题目内容
如图1，在四边形ABCD的AB边上任取一点E（点E不与点A、点B重合），分别连接ED、EC，可以把四边形ABCD分成3个三角形．如果其中有2个三角形相似，我们就把点E叫做四边形ABCD的AB边上的相似点；如果这3个三角形都相似，我们就把点E叫做四边形ABCD的AB边上的强相似点．（1）若图1中，∠A=∠B=∠DEC=50°，说明点E是四边形ABCD的AB边上的相似点；
（2）①如图2，画出矩形ABCD的AB边上的一个强相似点．（要求：画图工具不限，不写画法，保留画图痕迹或有必要的说明．）
②对于任意的一个矩形，是否一定存在强相似点？如果一定存在，请说明理由；如果不一定存在，请举出反例．
（3）在梯形ABCD中，AD∥BC，AD＜BC，∠B=90°，点E是梯形ABCD的AB边上的一个强相似点，判断AE与BE的数量关系并说明理由．
分析：（1）要证明点E是四边形ABCD的AB边上的相似点，只要证明有一组三角形相似就行，很容易证明△ADE∽△EBC，所以问题得解．
（2）①以CD为直径画弧，取该弧与AB的一个交点即为所求．②不一定存在强相似点，如正方形．
（3）因为点E是梯形ABCD的AB边上的一个强相似点，所以就有相似三角形出现，根据相似三角形的对应线段成比例，可以判断出AE和BE的数量关系，从而可求出解．
（2）①以CD为直径画弧，取该弧与AB的一个交点即为所求．②不一定存在强相似点，如正方形．
（3）因为点E是梯形ABCD的AB边上的一个强相似点，所以就有相似三角形出现，根据相似三角形的对应线段成比例，可以判断出AE和BE的数量关系，从而可求出解．
解答：解：（1）理由：∵∠A=50°，
∴∠ADE+∠DEA=130°．
∵∠DEC=50°，
∴∠BEC+∠DEA=130°．
∴∠ADE=∠BEC．
∵∠A=∠B，
∴△ADE∽△BEC．
∴点E是四边形ABCD的AB边上的相似点．
（2）①以CD为直径画弧，取该弧与AB的一个交点即为所求．
如图所示：连接FC，DF，
∵CD为直径，∴∠DFC=90°，
∵CD∥AB，
∴∠DCF=∠CFB，
∵∠B=90°，
∴△DFC∽△CBF，
同理可得出：△DFC∽△FAD，
（若不用圆规画图，则必须在图上标注直角符号或对直角另有说明．）
②对于任意的一个矩形，不一定存在强相似点，如正方形．（答案不惟一，若学生画图说明也可．）
（3）第一种情况：
∠A=∠B=∠DEC=90°，∠ADE=∠BEC=∠EDC，
即△ADE∽△BEC∽△EDC．
方法一：
如图1，延长DE，交CB的延长线于点F，
说明DE=EF，说明AE=BE．
方法二：
如图2，过点E作EF⊥DC，垂足为F．
因为∠ADE=∠CDE，∠BCE=∠DCE，
所以AE=EF，EF=BE．所以AE=BE．
方法三：
由△ADE∽△EDC可得
=
，
即AE=
．
同理，由△BEC∽△EDC可得
=
，
即BE=
，
所以AE=BE．
方法四：
∵点E是梯形ABCD的边AB上的强相似点
∴△ADE，△BEC以及△CDE是两两相似的，
∵△ADE是直角三角形
∴△DEC也是直角三角形．
第一种情况：∠DEC=90°时
①∠CDE=∠DEA
∴DC∥AE．
这与四边形ABCD是梯形相矛盾，不成立
②∠CDE=∠EDA
∵∠ECD+∠EDC=90°，∠ADE+∠AED=90°
∴∠AED=∠ECD
∵∠AED+∠BEC=90°，∠BEC+∠BCE=90°
∴∠AED=∠BCE
∴∠AED=∠BCE=∠ECD
∴DE平分∠ADC 同理可得 CE平分∠DCB
过E作EF⊥DC
∵AE⊥AD，BE⊥BC，DE平分∠ADC，CE平分∠DCB
∴AE=FE，BE=FE
∴AE=BE
第二种情况：
如图3，∠A=∠B=∠EDC=90°，∠ADE=∠BCE=∠DCE，
即△ADE∽△BEC∽△DCE．
所以∠AED=∠BEC=∠DEC=60°，
说明AE=
DE，BE=
CE，DE=
CE，
（或说明BE=DE，AE=
DE）
所以AE=
BE．综上，AE=BE或AE=
BE．
∴∠ADE+∠DEA=130°．
∵∠DEC=50°，
∴∠BEC+∠DEA=130°．
∴∠ADE=∠BEC．
∵∠A=∠B，
∴△ADE∽△BEC．
∴点E是四边形ABCD的AB边上的相似点．
（2）①以CD为直径画弧，取该弧与AB的一个交点即为所求．
如图所示：连接FC，DF，
∵CD为直径，∴∠DFC=90°，
∵CD∥AB，
∴∠DCF=∠CFB，
∵∠B=90°，
∴△DFC∽△CBF，
同理可得出：△DFC∽△FAD，
（若不用圆规画图，则必须在图上标注直角符号或对直角另有说明．）
②对于任意的一个矩形，不一定存在强相似点，如正方形．（答案不惟一，若学生画图说明也可．）
（3）第一种情况：
∠A=∠B=∠DEC=90°，∠ADE=∠BEC=∠EDC，
即△ADE∽△BEC∽△EDC．
方法一：
如图1，延长DE，交CB的延长线于点F，
说明DE=EF，说明AE=BE．
方法二：
如图2，过点E作EF⊥DC，垂足为F．
因为∠ADE=∠CDE，∠BCE=∠DCE，
所以AE=EF，EF=BE．所以AE=BE．
方法三：
由△ADE∽△EDC可得
| DE |
| DC |
| AE |
| EC |
即AE=
| DE•EC |
| DC |
同理，由△BEC∽△EDC可得
| EC |
| DC |
| BE |
| ED |
即BE=
| ED•EC |
| DC |
所以AE=BE．
方法四：
∵点E是梯形ABCD的边AB上的强相似点
∴△ADE，△BEC以及△CDE是两两相似的，
∵△ADE是直角三角形
∴△DEC也是直角三角形．
第一种情况：∠DEC=90°时
①∠CDE=∠DEA
∴DC∥AE．
这与四边形ABCD是梯形相矛盾，不成立
②∠CDE=∠EDA
∵∠ECD+∠EDC=90°，∠ADE+∠AED=90°
∴∠AED=∠ECD
∵∠AED+∠BEC=90°，∠BEC+∠BCE=90°
∴∠AED=∠BCE
∴∠AED=∠BCE=∠ECD
∴DE平分∠ADC 同理可得 CE平分∠DCB
过E作EF⊥DC
∵AE⊥AD，BE⊥BC，DE平分∠ADC，CE平分∠DCB
∴AE=FE，BE=FE
∴AE=BE
第二种情况：
如图3，∠A=∠B=∠EDC=90°，∠ADE=∠BCE=∠DCE，
即△ADE∽△BEC∽△DCE．
所以∠AED=∠BEC=∠DEC=60°，
说明AE=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
（或说明BE=DE，AE=
| 1 |
| 2 |
所以AE=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
点评：本题考查了相似三角形的判定和性质，矩形的性质，梯形的性质以及理解相似点和强相似点的概念等，从而可得到结论．
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