中考数学压轴题解题策略五相似三角形的存在性问题

中考数学压轴题解题策略五相似三角形的存在性问题

中考数学压轴题解题策略 相似三角形的存在性问题解题策略 专题攻略 相似三角形的判定定理有3个，其中判定定理1和判定定理2都有对应角相等的条件，因此探求两个三角形相似的动态问题，一般情况下首先寻找一组对应角相等．‎ 判定定理2是最常用的解题依据，一般分三步：寻找一组等角，分两种情况列比例方程，解方程并检验，如例题1、2、3、4．‎ 应用判定定理1解题，先寻找一组等角，再分两种情况讨论另外两组对应角相等，如例题6．‎ 应用判定定理3解题不多见，如例题5，根据三边对应成比例列连比式解方程（组）．‎ 例题解析 例❶ 如图1-1，抛物线与x轴交于A、B两点（A点在B点左侧），与y轴交于点C．动直线EF（EF//x轴）从点C开始，以每秒1个单位的速度沿y轴负方向平移，且分别交y轴、线段BC于E、F两点，动点P同时从点B出发，在线段OB上以每秒2个单位的速度向原点O运动．是否存在t，使得△BPF与△ABC相似．若存在，试求出t的值；若不存在，请说明理由．‎ 图1-1‎ ‎【解析】△BPF与△ABC有公共角∠B，那么我们梳理两个三角形中夹∠B的两条边．‎ ‎△ABC是确定的．由，可得A(4, 0)、B(8, 0)、C(0, 4)．‎ 于是得到BA＝4，BC＝．还可得到．‎ ‎△BPF中，BP＝2t，那么BF的长用含t的式子表示出来，问题就解决了．‎ 在Rt△EFC中，CE＝t，EF＝2t，所以．‎ 因此．‎ 于是根据两边对应成比例，分两种情况列方程：‎ ‎①当时，．解得（如图1-2）．‎ ‎②当时，．解得（如图1-3）．‎ ‎ ‎ 图1-2 图1-3‎ 例❷ 如图2-1，在平面直角坐标系中，顶点为M的抛物线y＝ax2＋bx（a＞0）经过点A和x轴正半轴上的点B，AO＝BO＝2，∠AOB＝120°．‎ ‎（1）求这条抛物线的解析式；‎ ‎（2）连结OM，求∠AOM的大小；‎ ‎（3）如果点C在x轴上，且△ABC与△AOM相似，求点C的坐标．‎ ‎ 图2-1 ‎ ‎【解析】△ABC与△AOM中相等的一组角在哪里呢？‎ 本题由简到难，层层深入．第（1）题求出抛物线的解析式，得到顶点M的坐标，为第（2）题求∠AOM的大小作铺垫；求得了∠AOM的大小，第（3）题暗示了要在△ABC中寻找与∠AOM相等的角．‎ ‎（1）如图2-2，过点A作AH⊥y轴，垂足为H．容易得到A．‎ 再由A、B(2,0)两点，可求得抛物线的解析式为．‎ ‎（2）由，得顶点M ．‎ 所以．所以∠BOM＝30°．所以∠AOM＝150°．‎ 图2-2‎ ‎（3）由A、B(2,0)，可得∠ABO＝30°．‎ 因此当点C在点B右侧时，∠ABC＝∠AOM＝150°．‎ 所以△ABC与△AOM相似，存在两种情况：‎ ‎①当时，．此时C(4,0)（如图2-3）．‎ ‎②当时，．此时C(8,0)（如图2-4）．‎ ‎ 图2-3 图2-4‎ 例❸ 如图3-1，抛物线y＝ax2＋bx－3与x轴交于A(1, 0)、B(3, 0)两点，与y轴交于点D，顶点为C．‎ ‎（1）求此抛物线的解析式；‎ ‎（2）在x轴下方的抛物线上是否存在点M，过M作MN⊥x轴于点N，使以A、M、N为顶点的三角形与△BCD相似？若存在，求出点M的坐标；若不存在，请说明理由．‎ 图3-1‎ ‎【解析】△AMN是直角三角形，因此必须先证明△BCD是直角三角形．一般情况下，根据直角边对应成比例分两种情况列方程．‎ ‎（1）抛物线的解析式为y＝－x2＋4x－3．‎ ‎（2）由y＝－x2＋4x－3＝－(x－2)2＋1，得D(0,－3)，C(2, 1)．‎ 如图3-2，由B(3, 0)、D(0,－3)、C(2, 1)，可知∠CBO＝45°，∠DBO＝45°．‎ 所以∠CBD＝90°，且．‎ 图3-2 图3-3 图3-4‎ 设点M、N的横坐标为x，那么NM＝－yM，而NA的长要分N在A的右边或左边两种情况，因此列方程要“两次分类”：‎ 当N在A右侧时，NA＝x－1，分两种情况列方程：‎ ‎①当时，．解得．此时M（如图3-3）．‎ ‎②当时，．解得x＝6．此时M(6,－15)（如图3-5）．‎ 当N在A左侧时，NA＝1－x，也要分两种情况列方程：‎ ‎①当时，．解得＞1，不符合题意（如图3-4）．‎ ‎②当时，．解得x＝0，此时M(0,－3)（如图3-6）．‎ 图3-5 图3-6‎ 例❹ 如图4-1，在平面直角坐标系中，A(8,0)，B(0,6)，点C在x轴上，BC平分∠OBA．点P在直线AB上，直线CP与y轴交于点F，如果△ACP与△BPF相似，求直线CP的解析式．‎ 图4-1‎ ‎【解析】首先求得点C(3,0)．△ACP与△BPF中，相等的角在哪里啊？‎ ‎①如图4-2，当点P在线段AB上时，△ACP与△BPF中，∠APC与∠BPF是邻补角，如果这两个邻补角一个是锐角，一个是钝角，两个三角形怎么可能相似呢？因此CP与AB是垂直的．可以求得F(0,－4)，于是直线CF(CP)为．‎ ‎②如图4-3，当点P在AB的延长线上时，△ACP与△BPF有公共角∠P．于是∠OFC＝∠PFB＝∠A，可以求得F(0, 4)，因此直线CF(CP)为．‎ ‎③如图4-4，当点P在BA的延长线上时，∠B与∠PCA不可能相等．在△AOB 中，根据大边对大角，∠B＞∠BAO；∠BAO又是△PCA的一个外角，∠BAO＞∠PCA．‎ 图4-2 图4-3 图4-4‎ 例❺ 如图5-1，二次函数y＝x2＋3x的图象经过点A(1,a)，线段AD平行于x轴，交抛物线于点D．在y轴上取一点C(0, 2)，直线AC交抛物线于点B，连结OA、OB、OD、BD．求坐标平面内使△EOD∽△AOB的点E的坐标；‎ 图5-1‎ ‎【解法一】点A、D、B都是确定的，可以求得A(1, 4)，D(－4, 4)，B(－2,－2)．‎ 所以，，，．‎ ‎△EOD∽△AOB，对应边已经确定，因此我们可以根据判定定理3列方程．‎ 由，得．所以，．‎ 设点E的坐标为(x, y)，根据EO2＝68，DE2＝180，列方程组解得 ‎ 所以点E的坐标为(8,－2)或(－2, 8)．‎ 上面的解题过程是“盲解”，我们并不明白两个三角形的位置关系．‎ ‎【解法二】如图5-2，△AOB是确定的，△AOB与△EOD有公共点O，OB∶OD＝1∶2，∠BOD＝90°．‎ 如果△EOD∽△AOB，我们可以把△AOB绕着点O顺时针旋转，使得点B′落在OD上，此时旋转角为90°，点B′恰好落在OD的中点．‎ 按照这个运动规则，点A(1, 4) 绕着点O顺时针旋转90°，得到点A′(4,－1)，点A′是线段OE的中点，因此点E的坐标为(8,－2)．‎ 如图5-3，点E(8,－2)关于直线OD（即直线y＝－x）对称的点为E′(2,－8)．‎ 图5-2 图5-3‎ 例❻ 如图6-1，在△ABC中，AB＝AC＝4，BC＝8．⊙A的半径为2，动点P从点B出发沿BC方向以每秒1个单位的速度向点C运动．延长BA交⊙A于点D，连结AP交⊙A于点E，连结DE并延长交BC于点F．设点P运动的时间为t秒，当△ABP与△FBD相似时，求t的值．‎ 图6-1‎ ‎【解析】△ABC是等腰直角三角形，⊙A是确定的，先按照题意把图形补充完整．‎ 如图6-2，容易发现△ABP与△FBD有公共角∠B，如果根据对应边成比例列方程或，其中BA＝4，BP＝t，BD＝4＋2，但是用含t的式子表示BF困难重重啊！‎ 图6-2 图6-3 图6-4‎ 我们另起炉灶，按照判定定理1来解决．‎ ‎△ABP与△FBD有公共角∠B，我们以∠D为分类标准，分两种情况讨论它们相似：‎ 第一种情况，如图6-3，∠BAP＝∠D是不可能的，这是因为∠BAP是等腰三角形ADE的外角，∠BAP＝2∠D．‎ 第二种情况，如图6-4，当∠BPA＝∠D时，在△ABP中，由于∠BAP＝2∠D＝2∠BPA，‎ 因此45°＋3∠BPA＝180°．解得∠BPA＝45°．‎ 此时△ABP是等腰直角三角形，P与C重合，所以t＝8．‎ 解答这道题目，如果选取点P的3‎ 个不同位置，按照题意画图，可以帮助我们探究．在讨论第二种情况∠BPA＝∠D时，我们容易被已知图6-1给定的点P的位置所误导，以为图6-2中“锐角∠D”与“钝角∠BPA”不可能相等．‎ ‎ ‎