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专题02 等腰三角形与勾股定理综合
1.阅读下面材料:
某学校数学兴趣活动小组在一次活动中,对一个数学问题作如下探究:
在中,,,,D是的中点,
(1)问题发现:如图1,若点E、F分别在线段、上,且,连接、、、,此时小明发现___________°,__________(填“>、<、=”);接下来小明和同学们继续探究,发现一个结论:线段与长的比值是一个固定值,即______.
(2)变式探究:如图2,E、F分别在线段、的延长线上,且,若,求的长并写出过程.
(3)拓展应用:如图3,,动点M在的延长线上,点H在直线上,且满足,,请直接写出的长为___________.
【答案】(1)45,,
(2)
(3)或
【分析】(1)根据等腰直角三角形的三线合一即可得到,由此推出,证明,得到,求出是等腰直角三角形,勾股定理得到;
(2)证明,得到,,推出,再由勾股定理得到答案;
(3)分两种情况,①当H在线段上时,②当H在线段的延长线上时,连接,过点M作于F,由等腰三角形的性质及等腰直角三角形的性质可得出答案.
【详解】(1)解:在中,,,,D是的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
故答案为:45,,;
(2)解:∵,,
∴,
∵,点D是的中点,
∴,
∴,,
∴,
∴,
即,
∵,
∴,
在和中,,
∴,
∴,,
∴,
∴,
在中,,
∴;
(3)解:①当H在线段上时,如图,连接,过点M作于F,
∵,
∴是线段的中垂线,
∴
∴
∵
∴
∴
又∵,
∴
∵
∴
∴
∴
∵
∴
∵
∴
∵
∴
∴
∵,,D是的中点,
∴
∴;
②当H在线段的延长线上时,如图,连接,过点M作于F,
同理可得
∴
∴
∴
综上,的长为或.
【点睛】此题是三角形的综合题,主要考查了直角三角形的性质,等腰三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质及等腰直角三角形的判定和性质,根据已知得出是解题的关键.
2.如图,在平面直角坐标系中,的顶点O是坐标原点,点A在第一象限,点B在x轴的正半轴上,且,点C是直线上一点,且在第一象限,满足关系式.
(1)请直接写出点A的坐标____________;
(2)点P是线段上的一个动点(点P不与点O重合),过点P的直线l与x轴垂直,直线l交边或边于点Q,交于点R.设点P的横坐标为t,线段的长度为m.当时,直线l恰好过点C.
①求直线的函数表达式;
②当时,请求出点P的坐标.
【答案】(1)
(2)①; ②或或
【分析】(1)过A作轴于点D,根据等腰直角三角形的性质得出,即可得到A坐标为;
(2)①由,且,可得,在中,利用勾股定理求得的值,即可得到点C坐标,设出直线的函数表达式为y=kx,把代入 求出k的值,即可得到直线OC的函数表达式;②先求出直线AB的解析式,由题意点得 或,,列出方程,即可求得点P坐标;
【详解】(1)解:过A作轴于点D,
∵,
∴平分,且,
∴,
∴,
∴A坐标为,
故答案为:;
(2)解:①连接,
∵,且,
∴,
当时,点P坐标为,
∵直线l恰好过点C,
∴,
,
,
,
点C坐标为,
设直线的函数表达式为,
把代入得:,
解得:,
故直线的函数表达式为;
②设直线与直线交于点H,直线AB的解析式为,
把点代入得:
,解得:,
∴直线AB的解析式为,
∵直线l垂直x轴,,
∴,
∴,
∵点P的横坐标为t,点R在直线上,
∴点 或,,
∵线段的长度为m,
∴或,
当时,或,
解得:或或,
故点P坐标为或或.
【点睛】此题考查等腰直角三角形的性质、求一次函数函数解析式、一次函数的图象和性质,勾股定理的应用,作出相应的图形,分类讨论是解答此题的关键.
3.已知:在中,,点D在直线上,连接,在的右侧作.
(1)如图1,点D在边上,线段和线段数量关系是_______,位置关系是_______;
(2)如图2,点D在B右侧.之间的数量关系是_______,若,.求的长;
(3)拓展延伸
如图3,,请求出线段的长.
【答案】(1)
(2),
(3)
【分析】(1)先证明,,再利用证明∴,得到,由此即可得到结论;
(2)同(1)可证,,利用勾股定理求出,进而求出的长即可利用勾股定理求出的长;
(3)过C作交于A,设与相交于点O,证,得,则,再由勾股定理求出的长,即可求解.
【详解】(1)解:,证明如下:
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:如图所示,连接,由(1)得,
同理可证,
∴,,
∴,
∴,
在中,由勾股定理得,
∴,
在中,由勾股定理得:;
(3)解:过C作交于A,设与相交于点O,如图3所示:则,
∴,即
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
【点睛】本题考查全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的判定与性质、勾股定理、等