内容正文:
专题06 勾股定理重难点题型汇编
【题型1勾股定理解三角形】.........................................................................................................1
【题型2以直角三角形三边为边长的图形面积】..........................................................................3
【题型3勾股数(树)问题】........................................................................................................4
【题型4以弦图为背景的计算】....................................................................................................5
【题型5勾股定理的逆定理】.........................................................................................................8
【题型6勾股定理的的逆定理应用】...........................................................................................9
【题型7求梯子滑落高度】..........................................................................................................11
【题型8求旗杆高度】..................................................................................................................12
【题型9求小鸟飞行距离】............................................................................................................14
【题型10求大树折断前的高度】................................................................................................14
【题型11解决水杯中筷子问题】................................................................................................15
【题型12解决航海问题】............................................................................................................16
【题型13求台阶上地毯长度】...................................................................................................18
【题型14判断汽车是否超速】...................................................................................................18
【题型15判断是否受台风影响】...............................................................................................20
【题型16选址使到两地距离相等】...........................................................................................21
【题型17风吹荷花问题】...........................................................................................................23
【题型18垂美四边形问题】......................................................................................................23
【题型19 最短路径问题】.........................................................................................................24
【题型1勾股定理解三角形】
1.在中,,且,,则的值是( )
A.1 B. C.5 D.7
2.如图,在四边形中,连接,,,,,则的面积为( )
A.36 B.54 C.72 D.108
3.如图,一张长方形纸片剪去一个角后,剩下的纸片是一个梯形,则这个梯形的周长为( )
A.10 B.22 C.24 D.32
4.如图,在中,,是边上的高,若,则 .
5.已知:如图,在中,,,,是斜边上的高.
(1)求的长;
(2)求的长.
【题型2以直角三角形三边为边长的图形面积】
1.三个正方形的面积如图,正方形的面积为( )
A. B. C. D.
2.如图,在中,,,则正方形和正方形的面积和是( )
A.81 B.45 C.18 D.9
3.如图,在中,,分别以各边为直径作半圆.若,则图中阴影部分的面积为( )
A.4 B.6 C.8 D.12
4.如图,在四边形中,,分别以四边形的四条边为边向外作四个正方形,面积分别记为.若,,则 .
5.在直线l上依次摆放着七个正方形(如图所示).已知倾斜放置的三个正方形的面积分别是1、3、5,正放置的四个正方形的面积依次是、、、,则 .
6.如图所示,正方形的边长为1,其面积标记为 ,以为斜边作等腰直角三角形,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,…按照此规律继续下去,则 的值为 .
7.如图,以的三边为直径向外作半圆,其面积分别为、、,若,,则 .
【题型3勾股数(树)问题】
1.下列各组数中,不是勾股数的是( )
A.,, B.,, C.,, D.,,
2.有一个边长为1的大正方形,经过1次“生长”后,在它的左右肩上生出两个小正方形,其中三个正方形围成的三角形是直角三角形,再经过1次“生长”后,形成的图形如图1所示.如果继续“生长”下去,它将变得“枝繁叶茂”如图2所示,若“生长”了2025次后,形成的图形中所有的正方形的面积和是( )
A.2026 B.2025 C. D.
3.勾股定理本身就是一个关于,,的方程,满足这个方程的正整数解通常叫做勾股数组.毕达哥拉斯学派提出了一个构造勾股数组的公式,根据该公式可以构造出如下勾股数组:.分析上面勾股数组可以发现,,分析上面规律,第9个勾股数组为 .
4.如图,由多个直角三角形拼成的美丽图案,已知直角边,其它直角边,则 .
5.如图,由多个直角三角形拼成的美丽图案,已知直角边,其它直角边,则 .
【题型4以弦图为背景的计算】
1.如图,《周髀算经》中的“弦图”是由4个相同的直角三角形拼接而成的,每个直角三角形两条直角边长度的比是,小正方形的面积与大正方形面积比是( )
A. B. C. D.
2.“勾股定理”被称为“千古第一定理”,其证明的方法多种多样.中国汉代数学家在注释《周髀算经》时给出一个图形,后来人们称它为“赵爽弦图”.这个图形是( )
A.B. C. D.
3.如图,图1是数学家刘徽根据“割补术”运用数形关系证明勾股定理时的青朱出入图,图中的两个青入的三角形分别与两个青出的三角形全等,朱入与朱出的三角形全等,朱方与青方是两个正方形.标上字母绘成图2所示,记朱方对应正方形的边长为a,青方对应正方形的边长为b,已知,,则图2中的阴影部分面积为( )
A. B. C. D.
4.我国汉代数学家赵爽利用一幅“弦图”,证明了勾股定理,后人称该图为“赵爽弦图”.如图,“赵爽弦图”是用4个全等的直角三角形与1个小正方形镶嵌而成的正方形图案.如果该大正方形面积为49,小正方形面积为4,用,表示直角三角形的两直角边(),下列三个推断:①;②;③.其中所有正确的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
5.(1)如图①,四个全等的直角三角形拼成一个大正方形,中间空白部分也是正方形.已知直角三角形的两直角边长分别为,,斜边长为.课堂上,老师结合图形,用不同的方式表示大正方形的面积,证明了勾股定理.
请证明.
(2)现将图①中的两个直角三角形向内翻折,得到图②.若,,则空白部分的面积为 .
(3)如图③,四个全等的直角三角形拼成一个大正方形,中间空白部分也是正方形,直角三角形的直角边分别是和,小贤将四个直角三角形中边长为3的直角边分别向外延长一倍,得到图③所示的“数学风车”,则这个风车的外围周长是 ;
(4)如图④,分别以的三条边为边向外作三个正方形和正方形,并将得到的图形放入矩形,点,,,,,都在矩形的边上,若矩形的面积为,,则的面积为 .
6.如图①是著名的赵爽弦图,由四个全等的直角三角形拼成,用它可以验证勾股定理.
思路:大正方形的面积有两种求法,一种是等于.另一种是等于四个直角三角形与一个小正方形的面积之和,即,从而得到等式.化简便得结论.这种用两种求法表示同一个量从而得到等式或方程的方法,我们称之为“双求法”.
(1)美国第20任总统詹姆斯·伽菲尔德利用图②验证了勾股定理:把两个全等的直角三角形如图②所示放置,请根据图形面积之间的关系,验证勾股定理.
(2)请利用“双求法”解决下面的问题:如图③,在中,是边上的高,,设,求的值.
(3)在解决以上问题的过程中,让我们感悟的数学思想有_______.(填序号)
①方程思想 ②数形结合思想 ③分类讨论思想
【题型5勾股定理的逆定理】
1.以下列各组数为边长,能组成直角三角形的是( )
A.3,8,12 B.8,15,17
C.12,15,18 D.3,17,18
2.下列四组线段中,可以构成直角三角形的是( )
A. B. C. D.
3.如图,在中,,,那么的长为( )
A.5 B. C. D.
4.如图,每个小正方形的边长为1,是小正方形的顶点,则的度数为( )
A. B. C. D.
【题型6勾股定理的的逆定理应用】
1.如图,在中,,是边上一点,,,.
(1)试判断的形状;
(2)求的面积.
2.已知如图,四边形中,,,,,,求这个四边形的面积
3.我国南宋时期数学家秦九韶曾提出利用三角形的三边求面积的公式,即三角形的三边长分别为,,,则其中三角形的面积.此公式与古希腊几何学家海伦提出的公式如出一辙,如果设,那么其三角形的面积,这个公式便是海伦公式,也被称为海伦——秦九韶公式.
(1)如图,若的三边长依次为,,.请利用以上公式(任选一个),求该三角形的面积;
(2)如图,在四边形中,,,,,,求该四边形的面积.
4.如图,在四边形中,,,,,,
(1)求的大小;
(2)求四边形的面积.
【题型7求梯子滑落高度】
1.如图,一个梯子斜靠在一竖直的墙上,测得米.若梯子的顶端沿墙面向下滑动4米,这时梯子的底端在水平的地面也恰好向外移动4米,则梯子的长度为( )
A.20米 B.16米 C.12米 D.24米
2.消防员是城市的守护者.图1是消防员某次消防救援时的工作图,图2是其几何示意图,已知云梯长,云梯底部(点)距离地面,消防车从距离地面高的点处完成救援后,还要从距离地面高的点处进行救援,这时云梯底部需要向楼房靠近多少米?(点在同一水平线上,所有点在同一竖直平面内)
3.物理课上,老师带着科技小组进行物理实验.同学们将一根不可拉伸的绳子绕过定滑轮,一端拴在滑块上,另一端拴在物体上,滑块放置在水平地面的直轨道上,通过滑块的左右滑动来调节物体的升降.实验初始状态如图1所示,物体静止在直轨道上,物体到滑块的水平距离是,绳长为.(实验过程中,绳子始终保持绷紧状态,定滑轮、滑块和物体的大小忽略不计,都看作一点)
(1)求的长.
(2)如图2,若滑块水平向左滑动,求物体上升的高度.
【题型8求旗杆高度】
1.如图,小明利用升旗用的绳子测量学校旗杆的高度,他发现绳子刚好比旗杆长1米,若把绳子往外拉直,当绳子的另一端和地面接触时,绳子与旗杆底端的距离恰好为,求旗杆的高度.
2.你是不是很喜欢荡秋千?荡秋千(图1)是中国古代北方少数民族创造的一种运动.有一天,赵彬在公园里游玩,如图2,他发现秋千静止时,踏板离地的垂直高度,将它往前推送(水平距离)时,秋千的踏板离地的垂直高度,秋千的绳索始终拉得很直,
(1)求绳索的长度.
(2)如图3,秋千荡到时踏板离地面的高度.
3.“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”.又到了放风筝的最佳时节.某校八年级(1)班的小明和小亮学习了“勾股定理”之后,为了测得风筝的垂直高度,他们进行了如下操作:①测得水平距离的长为米;②根据手中剩余线的长度计算出风筝线的长为米;③牵线放风筝的小明的身高为米.
(1)求风筝的垂直高度;
(2)如果小明想风筝沿方向下降米,则他应该往回收线多少米?
【题型9求小鸟飞行距离】
1.如图,有两棵树,一棵高米,另一棵高米,两树相距米一只鸟从一棵树的树梢飞到另一棵树的树梢,问小鸟至少飞行( )
A.米 B.米 C.米 D.米
2.如图,有两棵树,一棵树高15米,另一棵树高10米,两棵树相距12米,一只小鸟从一棵树梢飞到另一棵树梢至少要飞( )
A.13米 B.12米 C.10米 D.5米
【题型10求大树折断前的高度】
1.如图,一根直立的旗杆高,因刮大风旗杆从点C处折断,顶部B着地且离旗杆底部A的距离为.
(1)求旗杆在距地面多高处折断;
(2)在折断点C的下方的点P处,有一明显裂痕,如果本次大风将旗杆从点P处吹断,那么行人在距离旗杆底部处是否有被砸到的风险?
【题型11解决水杯中筷子问题】
1.如图,将一支铅笔放在圆柱体笔筒中,已知笔筒内部的底面直径为,内壁高.若这支铅笔长,则这只铅笔在笔筒外面部分的长度不可能是( )
A. B. C. D.
2.将一根长为的筷子置于底面直径为,高为的圆柱形水杯中,设筷子露在杯子外面的长为,则的取值范围是( ).
A.B. C. D.
3.将一根长的筷子置于底面圆直径为、高为的圆柱形水杯中,如图,设筷子露在杯子外面的长度为,则h的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.将一根的筷子,置于底面直径为,高的装满水的无盖圆柱形水杯中,设筷子在杯子外面的长度为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.如图是一个圆柱形饮料罐,底面半径是5,高是12,上底面中心有一个小圆孔,一条长的直吸管底部按图中所示紧贴底部侧面,则吸管露在罐外部分的长度(罐壁的厚度和小圆孔的大小忽略不计)最短是( )
A. B. C. D.
【题型12解决航海问题】
1.如图,客船以24海里/时的速度从港口A向东北方向航行,货船以18海里/时的速度同时从港口A向东南方向航行,则2小时后两船相距 海里.
2.如图,“广州湾号”货轮和“小蛮腰号”科考船从某港口P同时出发执行任务,已知“广州湾号”以每小时12海里的速度沿北偏东方向航行,“小蛮腰号”以每小时5海里的速度沿另一方向航行,2小时后两船分别位于点R,Q处,此时两船相距26海里.
求:
(1)两船分别航行了多少海里?
(2)“小蛮腰号”的航行方向.
3.有一艘游轮即将靠岸,当游轮到达点后熄灭发动机,在离水面高度为的岸上,工作人员用绳子牵引靠岸,开始时绳子的长为.(假设绳子是直的,结果保留根号)
(1)若工作人员以的速度收绳.后船移动到点的位置,问此时游轮距离岸边还有多少米?
(2)若游轮熄灭发动机后保持的速度匀速靠岸,后船移动到点,工作人员手中的绳子被收上来多少米?
4.某日我海防巡逻艇在A处探测到在它正东方向距它30海里的B处有一艘可疑船只,该船只正以每小时36海里的速度沿北偏西方向行驶,巡逻艇立即沿北偏东的方向前往拦截,半小时后恰好在C处拦截到该船只.
(1)求巡逻艇的速度为每小时多少海里?
(2)求此时该船只所在处C与的距离为多少海里?
【题型13求台阶上地毯长度】
1.如图,在一个高为3米,长为5米的楼梯表面铺地毯,则地毯长度为 米.
2.树人学校为防止雨天地滑,在一段楼梯台阶上铺上一块地毯,将楼梯台阶完全盖住.已知楼梯台阶侧面图如图所示,,,.
(1)求的长;
(2)若已知楼梯宽,每平方米地毯35元,需要花费多少钱地毯才能铺满所有台阶.(假设地毯在铺的过程中没有损耗)
【题型14判断汽车是否超速】
1.滨海西大道的限速为(已知).如图,一辆小汽车在滨海西大道上的直道行驶,某一时刻刚好行驶到路对面车速检测仪A处的正前方的C处(即),过了后,行驶到B处,测得小汽车与车速检测仪间距离为,问:这辆小汽车超速了吗?
2.为了方便游客在景区内游玩,某景区开通了一种观光电瓶车.景区规定,观光电瓶车在景区道路上行驶的速度不得超过.在一条笔直的景区道路上,某一时刻观光电瓶车刚好行驶到路边测速仪处的正前方的处,过了后,测得观光电瓶车与测速仪之间的距离为.这辆观光电瓶车超速了吗?
3.某条道路限速,如图,一辆小汽车在这条道路上沿直线行驶,某一时刻刚好行驶到车速检测仪A正下方的B处,过了,小汽车到达C处,此时测得小汽车与车速检测仪间的距离为.
(1)求的长;
(2)这辆小汽车超速了吗?
【题型15判断是否受台风影响】
1.台风是一种自然灾害,它以台风中心为圆心在周围上千米的范围内形成极端气候,有极强的破坏力.如图,有一台风中心沿东西方向由点A向点B移动,已知点C为一海港,且点C与直线上两点A,B的距离分别为,又,以台风中心为圆心周围以内为受影响区域.
(1)海港C受台风影响吗?为什么?
(2)若台风中心移动的速度为,台风影响海港C持续的时间有多长?
2.去年第13号台风“贝碧嘉”在我国沿海地区登陆,影响范围大,破坏力极强.如图,台风中心沿东西方向由A向B移动,已知点C为一海港,与A,B的距离分别为,,且.根据实测数据,台风中心半径范围内的地区会受到台风影响.
(1)海港C受台风影响吗?为什么?
(2)若台风中心的移动速度不变,该海港受台风影响持续,求台风中心的移动速度.
3.五一即将来临,某家电商场准备开展促销活动,现采用移动车在公路上进行广播宣传.已知一辆移动广播车在笔直的公路上,沿东西方向由向行驶.小丽的家在公路的一侧点处,且点与直线上的两点的距离分别为,又,假如移动广播车周边250米以内能听到广播宣传.
(1)求的度数.
(2)请你通过计算说明小丽在家能听到广播吗?
(3)若移动广播车在笔直的公路上以10米/秒的速度行驶,当移动广播车行驶到点时,小丽在家刚好听到广播,当移动广播车行驶到点时,小网在家刚好不再听到广播,即米,问小丽在家听到广播宣传的时长是多长?
【题型16选址使到两地距离相等】
1.如图,在笔直的铁路上、两点相距,,为两村庄,于点,于点,,,现要在上建一个中转站,使得、两村到站的距离相等.求应建在距多远处?
2.如图,某地方政府决定在相距的A,B两站之间的公路旁E点,修建一个土特产加工基地,且使C、D两村到点E的距离相等,已知于A,于B,,,那么基地E应建在离A站多少的地方?
3.为加快新农村建设,提高人居环境,计划要在道路m上修建一个天然气站E,同时向D,C两个居民区提供优质天然气,供居民取暖,做饭.已知如图:D到道路m的距离,C到道路m的距离,A,B两地距离.气站E应建在道路m的什么位置,使得C,D两居民区到气站E的距离相等?
(1)请你设计出气站E的位置(在图中用尺规作图作出符合条件的点,不写作法,保留作图痕迹);
(2)计算出气站E到A处的距离.
【题型17风吹荷花问题】
1.数学经典著作《九章算术》中有一道著名的“引葭(jiā)赴岸”题:“今有池方一丈,葭生其中央,出水一尺,引葭赴岸,适与岸齐.问水深、葭长各几何?”意思为:如图,有一池塘,底面是边长为一丈(一丈等于十尺)的正方形,池的中央生有一棵芦苇,高出水面一尺,若将芦苇引到池边中点处,正好与岸边齐平,则水深为 尺.
2.一株荷叶高出水面1米,一阵风吹来,荷叶被吹得贴着水面,这时它偏离原来的位置水平距离有2米远,如图所示,求荷叶的高度和水面的深度.
【题型18垂美四边形问题】
1.如图,在四边形中,于点,若,则的值为( )
A.20 B.24 C.28 D.30
2.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,对角线交于点.若,,则 .
【题型19 最短路径问题】
1.如图,空心玻璃圆柱的底面圆的周长是24,高是5,内底面的点A处有一只小虫,要吃到点B处的食物,需要爬行的最短路径的长是( )
A.6 B.7 C.13 D.10
2.如下图所示,长方体的底面边长分别为和,高为.若一只蚂蚁从P点开始经过4个侧面爬行一圈到达Q点,则蚂蚁爬行的最短路径长为( )
A. B. C. D.
3.如图,透明的圆柱形容器(容器厚度忽略不计)的高为,底面周长为,在容器内壁离容器底部的点处有一饭粒,此时一只蚂蚁正好在容器外壁,且离容器上沿的点处,则蚂蚁吃到饭粒需爬行的最短路径是( )
A. B. C. D.
4.如图,长宽高分别为3、2、1的长方体木块上有一只小虫从顶点出发沿着长方体的外表面爬到顶点,则它爬行的最短路程是 .
5.如图是一个三级台阶,它的每一级的长、宽和高分别为9、3和1,A和B是这个台阶两个相对的端点,A点有一只蚂蚁,想到B点去吃可口的食物.则这只蚂蚁沿着台阶面爬行的最短路程是 .
1.如图,一只蚂蚁想从圆柱形水桶外侧的A点爬到内侧的B点寻找食物.已知A点到桶口的距离厘米,B点到桶口的距离厘米,圆弧长15厘米.蚂蚁爬行的最短路程是 厘米.
2.阅读理解:勾股定理是几何学中的明珠,结合数形结合思想,经常在解决最值问题时起到化腐朽为神奇的作用.
例题:求代数式的最小值.
解决问题时,我们可以如图构造图形,中,,,,则,延长至点D,使,过点D作的垂线,在下方的垂线上截取,连接,,则,由两点之间线段最短可知,最小值即为线段的长,最后过点E作的垂线,垂足为点F,利用勾股定理即可求出的长为15,进而解决问题.
类比如上方法,求的最小值为 .
3.如图,在一个长方形草坪上,放着一根长方体的木块.已知米,米,该木块的较长边与平行,横截面是边长为4米的正方形,一只蚂蚁从点爬过木块到达处需要走的最短路程是 米.
4.如图①,在中,若,,求边上的中线的取值范围.
【问题解决】
(1)解决此问题可以用如下方法:延长到点,使,再连接(或将绕着点逆时针旋转得到,把、,集中在中,利用三角形三边的关系即可判断.由此得出中线的取值范围是________;
【应用】
(2)如图②,在中,点为边的中点,已知,,,求的长;
【拓展】
(3)如图③,在中,,点是边的中点,点在边上,过点作交边于点N,连接.已知,,则的长为________.
5.如图,已知在中,,的面积是12,于点,点在直线上,且在点的左侧,,动点从点出发;以每秒1个单位长度的速度从点沿射线运动,设运动的时间为(秒),回答下列问题.
(1)直接写出线段__________;
(2)用含的代数式表示线段的长;
(3)在上取点,使,连接,当与全等时,求的值;
(4)在点运动的过程中,当是以为腰的等腰三角形时,直接写出的值.
6.如图,在中,,,若点是延长线上一点,连接,以为腰作等腰直角,且,,连接.
(1)求证:≌;
(2)试说明:;
(3)如图,当点是延长线上一点改成点是直线上一点,其它条件不变,连接,若,,请直接写出的值.
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专题06 勾股定理重难点题型汇编
【题型1勾股定理解三角形】.......................................................................................................1
【题型2以直角三角形三边为边长的图形面积】.........................................................................4
【题型3勾股数(树)问题】........................................................................................................10
【题型4以弦图为背景的计算】...................................................................................................13
【题型5勾股定理的逆定理】.........................................................................................................20
【题型6勾股定理的的逆定理应用】..........................................................................................22
【题型7求梯子滑落高度】..........................................................................................................27
【题型8求旗杆高度】..................................................................................................................29
【题型9求小鸟飞行距离】............................................................................................................32
【题型10求大树折断前的高度】................................................................................................34
【题型11解决水杯中筷子问题】.................................................................................................35
【题型12解决航海问题】............................................................................................................39
【题型13求台阶上地毯长度】....................................................................................................43
【题型14判断汽车是否超速】...................................................................................................45
【题型15判断是否受台风影响】...............................................................................................46
【题型16选址使到两地距离相等】...........................................................................................51
【题型17风吹荷花问题】...........................................................................................................53
【题型18垂美四边形问题】......................................................................................................55
【题型19 最短路径问题】.........................................................................................................56
【题型1勾股定理解三角形】
1.在中,,且,,则的值是( )
A.1 B. C.5 D.7
【答案】B
【分析】本题考查了勾股定理,正确应用勾股定理确定各边长度是解题关键.
直接利用勾股定理得出的值即可.
【详解】解:在中,,且,,
∴,
故选:B.
2.如图,在四边形中,连接,,,,,则的面积为( )
A.36 B.54 C.72 D.108
【答案】B
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用及三角形的面积,熟练掌握勾股定理是解题关键;
先在直角三角形中,通过勾股定理求出,再在直角三角形中,通过勾股定理求出,进而可得到的面积.
【详解】解:∵,,,
∴,
又∵,,
∴,
∴的面积为:,
故选:B.
3.如图,一张长方形纸片剪去一个角后,剩下的纸片是一个梯形,则这个梯形的周长为( )
A.10 B.22 C.24 D.32
【答案】D
【分析】本题主要考查了长方形的性质,勾股定理,解题的关键是掌握勾股定理解直角三角形.
根据长方形的性质求出相关边长,再利用勾股定理进行求解即可.
【详解】解:根据长方形的性质得,
,,,
根据勾股定理得,
∴梯形的周长为,
故选:D.
4.如图,在中,,是边上的高,若,则 .
【答案】4
【分析】本题考查了等腰三角形的判定与性质,勾股定理.
由等腰三角形的判定与性质得,然后利用勾股定理求解即可.
【详解】∵,
∴.
∵是边上的高,
∴
在中,.
故答案为:4.
5.已知:如图,在中,,,,是斜边上的高.
(1)求的长;
(2)求的长.
【答案】(1)25
(2)12
【分析】本题主要考查了勾股定理:
(1)根据勾股定理即可求解;
(2)根据,即可求解.
【详解】(1)解:在中,∵,,,
∴;
(2)解:∵是斜边上的高,,
∴,
∵,,,
∴,
解得:.
【题型2以直角三角形三边为边长的图形面积】
1.三个正方形的面积如图,正方形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理,解题的关键是熟知在任何一个直角三角形中,两条直角边长的平方之和一定等于斜边长的平方.根据正方形的面积可知,,根据勾股定理可知,所以正方形的面积为.
【详解】解:如下图所示,
以为边的正方形的面积是,
,
以为边的正方形的面积是,
,
,
正方形的面积为.
故选:A.
2.如图,在中,,,则正方形和正方形的面积和是( )
A.81 B.45 C.18 D.9
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理.关键是根据由勾股定理得.注意勾股定理应用的前提条件是在直角三角形中.小正方形的面积为的平方,大正方形的面积为的平方.两正方形面积的和为,对于,由勾股定理得长度已知,故可以求出两正方形面积的和.
【详解】解:正方形的面积为:,
正方形的面积为:;
在中,,
则.
即正方形和正方形的面积和为81.
故选:A.
3.如图,在中,,分别以各边为直径作半圆.若,则图中阴影部分的面积为( )
A.4 B.6 C.8 D.12
【答案】B
【分析】本题考查了勾股定理,正确掌握相关性质内容是解题的关键.先根据,得,根据阴影面积等于两个较小的半圆面积加上直角三角形的面积再减去最大的半圆面积进行列式计算,即可作答.
【详解】解:∵,
∴,
∵
∴阴影部分的面积
.
故选B.
4.如图,在四边形中,,分别以四边形的四条边为边向外作四个正方形,面积分别记为.若,,则 .
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理,解决本题的关键是连接,构造两个直角三角形,利用勾股定理找到四个正方形的面积之间的关系是,再根据,求出的值.
【详解】解:如下图所示,连接,
,
,
,,,,
,
,
.
故答案为:
5.在直线l上依次摆放着七个正方形(如图所示).已知倾斜放置的三个正方形的面积分别是1、3、5,正放置的四个正方形的面积依次是、、、,则 .
【答案】
【分析】本题主要考查正方形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理的应用等知识.根据正方形的性质求出,证明,可得,结合勾股定理求出,根据,,,可得,同理可得,由此即可求解.
【详解】解:如图所示,
根据题意可得,,,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∵,,,
∴,
同理可得:,
∴,
故答案为:.
6.如图所示,正方形的边长为1,其面积标记为 ,以为斜边作等腰直角三角形,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,…按照此规律继续下去,则 的值为 .
【答案】
【分析】本题考查了规律型——图形的变化类,推导出前几个正方形的面积得出面积变化的规律是解题的关键.
根据勾股定理可得,从而得到,依次类推,即可得到,找出规律,进而得到的值.
【详解】解:在图中标上字母E,如图所示.
∵正方形的边长为1,为等腰直角三角形,
∴,
∴.
观察,发现规律:,,
∴ .
当 时,.
故答案为:.
7.如图,以的三边为直径向外作半圆,其面积分别为、、,若,,则 .
【答案】
【分析】本题考查圆的面积公式及勾股定理,设,根据,及勾股定理求出,从而可求.
【详解】设,
则,
∵,,
∴,
∴,
在中,,
即,
∴,
∴,
故答案为:.
【题型3勾股数(树)问题】
1.下列各组数中,不是勾股数的是( )
A.,, B.,, C.,, D.,,
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理的逆定理和勾股数,根据勾股数的定义和勾股定理逆定理进行判断即可,熟练掌握勾股定理的逆定理是解题的关键.
【详解】解:、∵,
∴不能组成直角三角形,不是勾股数,故此选项符合题意;
、∵,
∴能组成直角三角形,且边是整数,是勾股数,故此选项不符合题意;
、∵,
∴能组成直角三角形,且边是整数,是勾股数,故此选项不符合题意;
、∵,
∴能组成直角三角形,且边是整数,是勾股数,故此选项不符合题意;
故选:.
2.有一个边长为1的大正方形,经过1次“生长”后,在它的左右肩上生出两个小正方形,其中三个正方形围成的三角形是直角三角形,再经过1次“生长”后,形成的图形如图1所示.如果继续“生长”下去,它将变得“枝繁叶茂”如图2所示,若“生长”了2025次后,形成的图形中所有的正方形的面积和是( )
A.2026 B.2025 C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理,能够根据勾股定理发现每一次得到的新的正方形的面积和与原正方形的面积之间的关系是解答本题的关键.根据勾股定理求出“生长”了1次后形成的图形中所有的正方形的面积和,结合图形总结规律,根据规律解答即可.
【详解】解:如图,由题意得,正方形A的面积为1,
由勾股定理得,正方形B的面积正方形C的面积正方形A的面积,
∴“生长”了1次后形成的图形中所有的正方形的面积和为2,
同理可得,“生长”了2次后形成的图形中所有的正方形的面积和为3,
∴“生长”了3次后形成的图形中所有的正方形的面积和为4,
……
∴“生长”了2025次后形成的图形中所有的正方形的面积和为2026.
故选:A.
3.勾股定理本身就是一个关于,,的方程,满足这个方程的正整数解通常叫做勾股数组.毕达哥拉斯学派提出了一个构造勾股数组的公式,根据该公式可以构造出如下勾股数组:.分析上面勾股数组可以发现,,分析上面规律,第9个勾股数组为 .
【答案】(19,180,181)
【分析】本题主要考查了勾股数,解题的关键是找出数据之间的关系,掌握勾股定理.
由勾股数组:(3,4,5),(5,12,13),(7,24,25)…中,,…可得第9组勾股数中间的数为:,进而得出(19,180,181).
【详解】解:由勾股数组:(3,4,5),(5,12,13),(7,24,25)…中,,…可得第9组勾股数中间的数为:,进而得出(19,180,181).
故答案为(19,180,181).
4.如图,由多个直角三角形拼成的美丽图案,已知直角边,其它直角边,则 .
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理的知识,掌握勾股定理的知识是解答本题的关键;
本题需要先分别求得,,,然后找到规律,即可求解;
【详解】解:由勾股定理可得:,,,,
∴,
故答案为:;
5.如图,由多个直角三角形拼成的美丽图案,已知直角边,其它直角边,则 .
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理的知识,掌握勾股定理的知识是解答本题的关键;
本题需要先分别求得,,,然后找到规律,即可求解;
【详解】解:由勾股定理可得:,,,,
∴,
故答案为:;
【题型4以弦图为背景的计算】
1.如图,《周髀算经》中的“弦图”是由4个相同的直角三角形拼接而成的,每个直角三角形两条直角边长度的比是,小正方形的面积与大正方形面积比是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查勾股定理,熟练掌握勾股定理是解题的关键;由题意可设每个直角三角形的两条直角边长分别为,根据勾股定理可得该直角三角形的斜边长为,然后可得小正方形的边长为,进而问题可求解.
【详解】解:由题意可设每个直角三角形的两条直角边长分别为,
∴该直角三角形的斜边长为,小正方形的边长为,
∴大正方形的面积为,小正方形的面积为,
∴它们的面积比为;
故选D.
2.“勾股定理”被称为“千古第一定理”,其证明的方法多种多样.中国汉代数学家在注释《周髀算经》时给出一个图形,后来人们称它为“赵爽弦图”.这个图形是( )
A.B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查“赵爽弦图”的图形特征,对选项中的图形进行判断.“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形和中间一个小正方形组成的大正方形图案.
【详解】解:A、是由四个全等的直角三角形和中间一个小正方形组成的大正方形,符合“赵爽弦图”的特征;
B、是由四个直角三角形组成的大正方形,但直角三角形的排列方式与“赵爽弦图”不符;
C、是由正方形和三角形组成的图形,不符合“赵爽弦图”的特征;
D、是由三角形组成的大三角形,不符合“赵爽弦图”的特征;
故选:A.
3.如图,图1是数学家刘徽根据“割补术”运用数形关系证明勾股定理时的青朱出入图,图中的两个青入的三角形分别与两个青出的三角形全等,朱入与朱出的三角形全等,朱方与青方是两个正方形.标上字母绘成图2所示,记朱方对应正方形的边长为a,青方对应正方形的边长为b,已知,,则图2中的阴影部分面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了勾股定理的证明,解答本题的关键是熟练运用勾股定理解决问题.根据题意所求阴影部分面积为,再根据所给条件求面积即可.
【详解】解:如图,
,,
阴影部分面积,
朱方对应正方形的边长为,青方对应正方形的边长为,
,,
青出与青入的三角形全等,
,
,
,
,
,,
,
阴影部分面积
,
故选:A.
4.我国汉代数学家赵爽利用一幅“弦图”,证明了勾股定理,后人称该图为“赵爽弦图”.如图,“赵爽弦图”是用4个全等的直角三角形与1个小正方形镶嵌而成的正方形图案.如果该大正方形面积为49,小正方形面积为4,用,表示直角三角形的两直角边(),下列三个推断:①;②;③.其中所有正确的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】本题主要考查勾股定理,熟练掌握勾股定理是解题的关键.根据所给图形,用含x和y的代数式分别表示出图中各部分图形的面积,再结合各部分图形面积之间的关系即可解决问题.
【详解】解:由题知,
因为大正方形的面积为49,
所以大正方形的边长为7,
则由勾股定理得,.
故①正确.
因为小正方形的面积为4,
所以小正方形的边长为2,
则.
故③正确.
大正方形面积为49,小正方形面积为4,
∴每个直角三角形面积为,
,
∴,
所以(舍负).
故②错误.
故选:C.
5.(1)如图①,四个全等的直角三角形拼成一个大正方形,中间空白部分也是正方形.已知直角三角形的两直角边长分别为,,斜边长为.课堂上,老师结合图形,用不同的方式表示大正方形的面积,证明了勾股定理.
请证明.
(2)现将图①中的两个直角三角形向内翻折,得到图②.若,,则空白部分的面积为 .
(3)如图③,四个全等的直角三角形拼成一个大正方形,中间空白部分也是正方形,直角三角形的直角边分别是和,小贤将四个直角三角形中边长为3的直角边分别向外延长一倍,得到图③所示的“数学风车”,则这个风车的外围周长是 ;
(4)如图④,分别以的三条边为边向外作三个正方形和正方形,并将得到的图形放入矩形,点,,,,,都在矩形的边上,若矩形的面积为,,则的面积为 .
【答案】(1)见解析;(2);(3);(4)
【分析】本题主要考查了勾股定理的证明、完全平方公式与几何图形的面积等知识点,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
(1)用两种方法求出正方形的面积,即可求解;
(2)根据,即可求解;
(3)根据外延的部分全等,且,由勾股定理求得,再根据风车的外围周长,据此计算即可;
(4)延长交于点,延长交于点,则四边形是正方形,设,根据勾股定理得到,求得,,根据矩形的面积公式列方程得到,进而根据三角形的面积公式,即可求解.
【详解】解:(1)∵,,
∴
∴
(2)∵,
∴
∴
故答案为:.
(3)如图3,由题意知,外延的部分全等,且,
,
,
这个风车的外围周长是,
故答案为:;
(4)如图,延长交于点,延长交于点,
则四边形是正方形,
设,
,,
,
,
,,
矩形的面积为
,
解得:或,
或,
当时,,
当时,,
.
故答案为:.
6.如图①是著名的赵爽弦图,由四个全等的直角三角形拼成,用它可以验证勾股定理.
思路:大正方形的面积有两种求法,一种是等于.另一种是等于四个直角三角形与一个小正方形的面积之和,即,从而得到等式.化简便得结论.这种用两种求法表示同一个量从而得到等式或方程的方法,我们称之为“双求法”.
(1)美国第20任总统詹姆斯·伽菲尔德利用图②验证了勾股定理:把两个全等的直角三角形如图②所示放置,请根据图形面积之间的关系,验证勾股定理.
(2)请利用“双求法”解决下面的问题:如图③,在中,是边上的高,,设,求的值.
(3)在解决以上问题的过程中,让我们感悟的数学思想有_______.(填序号)
①方程思想 ②数形结合思想 ③分类讨论思想
【答案】(1)见解析
(2)
(3)①②
【分析】本题主要考查勾股定理的应用,解题的关键是掌握勾股定理的推导以及勾股定理得结构特征.
(1)根据梯形面积公式求得,根据割补法求出,联立等式并化简即可;
(2)根据勾股定理可得,,据此即可求得答案.
(3)结合解题过程即可求得答案.
【详解】(1)证明:观察图形可知或.
所以.
整理,得,即;
(2)解:因为,所以.
在中,由勾股定理,得,
在中,由勾股定理,得,
所以,
解得;
(3)解:在解决以上问题的过程中,让我们感悟的数学思想有①方程思想,②数形结合思想,
故答案为:①②.
【题型5勾股定理的逆定理】
1.以下列各组数为边长,能组成直角三角形的是( )
A.3,8,12 B.8,15,17
C.12,15,18 D.3,17,18
【答案】B
【分析】本题考查了勾股定理的逆定理,在应用勾股定理的逆定理时,应先认真分析所给边的大小关系,确定最大边后,再验证两条较小边的平方和与最大边的平方之间的关系,进而作出判断.
【详解】解:A、,不能构成三角形,故选项错误;
B、,能构成直角三角形,故选项正确;
C、,不能构成直角三角形,故选项错误;
D、, 不能构成直角三角形,故选项错误.
故选:B.
2.下列四组线段中,可以构成直角三角形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了勾股定理的逆定理,能熟记勾股定理的逆定理的内容是解此题的关键,如果一个三角形的两边、的平方和等于第三边的平方,那么这个三角形是直角三角形.先求出两条较小边的平方和,再求出最长边的平方,看看是否相等即可.
【详解】解:A、,
此时三角形不是直角三角形,故本选项不符合题意;
B、,
此时三角形是直角三角形,故本选项符合题意;
C、,
此时三角形不是直角三角形,故本选项不符合题意;
D、,
此时三角形不是直角三角形,故本选项不符合题意;
故选:B.
3.如图,在中,,,那么的长为( )
A.5 B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了勾股定理,利用三角形面积公式是解题的关键.先利用勾股定理求解直角三角形的斜边长度,再利用三角形面积公式求解高的长度.
【详解】解:在中,,
.
,
,即.
.
故选:D.
4.如图,每个小正方形的边长为1,是小正方形的顶点,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,判断是等腰直角三角形是解决本题的关键,注意在格点三角形中利用勾股定理.
在格点三角形中,根据勾股定理即可得到,,的长度,证明出是等腰直角三角形,继而可得出的度数.
【详解】解:如图,连接.
根据勾股定理可以得到:,,
,即,
∴,
是等腰直角三角形.
.
故选:B.
【题型6勾股定理的的逆定理应用】
1.如图,在中,,是边上一点,,,.
(1)试判断的形状;
(2)求的面积.
【答案】(1)见解析
(2)7.5
【分析】本题主要考查了勾股定理和其逆定理,解题关键是利用勾股定理构造方程求出腰长.
(1)根据勾股定理的逆定理求解即可;
(2)设,则,然后对运用勾股定理建立方程求解.
【详解】(1)解:因为,,,
所以.
所以,
所以是直角三角形.
(2)解:由(1)知,是直角三角形,且,
所以.
设,
因为,
所以.
因为,
所以,
解得.
所以.
所以.
2.已知如图,四边形中,,,,,,求这个四边形的面积
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,由勾股定理得,由勾股定理的逆定理得为直角三角形,由即可求解.
【详解】解:连接,
,,,
,
,
,
为直角三角形,
,
.
3.我国南宋时期数学家秦九韶曾提出利用三角形的三边求面积的公式,即三角形的三边长分别为,,,则其中三角形的面积.此公式与古希腊几何学家海伦提出的公式如出一辙,如果设,那么其三角形的面积,这个公式便是海伦公式,也被称为海伦——秦九韶公式.
(1)如图,若的三边长依次为,,.请利用以上公式(任选一个),求该三角形的面积;
(2)如图,在四边形中,,,,,,求该四边形的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查了勾股定理,二次根式的运算.
(1)利用题干给出的海伦公式即可求解;
(2)连接,先利用勾股定理求出,再结合题干的海伦公式计算即可作答.
【详解】(1)解:选择海伦提出的公式,
∵,
∴,
∴;
(2)解:连接,如图
∵,,,
∴,
∴,
∵,,
∴在中,,
即:,
∴该四边形的面积.
4.如图,在四边形中,,,,,,
(1)求的大小;
(2)求四边形的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查了勾股定理和逆定理,直角三角形的性质,熟练掌握勾股定理的逆定理,说明为直角三角形,,是解题的关键.
(1)先根据直角三角形性质求出,再根据勾股定理的逆定理证明为直角三角形,,最后求出结果即可;
(2)根据勾股定理求出,根据三角形面积公式求出,,最后求出结果即可.
【详解】(1)解:,
,
,,
,
∴为直角三角形,,
.
(2)解:,,
,
,,
四边形的面积为.
【题型7求梯子滑落高度】
1.如图,一个梯子斜靠在一竖直的墙上,测得米.若梯子的顶端沿墙面向下滑动4米,这时梯子的底端在水平的地面也恰好向外移动4米,则梯子的长度为( )
A.20米 B.16米 C.12米 D.24米
【答案】A
【分析】本题考查勾股定理的实际应用,设米,得到米,根据勾股定理得到,结合梯子的长度不变得到,列出方程进行求解即可.
【详解】解:由题意,米,,,
设米,则:米,
在和中,由勾股定理,得:,
∴,即:,
解得,
∴米,
∴米;
故选:A.
2.消防员是城市的守护者.图1是消防员某次消防救援时的工作图,图2是其几何示意图,已知云梯长,云梯底部(点)距离地面,消防车从距离地面高的点处完成救援后,还要从距离地面高的点处进行救援,这时云梯底部需要向楼房靠近多少米?(点在同一水平线上,所有点在同一竖直平面内)
【答案】云梯底部需要向楼房靠近
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用.熟练掌握勾股定理以及梯长保持不变是解题的关键.
利用云梯的长度不变和勾股定理分别求出的长,再利用进行计算即可.
【详解】解:由题意可得,则.
在中,,
由勾股定理可得.
在中,,
由勾股定理可得.
所以.
答:云梯底部需要向楼房靠近.
3.物理课上,老师带着科技小组进行物理实验.同学们将一根不可拉伸的绳子绕过定滑轮,一端拴在滑块上,另一端拴在物体上,滑块放置在水平地面的直轨道上,通过滑块的左右滑动来调节物体的升降.实验初始状态如图1所示,物体静止在直轨道上,物体到滑块的水平距离是,绳长为.(实验过程中,绳子始终保持绷紧状态,定滑轮、滑块和物体的大小忽略不计,都看作一点)
(1)求的长.
(2)如图2,若滑块水平向左滑动,求物体上升的高度.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查勾股定理的应用,掌握勾股定理是解题的关键.
(1)设,在中,利用勾股定理建立方程,求解即可;
(2)在中,利用勾股定理求出的长,求出变化的长度就是物体上升的高度.
【详解】(1)解:由题意,得.
设,则.
在中,由勾股定理,得,
即,
解得.
答:的长为.
(2)如图.
由题意,得,
所以.
在中,由勾股定理,得,
.
答:物体上升的高度为.
【题型8求旗杆高度】
1.如图,小明利用升旗用的绳子测量学校旗杆的高度,他发现绳子刚好比旗杆长1米,若把绳子往外拉直,当绳子的另一端和地面接触时,绳子与旗杆底端的距离恰好为,求旗杆的高度.
【答案】12米
【分析】本题考查的是勾股定理的应用,设旗杆的高度为x米,则绳子的长度为米,再利用勾股定理建立方程即可.
【详解】解:设旗杆的高度为x米,则绳子的长度为米,
在中,,即,
解得.
答:旗杆的高度为12米.
2.你是不是很喜欢荡秋千?荡秋千(图1)是中国古代北方少数民族创造的一种运动.有一天,赵彬在公园里游玩,如图2,他发现秋千静止时,踏板离地的垂直高度,将它往前推送(水平距离)时,秋千的踏板离地的垂直高度,秋千的绳索始终拉得很直,
(1)求绳索的长度.
(2)如图3,秋千荡到时踏板离地面的高度.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查了勾股定理的实际应用,含30度角的直角三角形的性质,熟知勾股定理是解题的关键.
(1)设绳索的长度为,则,,由勾股定理得,解方程即可得到答案;
(2)由含30度角的直角三角形的性质得到,则由勾股定理可得,再由线段的和差关系求出的长即可得到答案.
【详解】(1)解:设绳索的长度为,则,,
在中,由勾股定理得,
∴,
解得,
答:绳索的长度为;
(2)解:在中,,,
∴,
∴,
∴,
答:秋千荡到时踏板离地面的高度为.
3.“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”.又到了放风筝的最佳时节.某校八年级(1)班的小明和小亮学习了“勾股定理”之后,为了测得风筝的垂直高度,他们进行了如下操作:①测得水平距离的长为米;②根据手中剩余线的长度计算出风筝线的长为米;③牵线放风筝的小明的身高为米.
(1)求风筝的垂直高度;
(2)如果小明想风筝沿方向下降米,则他应该往回收线多少米?
【答案】(1)风筝的高度为米
(2)他应该往回收线米
【分析】本题考查了勾股定理的应用;
(1)利用勾股定理求出的长,再加上的长度,即可求出的高度;
(2)根据勾股定理即可得到结论.
【详解】(1)解:在中,
由勾股定理得,,
所以,(负值舍去),
所以,(米),
答:风筝的高度为米;
(2)解:由题意得,,
,
(米),
(米),
他应该往回收线米.
【题型9求小鸟飞行距离】
1.如图,有两棵树,一棵高米,另一棵高米,两树相距米一只鸟从一棵树的树梢飞到另一棵树的树梢,问小鸟至少飞行( )
A.米 B.米 C.米 D.米
【答案】C
【分析】根据“两点之间线段最短”可知:小鸟沿着两棵树的树梢进行直线飞行路程最短,运用勾股定理可将两点之间的距离求出.
【详解】解:如图过点B作于点C,则米,米,
∴米,
∴米,
∴小鸟至少飞行米,
故选:C.
2.如图,有两棵树,一棵树高15米,另一棵树高10米,两棵树相距12米,一只小鸟从一棵树梢飞到另一棵树梢至少要飞( )
A.13米 B.12米 C.10米 D.5米
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理的应用,如图所示,为树,且,为两树距离12米,过C作于E,则,,在直角三角形中利用勾股定理即可求出.
【详解】解:如图所示,为树,且,为两树距离12米,
过C作于E,则,,
在直角三角形中,
.
故选:A.
【题型10求大树折断前的高度】
1.如图,一根直立的旗杆高,因刮大风旗杆从点C处折断,顶部B着地且离旗杆底部A的距离为.
(1)求旗杆在距地面多高处折断;
(2)在折断点C的下方的点P处,有一明显裂痕,如果本次大风将旗杆从点P处吹断,那么行人在距离旗杆底部处是否有被砸到的风险?
【答案】(1)旗杆距地面处折断;
(2)行人在距离旗杆底部处没有被砸伤的风险.
【分析】本题考查了勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
(1)设AC长为,则长,根据勾股定理即可得到结论;
(2)如图,由题意可得,求得.根据勾股定理即可得到结论.
【详解】(1)解:由题意得,,,
设AC长为,则长,
在中,由勾股定理可得,
,
解得.
答:旗杆在距地面处折断;
(2)如图,由题意可得,
∴.
在中,,
因为,
答:行人在距离旗杆底部处没有被砸伤的风险.
【题型11解决水杯中筷子问题】
1.如图,将一支铅笔放在圆柱体笔筒中,已知笔筒内部的底面直径为,内壁高.若这支铅笔长,则这只铅笔在笔筒外面部分的长度不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】此题主要考查了勾股定理的应用,正确得出笔筒内铅笔的最短长度是解决问题的关键.首先根据题意画出图形,利用勾股定理计算出的长度.然后求其差.
【详解】解:根据题意可得图形:
,
在中:,
所以.
则这只铅笔在笔筒外面部分长度在之间.
观察选项,只有选项D符合题意.
故选:D.
2.将一根长为的筷子置于底面直径为,高为的圆柱形水杯中,设筷子露在杯子外面的长为,则的取值范围是( ).
A.B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了勾股定理的应用,由勾股定理可得,杯子斜对角长为,可知当筷子垂直杯子底面放时,筷子露在杯子外面的长度最长,当筷子斜对角放时,筷子露在杯子外面的长度最短,据此解答即可求解,理解题意是解题的关键.
【详解】解:由勾股定理可得,杯子斜对角长为,
当筷子垂直杯子底面放时,筷子露在杯子外面的长度最长,当筷子斜对角放时,筷子露在杯子外面的长度最短,
∴筷子露在杯子外面的长的取值范围为,
即,
故选:.
3.将一根长的筷子置于底面圆直径为、高为的圆柱形水杯中,如图,设筷子露在杯子外面的长度为,则h的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了勾股定理的应用,明确题意,准确构造直角三角形是解题的关键.
当筷子的底端在A点时,筷子露在杯子外面的长度最短;当筷子的底端在D点时,筷子露在杯子外面的长度最长;分别求出h的最大值和最小值即可.
【详解】解:如图1,当筷子的底端在D点时,筷子露在杯子外面的长度最长,
∴;
如图2,当筷子的底端在A点时,筷子露在杯子外面的长度最短,
在中,,,
∴,
此时,
∴h的取值范围是,
故选:B.
4.将一根的筷子,置于底面直径为,高的装满水的无盖圆柱形水杯中,设筷子在杯子外面的长度为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了勾股定理的应用,能够读懂题意和求出的值最大值与最小值是解题关键.
当筷子的底端在点时,筷子露在杯子外面的长度最短;当筷子的底端在点时,筷子露在杯子外面的长度最长.然后分别利用已知条件根据勾股定理即可求出的取值范围.
【详解】解:如图,当筷子的底端在点时,筷子露在杯子外面的长度最长,
;
当筷子的底端在点时,筷子露在杯子外面的长度最短,
在中,,,
,
此时,
所以的取值范围是:.
故选:.
5.如图是一个圆柱形饮料罐,底面半径是5,高是12,上底面中心有一个小圆孔,一条长的直吸管底部按图中所示紧贴底部侧面,则吸管露在罐外部分的长度(罐壁的厚度和小圆孔的大小忽略不计)最短是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查正确运用勾股定理.善于观察题目的信息,正确理解题意是解题的关键.
如图,当吸管底部在O点时吸管在罐内部分b最短,此时本题就是圆柱形的高;当吸管底部在A点时吸管在罐内部分b最长,此时a可以利用勾股定理在中即可求出.
【详解】解:如图,
当吸管底部在地面圆心时吸管在罐内部分b最短,
此时b就是圆柱形的高,
即;
∴,
当吸管底部在饮料罐的壁底时吸管在罐内部分b最长,
,
∴此时,
∴,
∴吸管露在罐外部分的长度最短是.
故选:B.
【题型12解决航海问题】
1.如图,客船以24海里/时的速度从港口A向东北方向航行,货船以18海里/时的速度同时从港口A向东南方向航行,则2小时后两船相距 海里.
【答案】60
【分析】本题考查了勾股定理的应用, 根据方位角可知两船所走的方向正好构成了直角,然后根据路程速度时间,得两条船分别走了48海里和36海里,再根据勾股定理,即可求得两条船之间的距离.
【详解】解:设两艘船航行2小时后分别到达B、C的位置,连接,如图所示:
∵两船行驶的方向是东北方向和东南方向,
∴,
两小时后,两艘船分别行驶了(海里),(海里),
根据勾股定理得:(海里),
∴2小时后两船相距60海里.
故答案为:60.
2.如图,“广州湾号”货轮和“小蛮腰号”科考船从某港口P同时出发执行任务,已知“广州湾号”以每小时12海里的速度沿北偏东方向航行,“小蛮腰号”以每小时5海里的速度沿另一方向航行,2小时后两船分别位于点R,Q处,此时两船相距26海里.
求:
(1)两船分别航行了多少海里?
(2)“小蛮腰号”的航行方向.
【答案】(1)“广州湾号”航行路程为海里;“小蛮腰号”航行路程为海里;
(2)“小蛮腰号”的航行方向是南偏东.
【分析】此题主要考查了勾股定理的逆定理的应用,方向角,根据题意得出是直角三角形是解题关键.
(1)根据题意直接求解即可;
(2)利用勾股定理的逆定理得出是直角三角形,进而得出答案.
【详解】(1)解:∵“广州湾号”以每小时12海里的速度沿北偏东方向航行,“小蛮腰号”以每小时5海里的速度沿另一方向航行,航行时间为2小时,
∴“广州湾号”航行路程为:海里;“小蛮腰号”航行路程为海里;
(2)由(1)得(海里),(海里),
∵两船相距26海里,
∴(海里),
∵,,
故,
是直角三角形,
,
∴,
“小蛮腰号”的航行方向是南偏东.
3.有一艘游轮即将靠岸,当游轮到达点后熄灭发动机,在离水面高度为的岸上,工作人员用绳子牵引靠岸,开始时绳子的长为.(假设绳子是直的,结果保留根号)
(1)若工作人员以的速度收绳.后船移动到点的位置,问此时游轮距离岸边还有多少米?
(2)若游轮熄灭发动机后保持的速度匀速靠岸,后船移动到点,工作人员手中的绳子被收上来多少米?
【答案】(1)此时游轮距离岸边还有米
(2)工作人员手中的绳子被收上来米
【分析】本题考查勾股定理解应用题,读懂题意,构造直角三角形求解是解决问题的关键.
(1)根据题意,求出绳子缩短的长度,进而在中,由勾股定理求解即可得到答案;
(2)根据题意,先求出,在中和中由勾股定理求出线段长,再由即可得到答案
【详解】(1)解:如图所示:
则,,
若工作人员以的速度收绳,后船移动到点的位置,则绳子缩短了,
,
在中,,,,则由勾股定理可得,
答:此时游轮距离岸边还有米;
(2)解:若游轮熄灭发动机后保持的速度匀速靠岸,后船移动到点,则,
在中,,,,则由勾股定理可得,
,
在中,,,,则由勾股定理可得,
工作人员手中的绳子被收上来米.
4.某日我海防巡逻艇在A处探测到在它正东方向距它30海里的B处有一艘可疑船只,该船只正以每小时36海里的速度沿北偏西方向行驶,巡逻艇立即沿北偏东的方向前往拦截,半小时后恰好在C处拦截到该船只.
(1)求巡逻艇的速度为每小时多少海里?
(2)求此时该船只所在处C与的距离为多少海里?
【答案】(1)巡逻艇的速度为每小时48海里
(2)此时该船只所在处C与的距离为海里
【分析】本题考查了利用勾股定理解决航海问题.
(1)先求得,在中,由勾股定理求解即可;
(2)作于,利用等积法求解即可.
【详解】(1)解:,,,
,,
,
,,
∴在中,由勾股定理得,
,
答:巡逻艇的速度为每小时48海里;
(2)解:作于,
,
,
答:此时该船只所在处C与的距离为海里.
【题型13求台阶上地毯长度】
1.如图,在一个高为3米,长为5米的楼梯表面铺地毯,则地毯长度为 米.
【答案】7
【分析】本题考查了平移的性质、勾股定理在实际生活中的应用,把求地毯长转化为求两直角边的长是解题的关键.将楼梯表面向下和向右平移,则地毯的总长等于两直角边的和,已知斜边和一条直角边,据勾股定理可求另一直角边.
【详解】解:如图:
(米),(米),
(米),
∴地毯长(米).
故答案为:7.
2.树人学校为防止雨天地滑,在一段楼梯台阶上铺上一块地毯,将楼梯台阶完全盖住.已知楼梯台阶侧面图如图所示,,,.
(1)求的长;
(2)若已知楼梯宽,每平方米地毯35元,需要花费多少钱地毯才能铺满所有台阶.(假设地毯在铺的过程中没有损耗)
【答案】(1)的长为
(2)需要花费686元地毯才能铺满所有台阶
【分析】本题考查了勾股定理的应用.
(1)由勾股定理列式计算即可;
(2)由长方形面积公式计算即可.
【详解】(1)解:∵,,,
在中,由勾股定理得:,
答:的长为;
(2)解:地毯长为:,
已知楼梯宽,每平方米地毯35元,
∴地毯的面积为,
∴需要花费(元),
答:需要花费686元地毯才能铺满所有台阶.
【题型14判断汽车是否超速】
1.滨海西大道的限速为(已知).如图,一辆小汽车在滨海西大道上的直道行驶,某一时刻刚好行驶到路对面车速检测仪A处的正前方的C处(即),过了后,行驶到B处,测得小汽车与车速检测仪间距离为,问:这辆小汽车超速了吗?
【答案】没有超速,理由见详解
【分析】本题主要考查了勾股定理解直角三角形,解题的关键是熟练掌握勾股定理.
利用勾股定理求出然后求出速度进行比较即可.
【详解】解:根据题意得,由勾股定理得,
∴小车的速度为,
∵,
∴这辆小汽车没有超速.
2.为了方便游客在景区内游玩,某景区开通了一种观光电瓶车.景区规定,观光电瓶车在景区道路上行驶的速度不得超过.在一条笔直的景区道路上,某一时刻观光电瓶车刚好行驶到路边测速仪处的正前方的处,过了后,测得观光电瓶车与测速仪之间的距离为.这辆观光电瓶车超速了吗?
【答案】这辆观光电瓶车超速了
【分析】本题考查了勾股定理的应用,由勾股定理得,进而可得观光电瓶车的速度为,即可判断求解,掌握勾股定理是解题的关键.
【详解】解:在中,,,
根据勾股定理得,,
∴观光电瓶车的速度为,
,
这辆观光电瓶车超速了.
3.某条道路限速,如图,一辆小汽车在这条道路上沿直线行驶,某一时刻刚好行驶到车速检测仪A正下方的B处,过了,小汽车到达C处,此时测得小汽车与车速检测仪间的距离为.
(1)求的长;
(2)这辆小汽车超速了吗?
【答案】(1)
(2)未超速
【分析】本题考查了将实际问题转化为直角三角形中的数学问题,解题的关键是把条件和问题放到直角三角形中进行解决.
(1)根据勾股定理即可求解;
(2)根据小汽车用行驶的路程和时间,可求出小汽车的速度,然后再判断是否超速即可.
【详解】(1)解:根据题意,得,,
由勾股定理,得,
∴,
故的长为.
(2)解:,
∵,
∴这辆小汽车未超速.
【题型15判断是否受台风影响】
1.台风是一种自然灾害,它以台风中心为圆心在周围上千米的范围内形成极端气候,有极强的破坏力.如图,有一台风中心沿东西方向由点A向点B移动,已知点C为一海港,且点C与直线上两点A,B的距离分别为,又,以台风中心为圆心周围以内为受影响区域.
(1)海港C受台风影响吗?为什么?
(2)若台风中心移动的速度为,台风影响海港C持续的时间有多长?
【答案】(1)海港C受台风影响,理由见解析
(2)
【分析】本题主要考查了勾股定理及其逆定理的实际应用,正确作出辅助线是解题的关键.
(1)过点C作于D,可证明得到,利用等面积法求出的长,即可得到结论;
(2)在线段上取两点E、F,使得,连接,利用勾股定理求出的长,进而求出的长,据此可得答案.
【详解】(1)解:海港C受台风影响,理由如下:
如图所示,过点C作于D,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴海港C受台风影响;
(2)解:如图所示,在线段上取两点E、F,使得,连接,
在中,由勾股定理得,
在中,由勾股定理得,
∴,
∵台风中心移动的速度为,且,
∴台风影响海港C持续的时间有,
答:台风影响海港C持续的时间有.
2.去年第13号台风“贝碧嘉”在我国沿海地区登陆,影响范围大,破坏力极强.如图,台风中心沿东西方向由A向B移动,已知点C为一海港,与A,B的距离分别为,,且.根据实测数据,台风中心半径范围内的地区会受到台风影响.
(1)海港C受台风影响吗?为什么?
(2)若台风中心的移动速度不变,该海港受台风影响持续,求台风中心的移动速度.
【答案】(1)海港C受台风影响
(2)
【分析】本题考查的是勾股定理在实际生活中的运用.熟练掌握勾股定理及逆定理是解题的关键;
(1)利用勾股定理的逆定理得出是直角三角形,进而得出的度数;利用三角形面积得出的长,进而得出海港C是否受台风影响;
(2),利用勾股定理得出以及的长,进而得出台风中心的移动速度.
【详解】(1)解:海港C受台风影响.
过C作于点D,
,,,
,
是直角三角形,;
∴
∴,
∴.
∵,
∴海港C受台风影响.
(2)设台风从E点开始影响C港,到F点后停止影响C港.
由题意,得.
又∵,,
∴,
∴.
又∵,
∴.
答:台风中心的移动速度为.
3.五一即将来临,某家电商场准备开展促销活动,现采用移动车在公路上进行广播宣传.已知一辆移动广播车在笔直的公路上,沿东西方向由向行驶.小丽的家在公路的一侧点处,且点与直线上的两点的距离分别为,又,假如移动广播车周边250米以内能听到广播宣传.
(1)求的度数.
(2)请你通过计算说明小丽在家能听到广播吗?
(3)若移动广播车在笔直的公路上以10米/秒的速度行驶,当移动广播车行驶到点时,小丽在家刚好听到广播,当移动广播车行驶到点时,小网在家刚好不再听到广播,即米,问小丽在家听到广播宣传的时长是多长?
【答案】(1)
(2)小丽在家能听到广播,计算见解析
(3)小丽在家听到广播宣传的时间为14秒
【分析】本题考查勾股定理的逆定理,勾股定理的应用;
(1)利用勾股定理的逆定理判断的形状;
(2)过点作,根据等积法求出的长,然后和250米作比较解答即可;
(3)作,根据勾股定理求出长,再根据时间路程时间解答即可.
【详解】(1)解:,
又,
,
是直角三角形,即.
(2)解:过点作,垂足为D,
直角三角形,
,
,
解得,
小丽在家能听到广播;
(3)解:依题意,,
根据勾股定理,,
移动广播车的速度为10米/秒,
秒
答:小丽在家听到广播宣传的时间为14秒.
【题型16选址使到两地距离相等】
1.如图,在笔直的铁路上、两点相距,,为两村庄,于点,于点,,,现要在上建一个中转站,使得、两村到站的距离相等.求应建在距多远处?
【答案】点应建在距 处
【分析】本题考查了勾股定理的实际应用,熟练掌握该知识点是解题的关键.设,那么,由勾股定理,可知,,结合,列出方程,解出答案即可.
【详解】解:设,
在笔直的铁路上、两点相距,
,
在中,,
,
在中, ,
,
由题意得:,
,
解得:.
答:点应建在距 处.
2.如图,某地方政府决定在相距的A,B两站之间的公路旁E点,修建一个土特产加工基地,且使C、D两村到点E的距离相等,已知于A,于B,,,那么基地E应建在离A站多少的地方?
【答案】基地E应建在离A站的地方
【分析】本题考查勾股定理的应用,设,得到,根据勾股定理结合C、D两村到点E的距离相等,列出方程进行求解即可.
【详解】解:由题意,得:,,,
设,则:,
在中,,
在中,,
∵,,,
∴,即:,
解得:,
∴,
∴基地E应建在离A站的地方.
3.为加快新农村建设,提高人居环境,计划要在道路m上修建一个天然气站E,同时向D,C两个居民区提供优质天然气,供居民取暖,做饭.已知如图:D到道路m的距离,C到道路m的距离,A,B两地距离.气站E应建在道路m的什么位置,使得C,D两居民区到气站E的距离相等?
(1)请你设计出气站E的位置(在图中用尺规作图作出符合条件的点,不写作法,保留作图痕迹);
(2)计算出气站E到A处的距离.
【答案】(1)见解析;
(2)气站E距离A处.
【分析】本题考查了垂直平分线的性质,勾股定理,解题的关键是掌握垂直平分线的性质.
(1)由,可知点E在线段的垂直平分线上,即可得答案;
(2)设,,得,,再利用解答即可.
【详解】(1)解:如图所示,点E即为所求.
(2)解:设,
∵,
又∵
∴
解得
∴气站E距离A处.
【题型17风吹荷花问题】
1.数学经典著作《九章算术》中有一道著名的“引葭(jiā)赴岸”题:“今有池方一丈,葭生其中央,出水一尺,引葭赴岸,适与岸齐.问水深、葭长各几何?”意思为:如图,有一池塘,底面是边长为一丈(一丈等于十尺)的正方形,池的中央生有一棵芦苇,高出水面一尺,若将芦苇引到池边中点处,正好与岸边齐平,则水深为 尺.
【答案】12
【分析】此题主要考查了勾股定理的应用.我们可以将其转化为数学几何图形,如图所示,根据题意,可知的长为尺,则尺,设出尺,表示出水深,根据勾股定理建立方程,求出的方程的解即可得到芦苇的长和水深.
【详解】解:依题意画出图形,设芦苇长尺,则水深尺,
因为尺,所以尺,
在中,,
解之得,
∴水深为(尺).
故答案为:12.
2.一株荷叶高出水面1米,一阵风吹来,荷叶被吹得贴着水面,这时它偏离原来的位置水平距离有2米远,如图所示,求荷叶的高度和水面的深度.
【答案】荷叶的高度为米,水面的深度为米.
【分析】设OA=OB=x米,则OC=(x﹣1)米,在Rt△OBC中,利用勾股定理得:(x﹣1)2+22=x2,解方程即可.
【详解】解:设OA=OB=x米,则OC=(x﹣1)米,BC=2米,
在Rt△OBC中,由勾股定理得:
OC2+BC2=OB2,
∴(x﹣1)2+22=x2,
解得x=,
∴OA=(米),OC=x﹣1=(米),
答:荷叶的高度为米,水面的深度为米.
【点睛】本题考查了勾股定理的应用,根据题意建立方程是解题的关键.
【题型18垂美四边形问题】
1.如图,在四边形中,于点,若,则的值为( )
A.20 B.24 C.28 D.30
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理:在一个直角三角形中,两个直角边边长的平方加起来等于斜边长的平方;正确掌握相关性质内容是解题的关键.
由勾股定理得,,,,则,结合,,即得.
【详解】解:∵,
∴,,,,
∴,
∵,则,
∴,
故选:A.
2.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,对角线交于点.若,,则 .
【答案】
【分析】本题考查勾股定理的应用.先利用勾股定理求出,,可得,进而根据,,即可求解.
【详解】解:,
,
在和中,根据勾股定理得,
,,
,
,,
;
故答案为:
【题型19 最短路径问题】
1.如图,空心玻璃圆柱的底面圆的周长是24,高是5,内底面的点A处有一只小虫,要吃到点B处的食物,需要爬行的最短路径的长是( )
A.6 B.7 C.13 D.10
【答案】C
【分析】本题考查两点之间线段最短,勾股定理,解题的关键是正确理解题意.
画出圆柱侧面展开图,根据题意得出线段长度,由两点之间线段最短,确定最短路径,用勾股定理解直角三角形即可.
【详解】解:如图,矩形为圆柱侧面展开图,
根据题意可知,,,点为的中点,
∴,,
∴,
∵两点之间线段最短,
∴需要爬行的最短路径的长是,
故选:.
2.如下图所示,长方体的底面边长分别为和,高为.若一只蚂蚁从P点开始经过4个侧面爬行一圈到达Q点,则蚂蚁爬行的最短路径长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了平面展开最短路径问题以及勾股定理的应用,重点考查对立体图形展开图的理解以及勾股定理的实际运用能力.
需要将长方体的侧面展开,把立体图形问题转化为平面图形问题,然后利用勾股定理求出蚂蚁爬行的最短路径.
【详解】解:把长方体的四个侧面展开,得到一个长方形.
这个长方形的长是长方体底面周长,宽是长方体的高,
已知长方体底面边长分别为和,高为,
则底面周长为,长方形的宽为.
蚂蚁从点经过个侧面爬行一圈到达点,
其最短路径是展开后长方形的一条对角线,
设蚂蚁爬行的最短路径长为,
在这个长方形中,两条直角边分别为和,
则有可得,
因为长度不能为负,所以舍去,得到.
故选:C.
3.如图,透明的圆柱形容器(容器厚度忽略不计)的高为,底面周长为,在容器内壁离容器底部的点处有一饭粒,此时一只蚂蚁正好在容器外壁,且离容器上沿的点处,则蚂蚁吃到饭粒需爬行的最短路径是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了轴对称,勾股定理,圆柱的展开图,两点之间线段最短,熟练掌握轴对称,勾股定理是解题的关键.把圆柱侧面展开,作点关于的对称点,过点作的交的延长线于点,连接交于点,根据两点之间线段最短,可知最短路径为,最后利用勾股定理解答即可.
【详解】解:将圆柱侧面展开,作点关于的对称点,过点作交的延长线于点,连接交于点,如图所示:
,,
蚂蚁吃到饭粒的路径为,此时路径最短,
透明的圆柱形容器(容器厚度忽略不计)的高为,底面周长为,在容器内壁离容器底部的点处有一饭粒,此时一只蚂蚁正好在容器外壁,且离容器上沿的点处,
,,,,
,
,
.
蚂蚁吃到饭粒需爬行的最短路径是.
故选:C.
4.如图,长宽高分别为3、2、1的长方体木块上有一只小虫从顶点出发沿着长方体的外表面爬到顶点,则它爬行的最短路程是 .
【答案】
【分析】本题考查“平面展开﹣最短路径问题”,解题关键是将立体图形根据要求变成平面图形处理.
根据题意,将长方体的盒子按不同方式展开,得到不同的矩形,求出不同矩形的对角线,最短者即为正确答案.
【详解】解:由题意有以下路线
路线一,如图1,
路线二,如图2,
路线三,如图3,
∵,
∴最短距离为.
故答案为:.
5.如图是一个三级台阶,它的每一级的长、宽和高分别为9、3和1,A和B是这个台阶两个相对的端点,A点有一只蚂蚁,想到B点去吃可口的食物.则这只蚂蚁沿着台阶面爬行的最短路程是 .
【答案】15
【分析】本题考查了平面展开﹣最短路径问题,勾股定理应用,用到台阶的平面展开图,根据题意判断出长方形的长和宽是解题的关键.此类题目只需要将其展开便可直观的得出解题思路.将台阶展开得到的是一个矩形,蚂蚁要从B点到A点的最短距离,便是矩形的对角线,利用勾股定理即可解出答案.
【详解】解:将台阶展开,如图,
因为,,
所以,
所以,
所以蚂蚁爬行的最短线路为15.
故答案为:15.
1.如图,一只蚂蚁想从圆柱形水桶外侧的A点爬到内侧的B点寻找食物.已知A点到桶口的距离厘米,B点到桶口的距离厘米,圆弧长15厘米.蚂蚁爬行的最短路程是 厘米.
【答案】39
【分析】本题考查的是最短线路问题的应用,需要用到勾股定理内容,即直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方.
依据题意结合图示可得:图形侧面展开找最短路线,从外侧到内侧,需要上翻,然后两点之间,线段最短,根据勾股定理计算出最短路程.(勾股定理:直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方.)
【详解】解:过B作于E点,如图:
则厘米,厘米,(厘米)
在直角三角形中,
因为
所以厘米
所以蚂蚁爬行是最短路程是39厘米.
2.阅读理解:勾股定理是几何学中的明珠,结合数形结合思想,经常在解决最值问题时起到化腐朽为神奇的作用.
例题:求代数式的最小值.
解决问题时,我们可以如图构造图形,中,,,,则,延长至点D,使,过点D作的垂线,在下方的垂线上截取,连接,,则,由两点之间线段最短可知,最小值即为线段的长,最后过点E作的垂线,垂足为点F,利用勾股定理即可求出的长为15,进而解决问题.
类比如上方法,求的最小值为 .
【答案】10
【分析】借鉴已知解题方法,构造,和,令,,,,则长即为的最小值.
本题考查矩形的性质,线段的最值和勾股定理,利用类比思想,借鉴题目的求解方法是解题的关键.
【详解】解:如图构造图形,中,,,,
则,
延长至点D,使,过点D作的垂线,在下方的垂线上截取,连接,,
则,
由两点之间线段最短可知,最小值即为线段的长,
过点E作的垂线,垂足为点F,
根据勾股定理得,
∴的最小值为10.
故答案为:10.
3.如图,在一个长方形草坪上,放着一根长方体的木块.已知米,米,该木块的较长边与平行,横截面是边长为4米的正方形,一只蚂蚁从点爬过木块到达处需要走的最短路程是 米.
【答案】17
【分析】本题考查了平面展开最短路线问题,两点之间线段最短,将木块表面展开,根据两点之间线段最短结合勾股定理即可求解,熟练掌握勾股定理得应用是解题的关键.
【详解】解:如图,将木块展开,即为所求,
则(米,米,
在中,(米.
最短路径为17米.
故答案为:17.
4.如图①,在中,若,,求边上的中线的取值范围.
【问题解决】
(1)解决此问题可以用如下方法:延长到点,使,再连接(或将绕着点逆时针旋转得到,把、,集中在中,利用三角形三边的关系即可判断.由此得出中线的取值范围是________;
【应用】
(2)如图②,在中,点为边的中点,已知,,,求的长;
【拓展】
(3)如图③,在中,,点是边的中点,点在边上,过点作交边于点N,连接.已知,,则的长为________.
【答案】(1)(2) (3)
【分析】(1)根据,得到,利用三角形三边关系定理解答即可.
(2)延长到点G;使,连接.证明,
得到,,,根据勾股定理的逆定理,证明.根据勾股定理解答即可.
(3)延长到点Q;使,连接,先证明,再证明,得到直角三角形,利用勾股定理,线段垂直平分线解答即可得证.
本题考查了中线的应用,三角形全等的判定和性质,平行线的判定和性质,勾股定理,勾股定理的逆定理,熟练掌握判定,性质和定理是解题的关键.
【详解】(1)解:延长到点E;使,连接.
∵是边上的中线,
∴,
∵,
∴,
∴.
∵,
∴,
∵,,
∴
故.
故答案为:.
(2)解:延长到点G;使,连接.
∵是边上的中线,
∴,
∵,
∴,
∴,.
∵,,,
∴,,
∵.
∴.
∴,
故.
(3)解:延长到点Q;使,连接.
∵点D是的中点,,
∴,直线是线段的垂直平分线,
∴,
∵,
∴,
∴,.
∴,
∵
∴,
∵,,
∴
∴.
故答案为:.
5.如图,已知在中,,的面积是12,于点,点在直线上,且在点的左侧,,动点从点出发;以每秒1个单位长度的速度从点沿射线运动,设运动的时间为(秒),回答下列问题.
(1)直接写出线段__________;
(2)用含的代数式表示线段的长;
(3)在上取点,使,连接,当与全等时,求的值;
(4)在点运动的过程中,当是以为腰的等腰三角形时,直接写出的值.
【答案】(1)3
(2)当时,;当时,
(3)或2
(4)或4或14
【分析】(1)根据勾股定理和等腰三角形的性质,求出结果即可;
(2)根据点的运动速度和运动时间,分两种情况求出线段的长即可;
(3)分两种情况:当点在点左侧,时,点在点右侧,时,分别列出方程,解方程即可;
(4)分两种情况讨论:,分别求得的长,即可得出结果即可.
【详解】(1)解:∵,,,
∴,,
∴;
∵,
∴;
故答案为:.
(2)解:∵动点从点出发,以每秒1个单位长度的速度从点沿射线运动,运动的时间为秒,
∴当时,;
当时,;
(3)解:∵,
∴,
∵,
∴,
当点P在点D左侧时,时,,
∴,
解得:;
当点P在点D右侧时,时,,
∴,
解得:;
综上分析可知:或时,与全等;
(4)解:当时,点与点重合,
∴
当时,
①当在点的左侧时,
∴
②当在点的右侧时,
∴
综上所述,当是以为腰的等腰三角形时,或4或14
【点睛】本题主要考查了等腰三角形的性质,勾股定理,三角形全等的判定和性质,列代数式,一元一次方程的应用,解题的关键是熟练掌握相关的判定和性质,注意进行分类讨论.
6.如图,在中,,,若点是延长线上一点,连接,以为腰作等腰直角,且,,连接.
(1)求证:≌;
(2)试说明:;
(3)如图,当点是延长线上一点改成点是直线上一点,其它条件不变,连接,若,,请直接写出的值.
【答案】(1)见解析;
(2)见解析;
(3)或.
【分析】本题是三角形综合题,考查了全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的性质、勾股定理以及分类讨论等知识,熟练掌握等腰直角三角形的性质,证明三角形全等是解题的关键.
(1)证 ,即可得出结论;
(2)由等腰直角三角形的性质,,则,再由全等三角形的性质得,,则,然后由勾股定理即可解决问题;
(3)分两种情况,①点在延长线上时,过点作于点,由等腰三角形的性质得,再由(2)可知,,,再由勾股定理求出的长即可;
②点在延长线上时,过点作于点,由等腰直角三角形的性质得,同(2)得 ,则;即可得出结论.
【详解】(1)证明:,,
,
,
即,
是等腰直角三角形,且,
,
在和中,
,
;
(2)解:,,是等腰直角三角形,且,
,,
,
由(1)可知,≌,
,,
,
,
,
;
(3)解:和是等腰直角三角形,,,
,,
,,,
分两种情况:
①如图,点在延长线上时,过点作于点,
,
,
,
,
,
由(2)可知,,,
;
②如图,点在延长线上时,过点作于点,
,
,
,
,
,
,
同(2)得: ,
;
综上所述,的值为或.
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