内容正文:
等腰直角三角形
思维导图
知识要点:
1. 两条直角边相等的直角三角形叫作等腰直角三角形。
2. 等腰直角三角形的两个锐角都等于45°,三边之比为1∶1∶。
3. 等腰直角三角形是轴对称图形,斜边上的中线所在的直线是对称轴,
并且将其分成两个等腰直角三角形。
1. 等腰直角三角形既是特殊的等腰三角形又是特殊的直角三角形,它除
了有等腰三角形或直角三角形的性质外还有自己特有的性质,是研究其
他复杂平面几何图形的基本图形。
2. 从角的角度看,等腰直角三角形三个内角分别为90°,45°和45°;从
边的角度看,等腰直角三角形两条直角边相等,斜边长是直角边长的
倍;从重要线段角度看,等腰直角三角形斜边上的中线、斜边上的高线
和直角的角平分线“三线合一”;从图形结构上看,等腰直角三角形斜边
上的中线将其分成两个小的等腰直角三角形。
知识点一:等腰直角三角形的性质
将两把大小不同的等腰直角三角形三角尺按图1所示的方式放置,图
2是由它抽象出的几何图形,点B,C,E在同一条直线上,连结DC。
(1)请找出图2中的全等三角形,并给予证明(说明:结论中不得含有
未标识的字母)。
(2)求证:DC⊥BE。
(1)根据等腰直角三角形的性质,可以得出△ABE≌△ACD。(2)由△ABE≌△ACD可以得出∠ACD=∠B=45°,进而得出∠DCB=90°,即可
得出结论。
(1)△ABE≌△ACD。证明如下:
∵△ABC与△AED均为等腰直角三角形,∴AB=AC,AE=AD,
∠BAC=∠EAD=90°。∴∠BAC+∠CAE=∠EAD+∠CAE,即∠BAE=∠CAD。在△ABE和△ACD中,∵∴△ABE≌△ACD(SAS)。
(2)∵△ABE≌△ACD,∴∠ACD=∠ABE=45°。又∵∠ACB=45°,∴∠BCD=∠ACB+∠ACD=90°。∴DC⊥BE。
本题考查等腰直角三角形的性质的运用、全等三角形的判定
及性质的运用、垂直的判定,解答时利用等腰直角三角形结合图形的旋
转变换找出全等三角形是关键。
如图,在△ABC中,∠ABC=45°,CD,BE是△ABC的高线,F是BC的中点,BE与DF,DC分别交于点G,H。
(1)求证:BH=AC。
【答案】(1)∵CD,BE是△ABC的高线,∴∠BEA=90°,
∠BDC=∠CDA=90°。又∵∠ABC=45°,∴∠BCD=∠ABC=45°,∠BAC+∠DCA=90°,
∠BAC+∠ABE=90°。∴DB=DC,∠ABE=∠DCA。在△DBH和△DCA中,∵∴△DBH≌△DCA(ASA)。∴BH=AC。
(2)若BG=5,CE=3,求GE的长。
【答案】(2)连结CG。∵F是BC的中点,DB=DC,∴DF垂直平分BC。∴CG=BG=5。
∴在Rt△CGE中,GE=。
知识点二:等腰直角三角形的综合应用
如图,在△ABC中,∠A=90°,AB=AC,D是BC的中点,点E,F分别在线段AB,AC上,且∠EDF=90°。
(1)求证:△DEF为等腰直角三角形。
(2)求证:S四边形AEDF=S△BDE+S△CDF。
(3)如果点E运动到AB的延长线上,点F在射线CA上且保持∠EDF=90°,△DEF还仍然是等腰直角三角形吗?请画图并说明理由。
(1)连结AD,根据等腰直角三角形的性质可得AD⊥BC,
AD=BD,证明△BDE≌△ADF,根据全等三角形对应边相等可得DE=DF,从而得证。(2)同(1)理证得△ADE≌△CDF,根据全等三角形的面积相等即可得证。(3)依然成立,仍然证明△BDE≌△ADF,即可推出答案。
(1)如图1,连结AD。
∵∠BAC=90°,AB=AC,D是BC的中点,∴AD⊥BC,AD=BD,∠1=45°。∴∠1=∠B=45°。∵∠EDF=90°,∴∠2+∠3=90°。
又∵∠3+∠4=90°,∴∠2=∠4。在△BDE和△ADF中,∵
∴△BDE≌△ADF(ASA)。∴DE=DF。又∵∠EDF=90°,∴△DEF为等腰直角三角形。
(2)同(1)理可证△ADE≌△CDF,∴S四边形AEDF=S△ADF+S△ADE=S△BDE+S△CDF,即S四边形AEDF=S△BDE+S△CDF。
(3)仍然成立。如图2,连结AD。
∵∠BAC=90°,AB=AC,D是BC的中点,∴AD⊥BC,AD=BD,
∠1=45°。
∵∠DAF=180°-∠1=180°-45°=135°,∠DBE=180°-∠ABC=180°-45°=135°,∴∠DAF=∠DBE。∵∠EDF=90°,∴∠3+∠4=90°。又∵∠2+∠3=90°,∴∠2=∠4。
在△BDE和△ADF中,∵∴△BDE≌△ADF(ASA)。
∴DE=DF。
又∵∠EDF=90°,∴△DEF为等腰直角三角形。
本题考查等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定与性
质,题中点E作为动点引发了图形的变化,掌握图形变化过程中不变的
量和不变的等量关系是解题的关键。
如图,已知在等腰直角三角形DBC中,∠BDC=90°,BF平分∠DBC,与CD相交于点F,延长BD到点A,使DA=DF,连结AC。
(1)求证:△FBD≌△ACD。
【答案】(1)∵在等腰直角三角形DBC中,DB=DC,
∠BDF=∠CDA=90°,又∵DF=DA,∴△FBD≌△ACD(SAS)。
(2)延长BF交AC于点E,求证:。
【答案】(2)∵△FBD≌△ACD,∴BF=AC,∠DBF=∠DCA。
∵∠BFD=∠CFE,∴∠BEC=∠BDF=90°。∴∠BEA=∠BEC=90°。
又∵BF平分∠DBC,∴∠ABE=∠CBE。
又∵BE=BE,∴△ABE≌△CBE(ASA)。∴CE=AE=BF。
(3)在(2)的条件下,若H是BC边的中点,连结DH与BE相交于点G。试探索CE,GE,BG之间的数量关系,并说明理由。
【答案】(3)CE2+GE2=BG2。理由如下:
连结CG。∵BD=CD,H是BC边的中点,
∴DH是BC的垂直平分线。∴BG=CG。在Rt△CGE中有CG2=CE2+GE2,∴CE2+GE2=BG2。
如图1,在△ABC和△ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,
AB=AC,AD=AE。
(1)求证:S△ABD=S△ACE。
(2)如图2,AM是△ACE的中线,MA的延长线交BD于点N,求证:
MN⊥BD。
(1)过点B作BM⊥DA于点M,过点C作CN⊥EA交EA的延长线于点N,根据全等三角形的性质可得BM=CN,根据三角形的面积公式即可得证。(2)延长AM到点Q使QM=AM,连结EQ,证明△AMC≌△QME,推出AC=EQ=AB,∠ACE=∠QEM,则AC∥EQ,求出∠BAD=∠AEQ,根据SAS证明△BAD≌△QEA,推出∠BDA=∠QAE,求出∠BDA+∠NAD=90°,进而求得∠DNA=90°,即可得证。
(1)如图3,过点B作BM⊥DA于点M,过点C作CN⊥EA交EA的延长线于点N。∵∠BAC=∠DAE=90°,∴∠BAD+∠CAE=180°。
∵∠CAN+∠CAE=180°,∴∠BAD=∠CAN。
∵AB=AC,∠BMA=∠CNA=90°,∴△BMA≌△CNA(AAS)。
∴BM=CN。
∵AD=AE,S△ABDAD×BM,
S△ACE=AE×CN,
∴S△ABD=S△ACE。
(2)如图4,延长AM到点Q使QM=AM,连结EQ。∵AM是△ACE的中线,∴CM=EM。又∵∠AMC=∠QME,∴△AMC≌△QME(SAS)。∴AC=EQ=AB,∠ACE=∠QEM。∴AC∥EQ。∴∠CAE+∠AEQ=180°。∵∠BAD+∠CAE=180°,
∴∠BAD=∠AEQ。在△BAD和△QEA中∵∴△BAD≌△QEA(SAS)。∴∠BDA=∠QAE。∵∠DAE=90°,∴∠NAD+∠QAE=90°。∴∠BDA+∠NAD=90°。
∴∠DNA=180°-90°=90°。
∴MN⊥BD。
本题考查全等三角形的性质和判定、三角形的面积等,主要
考查学生运用定理进行推理的能力,掌握与等腰直角三角形有关的基本
图形是解题的关键。
1. 如图,直线a∥b,将含有45°角的三角尺ABC的直角顶点C放在直线b
上,若∠1=30°,则∠2的度数为( B )
A. 10° B. 15° C. 25° D. 20°
B
2. 如图,将一副三角尺重叠摆放,使得60°角的顶点与等腰直角三角形
的直角顶点重合,且DE⊥AB于点D,与BC交于点F,则∠DCF的度数为
( B )
A. 20° B. 15° C. 30° D. 45°
B
3. 如图,在Rt△ABC中,∠BCA=90°,AC=BC,CD为AB边上的中线,AE为CD边上的中线,若BC=4,则AE的长为( C )
A. B. C. D. 3
C
4. 如图所示为一副七巧板拼成的图形,若已知等腰直角三角形BIC的面
积是1,则正方形ABDF的边长是( D )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
D
5. 如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=BC,以BC为边在BC的左侧作等边三角形BCD,连结AD,则∠DAC= °。
30
6. 如图,∠C=90°,AC=BC,AB=8 cm,BD是△ABC的角平分线,DE⊥AB于点E,则△AED的周长是 cm。
8
7. 如图,已知Rt△ABC和Rt△ABD中,∠ACB=∠ADB=90°,∠CAB=30°,∠DAB=45°,E是AB的中点,连结CE,DE,DC。若AB=6,则△DEC的面积为 。
8. 如图1,△ABC,△ADE都是等腰直角三角形,连结BD,CE。
(1)求证:△BAD≌△CAE。
【答案】(1)∵△ABC,△ADE都是等腰直角三角形,∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=90°。
∴∠BAC-∠DAC=∠DAE-∠DAC,即∠BAD=∠CAE。在△BAD和△CAE中,∵∴△BAD≌△CAE(SAS)。
(2)将△ADE绕点A逆时针旋转,使C,D,E三点在同一直线上(如图2)。试猜想线段BD和CE有什么关系,并证明你的猜想。
【答案】(2)BD=CE,BD⊥CE。证明如下:∵△ABC,△ADE都是等腰直角三角形,∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=90°。
∴∠BAC+∠DAC=∠DAE+∠DAC,即∠BAD=∠CAE。在△BAD和△CAE中,∵∴△BAD≌△CAE(SAS)。∴BD=CE,∠ABD=∠ACE。∵对顶角相等,
∴∠BDC=∠BAC=90°,即BD⊥CE。
9. 如图,正方形ABCD的面积S1=2,以CD为斜边,向外作等腰直角三角
形,再以该等腰直角三角形的一条直角边为边,向外作正方形,其面积
标记为S2……按照此规律继续下去,则S2026的值为( B )
A. B.
C. D.
B
10. 将两把同样大小的含45°角的三角尺按如图所示的方式放置,其中一
把三角尺的锐角顶点与另一把三角尺的直角顶点重合于点A,且另三个
锐角顶点D,B,C在同一条直线上。若AC=,则BD= 。
-1
【解析】如图,过点A作AF⊥BC于点F。在Rt△ABC中,∠ABC=45°,∴BC
-1。
11. 如图,在△ABC中,AB=BC=8 cm,∠ABC=90°,点E在AB上,ED⊥AC于点D,M为EC的中点。当AE=2 cm时,△BMD的面积是 cm2。
【解析】∵AB=BC=8,∠ABC=90°,∴∠BAC=∠BCA=45°。∵AE=2,∴BE=AB-AE=6。∴。
12. 在等腰直角三角形AOB中,已知AO⊥OB,点P,D分别在AB,OB上。
(1)如图1,若PO=PD,∠OPD=45°,求证:△BOP是等腰三角形。
【答案】(1)∵PO=PD,∠OPD=45°,∴∠POD=∠PDO==67.5°。
∵在等腰直角三角形AOB中,AO⊥OB,∴∠B=45°。∴∠OPB=180°-∠POB-∠B=67.5°。∴∠POD=∠OPB。∴BP=BO,即△BOP是等腰三角形。
(2)如图2,若AB=10,点P在AB上移动,且满足PO=PD,DE⊥AB于点E,试问:此时PE的长度是否变化?若变化,请说明理由;若不变,请予以证明。
【答案】(2)PE的长不变,PE=5。证明如下:如图,过点O作OC⊥AB于点C。∵∠AOB=90°,AO=BO,∴△BOC是等腰直角三角形,∠COB=∠B=45°。∵OC⊥AB,∴OC=AB=5。∵PO=PD,∴∠POD=∠PDO。又∵∠POD=∠COD+∠POC=45°+∠POC,∠PDO=∠B+∠DPE=45°+∠DPE,∴∠POC=∠DPE。
在△POC和△DPE中∵
∴△POC≌△DPE(AAS)。∴OC=PE=5。
∴PE的长不变,为5。
13. 如图,在△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,过点A作射线AD,使AD∥BC,点E在AC上,连结BE,过点E作BE的垂线交AD于点F,连结BF。
(1)求证:∠DFE=∠ABE。
【答案】(1)如图,设BC与直线EF的交点为H。∵AD∥BC,
∴∠DFE=∠FHB。∵BE⊥EF,∴∠FHB+∠EBH=90°。∵∠ABC=90°,∴∠ABE+∠EBH=90°。
∴∠FHB=∠ABE。∴∠DFE=∠ABE。
(2)求证:EF=BE。
【答案】(2)如图,过点E作EM⊥AD于点M,EN⊥AB于点N。∵AB=BC,∠ABC=90°,∴∠BAC=∠BCA=45°。∵AD∥BC,
∴∠DAC=∠ACB=45°。∵EM⊥AD,EN⊥AB,
∴EM=EN,∠EMF=∠ENB=90°。∵∠DFE=∠ABE,∴△EFM≌△EBN(AAS)。∴EF=BE。
(3)延长FE到点G,使EG=EF,连结BG,CG,求证:CG∥AB。
【答案】(3)∵BE⊥EG,EF=BE=EG,∴BF=BG,∠EBF=∠EBG=45°。∴∠FBG=90°。
∵∠ABC=90°,∴∠ABF=∠CBG。又∵AB=CB,
∴△ABF≌△CBG(SAS)。∴∠BCG=∠BAF=90°。∴∠BCG=∠ABC=90°。∴CG∥AB。
14. 如图,在等腰直角三角形ABC的斜边AB上取两点M,N(不与点A,B
重合),使∠MCN=45°,记AM=m,MN=x,NB=n,试判断以x,m,n为边长的三角形的形状,并说明理由。
【答案】以x,m,n为边长的三角形的形状为直角三角形。理由如下:
如图,将△ACM绕点C逆时针旋转90°,得△CBD,连结DN。∴△ACM≌△BCD。
∴∠CBD=∠A=45°,BD=AM,∠ACM=∠BCD,CM=CD。
∴∠ACM+∠MCB=∠BCD+∠MCB,
即∠ACB=∠MCD=90°。∵∠MCN=45°,∴∠MCN=∠DCN=45°。在△MNC和△DNC中,∵∴△MNC≌△DNC(SAS)。∴MN=DN=x。又∵∠DBN=45°+45°=90°,DB=AM=m,NB=n,∴以x,m,n为边长的三角形的形状为直角三角形。
$$