人教版八年级下册第十七章 勾股定理综合与测试达标测试
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这是一份人教版八年级下册第十七章 勾股定理综合与测试达标测试,共50页。
《勾股定理》综合练习题
一.选择题(共10小题)
1.(2021春•海淀区校级期中)勾股定理是人类早期发现并证明的重要数学定理之一,这是历史上第一个把数与形联系起来的定理,其证明是论证几何的发端.下面四幅图中,不能证明勾股定理的是( )
A. B. C. D.
2.(2020秋•惠来县期末)如图,由两个直角三角形和三个大正方形组成的图形,其中阴影部分面积是( )
A.16 B.25 C.144 D.169
3.(2021•海曙区模拟)如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,以其三边为边分别向外作正方形,延长EC,DB分别交GF,AH于点N,K,连接KN交AG于点M,若S1﹣S2=2,AC=4,则AB的长为( )
A.2 B. C. D.
4.(2020秋•南沙区期末)如图,在等腰△ABC和等腰△ABE中,∠ABC=120°,AB=BC=BE=2,D为AE的中点,则线段CD的最小值为( )
A.2 B.﹣1 C.2﹣1 D.﹣1
5.(2019春•寿县期末)在△ABC中,AB=BC=2,O是线段AB的中点,P是射线CO上的一个动点,∠AOC=60°,则当△PAB为直角三角形时,AP的长为( )
A.1,,7 B.1,, C.1, D.1,3,
6.(2019•滨湖区模拟)在平面直角坐标系中,点P的坐标为(0,2),点M的坐标为(m﹣1,﹣m﹣)(其中m为实数),当PM的长最小时,m的值为( )
A.﹣ B.﹣ C.3 D.4
7.(2018秋•惠山区校级月考)如图,点O在线段AB上,AO=2,OB=1,OC为射线,且∠BOC=60°,动点P以每秒2个单位长度的速度从点O出发,沿射线OC做匀速运动,设运动时间为t秒.当△ABP是直角三角形时,t的值为( )
A. B. C.1或 D.1或
8.(2015春•苍溪县期末)在△ABC中,AB=AC=10,BD是AC边上的高,DC=2,则BD等于( )
A.2 B.4 C.6 D.8
9.(2020•宿迁一模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,点E,F在斜边AB上,且满足AE=EF=FB=2,点P在直角边上,且满足PE+PF=5,则这样的P点个数有( )
A.1 B.2 C.3 D.4
10.(2020春•和平区校级月考)如图,在△DEF中,∠D=90°,DG:GE=1:3,GE=GF,Q是EF上一动点,过点Q作QM⊥DE于M,QN⊥GF于N,,则QM+QN的长是( )
A.4 B.3 C.4 D.2
二.填空题(共10小题)
11.(2021•嘉兴二模)已知,如图,△ABC中,∠B=30°,BC=6,AB=7,D是BC上一点,BD=4,E为BA边上一动点,以DE为边向右侧作等边三角形△DEF.
(1)当F在AB上时,BF长为 ;
(2)连结CF,则CF的取值范围为 .
12.(2020秋•常州期末)如图,Rt△ABC中,∠BAC=90°,分别以△ABC的三条边为直角边作三个等腰直角三角形:△ABD、△ACE、△BCF,若图中阴影部分的面积S1=6.5,S2=3.5,S3=5.5,则S4= .
13.(2020秋•香坊区期末)如图,四边形ABCD中,对角线AC⊥BD,点F为CD上一点,连接AF交BD于点E,AF⊥AB,DE=DF,∠BAG=∠ABC=45°,BC+AG=20,AE=2EF,则AF= .
14.(2021•西城区校级模拟)如图,已知在△ABC中,∠ACB=90°,AC=2,BC=4.D为△ABC所在平面内的一个动点,且满足∠BDC=90°,E为线段AD的中点,连接CE,则线段CE长的最大值为 .
15.(2020春•南岗区校级月考)如图,∠BAC=90°,∠ABC=2∠CAD,∠ADE=45°,BE=,CD=1,则BC= .
16.(2021•江西模拟)Rt△ABC中,∠ABC=90°,AC=5,BC=4,过点B的直线把△ABC分割成两个三角形,使其中只有一个是等腰三角形,则这个等腰三角形的面积是 .
17.(2018秋•上虞区期末)如图,以AB为斜边的Rt△ABC的每条边为边作三个正方形,分别是正方形ABMN,正方形BCPQ,正方形ACEF,且边EF恰好经过点N.若S3=S4=6,则S1+S5= .(注:图中所示面积S表示相应封闭区域的面积,如S3表示△ABC的面积)
18.(2019•株洲)如图所示,在平面直角坐标系xOy中,在直线x=1处放置反光镜Ⅰ,在y轴处放置一个有缺口的挡板Ⅱ,缺口为线段AB,其中点A(0,1),点B在点A上方,且AB=1,在直线x=﹣1处放置一个挡板Ⅲ,从点O发出的光线经反光镜Ⅰ反射后,通过缺口AB照射在挡板Ⅲ上,则落在挡板Ⅲ上的光线的长度为 .
19.(2019春•内黄县期末)四个全等的直角三角形按图示方式围成正方形ABCD,过各较长直角边的中点作垂线,围成面积为4的小正方形EFGH.已知AM为Rt△ABM较长直角边,AM=2EF,则正方形ABCD的面积为 .
20.如图,在四边形ABCD中,AC=BD,AC⊥BD,∠BAD=105°,AD=4,CD=13,则AB= .
三.解答题(共10小题)
21.(2021春•江津区校级月考)勾股定理是一个基本的几何定理,早在我国西汉时明《周牌算经》就有“勾三股四弦五”的记载.如果个直角三角形三边长都是正整数,这样的直角三角形叫“正整数直角三角形”,这三个正整数叫做一组“勾股数”,如:3,4,5;5,12,13;7,24,25等都是勾股数.
(1)小欢在研究勾股数时发现,某些正整数直角三角形的斜边能写成两个整数的平方和,有一条直角边能写成这两个整数的平方差,我们这样的勾股数叫做完美勾股数.如3,4,5中,5=22+12,3=22﹣12;5,12,13中,13=32+22,5=32﹣22.判断8,15,17和9,40,41这两组勾股数是不是完美勾股数,并说明理由;
(2)有一个直角三角形两直角边长分别为和,斜边长为4,且a和b均为正整数,用含b的代数式表示a,并求出a和b的值.
22.(2021春•亭湖区校级期中)【知识生成】通过不同的方法表示同一图形的面积,可以探求相应的等式,两个边长分别为a,b的直角三角形和一个两条直角边都是c的直角三角形拼成如图所示的梯形,请用两种方法计算梯形面积.
(1)方法一可表示为 ;
方法二可表示为 ;
(2)根据方法一和方法二,你能得出a,b,c之间的数量关系是 (等式的两边需写成最简形式);
(3)由上可知,一直角三角形的两条直角边长为6和8,则其斜边长为 .
【知识迁移】通过不同的方法表示同一几何体的体积,也可以探求相应的等式.如图2是边长为a+b的正方体,被如图所示的分割线分成8块.
(4)用不同方法计算这个正方体体积,就可以得到一个等式,这个等式可以为 .(等号两边需化为最简形式)
(5)已知2m﹣n=4,mn=2,利用上面的规律求8m3﹣n3的值.
23.(2021春•涪城区校级期中)如图,有一直立标杆,它的上部被风从B处吹折,杆顶C着地,离杆脚2m,修好后又被风吹折,因新断处D比前一次低0.5m,故杆顶E着地比前次远1m,求原标杆的高度.
24.(2021春•中原区校级期中)如图,三角形A′B′C′是由三角形ABC经过某种平移得到的,点A与点A′,点B与点B',点C与点C′分别对应,且这六个点都在格点上,请解答下列问题:
(1)分别写出点B和点B'的坐标,并说明三角形A′B′C'是由三角形ABC经过怎样的平移得到的.
(2)连接BC',直接写出∠CBC′与∠B′C′O之间的数量关系;
(3)若点M(a﹣1,2b﹣5)是三角形ABC内一点,它随三角形ABC按(1)中方式平移后得到的对应点为点N(2a﹣7,4﹣b).求a和b的值.
25.(2021春•武汉期中)如图,在四边形ABCD中,∠B=90°,AB=BC=2,AD=,CD=.求:
(1)∠DAB的度数.
(2)连接BD,求BD的长.
26.(2021春•江西月考)某中学有一块如图所示的四边形空地ABCD,学校为了绿化环境,计划在空地上种植花草,经测量∠ABC=90°,AB=20米,BC=15米,CD=7米,AD=24米.求四边形空地ABCD的面积.
27.(2020秋•沙坪坝区期末)如图是某“飞越丛林”俱乐部新近打造的一款儿童游戏项目,工作人员告诉小敏,该项目AB段和BC段均由不锈钢管材打造,总长度为26米,长方形CDEF为一木质平台的主视图.小敏经过现场测量得知:CD=1米,AD=15米,于是小敏大胆猜想立柱AB段的长为10米,请判断小敏的猜想是否正确?如果正确,请写出理由,如果错误,请求出立柱AB段的正确长度.
28.(2020秋•邛崃市期末)在△ABC中,AB=c,BC=a,AC=b.如图1,若∠C=90°时,根据勾股定理有a2+b2=c2.
(1)如图2,当△ABC为锐角三角形时,类比勾股定理,判断a2+b2与c2的大小关系,并证明;
(2)如图3,当△ABC为钝角三角形时,类比勾股定理,判断a2+b2与c2的大小关系,并证明;
(3)如图4,一块四边形的试验田ABCD,已知∠B=90°,AB=80米,BC=60米,CD=90米,AD=110米,求这块试验田的面积.
29.(2021春•茂南区校级月考)用四个完全相同的直角三角形(如图1)拼成一大一小两个正方形(如图2),直角三角形的两直角边分别是a、b(a>b),斜边长为ccm,请解答:
(1)图2中间小正方形的周长 ,大正方形的边长为 .
(2)用两种方法表示图2正方形的面积.(用含a,b,c)
①S= ;
②S= ;
(3)利用(2)小题的结果写出a、b、c三者之间的一个等式 .
(4)根据第(3)小题的结果,解决下面的问题:
已知直角三角形的两条腿直角边长分为是a=8,b=6,求斜边c的值.
30.(2021春•越秀区校级期中)如图1,正方形纸片ABCD的边长为4,点E、F、M、N分别是正方形纸片四条边上的点,且AE=BF=CM=DN.
(1)求证:四边形EFMN是正方形;
(2)把图1的四个直角三角形剪下来,拼成如图2所示的“赵爽弦图”(由四个全等的直角三角形与中间的小正方形拼成的一个大正方形).若EN=,求中间小正方形的面积.
参考答案
一.选择题(共10小题)
1.(2021春•海淀区校级期中)勾股定理是人类早期发现并证明的重要数学定理之一,这是历史上第一个把数与形联系起来的定理,其证明是论证几何的发端.下面四幅图中,不能证明勾股定理的是( )
A. B. C. D.
【考点】勾股定理的证明.
【专题】等腰三角形与直角三角形;推理能力.
【分析】先表示出图形中各个部分的面积,再判断即可.
【解答】解:A、∵ab+c2+ab=(a+b)(a+b),
∴整理得:a2+b2=c2,即能证明勾股定理,故本选项不符合题意;
B、∵4×ab+c2=(a+b)2,
∴整理得:a2+b2=c2,即能证明勾股定理,故本选项不符合题意;
C、∵4×ab+(b﹣a)2=c2,
∴整理得:a2+b2=c2,即能证明勾股定理,故本选项不符合题意;
D、根据图形不能证明勾股定理,故本选项符合题意;
故选:D.
【点评】本题考查了勾股定理的证明,能根据图形中各个部分的面积列出等式是解此题的关键.
2.(2020秋•惠来县期末)如图,由两个直角三角形和三个大正方形组成的图形,其中阴影部分面积是( )
A.16 B.25 C.144 D.169
【考点】勾股定理.
【专题】等腰三角形与直角三角形;几何直观.
【分析】根据勾股定理解答即可.
【解答】解:
根据勾股定理得出:AB=,
∴EF=AB=5,
∴阴影部分面积是25,
故选:B.
【点评】此题考查勾股定理,关键是根据如果直角三角形的两条直角边长分别是a,b,斜边长为c,那么a2+b2=c2解答.
3.(2021•海曙区模拟)如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,以其三边为边分别向外作正方形,延长EC,DB分别交GF,AH于点N,K,连接KN交AG于点M,若S1﹣S2=2,AC=4,则AB的长为( )
A.2 B. C. D.
【考点】勾股定理.
【专题】创新题型;解题方法;几何直观;推理能力;应用意识.
【分析】根据图形条件,(1)可以得到“K”型△ABC与△FNC全等,得到NF=AB=x;(2)连接GK,可以发现△GNK的面积=GN×AG÷2=2GN,同理△KAG的面积=2AK,利用条件S1﹣S2=2,得到GN﹣AK=1;(3)注意在△KBC中,有射影定理AB2=AC×AK.这样可以得到方程,求解问题.
【解答】解:(1)如图,根据条件得到“K”型△ABC≌△FNC,得到NF=AB=x.
(2)连接GK,可以发现△GNK的面积=GN×AG÷2=2GN,同理△KAG的面积=2AK.
利用条件S1﹣S2=2,得到GN﹣AK=1,即n﹣m=1,又因为n+x=4,所以m=3﹣x.
(3)在△KBC中,有射影定理AB2=AC×AK.
这样可以得到方程:x2=4×(3﹣x),解得x=2,即AB=2.
故选:A.
【点评】此题考查了相似三角形,一元二次方程,是一个综合型问题.该题知识点考查了基本图形:K型全等,母子三角形等中常见的思路与结论,建立一元二次方程,求解.
4.(2020秋•南沙区期末)如图,在等腰△ABC和等腰△ABE中,∠ABC=120°,AB=BC=BE=2,D为AE的中点,则线段CD的最小值为( )
A.2 B.﹣1 C.2﹣1 D.﹣1
【考点】等腰三角形的性质;勾股定理.
【专题】等腰三角形与直角三角形;几何直观;推理能力.
【分析】取AB的中点G,连接DG,CG,过C作CH⊥AB于点H,根据三角形中位线的性质和勾股定理解答即可.
【解答】解:取AB的中点G,连接DG,CG,过C作CH⊥AB于点H,
∵D是AE的中点,G是AB的中点,
∴DG是△ABE的中位线,
∴DG=BE,
∵AB=BC=BE=2,
∴DG=1,BG=1,
∵∠ABC=120°,
∴∠CBH=180°﹣120°=60°,
∵CH⊥BH,
∴∠CHB=90°,∠BCH=90°﹣60°=30°,
∴BH=BC=1,
∴CH=,
∴HG=BG+BH=1+1=2,
在Rt△CHG中,CG=,
∵CG﹣DG≤CD≤DG+CG,
∴,
当且仅当D,G,C三点共线时,CD最短为﹣1,
故选:B.
【点评】此题考查勾股定理,关键是根据三角形的中位线定理和勾股定理解答.
5.(2019春•寿县期末)在△ABC中,AB=BC=2,O是线段AB的中点,P是射线CO上的一个动点,∠AOC=60°,则当△PAB为直角三角形时,AP的长为( )
A.1,,7 B.1,, C.1, D.1,3,
【考点】等腰三角形的性质;勾股定理的逆定理.
【专题】等腰三角形与直角三角形.
【分析】分三种情况讨论:①当∠APB=90°,点P在CO的延长线上时,利用直角三角形斜边的中线等于斜边的一半得出PO=BO,易得△BOP为等边三角形,利用锐角三角函数可得AP的长;易得BP,利用勾股定理可得AP的长;②当∠ABP=90°,点P在CO的延长线上时,由对顶角的性质可得∠AOC=∠BOP=60°,易得∠BPO=30°,易得BP的长,利用勾股定理可得AP的长;③当∠APB=90°,点P在CO上时,利用直角三角形斜边的中线等于斜边的一半可得结论.
【解答】解:如图1,当∠APB=90°时,
∵AO=BO,
∴PO=BO,
∵∠AOC=60°,
∴∠BOP=60°,
∴△BOP为等边三角形,
∵AB=BC=2,
∴AP=AB•sin60°=2×=;
如图2,当∠ABP=90°时,
∵∠AOC=∠BOP=60°,
∴∠BPO=30°,
∴BP===,
在直角三角形ABP中,
AP==;
如图3,∵AO=BO,∠APB=90°,
∴PO=AO,
∵∠AOC=60°,
∴△AOP为等边三角形,
∴AP=AO=1,
故选:C.
【点评】本题主要考查了勾股定理,含30°直角三角形的性质和直角三角形斜边的中线,运用分类讨论,数形结合思想是解答此题的关键.
6.(2019•滨湖区模拟)在平面直角坐标系中,点P的坐标为(0,2),点M的坐标为(m﹣1,﹣m﹣)(其中m为实数),当PM的长最小时,m的值为( )
A.﹣ B.﹣ C.3 D.4
【考点】两点间的距离公式;勾股定理.
【专题】平面直角坐标系.
【分析】由两点间的距离公式可得出PM2关于m的二次函数关系式,利用配方法结合二次函数的性质即可得出当PM取最小值时m的值.
【解答】解:由两点间的距离公式可知:PM2=(m﹣1)2+(﹣m﹣﹣2)2=(m+)2+16,
∵>0,
∴当m=﹣时,PM2最小.
故选:B.
【点评】本题考查了两点间的距离公式以及二次函数的性质,解题的关键是找出PM2关于m的二次函数关系式.
7.(2018秋•惠山区校级月考)如图,点O在线段AB上,AO=2,OB=1,OC为射线,且∠BOC=60°,动点P以每秒2个单位长度的速度从点O出发,沿射线OC做匀速运动,设运动时间为t秒.当△ABP是直角三角形时,t的值为( )
A. B. C.1或 D.1或
【考点】勾股定理.
【专题】常规题型.
【分析】根据题意分三种情况考虑:当∠A=90°;当∠B=90°;当∠APB=90°,根据△ABP为直角三角形,分别求出t的值即可.
【解答】解:分三种情况考虑:
当∠A=90°,即△ABP为直角三角形时,
∵∠BOC>∠A,且∠BOC=60°,
∴∠A≠90°,故此情况不存在;
当∠B=90°,即△ABP为直角三角形时,如图所示:
∵∠BOC=60°,
∴∠BPO=30°,
∴OP=2OB=2,
∵OP=2t,
∴t=1;
当∠APB=90°,即△ABP为直角三角形时,过P作PD⊥AB,
∴OD=OP•cos∠BOC=t,PD=OP•sin∠BOC=t,
∴AD=AO+OD=2+t,BD=OB﹣OD=1﹣t,即AB=3,
在Rt△ABP中,根据勾股定理得:AP2+BP2=AB2,即(2+t)2+(t)2+(t)2+(1﹣t)2=32,
解得:t=或(负值舍去),
综上,当t=1或t=时,△ABP是直角三角形.
故选:C.
【点评】此题考查了勾股定理的运用,利用了分类讨论的思想,熟练掌握勾股定理是解本题的关键.
8.(2015春•苍溪县期末)在△ABC中,AB=AC=10,BD是AC边上的高,DC=2,则BD等于( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【考点】等腰三角形的性质;勾股定理.
【分析】求出AD,在Rt△BDA中,根据勾股定理求出BD即可.
【解答】解:∵AB=AC=10,CD=2,
∴AD=10﹣2=8,
∵BD是AC边上的高,
∴∠BDA=90°,
由勾股定理得:BD===6,
故选:C.
【点评】本题考查了勾股定理的应用,主要考查学生能否正确运用勾股定理进行计算,注意:在直角三角形中,两直角边的平方和等于斜边的平方.
9.(2020•宿迁一模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,点E,F在斜边AB上,且满足AE=EF=FB=2,点P在直角边上,且满足PE+PF=5,则这样的P点个数有( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【考点】含30度角的直角三角形;勾股定理.
【专题】数形结合;分类讨论;等腰三角形与直角三角形;平移、旋转与对称;运算能力;推理能力.
【分析】分为两种情况:①当P在线段AC上时,②当P在BC上时,分别求出PE或PF的值,再根据AE=EF=BF=2判断即可.
【解答】解:分为两种情况:①当P在线段AC上时,作E关于AC的对称点E',连接EE'交AC于点O,
则AC⊥EE',
连接E'F交AC于P,过E'作E'H⊥AB于H,
∵E,E'关于AC对称,
∴PE=PE',
∴PE+PF=PE'+PF,
∵两点之间,线段最短,
∴PE+PF的最小值为线段E'F的长度,
∵AE=2,∠A=30°,DE⊥AC,
∴DE=1,∠AED=60°,
∴EE'=DE+DE'=2DE=2,
∵E'H⊥AB,
∴HE=1,HE'=,
∵EF=2,
∴HF=HE+EF=1+2=3,
∴E'F=,
当P在点A处时,PE+PF=AE+AF=AE+AE+EF=2+2+2=6>5,
当P在点C处时,连接AE,CF,过C作CM⊥AB于M,
∵∠C=90°,∠A=30°,AB=AE+EF+FB=6,
∴BC=3,AC=3∵CM⊥AB,
∴∠AMC=90°,
∴CM=,AM=,
∴FM=AM﹣AF=AM﹣(AE+EF)=,EM=AM﹣AE=,
在Rt△CMF中,CM=,MF=,∠CMF=90°,
∴CF=,
在Rt△CEM中,CM=,EM=,∠CME=90°,
∴CE=,
当P在C处时,PE+PF=CE+CF=,
∴当P在AC边上时,存在两个点P使PE+PF=5,
②当P在BC边上时,作F关于BC的对称点F',连接FF',交BC于点G,则BC⊥FF',过F'作F'N⊥AB,交AB的延长线于点N,连接F'E,交BC于P,连接PF,如图:
∵F与F'关于BC对称,
∴PF=PF',
∴PE+PF=PE+PF',
∴PE+PF的最小值为线段EF'的长度.
∵∠C=90°,∠A=30°,
∴∠B=60°,
又∵FF'⊥BC,
∴∠GFB=30°,
∵BF=2,
∴FG=,
∴FF'=FG+GF'=2FG=2,
又∵FN⊥AB,
∴F'N=,FN=3,
又∵EF=2,
∴EN=EF+FN=2+3=5,
∴EF'==2>5,
∴当P在BC边上时,不存在PE+PF=5,
综上所述,点P在直角边上,且满足PE+PF=5,则这样的P点个数有两个.
故选:B.
【点评】本题考查了勾股定理、含30°的直角三角形的性质及轴对称等知识点,数形结合、分类讨论及熟练掌握相关性质及定理是解题的关键.
10.(2020春•和平区校级月考)如图,在△DEF中,∠D=90°,DG:GE=1:3,GE=GF,Q是EF上一动点,过点Q作QM⊥DE于M,QN⊥GF于N,,则QM+QN的长是( )
A.4 B.3 C.4 D.2
【考点】勾股定理.
【专题】平移、旋转与对称;解直角三角形及其应用;推理能力.
【分析】连接QG.解直角三角形求出DF,再证明QM+QN=DF,即可解决问题.
【解答】解:连接QG.
∵DG:GE=1:3,
∴可以假设DG=k,EG=3k,
∵GF=EG,∠D=90°,
∴FG=3k,DF==2k,
∵EF=4,EF2=DE2+DF2,
∴48=16k2+8k2,
∴k=或﹣(舍弃),
∴DF=4,
∵S△EFG=•EG•DF=•EG•QM+•GF•QN,
∴QM+QN=DF=4,
故选:C.
【点评】本题考查解直角三角形,勾股定理,等腰三角形的性质等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,属于中考常考题型.
二.填空题(共10小题)
11.(2021•嘉兴二模)已知,如图,△ABC中,∠B=30°,BC=6,AB=7,D是BC上一点,BD=4,E为BA边上一动点,以DE为边向右侧作等边三角形△DEF.
(1)当F在AB上时,BF长为 ;
(2)连结CF,则CF的取值范围为 1≤CF≤2 .
【考点】垂线段最短;等边三角形的性质;勾股定理.
【专题】几何综合题;运算能力;推理能力.
【分析】(1)如图1,当点F在AB上时,根据△DEF为等边三角形,可证明∠FDB=90°,再利用=cos∠B,即可求出答案;
(2)分别求出点E在AB边上运动时,CF的最大值和最小值,①当点E与点B重合时,如图2,连接CF,过点F作FH⊥BC于点H,可求出CF=2,此时CF最大;②当点E在BA边上时,以CD为边在△ABC内部作等边三角形CDG,延长CG交AB于点E,此时CF最短,如图3,先证明△DEG≌△DFC(SAS),根据CF=EG=CE﹣CG,即可求出CF的最小值,从而得出答案.
【解答】解:(1)如图1,当点F在AB上时,
∵△DEF为等边三角形,
∴∠AED=∠EFD=∠EDF=60°,
∵∠B=30°,
∴∠FDB=180°﹣∠B﹣∠EFD=180°﹣30°﹣60°=90°,
∵=cos∠B,
∴BF===;
故答案为:;
(2)①当点E与点B重合时,如图2,连接CF,过点F作FH⊥BC于点H,
∵△DEF为等边三角形,
∴DF=BD=4,∠BDF=60°,BH=DH=2,
∴FH=DF•sin∠BDF=4•sin60°=2,
∴CH=BC﹣BH=6﹣2=4,
∴CF===2,此时CF最大;
②当点E在BA边上时,以CD为边在△ABC内部作等边三角形CDG,
延长CG交AB于点E,此时CF最短,如图3,
∵△CDG和△DEF均为等边三角形,
∴∠EDF=∠CDG=60°,DE=DF,DG=DC,
∴∠∠EDF﹣∠FDG=∠CDG﹣∠FDG,
即∠EDG=∠FDC,
∴△DEG≌△DFC(SAS),
∴CF=EG,
∵当EG⊥AB时,EG最小,
∴此时,CF最小,
∵∠B=30°,∠DCG=60°,
∴此时,C,E,G三点共线,
在Rt△BCE中,CE=BC=3,
∵CG=CD=2,
∴EG=CE﹣CG=1,
∴CF的最小值为1,
综上所述,CF的取值范围为:1≤CF≤2,
故答案为:1≤CF≤2;
【点评】本题考查了全等三角形判定和性质,特殊角三角函数值,等边三角形性质,勾股定理等,添加辅助线构造全等三角形是解题关键.
12.(2020秋•常州期末)如图,Rt△ABC中,∠BAC=90°,分别以△ABC的三条边为直角边作三个等腰直角三角形:△ABD、△ACE、△BCF,若图中阴影部分的面积S1=6.5,S2=3.5,S3=5.5,则S4= 2.5 .
【考点】勾股定理.
【专题】等腰三角形与直角三角形;推理能力.
【分析】设AB=BD=a,AC=CE=b,BC=CF=c,S△ABG=m,S△ACH=n,由a2+b2=c2,可得S△ABD+S△ACE=S△BCF,由此构建关系式,可得结论.
【解答】解:∵△ABD、△ACE、△BCF均是等腰直角三角形,
∴AB=BD,AC=CE,BC=CF,
设AB=BD=a,AC=CE=b,BC=CF=c,S△ABG=m,S△ACH=n,
∵a2+b2=c2,
∴S△ABD+S△ACE=S△BCF,
∴S1+m+n+S4=S2+S3+m+n,
∴S4=3.5+5.5﹣6.5=2.5
故答案为:2.5.
【点评】本题考查了勾股定理在几何计算中的应用,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
13.(2020秋•香坊区期末)如图,四边形ABCD中,对角线AC⊥BD,点F为CD上一点,连接AF交BD于点E,AF⊥AB,DE=DF,∠BAG=∠ABC=45°,BC+AG=20,AE=2EF,则AF= 12 .
【考点】勾股定理.
【专题】推理填空题;数形结合;图形的全等;等腰三角形与直角三角形;运算能力;推理能力.
【分析】延长AF、BC,交于点H,先证明△ABH为等腰直角三角形,再判定△ABG≌△HAC(ASA),然后在等腰直角三角形△ABH中,由勾股定理得AB与AH的值,设EF=x,则AE=2x,判定△AGE≌△HCF(AAS),从而FH=AE=2x,解得x的值,最后根据AF=AE+EF,可得答案.
【解答】解:延长AF、BC,交于点H,如图:
∵AF⊥AB,∠ABC=45°,
∴∠BAH=90°,∠AHB=90°﹣∠ABC=45°,
∴△ABH为等腰直角三角形,
∴AH=AB,
∵∠BAH=90°,∠BAG=45°,∠AHB=45°,
∴∠GAE=∠BAG=∠AHB=45°,
∵AC⊥BD,
∴∠ABG+∠BAC=90°,
∵∠BAC+∠HAC=∠BAH=90°,
∴∠ABG=∠HAC,
在△ABG和△HAC中,
,
∴△ABG≌△HAC(ASA),
∴AG=HC,
BH=BC+CH=BC+AG=20,
在等腰直角三角形△ABH中,AH=AB,∠BAH=90°,由勾股定理得:
AB2+AH2=BH2,
∴AB=AH=20,
∵AE=2EF,
∴设EF=x,则AE=2x,
∵DE=DF,
∴∠DEF=∠DFE,
∴∠AEG=∠HFC,
∵∠AHB=∠GAE=45°,
∴∠AGE=135°﹣∠HFC=∠FCH,
在△AGE和△HCF中,
,
∴△AGE≌△HCF(AAS),
∴FH=AE=2x,
∴AH=AE+EF+FH=5x=20,
解得:x=4,
∴AF=AE+EF=3x=12,
故答案为:12.
【点评】本题考查了勾股定理、全等三角形的判定与性质及等腰三角形的判定与性质等知识点,正确作出辅助线构造全等三角形是解题的关键.
14.(2021•西城区校级模拟)如图,已知在△ABC中,∠ACB=90°,AC=2,BC=4.D为△ABC所在平面内的一个动点,且满足∠BDC=90°,E为线段AD的中点,连接CE,则线段CE长的最大值为 1+ .
【考点】勾股定理.
【专题】几何图形;应用意识.
【分析】取BC的中点G,连接AG,取中点F,则EF=,OF=即可解决.
【解答】解:取BC的中点G,连接AG,DG,取中点F,连接EF,CF,
∵∠BDC=90°,BC=4,
∴DG=CG=2,
在Rt△ACG中,AG=,
∵F为AG的中点,
∴CF=,
∵E为线段AD的中点,F为AG的中点,
∴EF=,
∵CF+EF≥CE,
∴CE最大值为1+,
故答案为:1+.
【点评】本题考查了直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,以及三角形中位线的性质定理,作出辅助线是解决问题的关键.
15.(2020春•南岗区校级月考)如图,∠BAC=90°,∠ABC=2∠CAD,∠ADE=45°,BE=,CD=1,则BC= 8.5 .
【考点】勾股定理.
【专题】构造法;几何直观.
【分析】由二倍角想到作角平分线构造全等来解决问题.
【解答】解:作∠ABC的平分线BF交AC于F,连接DF交BA的延长线于H,
所以设∠ABF=∠CBF=x,
所以∠BAD=90﹣x,
∠ADB=90﹣x
所以∠BAD=∠ADB,
所以AB=BD,
又因为∠AED=45+x,
∠EDH=45+x,
所以∠AED=∠EDH,
所以EH=HD,
在△AFH和△DFC中,
因为∠AFH=∠CFD,AF=FD,∠HAF=∠FDC,
所以△AFH≌△DFC(ASA),
所以AH=CD=1,HF=CF,AF=FD,
设AE=m,
所以AB=BD=,
所以BC=m+,
AC=HD=HE=m+1,
在Rt△ABC中,由勾股定理得:
,
解之得m=3,
所以BC=8.5,
故答案为:8.5.
【点评】本题综合运用了直角三角形、等腰三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质,勾股定理列方程等知识,综合性比较强.
16.(2021•江西模拟)Rt△ABC中,∠ABC=90°,AC=5,BC=4,过点B的直线把△ABC分割成两个三角形,使其中只有一个是等腰三角形,则这个等腰三角形的面积是 3.6或4.32或4.8 .
【考点】等腰三角形的性质;勾股定理;勾股定理的逆定理.
【专题】等腰三角形与直角三角形;运算能力.
【分析】在Rt△ABC中,通过解直角三角形可得出AB=3,S△ABC=6,找出所有可能的剪法,并求出剪出的等腰三角形的面积即可.
【解答】解:在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AC=5,BC=4,
∴AB===3,S△ABC=AB•BC=6.
沿过点B的直线把△ABC分割成两个三角形,使其中只有一个是等腰三角形,有三种情况:
①当AB=AP=3时,如图①所示,
S等腰△ABP=S△ABC=×6=3.6;
②当AB=BP=3,且P在AC上时,如图②所示,
作△ABC的高BD,则BD===2.4,
∴AD=DP==1.8,
∴AP=2AD=3.6,
∴S等腰△ABP=S△ABC=×6=4.32;
③当CB=CP=4时,如图③所示,
S等腰△BCP=S△ABC=×6=4.8.
综上所述:等腰三角形的面积可能为3.6或4.32或4.8.
故答案为3.6或4.32或4.8.
【点评】本题考查了勾股定理、等腰三角形的性质以及三角形的面积,找出所有可能的剪法,并求出剪出的等腰三角形的面积是解题的关键.
17.(2018秋•上虞区期末)如图,以AB为斜边的Rt△ABC的每条边为边作三个正方形,分别是正方形ABMN,正方形BCPQ,正方形ACEF,且边EF恰好经过点N.若S3=S4=6,则S1+S5= 6 .(注:图中所示面积S表示相应封闭区域的面积,如S3表示△ABC的面积)
【考点】勾股定理.
【专题】矩形 菱形 正方形;应用意识.
【分析】如图,连接MQ,作MG⊥EC于G,设PC交BM于T,MN交EC于W.证明△ABC≌△MBQ(SAS),推出∠ACB=∠BQM=90°,由∠PQB=90°,推出M,P,Q共线,由四边形CGMP是矩形,推出MG=PC=BC,证明△MGW≌△BCT(AAS),推出MW=BT,由MN=BM,NW=MT,可证△NWE≌MTP,推出S1+S5=S3=6,
【解答】解:如图,连接MQ,作MG⊥EC于G,设PC交BM于T,MN交EC于W.
∵∠ABM=∠CBQ=90°,
∴∠ABC=∠MBQ,
∵BA=BM,BC=BQ,
∴△ABC≌△MBQ(SAS),
∴∠ACB=∠BQM=90°,
∵∠PQB=90°,
∴M,P,Q共线,
∵四边形CGMP是矩形,
∴MG=PC=BC,
∵∠BCT=∠MGQ=90°,∠BTC+∠CBT=90°,∠BQM+∠CBT=90°,
∴∠MQG=∠BTC,
∴△MGW≌△BCT(AAS),
∴MW=BT,
∵MN=BM,
∴NW=MT,可证△NWE≌MTP,
∴S1+S5=S3=6,
解法二:∵AC2+BC2=AB2,
∴S1+S2+S左空+S右空+S5=S3+S4+S左空+S右空,
∴S1+S5=S4=6
故答案为6.
【点评】本题考查勾股定理的知识,有一定难度,解题关键是将勾股定理和正方形的面积公式进行灵活的结合和应用.
18.(2019•株洲)如图所示,在平面直角坐标系xOy中,在直线x=1处放置反光镜Ⅰ,在y轴处放置一个有缺口的挡板Ⅱ,缺口为线段AB,其中点A(0,1),点B在点A上方,且AB=1,在直线x=﹣1处放置一个挡板Ⅲ,从点O发出的光线经反光镜Ⅰ反射后,通过缺口AB照射在挡板Ⅲ上,则落在挡板Ⅲ上的光线的长度为 1.5 .
【考点】勾股定理;坐标与图形变化﹣对称.
【专题】推理填空题;解直角三角形及其应用;空间观念.
【分析】当光线沿O、G、B、C传输时,由tan∠OGH=tan∠CGE,即:,即:,解得:a=1,求出yC=1+2=3,同理可得:yD=1.5,即可求解.
【解答】解:当光线沿O、G、B、C传输时,
过点B作BF⊥GH于点F,过点C作CE⊥GH于点E,
方法一:∵△GOB为等腰三角形,
∴G (1,1),
∵B为CG中点,
∴C (﹣1,3),
同理D(﹣1,1.5),
∴CD=3﹣1.5=1.5
方法二:∠OGH=∠CGE=α,设GH=a,则GF=2﹣a,
则tan∠OGH=tan∠CGE,即:,
即:,解得:a=1,
则α=45°,
∴GE=CE=2,yC=1+2=3,
当光线反射过点A时,
同理可得:yD=1.5,
落在挡板Ⅲ上的光线的长度=CD=3﹣1.5=1.5,
故答案为1.5.
【点评】本题考查的是坐标与图形的变化,涉及到解直角三角形等知识,本题关键是弄懂题意,正确画图.
19.(2019春•内黄县期末)四个全等的直角三角形按图示方式围成正方形ABCD,过各较长直角边的中点作垂线,围成面积为4的小正方形EFGH.已知AM为Rt△ABM较长直角边,AM=2EF,则正方形ABCD的面积为 36 .
【考点】勾股定理的证明.
【专题】几何图形.
【分析】设AM=2a.BM=b.则正方形ABCD的面积=4a2+b2,由题意可知EF=(2a﹣b)﹣2(a﹣b)=2a﹣b﹣2a+2b=b,由此即可解决问题.
【解答】解:设AM=2a.BM=b.则正方形ABCD的面积=4a2+b2
由题意可知EF=(2a﹣b)﹣2(a﹣b)=2a﹣b﹣2a+2b=b,
∵AM=2EF,
∴2a=2b,
∴a=b,
∵正方形EFGH的面积为4,
∴b2=4,
∴正方形ABCD的面积=4a2+b2=9b2=36,
故答案为:36
【点评】本题考查正方形的性质、勾股定理、线段的垂直平分线的定义等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考选择题中的压轴题.
20.如图,在四边形ABCD中,AC=BD,AC⊥BD,∠BAD=105°,AD=4,CD=13,则AB= 15 .
【考点】勾股定理.
【专题】等腰三角形与直角三角形;应用意识.
【分析】如图,将△ADB绕点D顺时针旋转90°得到△DEF,连接AF,AE,作AH⊥EF于H.解直角三角形求出EH,FH即可解决问题.
【解答】解:如图,将△ADB绕点D顺时针旋转90°得到△DEF,连接AF,AE,作AH⊥EF于H.
∵AD=DE=4,∠ADE=90°,
∴AE===8,∠AED=∠DAE=45°,
∵∠DEF=∠BAD=105°,
∴∠AEF=60°,
∵AH⊥EF,
∴EH=AE=4,AH=EH=4,
∵AC⊥BD,DF⊥BD,
∴AC∥DF,
∵AC=BD,BD=DF,
∴AC=DF,
∴四边形ACDF是平行四边形,
∴AF=CD=13,
∴FH===11,
∴EF=FH+EH=11+4=15,
∴AB=EF=15,
故答案为15.
【点评】本题考查勾股定理,解直角三角形平行四边形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用旋转法添加辅助线,属于中考填空题中的压轴题.
三.解答题(共10小题)
21.(2021春•江津区校级月考)勾股定理是一个基本的几何定理,早在我国西汉时明《周牌算经》就有“勾三股四弦五”的记载.如果个直角三角形三边长都是正整数,这样的直角三角形叫“正整数直角三角形”,这三个正整数叫做一组“勾股数”,如:3,4,5;5,12,13;7,24,25等都是勾股数.
(1)小欢在研究勾股数时发现,某些正整数直角三角形的斜边能写成两个整数的平方和,有一条直角边能写成这两个整数的平方差,我们这样的勾股数叫做完美勾股数.如3,4,5中,5=22+12,3=22﹣12;5,12,13中,13=32+22,5=32﹣22.判断8,15,17和9,40,41这两组勾股数是不是完美勾股数,并说明理由;
(2)有一个直角三角形两直角边长分别为和,斜边长为4,且a和b均为正整数,用含b的代数式表示a,并求出a和b的值.
【考点】平方差公式;直角三角形的性质;勾股定理的证明;勾股数.
【专题】新定义;等腰三角形与直角三角形;几何直观;创新意识.
【分析】(1)根据完美勾股数的定义可得答案;
(2)由勾股定理可得a,b的关系式,变形可用含b 的代数式表示出a,再根据b的范围分别代值验证,可求得a,从而求解.
【解答】解:(1)∵17=42+12,15=82﹣72,
∴8,15,17是完美勾股数;
∵41=52+42,9=52﹣42,
∴9,40,41是完美勾股数;
(2)由勾股定理得:
7a﹣7+(150﹣30b)=16×15,
∴a=,
由题意可知:7a﹣7>0,150﹣30b>0
∴a>1,0<b<5
∵a和b均为正整数
∴b的可能值为:1,2,3,4.
当b=1时,a==,不是正整数,故b=1不符合题意;
当b=2时,a==,不是正整数,故b=2不符合题意;
当b=3时,a==,不是正整数,故b=3不符合题意;
当b=4时,a==31,是正整数,此时,=,=,
∵()2+()2=240,(4 )2=240,
∴( )2+()2=(4 )2,
∴b=4符合题意.
∴a=;a=31,b=4.
【点评】本题考查了勾股数和新定义的综合应用,对勾股定理及其逆定理以及常见的勾股数非常熟悉是解题的关键.
22.(2021春•亭湖区校级期中)【知识生成】通过不同的方法表示同一图形的面积,可以探求相应的等式,两个边长分别为a,b的直角三角形和一个两条直角边都是c的直角三角形拼成如图所示的梯形,请用两种方法计算梯形面积.
(1)方法一可表示为 ab+ab+c2 ;
方法二可表示为 (a+b)2 ;
(2)根据方法一和方法二,你能得出a,b,c之间的数量关系是 c2=a2+b2 (等式的两边需写成最简形式);
(3)由上可知,一直角三角形的两条直角边长为6和8,则其斜边长为 10 .
【知识迁移】通过不同的方法表示同一几何体的体积,也可以探求相应的等式.如图2是边长为a+b的正方体,被如图所示的分割线分成8块.
(4)用不同方法计算这个正方体体积,就可以得到一个等式,这个等式可以为 (a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3 .(等号两边需化为最简形式)
(5)已知2m﹣n=4,mn=2,利用上面的规律求8m3﹣n3的值.
【考点】认识立体图形;几何体的表面积;勾股定理.
【专题】等腰三角形与直角三角形;推理能力.
【分析】(1)分两种方法表示出面积即可;
(2)把(1)中的式子整理可得答案;
(3)把数值代入(2)中得到的结论即可;
(4)分两种方法表示出体积即可;
(5)根据(4)的等式代入数值可得答案.
【解答】解:(1)方法一可表示为:ab+ab+c2;
方法二可表示为:(a+b)2.
故答案为:ab+ab+c2;(a+b)2.
(2)∵ab+ab+c2=(2ab+c2),
(a+b)2=(2ab+a2+b2),
∴(2ab+c2)=(2ab+a2+b2),
∴c2=a2+b2.
故答案为:c2=a2+b2.
(3)∵c2=a2+b2=82+62=100,
∴c=10.
故答案为:10.
(4)方法一可表示为:(a+b)3;
方法二可表示为:a3+3a2b+3ab2+b3.
∴等式为:(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3.
故答案为:(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3.
(5)由(4)可得:
(2m﹣n)3=8m3﹣12m2n+6mn2﹣n3=8m3﹣n3﹣6mn(2m﹣n),
∵2m﹣n=4,mn=2,
∴64=8m3﹣n3﹣6×2×4,
∴8m3﹣n3=64+48=112.
【点评】本题考查勾股定理的推理过程,根据图形用不同的方法表示面积或体积是解题关键.
23.(2021春•涪城区校级期中)如图,有一直立标杆,它的上部被风从B处吹折,杆顶C着地,离杆脚2m,修好后又被风吹折,因新断处D比前一次低0.5m,故杆顶E着地比前次远1m,求原标杆的高度.
【考点】勾股定理的应用.
【分析】由题中条件,可设原标杆AB的高为x,进而再依据勾股定理建立平衡方程,进而求解即可.
【解答】解:依题意得AC=2,AE=3,
设原标杆的高为x,
∵∠A=90°,
∴由题中条件可得AB2+AC2=BC2,即AB2+22=(x﹣AB)2,
整理,得x2﹣2ABx=4,
同理,得(AB﹣0.5)2+32=(x﹣AB+0.5)2,
整理,得x2﹣2ABx+x=9,
解得x=5.
∴原来标杆的高度为5米.
【点评】本题主要考查了简单的勾股定理的应用问题,能够熟练掌握.
24.(2021春•中原区校级期中)如图,三角形A′B′C′是由三角形ABC经过某种平移得到的,点A与点A′,点B与点B',点C与点C′分别对应,且这六个点都在格点上,请解答下列问题:
(1)分别写出点B和点B'的坐标,并说明三角形A′B′C'是由三角形ABC经过怎样的平移得到的.
(2)连接BC',直接写出∠CBC′与∠B′C′O之间的数量关系;
(3)若点M(a﹣1,2b﹣5)是三角形ABC内一点,它随三角形ABC按(1)中方式平移后得到的对应点为点N(2a﹣7,4﹣b).求a和b的值.
【考点】勾股定理;勾股定理的逆定理;坐标与图形变化﹣平移.
【专题】等腰三角形与直角三角形;平移、旋转与对称;几何直观;推理能力.
【分析】(1)根据图形,可以直接写出点B和点B'的坐标,然后即可写出三角形A′B′C'是由三角形ABC经过怎样的平移得到的;
(2)根据图形,通过变换,可以得到∠CBC′与∠B′C′O之间的数量关系;
(3)根据(1)中的结果和题目中的条件,可以得到a和b的二元一次方程组,从而可以求得a、b的值.
【解答】解:(1)由图可得,
点B的坐标为(2,1),点B'的坐标是(﹣1,﹣2),
三角形A′B′C'是由三角形ABC先向下平移3个单位长度,再向左平移3个单位长度得到的;
(2)∠CBC′=90°+∠B′C′O,
理由:由图可知,
∠CBC′+∠CBD=180°,∠B′C′O=∠BCD,
∵∠CBD=90°﹣∠BCD,
∴∠CBD=90°﹣∠B′C′O,
∴∠CBC′+(90°﹣∠B′C′O)=180°,
∴∠CBC′=90°+∠B′C′O;
(3)由(1)知,三角形A′B′C'是由三角形ABC先向下平移3个单位长度,再向左平移3个单位长度得到的,
∵点M(a﹣1,2b﹣5)是三角形ABC内一点,它随三角形ABC按(1)中方式平移后得到的对应点为点N(2a﹣7,4﹣b),
∴,
解得,
即a和b的值分别为3,4.
【点评】本题考查勾股定理、勾股定理的逆定理,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.
25.(2021春•武汉期中)如图,在四边形ABCD中,∠B=90°,AB=BC=2,AD=,CD=.求:
(1)∠DAB的度数.
(2)连接BD,求BD的长.
【考点】勾股定理;勾股定理的逆定理.
【专题】等腰三角形与直角三角形;运算能力;应用意识.
【分析】(1)根据勾股定理,可以求得AC的长,然后根据勾股定理的逆定理可以得到△DAC的形状,从而可以求得∠DAB的度数;
(2)根据题意,作出合适的辅助线,然后根据勾股定理即可得到DE和AE的长,再根据勾股定理,即可得到BD的长.
【解答】解:(1)连接AC,
∵∠B=90°,AB=BC=2,
∴∠BAC=∠BCA=45°,AC=2,
∵AD=,CD=,
∴AD2+AC2=()2+(2)2=2+8=10=()2=CD2,
∴△DAC是直角三角形,∠DAC=90°,
∴∠DAB=∠DAC+∠BAC=90°+45°=135°,
即∠DAB的度数是135°;
(2)作DE⊥BA,交BA的延长线于点E,
∵∠DAB=135°,
∴∠DAE=45°,
∵DE⊥AE,AD=,
∴DE=AE=1,
∵AB=2,
∴BE=3,
∴BD===,
即BD的长是.
【点评】本题考查勾股定理、勾股定理的逆定理,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.
26.(2021春•江西月考)某中学有一块如图所示的四边形空地ABCD,学校为了绿化环境,计划在空地上种植花草,经测量∠ABC=90°,AB=20米,BC=15米,CD=7米,AD=24米.求四边形空地ABCD的面积.
【考点】勾股定理的应用.
【专题】等腰三角形与直角三角形;几何直观;推理能力.
【分析】利用勾股定理求出AC,进而利用勾股定理的逆定理证明∠ADC=90°,即可解决问题.
【解答】解:连接AC.
在Rt△ABC中,因为∠ABC=90°,AB=20,BC=15,
所以AC==25(米).
在△ADC中,因为CD=7,AD=24,AC=25,
所以 AD2+CD2=242+72=625=AC2.
所以△ADC是直角三角形,且∠ADC=90°.
所以S四边形ABCD=S△ABC+S△ADC=×15×20+×7×24=234(平方米).
所以四边形空地ABCD的面积为234平方米.
【点评】本题考查勾股定理的应用,四边形的面积等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.
27.(2020秋•沙坪坝区期末)如图是某“飞越丛林”俱乐部新近打造的一款儿童游戏项目,工作人员告诉小敏,该项目AB段和BC段均由不锈钢管材打造,总长度为26米,长方形CDEF为一木质平台的主视图.小敏经过现场测量得知:CD=1米,AD=15米,于是小敏大胆猜想立柱AB段的长为10米,请判断小敏的猜想是否正确?如果正确,请写出理由,如果错误,请求出立柱AB段的正确长度.
【考点】勾股定理的应用.
【专题】等腰三角形与直角三角形;应用意识.
【分析】如答图,延长FC交AB于点G,则CG⊥AB,AG=CD=1米,GC=AD=15米,设BG=x米,则BC=(26﹣1﹣x)米,根据勾股定理列方程即可得到结论.
【解答】解:不正确;
理由:如答图,延长FC交AB于点G,
则CG⊥AB,AG=CD=1米,GC=AD=15米,
设BG=x米,则BC=(26﹣1﹣x)米,
在Rt△BGC中,
∵BG2+CG2=CB2,
∴x2+152=(26﹣1﹣x)2,
解得x=8,
∴BA=BG+GA=8+1=9(米),
∴小敏的猜想错误,立柱AB段的正确长度长为9米.
【点评】本题考查了勾股定理的应用,正确的作出辅助线是解题的关键.
28.(2020秋•邛崃市期末)在△ABC中,AB=c,BC=a,AC=b.如图1,若∠C=90°时,根据勾股定理有a2+b2=c2.
(1)如图2,当△ABC为锐角三角形时,类比勾股定理,判断a2+b2与c2的大小关系,并证明;
(2)如图3,当△ABC为钝角三角形时,类比勾股定理,判断a2+b2与c2的大小关系,并证明;
(3)如图4,一块四边形的试验田ABCD,已知∠B=90°,AB=80米,BC=60米,CD=90米,AD=110米,求这块试验田的面积.
【考点】勾股定理的应用.
【专题】等腰三角形与直角三角形;应用意识.
【分析】(1)过点A作AD⊥BC 于D,根据勾股定理列出算式,证明结论;
(2)作AE⊥BC交BC的延长线于E,根据勾股定理列出算式,证明结论;
(3)连接AC,作DF⊥AC于F,根据勾股定理求出DF,根据三角形的面积公式计算,得到答案.
【解答】解:(1)a2+b2>c2,
理由如下:过点A作AD⊥BC 于D,
设CD=x,则BD=a﹣x,
由勾股定理得,b2﹣x2=AD2,c2﹣(a﹣x)2=AD2,
∴b2﹣x2=c2﹣(a﹣x)2,
整理得:a2+b2=c2+2ax,
∵2ax>0,
∴a2+b2>c2;
(2)a2+b2<c2,
理由如下:作AE⊥BC交BC的延长线于E,
设CE=x,
则c2﹣(a+x)2=AE2=b2﹣x2,
整理得:a2+b2=c2﹣2ax,
∵2ax>0,
∴a2+b2<c2;
(3)连接AC,作DF⊥AC于F,
由勾股定理得,AC==100,
由(1)可知,AD2﹣AF2=DC2﹣CF2,即1102﹣(100﹣CF)2=902﹣CF2,
解得,CF=30,
则DF==60,
∴这块试验田的面积=×60×80+×100×60=(2400+3000)米2
【点评】本题考查的是勾股定理的应用,掌握勾股定理、正确作出辅助线是解题的关键.
29.(2021春•茂南区校级月考)用四个完全相同的直角三角形(如图1)拼成一大一小两个正方形(如图2),直角三角形的两直角边分别是a、b(a>b),斜边长为ccm,请解答:
(1)图2中间小正方形的周长 4c ,大正方形的边长为 a+b .
(2)用两种方法表示图2正方形的面积.(用含a,b,c)
①S= (a+b)2 ;
②S= 2ab+c2 ;
(3)利用(2)小题的结果写出a、b、c三者之间的一个等式 a2+b2=c2 .
(4)根据第(3)小题的结果,解决下面的问题:
已知直角三角形的两条腿直角边长分为是a=8,b=6,求斜边c的值.
【考点】列代数式;勾股定理的证明.
【专题】等腰三角形与直角三角形;推理能力.
【分析】(1)根据正方形周长公式即可解答;
(2)根据正方形的面积公式以及三角形的面积公式即可解答;
(3)根据完全平方公式可得a2+b2=c2;
(4)根据(3)的结论计算即可.
【解答】解:(1)图2中间小正方形的周长4c,大正方形的边长为(a+b),
故答案为:4c;a+b;
(2)图2正方形的面积S=(a+b)2或S=2ab+c2,
故答案为:(a+b)2或2ab+c2;
(3)∵(a+b)2=a2+2ab+b2,
∴a2+b2=c2.
故答案为:a2+b2=c2;
(4)∵c2=a2+b2=82+62=100,
∴c=10(负值不合题意,舍去).
【点评】本题考查了勾股定理的证明和列代数式,根据同一个图形的面积的不同表示相等进行列式是解题的关键.
30.(2021春•越秀区校级期中)如图1,正方形纸片ABCD的边长为4,点E、F、M、N分别是正方形纸片四条边上的点,且AE=BF=CM=DN.
(1)求证:四边形EFMN是正方形;
(2)把图1的四个直角三角形剪下来,拼成如图2所示的“赵爽弦图”(由四个全等的直角三角形与中间的小正方形拼成的一个大正方形).若EN=,求中间小正方形的面积.
【考点】全等图形;勾股定理的证明.
【专题】图形的全等;等腰三角形与直角三角形;矩形 菱形 正方形;运算能力;推理能力.
【分析】(1)通过证明△AEN≌△DMN≌△CFM≌△BEF,先得出四边形ENMF是菱形,再证明四边形EFMN中一个内角为90°,从而得出四边形EFMN是正方形的结论;
(2)设直角三角形中较小边长为a,较长的边为b,则小正方形QHGR的边长QH=b﹣a,a+b=4,进而得到a2+b2+2ab=16,小正方形QHGR的面积为(b﹣a)2=a2+b2﹣2ab,由勾股定理求出a2+b2,进而得到2ab,代入即可求得结果.
【解答】(1)证明:如图1∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=CD=DA,∠A=∠B=∠C=∠D=90°,
∵AE=BF=CM=DN,
∴AN=DM=CF=BE,
∵∠A=∠B=∠C=∠D=90°,
∴△AEN≌△DMN≌△CFM≌△BEF(SAS),
∴EN=NM=MF=EF,∠ENA=∠DMN,
∴四边形EFMN是菱形,
∵∠ENA=∠DMN,∠DMN+∠DNM=90°,
∴∠ENA+∠DNM=90°,
∴∠ENM=90°,
∴四边形EFMN是正方形;
(2)解:∵△AEN≌△DMN≌△CFM≌△BEF,
∴EF=FM=MN=NE,EH=FG=MR=NQ,EQ=FH=MG=NR,
如图2,设正方形EFMN的边长EF=FM=MN=NE=c,EH=FG=MR=NQ=b,EQ=FH=MG=NR=a,
则小正方形QHGR的边长QH=b﹣a,
∴小正方形QHGR的面积为(b﹣a)2=a2+b2﹣2ab,
∴由勾股定理得:a2+b2=c2=EN2=10,
∵正方形ABCD的边长为4,
∴a+b=4,
∴a2+b2+2ab=16,
∴2ab=16﹣(a2+b2)=6,
∴中间小正方形QHGR的面积为10﹣6=4.
【点评】此题考查了勾股定理,正方形的性质,全等三角形的性质和判定等知识点,正确理解题意,会利用勾股定理解题是解决问题的关键.
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