内容正文:
直角三角形
思维导图
知识要点:
1. 直角三角形的定义:有一个角为90°的三角形,叫作直角三角形。
2. 直角三角形的性质1:在直角三角形中,两个锐角互余。
3. 直角三角形的性质2:在直角三角形中,斜边上的中线等于斜边的
一半。
1. 将三角形按角分类可分为锐角三角形、直角三角形和钝角三角形,直
角三角形是特殊的三角形,其角、边及中线都有特殊的数量关系。
2. 由三角形的内角和定理可得直角三角形的两个锐角互余,这一性质是
角度计算或证明的常用定理。
3. 在直角三角形中,斜边上的中线等于斜边的一半。反过来,一个三角
形,如果一边上的中线等于这条边的一半,那么这个三角形是以这条边
为斜边的直角三角形。该命题可以用来判定直角三角形。
4. 在直角三角形中,30°角所对的直角边等于斜边的一半。此结论是由
等边三角形的性质推出,体现了直角三角形的性质,它在解直角三角形
的相关问题中常用来求边的长度和角的度数。反过来,在直角三角形
中,如果有一条直角边等于斜边的一半,那么这条直角边所对的锐角等
于30°。
知识点一:直角三角形中角的关系及角度计算
如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,ED是AC的垂直平分线,交AC于点D,交BC于点E。已知∠BAC=5∠BAE,求∠C的度数。
设∠BAE=x°,则∠BAC=5x°,根据线段垂直平分线的性质得出AE=CE,根据等腰三角形的性质得出∠C=∠EAC,则∠C=4x°,根据直角三角形的性质得出∠C+∠BAC=90°,求出x即可。
设∠BAE=x°,则∠BAC=5x°。∵ED是AC的垂直平分线,∴AE=CE。
∴∠C=∠EAC=5x°-x°=4x°。∵∠B=90°,∴∠C+∠BAC=90°。
∴4x+5x=90,解得x=10。∴∠C=4x°=40°。
本题考查直角三角形的性质、等腰三角形及线段垂直平分线
的性质,利用直角三角形两个锐角互余及等边对等角建立角度之间的数
量关系是解题的关键。
如图,在△ABC中,∠ABC=90°,BD⊥AC于点D,点E在DB的延长线上,EF交BC于点H,∠1=∠2,∠E=30°,求∠A的度数。
【答案】∵BD⊥AC,∴∠EDF=90°。∴∠2+∠E=90°。∵∠E=30°,∴∠2=60°。∵∠1=∠2,∴∠1=60°。∵∠ABC=90°,∴∠ABD=90°-∠1=30°。∵∠EDA=90°,∴∠A=90°-∠ABD=60°。
知识点二:直角三角形斜边中线的性质及应用
如图,在△ABC中,AD是边BC上的高线,CF是边AB上的中线,且
DC=BF,DE⊥CF于点E。
(1)求证:E是CF的中点。
(2)若∠B=30°,求∠BCF的度数。
(1)连结DF,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一
半可得DF=BF=AB,进而得到CD=DF,再根据等腰三角形三线合一的性质即可得到结论。(2)根据等腰三角形的性质可得∠DCF=∠DFC,∠B=∠BDF,再根据三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和解答即可。
(1)如图,连结DF。
∵AD是边BC上的高线,CF是边AB上的中线,∴DF=BF=AB。
∵DC=BF,∴CD=DF。∵DE⊥CF,∴E是CF的中点。
(2)由(1)的结论DF=BF得∠FDB=∠FBD=30°。∵DC=DF,
∴∠DCF=∠DFC。
由外角的性质得∠FDB=∠DCF+∠DFC=2∠DCF,
∴∠BCF=∠FDB=15°。
本题考查直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半的性质,
事实上直角三角形斜边上的中线将直角三角形分成两个等腰三角形,从
而获得了更多边、角之间的等量关系,因此在直角三角形中若已知斜边
的中点,往往要与斜边上的中线联系起来。
如图,在四边形ABCD中,∠ABC=∠ADC=90°,M,N分别是AC,BD的中点。
(1)求证:MN⊥BD。
【答案】(1)∵∠ABC=∠ADC=90°,M是AC的中点,∴BM=AC。∴BM=DM。又∵N是BD的中点,∴MN⊥BD。
(2)若∠DAC=64°,∠BAC=56°,求∠DMB的度数。
【答案】(2)∵∠ABC=∠ADC=90°,M是AC的中点,∴BM=AM,DM=AM。
∴∠ABM=∠BAC=56°,∠ADM=∠DAC=64°。∴∠DMB=360°-56°×2-64°×2=120°。
(1)如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,AE是角平分线,CD是高线,AE,CD相交于点F,∠CEF与∠CFE的数量关系为 。
(2)如图2,在△ABC中,∠ACB=90°,CD是AB边上的高线,若△ABC的外角∠BAG的平分线交CD的延长线于点F,其反向延长线与BC边的延长线交于点E。探究∠CEF与∠CFE的数量关系并说明理由。
(3)如图3,在△ABC中,边AB上存在一点D,使得∠ACD=∠B,
∠BAC的平分线AE交CD于点F,交BC于点E。△ABC的外角∠BAG的平分线所在直线MN与BC的延长线交于点M。请补全图形并直接写出∠M与∠CFE的数量关系。
(1)根据三角形的外角的性质有∠CFE=∠CAF+∠ACD,
∠CEF=∠DAF+∠B,再利用直角三角形的性质及角平分线的定义可得
∠ACD=∠B,∠CAF=∠DAF,即可得到结论。(2)根据角平分线的定义、直角三角形的性质探究角之间的数量关系。(3)根据条件作出图形,与(1)(2)的方法相同。
(1)∵∠ACB=90°,CD是高线,∴∠B+∠CAB=90°,∠ACD+∠CAB=90°。∴∠B=∠ACD。∵AE是角平分线,∴∠CAF=∠DAF。
∵∠CFE=∠CAF+∠ACD,∠CEF=∠DAF+∠B,∴∠CEF=∠CFE。故答案为∠CEF=∠CFE。
(2)∠CEF=∠CFE。理由如下:∵AF为∠BAG的平分线,
∴∠GAF=∠DAF。
∵CD为AB边上的高线,∴∠ADC=90°。∴∠ADF=∠ACE=90°。
∴∠DAF+∠CFE=∠CAE+∠CEF=90°。又∵∠CAE=∠GAF,
∴∠CEF=∠CFE。
(3)补全图形如图4。
∵AE,AN分别为∠BAC,∠BAG的平分线,∴∠CAE=∠BAE,
∠GAN=∠BAN。
∵∠BAC+∠BAG=180°,∴∠BAE+∠BAN=90°。∴∠EAN=90°。∴∠M+∠CEF=90°。同(1)理得∠CEF=∠CFE。∴∠M+∠CFE=90°。
本题考查三角形的外角的性质、三角形内角和定理,利用这
些性质结合直角三角形两锐角互余,对图形中角度之间的数量关系进行
转化,从而得到我们所需要的结论是解决问题的主要思路,同时作出符
合条件的几何图形也是必备能力。
1. 在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=2∠B,则∠A的度数为( C )
A. 30° B. 45° C. 60° D. 70°
C
2. 如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB,垂足为D。下列结论中,不一定成立的是( D )
A. ∠A与∠1互余 B. ∠B与∠2互余
C. ∠A=∠2 D. ∠1=∠2
D
3. 如图,一架梯子AB斜靠在竖直墙上,M为梯子AB的中点,当梯子底端
向左水平滑动到CD位置时,滑动过程中OM的变化规律是( B )
A. 变小 B. 不变 C. 变大 D. 先变小再变大
B
4. 如图,在△ABC中,∠ACB=90°,沿CD折叠△CBD,使点B恰好落在边AC上的点E处。若∠B=65°,则∠ADE的度数为( A )
A. 40° B. 50° C. 65° D. 75°
A
5. 如图,在△ABC中,∠C=90°,点D在AC上,DE∥AB,∠CDE=160°,则∠B的度数为 。
6. 如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AD平分∠CAB交BC于点D,BE⊥AD交AD的延长线于点E。若∠DBE=28°,则∠CAB= 。
70°
56°
7. 如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB边的垂直平分线交AB于点D,交AC于点E,连结CD。若△ABC的周长为24 cm,△BCD的周长为16 cm,则AC= cm。
8
8. 如图,小明在计算机上用“几何画板”画了一个Rt△ABC,∠C=90°,并画出了两锐角的平分线AD,BE及其交点F。小明发现,无论怎样变动
Rt△ABC的形状和大小,∠AFB的度数为定值。这个定值为 。
135°
【解析】∵∠C=90°,∴∠CAB+∠CBA=90°。∵AD平分∠CAB,EB平分∠ABC,∴∠FAB=(∠CAB+∠CBA)=45°。∴∠AFB=180°-(∠FAB+∠FBA)=135°。故答案为135°。
9. 如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AD是△ABC的角平分线,DE⊥AB于点E。
(1)若∠BAC=48°,求∠EDA的度数。
【答案】(1)∵∠BAC=48°,AD是△ABC的角平分线,
∴∠EAD=∠BAC=24°。∵DE⊥AB,∴∠AED=90°。∴∠EDA=90°-24°=66°。
(2)求证:直线AD是线段CE的垂直平分线。
【答案】(2)∵DE⊥AB,∴∠AED=90°=∠ACB。又∵AD平分∠BAC,∴∠DAE=∠DAC。又∵AD=AD,∴△AED≌△ACD(AAS)。∴AE=AC。∵AD平分∠BAC,∴AD⊥CE,AD平分线段EC,即直线AD是线段CE的垂直平分线。
10. 有一道题目:“如图,在△ABC中,∠C=90°,将△ABC沿DE折叠,使得点B落在边AC上的点F处,若∠CFD=60°,且△AEF中有两个内角相等,求∠A的度数。”嘉嘉的答案是∠A=40°,淇淇说:“嘉嘉考虑的不全面,∠A还应该有另外一个值。”下列判断正确的是( B )
A. 淇淇说得不对,∠A就是40°
B. 淇淇说得对,且∠A的另一个值是50°
C. 淇淇说得对,且∠A的另一个值是55°
D. 两人都不对,∠A应有三个不同值
B
【解析】∵∠C=90°,∠CFD=60°,∴∠CDF=30°。∵△FDE,△BDE关于DE对称,∴∠DFE=∠B,∠FED=∠BED,∠FDE=∠BDE=75°。令∠B=x°,则∠DFE=x°,∴∠AFE=180°-60°-x°=120°-x°,∠FED=∠BED=180°-75°-x°=105°-x°。∴∠AEF=180°-∠FED-∠BED=2x°-30°。∵∠AFE=120°-x°,∠A=90°-x°,∴∠AFE≠∠A。当∠AEF=∠AFE时,2x-30=120-x,∴x=50。∴∠A=90°-∠B=40°。当∠A=∠AEF时,90-x=2x-30,∴x=40。∴∠A=90°-∠B=50°。∴∠A=40°或50°。故选B。
11. 如图,在四边形ABCD中,∠ABC=∠ADC=90°,E为对角线AC的中点,连结BE,ED,BD,若∠BAD=52°,则∠EBD= 。
38°
【解析】∵∠ABC=∠ADC=90°,E为AC的中点,∴EA=EB=EC=DE。∴∠DAE=∠EDA,∠BAE=∠EBA。∴在△AED中,∠DEC=∠DAE+∠ADE=2∠DAE。同理可得∠BEC=2∠BAE,∴∠DEB=∠DEC+∠BEC=2∠DAE+2∠BAE=2(∠DAE+∠BAE)=2×52°=104°。∵EB=ED,∴∠EBD=×(180°-104°)=38°。故答案为38°。
12. 我们规定:在△ABC中,若过顶点B的一条直线把这个三角形分割成
两个三角形,其中一个为等腰三角形,另一个为直角三角形,则称这条
直线为△ABC的关于点B的二分割线。如图1,在Rt△ABC中,显然直线BD是△ABC的关于点B的二分割线。在图2的△ABC中,∠C=20°,且∠C为最小角,若△ABC中存在关于点B的二分割线BD,则∠A的度数为 。
35°,45°, 50°或90°
【解析】由题意可知当∠A=90°时,符合题意。如图1,当∠CDB=90°,DA=DB时,满足条件。此时∠A=45°。如图2,当∠ABD=90°,DB=DC时,可得∠DBC=∠C=20°,∴∠A=180°-∠ABC-∠C=180°-(90°+20°)-20°=50°。如
图3,当∠DBC=90°,DA=DB时,∵∠BDC=90°-∠C=70°,
∴∠A=∠DBA=∠BDC=35°。综上所述,满足条件的∠A的度数为35°,45°,50°或90°。
故答案为35°,45°,50°或90°。
13. 如图,在△ABC中,BD⊥AC于点D,CE⊥AB于点E,M,N分别是BC,DE的中点。
(1)求证:MN⊥DE。
【答案】(1)如图,连结EM,DM。∵BD⊥AC,CE⊥AB,∴∠BDC=∠BEC=90°。
∵在Rt△DBC和Rt△EBC中,M是BC的中点,
∴DM=BC。∴DM=EM。∵N是DE的中点,∴MN⊥ED。
(2)若∠ECB+∠DBC=45°,DE=10,求MN的长。
【答案】(2)在Rt△DBC中,M是BC的中点,∴DM=BC=BM。
∴∠DBM=∠BDM。同理可得∠MEC=∠MCE,∵∠ECB+∠DBC=45°,∴∠EMB+∠DMC=2
(∠ECB+∠DBC)=90°。∴∠EMD=90°。∵N是DE的中点,DE=10,∴MN=DE=5。
14. 如图,在△ABC中,∠C=90°,点P在AC上运动,点D在AB上,PD始终保持与PA相等,DE⊥PD交BC于点E。
(1)求证:点E在BD的垂直平分线上。
【答案】(1)在△ABC中,∠C=90°,∴∠B=90°-∠A。
∵DE⊥PD,∴∠PDE=90°。∴∠EDB=90°-∠PDA。
∵PD=PA,∴∠A=∠PDA。∴∠B=∠EDB。
∴ED=EB。∴点E在BD的垂直平分线上。
(2)若∠DEB=α。
①求∠CPD的度数。(用含α的式子表示)
【答案】(2)①∵∠PDE=∠C=90°,
∴∠CPD+∠CED=360°-90°-90°=180°。
∵∠DEB+∠CED=180°,∴∠CPD=∠DEB。
∵∠DEB=α,∴∠CPD=α。
②当α=110°时,求∠A的度数。
【答案】②∵α=110°,∠CPD=α,∴∠CPD=110°。∵∠A=∠ADP,∠A+∠ADP=∠CPD,∴∠A=∠CPD=55°。
15. 如图,在△ABC中,∠C=90°,∠ABD=2∠EBC,AD∥BC,求证:DE=2AB。
【答案】如图,取ED的中点O,连结AO。
∵∠C=90°,AD∥BC,∴∠CAD=90°。∴OD=OA=OE=DE。
∴∠AOE=2∠D。
∵AD∥BC,∴∠EBC=∠D。∴∠AOE=2∠EBC。∵∠ABD=2∠EBC,∴∠ABD=∠AOB。
∴AB=OA。∵DE=2OA,∴DE=2AB。
$$