初中数学人教版八年级下册第十七章 勾股定理综合与测试测试题
展开专题二 勾股定理中的方程思想(专项练习)
一、单选题
1.在《九章算术》中有一个问题(如图):今有竹高一丈,末折抵地,去本三尺,问折者高几何?它的意思是:一根竹子原高一丈(10尺),中部一处折断,竹梢触地面处离竹根3尺,试问折断处离地面( )尺.
A.4 B.3.6 C.4.5 D.4.55
2.如图,高速公路上有两点A,B相距25km,C,D为两个乡镇,已知DA=10km,CB=15km,DA⊥AB于点A,CB⊥AB于点B,现需要在AB上建一个高速收费站E,使得C,D两个乡镇到E站的距离相等,则BE的长为( )
A.10km B.15km C.20km D.25km
3.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB,垂足为D,AF平分∠CAB,交CD于点E,交CB于点F.若AC=3,AB=5,则线段DE的长为( )
A. B.3 C. D.1
4.小亮想知道学校旗杆的高度,他发现旗杆上的绳子垂到地面还多2m,当他把绳子的下端拉开8m后,下端刚好接触到地面,则学校旗杆的高度为( )
A.m B.m C.m D.m
5. 中, 是垂足,与交于,则.
A. B. C. D.
6.已知直角三角形的斜边长为5cm,周长为12cm,则这个三角形的面积( )
A. B. C. D.
二、填空题
7.如图1、2(图2为图1的平面示意图),推开双门,双门间隙CD的距离为2寸,点C和点D距离门槛AB都为1尺(1尺=10寸),则AB的长是 _____.
8.我国古代数学著作《九章算术》中记载了一个问题:“今有池方一丈,葭生其中,出水一尺.引葭赴岸,适与岸齐.问水深几何?”(丈、尺是长度单位,1丈=10尺)其大意为:有一个水池,水面是一个边长为10尺的正方形,在水池正中央有一根芦苇AB,它高出水面1尺(即BC=1尺).如果把这根芦苇拉向水池一边的中点,它的顶端B恰好到达池边的水面D处.问水的深度是多少?则水深DE为________尺.
9.如图,已知,直角中,,从直角三角形两个锐角顶点所引的中线的长,,则斜边AB之长为______________.
10.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=6cm,AC=8cm,按图中所示方法将△BCD沿BD折叠,使点C落在AB边的C′点,那么△ADC′的面积是________ cm2.
11.如图,在平面直角在坐标系中,四边形OACB的两边OA,OB分别在x轴、y轴的正半轴上,其中,且CO平分,若,,则点C的坐标为______.
12.如图,点A为等边三角形BCD外一点,连接AB、AD且AB=AD,过点A作AE∥CD分别交BC、BD于点E、F,若3BD=5AE,EF=6,则线段AE的长 _____.
三、解答题
13.已知,如图,在△ABC中,∠C= 90°,AD平分∠BAC交BC于D,过D作DE∥AC交AB于E.
(1)求证:AE=DE;
(2)如果AC=3,,求AE的长.
14.某中学初二年级游同学在学习了勾股定理后对《九章算术》勾股章产生了学习兴趣.今天,他学到了勾股章第7题:“今有立木,系索其末,委地三尺,引索却行,去本八尺而索尽.问索长几何?”本题大意是:如图,木柱,绳索AC比木柱AB长三尺,BC的长度为8尺,求:绳索AC的长度.
15.如图,在中,,,,,求的长.
16.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB的垂直平分线分别交AB、AC于点D、E.若AC=8,BC=4,求AE的长.
17.如图(1),是两个全等的直角三角形(直角边分别为a,b,斜边为c)
(1)用这样的两个三角形构造成如图(2)的图形,利用这个图形,可以证明我们学过的哪个定理,用字母表示:_________;
(2)当a=3,b=4时,将其中一个直角三角形放入平面直角坐标系中,使直角顶点与原点重合,两直角边a,b分别与x轴、y轴重合(如图4中Rt△AOB的位置).点C为线段OA上一点,将△ABC沿着直线BC翻折,点A恰好落在x轴上的D处.
①请写出C、D两点的坐标;
②若△CMD为等腰三角形,点M在x轴上,请直接写出符合条件的所有点M的坐标.
18.已知:如图,有一块Rt△ABC的绿地,量得两直角边AC=8m,BC=6m.现在要将这块绿地扩充成等腰△ABD,且扩充部分(△ADC)是以8m为直角边长的直角三角形,求扩充后等腰△ABD的周长.
(1)在图1中,当AB=AD=10m时,△ABD的周长为 ;
(2)在图2中,当BA=BD=10m时,△ABD的周长为 ;
(3)在图3中,当DA=DB时,求△ABD的周长.
19.如图,已知在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=16,D是AC上的一点,CD=3.点P从B点出发沿射线BC方向以每秒2个单位的速度向右运动.设点P的运动时间为.连接AP
(1)当t=3秒时,求AP的长度(结果保留根号);
(2)当点P在线段AB的垂直平分线上时,求t的值;
(3)过点D作DE⊥AP于点E.在点P的运动过程中,当t为何值时,能使DE=CD?
20.数学课上,老师出示了一个题:如图,在中,,,,的平分线交CB于点D,求CD的长.
晓涵同学思索了一会儿,考虑到角平分线所在直线是角的对称轴这一特点,于是构造了一对全等三角形,解决了这个问题.请你在晓涵同学的启发下(或者独立思考后有自己的想法),解答这道题.
21.思维启迪:
(1)如(图1),中,,,,点D是AB的中点,点E在AC上,过B点作AC的平行线,交直线ED于点F,当时,______.
思维探索:
(2)如(图2),中,,点D是AB的中点,点E在AC上,交BC于F,连接EF,请直接写出AE,EF,BF的数量关系,并说明理由;
(3)中,,点D是AB的中点,点E在直线AC上,交直线BC于F,若,,,请直接写出线段BF长.
22.滑撑杆在悬窗中应用广泛.如图,某款滑撑杆由滑道,撑杆、组成,滑道固定在窗台上.悬窗关闭或打开过程中,撑杆、的长度始终保持不变.当悬窗关闭时,如图①,此时点与点重合,撑杆、恰与滑道完全重合;当悬窗完全打开时,如图②,此时撑杆与撑杆恰成直角,即,测量得,撑杆,求滑道的长度.
23.如图,△ABC中,∠C=90°,BC=6,∠ABC的平分线与线段AC交于点D,且有AD=BD,点E是线段AB上的动点(与A、B不重合),联结DE,设AE=x,DE=y.
(1)求∠A的度数;
(2)求y关于x的函数解析式(无需写出定义域);
(3)当△BDE是等腰三角形时,求AE的长.
24.如图,△ABC中,AB=AC=8厘米,BC=6厘米,点D为AB的中点.动点P在线段BC上以2厘米/秒的速度向点C运动,同时,动点Q在线段CA上由点C向点A运动,连接DP,PQ.设点P运动的时间为t秒,回答下列问题:
(1)当点Q的运动速度为____________厘米/秒时,△BPD和△CPQ全等;
(2)若动点P的速度不变,同时动点Q以5厘米/秒的速度出发,两个点运动方向不变,沿△ABC的三边运动.
①请求出两点首次相遇时的t值,并说明此时两点在△ABC的哪一条边上;
②在P、Q两点首次相遇前,能否得到以PQ为底的等腰△APQ?如果能,请直接写出t值;如果不能,请说明理由.
25.如图,一棵竖直生长的竹子高为8米,一阵强风将竹子从C处吹折,竹子的顶端A刚好触地,且与竹子底端的距离AB是4米.求竹子折断处与根部的距离CB.
26.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC是△ABC中最短的边,边AC的长度比BC长10cm,斜边AB的长度比BC长度的2倍短10cm.
(1)求Rt△ABC的各条边的长.
(2)求AB边上的高.
(3)点D从点B出发在线段AB上以2cm/s的速度向终点A运动,设点D的运动时间为t(s).
①用含t的代数式表示线段BD的长为 ;
②当△BCD为等腰三角形时,请求出t的值.
27.如图,AB为一棵大树,在树上距地面10m的D处有两只猴子,它们同时发现地面上的C处有一筐水果,一只猴子从D处爬到树顶A处,利用拉在A处的滑绳AC,滑到C处,另一只猴子从D处滑到地面B,再由B跑到C,已知两只猴子所经路程都是16m,求树高AB.
28.如图,在△ABC中,CA=CB,∠ACB=90°,AB=5,点D是边AB上的一个动点,连接CD,过C点在上方作CE⊥CD,且CE=CD,点P是DE的中点.
(1)如图①,连接AP,判断线段AP与线段DE的数量关系并说明理由;
(2)如图②,连接CP并延长交AB边所在直线于点Q,若AQ=2,求BD的长.
29.如图,在长方形中,,.延长到点,使,连接.动点从点出发,沿着以每秒1个单位的速度向终点运动,点运动的时间为秒.
(1)的长为 ;
(2)连接,求当为何值时,;
(3)连接,求当为何值时,是直角三角形;
(4)直接写出当为何值时,是等腰三角形.
30.如图,在Rt中,,,,动点D从点C出发,沿边向点B运动,到点B时停止,若设点D运动的时间为秒.点D运动的速度为每秒1个单位长度.
(1)当时, , ;
(2)用含t的代数式表示的长;
(3)当点D在边CA上运动时,求t为何值,是以BD或CD为底的等腰三角形?并说明理由;
(4)直接写出当是直角三角形时,t的取值范围 .
参考答案
1.D
【分析】
根据题意作出图形,设折断处离地面x尺,则AB=(10﹣x)尺,勾股定理求解即可
【详解】
如图,由题意得:∠ACB=90°,BC=3尺,AC+AB=10尺,
设折断处离地面x尺,则AB=(10﹣x)尺,
在Rt△ABC中,由勾股定理得:x2+32=(10﹣x)2,
解得:x=4.55,
即折断处离地面4.55尺.
故选:D.
【点拨】本题考查了勾股定理的应用,根据勾股定理建立方程求解是解题的关键.
2.A
【分析】
根据题意设出的长为,再由勾股定理列出方程求解即可.
【详解】
解:设,则,
由勾股定理得:
在中,
,
在中,
,
由题意可知:,
∴,
解得:,
∴BE=10km.
故选A.
【点拨】本题考查正确运用勾股定理,善于观察题目的信息是解题以及学好数学的关键.
3.C
【分析】
过点F作FG⊥AB于点G,由∠ACB=90°,CD⊥AB,AF平分∠CAB,可得∠CAF=∠FAD,从而得到CE=CF,再由角平分线的性质定理,可得FC=FG,再证得,可得 ,然后设 ,则 ,再由勾股定理可得 ,然后利用三角形的面积求出 ,即可求解.
【详解】
解:如图,过点F作FG⊥AB于点G,
∵∠ACB=90°,CD⊥AB,
∴∠CDA=90°,
∴∠CAF+∠CFA=90°,∠FAD+∠AED=90°,
∵AF平分∠CAB,
∴∠CAF=∠FAD,
∴∠CFA=∠AED=∠CEF,
∴CE=CF,
∵AF平分∠CAB,∠ACF=∠AGF=90°,
∴FC=FG,
∵,
∴,
∴ ,
∵AC=3,AB=5,∠ACB=90°,
∴BC=4, ,
设 ,则 ,
∵ ,
∴ ,
解得: ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ .
故选:C
【点拨】本题主要考查了勾股定理,角平分线的性质定理,等腰三角形的判定和性质,熟练掌握勾股定理,角平分线的性质定理,等腰三角形的判定和性质是解题的关键.
4.C
【分析】
根据题意设旗杆的高AB为xm,则绳子AC的长为(x+2)m,再利用勾股定理即可求得AB的长,即旗杆的高.
【详解】
解:根据题意画出图形如下所示:
则BC=8m,
设旗杆的高AB为xm,则绳子AC的长为(x+2)m,
在Rt△ABC中,AB2+BC2=AC2,
即x2+82=(x+2)2,
解得x=15,
故AB=15m,
即旗杆的高为15m.
故选:C.
【点拨】此题考查了学生利用勾股定理解决实际问题的能力,在应用勾股定理解决实际问题时,勾股定理与方程的结合是解决实际问题常用的方法,关键是从题中抽象出勾股定理这一数学模型,画出准确的示意图.
5.A
【分析】
根据题意利用含60°的直角三角形性质结合勾股定理进行分析计算即可得出答案.
【详解】
解:如图,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
设,
所以勾股定理可得:,则
解得:或(舍去),
∴.
故选:A.
【点拨】本题考查含60°的直角三角形性质和勾股定理以及等腰直角三角形,熟练掌握相关的性质是解题的关键.
6.C
【分析】
设该直角三角形的两条直角边分别为、,根据勾股定理和周长公式即可列出方程,然后根据完全平方公式的变形即可求出的值,根据直角三角形的面积公式计算即可.
【详解】
解:设该直角三角形的两条直角边分别为、,
根据题意可得:
将②两边平方-①,得
∴
∴该直角三角形的面积为
故选:C
【点拨】此题考查的是直角三角形的性质和完全平方公式,根据勾股定理和周长列出方程是解决此题的关键.
7.101寸
【分析】
取AB的中点O,过D作DE⊥AB于E,根据勾股定理解答即可得到答案.
【详解】
解:取AB的中点O,过D作DE⊥AB于E,如图2所示:
由题意得:OA=OB=AD=BC,
设OA=OB=AD=BC=r寸,
则AB=2r(寸),DE=10寸,OE=CD=1寸,
∴AE=OA﹣OE=(r﹣1)寸,
在Rt△ADE中,由勾股定理得:AE2+DE2=AD2,
即(r﹣1)2+102=r2,
解得:r=50.5,
∴AB=2r=101(寸),
故答案为:101寸.
【点拨】本题考查了勾股定理,添加辅助线构造出直角三角形再用勾股定理求解是解题的关键.
8.12
【分析】
设水池里水的深度是尺,根据勾股定理列出方程,解方程即可.
【详解】
设水池里水的深度是尺,则,,
由题意得:,
∴,
解得:,
故答案为:12.
【点拨】本题考查勾股定理的应用,由题意找出等量关系式是解题的关键.
9.8
【分析】
设BC=x,AC=y,根据勾股定理列方程组,从而可求得斜边的平方,即求得斜边的长.
【详解】
设BC=x,AC=y,
∵直角三角形两个锐角顶点所引的中线
∴
在Rt△ADC和Rt△BCE中,由勾股定理得:
∴
∴
∴
故答案为:8
【点拨】注意此题的解题技巧:根据已知条件,在两个直角三角形中运用勾股定理列方程组.求解的时候,注意不必分别求出未知数的值,只需求出两条直角边的平方和,运用勾股定理即可.
10.6
【分析】
先根据勾股定理得到AB=10cm,再根据折叠的性质得到DC=DC′,BC=BC′=6cm,则AC′=4cm,在Rt△ADC′中利用勾股定理得(8﹣x)2=x2+42,解得x=3,然后根据三角形的面积公式计算即可.
【详解】
解:∵∠C=90°,BC=6cm,AC=8cm,
∴AB=10cm,
∵将△BCD沿BD折叠,使点C落在AB边的C′点,
∴△BCD≌△BC′D,
∴∠C=∠BC′D=90°,DC=DC′,BC=BC′=6cm,
∴AC′=AB﹣BC′=4cm,
设DC=xcm,则AD=(8﹣x)cm,
在Rt△ADC′中,AD2=AC′2+C′D2,
即(8﹣x)2=x2+42,解得x=3,
∵∠AC′D=90°,
∴△ADC′的面积=×AC′×C′D=×4×3=6(cm2).
故答案为6.
【点拨】本题考查了折叠的性质:折叠前后两图形全等,即对应角相等,对应线段相等,对应点的连线段被折痕垂直平分.也考查了勾股定理.
11.
【分析】
取AB的中点E,连接OE,CE并延长交x轴于点F,根据直角三角形斜边 上的中线等于斜边的一半证明CE=OE=AE,再进一步证明;由勾股定理求出AB=,AO=BO=5;过点O作OG⊥OC交CA的延长线于点G,证明△COG访问团等腰直角三角形,可可求出OC=7;过点C作CH⊥x轴,垂足为H,设C(m,n),则OH=m,CH=n,AH=5-m,根据勾股定理可得方程组 ,求出方程组的解,取正值即可.
【详解】
解:取AB的中点E,连接OE,CE并延长交x轴于点F,如图,
∵,OC平分∠ACB,
∴
∵均为直角三角形,
∴
∴
∴
∴
∵
∴
∴
∴
∴是等腰直角三角形,
∴
∵
由勾股定理得,
∴
∴
过点O作OE⊥OC交CA的延长线于点G,
∵∠OCA=45°,
∴∠G=45°,
∴△COG为等腰直角三角形,
∴OC=OG,
∵∠BOC+∠COA=∠COA+∠AOG=90°,
∴∠BOC=∠AOG,
∵∠OCB=∠OEA=45°,
∴△COB≌△GOA(ASA),
∴BC=AG=,
∵CG=AC+AG=
∵△OCE为等腰直角三角形,
∴OC=7
过点C作CH⊥x轴于点H,设C(m,n),
∴OH=m,CH=n,AH=5-m
在Rt△CHO和Rt△CHA中,由勾股定理得,
解得,,(负值舍去)
∴C()
故答案为:()
【点拨】本题主要考查了坐标玮图形的性质,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,勾股定理,添加恰当辅助线构造全等三角形是本题的关键.
12.9
【分析】
连接AC交BD于点O,可得AC是BD的垂直平分线,设BD=5x,则AE=3x,求出OF=OB-BF=x-6,AF=AE-EF=3x-6,证明△BOE是等边三角形,得,利用AF=2OF列出方程求出x的值,进而可得AE的长.
【详解】
解:如图,连接AC交BD于点O,
∵3BD=5AE,
∴,
设BD=5x,则AE=3x,
∵△BCD是等边三角形,
∴BC=CD=BD=5x,∠DCB=∠DBC=60°,
∵AB=AD,BC=CD,
∴AC是BD的垂直平分线,
∴OB=OD=x,OC平分∠BCD,
∴∠DCO=∠DCB=30°,
∵AE∥CD,
∴∠DCO=30°,
∴,
∵AE∥CD,
∴∠AEB=∠BCD=60°,
∴∠AEB=∠FBE=∠BFE=60°,
∴△BEF是等边三角形,
∴BE=BF=EF=6,
∴OF=OB-BF=x-6,AF=AE-EF=3x-6,
∵
∴
∴
∴
解得x=3,
∴AE=AF+EF=3x-6+6=3x=9.
故答案为:9.
【点拨】本题考查了垂直平分线的判定与性质,勾股定理,等边三角形的判定与性质,直角三角形的性质,解决本题的关键是得到AF=2OF列出方程求解.
13.(1)见解析;(2)2
【分析】
(1)利用平行线的性质和角平分线的性质得出∠EAD =∠ADE即可;
(2)过点D作DF⊥AB于F,求出DF=DC=,设AE=x,根据勾股定理列方程即可.
【详解】
解:(1)∵DE∥AC,
∴∠CAD=∠ADE.
∵AD平分∠BAC,
∴∠CAD=∠EAD.
∴∠EAD =∠ADE.
∴AE=DE.
(2)过点D作DF⊥AB于F.
∵∠C = 90°,AC=3,,
∴在Rt△ACD中,由勾股定理得 .
∴.
∵AD平分∠BAC,
∴DF=DC=.
又∵AD= AD,∠C = ∠AFD = 90°,
∴Rt△DAC ≌Rt△DAF.
∴AF=AC=3.
∴Rt△DEF中,由勾股定理得 .
设AE=x,则DE=x,,
∴,
∴x=2.
∴AE=2.
【点拨】本题考查了等腰三角形的判定和勾股定理,解题关键是利用角平分线和平行线证明等腰,设未知数,依据勾股定理列方程.
14.绳索长是尺
【分析】
设,则,由勾股定理及即可求解.
【详解】
设,则,
在中,,
∴,
解得:,
答:绳索长是尺.
【点拨】本题考查勾股定理得应用,用题意列出等量关系式是解题的关键.
15.
【分析】
设CD=AD=x,则BD=4-x,在Rt△DBC中由勾股定理建立方程可求得x的值,从而求得CD的长.
【详解】
设CD=AD=x,则BD=AB-AD=4-x
∵BC=3
∴在Rt△DBC中,由勾股定理得:
即
解方程得:
即
【点拨】本题主要考查了勾股定理,关键是通过勾股定理建立方程.
16.5
【分析】
由DE是线段AB的垂直平分线,得到AE=BE,设AE=BE=x,则CE=AC-AE=8-x,在△BCE中利用勾股定理求解即可.
【详解】
解:如图所示,连接BE
∵DE是线段AB的垂直平分线,
∴AE=BE,
设AE=BE=x,则CE=AC-AE=8-x,
∵∠C=90°,
∴,
∴,
解得,
∴AE=5.
【点拨】本题主要考查了线段垂直平分线的性质,勾股定理,解题的关键在于能够熟练掌握线段垂直平分线的性质.
17.(1)c2=a2+b2;(2)①C(0,),D(2,0);②点M的坐标为:(,0)、(,0);、(-2,0)、(-,0).
【分析】
(1)根据梯形的面积的两种表示方法即可证明;
(2)①设OC=a,则AC=4-a,根据勾股定理求出AB的长度,根据翻折的性质得到BD=AB=5,CD=AC=4-a,然后在Rt△COD中,根据勾股定理列方程求解即可;
②根据等腰三角形的性质分四种情况讨论,分别列出方程求解即可.
【详解】
解:(1)∵S梯形ABCD=2×ab+c2
S梯形ABCD=(a+b)(a+b)
∴2×ab+c2=(a+b)(a+b)
∴2ab+c2=a2+2ab+b2
∴c2=a2+b2.
(2)①设OC=a,则AC=4-a,又,
根据翻折可知:
BD=AB=5,CD=AC=4-a,
OD=BD-OB=5-3=2.
在Rt△COD中,根据勾股定理,得:,
即(4-a)2=a2+4,解得a=.
∴C(0,),D(2,0).
答:C、D两点的坐标为C(0,),D(2,0).
②如图:
当点M在x轴正半轴上时,当CM=DM,
设CM=DM=x,
在中,根据勾股定理得:,
则x2=(2-x)2+()2,解得x=,
∴2-x=,
∴M(,0);
当CD=MD,=4-=,2+=,
∴M(,0);
当点M在x轴负半轴上时,当CM=CD,
∵,
∴OM=OD=2,
∴M(-2,0);
当DC=DM,=4-=,
∴OM=-2=,
∴M(-,0).
答:符合条件的所有点M的坐标为:(,0)、(,0);、(-2,0)、(-,0).
【点拨】本题考查了等腰三角形的判定和性质,勾股定理,折叠的性质,是三角形的综合题,解决本题的关键是分情况讨论思想的运用.
18.(1)32m;(2)(20+4)m;(3)m.
【分析】
(1)利用勾股定理得出DC的长,进而求出△ABD的周长;
(2)利用勾股定理得出AD的长,进而求出△ABD的周长;
(3)首先利用勾股定理得出DC、AB的长,进而求出△ABD的周长.
【详解】
:(1)如图1,∵AB=AD=10m,AC⊥BD,AC=8m,
∴
则△ABD的周长为:10+10+6+6=32(m).
故答案为32m;
(2)如图2,当BA=BD=10m时,
则DC=BD-BC=10-6=4(m),
故
则△ABD的周长为:AD+AB+BD=10+4+10=(20+4)m;
故答案为(20+4)m;
(3)如图3,∵DA=DB,
∴设DC=xm,则AD=(6+x)m,
∴DC2+AC2=AD2,
即x2+82=(6+x)2,
解得;x=,
∵AC=8m,BC=6m,
∴
故△ABD的周长为:AD+BD+AB=2
【点拨】此题主要考查了等腰三角形的性质,勾股定理的应用,根据题意熟练应用勾股定理是解题关键.
19.
(1)
(2)5
(3)t为5或11
【分析】
(1)根据动点的运动速度和时间先求出PC,再根据勾股定理即可求解;
(2)当点P在线段AB的垂直平分线上时,则PA=PB,再根据勾股定理列方程即可求解;
(3)根据动点运动的不同位置利用勾股定理即可求解.
(1)
根据题意,得BP=2t,PC=16﹣2t=16﹣2×3=10,AC=8,
在Rt△APC中,根据勾股定理,得:
AP2.
答:AP的长为;
(2)
当点P在线段AB的垂直平分线上时,则PA=PB,
BP=2t,PC=16﹣2t, AC=8,
PA=PB=2t,
∠ACB=90°,
则,
即,
解得t=5;
答:当点P在线段AB的垂直平分线上时t=5;
(3)
若P在C点的左侧,CP=16﹣2t,DE=DC=3,AD=8-3=5.
∵,
∴AP=,
∵,
∴,
解得:t=5,t=11(舍去);
若P在C点的右侧,CP=2t﹣16,DE=DC=3,AD=8-3=5.
同理:AP=,
∵,
∴,
解得:t=5(舍去),t=11;
答:当t为5或11时,能使DE=CD.
【点晴】
本题考查了等腰三角形的性质、勾股定理,根据求一个数的平方根解方程,解决本题的关键是动点运动到不同位置时分类讨论.
20.
【分析】
在AB上截取,连接DE,根据证明,证得,最后利用勾股定理列一元二次方程求解即可.
【详解】
解:在AB上截取,连接DE
∵,,
∴,
∵AD平分,
∴
在和中,
∴,
∴,
∵,
∴
设,则,
∵
∴即,
解得,
∴CD的长为.
【点拨】本题考查了直角三角形的性质,全等三角形的性质和判定,解一元二次方程,构造全等三角形是解决本题的关键.
21.(1)2;(2)BF2+AE2=EF2,理由见解析;(3)线段BF长为1或2.2.
【分析】
(1)先利用勾股定理求得AC的长,再证明△ADE≌△BDF,即可求解;
(2)过B点作AC的平行线,交直线ED于点G,连接FG,证明△ADE≌△BDG,得到BG=AE,∠A=∠GBD,再证明EF=FG,在Rt△BFG中利用勾股定理即可求解;
(3)分点E在线段AC上和点E在AC延长线上时,两种情况讨论,利用勾股定理构建方程求解即可,
【详解】
解:(1)Rt△ABC中,∠C=90°,BC=4,AB=5,
∴AC=,
∵CE=1,∴AE=AC-CE=2,
∵BF∥AC,
∴∠A=∠FBD,∠AED=∠F,
又点D是AB的中点,则AD=BD,
∴△ADE≌△BDF,
∴BF=AE=2,
故答案为:2;
(2)BF2+AE2=EF2,理由如下:
过B点作AC的平行线,交直线ED于点G,连接FG,
同理可证明△ADE≌△BDF,
∴BF=AE,ED=DG,∠A=∠GBD,
∵DF⊥DE,
∴DF是线段EG的垂直平分线,
∴EF=FG,
∵∠C=90°,
∴∠A+∠ABC=∠GBD+∠ABC=90°,即∠GBF=90°,
∴BF2+BG2=FG2,
∴BF2+AE2=EF2;
(3)Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,AB=,
∴BC=,
当点E在线段AC上时,
∵EC=1,
∴AE=AC-CE=2,
设BF=x,则CF=5-x,
由(2)得EF2= BF2+AE2,
在Rt△ECF中,EF2= CF2+CE2,
∴x2+22= (5-x)2+12,
解得:x=2.2;
当点E在AC延长线上时,
∵EC=1,
∴AE=AC+CE=4,
设BF=x,则CF=5-x,
过B点作AC的平行线,交直线ED于点H,连接FH,
同理可证明△ADE≌△BDH,
∴BH=AE=4,ED=DH,∠A=∠HBD,
∵DF⊥DE,
∴DF是线段EH的垂直平分线,
∴EF=FH,
∵∠ACB=90°,
∴∠A+∠ABC=∠HBD+∠ABC=90°,即∠HBF=90°,
∴FH2= BF2+BH2,
在Rt△ECF中,EF2= CF2+CE2,
∴x2+42= (5-x)2+12,
解得:x=1;
综上,线段BF长为1或2.2.
【点拨】本题考查了全等三角形的判定和性质,线段垂直平分线的判定和性质,勾股定理,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,
22.滑道的长度为51cm.
【分析】
设cm,可得出cm,cm,在在Rt△ABC中,根据勾股定理可得m的值,由此可得结论.
【详解】
解:设cm,则由图①可知 cm,
由图②可知cm,
∵,
∴在Rt△ABC中,根据勾股定理可得,
,
∴,
解得,
∴滑道的长度为51cm.
【点拨】本题考查勾股定理的应用,能结合撑杆、的长度始终保持不变正确表示出BC和AC是解题关键.
23.(1)30°;(2)y=;(3)12﹣4或8
【分析】
(1)根据等腰三角形的性质、角平分线的定义得到∠A=∠DBA=∠CBD,根据直角三角形的性质求出∠A;
(2)作DF⊥AB于F,根据勾股定理求出DF,再根据勾股定理列式计算求出y关于x的函数解析式;
(3)分BE=BD、BE=DE两种情况,根据等腰三角形的性质、勾股定理计算即可.
【详解】
解:(1)∵AD=BD,
∴∠A=∠DBA,
∵BD是∠ABC的平分线,
∴∠CBD=∠DBA,
∴∠A=∠DBA=∠CBD,
∵∠C=90°,
∴∠A=30°;
(2)如图,作DF⊥AB于F,
在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=6,∠A=30°,
∴AB=2BC=12,
∵DA=DB,DF⊥AB,
∴AF=AB=6,
∴EF=|6﹣x|,
在Rt△AFD中,∠A=30°,
∴DF=AF=2,
在Rt△DEF中,,
即,
解得:y=;
(3)在Rt△AFD中,∠A=30°,DF=2,
∴AD=BD=4,
当BE=BD=4时,AE=12﹣4;
当BE=DE时,12﹣x=,
解得:x=8,即AE=8,
∵点E与A、B不重合,
∴DB≠DE,
综上所述:当△BDE是等腰三角形时,AE的长为12﹣4或8.
【点拨】本题考查了角的平分线,等腰三角形的性质,勾股定理,熟练掌握勾股定理,灵活运用分类思想是解题的关键.
24.(1)或2厘米/秒时;(2)①,两个点在△ABC的边AC上首次相遇;②0或
【分析】
(1)分当△BPD≌△CPQ时和当△BPD≌△CQP时,利用全等三角形的性质求解即可;
(2)①根据当PQ相遇时,Q点比P点多走的距离为AB+AC,得到,由此求解即可;
②分当P在BC上靠近B一端,Q在AC上时,当P在BC上靠近C一端,Q在AC上时,当P在AC上,Q在AB上时,当P在AC上,Q在BC上时,进行分类讨论求解即可.
【详解】
解:(1)当△BPD≌△CPQ时,
∴,,
∴,
∴Q点的运动速度为;
当△BPD≌△CQP时,
∴,,
∴,
∴
∴,
∴Q点的运动速度为;
综上所述,当点Q的运动速度为或2厘米/秒时,△BPD和△CPQ全等;
(2)①∵当PQ相遇时,Q点比P点多走的距离为AB+AC,
∴,
解得,
∵,
∴两个点在△ABC的边AC上首次相遇;
②如图①所示,当P在BC上靠近B一端,Q在AC上时,过点A作AE⊥BC于E,
∴,,
∴,,
∵,
∴,
解得或(舍去);
同理可求出当P在BC上靠近C一端,Q在AC上时,结果与上面相同;
如图②所示,当P在AC上,Q在AB上时,
∴AQ=AP,
∴,
解得;
如图③所示,当P在AC上,Q在BC上时,同图①可知此时不存在t使得AQ=AP,
综上所述,当t=0或,使得△APQ是以PQ为底的等腰三角形.
【点拨】本题主要考查了全等三角形的性质,等腰三角形的性质,勾股定理,解题的关键在于能够利用分类讨论的思想求解.
25.3米
【分析】
竹子折断后刚好构成一直角三角形,设竹子折断处离地面的高度是x米,则斜边为(8x)米.利用勾股定理解题即可.
【详解】
解:由题意知BC+AC=8,∠CBA=90°,
∴设BC长为x米,则AC长为()米,
∴在Rt△CBA中,有,
即:,
解得:,
∴竹子折断处C与根部的距离CB为3米.
【点拨】此题考查了勾股定理的应用,解题的关键是利用题目信息构造直角三角形,从而运用勾股定理解题.
26.(1)AB=50cm,BC=30cm,AB=40cm,(2)AB边上的高为24cm;(3)①2t;②当△BCD为等腰三角形时, t的值为15s或18s或s.
【分析】
(1)设,则,,然后利用勾股定理求解即可;
(2)过点C作CE⊥AB于E,然后利用面积法求解即可;
(3)①根据路程=速度×时间即可得到答案;
②分三种情况:当时,当时,当时,讨论求解即可.
【详解】
解:(1)设,则,,
∵∠ACB=90°,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴,则,;
(2)如图所示,过点C作CE⊥AB于E,
∴,
∴,
∴AB边上的高为;
(3)①由题意得:,
故答案为:;
②如图3-1所示,当时,
∴,
解得;
如图3-2所示,当时,过点C作CE⊥AB于E,
由(2)得,
∴,
∴,
解得;
如图3-3所示,当时,过点C作CE⊥AB于E,
由(2)得,
设,
在直角△CEB中,
∴,
在直角△CDE中,,
∴,
解得,
∴,
解得;
综上所述,当的值为15或18或时,△BCD为等腰三角形.
【点拨】本题主要考查了勾股定理,三角形面积,等腰三角形的性质,熟知勾股定理是解题的关键.
27.树高AB为m.
【分析】
设出长为,在中,利用勾股定理,列方程求,最后根据 与AB的长度关系,求出树高AB即可.
【详解】
根据题意表示出AD,AC,BC的长进而利用勾股定理得出AD的长,即可得出答案.
解:由题意可得出:BD=10m,BC=6m,设AD =xm,则AC=(16﹣x)m,
在中,有勾股定理可得:AB2+BC2=AC2,
即(10+x)2+62=(16﹣x)2,
解得:x=,
故AB=(m),
答:树高AB为m.
【点拨】本题主要是考查了勾股定理的应用,将实际问题抽象成几何问题求解,并利用勾股定理列方程,求边长,是解决本题的关键.
28.(1)AP=DE,理由见解析;(2)BD=或
【分析】
(1)连接AE,首先根据∠ACB=∠ECD=90°,得到∠ECA=∠DCB,然后证明△BCD≌△ACE(SAS),根据全等三角形对应角相等得到∠EAC=∠B=45°,进一步得出∠EAD=90°,最后根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半即可得出AP=DE;
(2)分两种情况讨论:当Q在线段AB上时和当Q在线段BA延长线上时,连接AE,EQ,根据题意得出CQ垂直平分DE,进而根据垂直平分线的性质得到EQ=DQ,设BD=AE=x,在Rt△AEQ中根据勾股定理列方程求解即可;
【详解】
解:(1)AP=DE,理由:
连接AE,如图,
∵CA=CB,∠ACB=90°,
∴∠CAB=∠CBA=45°.
∵∠ACB=∠ECD=90°,
∴∠ECA=∠DCB.
在△BCD和△ACE中,
,
∴△BCD≌△ACE(SAS).
∴∠EAC=∠B=45°.
∴∠EAD=∠EAC+∠BAC=90°.
又∵P为DE中点,
∴AP=DE.
(2)情况(一),当Q在线段AB上时,连接AE,EQ,如图,
∵CE⊥CD,且CE=CD,点P是DE的中点,
∴CP⊥DE.
即CQ垂直平分DE,
∴EQ=DQ.
设BD=AE=x,EQ=DQ=AB﹣AQ﹣BD=3﹣x,
由(1)知:∠EAB=90°,
∴EA2+AQ2=EQ2.
∴x2+22=(3﹣x)2,
解得x=,即BD=;
情况(二),当Q在线段BA延长线上时,连接AE,EQ,如图,
∵CE⊥CD,且CE=CD,点P是DE的中点,
∴CP⊥DE.
即CQ垂直平分DE,
∴EQ=DQ.
设BD=AE=x,
同理可得方程:x2+22=(7﹣x)2,
解得x=.
综上:BD=或.
【点拨】此题考查了全等三角形的性质和判定,勾股定理的运用,垂直平分线的性质,直角三角形斜边中线的性质等知识,解题的关键是根据题意正确作出辅助线.
29.(1)5;(2)秒时,ΔABP≅ΔDCE;(3)当秒或秒时,ΔPDE是直角三角形;(4)当秒或秒或秒时,ΔPDE为等腰三角形.
【分析】
(1)根据长方形的性质及勾股定理直接求解即可;
(2)根据全等三角形的性质可得:,即可求出时间t;
(3)分两种情况讨论:①当时,在两个直角三角形中运用两次勾股定理,然后建立等量关系求解即可;②当时,此时点P与点C重合,得出,即可计算t的值;
(4)分三种情况讨论:①当时,②当时,③当时,分别结合图形,利用各边之间的关系及勾股定理求解即可得.
【详解】
解:(1)∵四边形ABCD为长方形,
∴,,
在RtΔDCE中,
,
故答案为:5;
(2)如图所示:当点P到如图所示位置时,ΔABP≅ΔDCE,
∵,,
∴ΔABP≅ΔDCE,仅有如图所示一种情况,
此时,,
∴,
∴秒时,ΔABP≅ΔDCE;
(3)①当时,如图所示:
在RtΔPDE中,
,
在RtΔPCD中,
,
∴,
,,
∴,
解得:;
②当时,此时点P与点C重合,
∴,
∴;
综上可得:当秒或秒时,ΔPDE是直角三角形;
(4)若ΔPDE为等腰三角形,分三种情况讨论:
①当时,如图所示:
∵,,
∴,
∴,
∴;
②当时,如图所示:
,
∴;
③当时,如图所示:
,
∴,
在RtΔPDC中,
,
即,
解得:,
,
∴;
综上可得:当秒或秒或秒时,ΔPDE为等腰三角形.
【点拨】题目主要考查勾股定理解三角形,等腰三角形的性质,全等三角形的性质等,理解题意,分类讨论作出相应图形是解题关键.
30.(1)1;3;(2)当时,;当时,;(3)t=3秒或3.6秒时,△CBD是以BD或CD为底的等腰三角形;(4)或秒.
【分析】
(1)由勾股定理先求出的长度,则时,点D在线段AB上,即可求出答案;
(2)由题意,可分为:,两种情况,分别表示出的长度即可;
(3)分①CD=BC时,CD=3;②BD=BC时,过点B作BF⊥AC于F,根据等腰三角形三线合一的性质可得CD=2CF,即可得到答案.
(4)分①∠CDB=90°时,利用△ABC的面积列式计算即可求出BD,然后利用勾股定理列式求解得到CD,再根据时间=路程÷速度计算;②∠CBD=90°时,点D在线段AB上运动,然后即可得解;
【详解】
解:(1)在Rt中,,,,
∴,
∵点D运动的速度为每秒1个单位长度,
∴当,点D在线段CA上;当,点D在线段AB上;
∴当时,点D在线段AB上,
∴,;
故答案为:1;3;
(2)根据题意,
当时,点D在线段CA上,且,
∴;
当时,点D在线段AB上,
∴;
(3)①CD=BC时,CD=3,t=3÷1=3;
②BD=BC时,如图,过点B作BF⊥AC于F,
设,则,
∴,
∴,
∴CD=2CF=1.8×2=3.6,
∴t=3.6÷1=3.6,
综上所述,t=3秒或3.6秒时,△CBD是以BD或CD为底的等腰三角形.
(4)①∠CDB=90°时,S△ABC=AC•BD=AB•BC,
即=×4×3,
解得BD=2.4,
∴CD=,
∴t=1.8÷1=1.8秒;
②∠CBD=90°时,点D在线段AB上运动,
∴
综上所述,t=1.8或秒;
故答案为:或秒;
【点拨】本题考查了勾股定理,等腰三角形的判定与性质,三角形的面积,(3)(4)难点在于要分情况讨论,作出图形更形象直观.
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