题目内容

【题目】定义:连结菱形的一边中点与对边的两端点的线段把它分成三个三角形,如果其中有两个三角形相似,那么称这样的菱形为自相似菱形.

(1)判断下列命题是真命题,还是假命题?

①正方形是自相似菱形;

②有一个内角为60°的菱形是自相似菱形.

③如图1,若菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC=α(0°<α<90°),E为BC中点,则在△ABE,△AED,△EDC中,相似的三角形只有△ABE与△AED.

(2)如图2,菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC是锐角,边长为4,E为BC中点.

①求AE,DE的长;

②AC,BD交于点O,求tan∠DBC的值.

【答案】(1)见解析;(2)①AE=2,DE=4;②tan∠DBC=.

【解析】

(1)①证明△ABE≌△DCE(SAS),得出△ABE∽△DCE即可;

②连接AC,由自相似菱形的定义即可得出结论;

③由自相似菱形的性质即可得出结论;

(2)①由(1)③得△ABE∽△DEA,得出,求出AE=2,DE=4即可;

②过E作EM⊥AD于M,过D作DN⊥BC于N,则四边形DMEN是矩形,得出DN=EM,DM=EN,∠M=∠N=90°,设AM=x,则EN=DM=x+4,由勾股定理得出方程,解方程求出AM=1,EN=DM=5,由勾股定理得出DN=EM==,求出BN=7,再由三角函数定义即可得出答案.

解:(1)①正方形是自相似菱形,是真命题;理由如下:

如图3所示:

∵四边形ABCD是正方形,点E是BC的中点,

∴AB=CD,BE=CE,∠ABE=∠DCE=90°,

在△ABE和△DCE中

,

∴△ABE≌△DCE(SAS),

∴△ABE∽△DCE,

∴正方形是自相似菱形,

故答案为:真命题;

②有一个内角为60°的菱形是自相似菱形,是假命题;理由如下:

如图4所示:

连接AC,

∵四边形ABCD是菱形,

∴AB=BC=CD,AD∥BC,AB∥CD,

∵∠B=60°,

∴△ABC是等边三角形,∠DCE=120°,

∵点E是BC的中点,

∴AE⊥BC,

∴∠AEB=∠DAE=90°,

∴只能△AEB与△DAE相似,

∵AB∥CD,

∴只能∠B=∠AED,

若∠AED=∠B=60°,则∠CED=180°﹣90°﹣60°=30°,

∴∠CDE=180°﹣120°﹣30°=30°,

∴∠CED=∠CDE,

∴CD=CE,不成立,

∴有一个内角为60°的菱形不是自相似菱形,

故答案为:假命题;

③若菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC=α(0°<α<90°),E为BC中点,

则在△ABE,△AED,△EDC中,相似的三角形只有△ABE与△AED,是真命题;理由如下:

∵∠ABC=α(0°<α<90°),

∴∠C>90°,且∠ABC+∠C=180°,△ABE与△EDC不能相似,

同理△AED与△EDC也不能相似,

∵四边形ABCD是菱形,

∴AD∥BC,

∴∠AEB=∠DAE,

当∠AED=∠B时,△ABE∽△DEA,

∴若菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC=α(0°<α<90°),E为BC中点,

则在△ABE,△AED,△EDC中,相似的三角形只有△ABE与△AED,

故答案为:真命题;

(2)①∵菱形ABCD是自相似菱形,∠ABC是锐角,边长为4,E为BC中点,

∴BE=2,AB=AD=4,

由(1)③得:△ABE∽△DEA,

∴

∴AE2=BEAD=2×4=8,

∴AE=2,DE===4,

故答案为:AE=2;DE=4;

②过E作EM⊥AD于M,过D作DN⊥BC于N,如图2所示:则四边形DMEN是矩形,

∴DN=EM,DM=EN,∠M=∠N=90°,

设AM=x,则EN=DM=x+4,

由勾股定理得:EM2=DE2﹣DM2=AE2﹣AM2,

即(4)2﹣(x+4)2=(2)2﹣x2,

解得:x=1,

∴AM=1,EN=DM=5,

∴DN=EM==,

在Rt△BDN中,

∵BN=BE+EN=2+5=7,

∴tan∠DBC=,

故答案为:.

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