【重难点讲义】浙教版数学八年级上册-第10讲 勾股定理与勾股定理逆定理
展开第10讲 勾股定理与勾股定理逆定理
考点一 勾股定理
【知识点睛】
v 直角三角形勾股定理
在Rt△ABC中,两直角边的平方和=斜边的平方,即
常见变形:;;
v 注意事项:当直角三角形的给出的两边没有说明是什么边长时,利用勾股定理求长度时通常需要分类讨论
v 直角三角形求长度其他常用相关性质有:
直角三角形斜边上的中线=½斜边长
等腰三角形的两腰长相等;
等腰三角形的“三线合一”
中垂线的性质定理;
v 勾股定理常见面积模型
图形
结论
总结
当分别以直角三角形的三边为边(或底边、半径)做规则的正方形、等边三角形、等腰直角三角形、半圆时,均满足两直角边所做图形的面积和等于斜边所做图形的面积
【类题训练】
1.直角三角形的两条边长a,b满足,则其斜边长为( )
A.5 B. C.4或5 D.或5
【分析】由非负数的性质求出a和b的值即可求解.
【解答】解:∵a,b满足,
∴3﹣a=0,b﹣4=0,
∴a=3,b=4,
①当4是直角边时,其斜边长==5,
②当4是斜边时,其斜边长为4,
故选:C.
2.如图,在Rt△ABC中,∠C=90,AC=3,BC=4,CD是△ABC的中线,则AD的长为( )
A.2 B.2.5 C.4 D.5
【分析】根据勾股定理即可得到AB的长,进而可求解.
【解答】解:在Rt△ABC中,∠C=90,AC=3,BC=4,
∴AB=,
∵AD是BC边上中线,
∴AD=AB=2.5,
故选:B.
3.如图,在3×3的正方形网格中,若小正方形的边长是1,则任意两个格点间的距离不可能是( )
A.2 B.2 C. D.
【分析】根据勾股定理即可得到答案.
【解答】解:∵在3×3的正方形网格中,若小正方形的边长是1,
∴任意两个格点间的距离有:1,2,3,,=2,=,=3,=,=,
∴任意两个格点间的距离不可能是,
故选:D.
4.我国是最早了解勾股定理的国家之一.据《周髀算经》记载,勾股定理的证明是在商代由商高发现的,故又称之为“商高定理”;三国时代的赵爽对《周髀算经》内的勾股定理作出了详细注释,又给出了另外一个证明.古代印度、希腊、阿拉伯等许多国家也都很重视对勾股定理的研究和应用.下面四幅图中,不能证明勾股定理的是( )
A. B.
C. D.
【分析】由正方形面积公式、三角形面积公式以及梯形面积公式分别对各个选项进行判断即可.
【解答】解:A、大正方形的面积为:c2,
也可看作是4个直角三角形和一个小正方形组成,则其面积为:ab×4+(b﹣a)2=a2+b2,
∴a2+b2=c2,故A选项能证明勾股定理;
B、大正方形的面积为:(a+b)2,
也可看作是2个矩形和2个小正方形组成,则其面积为:a2+b2+2ab,
∴(a+b)2=a2+b2+2ab,
∴B选项不能证明勾股定理.
C、大正方形的面积为:(a+b)2;
也可看作是4个直角三角形和一个小正方形组成,则其面积为:ab×4+c2=2ab+c2,
∴(a+b)2=2ab+c2,
∴a2+b2=c2,故C选项能证明勾股定理;
D、梯形的面积为:(a+b)(a+b)=(a2+b2)+ab,
也可看作是2个直角三角形和一个等腰直角三角形组成,则其面积为:ab×2+c2=ab+c2,
∴(a2+b2)+ab=ab+c2,
∴a2+b2=c2,故D选项能证明勾股定理;
故选:B.
5.如图,有一个水池,水面是一边长为8尺的正方形,在水池中央有一根芦苇,它高出水面1尺,如果把这根芦苇拉向水池的一边的中点,它的顶端恰好到达池边的水面,这根芦苇的长度是( )尺.
A.7.5 B.8 C. D.9
【分析】设芦苇的长度为x尺,则AB的长为(x﹣1)尺,在Rt△ABC中,由勾股定理列方程即可.
【解答】解:设芦苇的长度为x尺,则AB的长为(x﹣1)尺,
在Rt△ABC中,由勾股定理得:BC2=AB2+AC2,
即:,
解得:x=,
即芦苇的长度为:尺,
故选:C.
6.为预防新冠疫情,学校大门入口的正上方A处装有红外线激光测温仪(如图所示),测温仪离地面的距离AB=2.3米,当人体进入感应范围内时,测温仪就会自动测温并报告人体体温.当身高为1.7米的学生CD正对门缓慢走到离门0.8米处时(即BC=0.8米),测温仪自动显示体温,此时人头顶到测温仪的距离AD等于( )
A.1.0米 B.1.25米 C.1.2米 D.1.5米
【分析】过点D作DE⊥AB于点E,构造Rt△ADE,利用勾股定理求得AD的长度即可.
【解答】解:如图,过点D作DE⊥AB于点E,
∵AB=2.3米,BE=CD=1.7米,ED=BC=0.8米,
∴AE=AB﹣BE=2.3﹣1.7=0.6(米).
在Rt△ADE中,由勾股定理得到:AD===1(米),
故选:A.
7.如图,在四边形ABCD中,∠DAB=∠BCD=90°,分别以四边形ABCD的四条边为边向外作四个正方形,面积分别为S1,S2,S3,S4.若S1=48,S2+S3=135,则S4=( )
A.183 B.87 C.119 D.81
【分析】利用勾股定理的几何意义解答.
【解答】解:由题意可知:S1=AB2,S2=BC2,S3=CD2,S4=AD2,
如图,连接BD,
在直角△ABD和△BCD中,
BD2=AD2+AB2=CD2+BC2,
即S1+S4=S3+S2,
因此S4=135﹣48=87,
故选:B.
8.如图Rt△ABC中,∠B=90°,BC=10,点F是BA延长线上一点,过点F作FD∥BC,交CA延长线于点D,点E是CD的中点,若BF=12,DF=5,则EF的长是( )
A.3 B.5 C.6.5 D.6
【分析】延长FE交BC于G,利用ASA证明△DFE≌△CGE,得BG=DF=5,EF=EG,在Rt△BGF中,利用勾股定理求得FG的长,即可得出答案.
【解答】解:延长FE交BC于G,
∵点E是CD的中点,
∴DE=CE,
∵FD∥BC,
∴∠D=∠C,
在△DFE和△CGE中,
,
∴△DFE≌△CGE(ASA),
∴CG=DF=5,EF=EG,
∴BG=5,
在Rt△BGF中,由勾股定理得,
FG==13,
∴EF=FG=6.5,
故选:C.
9.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB,若AC+BC=3.5,AB=2.5,则CD的长为( )
A.1 B.1.2 C.1.25 D.1.5
【分析】利用勾股定理得到AC2+BC2=AB2,然后结合AC+BC=3.5,AB=2.5求得AC•BC的值;最后利用等面积法求得CD的长度即可.
【解答】解:在Rt△ABC中,∠ACB=90°,则AC2+BC2=AB2.
∵AC+BC=3.5,AB=2.5,
∴AC•BC=[(AC+BC)2﹣(AC2+BC2)]
=[(AC+BC)2﹣AB2]
=(3.52﹣2.52)
=3.
又∵CD⊥AB,
∴AC•BC=AB•CD,
∴CD===1.2.
故选:B.
10.代数学家赵爽为了证明勾股定理,构造了一副“弦图”,后人称其为“赵爽弦图”.如图,大正方形ABCD由四个全等的直角三角形和一个小正方形组成,若∠ADE=∠AED,AD=4,则△ADE的面积为( )
A.24 B.6 C.2 D.2
【分析】由已知得出AD=AE=AB,进而利用图形面积的割补关系解得即可.
【解答】解:如图:
∵∠ADE=∠AED,
∴AD=AE=AB,
∴∠AEF=∠ABF,
∵AF⊥BE,
∴EF=BF=BE,
∴GE=AH,
∵∠GEM=∠HAM,∠MGE=∠MHA,
∴△GEM≌△HAM(ASA),
∴S△HAM=S△GEM,
∴S△ADE=S△ADH+S△DGE,
∵AD=4,DH=2AH,AD2=DH2+AH2,
∴AH=4,DH=8,
∴DG=GE=4,
∴,
故选:A.
11.勾股定理在平面几何中有着不可替代的重要地位,在我国古算书《周髀算经》中就有“若勾三,股四,则弦五”的记载,如图1是由边长均为1的小正方形和Rt△ABC构成,可以用其面积关系验证勾股定理,将图1按图2所示“嵌入”长方形LMJK,则该长方形的面积为( )
A.60 B.100 C.110 D.121
【分析】延长AB交KL于点O,延长AC交LM于点P,证△OBF≌△ACB(AAS),得AC=OB,同理△ACB≌△PGC(AAS),得PC=AB,再证矩形AOLP是正方形,边长AO=7,则KL=10,LM=11,即可解决问题.
【解答】解:延长AB交KL于点O,延长AC交LM于点P,如图所示:
则四边形AOLP是矩形,
∴∠BOF=∠BAC=90°,
∵四边形BCGF是正方形,
∴BC=BF,∠CBF=90°,
∴∠ABC+∠OBF=90°,
又∵Rt△ABC中,∠ABC+∠ACB=90°,
∴∠OBF=∠ACB,
在△OBF和△ACB中,
,
∴△OBF≌△ACB(AAS),
∴AC=OB,
同理:△ACB≌△PGC(AAS),
∴PC=AB,
∴AB+OB=PC+AC,
即OA=AP,
∴矩形AOLP是正方形,边长AO=AB+OB=AB+AC=3+4=7,
∴KL=3+7=10,LM=4+7=11,
∴长方形LMJK的面积为:10×11=110,
故选:C.
12.如图,将一副三角尺叠放在一起,若AB=2cm,则AF的长为 cm.
【分析】先利用30°的直角三角形的性质可得AC长,再利用BC∥DE可得∠AFC=45°,进而可得△ACF为等腰直角三角形,根据勾股定理即可求出AF长.
【解答】解:在Rt△ABC中,AB=2cm,∠B=30°,
∴AC==1,
∵BC∥DE,
∴∠AFC=∠D=45°,
∴△ACF为等腰直角三角形,
∴AF==.
故答案为:.
13.对角线互相垂直的四边形叫做“垂美”四边形,现有如图所示的“垂美”四边形ABCD,若AD=3,BC=5,则AB2+CD2= .
【分析】根据“垂美”四边形的定义得到BD⊥AC,根据勾股定理计算,得到答案.
【解答】解:∵四边形ABCD为“垂美”四边形,
∴BD⊥AC,
∴∠AEB=∠AED=∠BEC=∠DEC=90°,
在Rt△AED中,AE2+DE2=AD2=9,
在Rt△BEC中,BE2+CE2=BC2=25,
∴AE2+DE2+BE2+CE2=9+25=34,
在Rt△AEB中,AE2+BE2=AB2,
在Rt△CED中,CE2+DE2=CD2,
∴AB2+CD2=AE2+DE2+BE2+CE2=9+25=34,
故答案为:34.
14.如图,一架梯子AB斜靠在某个胡同竖直的左墙上,顶端在点A处,底端在水平地面的点B处,保持梯子底端B的位置不变,将梯子斜靠在竖直的右墙上,此时梯子的顶端在点E处.已知顶端A距离地面的高度AC为2米,BC为1.5米.
(1)梯子的长为 米;
(2)若顶端E距离地面的高度EF比AC多0.4米,则胡同的宽CF为 米.
【分析】(1)根据勾股定理可求出梯子的长;
(2)根据勾股定理可得出BD的长,进而可求解.
【解答】解:(1)在Rt△AOB中,
∵∠AOB=90°,AC=2米,CB=1.5米,BC2+AC2=AB2,
∴AB2=22+1.52=6.25,
∴AB=±2.5,
∵AB>0,
∴AB=2.5米,
即梯子的长为2.5米,
故答案为:2.5;
(2)由题意得CD=AC+0.4=2.4米,BE=AB=2.5米,
∴BF2=2.52﹣2.42=0.49,
∴BF=0.7米,
∴CD=CB+BF=1.5+0.7=2.2米,
故答案为:2.2.
15.如图,已知,∠MON=∠BAC=90°,且点A在OM上运动,点B在ON上运动,若AB=8,AC=6,则OC的最大值为 .
【分析】取AB的中点E,连接OE,CE,利用勾股定理求出CE,再利用直角三角形斜边上中线的性质得OE的长,最后利用三角形三边关系可得答案.
【解答】解:取AB的中点E,连接OE,CE,
∴AE=4,
在Rt△ACE中,由勾股定理得,
CE===2,
∵∠AOB=90°,点E为AB的中点,
∴OE=AB=4,
∵OC≤OE+CE,
∴当点O、E、C共线时,OC最大值为4+2,
故答案为:4+2.
16.如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,,,分别以Rt△ABC的三条边AC、AB、BC为直径画半圆,则两个月牙形图案的面积之和(阴影部分)为 .
【分析】首先利用勾股定理求出AB的长,设以AB,BC,AC为直径的半径分别为①,②,③,由勾股定理得S①+S②=S③,从而得出两个月牙形图案的面积之和为△ABC的面积,进而得出答案.
【解答】解:在Rt△ABC中,∠ABC=90°,
由勾股定理得:AB==3,
设以AB,BC,AC为直径的半径分别为①,②,③,
∴S①=,
同理S,S,
∴S①+S②=S③,
∴S阴影=S①+S②+S△ABC﹣S③
=S×
=,
故答案为:.
17.在一条东西走向的河的一侧有一村庄C,河边原有两个取水点A,B,其中AB=AC,由于某种原由,C到A的路现在已经不通,某村为方便村民取水决定在河边新建一个取水点H(A,H,B在一条直线上),并新修一条路CH,测得CB=3km,CH=2.4km,BH=1.8km.求原来的路线AC的长.
【分析】先利用勾股定理的逆定理证明∠CHB=90°,得出∠CHA=90°,再利用勾股定理列出方程AC2=(AC﹣1.8)2+2.42,解方程即可求出AC的长度.
【解答】解:∵CH2+BH2=2.42+1.82=9,BC2=32=9,
∴CH2+BH2=BC2,
∴△CHB是直角三角形,且∠CHB=90°,
∴∠CHA=90°,
∴AC2=AH2+CH2,
∵AB=AC,
∴AH=AB﹣HB=AC﹣1.8,
∴AC2=(AC﹣1.8)2+2.42,
解得:AC=2.5,
答:原来的路线AC的长为2.5km.
18.如图,在△ABC中,AC=BC=6,E为BC边上一点,且CE=2,AE=2.
(1)求AB的长;
(2)点F为AB边上的动点,当△BEF为等腰三角形时,求AF的长.
【分析】(1)由勾股定理的逆定理证出∠ACE=90°,由勾股定理可求出答案;
(2)分三种情况,由勾股定理可求出答案.
【解答】解:(1)∵AC=6,CE=2,AE=2,
∴AC2+CE2=40,AE2=40,
∴AC2+CE2=AE2,
∴∠ACE=90°,
∴AB===6;
(2)①∵BC=6,CE=2,
∴BE=4,
当BF=BE=4时,
∴AF=AB﹣BF=6﹣4;
②如图,当BF=EF时,有∠FEB=∠B=45°,
∴∠BFE=90°,BF=EF,
设BF=EF=x,
∵BF2+EF2=BE2,
∴x2+x2=42,
∴x=2(负值舍去),
∴AF=AB﹣BF=6﹣2=4;
③如图,当BE=EF时,有∠EFB=∠B=45°,
∴∠BEF=90°,EF=BE=4,
∴BF==4,
∴AF=AB﹣BF=6﹣4=2.
综上所述,AF的长为6﹣4或4或2.
19.如图,在△DEF中,∠D=90°,DE=16cm,EF=20cm,P,Q是△DEF的边上的两个动点,其中点P从点E开始沿E→D方向运动,且速度为每秒1cm,点Q从点D开始沿D→F→E方向运动,且速度为每秒2m,它们同时出发,设出发的时间为ts.
(1)DF= cm.
(2)当点P在边EF的垂直平分线上时,t= s.
(3)当点Q在边EF上时,求使△DFQ成为等腰三角形的运动时间.
【分析】(1)根据勾股定理求得DF便可;
(2)设EF的垂直平分线MN分别与DE、EF交于点M、点N,由勾股定理列出t的方程,进行解答便可;
(3)分FD=FQ,DF=DQ,QD=DF三种情形分别进行计算即可.
【解答】解:(1)∵∠D=90°,
∴DF=(cm),
故答案为:12;
(2)设EF的垂直平分线MN分别与DE、EF交于点M、点N,如下图,
∴EM=MF=t,
∴DM=DE﹣EM=16﹣t,
∵MF2﹣DM2=DF2,
即t2﹣(16﹣t)2=122,
角得t=12.5,
故答案为:12.5;
(3)根据题意得,FQ=2t﹣12,
当FD=FQ时,2t﹣12=12,
解得t=12,
当QF=QD时,
过点Q作QH⊥FD于点H,则FH=DH,
∴HQ为△EDF的中位线,
∴2t﹣12=10,
解得t=11,
当DF=DQ时,作DG⊥EF于G,
则DG===,
在Rt△DGF中,由勾股定理得,FG===,
∴FQ=2FG=,
∴2t﹣12=,
解得t=13.2,
综上:t=12或11或13.2.
考点二 勾股定理的逆定理
【知识点睛】
v 勾股定理的逆定理
在△ABC中,若两边的平方和=第三边的平方,则该△为直角三角形
即在△ABC中,若,则△ABC为直角三角形,且∠C为直角
【类题训练】
1.以下列各组线段为边作三角形,不能作出直角三角形的是( )
A.3,7,8 B.6,8,10
C.1,2, D.0.3,0.4,0.5
【分析】先分别求出两小边的平方和和最长边的平方,再看看是否相等即可.
【解答】解:A、32+72≠82,故A选项不能构成直角三角形;
B、62+82=102,故B选项能构成直角三角形;
C、12+22=()2,故C选项能构成直角三角形;
D、0.32+0.42=0.52,故D选项能构成直角三角形.
故选:A.
2.如图,小正方形的边长均为1,A、B、C是小正方形的顶点,则∠ACB的度数是( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
【分析】利用勾股定理求解AB,BC,AC的长可判断△ABC为等腰直角三角形,再利用等腰直角三角形的性质可求解.
【解答】解:由图可知:AB=,
BC=,
AC=,
∴AB2+BC2=AC2,AB=BC,
∴△ABC为等腰直角三角形,∠ABC=90°,
∴∠ACB=45°.
故选:B.
3.如图,某海域有相距10海里的两个小岛A和C,甲船先由A岛沿北偏东70°方向走了8海里到达B岛,然后再从B岛走了6海里到达C岛,此时甲船位于B岛的( )
A.北偏东20°方向上 B.北偏西20°方向上
C.北偏西30°方向上 D.北偏西40°方向上
【分析】根据题意可得:∠DAB=70°,AB=8海里,BC=6海里,AC=10海里,然后利用勾股定理的逆定理先证明△ABC是直角三角形,从而∠ABC=90°,最后利用平行线的性质求出∠ABE=110°,从而利用角的和差关系即可解答.
【解答】解:如图:
由题意得:
∠DAB=70°,AB=8海里,BC=6海里,AC=10海里,
∵AB2+BC2=82+62=100,AC2=102=100,
∴AB2+BC2=AC2,
∴△ABC是直角三角形,
∴∠ABC=90°,
∵AD∥BE,
∴∠ABE=180°﹣∠DAB=110°,
∴∠CBE=∠ABE﹣∠ABC=20°,
∴此时甲船位于B岛的北偏西20°方向上,
故选:B.
4.如图,正方形网格中每一个小正方形的边长为1,小正方形的顶点为格点,点A,B,C为格点,点D为AC与网格线的交点,则∠ADB﹣∠ABD= .
【分析】连接AE,BE,设AE与BD交于点F,根据勾股定理的逆定理先证明△ABE是等腰直角三角形,从而可得∠BAE=45°,再根据题意可得∠AFD=∠ADF,然后利用三角形的外角,进行计算即可解答.
【解答】解:如图:连接AE,BE,设AE与BD交于点F,
由题意得:
AB2=12+32=10,
AE2=12+22=5,
EB2=12+22=5,
∴AE=EB,BE2+AE2=AB2,
∴△ABE是等腰直角三角形,
∴∠BAE=45°,
∵BD∥EC,
∴∠ADB=∠ACE,∠AFD=∠AEC,
∵AE=AC,
∴∠AEC=∠ACE,
∴∠AFD=∠ADF,
∵∠AFD是△ABF的一个外角,
∴∠AFD﹣∠ABD=∠BAE=45°,
∴∠ADB﹣∠ABD=45°,
故答案为:45°.
5.如图,四边形ABCD中,AB⊥BC,AB=4,BC=3,AD=12,CD=13,则四边形ABCD的面积是 .
【分析】先连接AC,由勾股定理求得AC的长度,然后根据勾股定理的逆定理判定△ACD是直角三角形,最后根据四边形ABCD的面积=直角△ABC的面积+直角△ADC的面积,列式计算即可.
【解答】解:如图,连接AC,
在△ABC中,AB⊥BC,AB=4,BC=3,
∴AC===5.
在△ADC中,AD=12,CD=13,AC=5.
∵122+52=132,即AD2+AC2=CD2,
∴△ADC是直角三角形,且∠DAC=90°,
∴S四边形ABCD=S△ABC+S△ADC
=AB•BC+AC•AD
=×4×3+×5×12
=6+30
=36.
故答案为:36.
6.如图,点A、B、C在正方形网格点上,则∠ABC+∠ACB= .
【分析】延长BA到点D,连接CD,根据勾股定理的逆定理证明△ACD是等腰直角三角形,从而可得∠DAC=45°,然后再利用三角形的外角进行计算即可解答.
【解答】解:如图:延长BA到点D,连接CD,
由题意得:
AD2=22+12=5,
CD2=22+12=5,
AC2=12+32=10,
∴AD2+CD2=AC2,
∴△ACD是直角三角形,
∴∠ADC=90°,
∵AD=CD,
∴∠DAC=∠DCA=45°,
∵∠DAC是△ABC的一个外角,
∴∠DAC=∠ABC+∠ACB=45°,
故答案为:45°.
7.如图,方格中的点A、B、C、D、E称为“格点”(格线的交点),以这5个格点中的3点为顶点画三角形,共可以画 个直角三角形.
【分析】根据题意画出图形,再找到其中的直角三角形即可得到结论.
【解答】解:如图,一共可以画9个三角形,其中△ABE,△BCE,△CDE是直角三角形,共可以画3个直角三角形.
故答案为:3.
8.如图,点B为x轴上的一个动点,点A的坐标为(0,4),点C的坐标为(4,1),CE⊥x轴于E点,当点B的坐标为 时,△ABC为直角三角形.
【分析】可设点B的坐标为(x,0),分三种情况:①AB为斜边;②AC为斜边;③BC为斜边;根据勾股定理及逆定理列出方程计算即可求解.
【解答】解:设点B的坐标为(x,0),分三种情况:
①AB为斜边,
(4﹣1)2+42+(x﹣4)2+12=x2+42,
解得x=;
②AC为斜边,
(x﹣4)2+12+x2+42=(4﹣1)2+42,
解得x=2;
③BC为斜边,
(x﹣4)2+12=x2+42+(4﹣1)2+42,
解得x=﹣3.
故当点B的坐标为(,0)或(2,0)或(﹣3,0)时,△ABC为直角三角形.
故答案为:(,0)或(2,0)或(﹣3,0).
9.如图,在4×4的正方形网格中有两个格点A、B,连接AB,在网格中再找一个格点C,使得△ABC是等腰直角三角形,满足条件的格点C有 个.
【分析】根据题意,结合图形,分两种情况讨论:①AB为等腰直角△ABC底边;②AB为等腰直角△ABC其中的一条腰.
【解答】解:如图:分情况讨论:
①AB为等腰直角△ABC底边时,符合条件的格点C有0个;
②AB为等腰直角△ABC其中的一条腰时,符合条件的格点C有3个.
故满足条件的格点C有3个.
故答案为:3.
10.如图所示,四边形ABCD,∠A=90°,AB=3m,BC=12m,CD=13m,DA=4m.
(1)求四边形ABCD的面积;
(2)如图2,以A为坐标原点,以AB、AD所在直线为x轴、y轴建立直角坐标系,点P在y轴上,若S△PBD=S四边形ABCD,求P的坐标.
【分析】(1)在Rt△ABC中,根据勾股定理可求出BD=5m,然后再证明△BDC是直角三角形,从而可得∠DBC=90°,最后根据四边形ABCD的面积=△ABD的面积+△DBC的面积,进行计算即可解答;
(2)设P(0,a),可得PD=|a﹣4|,然后根据已知可得•|a﹣4|•3=9,进行计算即可解答.
【解答】解:(1)∵∠A=90°,AB=3m,DA=4m,
∴BD===5(m),
∵BC=12m,CD=13m,
∴DB2+BC2=52+122=169,CD2=132=169,
∴BD2+BC2=CD2,
∴△BDC是直角三角形,
∴∠DBC=90°,
∴四边形ABCD的面积=△ABD的面积+△DBC的面积
=AD•AB+DB•BC
=×4×3+×5×12
=36(m2),
∴四边形ABCD的面积为36m2;
(2)设P(0,a),
∵DA=4m,
∴D(0,4),
∴PD=|a﹣4|,
∵S△PBD=S四边形ABCD,
PD•AB=×36,
•|a﹣4|•3=9,
|a﹣4|=6,
a﹣4=±6,
a=10或a=﹣2,
∴P(0,10)或(0,﹣2).
11.在一次“探究性学习”中,老师设计了如下数表:
n
2
3
4
5
6
…
a
22﹣1
32﹣1
42﹣1
52﹣1
62﹣1
…
b
4
6
8
10
12
…
C
22+1
32+1
42+1
52+1
62+1
…
(1)观察上表,用含n(n>1,且n为整数)的代数式表示a,b,c,则a= ,b= ,c= .
(2)在(1)的条件下判断:以a,b,c为边的三角形是否为直角三角形?证明你的结论.
【分析】(1)根据表格中数据,即可解答;
(2)利用勾股定理的逆定理,进行计算即可解答.
【解答】解:(1)观察上表,用含n(n>1,且n为整数)的代数式表示a,b,c,则a=n2﹣1,b=2n,c=n2+1,
故答案为:n2﹣1,2n,n2+1;
(2)以a,b,c为边的三角形是直角三角形,
证明:∵a=n2﹣1,b=2n,c=n2+1,
∴a2=(n2﹣1)2=n4﹣2n2+1,
b2=(2n)2=4n2,
c2=( n2+1)2=n4+2n2+1,
∴a2+b2=n4﹣2n2+1+4n2=n4+2n2+1,
∴a2+b2=c2,
∴以a,b,c为边的三角形是直角三角形.
12.如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC于点D,∠CBE=45°,BE分别交AC,AD于点E、F.
(1)如图1,若AB=13,BC=10,求AF的长度;
(2)如图2,若AF=BC,求证:BF2+EF2=AE2.
【分析】(1)先根据等腰三角形三线合一的性质得BD=5,由勾股定理计算可得AD的长,由等腰直角三角形性质得DF=5,最后由线段的差可得结论;
(2)如图2,作辅助线,构建全等三角形,证明△CHB≌△AEF(SAS),得AE=CH,∠AEF=∠BHC,由等腰三角形三线合一的性质得EF=FH,最后由勾股定理和等量代换可得结论.
【解答】(1)解:如图1,∵AB=AC,AD⊥BC,
∴BD=CD,
∵BC=10,
∴BD=5,
Rt△ABD中,∵AB=13,
∴AD===12,
Rt△BDF中,∵∠CBE=45°,
∴△BDF是等腰直角三角形,
∴DF=BD=5,
∴AF=AD﹣DF=12﹣5=7;
(2)证明:如图2,在BF上取一点H,使BH=EF,连接CF、CH
在△CHB和△AEF中,
∵,
∴△CHB≌△AEF(SAS),
∴AE=CH,∠AEF=∠BHC,
∴∠CEF=∠CHE,
∴CE=CH,
∵BD=CD,FD⊥BC,
∴CF=BF,
∴∠CFD=∠BFD=45°,
∴∠CFB=90°,
∴EF=FH,
Rt△CFH中,由勾股定理得:CF2+FH2=CH2,
∴BF2+EF2=AE2.
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