的坐标为,
②∽Rt△ODC;;解之:
综上所述:,
练习1:已知二次函数()的图象经过点,,,直线()与轴交于点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)在直线()上有一点(点在第四象限),使得为顶点的三角形与以为顶点的三角形相似,求点坐标(用含的代数式表示);
答案:(1)
(2)
①,
,
∴,
∵点在第四象限,∴
② △EDB∽△COA
,
,∴,
∵点在第四象限,∴.
综上所述:;
点睛:若去掉“点在第四象限”这个条件,则还有两种情况,它们都位于x轴的上方。可以利用对称性求解更为简洁。
例2:如图,抛物线经过三点.
(1)求出抛物线的解析式;
(2)P是抛物线上一动点,过P作轴,垂足为M,是否存在P点,使得以A,P,M为顶点的三角形与相似?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;
分析:(1)定方向:△OAC是两条直角边分别为2和4的直角三角形。则为直角三角形的相似问题。
(2)定分类:△OAC是一个直角三角形。只要夹直角的两条对应边成比例就可以利用SAS判定这两个三角形相似。所以分为两种情况:PM长边、AM短边和PM短边、AM长边。但是由于P点位置不确定,所以P点又有三种情况,如下图。所以共有6种情况。
(3)定解法:求P点坐标,由于PM和AM易于表示且是Rt△PAM两条直角边。所以利用两条直角边对应成比例建立方程求解。
(4)定结论:两种情况汇总。
解:(1)
(2)存在.设
情形一:当时,
;AO=4;OC=2。
① 若△PMA∽△COA
;
② 若△PMA∽△OCA
;
则
情形二:当时,
;AO=4;OC=2。
③ 若△PMA∽△COA
;
④ 若△PMA∽△OCA
;
则
情形三:当时,
;AO=4;OC=2。
⑤ 若△PMA∽△COA
;
⑥ 若△PMA∽△OCA
;
则
综上所述:、、
练习2:如图,已知抛物线与轴交于A、B两点,与轴交于点C.过点A作AP∥CB交抛物线于点P
(1)求A、B、C三点的坐标.
C
P
B
y
A
(2)在轴上方的抛物线上是否存在一点M,过M作MG轴于点G,使以A、M、G三点为顶点的三角形与PCA相似.若存在,请求出M点的坐标;否则,请说明理由.
分析:
G
M
C
B
y
P
A
G
M
C
B
y
P
A
答案:(1)A B C
(2)存在,M点的坐标为,,
模型二:等腰三角形相似问题
例3:如图,二次函数的图象经过点D(0,),且顶点C的横坐标为4,该图象在x 轴上截得的线段AB的长为6.
(1)求二次函数的解析式;
(2)在抛物线上是否存在点E,使△EAB与△ABC相似?如果存在,求出点E的坐标;如果不存在,请说明理由.
分析:(1)定方向:△ABC是等腰三角形。则为等腰三角形的相似问题。
(2)定分类:△OAC是一个直角三角形。只要夹直角的两条对应边成比例就可以利用SAS判定这两个三角形相似。所以分为两种情况:PM长边、AM短边和PM短边、AM长边。但是由于P点位置不确定,所以P点又有三种情况,如下图。所以共有6种情况。
(3)定解法:求P点坐标,由于PM和AM易于表示且是Rt△PAM两条直角边。所以利用两条直角边对应成比例建立方程求解。
(4)定结论:两种情况汇总。
解:(1)y=(x-4)2-
(2)由(1)得:A(1,0),B(7,0) ,C(4,)
易证:AC=BC,且∠ACB=120°。
情形一:AB为腰:以A为圆心,AB为半径构造△BEA∽△ABC,
则AE=AB=6,∠BAE=120o,
∴在Rt△AEG中:AE=6,∠EAG=60o
∴EG=3,AG=3,
此时点E(-2,),
经检验:E(-2,)都在抛物线上
情形二::AB为腰:以B为圆心,BA为半径构造△BEA∽△CBA
则BE=AB=6,∠ABE=120o,
∴在Rt△AEG中:BE=6,∠EBG=60o
∴EG=3,BG=3,
点(10,)
经检验:E(10,)都在抛物线上
情形三:AB为底:当点Q在x轴下方时,△QAB就是△ACB,
此时点Q的坐标是(4,),
综上所述,点Q的坐标为(10,)或(-2,)或(4,).
点睛:由于E的坐标可能不在抛物线上,所以“经检验”必不可少。
练习3:如图,抛物线与轴的交点为M、N.直线与轴交于P(-2,0).与y轴交于C,若A、B两点在直线上.且AO=BO=,AO⊥BO.D为线段MN的中点。OH为Rt△OPC斜边上的高.
(1)OH的长度等于 ;k= ,b= .
(2)是否存在实数a,使得抛物线上有一点F.满足以D、N、E为顶点的三角形与△AOB相似?若不存在,说明理由;若存在,求所有符合条件的抛物线的解析式.
答案:OH=1,
(2)△AOB为等腰直角三角形。
情形一:DN为腰:以D为圆心,DN为半径构造等腰直角△EDN∽△AOB,
点E(2,3)
则
情形二:DN为底:以B为圆心,BA为半径构造等腰直角△BEA∽△CBA
点E(3.5,1.5)
则
综上所述,或
例1:抛物线的图像如图所示,直线x=3与抛物线相交于点B,过原点O与抛物线的顶点A的直线与x=3相交于点C,在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得△ABP与△ABC相似。存在求出P点坐标。不存在说明理由。
解:A(2,1),B(3,3),C(3,)
则BC=,AB=。设P(2,a)
情形一:△PAB∽△CBA
则
a=
P()
情形二:△PAB∽△ABC
a=
P()
综上所述:P()、()
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