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文檔簡介
相似三角形的存在性問題專項練習(xí)
1.如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=R/+乎X-手與x軸交于點A、B(點A在點B右側(cè)),點D
為拋物線的頂點.點C在y軸的正半軸,CD交x軸于點F,ACAD繞點C順時針旋轉(zhuǎn)得到4CFE,點A恰好旋轉(zhuǎn)
到點F,連接BE.
(1)求點A、B、D的坐標(biāo);
(2)求證:四邊形BFCE是平行四邊形;
⑶如圖2,過頂點D作DDi1x軸于點Di,點P是拋物線上一動點,過點P作PMLx軸,點M為垂足,使得△P
AM與4DDtA相似(不含全等).
①求出一個滿足以上條件的點P的橫坐標(biāo);
②直接回笞這樣的點P共有幾個?
V-7|/一7V
DD
圖1圖2
2.如圖1z拋物線y=a%?+.+。與x軸交于點A(-l,0)xB(3,0),與y軸交于點C,且過點D(2,-3).點P、Q是
拋物線y=。好+6%+。上的動點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)當(dāng)點P在直線OD下方時,求△POD面積的最大值.
(3)如圖2,直線0Q與線段BC相交于點旦當(dāng)4OBE與^ABC相似時,求點Q的坐標(biāo).
3.如圖1,在直角坐標(biāo)系中,直線y=-+3與x軸、y軸分別交于點B、點C,對稱軸為x=l的拋物線過
B、C兩點,且交x軸于另一點A,連接AC.
(1)直接寫出點A、點B、點C的坐標(biāo)和拋物線的解析式;
⑵已知點P為第一象限內(nèi)拋物線上一點,當(dāng)點P到直線BC的距離最大時,求點P的坐標(biāo);
⑶拋物線上是否存在一點Q(點C除外),使以點Q,A,B為頂點的三角形與△ABC相似?若存在,求出點
Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
4.如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線L:y=a久2+(c-a)久+c經(jīng)過點A(-3,0)和點B(0,-6),L關(guān)于原
點O對稱的拋物線為L'.
(1)求拋物線L的表達式;
(2)點P在拋物線L上且位于第一象限過點P作PD±y軸,垂足為口.若4POD與AAOB相似,求符合條件
的點P的坐標(biāo).
5.如圖1,已知拋物線yax2+bx+c經(jīng)過原點0(0,0)、A(2,0),直線y=2x經(jīng)過拋物線的頂點B,點C是拋
物線上一點,目位于對稱軸的右側(cè),聯(lián)結(jié)BC、OC、AB,過點C作CE〃x軸,分別交線段OB、AB于點E、F.
(1)求拋物線的表達式;
(2)當(dāng)BC=CE時,求證:△BCE^AABO;
(3)當(dāng)/CBA=NBOC時,求點C的坐標(biāo).
6.如圖1,拋物線y=ax2+4x+c過點A(6,0)、B(3,|)與y軸交于點C.聯(lián)結(jié)AB并延長,交y軸于點D.
(1)求該拋物線的表達式;
(2)求aADC的面積;
⑶點P在線段AC上,如果△OAP和仆DCA相似,求點P的坐標(biāo).
7.如圖1,直線y=+c與x軸交于點A(3,0),與y軸交于點B,拋物線y=-#++c經(jīng)過點A、
B.
(1)求點B的坐標(biāo)和拋物線的解析式;
(2)M(m,0)為x軸上一動點,過點M且垂直于x軸的直線與直線AB及拋物線分別交于點P、N.
①點M在線段OA上運動,若以B、P、N為頂點的三角形與△APM相似,求點M的坐標(biāo);
②點M在x軸上自由運動,若三個點M、P、N中恰有一點是其它兩點所連線段的中點(三點重合除外),則稱
M、P、N三點為“共諧點”.請直接寫出使得M、P、N三點成為“共諧點”的m的值.
8.如圖1,已知拋物線經(jīng)過點A(0,3)、B(4,l)、C(3,0).
(1)求拋物線的解析式;
(2)聯(lián)結(jié)AC、BC、AB,求/BAC的正切值;
⑶點P是該拋物線上一點,且在第一象限內(nèi),過點P作PG±AP交y軸于點G,當(dāng)點G在點A的上方,目
△APG與AABC相似時,求點P的坐標(biāo).
9.如圖1,已知拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過點A(l,0)和B(0,3),其頂點為D.
(1)求此拋物線的表達式;
(2)求4ABD的面積;
(3)設(shè)P為該拋物線上一點,且位于拋物線對稱軸右側(cè),作PHL對稱軸,垂足為R若4DPH與^AOB相似,
求點P的坐標(biāo).
1~"~d~~11~勺
圖1
10.如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=kx+3與x軸、y軸分別相交于點A、B,并與拋物線y=-jx2+bx
+:的對稱軸交于點C(2,2),拋物線的頂點為D.
⑴求k和b的直
(2)點G是y軸上一點,且以點B、C、G為頂點的三角形與△BCD相似,求點G的坐標(biāo);
⑶在拋物線上是否存在點E,它關(guān)于直線AB的對稱點F恰好落在y軸上如果存在直接寫出點E的坐標(biāo);
如果不存在,請說明理由.
11.如圖1,在直角坐標(biāo)平面內(nèi),拋物線y=&+族-3與y軸交于點A,與x軸分別交于B(-l,0)xC(3,0)
兩點,點D是拋物線的頂點.
(1)求拋物線的表達式及頂點D的坐標(biāo);
圖1
⑵聯(lián)結(jié)口。求4ACD的面積;
(3)點P在直線DC上,聯(lián)結(jié)OP,若以0、P、C為頂點的三角形與△ABC相似,求點P的坐標(biāo).
12.如圖1,已知直線y=-2x+4分別交x軸、y軸于點A、B,拋物線經(jīng)過A、B兩點,點P是線段AB上一動
點,過點P作PCLx軸于點C,交拋物線于點D.
⑴若拋物線的解析式為y=-2x2+2x+4,設(shè)其頂點為M,其對稱軸交AB于點N.
①求點M、N的坐標(biāo);
②是否存在點P,使四邊形MNPD為菱形?并說明理由;
(2)當(dāng)點P的橫坐標(biāo)為1時,是否存在這樣的拋物線,使得以B、P、D為頂點的三角形與△AOB相似?若存
在,求出滿足條件的拋物線的解析式;若不存在,請說明理由.
1.滿分解答
⑴由y=+呼尤—¥=](%—1)(X+7)=弋(久—3)2—2低得A(l,0),B(-7,0),D(3,-2V3).
o4,ooo
(2攻口圖3,由CF=CA,CO_LFA,得FO=AO=L所以F(-l,0).
在RtADDiF中,DD]=2V3,FD1=2,所以DF=4,NDFDi=60°.
所以△CFA是等邊三角形.
所以NECF=NDCA=NCFA=60。.所以EC//x軸.
由黑=券=之仆=扣尸=2.所以DC=6.所以EC=6.
又因為BF=BA-FA=8-2=6,所以BF=EC.
所以四邊形BFCE是平行四邊形.
(3)①如圖4,設(shè)P,噂(久一l)(x+7))作PH±x軸于H.
亨(h—DG+7)育
如果詈=箸=¥=冬那么==了解得x=-n.
②這樣的點P共有3個.
考點伸展
這樣的點P為什么共有3個呢?
因為RtA。。通的兩個銳角不相等,過點A可以畫4條直線:直線DA;直線DA關(guān)于x軸對稱的直線;還
有兩條直線關(guān)于x軸對稱,與x軸正半軸的夾角等于^ADDl.
這4條直線,每條直線與拋物線都有兩個交點,其中一個交點是點A,另一個交點是點P.在這4個點P中,
有1個就是點D.所以這樣的點P共有3個.
2.滿分解答
⑴設(shè)拋物線的解析式為y=a(x-3)(x+l),代入“2,-3)彳等32=-3.解得a=l.所以拋物線的解析式為y=(%-3)(%
+1)=x2—2%—3.
(2)如圖3,作PFJ_x軸交OD于點F.
由0(0,0)、D(2,3}得直線OD的解析式為y=—|乂
設(shè)P^X'X2-2x—3),F@—|x).所以PF=—|x—(x2—2%—3)=-x2+|x+3.
①如圖3,當(dāng)點P在y軸右側(cè)時,SpoD=SPFO+SPFD-^PF-(xD-x0)=PF.
②如圖4,當(dāng)點P在y軸左側(cè)時,SPOD=SPFD—SPFO=[PF?(如—%。)=PF.
所以SPOD=-X2+|%+3=-fx-i)+日
所以當(dāng)X=扣寸,SAPOD取得最大值,最大值時今
4lo
(3)由B(3,0)、C(0,-3),得直線BC的解析式為y=x-3.
已知A(-1,O).B(3,0)、C(0,-3),設(shè)E(x,x-3),所以.AB=4,BC=3&,OB=3,BE=V2(3-x).
因為NOBE=NABC,所以分兩種情況討論△OBE與△ABC相似.
①如圖5,當(dāng)言=券寸.滔上=矗解得x=l.所以E(l,-2).
如圖6,作EG±x軸于G.QH±x軸于H,所以EG〃QH.所以黑=第=2.
UriU(J
設(shè)Cm2—2m—3),所以—(m2—2m-3)=27n.整理,得m2—3=0.
解得叫=但啊=-遮所以Qg—2⑼或(-其28).
圖5圖6
②如圖7,當(dāng)需=詈時,誓到=斗,解得比=*所以£?—2
如圖8,由EG〃QH彳導(dǎo)器=器=3.
設(shè)Q(m,m2—2m—3),所以—(十—27n-3)=3zn.整理,得m24-m-3=0.
由j,日—1+V13—1—V13
斛得m1=--一,m2=--一.
所以QF磬,上署)或(菅空二更)
考點伸展
第⑵題還可以這樣考慮:如圖9,設(shè)直線OD與拋物線交于點G.
3
聯(lián)立y=一產(chǎn)解得G
ly=x2—2x—3
所以2£==i
人GDxD-xG7'
所以SpGD~SpFG+SpFD=^PF?(%。—%G)=£尸「
z4
又因為△POD與△PGD是等高三角形,
所以普=黑=3斤以Sp°D=:SPGD=PF.
SpGDGD77
3.滿分解答
(1)A(-4,0),B(6,0),C(0,3).
拋物線的解析式為:y=-i%2+;%+3.
o4
⑵如圖2,作PHLBC于H,PELx軸交BC于點E.
在RtACOB中,OB=6,OC=3,所以.BC=3逐.
在APHE和aBFE中,NPEH=NBEF,/PHE=NPFB,所以NHPE=/CBO.
所以cos4HPE=coszCBO=案=2=『.所以PH=手PE.
所以當(dāng)PE取得最大值時,PH也取得最大值.
設(shè)P(A?——+-x+3),E(x,——x+3).
所以PE=--X2+-x+3—(----x+3\—--X2+-x---(X—3尸+-
84\2/8488
所以當(dāng)x=3時,PE、PH取得最大值.此時P(3吟).
(3)已知A(-4,0),B(6,0),C(0,3),所以AC=5,AB=10,BC=3V5
所以sinzCXB=I,s,mZ-CBA=g
分兩種情況討論4QAB與公ABC相似.
①如圖3,點Q在x軸上方,此時NQ為鈍角.
當(dāng)△QABs/iCAB時,點Q與點C重合,不符合題意舍去.
當(dāng)小QAB-ACBA時,點Q與點C關(guān)于直線x=l對稱.所以Q(2,3).
②點Q在x軸下方,不妨設(shè)/ABQ為鈍角.
如圖4,當(dāng)小BAQ^ACAB時,—=—=—=2.所以AQ=2AB=20.
ABAC5
作QH_Lx軸于H.在RtAAQH中,AQ=20,sinzC4S=,所以QH=12,AH=16.
所以O(shè)H=AH-AO=16-4=12.此時Q(12,-12).
經(jīng)檢驗,點Q(12,—12)在拋物線y=—+3上.
o4
根據(jù)對稱性,點Q(12,-12)關(guān)于直線x=l的對稱點Q(-10,-⑵也在拋物線上.
如圖5,當(dāng)小BAQ-ACBA時,*=黑=竽所以AQ=當(dāng)4B=竽.
DCjyjb3DD
在RtAAQH中,AQ=竽,sin“8A=所以QH==£.
所以O(shè)H=4"—4。=£一4=g.此時Q(g,-g)
經(jīng)檢驗,點Q(竽-三)不在拋物線y=-#+$+3上.
考點伸展
第⑴題求拋物線的解析式可以這樣考慮:
由y=-3%+3彳導(dǎo)B(6,0)、C(0,3).
因為對稱軸為x=l,所以拋物線與x軸另一點A(-4,0).
所以拋物線的解析式為y=-^x-6)(%+4)=-i(x2-2x-24)=~^x2+^x+3.
4.滿分解答
(1)將A(-3,0)、B(0,-6)分別代入y=aY+(c-a)x+c得fa-3(c-a)+c=0,
解得a=-l,c=-6.所以拋物線L的表達式為y=-x2-5%-6.
(2)如圖2,由拋物線L的表達式為y=-x2-5x-6^-(x+2)(%+3、得拋物線L的表達式為.y=(x
—2)(x—3)=x2—5x+6.
已知A(-3,0)、B(0,-6),設(shè).P(X'X2-5x+6).
因為NPDO=NAOB=90。,分兩種情況討論△POD與△AOB相似.
①如圖3,當(dāng)?shù)?得=2時,DO=2DP.所以%2-5%+6=2x.
整理,得久2一7久+6=0.解得xi=1遙2=6.所以P(l,2)或(6,12).
②如圖4,當(dāng)器=黑=T時,DP=2DO.所以x=2(x2-5x+6).
整理,得2x2-llx+12=0.解得/=I,久2=4.所以P(|國)或(4,2).
考點伸展
第⑵題還可以這樣考慮:
已知A(-3,0)、B(0,-6),設(shè)P(m,n).
因為NPDO=NAOB=90。,分兩種情況討論△POD與△AOB相似.
①如圖3,當(dāng)案=總=2時巴=2.所以點P在直線y=2x上.
D1(JA77T
產(chǎn)[=1,產(chǎn)2=6,
聯(lián)立'="一齊+6,解得葭=2,\=12.所以P(1,2)或(6,12).
(y=2x,
②如圖4,當(dāng)?shù)?器=取寸.巴=1所以點P在直線y=i%±.
UrUDN771,Z
3
4仔2=4,
2
fy=%-5x+6,|y.=—,卜2=2?
聯(lián)立=,解得*4所以P(I,0或(4,2).
5.滿分解答
⑴因為拋物線與x軸交于0(0,0)、A(2,0)兩點,所以對稱軸為直線x=l.
因為頂點B在直線y=2x上,所以B(l,2).
設(shè)拋物線的表達式為y=ax(x-2),代入點B(l,2)狷2=-a.
解得a=-2.所以拋物線的表達式為y--2x(x-2)=-2x2+4x.
/B
(2)如圖2,因為CE//x軸,所以NCEB=NBOA.
因為BA=BO,當(dāng)BC=CE時,等腰三角形BCE與等腰三角形ABO的底角都相等.[\
所以△BCEsAABO,圖2
(3)如圖3,因為/BFE=/BEF,NBFE=NCBA+NBCF,/BEF=NBOC+NOCE,所以NBCF=NOCE.
如圖4,作BMXCE于M.設(shè)CE與y軸交于點N.設(shè)C(x,-2x2+4x).
由tan/BCF=tan/OCE,得—=—.
CMCN
所:以2-(-2%2+4%)_-ZM2+M束攵壬里彳目2(%-1)2_-2%(%-2)
X-1X''X-1X'
因為點C與點B、O不重合,所以xri,x/).
化簡彳導(dǎo)2(x—l)=-2(x—2).解得X=I所以C
考點伸展
第⑴題求拋物線的表達式,先要確定點B的坐標(biāo),然后可以設(shè)一般式,代入0、A、B三點的
坐標(biāo)列方程組;也可以設(shè)頂點式,代入點0或點A的坐標(biāo)列關(guān)于a的方程;還可以設(shè)交點式,代入點B的坐
標(biāo)列關(guān)于a的方程.
第⑵題當(dāng)(CB=CE時,△CBE與△BEF是兩個有公共底角的等腰三角形,這兩個三角形相似.又因為.△BEF
-△BOA,,根據(jù)相似三角形的傳遞性,可得.△BCE-△AB0.
6.滿分解答
,(36a+24+c=0,(__i
⑴將A(6,0)、B(3,|分別代入y=收+4x+a得19。+I2+C=三,解得「n]一京’
所以拋物線的表達式為y=-|x2+4x-6,C(0>-6).
⑵如圖2,由A(6,0)、B(3,|淄直線AB的解析式為y=-|x+3.邛4
所以D(0,3),CD=OC+OD=9.\/\
所以5皿;=55。4="9*6=27.'
22RU
(3)如圖3,由A(6,0)、C(0,-6)、D(0,3),得CD=9,OC=OA=6,AC=6V2.
所以NCAO=NACO=45。.
分兩種情況討論4OAP和4DCA相似.
①如圖4,當(dāng)務(wù)=鄂寸,'=等所以AP=4V2.
作PH,OA得等腰直角三角形△PHA,所以PH=AH=4.
所以O(shè)H=OP-PH=6-4=2.此時P(2,-4).
②如圖5,當(dāng)*齊寸,?=焉所以在=2
在等腰直角三角形△PHA中,PH=AH=
所以O(shè)H=OP-PH=6-皆*此時P
考點伸展
圖4、圖5中點P的位置又是經(jīng)典.
圖4中,tan/OPH弓圖5中,tan/OPH=1.
如果tana=|,tan/?=那么a+p=45°.
7.滿分解答
(1)將點A(3,0)代入y=-|%+g得c=2.所以y=-|x+2,B(0-2).
設(shè)拋物線的交點式為y=-|(x-3)(x-幾),代入點B(0,2}得-4n=2.
解得n=-,所以y=-|(x-3)(x+|)=-|x2+yx+2.
(2)①在RtAAPM中,tan^PAM=^=|.
因為△BPN與4APM有一組對頂角,如果它們相似,那么△BPN是直角三角形.
⑴如圖2,當(dāng)NBNP=90。時,BN〃x軸點N與點B關(guān)于拋物線的對稱軸對稱拋物線的對稱軸為直線久=:,,所
以點N的橫坐標(biāo)為|.所以,
(ii)如圖3,當(dāng)NNBP=90。時,作BH±MN于H,那么黑=|.
由HB=得m=|[(-|m2+ym+2)-21.解得m=p所以M傳,。)
②m的值為表-:或-L
考點伸展
最后一小題分三種情況討論:
①如果P為NM的中點,那么yN=2yp.
解方程—(爪2+與根+2=2(—]爪+2),整理,得2nl2—7租+3=0.
解得m=會如圖4所示),或m=3(舍去).
②如果N為PM的中點,那么yp=2yN.
解方程一[爪+2=2(-1根2++2),整理,得47n2-11m—3=0.
解得m=-}(如圖5所示),或m=3(舍去).
4
③如果M為PN的中點,那么yp=-yN.
解方程一[根+2=-(一(62+孩7n+2),整理,得——2m—3=0.
解得m=-l(如圖6所示),或m=3(舍去).
8.滿分解答
⑴設(shè)拋物線的解析式為y=ad+bx+c.
c=3,
WA(o,3).B(4,D、C(3,0)分別代入彳導(dǎo)16a+46+c=1,
9a+3b+c=0.
解得a=^,b=-|,c=3所以y=|x2-|x+3.
(2)如圖2,由A(0,3)、B(4,l)、C(3,0),得AC2=18,BC2=2,AB2=20.
所以AC2+BC2=AB2.
所以△ABC是直角三角形,NACB=90。.
所以tan?C=算=舟/
(3)設(shè)點P的坐標(biāo)為(久《久2-|久+3).
如圖3,作PH±y軸于H,那么△AHP^AAPG.
如果△APG與4ABC相似,那么△AHP與4ABC也相似.
分兩種情況討論小AHP與△ABC相似:
①如圖4,當(dāng)需=m=3時,HA=3HP.
nrCD
解方程|x2-jx+3-3=3居得x=ll,或x=0.此時P(ll,36).
②如圖5,當(dāng)器=籌=爭寸,HA=^HP.
tirDoD
解方程次-1+3-3=%得X=苗或X=0.此時P(y-y).
考點伸展
如果第(3)題求點G的坐標(biāo),也需要先求點P的坐標(biāo).
如圖4,HG=1HP=芳,此時OG="+HG=36+/=苧所以G(0,
如圖5,HG=3HP=17,止匕時OG=yP+HG=17+^=可所以G(0弓)
9.滿分解答
⑴已知拋物線y=必+.+c與x軸交于點A(l,0),可設(shè)y=(x-l)(x-x2).
代入點B(0,3),得.亞=3.
所以.y=(x-l)(x-3)=x2-4x+3=(x-2)2-1頂點D的坐標(biāo)為(2,-1).
(2)如圖2,設(shè)拋物線的對稱軸與x軸交于點M,作BNXDM于N.
已知A(l,0)、B(0,3)、D(2,-l),那么M(2,0),N(2,3).
所以SAABD=S四邊形BADN—SABDN=S梯形BAMN+SAADM—SABDN
=-(l+2)x3+ixlxl-ix4x2=l.
(3)設(shè)點P的坐標(biāo)為3久2一4久+3).
分兩種情況討論4DPH與4AOB相似:
①當(dāng)**3時.…:曹3=3.
整理,得一-7久+10=0.解得x=5,或x=2.此時P(5,8)(如圖3所示).
②當(dāng)黑(X2-4X+3)-(-1)1
x-231
整理,得3x2-13x+14=0.解得x=(或x=2.此時P(J,—§(如圖4所示).
考點伸展
第⑵題也可以這樣分割4ABD:如圖5,設(shè)BD與x軸交于點E,那么AE將4ABD分為兩個有公共底邊的4BA
E和4DAE,這兩個三角形高的和等于B、D兩點間的豎直距離.
由,得直線為.丫=一.所以(,)
B(0,3)sD(2,—BD2%+3E|O,AE=5.所以SABD=SBAE+^DAE=-AE(B0
11
+DM)=-x-x4=l.
w
0
?D
圖5
10.滿分解答
⑴將點C(2,2)代入y=kx+3狷2k+3=2.解得k=
由拋物線的對稱軸x=2b=2彳導(dǎo)b=l.
(2)如圖2,由y=—得x+3彳導(dǎo)B(0,3).
由y=—+久+;=_;(%_2)2得D(2,|)
由B(0,3)、C(2,2)、D(2,g得BC=布,CD=j.
圖2圖3
因為BG〃CD,當(dāng)G在B下方時,NGBONBCD.分兩種情況討論相似:
①當(dāng)作=一時,BG=CD=,此時G(0,;(如圖2所示).
DCCDZZ
②當(dāng)獸=W時BG=*2.此時G(0,l)(如圖3所示).
(3)點E的坐標(biāo)為(2,|域((-嗎.
考點伸展
第⑶題的解題思路是這樣的:如圖4,作EHLy軸于H.
當(dāng)點F落在y軸上時,設(shè)AB垂直平分EF于G那么/EFH=/A.
由于tan/A=票=/可設(shè)EH=m,FH=2m,那么EF=V5m.
在RtABFG中,F(xiàn)G=些?n,所以BG=叱m,BF=三6.
244
所以O(shè)F=0B—BF=3—所以。"=OF+FH=3-+27n=3+三小.
444
所以E(m>3+凱)
2
將點E(m>3+1m)代入y=—1%+%+(得3+|m=—1m?+7n+(
整理,得zn?-m-2=0.解得m=2,或m=-l.
所以點E的坐標(biāo)為((2。(如圖4所示),或((-1,?(如圖5所示,局部放大).
11.滿分解答
⑴因為拋物線與x軸交于B(-l,0)sC(3,0)兩點,所以y=a(x+l)(x-3).
對照y=ax2+bx-3,根據(jù)常數(shù)項相等,得-3a=-3.解得a=l.
所以.y=(%+1)(%-3)=x2-2x-3=(x-I)2-4.頂點為D(l,-4).
(2)如圖2,由A(0,-3)、C(3,0)、D(l,-4),可得AC2=18,AD2=2,CD2=20.
2
所以CD=4c2+4。2.所以△ACD是直角三角形,/CAD=90°.
所以SACD=lAC-AD=|V18xV2=3.
⑶第一步,先探求ZOCD=ZBAC.
如圖3,由C(3,0)、D(l,-4),可得tan/DCO=^=2.
如圖4,作BH±AC
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