第22章 直角三角形 压轴题 复习讲义 2025--2026学年沪教版(五四制)八年级数学上册

2026-01-22
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普通
叶老师工作室
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资源信息

学段 初中
学科 数学
教材版本 初中数学沪教版(五四制)八年级上册
年级 八年级
章节 复习题
类型 教案-讲义
知识点 -
使用场景 同步教学-单元练习
学年 2026-2027
地区(省份) 上海市
地区(市) 上海市
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 4.04 MB
发布时间 2026-01-22
更新时间 2026-04-01
作者 叶老师工作室
品牌系列 -
审核时间 2026-01-22
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来源 学科网

摘要:

该初中数学讲义通过“常考题型-填空压轴-综合压轴”三级分类构建直角三角形知识体系,梳理全等证明、性质应用、动态几何等核心内容,以典型例题串联中点、旋转、翻折等高频考点,呈现知识内在逻辑与重难点分布。 讲义亮点在于分层练习设计,如第1题全等证明结合中点性质,第19题等腰直角三角形旋转探究数量关系,培养推理意识与几何直观。课后练习匹配不同难度,基础题巩固方法,压轴题提升创新思维,助力教师精准教学,学生自主复习有方向。

内容正文:

沪教版新 数学8年级上直角三角形压轴题 复习培优讲义 一.直角三角形常考题(共7小题) 1.(2024秋•青浦区校级期末)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,CB=2,点D是AB的中点,点E在AC上,点E、D、F一条直线上,且ED=FD. (1)求证:FB⊥CB; (2)联结CD,若CD⊥EF,求CE的长. 2.(2024秋•徐汇区校级期末)如图,D为△ABC外一点,DG为BC的垂直平分线,分别过点D作DE⊥AB,DF⊥AC,垂足分别为点E,F,且BE=CF. (1)求证:AD为∠CAB的角平分线; (2)若AB=8,AC=6,求AE的长. 3.(2024秋•静安区校级期末)如图,在△ABC中,∠ACB=45°,AD⊥BC,垂足为点D,G是AD上一点,且BD=DG.联结CG,点E、F分别是AB、CG的中点,求证:DE=DF. 4.(2024秋•浦东新区校级期末)如图,在△ABC中,AD是BC边上的高,CE是AB边上的中线,CD=AE. (1)求证:点D在线段CE的垂直平分线上. (2)①当点D是BC的中点时,求∠B; ②当CD=5,BD=6,求CE. 5.(2024秋•长宁区校级期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,点D、E分别在边AB、BC上,AC=AD,DF⊥AB,AE=AF,且EF⊥BC. (1)求证:CE=DF; (2)联结CF,如果∠ACF=∠ABF.求证:点F在BC的垂直平分线上. 6.(2024秋•静安区校级期末)已知:如图,点E在BC上,∠B=∠C=90°,AB=CE,EF垂直平分线段AD. (1)求证:AE⊥DE; (2)联结BF、CF,求证:△BFC是等腰直角三角形. 7.(2024秋•长宁区期末)如图,在等边△ABC中,点D,E分别在边BC,AC上,且AE=CD,BE与AD相交于点P,BQ⊥AD于点Q. (1)求证:△ABE≌△CAD; (2)求∠PBQ的度数. 二.填空压轴题(共10小题) 8.(2024秋•静安区校级期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,,BC=3,将△ABC绕着点C顺时针旋转x°(0<x≤180)得到△DEC,其中点A、B的对应点分别为点D、E,联结BD,当∠BCE=2∠ACE时,BD的长是     . 9.(2024秋•静安区校级期末)在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=15°,AB=6(如图),点D是AB的中点,将△ACD沿直线CD翻折后点A落在点E,那么BE的长为     . 10.(2024秋•长宁区校级期末)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AB=5,AC=4,点D、E分别在AC、AB上,AD=DE,联结CE,如果在△DCE与△BCE中,一个为等腰三角形,另一个为直角三角形,那么AD的长为    . 11.(2024秋•嘉定区校级期末)如图,在△ABC中,AB=BC=4,AO=BO,P是射线CO上的一个动点,∠AOC=60°,则当△PAB为直角三角形时,AP的长为     . 12.(2024秋•浦东新区期末)如图,在四边形ABCD中,∠ABC=∠ADC=90°,分别以四边形ABCD的四条边为斜边,向外作四个等腰直角三角形,记阴影部分面积分别为S1,S2,S3和S4,若S1=8,S2=3,S3=16,则S4的值是     . 13.(2024秋•浦东新区校级期末)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=40°,AC=2,BC=3,点D在边BC上,将△ABC沿直线AD翻折,使点C落在点C′处,连接AC′,直线AC′与边CB的延长线相交于点F,如果∠DAB∠BAF,那么线段BF的长为     . 14.(2024秋•崇明区期末)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=BC,AB=4,D是AB的中点,点E、F分别在AC、BC上运动(点E不与点A、C重合),且始终保持∠EDF=90°,则AE+BF=     . 15.(2024秋•浦东新区期末)在△ABC中,∠B=90°,∠A=60°,AC=12,点D在边AB上,且AD=2DB,线段AD绕点D顺时针旋转α°(0°<α<180°)后,点A旋转至点E,如果点E恰好落在△ABC的边上,求AE长度为    . 16.(2024秋•静安区校级期末)如图,在△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,AC=4,点P为AB上一点,将线段PB绕点P顺时针旋转得线段PQ,点Q在射线BC上,当PQ的垂直平分线MN经过△ABC一边中点时,PB的长为     . 17. (2024秋•青浦区校级期末)我们规定:在四边形ABCD中,O是边BC上的一点,如果△OAB与△OCD全等,那么点O叫做该四边形的“等形点”.如果在四边形EFGH中,∠EFG=90°,EF∥GH,EF=5,FG=17,如果该四边形的“等形点”在边FG上,那么四边形EFGH的面积是     . 三.直角三角形压轴题(共8小题) 18.(2024秋•浦东新区校级期末)如图,△ABC中,∠C=45°,点D在AC边上,DE⊥AB,垂足为E,点G在BC上,且∠DGC=30°,DG=2DE.求证:BE+DE=BC. 19.(2024秋•徐汇区校级期末)已知,如图:△ABC是等腰直角三角形,动点P在斜边AB所在的直线上,以PC为直角边作等腰直角三角形PCQ,其中∠PCQ=90°,探究并解决下列问题: (1)如图①,若点P在线段AB上,且AC=5,,则: ①线段AB=     ,PB=     ; ②猜想PA2,PB2,PQ2三者之间的数量关系为     ; (2)如图②,若点P在AB的延长线上,在(1)中所猜想的结论仍然成立,请你给出证明过程; (3)若动点满足PA:PB=1:3,求PC:AC的值. 20.(2024秋•静安区校级期末)如图,已知锐角△ABC中CD、BE分别是AB、AC边上的高,M、N分别是线段BC、DE的中点.求证: (1)MN⊥DE. (2)若∠A=60°,求证:△DME是等边三角形 21.(2024秋•静安区校级期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,AC=3.将一块直角三角板中30°角的顶点D放在AB边上移动,使30°角的两边分别与△ABC的边AC、BC相交于点E、F,且使DE始终与AB垂直. (1)如图1,当点F与点C重合时,求CD的长; (2)如图2,设AD=x,BF=y,求y关于x的函数解析式,并写出定义域; (3)如图2,联接EF,若△DEF是直角三角形,求AD的长. 22.(2024秋•长宁区校级期末)在△ABC中,点D是边BC的中点,点E、F分别在边AB、AC上,且DE⊥DF,联结EF. (1)如图1,△ABC是等腰直角三角形,∠A=90°,AB=AC,求证:∠DEF=45°; (2)如图2,△ABC是等边三角形,DE=DF,求证:AE=AF; (3)如图3,∠A=45°,BE=1,EF=5,请直接写出CF的长度:    (无需写出过程). 23.(2024秋•嘉定区校级期末)【背景介绍】勾股定理是几何学中的明珠,充满着魅力,千百年来,人们对它的证明精彩纷呈,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者,向常春在1994年构造发现了一个新的证法. 【小试牛刀】(1)把两个全等的直角三角形如图1放置,∠DAB=∠B=90°,已知AB=AD=a,AE=BC=b,DE=AC=c,AC⊥DE,试证明a2+b2=c2. 【知识运用】 (2)如图2,铁路上A,B两点(看作直线上的两点)相距24千米,C,D为两个村庄(看作两个点),AD⊥AB,BC⊥AB,垂足分别为A、B,AD=23千米,BC=16千米,则两个村庄的距离为    千米(直接填空); (3)在(2)的背景下,要在AB上建造一个供应站P,使得PC=PD,求AP的长. (4)【知识迁移】借助上面的思考过程与几何模型,求代数式的最小值    (0<x<16). 24.(2024秋•浦东新区期末)在△ABC中,AB=AC,∠BAC=a,射线AD、AE的夹角为,过点B作BF⊥AD于点F,直线BF交射线AE于点G,联结CG. (1)如图①,射线AD、AE都在∠BAC内部. ①若a=110°,∠CAE=20°,则∠CBG=     °. ②作点B关于直线AD的对称点H,证明GH=GC. ③请直接写出线段BF、FG、CG之间的数量关系:    . (2)如图②,射线AD在∠BAC内部,射线AE在∠BAC外部,其他条件不变,试探究线段BF、FG、CG之间的数量关系,并证明. 25.(2024秋•静安区校级期末)【问题初探】(1)在数学活动课上,李老师给出如下问题:如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,D为BC中点,CE⊥AD于F交AB于点E,连接DE,若CE=2DE.求证:∠DEB=∠AEC. 如图2,小刚同学从条件的角度出发给出如下解题思路:延长ED至点G,使GD=ED,连接CG.将∠DEB与∠AEC之间的数量关系转化为∠G与∠ECG之间的数量关系. 请你根据小刚同学的解题思路,写出证明过程. 【类比分析】(2)李老师发现小刚同学很好地运用了转化思想,根据题中条件转化角.为了帮助学生更好地感悟转化思想,李老师将图1进行变换,提出下面的问题,请你解答. 如图3,在△ABC中,∠ACB=90°,D为BC中点,CE⊥AD于F交AB于点E.连接BF,若BF=AC,求证:AF=2DF. 【学以致用】(3)如图4,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,点D在BC边上,∠BAD=15°,过B作BE⊥AD交AD的延长线于点E,直接写出     . 四.课后练习(共7小题) 1.(2024秋•长宁区期末)已知点D、E分别是等边△ABC边AB、AC上的动点,将△ADE沿直线DE翻折,使点A恰好落在边BC上的点P处,如果△BPD是直角三角形,且BP=2,那么EC的长是     . 2.(2024秋•浦东新区校级期末)如图,等腰直角三角形ABC中,点D在斜边BC上,以AD为直角边作等腰直角三角形ADE. (1)求证:△ABD≌△ACE; (2)当AB=1,AD=DF时,求BD. 3.(2024秋•长宁区期末)已知:如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AB=8,点D是AB边中点,延长CD至点E,使得,联结BE,当时,求∠DBE的度数. 4.(2024秋•浦东新区期末)如图,△ABC中,AD是边BC上的高,CF是边AB上的中线,DC=BF,点E是CF的中点. (1)求证:DE⊥CF; (2)求证:∠B=2∠BCF. 5.(2024秋•崇明区期末)如图,CD为Rt△ABC斜边上的高,∠BAC的平分线分别交CD,CB于点E,F,FG⊥AB,垂足为G. (1)求证:∠CFA=∠AED. (2)若CE=3厘米,BG=4厘米,求BC的长. 6.(2024秋•青浦区校级期末)在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D是平面内一点(不与点A,B,C重合),连接BD,CD,∠BDC=90°,连接AD.将△ADC沿直线AD翻折,得到△ADG,连接CG. (1)如图1,当点D在△ACG的内部,BD交AC于点E,点F是BD上一点,且BF=CD,连接AF. ①求证:△ABF≌△ACD; ①若AD=1,,求点G到直线BC的距离. (2)如图2,当点D在△ACG的外部,且∠CAD=15°时,求AB:DG的值. 7.(2024秋•长宁区期末)已知在△ABC中,AB=AC,点D在线段BC上,点F在射线AD上,连接CF,作BE∥CF交射线AD于E,∠CFA=∠BAC=α. (1)如图1,当α=65°时,∠ABE=15°时,求∠BAE的大小; (2)当α=90°,AB=AC=8时, ①如图2,连接BF,当BF=BA,求CF的长; ②若,求AE的长. 第1页(共1页) 学科网(北京)股份有限公司 $ 沪教版新 数学8年级上直角三角形压轴题 复习培优讲义 参考答案与试题解析 一.直角三角形常考题(共7小题) 1.(2024秋•青浦区校级期末)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,CB=2,点D是AB的中点,点E在AC上,点E、D、F一条直线上,且ED=FD. (1)求证:FB⊥CB; (2)联结CD,若CD⊥EF,求CE的长. 【答案】(1)见解析过程; (2)CE. 【分析】(1)由“SAS”可证△ADE≌△BDF,可得∠A=∠FBD,AE=BF,由余角的性质可得结论; (2)由等腰三角形的性质可得CF=EF,由勾股定理可求解. 【解答】(1)证明:∵D是AB中点, ∴AD=BD, 在△ADE与△BDF中, , ∴△ADE≌△BDF(SAS), ∴∠A=∠FBD,AE=BF, ∵∠ACB=90°, ∴∠A+∠ABC=90°, ∴∠FBD+∠ABC=90°,即∠FBC=90°, ∴FB⊥CB; (2)联结CF, ∵CD⊥EF,ED=FD, ∴CF=EF, 设CE=x,则CF=x,BF=AE=4﹣x, Rt△FBC中,BF2+BC2=CF2, ∴22+(4﹣x)2=x2, ∴x, ∴CE. 2.(2024秋•徐汇区校级期末)如图,D为△ABC外一点,DG为BC的垂直平分线,分别过点D作DE⊥AB,DF⊥AC,垂足分别为点E,F,且BE=CF. (1)求证:AD为∠CAB的角平分线; (2)若AB=8,AC=6,求AE的长. 【答案】(1)证明过程见解答; (2)7. 【分析】(1)连接DC,DB,根据线段垂直平分线的性质得出DC=DB,根据全等三角形的判定定理推出Rt△DEB≌Rt△DFC,根据全等三角形的性质得出DE=DF,根据角平分线性质定理得逆定理即可得解; (2)根据全等三角形的性质得出AE=AF,根据BE=CF求出AB﹣AE=AF﹣AC,推出AB+AC=AE+AF=2AE,再代入求出AE即可. 【解答】(1)证明:连接DC,DB, ∵DG是BC的垂直平分线, ∴DC=DB, ∵DE⊥AB,DF⊥AC, ∴∠DEB=∠DFC=90°, 在Rt△DEB和Rt△DFC中, , ∴Rt△DEB≌Rt△DFC(HL), ∴DE=DF, ∵DE⊥AB,DF⊥AC, ∴AD为∠CAB的角平分线; (2)解:在Rt△AFD和Rt△AED中, , ∴Rt△AFD≌Rt△AED(HL), ∴AE=AF, ∵Rt△DEB≌Rt△DFC, ∴BE=CF, ∴AB﹣AE=AF﹣AC, ∴AB+AC=AE+AF=2AE, ∵AB=8,AC=6, ∴AE=7. 3.(2024秋•静安区校级期末)如图,在△ABC中,∠ACB=45°,AD⊥BC,垂足为点D,G是AD上一点,且BD=DG.联结CG,点E、F分别是AB、CG的中点,求证:DE=DF. 【答案】见解析. 【分析】根据SAS证明△ABD≌△CGD得出AB=CG,再根据直角三角形斜边上的中线的性质即可得出结论. 【解答】证明:∵AD⊥BC, ∴∠ADB=∠CDG=90°, ∵∠ACB=45°, ∴∠CAD=45°, ∴∠CAD=∠ACD, ∴AD=CD, 在Rt△ABD和Rt△CGD中, , ∴△ABD≌△CGD(SAS), ∴AB=CG, 又∵点E、F分别是AB、CG的中点, ∴DE,DF, ∴DE=DF. 4.(2024秋•浦东新区校级期末)如图,在△ABC中,AD是BC边上的高,CE是AB边上的中线,CD=AE. (1)求证:点D在线段CE的垂直平分线上. (2)①当点D是BC的中点时,求∠B; ②当CD=5,BD=6,求CE. 【答案】(1)证明见解答过程; (2)①60°;②. 【分析】(1)连接DE,过点E作ED⊥BD于点H,依题意得ED是Rt△ABD斜边AB上的中线,则ED=AE=BEAB,根据CD=AE得ED=CD,然后根据线段垂直平分线的性质即可得出结论; (2)①根据BD=CD,DE=BE=CD得△BDE是等边三角形,由此可得出∠B的度数; ②由(1)可知ED=BE=CD=5,根据EH⊥BD得BH=DHBD=3,在Rt△EHD中,由勾股定理求出EH=4,进而在Rt△EHC中,由勾股定理求出CE即可. 【解答】(1)证明:连接DE,过点E作EH⊥BD于点H,如图所示: 在△ABC中,AD是BC边上的高, ∴△ABD是直角三角形, ∵CE是AB边上的中线, ∴ED是Rt△ABD斜边AB上的中线, ∴ED=AE=BEAB, ∵CD=AE, ∴ED=CD, ∴点D在线段CE的垂直平分线上; (2)①解:∵点D是BC的中点, ∴BD=CD, 又∵DE=BE=CD, ∴BD=DE=BE, ∴△BDE是等边三角形, ∴∠B=60°; ②解:∵CD=5,BD=6, 由(1)可知:ED=BE=CD=5, ∴△EBD是等腰三角形, 又∵EH⊥BD, ∴BH=DHBD=3, 在Rt△EHD中,由勾股定理得:EH4, 在Rt△EHC中,CH=DH+CD=3+5=8, 由勾股定理得:CE. 5.(2024秋•长宁区校级期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,点D、E分别在边AB、BC上,AC=AD,DF⊥AB,AE=AF,且EF⊥BC. (1)求证:CE=DF; (2)联结CF,如果∠ACF=∠ABF.求证:点F在BC的垂直平分线上. 【答案】(1)证明见解答过程; (2)证明见解答过程. 【分析】(1)利用HL证明Rt△ACE≌Rt△ADF,根据全等三角形的性质即可得证; (2)根据角的和差、直角三角形的性质求出∠BFD=∠ECF,利用ASA证明△FCE≌△BFD,根据全等三角形的性质求出FC=FB,结合EF⊥BC即可得证. 【解答】证明:(1)∵DF⊥AB,∠ACB=90°, ∴△ADF、△ACE是直角三角形, 在Rt△ACE和Rt△ADF中, , ∴Rt△ACE≌Rt△ADF(HL), ∴CE=DF; (2)∵EF⊥BC,⊥AB, ∴∠CEF=90°,∠BDF=90°, ∴∠BFD+∠ABF=90°, 又∵∠ACB=∠ACF+∠ECF=90°,∠ACF=∠ABF, ∴∠BFD=∠ECF, 在△FCE和△BFD中, , ∴△FCE≌△BFD(ASA), ∴FC=FB, 又∵EF⊥BC, ∴点F在BC的垂直平分线上. 6.(2024秋•静安区校级期末)已知:如图,点E在BC上,∠B=∠C=90°,AB=CE,EF垂直平分线段AD. (1)求证:AE⊥DE; (2)联结BF、CF,求证:△BFC是等腰直角三角形. 【答案】(1)见解析; (2)见解析. 【分析】(1)根据全等三角形的判定和性质定理,线段垂直平分线的性质,垂直的定义即可得到结论; (2)根据全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质定理即可得到结论. 【解答】证明:(1)∵EF垂直平分线段AD, ∴EA=ED, 在Rt△ABE和Rt△ECD中, , ∴Rt△ABE≌Rt△ECD(HL), ∴∠BAE=∠CED, ∵∠BAE+∠AEB=90°, ∴∠CED+∠AEB=90°, ∴∠AED=180°﹣(∠CED+∠AEB)=90°, ∴AE⊥DE; (2)延长BF交CD的延长线于G, 由(1)知,Rt△ABE≌Rt△ECD, ∴BE=CD,AB=CE, ∴BC=BE+CE=AB+CD, ∵∠ABC=∠BCD=90°, ∴AB∥CD, ∴∠ABF=∠G, 在△ABF与△DGF中, , ∴△ABF≌△DGF(AAS), ∴DG=AB,BF=FG, ∴CD+DG=CG=BC=AB+CD, ∴△BCG是等腰直角三角形, ∴CF⊥BG,∠CBF=45°, ∴△BCF是等腰直角三角形. 7.(2024秋•长宁区期末)如图,在等边△ABC中,点D,E分别在边BC,AC上,且AE=CD,BE与AD相交于点P,BQ⊥AD于点Q. (1)求证:△ABE≌△CAD; (2)求∠PBQ的度数. 【答案】(1)见解答; (2)30°. 【分析】(1)根据全等三角形的判定定理即可求出答案. (2)根据△ABE≌△CAD,可知∠CAD=∠ABE,由于∠BPQ=∠ABE+∠BAP=∠CAD+∠BAP=∠BAE=60°.从而可知∠PBQ=30°. 【解答】(1)证明:在等边三角形ABC中, , ∴△ABE≌△CAD(SAS); (2)解:∵△ABE≌△CAD, ∴∠CAD=∠ABE, ∴∠BPQ=∠ABE+∠BAP =∠CAD+∠BAP =∠BAE=60°. ∵BQ⊥AD, ∴∠PBQ=30°. 二.填空压轴题(共10小题) 8.(2024秋•静安区校级期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,,BC=3,将△ABC绕着点C顺时针旋转x°(0<x≤180)得到△DEC,其中点A、B的对应点分别为点D、E,联结BD,当∠BCE=2∠ACE时,BD的长是  或  . 【答案】或. 【分析】分两种情形:当CE在∠ACB的内部时,作DF⊥BC,交BC的延长线于F,可求得∠BCE=60°,∠ACE=30°,进而得出∠BCD=∠BCE+∠DCE=150°,进一步得出结果;当CE在∠ACB的外部时,可得出∠BCE=2∠ACE=180°,进一步得出结果. 【解答】解:如图1, 当CE在∠ACB的内部时, 作DF⊥BC,交BC的延长线于F, ∵∠ACB=90°,∠BCE=2∠ACE, ∴∠BCE=60°,∠ACE=30°, ∵△ABC绕着点C顺时针旋转x°得到△DEC, ∴∠DCE=∠ACB=90°,CD=AC=4, ∴∠BCD=∠BCE+∠DCE=150°, ∴∠DCF=180°﹣∠BCD=30°, ∴DFCD=2,CFCD=6, ∴BF=BC+CF=9, ∴BD, 如图2, 当CE在∠ACB的外部时, ∵∠BCE﹣∠ACE=∠ACB, ∴2∠ACE﹣∠ACE=90°, ∴∠ACE=90°, ∴∠BCE=2∠ACE=180°, ∴B、C、E共线, ∵BC=CE, ∴BD=DE=AB, 综上所述:BD或, 故答案为:或. 9.(2024秋•静安区校级期末)在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=15°,AB=6(如图),点D是AB的中点,将△ACD沿直线CD翻折后点A落在点E,那么BE的长为  3  . 【答案】3 【分析】根据直角三角形的性质可得CD=AD=BD=3,推导出△BDE是等腰三角形三角形,作DN⊥BE,进而得到∠BDN=60°,最后利用sin∠BDN,代入数据解答即可. 【解答】解:如图: ∵∠C=90°,AB=6,点D是AB的中点, ∴CD=AD=BDAB=3, ∴∠DCA=∠CAD=15°, ∴∠ADM=30°, 将△ACD沿直线CD翻折后点A落在点E, ∴∠EDM=30°,AD=DE=BD, ∴BDE=120°, ∴△BDE是等腰三角形, 作DN⊥BE于点N,则∠BDN=60°,BNBE, ∴sin∠BDN,即sin60°, ∴BN, ∴BE=2BN=3, 故答案为:3. 10.(2024秋•长宁区校级期末)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AB=5,AC=4,点D、E分别在AC、AB上,AD=DE,联结CE,如果在△DCE与△BCE中,一个为等腰三角形,另一个为直角三角形,那么AD的长为 2或  . 【答案】2或. 【分析】根据由题意可知∠CDE≠90°,△CBE中只有∠CEB可能为90°,进而分类讨论,利用图形性质求解即可. 【解答】解:在Rt△ABC中,BC3, ∵AD=AE, ∴∠A=∠AED, 若∠CDE=90°,则∠ADE=90°, 此时∠A=45°,与题意不符; 在△CEB中,∠BCE<90°,∠B<90°, ∴只有∠CEB可能为90°, ①当△CDE为等腰三角形,且DC=DE时, 此时CD=AD=DE2, ∴∠A=∠AED,∠DCE=∠CED, ∵∠A+∠AED+∠DEC+∠DCE=180°, ∴∠AED+∠DEC=90°, 即∠AEC=90°, ∴∠CEB=90°,即△CEB为直角三角形,符合题意, 故AD=2; ②△CDE为直角三角形,且∠CED=90°,△CEB为等腰三角形,且CE=CB=3, 设AD=x,则DE=x,CD=4﹣x, 在Rt△CDE中,DE2+CE2=CD2, 即x2+32=(4﹣x)2, 解得x, 故AD; 综上,AD的值为2或. 故答案为:2或. 11.(2024秋•嘉定区校级期末)如图,在△ABC中,AB=BC=4,AO=BO,P是射线CO上的一个动点,∠AOC=60°,则当△PAB为直角三角形时,AP的长为  2或2或2  . 【答案】2或2或2 【分析】利用分类讨论,①当∠APB=90°时,情况一:如图1,利用直角三角形斜边的中线等于斜边的一半得出PO=BO,易得△BOP为等边三角形,利用锐角三角函数可得AP的长;易得BP,利用勾股定理可得AP的长;情况二:如图3,利用直角三角形斜边的中线等于斜边的一半可得结论.②当∠ABP=90°时,如图2,由对顶角的性质可得∠AOC=∠BOP=60°,易得∠BPO=30°,易得BP的长,利用勾股定理可得AP的长; 【解答】解:①当∠APB=90°时, 情况一:(如图1), ∵AO=BO, ∴PO=BO, ∵∠AOC=60°, ∴∠BOP=60°, ∴△BOP为等边三角形, ∵AB=BC=4, ∴AP=AB•sin60°=42; 情况二:如图3,∵AO=BO,∠APB=90°, ∴PO=AO, ∵∠AOC=60°, ∴△AOP为等边三角形, ∴AP=AO=2, ②当∠ABP=90°时(如图2), ∵∠AOC=∠BOP=60°, ∴∠BPO=30°, ∴BP2, 在直角三角形ABP中, AP2, 故答案为:2或2或2. 12.(2024秋•浦东新区期末)如图,在四边形ABCD中,∠ABC=∠ADC=90°,分别以四边形ABCD的四条边为斜边,向外作四个等腰直角三角形,记阴影部分面积分别为S1,S2,S3和S4,若S1=8,S2=3,S3=16,则S4的值是  11  . 【答案】11 【分析】连接AC,由勾股定理和等腰直角三角形的性质得AB2+BC2=AC2,AD2+CD2=AC2,S2AB2,S3BC2,S1AD2,S4CD2,则AB2+BC2=AD2+CD2,推出S1+S4=S2+S3,即可解决问题. 【解答】解:如图,连接AC, ∵∠ABC=∠ADC=90°,分别以四边形ABCD的四条边为斜边,向外作四个等腰直角三角形, ∴AB2+BC2=AC2,AD2+CD2=AC2,S2AB2,S3BC2,S1AD2,S4CD2, ∴AB2+BC2=AD2+CD2, ∴S1+S4=S2+S3, ∴S4=3+16﹣8=11, 故答案为:11. 13.(2024秋•浦东新区校级期末)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=40°,AC=2,BC=3,点D在边BC上,将△ABC沿直线AD翻折,使点C落在点C′处,连接AC′,直线AC′与边CB的延长线相交于点F,如果∠DAB∠BAF,那么线段BF的长为  3  . 【答案】3. 【分析】设∠DAB=α,则∠BAF=2α,依据折叠变换即可得到∠CAD=30°,进而得出CD,AD的长;再根据线段的和差关系进行计算,即可得到BF的长. 【解答】解:如图, 设∠DAB=α,则∠BAF=2α, 由折叠可得:∠CAD=∠DAF=3α, ∴∠CAB=4α=40°, ∴α=10°, ∴∠CAD=∠DAF=30°, 又∵∠C=90°, ∴∠ADC=60°, ∴∠F=∠ADC﹣∠CAF=30°, ∴AD=DF, 在Rt△ACD中,AC=2,∠CAD=30°, ∴AD=2CD, 由勾股定理得:(2CD)2=CD2+AC2,即(2CD)2=CD2+(2)2, 解得:CD=2, ∴AD=4=DF, 又∵CB=3, ∴DB=CB﹣CD=3﹣2=1, ∴BF=DF﹣DB=4﹣1=3, 故答案为:3. 14.(2024秋•崇明区期末)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=BC,AB=4,D是AB的中点,点E、F分别在AC、BC上运动(点E不与点A、C重合),且始终保持∠EDF=90°,则AE+BF=  2  . 【答案】2. 【分析】连接CD,由∠ACB=90°,AC=BC,得∠A=∠B=45°,由AB=4,D是AB的中点,得CD=BD=AD=2,∠DCF=∠DCA=45°,CD⊥AB,则∠A=∠CDF,∠ADC=∠BDC=90°,求得BC2,再推导出∠ADE=∠CDF,进而证明△ADE≌△CDF,得AE=CF,则AE+BF=CF+BF=2,于是得到问题的答案. 【解答】解:连接CD, ∵∠ACB=90°,AC=BC, ∴∠A=∠B=45°, ∵AB=4,D是AB的中点, ∴CD=BD=ADAB=2,∠DCF=∠DCA∠ACB=45°,CD⊥AB, ∴∠A=∠CDF,∠ADC=∠BDC=90°, ∴BC2, ∵∠EDF=90°, ∴∠ADE=∠CDF=90°﹣∠CDE, 在△ADE和△CDF中, , ∴△ADE≌△CDF(ASA), ∴AE=CF, ∴AE+BF=CF+BF=BC=2, 故答案为:2. 15.(2024秋•浦东新区期末)在△ABC中,∠B=90°,∠A=60°,AC=12,点D在边AB上,且AD=2DB,线段AD绕点D顺时针旋转α°(0°<α<180°)后,点A旋转至点E,如果点E恰好落在△ABC的边上,求AE长度为 4或4  . 【答案】4或4. 【分析】由∠B=90°,∠BAC=60°,求得∠C=30°,则ABAC=6,由AD=2DB,求得DB=2,AD=4,由旋转得ED=AD=4,再分三种情况讨论,一是点E落在AC边上,则△ADE是等边三角形,所以AE=AD=4;二是点E落在BC边上,由AB2=36,BE2=ED2﹣DB2=12,求得AE4;三是由0°<α<180°,说明点E不能落在AB边上,于是得到问题的答案. 【解答】解:∵∠B=90°,∠BAC=60°,AC=12, ∴∠C=90°﹣∠BAC=30°, ∴ABAC=6, ∵点D在边AB上,且AD=2DB, ∴2DB+DB=6, ∴DB=2, ∴AD=2×2=4, 由旋转得ED=AD=4, 如图1,点E落在AC边上, ∵ED=AD,∠A=60°, ∴△ADE是等边三角形, ∴AE=AD=4; 如图2,点E落在BC边上, ∵AB2=62=36,BE2=ED2﹣DB2=42﹣22=12, ∴AE4; ∵0°<α<180°, ∴点E不能落在AB边上, 综上所述,AE的长为4或4, 故答案为:4或4. 16.(2024秋•静安区校级期末)如图,在△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,AC=4,点P为AB上一点,将线段PB绕点P顺时针旋转得线段PQ,点Q在射线BC上,当PQ的垂直平分线MN经过△ABC一边中点时,PB的长为  2或3或5  . 【答案】2或3或5. 【分析】求出AB=8,,设MN交BC于点G,连接PG.分三种情况,当MN经过AB的中点D时,BD=4.由旋转性质得到,PQ=PB,得到∠PQB=∠B=30°,得到∠DPQ=60°,根据线段垂直平分线性质得到P D=Q D,得到△PQD是等边三角形,得到PD=PB,即得PB=2;当MN经过AC的中点E时,EC=2,求出∠CEG=30°,得到,得到,根据∠QPG=30°,求得∠GPB=90°,即得PB=5;当MN经过BC的中点F时,,可得PB=3. 【解答】解:∵在△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,AC=4, ∴AB=2AC=8, ∴, PQ的垂直平分线MN经过△ABC一边中点,可分为以下三种情况: 经过AB的中点D;经过AC的中点E;经过BC的中点F. 设MN交BC于点G,连接PG, 则PG=QG. 当MN经过AB的中点D时,如图: , 由旋转知,PQ=PB, ∴∠PQB=∠B=30°, ∴∠DPQ=∠B+∠PQB=60°, 连接DQ, ∵MN垂直平分PQ, ∴P D=Q D, ∴△PQD是等边三角形, ∴PD=QP, ∴PD=PB, ∴; 当MN经过AC的中点E时,如图: , ∵MN垂直PQ, ∴∠CEG=90°﹣∠EGQ=∠PQB=30°, 设CG=x, 则EG=2x, ∵CG2+EC2=EG2, ∴x2+22=(2x)2, ∴, ∴, ∵PG=QG, ∴∠PQB=∠QPG=30°, ∴∠APG=∠APQ+∠QPG=90°, ∴∠GPB=180°﹣∠APG=90°, ∴, ∴; 当MN经过BC的中点F时,如图: , ∵∠BPF=90° ∴, ∴. 综上:PB的长为:2或5或3. 故答案为:2或3或5. 17.(2024秋•青浦区校级期末)我们规定:在四边形ABCD中,O是边BC上的一点,如果△OAB与△OCD全等,那么点O叫做该四边形的“等形点”.如果在四边形EFGH中,∠EFG=90°,EF∥GH,EF=5,FG=17,如果该四边形的“等形点”在边FG上,那么四边形EFGH的面积是  或85  . 【答案】或85. 【分析】依题意得∠EFG=∠HGF=90°,设OF=a,则OG=17﹣a,分两种情况讨论如下:①当EF=FG,OF=HG时,△OEF≌△HOG,由EF=FG得5=17﹣a,解得a=12,则OF=HG=12,此时四边形EFGH是直角梯形,然后根据梯形的面积公式即可求出四边形EFGH的面积;②当EF=HF=5,OF=OG时,△OEF≌△OHG,根据EF∥GH,EF=HF=5,∠EFG=∠HGF=90°得此时四边形EFGH是矩形,然后根据长方形的面积公式即可得出四边形EF的面积,综上所述即可得出答案. 【解答】解:设四边形EFGH的“等形点”为O, ∵∠EFG=90°,EF∥GH, ∴∠EFG=∠HGF=90°, 设OF=a, ∵EF=5,FG=17,点O在FG上, ∴OG=FG﹣OF=17﹣a, ∴有以下两种情况: ①当EF=FG,OF=HG时,△OEF≌△HOG,如图1所示: 由EF=FG,得:5=17﹣a, 解得:a=12, ∴OF=a=12,OG=17﹣12=5, ∴OF=HG=12, ∴EF∥GH,则此时四边形EFGH是直角梯形, ∴S四边形EFGH(EF+HG)•FG(5+12)×17; ②当EF=HF=5,OF=OG时,△OEF≌△OHG,如图2所示: ∵EF∥GH,EF=HF=5,∠EFG=∠HGF=90°, ∴四边形EFGH是长方形, ∴S四边形EFGH=EF•FG=5×17=85, 综上所述:四边形EFGH的面积是或85. 故答案为:或85. 三.直角三角形压轴题(共8小题) 18.(2024秋•浦东新区校级期末)如图,△ABC中,∠C=45°,点D在AC边上,DE⊥AB,垂足为E,点G在BC上,且∠DGC=30°,DG=2DE.求证:BE+DE=BC. 【答案】证明见解答过程. 【分析】过点D作DM⊥BC于点M,根据三角形内角和定理及等腰三角形的判定推出CM=DM,根据含30°角的直角三角形的性质求出DG=2DM,则DE=DM=CM,利用HL证明Rt△DEB≌Rt△DMB,根据全等三角形的性质求出Rt△DEB≌Rt△DMB,再根据全等三角形的性质及线段的和差求解即可. 【解答】证明:如图,过点D作DM⊥BC于点M, ∵∠C=45°, ∴∠CDM=90°﹣45°=45°=∠C, ∴CM=DM, 在Rt△DMG中,∠DGC=30°, ∴DG=2DM, ∵DG=2DE, ∴DE=DM=CM, ∵DE⊥AB,DM⊥BC, ∴△DEB、△DMB是直角三角形, 在Rt△DEB和Rt△DMB中, , ∴Rt△DEB≌Rt△DMB(HL), ∴BE=BM, ∵BC=BM+CM, ∴BE+DE=BC. 19.(2024秋•徐汇区校级期末)已知,如图:△ABC是等腰直角三角形,动点P在斜边AB所在的直线上,以PC为直角边作等腰直角三角形PCQ,其中∠PCQ=90°,探究并解决下列问题: (1)如图①,若点P在线段AB上,且AC=5,,则: ①线段AB=  5  ,PB=  3  ; ②猜想PA2,PB2,PQ2三者之间的数量关系为 PA2+PB2=PQ2 ; (2)如图②,若点P在AB的延长线上,在(1)中所猜想的结论仍然成立,请你给出证明过程; (3)若动点满足PA:PB=1:3,求PC:AC的值. 【答案】(1)①; ②PA2+PB2=PQ2; (2)如图②,过C作CD⊥AB于点D, ∵△ACB为等腰直角三角形,CD⊥AB, ∴CD=AD=DB, ∵PA2=(AD+PD)2=(CD+PD)2=CD2+2CD•PD+PD2, PB2=(PD﹣BD)2=(PD﹣CD)2=CD2﹣2CD•PD+PD2, ∴PA2+PB2=2CD2+2PD2=2(CD2+PD2), 在Rt△PCD中,由勾股定理得:PC2=CD2+PD2, ∴PA2+PB2=2PC2, ∵△CPQ为等腰直角三角形,且∠PCQ=90°, ∴2PC2=PQ2, ∴PA2+PB2=PQ2; (3)的值为或. 【分析】(1)①在Rt△ABC中,利用勾股定理可求得AB,由PB=AB﹣PA可求得PB的长; ②过C作CD⊥AB于点D,则可求得,把PA2和PB2都用PC和CD表示出来,在Rt△PCD中,由勾股定理得到PC和PD,CD的关系,从而可得到PA2,PB2,PQ2三者之间的数量关系; (2)过C作CD⊥AB于点D,把PA2和PB2都用PC和CD表示出来,在Rt△PCD中,由勾股定理得到PC和PD,CD的关系,从而可证得结论; (3)分点P在线段AB上和线段BA的延长线上,分别利用得到PA和CD的关系,从而可得到PD和CD的关系,在Rt△CPD和Rt△ACD中,利用勾股定理可分别得到PC,AC和CD的关系,从而可求得的值. 【解答】(1)解:①∵△ABC是等腰直角三角形,AC=5, 由勾股定理得:, ∵, ∴, 故答案为:5;3; ②PA2+PB2=PQ2;理由如下: 如图①,过C作CD⊥AB于点D, ∵△ACB为等腰直角三角形,CD⊥AB, ∴CD=AD=DB, ∵PA2=(AD﹣PD)2=(CD﹣PD)2=CD2﹣2CD•PD+PD2,PB2=(BD+PD)2=(CD+PD)2=CD2+2CD•PD+PD2, ∴PA2+PB2=2CD2+2PD2=2(CD2+PD2), 在 Rt△PCD中,由勾股定理得:PC2=CD2+PD2, ∴PA2+PB2=2PC2, ∵△CPQ为等腰直角三角形,且∠PCQ=90°, ∴2PC2=PQ2, ∴PA2+PB2=PQ2, 故答案为:PA2+PB2=PQ2; (2)证明:如图②,过C作CD⊥AB于点D, ∵△ACB为等腰直角三角形,CD⊥AB, ∴CD=AD=DB, ∵PA2=(AD+PD)2=(CD+PD)2=CD2+2CD•PD+PD2, PB2=(PD﹣BD)2=(PD﹣CD)2=CD2﹣2CD•PD+PD2, ∴PA2+PB2=2CD2+2PD2=2(CD2+PD2), 在Rt△PCD中,由勾股定理得:PC2=CD2+PD2, ∴PA2+PB2=2PC2, ∵△CPQ为等腰直角三角形,且∠PCQ=90°, ∴2PC2=PQ2, ∴PA2+PB2=PQ2; (3)解:过点C作CD⊥AB于点D, 如图③,当点P在线段AB上时,PA:PB=1:3, ∴, 在 Rt△CPD中,由勾股定理得:, 在 Rt△ACD中,由勾股定理得:, ∴; 如图④,当点P在线段BA 的延长线上时,PA:PB=1:3, ∴, 在 Rt△CPD中,由勾股定理得:, 在 Rt△ACD中,由勾股定理得:, ∴, 综上所述,的值为或. 20.(2024秋•静安区校级期末)如图,已知锐角△ABC中CD、BE分别是AB、AC边上的高,M、N分别是线段BC、DE的中点.求证: (1)MN⊥DE. (2)若∠A=60°,求证:△DME是等边三角形 【答案】(1)见解析; (2)见解析. 【分析】(1)连接DM、EM,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,得到DM=EM,然后由等腰三角形“三线合一”即可得到答案; (2)根据三角形内角和定理、等腰三角形的性质求出∠DME=60°即可证明. 【解答】证明:(1)如图:连接DM、EM, ∵CD、BE分别是AB、AC边上的高, ∴CD⊥AB,ME⊥AC, 在Rt△BCD与Rt△BCE中, M是线段BC的中点, ∴,, ∴DM=EM, ∴△DEM是等腰三角形, 又因为N是线段DE的中点,MN⊥DE; (2)在△ABC中,∠A=60°,∠ABC+∠ACB=180°﹣∠A=120°, 由(1)可知:MB=MD=ME=MC, ∴∠ABC=∠BDM,∠ACB=∠MEC, ∴∠DMB=180°﹣∠ABC﹣∠BDM=180°﹣2∠ABC, ∴∠CME=180°﹣∠ACB﹣∠MEC=180°﹣2∠ACB, ∴∠DME=180°﹣(180°﹣2∠ABC)﹣(180°﹣2∠ACB)=2∠ABC+2∠ACB﹣180°=2(∠ABC+∠ACB)﹣180°=2×120°﹣180°=60°, 由(1)可知△DEM是等腰三角形, ∴△DEM是等边三角形. 21.(2024秋•静安区校级期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,AC=3.将一块直角三角板中30°角的顶点D放在AB边上移动,使30°角的两边分别与△ABC的边AC、BC相交于点E、F,且使DE始终与AB垂直. (1)如图1,当点F与点C重合时,求CD的长; (2)如图2,设AD=x,BF=y,求y关于x的函数解析式,并写出定义域; (3)如图2,联接EF,若△DEF是直角三角形,求AD的长. 【答案】(1)CD=2; (2)y=2x(x); (3)或. 【分析】(1)证明DA=CD=DB,可得结论; (2)证明等边三角形BDF,求出BF=BD=y,可得x+y=2,根据y=x﹣2,得出x,根据一定与线段AC、BC相交,得出AD最大到M处,求出AM即可得出答案; (3)分为两种情况:①E为直角顶点时.②F为直角顶点时,分别构建方程求解即可. 【解答】解:(1)∵DE⊥AB, ∴∠ADE=90°, ∵∠EDF=30°,∠A=30°, ∴∠ADC=120°, ∴∠ACD=180°﹣30°﹣120°=30°, ∴∠A=∠ACD=30°, ∴DA=DC, ∵∠ACB=90°, ∴∠B=∠DCB=60°, ∴CD=DB, ∴CD=AD=DB, ∵AC=3,AB=2BC, ∴AB=2, ∴CDAB; (2)∵DE⊥AB,∠EDF=30°, ∴∠FDB=∠B=60°, ∴△BDF是等边三角形, ∴BF=BD, ∴AD+BD=2, ∴x+y=2, ∴y=2x, ∵y, ∴2x, ∴x, ∵30°角的两边分别与△ABC的边AC、BC交于点E、F, ∴过C作CM⊥AB于M,最后D只能到M点, ∴x此时是, ∴函数的定义域(即x的取值范围)是x; (3)如图1中,当∠DEF=90°时, ∵∠ADE=90°,∠A=30°,AD=x, ∴DEx, ∵∠EDF=30°, ∴DF=DBx, ∴xx=2, 解得:x, 即AD; 当∠EFD=90°时,(如图2), ∵∠FDE=30°, ∴DF=DBx, ∴xx=2, 解得:x, 即AD; 综上所述:AD或AD. 22.(2024秋•长宁区校级期末)在△ABC中,点D是边BC的中点,点E、F分别在边AB、AC上,且DE⊥DF,联结EF. (1)如图1,△ABC是等腰直角三角形,∠A=90°,AB=AC,求证:∠DEF=45°; (2)如图2,△ABC是等边三角形,DE=DF,求证:AE=AF; (3)如图3,∠A=45°,BE=1,EF=5,请直接写出CF的长度: 3  (无需写出过程). 【答案】(1)证明见解答; (2)证明见解答; (3)CF=3. 【分析】(1)如图1,连接AD,证明△AED≌△CFD(ASA),可得DE=DF,即可得结论; (2)如图2,过点D作DG⊥AB于G,作DH⊥AC于H,连接AD,则∠AGD=∠AHD=90°,证明Rt△DGE≌Rt△DHF(HL)和Rt△DBG≌Rt△DCH(HL),即可得结论; (3)如图3,延长FD至G,使DG=DF,连接EG,BG,过点G作GH⊥AB于H,证明△CDF≌△BDG(SAS),设BH=a,则GH=a,EH=a+1,根据勾股定理列方程即可解答. 【解答】(1)证明:如图1,连接AD, ∵△ABC是等腰直角三角形,∠BAC=90°,AB=AC, ∴∠B=∠C=45°, ∵点D是边BC的中点, ∴∠BAD=∠CAD=45°=∠C,AD⊥BC, ∴∠ADC=90°,AD=CD, ∵DE⊥DF, ∴∠EDF=90°, ∴∠EDF=∠ADC, ∴∠ADE=∠CDF, ∴△AED≌△CFD(ASA), ∴DE=DF, ∴△DEF是等腰直角三角形, ∴∠DEF=45°; (2)证明:如图2,过点D作DG⊥AB于G,作DH⊥AC于H,连接AD,则∠AGD=∠AHD=90°, ∵△ABC是等边三角形,点D是边BC的中点, ∴∠BAD=∠CAD,BD=CD,AB=AC, ∴DG=DH, ∵DE=DF, ∴Rt△DGE≌Rt△DHF(HL), ∴EG=FH, 同理可得:Rt△DBG≌Rt△DCH(HL), ∴BG=CH, ∴BG+EG=CH+FH, 即BE=CF, ∴AB﹣BE=AC﹣CF, 即AE=AF; (3)解:如图3,延长FD至G,使DG=DF,连接EG,BG,过点G作GH⊥AB于H, ∵DG=DF,DE⊥DF, ∴ED是FG的垂直平分线, ∴EG=EF=5, ∵BD=CD,∠CDF=∠BDG, ∴△CDF≌△BDG(SAS), ∴∠C=∠CBG,CF=BG, ∵∠A=45°, ∴∠C+∠ABC=180°﹣45°=135°, ∴∠CBG+∠ABC=135°, 即∠ABG=135°, ∴∠GBH=45°, ∵GH⊥AH, ∴∠H=90°, ∴△GBH是等腰直角三角形, ∴GH=BH, 设BH=a,则GH=a,EH=a+1, 由勾股定理得:GH2+EH2=EG2, ∴a2+(a+1)2=52, ∴a2+a﹣12=0, (a+4)(a﹣3)=0, ∴a1=﹣4(舍),a2=3, ∴GH=3, ∴CF=BG3. 23.(2024秋•嘉定区校级期末)【背景介绍】勾股定理是几何学中的明珠,充满着魅力,千百年来,人们对它的证明精彩纷呈,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者,向常春在1994年构造发现了一个新的证法. 【小试牛刀】(1)把两个全等的直角三角形如图1放置,∠DAB=∠B=90°,已知AB=AD=a,AE=BC=b,DE=AC=c,AC⊥DE,试证明a2+b2=c2. 【知识运用】 (2)如图2,铁路上A,B两点(看作直线上的两点)相距24千米,C,D为两个村庄(看作两个点),AD⊥AB,BC⊥AB,垂足分别为A、B,AD=23千米,BC=16千米,则两个村庄的距离为 25  千米(直接填空); (3)在(2)的背景下,要在AB上建造一个供应站P,使得PC=PD,求AP的长. (4)【知识迁移】借助上面的思考过程与几何模型,求代数式的最小值 20  (0<x<16). 【答案】(1)见解析; (2)25; (3)作图见解析,AP的长为6.3125千米; (4)20. 【分析】(1)根据全等三角形的性质可得AB=AD=a,BC=AE=b,AC=DE=c,则BE=AB﹣AE=a﹣b,分别用含a,b,c的式子,结合图形表示出梯形ABCD、四边形AECD、△EBC的面积,根据S梯形ABCD=S四边形AECD+S△BCE,代入计算即可求解; (2)如图2所示,连接CD,作CE⊥AD于点E,可得CE,DE的长,在Rt△CDE中,运用勾股定理即可求解; (3)如图3所示,连接CD,作CD的垂直平分线交AB于P点,则点P即为所求;利用勾股定理得PD2=AP2+AD2,PC2=PB2+BC2,进而得AP2+AD2=PB2+BC2,再根据AB=40千米,AD=25千米,BC=16千米得PB=AB﹣AP=(40﹣AP)千米,即可解答; (4)根据轴对称﹣最短路线的求法即可求出. 【解答】解:(1)根据题意,Rt△ABC≌Rt△DAE, ∴AB=AD=a,AC=DE=c,BC=AE=b,则BE=AB﹣AE=a﹣b, ∴四边形AECD的面积=ED•AF•ED•CFDE•ACc2, ∵S梯形ABCD=S四边形AECD+S△BCE, ∴a(a+b)c2b(a﹣b), ∴a2+b2=c2; (2)如图2所示,连接CD,过点C作CE⊥AD于点E, ∵BC⊥AB,AD⊥AB, ∴∠A=∠B=∠BCE=90°, ∴四边形ABCE是矩形, ∴BC=16千米,CE=AB=24千米, ∵AD=23千米, ∴DE=AD﹣AE=23﹣16=7(千米), 由勾股定理得:CD25(千米), 则两个村庄之间的距离为25千米. 故答案为:25; (3)如图3所示,连接CD,作线段CD的垂直平分线交AB于P,则点P即为所求; 连接PC,PD, ∴PC=PD, 在Rt△PAD中,由勾股定理得:PD2=AP2+AD2, 在Rt△PBC中,由勾股定理得:PC2=PB2+BC2, ∴AP2+AD2=PB2+BC2, 在(2)的背景下,则AB=40千米,AD=23千米,BC=16千米, ∴PB=AB﹣AP=(24﹣AP)千米, ∴AP2+232=(24﹣AP)2+162, ∴AP=6.3125千米. 即AP的长为6.3125千米; 如图4, 先作出点C关于AB的对称点F,连接DF,过点F作EF⊥AD与E,即:DF就是代数式的最小值. 代数式的几何意义是线段AB上一点到点D,C的距离之和, 而它的最小值就是点C的对称点F和点D的连线与线段AB的交点就是它取最小值时的点, 从而构造出了以AB为一条直角边,AD和BC的和为另一条直角边的直角三角形,斜边就是最小的值, ∴代数式的最小值为20. 故答案为:20. 24.(2024秋•浦东新区期末)在△ABC中,AB=AC,∠BAC=a,射线AD、AE的夹角为,过点B作BF⊥AD于点F,直线BF交射线AE于点G,联结CG. (1)如图①,射线AD、AE都在∠BAC内部. ①若a=110°,∠CAE=20°,则∠CBG=  20  °. ②作点B关于直线AD的对称点H,证明GH=GC. ③请直接写出线段BF、FG、CG之间的数量关系:BF=FG﹣CG . (2)如图②,射线AD在∠BAC内部,射线AE在∠BAC外部,其他条件不变,试探究线段BF、FG、CG之间的数量关系,并证明. 【答案】(1)①20; ②证明过程见解答部分; ③BF=FG﹣CG,理由见解答部分; (2)BG=2BF﹣CG,理由见解答部分. 【分析】(1)①先根据角的运算得出∠BAD的度数,根据三角形内角和求出∠ABC的度数;再根据直角三角形两锐角互余可得出∠ABG的度数,作差可得结论; ②连接AH,可得出AB=AH=AC,再根据∠BAC=α,∠DAEα,可得出∠BAF+∠CAEα,∠HAF+∠HAGα,所以∠CAE=∠HAG;进而可得△AGH≌△AGC(SAS),再由全等三角形的性质可得结论; ③由②得BF=HF,GH=CG,所以BF=HF=FG﹣GH=FG﹣CG; (2)在BG延长线上取点H,使HF=BF.连结AH.由垂直平分线的性质可得AB=AH,∠BAF=∠HAF;设∠CAD=x,∠CAE=y,所以∠DAE=x+y,由此表达∠BAC,∠BAF,∠HAF,由∠HAE=∠DAE+∠HAE,可得x+2y=x+y+∠HAE,所以∠HAE=y,即∠HAE=∠CAE;由此可得△ACG≌△AHG(SAS),所以CG=HG,由此可得结论. 【解答】(1)①解:∵∠BAC=α=110°,∠DAEα=55°,∠CAE=20°, ∴∠BAD=120°﹣55°﹣20°=45°, ∵BF⊥AD, ∴∠AFB=90°, ∴∠ABF=90°﹣45°=55°, ∵AB=AC, ∴∠ABC=∠ACB, ∴∠ABC=35°, ∴∠CBG=∠ABF﹣∠ABC=55°﹣35°=20°; 故答案为:20. ②证明:如图1,连结AH, ∵点B与点H关于直线AD对称,AF⊥BH, ∴BF=HF, ∴AD是BH的垂直平分线, ∴AB=AH,∠BAF=∠HAF, ∵AB=AC, ∴AH=AC, ∵∠BAC=α,∠DAEα, ∴∠BAF+∠CAEα,∠HAF+∠HAGα, ∴∠CAE=∠HAG; ∵AG=AG, ∴△AGH≌△AGC(SAS). ∴GH=GC; ③解:BF=FG﹣CG,理由如下: 由②知:BF=HF,GH=CG, ∴BF=HF=FG﹣GH=FG﹣CG, 即BF=FG﹣CG; 故答案为:BF=FG﹣CG; (2)BG=2BF﹣CG; 证明:如图2,在BG延长线上取点H,使HF=BF.连结AH. ∵AF⊥BH,BF=HF, ∴AB=AH,∠BAF=∠HAF; 设∠CAD=x,∠CAE=y, ∴∠DAE=x+y, ∵∠DAE∠BAC. ∴∠BAC=2x+2y, ∴∠BAF=∠BAC﹣∠CAD=2x+2y﹣x=x+2y. ∴∠HAF=∠BAF=x+2y, ∵∠HAE=∠DAE+∠HAE, ∴x+2y=x+y+∠HAE, ∴∠HAE=y,即∠HAE=∠CAE; ∵AB=AC,AB=AH, ∴AC=AH, ∵AG=AG. ∴△ACG≌△AHG(SAS). ∴CG=HG; ∵BG=BH﹣GH,BH=2BF, ∴BG=2BF﹣CG. 25.(2024秋•静安区校级期末)【问题初探】(1)在数学活动课上,李老师给出如下问题:如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,D为BC中点,CE⊥AD于F交AB于点E,连接DE,若CE=2DE.求证:∠DEB=∠AEC. 如图2,小刚同学从条件的角度出发给出如下解题思路:延长ED至点G,使GD=ED,连接CG.将∠DEB与∠AEC之间的数量关系转化为∠G与∠ECG之间的数量关系. 请你根据小刚同学的解题思路,写出证明过程. 【类比分析】(2)李老师发现小刚同学很好地运用了转化思想,根据题中条件转化角.为了帮助学生更好地感悟转化思想,李老师将图1进行变换,提出下面的问题,请你解答. 如图3,在△ABC中,∠ACB=90°,D为BC中点,CE⊥AD于F交AB于点E.连接BF,若BF=AC,求证:AF=2DF. 【学以致用】(3)如图4,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,点D在BC边上,∠BAD=15°,过B作BE⊥AD交AD的延长线于点E,直接写出  2  . 【答案】(1)证明见解答; (2)证明见解答; (3)2. 【分析】(1)延长ED至点G,使GD=ED,连接CG,证明△CDG≌△BDE(SAS),得到∠G=∠BED,所以CG∥AB,进而得到∠GCE=∠AEC,根据题意得到CE=EG,所以∠G=∠GCE,进而可证∠DEB=∠AEC; (2)延长FD至H,使DH=DF,连接CH,则FH=2DF,证明△CDH≌△BDF(SAS),得到CH=BF,又 BF=AC,所以CH=AC,再根据等腰三角形三线合一即可得出结论; (3)在AB上方作∠ABF=15°,并交AD于点F,由题意得AF=BF,且∠EFB=∠FAB+∠FBA=30°,则在 Rt△EFB中,BF=2BE,进而根据已知条件求出∠DBF=∠EFB=30°,所以DF=BD,再经过转化即可得到的值. 【解答】(1)证明:如图2,延长ED至点G,使GD=ED,连接CG,则EG=2ED, ∵D为BC中点, ∴CD=BD, 又∵∠CDG=∠BDE, ∴△CDG≌△BDE(SAS), ∴∠G=∠BED, ∴CG∥AB, ∴∠GCE=∠AEC, 又∵CE=2DE, ∴CE=EG, ∴∠G=∠GCE, ∴∠DEB=∠AEC; (2)证明:如图,延长FD至H,使DH=DF,连接CH,则FH=2DF, ∵D为BC中点, ∴CD=BD, ∵∠CDH=∠BDF, ∴△CDH≌△BDF(SAS), ∴CH=BF, 又∵BF=AC, ∴CH=AC, ∵CE⊥AD, ∴AF=FH=2DF, 即AF=2DF; (3)解:如图,在AB上方作∠ABF=15°,并交AD于点F, 则∠BAD=∠ABF=15°, ∴AF=BF,且∠EFB=∠FAB+∠FBA=30°, ∵BE⊥AD, ∴BF=2BE, 又∵∠ACB=90°,AC=BC, ∴∠ABC=∠CAB=45°, 则∠DBF=∠ABC﹣∠ABF=45°﹣15°=30°=∠EFB, ∴DF=BD, 故, 故答案为:2. 四.课后练习(共7小题) 1.(2024秋•长宁区期末)已知点D、E分别是等边△ABC边AB、AC上的动点,将△ADE沿直线DE翻折,使点A恰好落在边BC上的点P处,如果△BPD是直角三角形,且BP=2,那么EC的长是  1或22  . 【答案】1或22 【分析】分两种情况讨论,一是∠BPD=90°,由等边三角形的性质得∠A=∠B=∠C=60°,所以∠BDP=30°,则BD=2BP=4,由勾股定理得PD2,由翻折得AD=PD=2,∠A=∠DPE=60°,则BC=AB=24,∠CPE=30°,所以CP=22,∠CEP=90°,则ECCP1;二是∠BDP=90°,则∠BPD=30°,所以BDBP=1,则AD=PD,所以BC=1,则CP1,再证明∠CPE=90°,则∠CEP=30°,所以EC=2CP=22,于是得到问题的答案. 【解答】解:如图1,△BPD是直角三角形,且∠BPD=90°, ∵△ABC是等边三角形,BP=2, ∴∠A=∠B=∠C=60°, ∴∠BDP=30°, ∴BD=2BP=4, ∴PD2, 由翻折得AD=PD=2,∠A=∠DPE=60°, ∴BC=AB=AD+BD=24,∠CPE=180°﹣∠BPD﹣∠DPE=30°, ∴CP=BC﹣BP=24﹣2=22,∠CEP=180°﹣∠C﹣∠CPE=90°, ∴ECCP(22)1; 如图2,△BPD是直角三角形,且∠BDP=90°,则∠BPD=30°, ∴BDBP=1, ∴AD=PD, ∴BC=AB=BD+AD=1, ∴CP=BC﹣BP=121, ∵∠CPE=180°﹣∠BPD﹣∠DPE=90°, ∴∠CEP=30°, ∴EC=2CP=2×(1)=22, 故答案为:1或22. 2.(2024秋•浦东新区校级期末)如图,等腰直角三角形ABC中,点D在斜边BC上,以AD为直角边作等腰直角三角形ADE. (1)求证:△ABD≌△ACE; (2)当AB=1,AD=DF时,求BD. 【答案】(1)证明见解答; (2)BD的长为. 【分析】(1)由等腰直角三角形的性质得AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=90°,则∠BAD=∠CAE,即可根据“SAS”证明△ABD≌△ACE; (2)由AB=AC=1,∠BAC=90°,求得BC,∠ACD=∠B=45°,而∠ADF=∠AEF=45°,所以∠ACD=∠ADF,推导出∠ADC=180°﹣∠ACD﹣∠DAF=180°﹣∠ADF﹣∠DAF=∠AFD,由AD=DF,得∠AFD=∠DAF,则∠ADC=∠DAF,所以DC=AC=1,则BD. 【解答】(1)证明:∵△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,BC、DE为斜边, ∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=90°, ∴∠BAD=∠CAE=90°﹣∠CAD, 在△ABD和△ACE中, , ∴△ABD≌△ACE(SAS). (2)解:∵AB=AC=1,∠BAC=90°, ∴BC,∠ACD=∠B=45°, ∵AD=AE,∠DAE=90°, ∴∠ADF=∠AEF=45°, ∴∠ACD=∠ADF, ∴∠ADC=180°﹣∠ACD﹣∠DAF=180°﹣∠ADF﹣∠DAF=∠AFD, ∵AD=DF, ∴∠AFD=∠DAF, ∴∠ADC=∠DAF, ∴DC=AC=1, ∴BD=BC﹣DC, ∴BD的长为. 3.(2024秋•长宁区期末)已知:如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AB=8,点D是AB边中点,延长CD至点E,使得,联结BE,当时,求∠DBE的度数. 【答案】30°. 【分析】由直角三角形斜边上的中线性质得CDAB=BD=4,则BD=2,再由勾股定理的逆定理得△BDE是直角三角形,且∠E=90°,即可得出结论. 【解答】解:∵∠ACB=90°,AB=8,点D是AB边中点, ∴CDAB=BD=4, ∴BD=2, ∵BE=2, ∴DE2+BE2=BD2, ∴△BDE是直角三角形,且∠E=90°, ∵DEBD, ∴∠DBE=30°, 即∠DBE的度数为30°. 4.(2024秋•浦东新区期末)如图,△ABC中,AD是边BC上的高,CF是边AB上的中线,DC=BF,点E是CF的中点. (1)求证:DE⊥CF; (2)求证:∠B=2∠BCF. 【答案】见试题解答内容 【分析】(1)连接DF,根据直角三角形的性质得到DFAB=BF,进而证明DC=DF,根据等腰三角形的三线合一证明结论; (2)根据三角形的外角性质得到∠FDB=2∠DFC,根据等腰三角形的性质证明结论. 【解答】证明:(1)连接DF, ∵AD是边BC上的高, ∴∠ADB=90°, ∵点F是AB的中点, ∴DFAB=BF, ∵DC=BF, ∴DC=DF, ∵点E是CF的中点. ∴DE⊥CF; (2)∵DC=DF, ∴∠DFC=∠DCF, ∴∠FDB=∠DFC+∠DCF=2∠DFC, ∵DF=BF, ∴∠FDB=∠B, ∴∠B=2∠BCF. 5.(2024秋•崇明区期末)如图,CD为Rt△ABC斜边上的高,∠BAC的平分线分别交CD,CB于点E,F,FG⊥AB,垂足为G. (1)求证:∠CFA=∠AED. (2)若CE=3厘米,BG=4厘米,求BC的长. 【答案】(1)证明见解答过程; (2)8. 【分析】(1)根据直角三角形的性质得到∠CAF+∠CFA=90°,∠FAG+∠AED=90°,根据角平分线的定义得到∠CAF=∠FAG,证明∠CFA=∠AED; (2)根据角平分线的性质得到FG=CF=3,根据勾股定理求出FB,进而求出BC. 【解答】(1)证明:∵AC⊥BC,CD⊥AB, ∴∠ACF=∠ADE=90°, ∴∠CAF+∠CFA=90°,∠FAG+∠AED=90°, ∵AF平分∠CAB, ∴∠CAF=∠FAG, ∴∠CFA=∠AED; (2)解:∵∠CEF=∠AED, ∴∠CEF=∠CFA, ∴CE=CF=3, ∵AF平分∠CAB,AC⊥BC,FG⊥AB, ∴FG=CF=3, ∵∠FGB=90°, ∴FG2+BG2=BF2, ∴BF5, ∴BC=BF+CF=8. 6.(2024秋•青浦区校级期末)在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D是平面内一点(不与点A,B,C重合),连接BD,CD,∠BDC=90°,连接AD.将△ADC沿直线AD翻折,得到△ADG,连接CG. (1)如图1,当点D在△ACG的内部,BD交AC于点E,点F是BD上一点,且BF=CD,连接AF. ①求证:△ABF≌△ACD; ①若AD=1,,求点G到直线BC的距离. (2)如图2,当点D在△ACG的外部,且∠CAD=15°时,求AB:DG的值. 【答案】(1)①证明见解析过程; ②点G到直线BC的距离为; (2)AB:DG=1. 【分析】(1)①根据折叠的性质得到AG=AC,∠AGD=∠ACD,求得AG=AB,根据全等三角形的判定定理得到结论; ②根据全等三角形的性质得到AF=AD=1,BF=CD,∠BAF=∠CAD,求得∠CAD+∠CAF=∠BAF+∠CAF,即∠DAF=∠BAC=90°,根据勾股定理得到DF,根据折叠的性质得到DG=CD,根据勾股定理得到BC,设点G到直线BC的距离为h,根据三角形的面积公式即可得到结论; (2)根据勾股定理得到BC2=AB2+AC2=2AB2,根据折叠的性质得到∠GAD=∠CAD=15°,AC=AG,CD=DG,根据等边三角形的性质得到BG=AB,根据勾股定理列方程即可得到结论. 【解答】(1)①证明:由翻折可得,AG=AC,∠AGD=∠ACD, ∵AB=AC, ∴AG=AB, ∴∠ABF=∠AGD=∠ACD, ∵AB=AC,∠ABF=∠ACD,BF=CD, ∴△ABF≌△ACD(SAS); ②解:∵△ABF≌△ACD, ∴AF=AD=1,BF=CD,∠BAF=∠CAD, ∴∠CAD+∠CAF=∠BAF+∠CAF,即∠DAF=∠BAC=90°, 由勾股定理得:DF, 由翻折可知,DG=CD, ∴BG=BF+DF+DG=3,BD=BF+DF=2, 由勾股定理得,BC, 设点G到直线BC的距离为h, ∴S△BCDBG•CD,即•h3×1, 解得h, ∴点G到直线BC的距离为; (2)解:∵∠BAC=90°,AB=AC, ∴BC2=AB2+AC2=2AB2, ∵∠CAD=15°,将△ADC沿直线AD翻折,得到△ADG, ∴∠GAD=∠CAD=15°,AC=AG,CD=DG, ∴∠BAG=60°,AB=AG, ∴△ABG是等边三角形, ∴BG=AB, ∴BD=BG+DG=AB+DG, ∵∠BDC=90°, ∴BD2+CD2=BC2, ∴(AB+DG)2+DG2=2AB2, ∴AB=(1)DG或AB=(1)DG(不合题意舍去), ∴AB:DG=1. 7.(2024秋•长宁区期末)已知在△ABC中,AB=AC,点D在线段BC上,点F在射线AD上,连接CF,作BE∥CF交射线AD于E,∠CFA=∠BAC=α. (1)如图1,当α=65°时,∠ABE=15°时,求∠BAE的大小; (2)当α=90°,AB=AC=8时, ①如图2,连接BF,当BF=BA,求CF的长; ②若,求AE的长. 【答案】(1)50°; (2)①CF;②或. 【分析】(1)由平行线的性质求解∠BED=70°,再利用三角形的外角的性质可得答案; (2)①证明△BEF≌△AFC,可得FC=EF=AEAF,再利用勾股定理求解即可; ②如图,过A作AM⊥BC于M,当D在M的右边时,利用勾股定理DM,可得BD,与等面积法可得BE,可得DE,证明△BAE≌△ACF,从而可得答案;当D在M的左边时,如图,同理可得答案. 【解答】解:(1)∵BE∥CF,∠CFA=∠BAC=α=65°, ∴∠BED=65°, ∵∠BED=∠ABE+∠BAE,∠ABE=15°, ∴∠BAE=65°﹣15°=50°; (2)①∵BF=BA,AB=AC, ∴BF=AC, ∵BE∥CF,∠CFA=∠BAC=α=90°, ∴BE⊥AF,AE=EF,∠ABE=∠FBE,∠BEF=∠AFC=90°, ∴∠ABE+∠BAE=90°=∠BAE+∠CAF, ∴∠ABE=∠CAF, ∴∠CAF=∠FBE, ∴△BEF≌△AFC(AAS), ∴EF=FC, ∴FC=EF=AEAF, ∵AB=AC=8, ∴CF2+(2CF)2=64, 解得:CF(负根舍去); ②如图,过A作AM⊥BC于M,当D在M的右边时, ∵∠BAC=90°,AB=AC=8, ∴BC=8,AM=MC=BM=4, ∵AD=5, ∴DM3, ∴BD=47, ∴BE, ∴DE, ∴AE=AD﹣DE, 由(1)得:∠ABE=∠CAF, 而∠AEB=∠AFC=90°,AB=AC, ∴△BAE≌△ACF(AAS), ∴CF=AE, 当D在M的左边时,如图, 同理可得:AM=4,DM=3,CD=7, ∴CFAE, 综上:AE或. 第1页(共1页) 学科网(北京)股份有限公司 $

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第22章 直角三角形 压轴题 复习讲义  2025--2026学年沪教版(五四制)八年级数学上册
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