第6章 图形的相似
6.4 第5课时 圆中的相似、三角形的重心
知识点 1 圆中的相似
1.如图6-4-55,△ABC的角平分线AD的延长线交△ABC的外接圆于点E.则下列结论中不正确的是( )
A.△BAE∽△DBE B.△BAE∽△DAC
C.△DBE∽△DAC D.△BAD∽△DAC
图6-4-55
图6-4-56
2.如图6-4-56,⊙O的弦AB,CD相交于点P.若AP=3,BP=4,CP=2,则CD的长为( )
A.6 B.12 C.8 D.不能确定
3.2018·滨州 如图6-4-57,AB为⊙O的直径,点C在⊙O上,AD⊥CD于点D,且AC平分∠DAB.
求证:(1)直线DC是⊙O的切线;
(2)AC2=2AD·AO.
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图6-4-57
4.已知:如图6-4-58,AD是△ABC的边BC上的高,AE是△ABC外接圆的直径.
求证:AB·AC=AD·AE.
图6-4-58
知识点 2 三角形的重心
5.三角形的重心是三角形的( )
A.三条中线的交点
B.三条角平分线的交点
C.三边垂直平分线的交点
D.三条高所在直线的交点
6.如图6-4-59,在△ABC中,AD是BC边上的中线,G是重心.如果AG=6,那么线段DG的长为( )
A.2 B.3 C.6 D.12
图6-4-59
图6-4-60
7.如图6-4-60,△ABC的中线BE与CD交于点G,连接DE,下列结论正确的是( )
A.点G是△ABC的内心
B.BD=2CE
C.S△BGC=2S△DGE
D.S△BDG=S△CEG
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图6-4-61
8.如图6-4-61,若AD,BE是△ABC的中线,AD,BE相交于点F,FD=2,则线段AD的长为________.
9.如图6-4-62,在△ABC中,AE,BF交于点D,且D是△ABC的重心,S△DEF=2,求△AEC的面积.
图6-4-62
10.如图6-4-63,在△ABC中,点O是重心,BC=10,连接AO并延长交BC于点D,连接BO并延长交AC于点E,AD⊥BE.若BE=6,AO=6,则AC的长为( )
A.8 B.4 C.12 D.14
图6-4-63
图6-4-64
11.如图6-4-64,已知DE∥BC,且DE经过△ABC的重心G.若BC=6 cm,则DE等于________ cm.
12.2018·遵义 如图6-4-65,四边形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90°,AB=5,BC=10,连接AC,BD,以BD为直径的圆交AC于点E,连接DE.若DE=3,则AD的长为________.
图6-4-65
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图6-4-66
13.如图6-4-66,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC,垂足为D,AD=18,点E在AC上且CE=AC,连接BE,与AD交于点F.若BE=15,则△DBF的周长是________.
14.2017·姜堰期中 如图6-4-67,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,F为△ABC的重心,AB=6,则EF=________.
图6-4-67
15.2017·聊城 如图6-4-68,⊙O是△ABC的外接圆,点O在BC边上,∠BAC的平分线交⊙O于点D,连接BD,CD,过点D作BC的平行线,与AB的延长线相交于点P.
(1)求证:PD是⊙O的切线;
(2)求证:△PBD∽△DCA;
(3)当AB=6,AC=8时,求线段PB的长.
图6-4-68
16.如图6-4-69,已知点G是△ABC的重心,AG⊥GC.
(1)若AC=4 cm,求BG的长;
(2)若△ABC的面积为9 cm2,求△GBC的面积.
图6-4-69
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17.如图6-4-70,已知矩形ABCD中,DE∥AC,DE与BC的延长线交于点E,AE交CD于点F,BF交AC于点G.
(1)求证:点G是△ABE的重心;
(2)已知=,求证:∠BCG=∠BGC.
图6-4-70
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第6章 图形的相似
6.4 第5课时 圆中的相似、三角形的重心
1.D
2.C [解析] 连接AC,BD,则△PAC∽△PDB,∴=,
∴DP=.
∵AP=3,BP=4,CP=2,∴DP=6,
∴CD=CP+DP=2+6=8.故选C.
3.证明:(1)连接OC,
∵AC平分∠DAB,
∴∠DAC=∠OAC.
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA,
∴∠DAC=∠OCA,∴OC∥AD.
∵AD⊥CD,∴OC⊥CD.
∵点C在⊙O上,∴直线DC是⊙O的切线.
(2)连接BC,∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,∴∠ACB=∠ADC=90°.
又∵∠BAC=∠DAC,∴△ACB∽△ADC,
∴=,∴AC2=AD·AB,
∴AC2=2AD·AO.
4.证明:∵AD是△ABC的边BC上的高,AE是△ABC外接圆的直径,
∴∠ADB=∠ACE=90°.
又∵∠B=∠E,∴△ADB∽△ACE,
∴AB∶AE=AD∶AC,
∴AB·AC=AD·AE.
5.A
6.B [解析] 根据重心的性质,三角形的重心到一顶点的距离等于其到对边中点距离的2倍,可直接求得结果.
7.D [解析] 根据三角形重心的定义和性质对各选项分析判断,利用排除法求解.
8.6 [解析] ∵AD,BE是△ABC的中线,AD,BE相交于点F,FD=2,∴点F是△ABC的重心,∴AF=2FD=2×2=4,∴AD=AF+FD=4+2=6.
9.解:∵D是△ABC的重心,
∴AD=2DE,F为AC的中点,
∴S△ADF=2S△DEF=4,
∴S△EFC=S△AEF=6,∴S△AEC=12.
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10.B [解析] ∵O是△ABC的重心,
∴E是AC的中点,OE=BE=×6=2.
∵AD⊥BE,∴AE==2,
∴AC=2AE=2×2=4.
故选B.
11.4 [解析] 连接AG并延长交BC于点N.∵G是△ABC的重心,DE∥BC,∴△ADG∽△ABN,BN=CN,DG=EG,∴==.∵BC=6 cm,∴BN=3 cm,∴DG=2 cm,∴DE=4 cm.
12.2 [解析] 连接BE,因为∠DAE=∠DBE,∠DAE=∠ACB,所以∠DBE=∠ACB.因为BD是直径,所以∠BED=90°.又因为∠ABC=90°,所以∠BED=∠ABC,所以△BED∽△CBA,所以=,得到EB=6.Rt△BED中,根据勾股定理得BD=3 .在Rt△ADB中,根据勾股定理得AD=2 .
13.24 [解析] 根据等腰三角形三线合一的性质得出BD=CD,又由CE=AC,可知F是△ABC的重心,根据重心的性质,得BF=BE=10,DF=AD=6.在Rt△BDF中利用勾股定理求得BD=8,进而得出△DBF的周长为24.
14.1
15.解:(1)证明:如图,连接OD.
∵BC为⊙O的直径,
∴∠BAC=∠BAD+∠CAD=90°.
∵∠BAC的平分线交⊙O于点D,
∴∠BAD=∠CAD=45°,∴∠BOD=90°.
∵PD∥BC,∴∠PDO+∠BOD=180°,
∴∠PDO=90°,即PD⊥OD.
又∵点D在⊙O上,∴PD是⊙O的切线.
(2)证明:∵四边形ABDC内接于⊙O,
∴∠ABD+∠DCA=180°.
又∵∠PBD+∠ABD=180°,
∴∠PBD=∠DCA.
∵PD∥BC,∴∠P=∠ABC.
又∵∠ABC=∠ADC,
∴∠P=∠ADC,∴△PBD∽△DCA.
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(3)在Rt△ABC中,由勾股定理,得BC===10,
∴OB=OC=OD=5.
又∵OD⊥BC,∴DB=DC=5 .
∵△PBD∽△DCA,∴=,
即=,
∴PB==.
16.解:(1)如图,延长BG交AC于点D.
∵G是△ABC的重心,
∴BD为△ABC的中线.
又∵AG⊥GC,
∴GD为Rt△AGC斜边上的中线,
∴GD=AC.
又∵G是△ABC的重心,
∴BG=2GD=AC=4 cm.
(2)∵BD为△ABC的中线,
∴S△CBD=S△ABC= cm2.
∵G是△ABC的重心,
∴BD=3GD,∴S△GBC=S△CBD=3 cm2.
17.证明:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BE,BC=AD.
又∵DE∥AC,
∴四边形ACED是平行四边形,
∴AF=EF,AD=CE.
∵BC=AD,∴BC=CE,
∴点G是△ABE的重心.
(2)∵∠ABE=90°,AF=EF,
∴BF=AE=AF.
∵点G是△ABE的重心,
∴BG=BF=AF.
∵=,∴BC=AD=AF,
∴BC=BG,
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∴∠BCG=∠BGC.
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