内容正文:
第04讲 直角三角形
考点1:直角三角形角的性质与判定
考点2:命题与逆命题
考点3:定理与互逆定理
考点4:直角三角形全等的HL定理
重点:
(1)直角三角形角的性质与判定的应用
(2)逆命题的书写与真假判断
难点:
(1)互逆命题与互逆定理的辨析
(2)直角三角形相关定理的综合证明
知识点1:直角三角形的性质与判定
性质:
(1)直角三角形两条直角边的平方和等于斜边的平方;
(2)在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半;
(3)在直角三角形中,斜边上的中线等于斜边的一半。
(4)两个锐角互余。
判定:
(1)有一个角是90的三角形是直角三角形。
(2)有两个角互余的三角形是直角三角形。
(3)若三角形三边长a,b,c满足 a²+b²=c²(c为最长边),则该三角形是直角三角形。
【题型1 直角三角形的两个锐角互余】
【典例5】如图,在中,,于点D,平分,交于点E.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【变式1】如图,在中,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【变式2】如图,在中,,点在边上,将沿折叠,使点恰好落在边上的点处.若,则( )
A. B. C. D.
【变式3】将一副三角板按照如图方式摆放,则的度数为( )
A. B. C. D.
【题型2 直角三角形的判定】
【典例2】在中,的对边分别是,则下列条件中不能说明是直角三角形的是( )
A. B.
C. D.
【变式1】下列条件不能判定是直角三角形的是( )
A. B.
C. D.,
【变式2】在中,,,的对边分别是a,b,c,下列条件:
①;
②;
③,,;
④,其中可以判定是直角三角形的有 个.
知识点2:命题与逆命题
1. 逆命题定义:将原命题的条件与结论互换,得到的新命题就是原命题的逆命题。
→ 示例:原命题 “直角三角形的两个锐角互余”,逆命题为 “两个锐角互余的三角形是直角三角形”。
2.互逆命题:若两个命题的条件和结论恰好互相交换,则这两个命题为互逆命题(其中一个是原命题,另一个是逆命题)。
【注意】原命题为真,逆命题不一定为真(需单独判断真假)。
知识点3:定理与互逆定理
1.定理的概念:经过证明为真命题的命题叫做定理。
2.互逆定理定义:如果一个定理的逆命题经过证明也是真命题,那么这两个定理叫做互逆定理(其中一个是另一个的逆定理)。→ 示例:“直角三角形的两个锐角互余” 与 “两个锐角互余的三角形是直角三角形” 是互逆定理;“勾股定理” 与 “勾股定理的逆定理” 也是互逆定理。
【注意】不是所有定理都有逆定理(如 “对顶角相等” 的逆命题是假命题,故无逆定理)
【题型3 写出命题的逆命题】
【典例3】命题“如果|x|=|y|,那么x2=y2”的逆命题是( )
A.如果|x|≠|y|,那么x2≠y2 B.如果|x|=|y|,那么x2≠y2
C.如果x2=y2,那么|x|=|y| D.如果x2≠y2,那么|x|≠|y|
【变式1】“等腰三角形的两个底角相等”的逆命题是( )
A.在同一个三角形中,等边对等角
B.两个底角相等的三角形是等腰三角形
C.如果一个三角形有两个角相等,那么这个三角形是等腰三角形
D.如果一个三角形有两条边相等,那么这个三角形是等腰三角形
【变式2】命题“若,则或.”的逆命题为 .
【变式3】写出“如果,那么”的逆命题. .
【题型4 互逆定理】
【典例4】下列定理中,没有逆定理的是( )
A.两直线平行,同位角相等 B.三个角都相等的三角形是等边三角形
C.全等三角形的对应角相等 D.等角对等边
【变式1】下列定理中,有逆定理的是( )
A.对顶角相等
B.全等三角形的对应角相等
C.两个全等三角形的面积相等
D.平面内,线段的垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等
【变式2】定理“如果两个三角形全等,那么它们的三条边对应相等”的逆定理是( )
A.如果两个三角形的三条边对应相等,那么这两个三角形全等
B.对应角相等的两个三角形全等
C.对应边不相等的两个三角形不全等
D.全等三角形的对应边相等
【变式3】关于定理和逆定理,下列说法正确的是( )
A.定理的逆命题一定是定理 B.定理的逆命题如果正确,就是逆定理
C.每个真命题都有逆定理 D.所有定理都有逆定理
知识点4:直角三角形的判定(直角边、斜边)
斜边和一条直角边分别相等的两个直角三角形全等(简写成"斜边、直角边"或"HL")。
注意:用“HL”证明两个直角三角形全等,书写时两个三角形符号前面要加上“Rt”。
【题型5 利用(HL)判定直角三角形全等】
【典例5】如图,已知,求证:.
【变式1】如图,,,求证:.
【变式2】如图所示,是的中线,,,垂足分别为F,E,.求证:.
【变式3】已知:如图,,D为上一点,连接相交于F,,求证:.
1.直角中,,则另一个锐角的度数为( )
A. B. C. D.
2.定理“直角三角形的两直角边的平方和等于斜边的平方”的逆定理是( )
A.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
B.直角三角形的边长满足勾股关系
C.不满足勾股关系的三角形不是直角三角形
D.勾股定理的逆定理
3.在中,,则是( )
A.等边三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.等腰三角形
4.如图,,,垂足分别为,.已知,,则( )
A. B. C. D.
5.已知命题“如果,那么”,则该命题的逆命题是( )
A.如果,那么 B.如果,那么
C.如果,那么 D.如果,那么
6.如图,在和中,若,,,且边始终在直线上方,则下列结论中错误的是( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
7.在中,,,则的度数为 .
8.定理“如果,那么”的逆定理是: .
9.如图,在中,,沿翻折使得点A与点B重合,若,则 .
10.如图,在中,,,的平分线交于点,若,则的长是 .
11.如图,在中,,,,于点,是斜边的中点,则线段的长为 .
12.如图所示,在中,.
求证:是直角三角形.
13.如图,点在同一条直线上,,,,
(1)求证:;
(2)若,,求的长.
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第04讲 直角三角形
考点1:直角三角形角的性质与判定
考点2:命题与逆命题
考点3:定理与互逆定理
考点4:直角三角形全等的HL定理
重点:
(1)直角三角形角的性质与判定的应用
(2)逆命题的书写与真假判断
难点:
(1)互逆命题与互逆定理的辨析
(2)直角三角形相关定理的综合证明
知识点1:直角三角形的性质与判定
性质:
(1)直角三角形两条直角边的平方和等于斜边的平方;
(2)在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半;
(3)在直角三角形中,斜边上的中线等于斜边的一半。
(4)两个锐角互余。
判定:
(1)有一个角是90的三角形是直角三角形。
(2)有两个角互余的三角形是直角三角形。
(3)若三角形三边长a,b,c满足 a²+b²=c²(c为最长边),则该三角形是直角三角形。
【题型1 直角三角形的两个锐角互余】
【典例5】如图,在中,,于点D,平分,交于点E.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查的是直角三角形的性质,先根据直角三角形的性质求出,再根据角平分线的定义求出,根据直角三角形的性质计算即可.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
在中,,,
∴,
故选:C.
【变式1】如图,在中,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了直角三角形两个锐角互余,掌握直角三角形两个锐角互余是解题的关键.
根据直角三角形两个锐角互余即可求解.
【详解】解:∵中,,
,
故选:B.
【变式2】如图,在中,,点在边上,将沿折叠,使点恰好落在边上的点处.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了折叠的性质、直角三角形的性质、三角形外角的性质,熟练掌握相关知识点是解题的关键.根据折叠的性质可得,,结合得到,再利用三角形外角的性质得到,即可得出答案.
【详解】解:由折叠的性质得,,,
又,
,
,
,
.
故选:C.
【变式3】将一副三角板按照如图方式摆放,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了直角三角形的性质,三角形内角和定理,对顶角的定义,熟练掌握相关知识点是解题的关键.
根据自己三角形的性质求出,,根据三角形内角和定理求出,得到,即可得到答案.
【详解】解:根据题意得,,
,
,
故选:B.
【题型2 直角三角形的判定】
【典例2】在中,的对边分别是,则下列条件中不能说明是直角三角形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了直角三角形的判定,熟练掌握勾股定理逆定理、三角形内角和定理、三角形三边关系是解题的关键
根据勾股定理逆定理、三角形内角和定理、三角形三边关系分析各选项是否满足直角三角形的条件即可.
【详解】解:分析各选项如下:
选项A、∵展开得即符合勾股定理逆定理,故是直角三角形;
选项B、∵
∴.
又∵三角形内角和为,
∴,故是直角三角形;
选项C、设,
则,不能构成三角形,故该选项符合题意;
选项D、设则.
∵,
∴,解得,则,故是直角三角形.
故选:C.
【变式1】下列条件不能判定是直角三角形的是( )
A. B.
C. D.,
【答案】C
【分析】本题考查了直角三角形的判定,三角形的内角和,根据三角形内角和定理,直角三角形的判定逐项判断即可,掌握三角形内角和定理及直角三角形的定义是解题的关键.
【详解】、由题意可设三角形的三个内角度数分别为、、,
∴,
∴,故三角形三个内角的度数分别为、、,
∴此选项中是直角三角形,不符合题意;
、∵,
∴,
∴,
∴此选项中是直角三角形,不符合题意;
、设,,(为正数),
∵,
∵,
∴,
∴,,,
∴此选项中不是直角三角形,符合题意;
、∵,,
∴,
∴此选项中是直角三角形,不符合题意;
故选:.
【变式2】在中,,,的对边分别是a,b,c,下列条件:
①;
②;
③,,;
④,其中可以判定是直角三角形的有 个.
【答案】2
【分析】本题主要考查了直角三角形的判定,对于①④,求出各内角的度数,判断即可;对于②③,根据勾股定理逆定理判断即可.
【详解】∵,,
∴,
∴是直角三角形,
则①正确;
∵,
∴,
即,
∴是直角三角形,
则②正确;
∵,,,
∴,
∴不是直角三角形.
则③不正确;
设,根据三角形内角和定理,得
,
解得,
∴,,,
∴不是直角三角形.
则④不正确.
正确的有2个.
故答案为:2.
知识点2:命题与逆命题
1. 逆命题定义:将原命题的条件与结论互换,得到的新命题就是原命题的逆命题
→ 示例:原命题 “直角三角形的两个锐角互余”,逆命题为 “两个锐角互余的三角形是直角三角形”。
2.互逆命题:若两个命题的条件和结论恰好互相交换,则这两个命题为互逆命题(其中一个是原命题,另一个是逆命题)。
【注意】原命题为真,逆命题不一定为真(需单独判断真假)。
知识点3:定理与互逆定理
1.定理的概念:经过证明为真命题的命题叫做定理。
2.互逆定理定义:如果一个定理的逆命题经过证明也是真命题,那么这两个定理叫做互逆定理(其中一个是另一个的逆定理)。
→ 示例:“直角三角形的两个锐角互余” 与 “两个锐角互余的三角形是直角三角形” 是互逆定理;“勾股定理” 与 “勾股定理的逆定理” 也是互逆定理。
【注意】不是所有定理都有逆定理(如 “对顶角相等” 的逆命题是假命题,故无逆定理)
【题型3 写出命题的逆命题】
【典例3】命题“如果|x|=|y|,那么x2=y2”的逆命题是( )
A.如果|x|≠|y|,那么x2≠y2 B.如果|x|=|y|,那么x2≠y2
C.如果x2=y2,那么|x|=|y| D.如果x2≠y2,那么|x|≠|y|
【答案】C
【分析】交换题设和结论,即可得到答案.
【详解】解:“如果|x|=|y|,那么x2=y2”的逆命题是:如果x2=y2,那么|x|=|y|,
故选:C.
【点睛】本题考查命题与定理,解题的关键是掌握求一个命题的逆命题,就是交换原命题的题设与结论.
【变式1】“等腰三角形的两个底角相等”的逆命题是( )
A.在同一个三角形中,等边对等角
B.两个底角相等的三角形是等腰三角形
C.如果一个三角形有两个角相等,那么这个三角形是等腰三角形
D.如果一个三角形有两条边相等,那么这个三角形是等腰三角形
【答案】C
【分析】本题主要考查了求一个命题的逆命题,逆命题是将原命题的题设和结论互换,原命题题设为“三角形是等腰三角形”,结论为“两个底角相等”,故逆命题为“如果一个三角形有两个角相等,那么这个三角形是等腰三角形”.
【详解】解:“等腰三角形的两个底角相等”的逆命题是如果一个三角形有两个角相等,那么这个三角形是等腰三角形,
而B选项中,说的是两个底角相等,则前提是该三角形已经是等腰三角形,
故选:C.
【变式2】命题“若,则或.”的逆命题为 .
【答案】若或,则
【分析】本题考查了命题和逆命题,将原命题的条件和结论互换即可求解,找出原命题的条件和结论是解题的关键.
【详解】解:命题“若,则或.”的逆命题为“若或,则”,
故答案为:若或,则.
【变式3】写出“如果,那么”的逆命题. .
【答案】如果,那么
【分析】本题考查写出逆命题,根据逆命题的定义,将原命题的题设和结论互换即可.
【详解】解:原命题的题设是“”,结论是“”,互换后得到逆命题“如果 ,那么 ”.
故答案为:如果 ,那么 .
【题型4 互逆定理】
【典例4】下列定理中,没有逆定理的是( )
A.两直线平行,同位角相等 B.三个角都相等的三角形是等边三角形
C.全等三角形的对应角相等 D.等角对等边
【答案】C
【分析】本题考查了命题与定理的知识,解题的关键在于判断其逆命题的真假.
分别写出各选项中定理的逆命题,再判断真假即可.
【详解】解:选项A:逆命题为“同位角相等,两直线平行”,是真命题,故A有逆定理,不符合题意要求;
选项B:逆命题为“等边三角形的三个角都相等” ,是真命题,故B有逆定理,不符合题意要求;
选项C:逆命题为“对应角相等的两个三角形全等”,是假命题,故C没有逆定理,符合题意要求;
选项D:逆命题为“等边对等角”,是真命题,故D有逆定理,不符合题意要求;
故选:C.
【变式1】下列定理中,有逆定理的是( )
A.对顶角相等
B.全等三角形的对应角相等
C.两个全等三角形的面积相等
D.平面内,线段的垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等
【答案】D
【分析】本题考查逆定理的定义;判断每个定理的逆命题是否成立,若成立则有逆定理.
【详解】解:A、其逆命题为“相等的角是对顶角”,可举“等腰三角形的两个底角相等,但不是对顶角”,作为反例,所以逆命题不成立,无逆定理,故A不符合题意;
B、其逆命题为“对应角相等的两个三角形是全等三角形”,可举“大小不一样的等边三角形所有的角都相等,但不是全等三角形”,作为反例,所以逆命题不成立,无逆定理,故B不符合题意;
C、其逆命题为“面积相等的两个三角形是全等三角形”,可举“面积相同,但形状不一样的两个三角形”,作为反例,所以逆命题不成立,无逆定理,故C不符合题意;
D、其逆命题为“到线段两端点距离相等的点在线段的垂直平分线上”,逆命题成立,有逆定理,故D符合题意.
故选:D.
【变式2】定理“如果两个三角形全等,那么它们的三条边对应相等”的逆定理是( )
A.如果两个三角形的三条边对应相等,那么这两个三角形全等
B.对应角相等的两个三角形全等
C.对应边不相等的两个三角形不全等
D.全等三角形的对应边相等
【答案】A
【分析】本题考查互逆定理.
将原定理的题设和结论互换,判断逆命题的真假,若逆命题为真命题,即为原定理的逆定理.
【详解】解:“如果两个三角形全等,那么它们的三条边对应相等”的逆命题为“如果两个三角形的三条边对应相等,那么这两个三角形全等”,
∵“如果两个三角形的三条边对应相等,那么这两个三角形全等”是真命题,
∴定理“如果两个三角形全等,那么它们的三条边对应相等”的逆定理是“如果两个三角形的三条边对应相等,那么这两个三角形全等”.
故选:A.
【变式3】关于定理和逆定理,下列说法正确的是( )
A.定理的逆命题一定是定理
B.定理的逆命题如果正确,就是逆定理
C.每个真命题都有逆定理
D.所有定理都有逆定理
【答案】B
【分析】本题考查定理与逆定理的概念.定理的逆命题不一定为真,因此不一定是定理;只有逆命题为真时,才是逆定理.
【详解】解:∵定理的逆命题不一定为真,∴ A错误;
∵定理的逆命题如果为真,就是逆定理,∴ B正确;
∵真命题的逆命题不一定为真,∴ 不一定有逆定理,∴ C错误;
∵并不是所有的定理都有逆定理,∴ D错误,
故选B.
知识点4:直角三角形的判定(直角边、斜边)
斜边和一条直角边分别相等的两个直角三角形全等(简写成"斜边、直角边"或"HL")。
注意:用“HL”证明两个直角三角形全等,书写时两个三角形符号前面要加上“Rt”。
【题型5 利用(HL)判定直角三角形全等】
【典例5】如图,已知,求证:.
【答案】证明见解析
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定,直接根据即可证明.
【详解】解:在和中,
,
∴.
【变式1】如图,,,求证:.
【答案】见解析
【分析】根据直角三角形定理,即可求解,
本题考查了,直角三角形定理,解题的关键是:熟练掌握应用定理证明三角形全等.
【详解】证明:,
和都是直角三角形.
在和中,
,
.
【变式2】如图所示,是的中线,,,垂足分别为F,E,.求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定定理--,熟记定理内容是解题关键.
【详解】证明:∵是的中线,
∴
∵,,
∴
∵
∴
【变式3】已知:如图,,D为上一点,连接相交于F,,求证:.
【答案】见解析
【分析】此题考查的是全等三角形的判定,掌握利用判定两个三角形全等是解决此题的关键.
【详解】证明:∵
∴,
在和中,
,
∴.
1.直角中,,则另一个锐角的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】此题考查了直角三角形两个锐角互余,根据直角三角形两个锐角互余求解即可.
【详解】解:直角中,,
∴另一个锐角的度数为.
故选:B.
2.定理“直角三角形的两直角边的平方和等于斜边的平方”的逆定理是( )
A.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
B.直角三角形的边长满足勾股关系
C.不满足勾股关系的三角形不是直角三角形
D.勾股定理的逆定理
【答案】A
【分析】本题考查了逆定理.勾股定理的逆定理是判断三角形是否为直角三角形的定理,即如果一个三角形的两边的平方和等于第三边的平方,则该三角形是直角三角形.
【详解】解: 勾股定理的逆定理是: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.
选项A正确描述了该逆定理.
选项B描述的是勾股定理本身,不是逆定理.
选项C是原定理的逆否命题,与原定理等价,不是逆定理.
选项D没有具体描述内容.
故选:A.
3.在中,,则是( )
A.等边三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.等腰三角形
【答案】B
【分析】本题考查直角三角形的判定.
由三角形的内角和定理,结合已知可得,即可求解.
【详解】解:∵在中,,
∴,,
∴,
∴,
∴,,
∴是直角三角形.
故选:B.
4.如图,,,垂足分别为,.已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了全等三角形的性质,直角三角形的两个锐角互余,依据直角三角形两锐角互余,即可得到的度数,再根据全等三角形的对应角相等,即可得到结论,熟记性质并准确识图判断出对应角是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
故选:.
5.已知命题“如果,那么”,则该命题的逆命题是( )
A.如果,那么 B.如果,那么
C.如果,那么 D.如果,那么
【答案】B
【分析】本题主要考查了求一个命题的逆命题,把原命题的题设和结论互换即可得到原命题的逆命题.
【详解】解:命题“如果,那么”的逆命题是如果,那么,
故选:B.
6.如图,在和中,若,,,且边始终在直线上方,则下列结论中错误的是( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【分析】此题考查了直角三角形两锐角互余,平行线的性质等知识,根据直角三角形两锐角互余,平行线的性质逐项求解判断即可.
【详解】A.∵
∴
∴,故A正确;
B. ,故B正确;
C.∵,
∴
∵
∴
∴,故C正确;
D. ∵,
∴故D错误;
故选:D.
7.在中,,,则的度数为 .
【答案】/72度
【分析】本题考查直角三角形两锐角互余.在直角三角形中,已知,则与互余,再根据角度比例关系求解.
【详解】解:∵在中,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
故答案为:.
8.定理“如果,那么”的逆定理是: .
【答案】
如果 ,那么
【分析】本题考查互逆定理.
将原定理的题设和结论互换得到逆命题,如果一个定理的逆命题是真命题,则该逆命题为原定理的逆定理.
【详解】解:“如果,那么”的逆命题为“如果,那么”,
∵“如果,那么”是真命题,
∴定理“如果,那么”的逆定理是“如果,那么”.
故答案为:如果,那么.
9.如图,在中,,沿翻折使得点A与点B重合,若,则 .
【答案】32°
【分析】本题考查了折叠问题和三角形内角和与外角的性质,解题关键是明确翻折角相等的性质,熟练运用三角形内角和解决问题;求出的度数,再根据翻折及三角形外角的性质求解即可.
【详解】解:∵,,
∴,
由翻折可得,.
故答案为:.
10.如图,在中,,,的平分线交于点,若,则的长是 .
【答案】6
【分析】本题考查含角的直角三角形,等角对等边,直角三角形两锐角互余,首先求出,然后结合角平分线得到,根据角所对直角边是斜边的一半和等角对等边得到.
【详解】解:∵,,
∴,
∵平分,
∴,
∴.
故答案为:6.
11.如图,在中,,,,于点,是斜边的中点,则线段的长为 .
【答案】
【分析】本题考查的是直角三角形斜边上的中线的性质、等腰直角三角形的性质.二次根式,根据直角三角形的性质求出,根据直角三角形斜边上的中线的性质得到,根据等腰三角形的性质得到,根据三角形的外角性质求出,根据等腰直角三角形的性质求出.
【详解】解:在中,,,
则,
在中,,,是斜边的中点,
则,
,
,
,
,
,
故答案为:.
12.如图所示,在中,.
求证:是直角三角形.
【答案】见解析
【分析】本题考查的是直角三角形的性质,可证明.在中,已知,等量代换可证是直角三角形,熟记直角三角形的判定定理是解题的关键.
【详解】证明:,
,
,
,
是直角三角形.
13.如图,点在同一条直线上,,,,
(1)求证:;
(2)若,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了全等三角形的判定、线段的和与差,熟练掌握全等三角形的判定是解题的关键.
(1)利用全等三角形判定定理证明即可;
(2)设,利用线段的和差列出方程,求出的值即可解答.
【详解】(1)证明:∵,,
∴,
∵,
∴,即,
在和中,
,
∴;
(2)解:由(1)得,,
设,
∵,
∴,
解得
∴的长为.
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