内容正文:
专题26 直角三角形
一、选择题(共8小题)
1.(2025•珠海校级三模)在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=10,BC=6,则cosA的值是( )
A. B. C. D.
2.(2025•银川校级一模)我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理,创制了一幅“弦图”(图1),后人称其为“赵爽弦图”,由弦图变化得到图2,它是用八个全等的直角三角形拼接而成,记图中正方形ABCD,正方形EFGH,正方形MNKT的面积分别为S1、S2、S3.若S1+S2+S3=24,则S2的值为( )
A.7 B.8 C.9 D.6
3.(2025•池州三模)如图,在Rt△ABC中∠C=90°,AD平分∠BAC交BC于D点,AC=4,AB=5,则BD的长度为( )
A. B. C. D.
4.(2025•织金县三模)在△ABC中,∠C=90°,若AC=8,AB=10,则BC的长是( )
A.7 B.6 C.5 D.2
5.(2024•海南)设直角三角形中一个锐角为x度(0<x<90),另一个锐角为y度,则y与x的函数关系式为( )
A.y=180+x B.y=180﹣x C.y=90+x D.y=90﹣x
6.(2025•五华区校级模拟)如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=30°,AD⊥AB交BC于点D,AD=2,则BC的长是( )
A.12 B.10 C.8 D.6
7.(2025•未央区模拟)如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,∠C=30°,AC的垂直平分线交AC于点D,交BC于点E,若BC=12,则DE的长为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
8.(2025•黔南州一模)将一个含30°角的直角三角板和直尺按如图所示的方式放置,若∠1=40°,则∠2的度数是( )
A.30° B.40° C.50° D.60°
二、填空题(共8小题)
9.(2025•十堰校级模拟)如图1,跷跷板是常见的一种游戏.跷跷板一端着地时如图2,支柱OM⊥地面MN,OA=OB,PC为握把,且PC⊥AB于C,AC=40cm,OM=70cm.跷跷板可以绕点O转动,如图3是跷跷板水平时即EF∥MN,此时点A、C、D、B对应点分别为点E、G、H、F,恰有AE=AG.则跷跷板AB的长为 cm.
10.(2025•河南)定义:有两个内角的差为90°的三角形叫做“反直角三角形”.如图,在△ABC中,AB=AC=5,BC=8,点P为边BC上一点,若△APC为“反直角三角形”,则BP的长为 .
11.(2025•韩城市一模)如图,“赵爽弦图”巧妙利用面积关系证明了勾股定理.它是由四个全等直角三角形和中间的小正方形EFGH拼成的一个大正方形ABCD.若中间的小正方形EFGH的周长为4,AE=1,则大正方形ABCD的周长为 .
12.(2025•花溪区校级一模)如图,在△ABC中,AC=11,点E在边AC上,EB=EA,∠A=2∠CBE,CD⊥BE交BE的延长线于点D,若BD=8,则BC的长为 .
13.(2025•新宾县校级模拟)如图,把一张Rt△ABC纸片沿DE折叠,若∠1=70°,∠C=90°,则∠2的度数为 .
14.(2025•扬州二模)如图,直线a∥b,Rt△ABC的直角顶点C在直线b上,若∠1=40°,则∠2的度数为 .
15.(2025•渭源县模拟)如图,一棵垂直于地面的树在一次强台风中从距离地面2米处折断倒下,倒下部分与地面成30°角,这棵树在折断前的高度为 .
16.(2025•大渡口区校级模拟)如图,△ABC是等边三角形,点D是AB边上一点,过点D作DE⊥BC,垂足为点E,直线DE与CA的延长线相交于点F.若BD=4cm,AF=3cm,则EC的长为 cm.
三、解答题(共4小题)
17.(2025秋•北京期末)如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=30°,DA⊥AC,交BC于点D.
(1)求∠BAD的度数;
(2)若AD=4,求BC的长.
18.(2025•南海区校级模拟)综合与实践
主题:检测雕塑(如图)底座正面的边AD和边BC是否分别垂直于底边AB.
素材:一个雕塑,一把卷尺
步骤1:利用卷尺测量边AD,边BC和底边AB的长度,并测量出点B,D之间的距离;
步骤2:通过计算验证底座正面的边AD和边BC是否分别垂直于底边AB.
解决问题:
(1)通过测量得到边AD的长是60厘米,边AB的长是80厘米,BD的长是100厘米,边AD垂直于边AB吗?为什么?
(2)如果你随身只有一个长度为30cm的刻度尺,你能有办法检验边AD是否垂直于边AB吗?如果能,请写出你的方法,并证明.
19.(2025•泉州校级模拟)某校八年级数学兴趣小组开展“测量旗杆高度”数学活动.
如图1,甲组利用含30°角的直角三角尺(即Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=30°)进行测量,小文同学将三角尺水平放置于眼前,使直角边BC垂直于地面l,行走到点P处时,视线透过AB边刚好经过旗杆顶部M.经测得,小文的眼睛离地面AP=1.6m,点P离旗杆底部距离PN=6m.
如图2,乙组发现系在旗杆顶端的绳子垂到地面后多出一段DN,该绳子长度未知.
(1)根据甲组的方案,求旗杆MN的长(结果保留整数,其中1.73);
(2)请利用卷尺,运用所学知识帮助乙组设计一个测量方案,并写出具体的求解旗杆MN长度的过程.(注:卷尺的功能是直接测量任意可到达的两点间的距离,卷尺测量得到的长度用a、b、c…表示,方案的相关图示在图2中标注出来,旗杆与绳子间距离忽略不计)
20.(2025秋•太谷区期末)如图,在△ABC中,CD⊥AB,垂足为点D.若AD=1,CD=2,BC=2,判断△ABC的形状,并说明理由.
参考答案
一、选择题(共8小题)
1.【答案】A
【分析】先根据勾股定理求得AC=8,再依据余弦函数的定义求解可得.
【解答】解:在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=10,BC=6,
由勾股定理得:AC8,
∴cosA,
故选:A.
2.【答案】B
【分析】根据正方形的面积和勾股定理即可求解.
【解答】解:将四边形MTKN的面积设为x,将其余八个全等的三角形面积一个设为y,
∵正方形ABCD,正方形EFGH,正方形MNKT的面积分别为S1,S2,S3,S1+S2+S3=24,
∴得出S1=8y+x,S2=4y+x,S3=x,
∴S1+S2+S3=3x+12y=12,故3x+12y=24,
x+4y=8,
所以S2=x+4y=8.
故选:B.
3.【答案】C
【分析】过D作DE⊥AB交于点E,由角平分线的性质得CD=DE,进一步利用得出,即可结合勾股定理得出答案.
【解答】解:过D作DE⊥AB交于点E,
∵AD平分∠BAC,DE⊥AB,∠C=90°,
∴CD=DE,
∴,
∴,
∵AC=4,AB=5,
∴,
∴BC,
∴.
故选:C.
4.【答案】B
【分析】直接利用勾股定理计算即可.
【解答】解:在△ABC中,∵∠C=90°,AC=8,AB=10,
∴根据勾股定理得到:BC10,
故选:B.
5.【答案】D
【分析】根据直角三角形的性质得到x+y=90,根据题意列出不等式,解不等式求出x的范围.
【解答】解:在Rt△ABC中,已知其中一个锐角为y°,另一个锐角为x°,
则x+y=90,
∴y=90﹣x,
由题意得:90﹣x≥x,
解得:x≤45,
∴y=90﹣x(0<x≤45),
故选:D.
6.【答案】D
【分析】AD⊥AB得Rt△ABD,∠B=30°,AD=2,可得BD=2AD=2×2=4,由AB=AC,∠B=30°,可知等腰三角形ABC,∠B=∠C=30°,∠CAD=120°﹣90°=30°,△ACD是等腰三角形,即AD=CD=2,由此即可求解.
【解答】解:根据题意得,AD⊥AB得Rt△ABD,∠B=30°,AD=2,
∴BD=2AD=2×2=4,
∵AB=AC,∠B=30°,
∴等腰三角形ABC,∠B=∠C=30°,
∴∠BAC=180°﹣30°﹣30°=120°,
∵AD⊥AB,即∠BAD=90°,
∴∠CAD=120°﹣90°=30°,
∴△ACD是等腰三角形,即AD=CD=2,
∴BC=BD+DC=4+2=6.
故选:D.
7.【答案】A
【分析】先利用含30°角的直角三角形的性质可得AB=4,BC=8,再利用线段垂直平分线的性质可得DA=DC=4,从而可得DE=4,即可解答.
【解答】解:在Rt△ABC中,∠B=90°,∠C=30°,
∴BCAB,AC=2AB,
∵BC=12,
∴AB=4,BC=8,
∵DE是线段AC的垂直平分线,
∴DC=DA=4,DE⊥AC,
∵∠C=30°,
∴DCDE=4,
∴DE=4,
故选:A.
8.【答案】C
【分析】根据题意,∠1=∠BED=40°,△BDE中,∠BDE=90°﹣40°=50°,根据对顶角相等即可求解.
【解答】解:如图所示,∠B=90°,
根据题意,∠1=∠BED=40°(对顶角相等),
在△BDE中,∠BDE=90°﹣∠BED=90°﹣40°=50°,
∴∠2=∠BDE=50°,
所以∠2的度数是50°,
故选:C.
二、填空题(共8小题)
9.【答案】265.
【分析】由题意得,EG=AC=40cm,OE=OA,过A作AP⊥EG于P,根据勾股定理即可得到结论.
【解答】解:由题意得,EG=AC=40cm,OE=OA,
过A作AP⊥EG于P,
∵AE=AG,
∴PE=PGEG=20(cm),
∵EF∥MN,
∴AP=OM=70cm,
在Rt△APO中,AP2+PO2=AO2,
∴702+(AO﹣20)2=AO2,
∴AO(cm),
∴AB=2OA=265(cm),
故答案为:265.
10.【答案】或
【分析】分情况讨论:①当∠APC﹣∠C=90°时,过点A作 AD⊥BC于点D,由等腰三角形的性质得到BD=CD=4,证明△ADB∽△PAB,得到,即可求出BP 的长;
②当∠APC﹣∠CAP=90°时,过点P作PM⊥BC交AC于点M,由等角对等边得到AM=PM,再证明△CMP∽△CAD,设CP=x,进而得出,CMx,根据AC=AM+CM=PM+CM,求出x的值,即可求出BP的长;
③当∠CAP=∠C+90°时,利用锐角三角函数,得出∠C>30°,∠BAC<120°,即此种情况不存在;
④当∠CAP=∠APC+90°时,同③理可证,此种情况不存在;即可得解.
【解答】解:∵AB=AC=5,
∴∠B=∠C,
∵∠APC=∠B+∠BAP,
∴∠APC>∠B,
∴∠APC>∠C,
若△APC为“反直角三角形”,
①当∠APC﹣∠C=90°时,过点A作AD⊥BC于点D,
∵AB=AC=5,BC=8,
∴,
∴,
∵∠B=∠C,
∴∠APC﹣∠B=∠BAP=90°,
∵∠B=∠B,∠ADB=∠PAB=90°,
∴△ADB∽△PAB,
∴,
∴,
∴;
②当∠APC﹣∠CAP=90°时,过点P作PM⊥BC交AC于点M,
∴∠APC﹣∠APM=∠CPM=90°,
∴∠CAP=∠APM,
∴AM=PM,
∵PM⊥BC,AD⊥BC,
∴PM∥AD,
∴△CMP∽△CAD,
∴,
设CP=x,则BP=8﹣x,
∴,
∴,CM,
∴AC=AM+CM=PM+CM,
∴x,
∴BP;
③当∠CAP=∠C+90°时,如图,在CB上截取CE=AE,连接AE,过点A作AD⊥BC于D,过点E作EF⊥AC于F,
则∠EAC=∠C,∠ADE=∠PAE=90°,
又∵∠AED=∠PEA,
∴△AED∽△PEA,
∴,
∵CE=AE,EF⊥AC,
∴AF=CFAC,
∵∠ADC=∠EFC=90°,∠C=∠C,
∴△CEF∽△CAD,
∴,即,
∴CEAE,
∴DE=CD﹣CE,
同理可得:△AED∽△PEA,
∴,即,
∴PE,
又∵BE=BC﹣CE,,
∴PE>BE,即点P在CB的延长线上,不符合题意;
④当∠CAP=∠APC+90°时,
∵当点P与点B重合时,∠APC最小,此时∠APC=∠B>30°,
同③理可证,此种情况不存在;
综上可知,BP的长为或,
故答案为:或.
11.【答案】.
【分析】由四个全等的直角三角形可知 AE=BF=CG=DH=1,EF=FG=GH=GE=1,利用勾股定理可求得大正方形ABCD的边长,由此即可求解.
【解答】解:∵中间的小正方形EFGH的周长为4,
∴EF=FG=GH=GE=1,
∵AE=1,
∴AE=BF=CG=DH=1,
根据题意得,在Rt△ABF中,AF=1+1=2,BF=1,
∴,
∴大正方形ABCD的周长为,
故答案是:.
12.【答案】.
【分析】过点C作CG∥AB,交BD的延长线于点G,延长DG到点F,使得GC=GF,可得出AC=BG=BD+DG,得到DG=3;根据等边对等角,得到∠GCF=∠GFC,从而得到∠A=∠ECG=∠EGC=2∠GFC=2∠CBE,得到∠GFC=∠CBE,从而得到CB=CF,根据等腰三角形的三线合一性质,得到BF=2BD=16,继而得到GC=GF=BF﹣BG=BF﹣AC=5,根据勾股定理,得DC=4,再次运用勾股定理计算BC即可.
【解答】解:如图,过点C作CG∥AB,交BD的延长线于点G,延长DG到点F,使得GC=GF,连接CF,
∴∠A=∠ECG,∠ABE=∠EGC.
∵EA=EB,
∴∠A=∠ABE,
∴∠ECG=∠EGC,
∴EC=EG,
∴AE+EC=EB+EG,即AC=BG=BD+DG,
∴DG=AC﹣BD=11﹣8=3;
∵GC=GF,
∴∠GCF=∠GFC,
∴∠A=∠ECG=∠EGC=2∠GFC=2∠CBE,
∴∠GFC=∠CBE,
∴CB=CF,
∴BF=2BD=16,
∴GC=GF=BF﹣BG=BF﹣AC=5,
在直角三角形CDG中,由勾股定理得:,
在直角三角形BCD中,由勾股定理得:.
故答案为:.
13.【答案】50°
【分析】根据折叠的性质和直角三角形的性质即可得到结论.
【解答】解:∵把一张Rt△ABC纸片沿DE折叠,
∴∠CDE=∠C′DE,
∵∠1=70°,
∴∠CDE=∠C′DE=110°,
∴∠C′DA′=40°,
∵∠C′=∠C=90°,
∴∠2=90°﹣40°=50°,
故答案为:50°.
14.【答案】50°.
【分析】由平行线的性质可得∠3=∠1=40°,然后根据平角的性质可得∠3+∠2+90°=180°即可求得∠2.
【解答】解:∵a∥b,
∴∠3=∠1=40°,
∵∠3+∠2+90°=180°,
∴∠2=50°.
故答案为:50°.
15.【答案】6米.
【分析】根据含有30°角的直角三角形的性质可以得到AC的长,然后即可计算出AB+AC的值,从而可以得到这棵树在折断前的高度.
【解答】解:∵AB=2米,∠ACB=30°,∠ABC=90°,
∴AC=4米,
∴这棵树在折断前的高度为AC+AB=4+2=6(米).
故答案为:6米.
16.【答案】5
【分析】由等边三角形的性质可得∠B=∠C=60°,由含30度角的直角三角形的性质得BEBD=2cm,由等角对等边得AD=AF=3cm,所以BC=AB=AD+BD=7cm,据此即可求解.
【解答】解:∵△ABC是等边三角形,
∴∠B=∠C=60°,
∵DE⊥BC,
∴∠DEB=∠CEF=90°,
∴∠BDE=∠F=30°,
∵BD=4cm,
∴BEBD=2cm,
∵∠ADF=∠BDE=30°,
∴∠ADF=∠F,
∴AD=AF=3cm,
∴BC=AB=AD+BD=7cm,
∴EC=BC﹣BE=5(cm).
故答案为:5.
三、解答题(共4小题)
17.【答案】(1)30°.
(2)12.
【分析】(1)由等腰三角形的性质得出∠B=∠C=30°,∠CAD=90°;易证得∠DAB=∠B=30°;
(2)由∠DAB=∠B得BD=AD=4,Rt△ACD中,根据30°角所对直角边等于斜边的一半,可求得CD=2AD=8;由此可求得BC的长.
【解答】解:(1)∵AB=AC,∠B=30°,
∴∠B=∠C=30°,
∴∠BAC=180°﹣∠B﹣∠C=120°.
∵DA⊥AC,
∴∠DAC=90°,
∴∠BAD=∠BAC﹣∠DAC=120°﹣90°=30°.
(2)∵∠B=∠BAD=30°,
∴BD=AD=4.
Rt△DAC中,∠DAC=90°,∠C=30°,
∴DC=2AD=8,
∴BC=BD+DC=12.
18.【答案】(1)AD⊥AB,理由见解析;
(2)能,证明见解析.
【分析】(1)根据勾股定理进行检验即可;
(2)在AD上取点AE=3厘米,在线段AB上取AF=4厘米,连接EF,测量出EF的长即可得出结论.
【解答】解:(1)AD⊥AB,理由:
∵AD=60厘米,AB=80厘米,BD=100厘米,602+802=1002,
∴AD2+AB2=BD2,
∴△ABD是直角三角形,
∴AD⊥AB;
(2)能,在AD上取点AE=3厘米,在线段AB上取AF=4厘米,连接EF,测量出EF=5厘米,则AD⊥AB,
证明:如图,
∵AE=3厘米,AF=4厘米,EF=5厘米,32+42=52,
∴AE2+AF2=EF2,
∴△AEF是直角三角形,
∴AD⊥AB.
19.【答案】(1)旗杆MN的长约为12m;
(2)见解答.
【分析】(1)先求出∠AMQ=30°,在Rt△MCN中利用三角函数即可求出MQ,进而求出MN的长;
(2)(方案不唯一)可利用绳子、旗杆、地面构造直角三角形设计方案,再利用勾股定理写出求解过程即可.
【解答】解:(1)∵旗杆MN和BC垂直于地面l,
∴∠AMQ=∠ABC=30°,
由题意,知APNQ是矩形,
∴AQ=PN=6m,QN=AP=1.6m,
∴MQ(cm),
∴MN=MQ+QN1.6≈12(cm),
答:旗杆MN的长约为12m;
(2)(方案不唯一)先测出绳子多出的部分DN长度为am,再将绳子拉直,使绳子末端贴在地面C处(如图),测出绳子末端C到旗杆底部N的距离bm,即可利用所学知识就能求出旗杆的长.
由测量方案可知,CM=(MN+a)m,CN=bm,
由勾股定理,得CM2=MN2+CN2,即(MN+a)2=MN2+b2,
解得MN(m),
答:旗杆MN长度为 m.
20.【答案】△ABC是直角三角形.
理由:
∵CD⊥AB,
∴∠CDA=∠CDB=90°,
在Rt△ACD中,由勾股定理得:
,
在Rt△BCD中,由勾股定理得:
,
∴AB=AD+BD=5,
在△ABC中,
,
AB2=52=25,
∴AC2+BC2=AB2,
∴△ABC是直角三角形.
【分析】先根据勾股定理分别求出,BD=4,进而求出AB=5,然后根据勾股定理的逆定理判断即可.
【解答】解:△ABC是直角三角形.
理由:
∵CD⊥AB,
∴∠CDA=∠CDB=90°,
在Rt△ACD中,由勾股定理得:
,
在Rt△BCD中,由勾股定理得:
,
∴AB=AD+BD=5,
在△ABC中,
,
AB2=52=25,
∴AC2+BC2=AB2,
∴△ABC是直角三角形.
学科网(北京)股份有限公司
$