河南省南阳市第十三中学校2021-2022学年八年级上学期第二次月考数学试卷(Word版含答案)
展开2021-2022学年河南省南阳十三中八年级第一学期第二次月考数学试卷
一、填空:(每小题3分,共30分)
1.下列命题中是真命题的是( )
A.对顶角相等 B.两点之间,直线最短
C.同位角相等 D.同旁内角互补
2.满足下列条件的△ABC,不是直角三角形的是( )
A.∠A:∠B:∠C=3:4:5 B.a:b:c=3:4:5
C.b2=a2﹣c2 D.∠A=∠B﹣∠C
3.某同学把一块三角形的玻璃打碎了3块,现在要到玻璃店去配一块完全一样的玻璃,那么最省事的方法是( )
A.带①去 B.带②去 C.带③去 D.带①②③去
4.三角形的三边长分别为a,b,c,且满足a4﹣b4+b2c2﹣a2c2=0,则该三角形的形状是( )
A.任意等腰三角形
B.等腰直角三角形
C.等腰三角形或直角三角形
D.任意直角三角形
5.用反证法证明“在同一平面内,若a⊥c,b⊥c,则a∥b”时,应假设( )
A.a不垂直于c B.a,b都不垂直于c
C.a⊥b D.a与b相交
6.如图所示,ABCD是长方形地面,长AB=20,宽AD=10,中间整有一堵砖墙高MN=2,一只蚂蚁从A点爬到C点,它必须翻过中间那堵墙,则它至少要走( )
A.20 B.24 C.25 D.26
7.如图所示,甲渔船以8海里/时的速度离开港口O向东北方向航行,乙渔船以6海里/时的速度离开港口O向西北方向航行,他们同时出发,一个半小时后,甲、乙两渔船相距( )
A.12海里 B.13海里 C.14海里 D.15海里
8.如图,在△ABC中,分别以点A和B为圆心,大于和长为半径画弧,两弧相交于点M,N,作直线MN,交BC于点D,连接AD,若△ABC的周长为17,AB=7,则△ADC的周长是( )
A.7 B.10 C.15 D.17
9.“三等分角”大约是在公元前五世纪由古希腊人提出来的,借助如图所示的“三等分角仪”能三等分任一角.这个三等分角仪由两根有槽的棒OA,OB组成,两根棒在O点相连并可绕O转动、C点固定,OC=CD=DE,点D、E可在槽中滑动.若∠BDE=75°,则∠CDE的度数是( )
A.60° B.65° C.75° D.80°
10.如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=∠C=45°,D、E是斜边BC上两点,且∠DAE=45°,过点A作AF⊥AD,垂足是A,过点C作CF⊥BC,垂足是C.交AF于点F,连接EF,下列结论:
①△ABD≌△ACF;②DE=EF;③若S△ADE=10,S△CEF=4.则S△ABC=24;④BD+CE=DE.其中正确的是( )
A.①② B.②③ C.①②③ D.①③④
二、填空(每小题3分,共15分)
11.如图,∠B=∠D=90°,BC=DC,∠1=40°,则∠2= °.
12.在Rt△ABC中,AB=5,BC=4,则AC的长是 .
13.如图所示的一块地,已知∠ADC=90°,AD=12m,CD=9m,AB=25m,BC=20m,则这块地的面积为 m2.
14.如图,在长方形ABCD中,AB=4,AD=6,延长BC到点E,使CE=2,连接DE,动点P从点B出发,以每秒2个单位的速度沿BC﹣CD﹣DA向终点A运动,设点P的运动时间为t秒,当t的值为 秒时,△ABP与△DCE全等.
15.如图所示,在△ABC中,AB=AC,直线EF是AB的垂直平分线,D是BC的中点,M是EF上一个动点,△ABC的面积为12,BC=4,则△BDM周长的最小值是 .
三、解答题:(共75分)
16.在△ABC中,∠A,∠B,∠C的对边分别是a,b,c,根据下列各边的长度,判断各三角形是否为直角三角形,并指出哪一个角是直角.
(1)a=2,b=,c=3;
(2)a=2n,b=n2﹣1,c=n2+1;(n>1)
17.已知∠MAN.
(1)用尺规完成下列作图:(保留作图痕迹,不写作法)
①作∠MAN的平分线AE;
②在AE上任取一点F,作AF的垂直平分线分别与AM、AN交于P、Q;
(2)在(1)的条件下,线段AP与AQ有什么数量关系,请直接写出结论.
18.八年级11班松松同学学习了“勾股定理”之后,为了测量如图的风筝的高度CE,测得如下数据:
①测得BD的长度为8米:(注:BD⊥CE)
②根据手中剩余线的长度计算出风筝线BC的长为17米;
③牵线放风筝的松松身高1.6米.
(1)求风筝的高度CE.
(2)若松松同学想风筝沿CD方向下降9米,则他应该往回收线多少米?
19.如图,在△AEC和△DFB中,∠E=∠F,点A、B、C、D在同一直线上,有如下三个关系式:①AE∥DF,②AB=CD,③CE=BF.
(1)请用其中两个关系式作为条件,另一个作为结论,写出你认为正确的所有命题(用序号写出命题书写形式:“如果⊗、⊗,那么⊗”)
(2)选择(1)中你写出的一个命题,说明它正确的理由.
20.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=5,BC=12,将△ABC沿AD折叠,使点C落在AB上的点E处,求DB的长.
21.如图,已知AD∥BC,点E是CD上一点,AE平分∠BAD,BF平分∠ABC,延长BE交AD的延长线于点F
(1)求证:△ABE≌△AFE;
(2)若AD=2,BC=6,求AB的长.
22.勾股定理是人类最伟大的十个科学发现之一,西方国家称之为毕达哥拉斯定理.在我国古书《周髀算经》中就有“若勾三,股四,则弦五”的记载,我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理,创制了一幅“弦图”(如图①),后人称之为“赵爽弦图”,流传至今.如图①是用四个能够完全重合的直角三角形拼成的图形,其中直角边长分别为a,b,斜边长为c,用含a,b,c的代数式表示:
(1)大正方形的面积为 ;小正方形的面积为 ;
(2)四个直角三角形的面积和为 ,根据图中面积关系,可列出a,b,c之间的关系式为 ;
(3)如图②,以直角三角形的三边为直径,分别向外部作半圆,则S1,S2,S3满足的关系是 ;
(4)如图③直角三角形的两条直角边长分别为3、5,分别以直角三角形的三边为直径作半圆,则图中两个月形图案(阴影部分)的面积和为 .
23.已知,在△ABC中,∠A=90°,AB=AC,点D为BC的中点.
(1)观察猜想
如图①,若点E、F分别是AB、AC的中点,则线段DE与DF的数量关系是 ;线段DE与DF的位置关系是 .
(2)类比探究
如图②,若点E、F分别是AB、AC上的点,且BE=AF,上述结论是否仍然成立,若成立,请证明;若不成立,请说明理由;
(3)解决问题
如图③,若点E、F分别为AB、CA延长线的点,且BE=AF=AB=2,请直接写出△DEF的面积.
参考答案
一、填空:(每小题3分,共30分)
1.下列命题中是真命题的是( )
A.对顶角相等 B.两点之间,直线最短
C.同位角相等 D.同旁内角互补
【分析】利用对顶角的性质、线段的性质及平行线的性质分别判断后即可确定正确的选项.
解:A、对顶角相等,正确,是真命题,符合题意;
B、两点之间,线段最短,故原命题错误,是假命题,不符合题意;
C、两直线平行,同位角相等,故原命题错误,是假命题,不符合题意;
D、两直线平行,同旁内角互补,故原命题错误,是假命题,不符合题意.
故选:A.
2.满足下列条件的△ABC,不是直角三角形的是( )
A.∠A:∠B:∠C=3:4:5 B.a:b:c=3:4:5
C.b2=a2﹣c2 D.∠A=∠B﹣∠C
【分析】利用三角形内角和定理和勾股定理逆定理进行计算可得答案.
解:A、∵∠A:∠B:∠C=3:4:5,
∴设∠A=3x,∠B=4x,∠C=5x,
∴3x+4x+5x=180°,
∴x=15°,
∴∠A=3x=45°,∠B=4x=60°,∠C=5x=75°,
∴△ABC不是直角三角形,符合题意.
B、∵a:b:c=3:4:5,
∴32+42=52,
∴△ABC为直角三角形.不符合题意;
C、∵b2=a2﹣c2,
∴b2+c2=a2,
∴△ABC为直角三角形.不符合题意;
D、∵∠A=∠B﹣∠C,
∴∠B﹣∠C+∠B+∠C=180°,
∴2∠B=180°,
∴∠B=90°,
∴△ABC为直角三角形.不符合题意.
故选:A.
3.某同学把一块三角形的玻璃打碎了3块,现在要到玻璃店去配一块完全一样的玻璃,那么最省事的方法是( )
A.带①去 B.带②去 C.带③去 D.带①②③去
【分析】根据全等三角形的判定,已知两角和夹边,就可以确定一个三角形.
解:第一块和第二块只保留了原三角形的一个角和部分边,根据这两块中的任一块均不能配一块与原来完全一样的;
第三块不仅保留了原来三角形的两个角还保留了一边,则可以根据ASA来配一块一样的玻璃.
最省事的方法是应带③去,理由是:ASA.
故选:C.
4.三角形的三边长分别为a,b,c,且满足a4﹣b4+b2c2﹣a2c2=0,则该三角形的形状是( )
A.任意等腰三角形
B.等腰直角三角形
C.等腰三角形或直角三角形
D.任意直角三角形
【分析】先将已知等式左边因式分解后判定三角形形状.
解:∵a4﹣b4+b2c2﹣a2c2=0.
∴(a2﹣b2)(a2+b2)﹣c2(a2﹣b2)=0.
∴(a2﹣b2)(a2+b2﹣c2)=0.
∴(a﹣b)(a+b)(a2+b2﹣c2)=0.
∵三角形的三边长分别为a,b,c.
∴a+b>0.
∴a﹣b=0或a2+b2=c2.
∴该三角形是等腰三角形或直角三角形.
故选:C.
5.用反证法证明“在同一平面内,若a⊥c,b⊥c,则a∥b”时,应假设( )
A.a不垂直于c B.a,b都不垂直于c
C.a⊥b D.a与b相交
【分析】用反证法解题时,要假设结论不成立,即假设a与b不平行,即a与b相交.
解:∵原命题“在同一平面内,若a⊥c,b⊥c,则a∥b”,
用反证法时应假设结论不成立,
即假设“a与b相交”.
故选:D.
6.如图所示,ABCD是长方形地面,长AB=20,宽AD=10,中间整有一堵砖墙高MN=2,一只蚂蚁从A点爬到C点,它必须翻过中间那堵墙,则它至少要走( )
A.20 B.24 C.25 D.26
【分析】连接AC,利用勾股定理求出AC的长,再把中间的墙平面展开,使原来的矩形长度增加而宽度不变,求出新矩形的对角线长即可.
解:如图所示,将图展开,图形长度增加2MN,
原图长度增加4米,则AB=20+4=24,
连接AC,
∵四边形ABCD是长方形,AB=24,宽AD=10,
∴AC====26,
∴蚂蚁从A点爬到C点,它至少要走26的路程.
故选:D.
7.如图所示,甲渔船以8海里/时的速度离开港口O向东北方向航行,乙渔船以6海里/时的速度离开港口O向西北方向航行,他们同时出发,一个半小时后,甲、乙两渔船相距( )
A.12海里 B.13海里 C.14海里 D.15海里
【分析】根据题意得出∠AOB=90°,根据勾股定理即可得到结论.
解:由题意可得:BO=1.5×6=9(海里),AO=1.5×8=12(海里),∠1=∠2=45°,
故∠AOB=90°,
∴AB==15(海里),
答:甲、乙两渔船相距15海里,
故选:D.
8.如图,在△ABC中,分别以点A和B为圆心,大于和长为半径画弧,两弧相交于点M,N,作直线MN,交BC于点D,连接AD,若△ABC的周长为17,AB=7,则△ADC的周长是( )
A.7 B.10 C.15 D.17
【分析】先根据题意得出MN是线段AB的垂直平分线,故可得出AD=BD,据此可得出结论.
解:∵根据题意得出MN是线段AB的垂直平分线,
∴AD=BD,
∴AD+CD=BC.
∵△ABC的周长为17,AB=7,
∴△ADC的周长=AC+BC=△ABC的周长﹣AB=17﹣7=10.
故选:B.
9.“三等分角”大约是在公元前五世纪由古希腊人提出来的,借助如图所示的“三等分角仪”能三等分任一角.这个三等分角仪由两根有槽的棒OA,OB组成,两根棒在O点相连并可绕O转动、C点固定,OC=CD=DE,点D、E可在槽中滑动.若∠BDE=75°,则∠CDE的度数是( )
A.60° B.65° C.75° D.80°
【分析】根据OC=CD=DE,可得∠O=∠ODC,∠DCE=∠DEC,根据三角形的外角性质可知∠DCE=∠O+∠ODC=2∠ODC,进一步根据三角形的外角性质可知∠BDE=3∠ODC=75°,即可求出∠ODC的度数,进而求出∠CDE的度数.
解:∵OC=CD=DE,
∴∠O=∠ODC,∠DCE=∠DEC,
∴∠DCE=∠O+∠ODC=2∠ODC,
∵∠O+∠OED=3∠ODC=∠BDE=75°,
∴∠ODC=25°,
∵∠CDE+∠ODC=180°﹣∠BDE=105°,
∴∠CDE=105°﹣∠ODC=80°.
故选:D.
10.如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=∠C=45°,D、E是斜边BC上两点,且∠DAE=45°,过点A作AF⊥AD,垂足是A,过点C作CF⊥BC,垂足是C.交AF于点F,连接EF,下列结论:
①△ABD≌△ACF;②DE=EF;③若S△ADE=10,S△CEF=4.则S△ABC=24;④BD+CE=DE.其中正确的是( )
A.①② B.②③ C.①②③ D.①③④
【分析】只要证明△ABD≌△ACF,△AED≌△AEF即可解决问题;
解:∵AB=AC,∠BAC=90°,
∴∠B=∠ACB=45°,
∵AF⊥AD,BC⊥CF,
∴∠DAF=∠BAC=∠ECF=90°,
∴∠BAD=∠CAF,∠B=∠ACF=45°,
∴△ABD≌△ACF,故①正确
∴AD=AF,BD=CF,
∵AE=AE,∠EAD=∠EAF=45°,AD=AF,
∴△AED≌△AEF,
∴DE=DF,故②正确,
∵若S△ADE=10,S△CEF=4.
∴S△ABD+S△AEC=14,
∴S△ABC=14+10=24,故③正确,
∵EC+CF>EF,
∴BD+CE>DE,故④错误,
故选:C.
二、填空(每小题3分,共15分)
11.如图,∠B=∠D=90°,BC=DC,∠1=40°,则∠2= 50 °.
【分析】易证△ABC和△ADC均为直角三角形,即可证明RT△ABC≌RT△ADC,可得∠1=∠CAD,即可解题.
解:∵∠B=∠D=90°,
∴△ABC和△ADC均为直角三角形,
在RT△ABC和RT△ADC中,
,
∴RT△ABC≌RT△ADC(HL),
∴∠1=∠CAD,
∴∠2=90°﹣∠CAD=50°.
故答案为 50°.
12.在Rt△ABC中,AB=5,BC=4,则AC的长是 3或 .
【分析】分两种情况,①AB=5为直角边,②AB=5为斜边,然后根据勾股定理即可得到结论.
解:①当AB=5为直角边时,
根据勾股定理得,AC===;
②当AB=5为斜边时,AC===3,
综上所述,AC的长是3或,
故答案为:3或.
13.如图所示的一块地,已知∠ADC=90°,AD=12m,CD=9m,AB=25m,BC=20m,则这块地的面积为 96 m2.
【分析】连接AC,先利用勾股定理求出AC,再根据勾股定理的逆定理判定△ABC是直角三角形,那么△ABC的面积减去△ACD的面积就是所求的面积.
解:如图,连接AC.
在△ACD中,∵AD=12m,CD=9m,∠ADC=90°,
∴AC=15m,
又∵AC2+BC2=152+202=252=AB2,
∴△ABC是直角三角形,
∴这块地的面积=△ABC的面积﹣△ACD的面积=×15×20﹣×9×12=96(平方米).
故答案为:96.
14.如图,在长方形ABCD中,AB=4,AD=6,延长BC到点E,使CE=2,连接DE,动点P从点B出发,以每秒2个单位的速度沿BC﹣CD﹣DA向终点A运动,设点P的运动时间为t秒,当t的值为 1或7 秒时,△ABP与△DCE全等.
【分析】分两种情况进行讨论,根据题意得出BP=2t=2和AP=16﹣2t=2即可求得.
解:因为AB=CD,若∠ABP=∠DCE=90°,BP=CE=2,根据SAS证得△ABP≌△DCE,
由题意得:BP=2t=2,
所以t=1,
因为AB=CD,若∠BAP=∠DCE=90°,AP=CE=2,根据SAS证得△BAP≌△DCE,
由题意得:AP=16﹣2t=2,
解得t=7.
所以,当时.△ABP和△DCE全等.
故答案为:1或7.
15.如图所示,在△ABC中,AB=AC,直线EF是AB的垂直平分线,D是BC的中点,M是EF上一个动点,△ABC的面积为12,BC=4,则△BDM周长的最小值是 8 .
【分析】连接AD,由于△ABC是等腰三角形,点D是BC边的中点,故AD⊥BC,再根据三角形的面积公式求出AD的长,再根据EF是线段AB的垂直平分线可知,点B关于直线EF的对称点为点A,故AD的长为BM+MD的最小值,由此即可得出结论.
解:连接AD,
∵△ABC是等腰三角形,点D是BC边的中点,
∴AD⊥BC,
∴S△ABC=BC•AD=×4×AD=12,解得AD=6,
∵EF是线段AB的垂直平分线,
∴点B关于直线EF的对称点为点A,
∴AD的长为BM+MD的最小值,
∴△BDM的周长最短=(BM+MD)+BD=AD+BC=6+×4=6+2=8.
故答案为:8.
三、解答题:(共75分)
16.在△ABC中,∠A,∠B,∠C的对边分别是a,b,c,根据下列各边的长度,判断各三角形是否为直角三角形,并指出哪一个角是直角.
(1)a=2,b=,c=3;
(2)a=2n,b=n2﹣1,c=n2+1;(n>1)
【分析】(1)根据a、b、c的值,可以计算出a2+c2和b2的值,然后即可判断该三角形是否为直角三角形;
(2)根据a、b、c的值,可以计算出a2+b2和c2的值,然后即可判断该三角形是否为直角三角形.
解:(1)∵a=2,b=,c=3,
∴a2+c2=13,b2=13,
∴a2+c2=b2,
∴△ABC是直角三角形,∠B 是直角;
(2)∵a=2n,b=n2﹣1,c=n2+1,
∴a2+b2=(2n)2+(n2﹣1)2=n4+2n2+1,c2=(n2+1)2=n4+2n2+1,
∴a2+b2=c2,
∴△ABC是直角三角形,∠C是直角.
17.已知∠MAN.
(1)用尺规完成下列作图:(保留作图痕迹,不写作法)
①作∠MAN的平分线AE;
②在AE上任取一点F,作AF的垂直平分线分别与AM、AN交于P、Q;
(2)在(1)的条件下,线段AP与AQ有什么数量关系,请直接写出结论.
【分析】(1)①利用角平分线的作法得出即可;
②利用垂直平分线的作法得出即可;
(2)利用垂直平分线的性质得出∠PGA=∠QGA,进而得出△PAG≌△QAG(ASA),则AP=AQ,即可得出答案.
解:(1)如图所示:
①AE为所求作的角平分线;
②PQ为所求作的垂直平分线;
(2)AP=AQ.
证明:∵PQ是AF的垂直平分线,
∴∠PGA=∠QGA=90°,
∵AE是∠MAN的平分线,
∴∠PAG=∠QAG,
在△PAG和△QAG中,
,
∴△PAG≌△QAG(ASA),
∴AP=AQ.
18.八年级11班松松同学学习了“勾股定理”之后,为了测量如图的风筝的高度CE,测得如下数据:
①测得BD的长度为8米:(注:BD⊥CE)
②根据手中剩余线的长度计算出风筝线BC的长为17米;
③牵线放风筝的松松身高1.6米.
(1)求风筝的高度CE.
(2)若松松同学想风筝沿CD方向下降9米,则他应该往回收线多少米?
【分析】(1)利用勾股定理求出CD的长,再加上DE的长度,即可求出CE的高度;
(2)根据勾股定理即可得到结论.
解:(1)在Rt△CDB中,
由勾股定理得,CD2=BC2﹣BD2=172﹣82=225,
所以,CD=15(负值舍去),
所以,CE=CD+DE=15+1.6=16.6米,
答:风筝的高度CE为16.6米;
(2)由题意得,CM=9,
∴DM=6,
∴BM===10,
∴BC﹣BM=7,
∴他应该往回收线7米.
19.如图,在△AEC和△DFB中,∠E=∠F,点A、B、C、D在同一直线上,有如下三个关系式:①AE∥DF,②AB=CD,③CE=BF.
(1)请用其中两个关系式作为条件,另一个作为结论,写出你认为正确的所有命题(用序号写出命题书写形式:“如果⊗、⊗,那么⊗”)
(2)选择(1)中你写出的一个命题,说明它正确的理由.
【分析】(1)如果①②作为条件,③作为结论,得到的命题为真命题;如果①③作为条件,②作为结论,得到的命题为真命题,写成题中要求的形式即可;
(2)若选择(1)中的如果①②,那么③,由AE与DF平行,利用两直线平行内错角相等得到一对角相等,再由AB=DC,等式左右两边都加上BC,得到AC=DB,又∠E=∠F,利用AAS即可得到三角形ACE与三角形DBF全等,根据全等三角形的对应边相等得到CE=BF,得证;若选择如果①③,那么②,由AE与FD平行,利用两直线平行内错角相等得到一对角相等,再由∠E=∠F,CE=BF,利用AAS可得出三角形ACE与三角形DBF全等,根据全等三角形的对应边相等可得出AC=BD,等式左右两边都减去BC,得到AB=CD,得证.
解:(1)如果①②,那么③;如果①③,那么②;
(2)若选择如果①②,那么③,
证明:∵AE∥DF,
∴∠A=∠D,
∵AB=CD,
∴AB+BC=BC+CD,即AC=DB,
在△ACE和△DBF中,
,
∴△ACE≌△DBF(AAS),
∴CE=BF;
若选择如果①③,那么②,
证明:∵AE∥DF,
∴∠A=∠D,
在△ACE和△DBF中,
,
∴△ACE≌△DBF(AAS),
∴AC=DB,
∴AC﹣BC=DB﹣BC,即AB=CD.
20.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=5,BC=12,将△ABC沿AD折叠,使点C落在AB上的点E处,求DB的长.
【分析】根据折叠的性质得到AE=AC=5,DC=DE,∠AED=∠BED=∠C=90°,根据勾股定理即可得到结论.
解:根据题意,得AE=AC=5,DC=DE,∠AED=∠BED=∠C=90°.
设DC=x,则DE=x,BD=12﹣x.
在Rt△BDE中,由勾股定理,得x2+(13﹣5)2=(12﹣x)2,
解得,
∴CD=,
∴BD=12﹣x=,
故DB的长为.
21.如图,已知AD∥BC,点E是CD上一点,AE平分∠BAD,BF平分∠ABC,延长BE交AD的延长线于点F
(1)求证:△ABE≌△AFE;
(2)若AD=2,BC=6,求AB的长.
【分析】(1)根据角平分线的定义可得∠BAE=∠EAF,∠ABF=∠EBC,再根据两直线平行,内错角相等可得∠EBC=∠F,然后求出∠ABF=∠F,再利用“角角边”证明△ABE和△AFE全等即可;
(2)根据全等三角形对应边相等可得BE=FE,然后利用“角边角”证明△BCE和△FDE全等,根据全等三角形对应边相等可得BC=DF,然后根据AD+BC整理即可得证.
【解答】证明:(1)∵AE、BE分别平分∠DAB、∠CBA,
∴∠BAE=∠EAF,∠ABF=∠EBC,
∵AD∥BC,
∴∠EBC=∠F,∠ABF=∠F,
在△ABE和△AFE中,
,
∴△ABE≌△AFE(AAS);
(2)∵△ABE≌△AFE,
∴BE=EF,
在△BCE和△FDE中,
,
∴△BCE≌△FDE(ASA),
∴BC=DF,
∴AD+BC=AD+DF=AF=AB,
即AD+BC=AB.
∵AD=2,BC=6,
∴AB=8.
22.勾股定理是人类最伟大的十个科学发现之一,西方国家称之为毕达哥拉斯定理.在我国古书《周髀算经》中就有“若勾三,股四,则弦五”的记载,我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理,创制了一幅“弦图”(如图①),后人称之为“赵爽弦图”,流传至今.如图①是用四个能够完全重合的直角三角形拼成的图形,其中直角边长分别为a,b,斜边长为c,用含a,b,c的代数式表示:
(1)大正方形的面积为 (a+b)2 ;小正方形的面积为 c2 ;
(2)四个直角三角形的面积和为 2ab ,根据图中面积关系,可列出a,b,c之间的关系式为 a2+b2=c2 ;
(3)如图②,以直角三角形的三边为直径,分别向外部作半圆,则S1,S2,S3满足的关系是 S1+S2=S3 ;
(4)如图③直角三角形的两条直角边长分别为3、5,分别以直角三角形的三边为直径作半圆,则图中两个月形图案(阴影部分)的面积和为 7.5 .
【分析】(1)根据正方形的面积公式即可得到结论;
(2)根据三角形的面积公式和勾股定理即可得到结论;
(3)根据勾股定理和圆的面积公式解答即可.
(4)根据勾股定理和圆的面积公式解答即可.
解:(1)大正方形的面积为(a+b)2;小正方形的面积为c2;
故答案为:(a+b)2,c2;
(2)四个直角三角形的面积和=4×ab=2ab,
∵4×ab+c2=(a+b)2,
∴a2+b2=c2,
故a,b,c之间的关系式为a2+b2=c2,
故答案为:2ab,a2+b2=c2;
(3)S1,S2,S3满足的关系是S1+S2=S3,
∵S1+S2=π()2+π()2,S3=π()2,
∵a2+b2=c2.
∴S1+S2=S3.
故答案为:S1+S2=S3;
(4)图中两个月形图案(阴影部分)的面积和:S1+S2=π()2+π()2+S3﹣π()2=S△ABC=×3×5=7.5,
故答案为:7.5.
23.已知,在△ABC中,∠A=90°,AB=AC,点D为BC的中点.
(1)观察猜想
如图①,若点E、F分别是AB、AC的中点,则线段DE与DF的数量关系是 DE=DF ;线段DE与DF的位置关系是 DE⊥DF .
(2)类比探究
如图②,若点E、F分别是AB、AC上的点,且BE=AF,上述结论是否仍然成立,若成立,请证明;若不成立,请说明理由;
(3)解决问题
如图③,若点E、F分别为AB、CA延长线的点,且BE=AF=AB=2,请直接写出△DEF的面积.
【分析】(1)由三角形中位线定理可得∴,,DF∥AB,DE∥AC,由等腰直角三角形的性质可得结论;
(2)由“SAS”可证△BDE≌△ADF,可得DE=DF,∠BDE=∠ADF,由余角的性质可得∠EDF=90°,可得结论;
(3)由“SAS”可证△BDE≌△ADF,可得DE=DF,∠BDE=∠ADF,由余角的性质可得∠EDF=90°,由勾股定理可求EF的长,即可求解.
解:(1)∵点E、F、D分别是AB、AC、BC的中点,
∴,,DF∥AB,DE∥AC,
∴∠ABC=∠FDC,∠ACB=∠EDB,
∵AB=AC,∠A=90°,
∴DE=DF,∠BDE=∠FDC=∠C=45°,
∴∠EDF=90°,
即DE⊥DF,
故答案为:DE=DF;DE⊥DF;
(2)结论仍然成立,理由如下:
如图②,连接AD,
∵AB=AC,∠BAC=90°,D为BC的中点,
∴,∠BAC=∠CAD=45°=∠B=∠C,
又∵BE=AF,
∴△BDE≌△ADF(SAS),
∴DE=DF,∠BDE=∠ADF,
∵∠BDE+∠ADE=90°,
∴∠ADF+∠ADE=90°,
即∠EDF=90°,即DE⊥DF;
(3)如图③,连接AD,
∵AB=AC,∠BAC=90°,D为BC的中点,
∴,∠BAC=∠CAD=45°=∠B=∠C,
∴∠DAF=∠DBE=135°,
又∵BE=AF,
∴△BDE≌△ADF(SAS),
∴DE=DF,∠BDE=∠ADF,
∵∠BDE+∠ADE=90°,
∴∠ADF+∠ADE=90°,
∴∠EDF=90°,
∴△DEF是等腰直角三角形,
∵BE=AF=AB=2,
∴AB=6,AE=8,
∴EF===2,
∴DE=DF==,
∴S△DEF=×DE=DF=17.
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