内容正文:
专题 20.2 勾股定理的逆定理及其应用(知识梳理+题型精析+中考模拟真题)
目录
一.知识梳理 1
【知识点一】勾股定理的逆定理 1
【知识点二】勾股数 1
二.题型精析 2
【基础篇】 2
★【题型 1】判断三边能否构成直角三角形 2
★【题型 2】勾股数的判断 2
★【题型 3】网格上判断直角三角形 3
★【题型 4】利用勾股定理的逆定理求解 4
★【题型 5】勾股定理逆定理实际应用 5
【培优篇】 6
★★【题型 6】勾股数规律问题探究 6
★★★【题型 7】勾股定理逆定理综合求值证明 7
★★★【题型 8】勾股定理逆定理拓展问题 8
三.中考模拟真题 9
(一)单选题(5题) 9
(二)填空题(4题) 10
(三)解答题(2题) 11
一.知识梳理
【知识点一】勾股定理的逆定理
如果三角形三条边长,满足,那么这个三角形是直角三角形。
【要点提示】(1)勾股定理的逆定理的作用是判定某一个三角形是否是直角三角形.(2)勾股定理的逆定理是把“数”转为“形”,是通过计算来判定一个三角形是否为直角三角形.
【知识点二】勾股数
满足不定方程的三个正整数,称为勾股数(又称为高数或毕达哥拉斯数),显然,以为三边长的三角形一定是直角三角形.
【要点提示】熟悉下列勾股数,对解题有很大帮助:
3、4、5; ②5、12、13;③8、15、17;④7、24、25;⑤9、40、41……
二.题型精析
【基础篇】
【题型】前带★表示基础题,带★★表示中档题,带★★★表示拨高题
★【题型 1】判断三边能否构成直角三角形
【例题1】(25-26八年级上·陕西咸阳·期末)如图,在中,是上一点,连接,,,,.
(1)求证:; (2)求的长.
【变式1】(25-26八年级上·山东青岛·期末)下列各组数,能构成直角三角形的一组是( )
A.,, B.,, C.,, D.,,
【变式2】(25-26八年级上·广东佛山·期末)边长为a,,5的三角形是直角三角形,则 .
【变式3】(25-26八年级上·重庆北碚·期末)已知的三边分别是a、b、c.
(1)若,且a、b、c都是正整数,求周长的最大值.
(2)若,判断的形状并说明理由.
★【题型 2】勾股数的判断
【例题2】(25-26七年级上·全国·单元测试)判断下列各组数是不是勾股数.
(1)3,4,7; (2)5,12,13; (3);
【变式1】(25-26八年级上·江苏扬州·期末)下列各组数是勾股数的是( )
A.13,14,15 B.3,4,6 C.0.3,0.4,0.5 D.6,8,10
【变式2】(24-25八年级下·陕西商洛·期末)若5、m、13是一组勾股数,则m的值为 .
【变式3】(23-24七年级下·全国·假期作业)判断下列各组数是不是勾股数.
(1)3,4,7; (2)5,12,13;
(3); (4)3,,5.
★【题型 3】网格上判断直角三角形
【例题3】(25-26八年级上·湖南邵阳·期末)如图,在正方形网格中,每个小正方形的边长均为1,点A,B,C均在格点上.
(1)判断的形状,并说明理由;
(2)求的面积.
【变式1】(25-26八年级上·河南新乡·期末)在如图所示的正方形网格中,点A,B,C均在格点上,则的度数是( )
A. B. C. D.
【变式2】(25-26八年级上·黑龙江牡丹江·期末)如图所示,在边长为1的小正方形网格中,若的顶点都在格点上,则 .
【变式3】(25-26八年级上·全国·期末)如图,在4×4的正方形网格中,每个小正方形的边长都是1,点均在网格线的交点上.
(1)直接写出三边的长度.
(2)判断的形状,并说明理由.
★【题型 4】利用勾股定理的逆定理求解
【例题4】(25-26八年级上·福建·期末)如图,四边形,,,,连接,且.
(1)求的长;
(2)若,求的长.
【变式1】(25-26八年级上·陕西咸阳·期末)如图,在中,,,边的垂直平分线分别交、于点、,连接,若的周长为28,则的长为( )
A.3.5 B.4 C.4.5 D.5
【变式2】(25-26八年级上·江苏泰州·期末)已知一个三角形的三边长分别为,,3,则其最短边上中线的长为 .
【变式3】(25-26八年级上·江苏扬州·期末)如图,在中,,,D为边上一点,且,.
(1)求证:; (2)求的面积.
★【题型 5】勾股定理逆定理实际应用
【例题5】(25-26八年级上·陕西咸阳·期末)如图所示,池底某点反射的光从水中斜射向空气时会发生偏折,人眼看去,就会感觉点O的位置升高到处,即池水看起来比实际的浅,这是光的折射现象.已知O,,B三点共线,,,,,池水看起来变浅了多少?(即求的长度)
【变式1】(25-26八年级下·全国·周测)如图,学校前面有一条笔直的公路,学生放学后走,两条路可到达公路,经测量,,.现需修建一条小路从学校到公路,则这条小路的最短距离为( )
A. B. C. D.
【变式2】(25-26八年级下·全国·课后作业)为了增强学生的环保意识和生态意识,阳明中学在植树节当天组织了植树活动.这次植树活动中,小洛所在班级一共植树12棵,按图中所示的方式进行分布,已知每相邻的两棵树之间的距离是,则小洛所在班级植树围成的区域()的面积为 .
【变式3】(25-26七年级上·山东淄博·期末)如图是某超市购物车的侧面简化示意图.测得支架,,两轮中心的距离.
(1)判断支架,是否垂直;
(2)求点C到的距离
【培优篇】
★★【题型 6】勾股数规律问题探究
【例题6】(25-26八年级上·江苏南京·期中)如果满足等式的a,b,c是三个正整数,我们称a,b,c为勾股数.
(1)已知m,n是正整数且,证明:,,是勾股数.
(2)请写出任意一组含有68的“勾股数”: .
【变式1】(25-26八年级上·陕西咸阳·期中)观察以下的等式,等式左边为直角三角形两直角边长的平方和,等式右边为直角三角形斜边长的平方,现有一个一条直角边为14的直角三角形,它的三边长为勾股数(满足图中等式关系),则这个直角三角形的周长为( )
A.56 B.82 C.112 D.144
【变式2】(24-25八年级下·湖北孝感·期中)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 .
【变式3】(25-26八年级上·广东清远·期中)(1)我们知道像3,4,5这样三个整数是一组勾股数,那么,,(k是正整数)是一组勾股数吗?请说明理由;
(2)如果a,b,c是一组勾股数,那么,,(k是正整数)也是一组勾股数吗?请说明理由.
(3)如果m表示大于1的整数,,,,请说明a,b,c为勾股数.
★★★【题型 7】勾股定理逆定理综合求值证明
【例题7】(2025九年级上·黑龙江哈尔滨·专题练习)定义:有两个相邻内角互余的四边形称为邻余四边形.
(1)如图1,在中,,垂直平分交于点,垂足为,且,,为上一点,求证:四边形是邻余四边形;
(2)如图2,在邻余四边形中,(和均为钝角),为的中点,,,时,求的长.
【变式1】(25-26八年级上·江苏无锡·月考)如图,,,,.则_____°.
A. B. C. D.
【变式2】(23-24八年级下·云南昭通·月考)如图,在中,点为的中点,,,,则边上的高为 .
【变式3】(25-26八年级上·陕西·期中)如图,在中,点是边的中点,交于点,连接,且.
(1)求证:
(2)若,,求的长度.
★★★【题型 8】勾股定理逆定理拓展问题
【例题8】(23-24八年级下·福建莆田·月考)定义:若a,b,c是的三边,且,则称为“方倍三角形”.
(1)对于①等边三角形②直角三角形,下列说法一定正确的是 .
A.①一定是“方倍三角形” B.②一定是“方倍三角形”
C.①②都一定是“方倍三角形” D.①②都一定不是“方倍三角形”
(2)如图,中,,,P为边上一点,将沿直线进行折叠,点A落在点D处,连接,.若为“方倍三角形”,且,求的面积.
【变式1】(24-25八年级下·湖南湘西·月考)在中,,则( )
A.一定是锐角 B.一定是直角 C.一定是钝角 D.都有可能
【变式2】(20-21八年级上·河北承德·期末)阅读下列内容:设,,是一个三角形的三条边的长,且最大,我们可以利用,,之间的关系来判断这个三角形的形状:①若,则该三角形是直角三角形;②若,则该三角形是钝角三角形;③若,则该三角形是锐角三角形.例如:若一个三角形的三边长分别是,,,则最长边是,,故由③可知该三角形是锐角三角形.
(1)若一个三角形的三边长分别是,,,则该三角形是 ;
(2)若一个三角形的三边长分别是,,,且这个三角形是直角三角形,则的值为 ;
(3)带一个三角形的三边长,,,其中是最长边长,则该三角形是 三角形.
【变式3】(20-21八年级上·江西吉安·期末)先观察下列各组数,然后回答问题:
第一组:,,; 第二组:,,;
第三组:,,; 第四组:,,;
(1)根据各组数反映的规律,用含的代数式表示第组的三个数;
(2)如果各组数的三个数分别是三角形的三边长,那么这个三角形是什么三角形?请说明理由;
(3)如图,,,,若,,为上列按已知方式排列顺序的某一组数,且,,求的长.
三.中考模拟真题
(一)单选题(5题)
1.(2025·云南文山·模拟预测)下列各组数中,不能组成直角三角形的是( )
A.3,4,5 B.6,8,10 C.5,12,13 D.7,9,13
2.(2023·山东·中考真题)的三边长a,b,c满足,则是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形 C.锐角三角形 D.等腰直角三角形
3.(2025·四川南充·二模)在网格中,三角形的顶点在格点上,求的值( )
A. B. C. D.不确定
4.(2025·安徽芜湖·二模)如图,中为上的中线,,垂足为,,,,则的长为( )
A. B. C. D.
5.(2025·云南丽江·模拟预测)如图,在平行四边形中,以点为圆心,适当长度为半径作弧,分别交,于点,,再分别以点,为圆心,大于长为半径作弧,两弧交于点,作射线交于点,连接,若,,,则的长为( )
A.15 B.6 C.6 D.4
(二)填空题(4题)
6.(2025·江苏盐城·一模)如图所示的网格是由相同的小正方形组成的网格,点是网格线的交点,则 .
7.(2025·江西·模拟预测)如图,在中,,D,E两点分别在直线和直线上运动(点E不与点C重合).若与全等,则线段的长为 .
8.(2023·广东东莞·模拟预测)如图,在四边形中,,,四边形的面积是 .
9.(2025·湖南·中考真题)已知,,,是的三条边长,记,其中为整数.
(1)若三角形为等边三角形,则 ;
(2)下列结论正确的是 (写出所有正确的结论)
①若,,则为直角三角形
②若,,,则
③若,,,,为三个连续整数,且,则满足条件的的个数为7
(三)解答题(2题)
10.(2023·吉林·中考真题)图①、图②、图③均是的正方形网格,每个小正方形的顶点称为格点,线段的端点均在格点上.在图①、图②、图③中以为边各画一个等腰三角形,使其依次为锐角三角形、直角三角形、钝角三角形,且所画三角形的顶点均在格点上.
11.(2025·江苏常州·中考真题)在四边形中,对角线、相交于点O,,.
(1)若是等腰三角形,则_______;
(2)已知,.
①若,判断四边形是怎样的特殊四边形,并说明理由;
②如图,在中,,求的长.
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专题 20.2 勾股定理的逆定理及其应用(知识梳理+题型精析+中考模拟真题)
目录
一.知识梳理 1
【知识点一】勾股定理的逆定理 1
【知识点二】勾股数 1
二.题型精析 2
★【题型 1】判断三边能否构成直角三角形 2
★【题型 2】勾股数的判断 5
★【题型 3】网格上判断直角三角形 7
★【题型 4】利用勾股定理的逆定理求解 9
★【题型 5】勾股定理逆定理实际应用 13
★★【题型 6】勾股数规律问题探究 16
★★★【题型 7】勾股定理逆定理综合求值证明 19
★★★【题型 8】勾股定理逆定理拓展问题 24
三.中考真题 29
(一)单选题(5题) 29
(二)填空题(4题) 33
(三)解答题(2题) 38
一.知识梳理
【知识点一】勾股定理的逆定理
如果三角形三条边长,满足,那么这个三角形是直角三角形。
【要点提示】(1)勾股定理的逆定理的作用是判定某一个三角形是否是直角三角形.(2)勾股定理的逆定理是把“数”转为“形”,是通过计算来判定一个三角形是否为直角三角形.
【知识点二】勾股数
满足不定方程的三个正整数,称为勾股数(又称为高数或毕达哥拉斯数),显然,以为三边长的三角形一定是直角三角形.
【要点提示】熟悉下列勾股数,对解题有很大帮助:
3、4、5; ②5、12、13;③8、15、17;④7、24、25;⑤9、40、41……
二.题型精析
【基础篇】
【题型】前带★表示基础题,带★★表示中档题,带★★★表示拨高题
★【题型 1】判断三边能否构成直角三角形
【例题1】(25-26八年级上·陕西咸阳·期末)如图,在中,是上一点,连接,,,,.
(1)求证:; (2)求的长.
【答案】(1)见解析 (2)
【分析】本题主要考查了勾股定理及其逆定理,解题的关键是熟练掌握,如果一个三角形的三条边a、b、c满足,那么这个三角形为直角三角形.在一个直角三角形中,两条直角边分别为a、b,斜边为c,那么.
(1)根据勾股定理逆定理证明为直角三角形,即可得出;
(2)根据勾股定理求出,即可得出答案.
【详解】(1)证明:,
,
∴为直角三角形,
,
;
(2)解:,
.
【变式1】(25-26八年级上·山东青岛·期末)下列各组数,能构成直角三角形的一组是( )
A.,, B.,, C.,, D.,,
【答案】D
【分析】本题主要考查了勾股定理的逆定理.
利用勾股定理的逆定理,验证每组数中两较小边的平方和是否等于最长边的平方,若相等则能构成直角三角形.
【详解】解:对于选项,,,,以,,为边不能组成直角三角形,故不符合题意;
对于选项,,,,以,,为边不能组成直角三角形,故不符合题意;
对于选项,,,,以,,为边不能组成直角三角形,故不符合题意;
对于选项,,,,以,,为边能组成直角三角形,故符合题意;
故选:.
【变式2】(25-26八年级上·广东佛山·期末)边长为a,,5的三角形是直角三角形,则 .
【答案】3或12
【分析】本题考查了勾股定理的应用,掌握勾股定理是解决本题的关键.
根据勾股定理,分三种情况讨论哪条边为斜边,解方程即可得解.
【详解】解:当斜边为5时,则
解得或(舍去),
此时边长为3,4,5,满足三角形条件.
当斜边为时,则
解得,
此时边长为12,13,5,满足三角形条件.
当斜边为时,则
解得(舍去).
故或.
故答案为:3或12.
【变式3】(25-26八年级上·重庆北碚·期末)已知的三边分别是a、b、c.
(1)若,且a、b、c都是正整数,求周长的最大值.
(2)若,判断的形状并说明理由.
【答案】(1)25 (2)等腰三角形或直角三角形
【分析】本题考查了完全平方公式的应用、平方的非负性、三角形三边关系及因式分解的应用.
(1)先将已知等式通过完全平方公式变形,再根据平方的非负性求出a、b的值,最后根据三角形三边关系求出c的取值范围,进而求出周长的最大值;
(2)先对已知等式进行移项,然后通过因式分解将等式变形,再根据因式分解的结果判断的形状.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴,
∴且,
解得,,
根据三角形三边关系,可得,即,
∵c是正整数,
∴c的最大值为12,
∴周长的最大值为.
(2)解:∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵a,b,c是三角形的三边,
∴,
∴或,
当时,,此时是等腰三角形;
当时,,此时是直角三角形,
∴是等腰三角形或直角三角形.
★【题型 2】勾股数的判断
【例题2】(25-26七年级上·全国·单元测试)判断下列各组数是不是勾股数.
(1)3,4,7; (2)5,12,13; (3);
【答案】(1)不是 (2)是 (3)不是
【分析】本题考查了勾股定理的逆定理.根据勾股数的定义(可以构成一个直角三角形三边的一组正整数,称之为勾股数.)及勾股定理的逆定理计算判断即可.
(1)分别计算三边的平方,即可完成判断;
(2)分别计算三边的平方,即可完成判断;
(3)根据勾股数不能为分数完成判断.
【详解】(1)解:因为,
所以3,4,7不是勾股数;
(2)解:因为,
所以5,12,13是勾股数;
(3)解:因为勾股数不能为分数,
所以不是勾股数.
【变式1】(25-26八年级上·江苏扬州·期末)下列各组数是勾股数的是( )
A.13,14,15 B.3,4,6 C.0.3,0.4,0.5 D.6,8,10
【答案】D
【分析】本题主要考查了勾股数的定义.根据能够成为直角三角形三条边长的三个正整数,称为勾股数,即可求解.
【详解】解:A、∵,∴13,14,15不是勾股数,该选项不符合题意;
B、∵,∴3,4,6不是勾股数,该选项不符合题意;
C、∵0.3,0.4,0.5都不是整数,∴0.3,0.4,0.5不是勾股数,该选项不符合题意;
D、∵,∴6,8,10是勾股数,该选项符合题意;
故选:D.
【变式2】(24-25八年级下·陕西商洛·期末)若5、m、13是一组勾股数,则m的值为 .
【答案】12
【分析】本题考查了勾股数.勾股数是正整数且满足较大的数的平方等于较小的两个数的平方和,理解题意,先分情况讨论m是斜边或13是斜边,进行列式计算,即可作答.
【详解】解:依题意,当m为斜边时,由勾股定理得,
即,
解得,不是正整数,舍去;
当13为斜边时,由勾股定理得,
即,
∴,
解得(负值已舍去),
故答案为:12.
【变式3】(23-24七年级下·全国·假期作业)判断下列各组数是不是勾股数.
(1)3,4,7; (2)5,12,13;
(3); (4)3,,5.
【答案】(1)不是 (2)是 (3)不是 (4)不是
【分析】本题考查了勾股定理的逆定理.根据勾股数的定义(凡是可以构成一个直角三角形三边的一组正整数,称之为勾股数.)及勾股定理的逆定理计算判断即可.
(1)分别计算三边的平方,即可完成判断;
(2)分别计算三边的平方,即可完成判断;
(3)根据勾股数不能为分数完成判断;
(3)根据勾股数不能为负数完成判断;
【详解】(1)解:因为,
所以3,4,7不是勾股数;
(2)因为,
所以5,12,13是勾股数;
(3)因为勾股数不能为分数,所以不是勾股数;
(4)因为勾股数不能为负数,所以3,-4,5不是勾股数.
★【题型 3】网格上判断直角三角形
【例题3】(25-26八年级上·湖南邵阳·期末)如图,在正方形网格中,每个小正方形的边长均为1,点A,B,C均在格点上.
(1)判断的形状,并说明理由;
(2)求的面积.
【答案】(1)是直角三角形,理由见解析 (2)5
【分析】本题主要考查了勾股定理和勾股定理的逆定理,熟知勾股定理及其逆定理是解题的关键.
(1)利用勾股定理求出的三边长,再利用勾股定理的逆定理求解即可;
(2)根据(1)可得,再根据三角形的面积公式求解即可.
【详解】(1)解:是直角三角形,理由如下:
由勾股定理和网格的特点可得,,
∴,
∴是直角三角形;
(2)解:由(1)可得,
∴.
【变式1】(25-26八年级上·河南新乡·期末)在如图所示的正方形网格中,点A,B,C均在格点上,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了勾股定理和勾股定理的逆定理,熟练掌握勾股定理和勾股定理的逆定理是解题的关键.
由勾股定理推出,再由勾股定理的逆定理证明是等腰直角三角形,即可得出结论.
【详解】解:由勾股定理得:,,,
,且,
是等腰直角三角形,且,
故选:B.
【变式2】(25-26八年级上·黑龙江牡丹江·期末)如图所示,在边长为1的小正方形网格中,若的顶点都在格点上,则 .
【答案】
【分析】本题主要考查了勾股定理及其逆定理.延长至点D,连接,根据勾股定理逆定理可得为等腰直角三角形,从而得到,即可求解.
【详解】解:如图,延长至点D,连接,
∵,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴
故答案为:
【变式3】(25-26八年级上·全国·期末)如图,在4×4的正方形网格中,每个小正方形的边长都是1,点均在网格线的交点上.
(1)直接写出三边的长度.
(2)判断的形状,并说明理由.
【答案】(1),, (2)是直角三角形,理由见解析
【分析】本题考查了勾股定理与网格问题、勾股定理的逆定理,熟练掌握勾股定理和勾股定理的逆定理是解题关键.
(1)根据网格特点,利用勾股定理求解即可得;
(2)利用勾股定理的逆定理求解即可得.
【详解】(1)解:由网格可知,,
,
.
(2)解:由(1)已得:,,,
∴,,
∴,
∴是直角三角形.
★【题型 4】利用勾股定理的逆定理求解
【例题4】(25-26八年级上·福建·期末)如图,四边形,,,,连接,且.
(1)求的长;
(2)若,求的长.
【答案】(1)5 (2)
【分析】本题考查了等腰直角三角形的性质,勾股定理及逆定理,解题关键是通过构造全等三角形,将求线段的长度转化为直角三角形的边长计算.
(1)根据勾股定理求出即得;
(2)延长,过点作,垂足为点,证明;得,得,即得.
【详解】(1)解:在中,,
;
,
.
(2)解:如图,延长,过点作,垂足为点,
;
,
,
,
,
;
,
,
;
,
,
,
.
【变式1】(25-26八年级上·陕西咸阳·期末)如图,在中,,,边的垂直平分线分别交、于点、,连接,若的周长为28,则的长为( )
A.3.5 B.4 C.4.5 D.5
【答案】A
【分析】本题考查的是线段垂直平分线的性质,勾股定理及其逆定理.根据线段垂直平分线的性质得到,根据三角形的周长公式计算,得到,再利用勾股定理的逆定理求得,设,在中,利用勾股定理列式计算即可求解.
【详解】解:∵是线段的垂直平分线,
∴,
∵的周长为28,
∴,
∴,又,
∴,
设,,
∵,,,,
∴,
∴,
在中,,,,
由勾股定理得,即,
解得,
即,
故选:A.
【变式2】(25-26八年级上·江苏泰州·期末)已知一个三角形的三边长分别为,,3,则其最短边上中线的长为 .
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理、勾股定理逆定理、三角形的中线,先由勾股定理逆定理得出该三角形为直角三角形,得出最短边为,从而可得最短边的一半为,再由勾股定理计算即可得出结果,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
【详解】解:∵,,,
∴,
∴该三角形为直角三角形,
∵,
∴,
∴最短边为,
∴最短边的一半为,
故由勾股定理可得:其最短边上中线的长为,
故答案为:.
【变式3】(25-26八年级上·江苏扬州·期末)如图,在中,,,D为边上一点,且,.
(1)求证:; (2)求的面积.
【答案】(1)见解析 (2)84
【分析】本题考查了勾股定理,勾股定理的逆定理,熟练掌握勾股定理,勾股定理的逆定理是解题的关键.
(1)根据,,,得,证明;
(2)根据勾股定理,得,求得,计算的面积即可.
【详解】(1)解:∵,,,
∴,
∴,
∴.
(2)解:∵, ,,
∴,
∴,
∴的面积为:.
★【题型 5】勾股定理逆定理实际应用
【例题5】(25-26八年级上·陕西咸阳·期末)如图所示,池底某点反射的光从水中斜射向空气时会发生偏折,人眼看去,就会感觉点O的位置升高到处,即池水看起来比实际的浅,这是光的折射现象.已知O,,B三点共线,,,,,池水看起来变浅了多少?(即求的长度)
【答案】
【分析】本题主要考查了勾股定理和勾股定理的逆定理的应用,利用勾股定理的逆定理可得,利用勾股定理可得的长,再求出的长即可得到答案.
【详解】解:∵,,,
∴,,
∴,
∴,
在中,由勾股定理得,
,
答:池水看起来变浅了.
【变式1】(25-26八年级下·全国·周测)如图,学校前面有一条笔直的公路,学生放学后走,两条路可到达公路,经测量,,.现需修建一条小路从学校到公路,则这条小路的最短距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了勾股定理的逆定理与三角形面积公式,解题关键是先判定直角三角形,再利用面积法求点到直线的最短距离.先通过勾股定理的逆定理判断的形状,再利用三角形面积公式求出点到 (公路)的最短距离(即高).
【详解】解:∵,,
∴.
∴是直角三角形,.
点到公路的最短距离是中边上的高,根据三角形面积公式:
解得:.
故选:C.
【变式2】(25-26八年级下·全国·课后作业)为了增强学生的环保意识和生态意识,阳明中学在植树节当天组织了植树活动.这次植树活动中,小洛所在班级一共植树12棵,按图中所示的方式进行分布,已知每相邻的两棵树之间的距离是,则小洛所在班级植树围成的区域()的面积为 .
【答案】24
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理的逆定理是解题的关键.
根据题意可知,m,m,m,根据勾股定理的逆定理可得到,再由三角形面积公式计算即可.
【详解】解:由题意可知,m,m,m,
∵
∴
∴小洛所在班级植树围成的区域的面积为.
故答案为:.
【变式3】(25-26七年级上·山东淄博·期末)如图是某超市购物车的侧面简化示意图.测得支架,,两轮中心的距离.
(1)判断支架,是否垂直;
(2)求点C到的距离
【答案】(1),理由见解析 (2)
【分析】本题考查了勾股定理逆定理,熟练掌握勾股定理逆定理是解题的关键.
(1)利用勾股定理逆定理,进行求解即可;
(2)过C作于D,利用等面积法进行计算即可.
【详解】(1)解:,
理由:∵,,,
∴,,
∴,
∴,
∴是直角三角形,
∴.
(2)解:如图,过C作于D,
∵,
∴,解得,
即点C到的距离为.
【培优篇】
★★【题型 6】勾股数规律问题探究
【例题6】(25-26八年级上·江苏南京·期中)如果满足等式的a,b,c是三个正整数,我们称a,b,c为勾股数.
(1)已知m,n是正整数且,证明:,,是勾股数.
(2)请写出任意一组含有68的“勾股数”: .
【答案】(1)见解析 (2)(答案不唯一)
【分析】本题考查勾股数,熟练掌握勾股数,是解题的关键:
(1)证明,即可;
(2)由(1)将分解为,由(1)得到与,可以构成勾股数,进行求解即可.
【详解】(1)解:∵m,n是正整数且,
∴,,均是正整数,
∵;
故,,是勾股数.
(2),
由(1)可知,与可以构成勾股数;
故答案为:(答案不唯一).
【变式1】(25-26八年级上·陕西咸阳·期中)观察以下的等式,等式左边为直角三角形两直角边长的平方和,等式右边为直角三角形斜边长的平方,现有一个一条直角边为14的直角三角形,它的三边长为勾股数(满足图中等式关系),则这个直角三角形的周长为( )
A.56 B.82 C.112 D.144
【答案】C
【分析】本题考查勾股定理,勾股数,根据题干等式得到其规律是解题的关键.
根据给定的等式模式,直角三角形三边可表示为 、 和 ,其中 为整数.已知一条直角边为 14,分别令 和 求解 ,从而得到直角三角形三边长度,进而计算周长,即可解题.
【详解】解:∵ 等式模式为 (的整数),
且一条直角边为 14,
情况一:令 ,
解得 ,
则另一条直角边为 ,斜边为 ,
三边为 14, 48, 50,满足勾股定理,
周长为 .
情况二:令 ,
解得 , 非整数,不符合勾股数为整数的要求.
综上所述,这个直角三角形的周长为 112,
故选:C.
【变式2】(24-25八年级下·湖北孝感·期中)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).
【变式3】(25-26八年级上·广东清远·期中)(1)我们知道像3,4,5这样三个整数是一组勾股数,那么,,(k是正整数)是一组勾股数吗?请说明理由;
(2)如果a,b,c是一组勾股数,那么,,(k是正整数)也是一组勾股数吗?请说明理由.
(3)如果m表示大于1的整数,,,,请说明a,b,c为勾股数.
【答案】(1)是勾股数,见解析;(2)是勾股数,见解析;(3)是勾股数,见解析
【分析】本题考查了勾股数的定义,欲判断是否为勾股数,必须根据勾股数是正整数,同时还需验证两小边的平方和等于最长边的平方;
(1)直接利用勾股数的定义去验证即可;
(2)根据勾股数的定义得出,推出的成立即可;
(3)得到即可得到这是一组勾股数.
【详解】解:(1),,(k是正整数),
,
,,是一组勾股数;
(2)a,b,c是一组勾股数,
∴,,(k是正整数)也是一组正整数,
,
,
∴,,(k是正整数)也是一组勾股数;
(3)表示大于1的整数,
由,,得到、、均为正整数;
又,
而,
,
、、为勾股数.
★★★【题型 7】勾股定理逆定理综合求值证明
【例题7】(2025九年级上·黑龙江哈尔滨·专题练习)定义:有两个相邻内角互余的四边形称为邻余四边形.
(1)如图1,在中,,垂直平分交于点,垂足为,且,,为上一点,求证:四边形是邻余四边形;
(2)如图2,在邻余四边形中,(和均为钝角),为的中点,,,时,求的长.
【答案】(1)见详解 (2)
【分析】(1)先结合垂直平分线的性质,得,再结合,,运用勾股逆定理得是直角三角形,则根据直角三角形的两个锐角互余,得是直角三角形,即可作答.
(2)先理解题意,运用倍长中线法证明,根据邻余四边形的定义,得出,根据勾股定理,得,又因为,证明,即可作答.
【详解】(1)证明:连接,如图所示:
∵垂直平分交于点,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴是直角三角形,
∴,
∴,
∴四边形是邻余四边形;
(2)解:延长至点,使得,连接
∵为的中点,
∴,
∵,,
∴,
∴, ,
∵四边形是邻余四边形,且和均为钝角,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质,勾股定理,勾股逆定理,新定义,垂直平分线的性质,直角三角形的两个锐角互余,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
【变式1】(25-26八年级上·江苏无锡·月考)如图,,,,.则_____°.
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了勾股定理及逆定理、全等三角形的判定与性质,通过作辅助线构造直角三角形,结合全等三角形转化角的关系是解题的关键.
过点作,垂足为,,在和中,以为桥利用勾股定理列方程得,即可得,由得,由,可证,可得,由即可得.
【详解】解:如图,过点作,垂足为,
∴,,,
∴,
设,则,
∴,
解得,即,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,,即,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴
故选:C.
【变式2】(23-24八年级下·云南昭通·月考)如图,在中,点为的中点,,,,则边上的高为 .
【答案】/
【分析】本题考查了全等三角形的性质与判定,勾股定理及其逆定理等知识,综合性强.延长到E,使得,连接,作于点F,先证明,得到,根据勾股定理逆定理得到,进而得到,,即可得到,,利用三角形面积公式即可求解.
【详解】解:如图,延长到E,使得,连接,作于点F,
则.
∵点为的中点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴,,
∵,
∴,
即,
∴.
故答案为:
【变式3】(25-26八年级上·陕西·期中)如图,在中,点是边的中点,交于点,连接,且.
(1)求证:
(2)若,,求的长度.
【答案】(1)证明见解析 (2)
【分析】本题主要考查了勾股定理及其逆定理的应用、线段垂直平分线的性质,掌握勾股定理及其逆定理是解题的关键,还需注意方程思想在这类问题中的应用.
(1)由线段垂直平分线的性质得,再根据勾股定理公式的变形可求得是直角三角形,即可证明.
(2)先求出的长度,设所求线段为,利用(1)的结论,根据勾股定理列出方程即可求解.
【详解】(1)证明:点是边的中点,,
垂直平分,
,
,
,
,
是直角三角形,
.
(2)解:点是边的中点,,
,
在中,,,,
,
设,则,
,
,
解之得:.
即:.
★★★【题型 8】勾股定理逆定理拓展问题
【例题8】(23-24八年级下·福建莆田·月考)定义:若a,b,c是的三边,且,则称为“方倍三角形”.
(1)对于①等边三角形②直角三角形,下列说法一定正确的是 .
A.①一定是“方倍三角形” B.②一定是“方倍三角形”
C.①②都一定是“方倍三角形” D.①②都一定不是“方倍三角形”
(2)如图,中,,,P为边上一点,将沿直线进行折叠,点A落在点D处,连接,.若为“方倍三角形”,且,求的面积.
【答案】(1)A (2)
【分析】本题考查了翻折变换、等边三角形的性质,解决本题的关键是掌握等边三角形的性质.
(1)根据“方倍三角形”定义可得,等边三角形一定是“方倍三角形”,直角三角形不一定是“方倍三角形”进而可以判断;
(2)根据题意可得,根据“方倍三角形”定义可得为等边三角形,从而证明为等腰直角三角形,可得,延长交于点,根据勾股定理求出的长,根据为等腰直角三角形,可得,进而可以求的面积.
【详解】(1)解:对于①等边三角形,三边相等,
设边长为,
则,
根据“方倍三角形”定义可知:
等边三角形一定是“方倍三角形”;
对于②直角三角形,三边满足关系式:
,
根据“方倍三角形”定义可知:
直角三角形不一定是“方倍三角形”;
故答案为:;
(2)由题意可知:
,
,,
根据“方倍三角形”定义可知:
,
,
为等边三角形,,
,
,
,
,
,
,,
,
,
为等腰直角三角形,
,
,
延长交于点,如图,
,
,,
,
,
,
为等腰直角三角形,
,
.
【变式1】(24-25八年级下·湖南湘西·月考)在中,,则( )
A.一定是锐角 B.一定是直角 C.一定是钝角 D.都有可能
【答案】A
【分析】本题主要考查了三角形边角关系,由已知条件入手,把进行变形,变形为,再利用三角形边角关系得,把其代入可得关系式,再利用完全平方公式得,可得,可得一定是锐角.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∵是三角形的三边,
∴,
∴,
∵,
∴,
即,
∴,
∴一定是锐角.
故选:A.
【变式2】(20-21八年级上·河北承德·期末)阅读下列内容:设,,是一个三角形的三条边的长,且最大,我们可以利用,,之间的关系来判断这个三角形的形状:①若,则该三角形是直角三角形;②若,则该三角形是钝角三角形;③若,则该三角形是锐角三角形.例如:若一个三角形的三边长分别是,,,则最长边是,,故由③可知该三角形是锐角三角形.
(1)若一个三角形的三边长分别是,,,则该三角形是 ;
(2)若一个三角形的三边长分别是,,,且这个三角形是直角三角形,则的值为 ;
(3)带一个三角形的三边长,,,其中是最长边长,则该三角形是 三角形.
【答案】 锐角三角形 或 钝角
【分析】(1)直接利用定义结合三角形三边得出答案;
(2)直接利用勾股定理得出x的值;
(3)直接利用已知结合三边关系得出答案.
【详解】解:(1)∵72+82=49+64=113>92,
∴三角形是锐角三角形,
故答案为:锐角三角形;
(2)∵这个三角形是直角三角形,当x为斜边,
∴52+122=x2,
∴x=13,
当12是斜边,
则52+x2=122,
解得:x=,
综上所述:x=13或.
故答案为:13或;
(3)∵a2-b2-c2=x2+3z2-x+y2-2y+=(x-)2+(y-1)2+3z2+>0,
∴a2>b2+c2,
∴该三角形是钝角三角形.
【点睛】此题主要考查了勾股定理以及勾股定理的逆定理,正确进行相关计算是解题关键.
【变式3】(20-21八年级上·江西吉安·期末)先观察下列各组数,然后回答问题:
第一组:,,; 第二组:,,;
第三组:,,; 第四组:,,;
(1)根据各组数反映的规律,用含的代数式表示第组的三个数;
(2)如果各组数的三个数分别是三角形的三边长,那么这个三角形是什么三角形?请说明理由;
(3)如图,,,,若,,为上列按已知方式排列顺序的某一组数,且,,求的长.
【答案】(1),,;(2)直角三角形,见解析;(3)
【分析】(1)根据已知数据即可得到结果;
(2)根据勾股定理判断即可;
(3)根据题意可得出,,,在根据勾股定理计算即可;
【详解】(1)∵第一组:,,;
第二组:,,;
第三组:,,;
第四组:,,;
,
∴第组:,,.
(2)直角三角形;
证明:为正整数,
.
以,,为三边的三角形是直角三角形.
(3),,为上列按已知方式排列顺序的某一组数,
这组数为第九列:,,,
即,,.
,
.
,,
.
【点睛】本题主要考查了勾股定理的应用和找规律,准确分析计算是解题的关键.
三.中考真题
(一)单选题(5题)
1.(2025·云南文山·模拟预测)下列各组数中,不能组成直角三角形的是( )
A.3,4,5 B.6,8,10 C.5,12,13 D.7,9,13
【答案】D
【分析】本题考查了勾股定理的逆定理,解题关键是掌握判定一个三角形是直角三角形的方法:①先确定最长边,算出最长边的平方;②计算另两边的平方和;③比较最长边的平方与另两边的平方和是否相等,若相等,则此三角形为直角三角形.
【详解】解:A、,能构成直角三角形,选项错误;
B、,能构成直角三角形,选项错误;
C、,能构成直角三角形,选项错误;
D、,不能构成直角三角形,选项正确;
故选:D.
2.(2023·山东·中考真题)的三边长a,b,c满足,则是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形 C.锐角三角形 D.等腰直角三角形
【答案】D
【分析】由等式可分别得到关于a、b、c的等式,从而分别计算得到a、b、c的值,再由的关系,可推导得到为直角三角形.
【详解】解∵
又∵
∴,
∴
解得 ,
∴,且,
∴为等腰直角三角形,
故选:D.
【点睛】本题考查了非负性和勾股定理逆定理的知识,求解的关键是熟练掌握非负数的和为0,每一个非负数均为0,和勾股定理逆定理.
3.(2025·四川南充·二模)在网格中,三角形的顶点在格点上,求的值( )
A. B. C. D.不确定
【答案】B
【分析】该题考查了勾股定理和勾股定理逆定理,三角形内角和定理,根据勾股定理和勾股定理逆定理得出,即可求解.
【详解】解:根据题意可得,
∴,
∴,
∴,
故选:B.
4.(2025·安徽芜湖·二模)如图,中为上的中线,,垂足为,,,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,能得出是直角三角形是解此题的关键.
首先由勾股定理的逆定理可判定是直角三角形,再根据勾股定理即可求得的长,最后根据三角形的面积公式即可求出.
【详解】解:∵,中为上的中线,
∴,
∵,
∴,
∴,
在中,,
,
,
∴,
故选:D.
5.(2025·云南丽江·模拟预测)如图,在平行四边形中,以点为圆心,适当长度为半径作弧,分别交,于点,,再分别以点,为圆心,大于长为半径作弧,两弧交于点,作射线交于点,连接,若,,,则的长为( )
A.15 B.6 C.6 D.4
【答案】B
【分析】利用基本作图得到,再根据平行四边形的性质得到,,,再证明,则,接着利用勾股定理的逆定理判断为为直角三角形,,然后在中利用勾股定理计算的长.
【详解】解:由作法得平分,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴为直角三角形,
∴,
∵,
∴,
在中,,
故选:B.
【点睛】本题考查了作图-基本作图,熟练掌握基本作图(作一条线段等于已知线段;作一个角等于已知角;作已知线段的垂直平分线;作已知角的角平分线;过一点作已知直线的垂线).也考查了平行四边形的性质和勾股定理及其逆定理.
(二)填空题(4题)
6.(2025·江苏盐城·一模)如图所示的网格是由相同的小正方形组成的网格,点是网格线的交点,则 .
【答案】
【分析】延长交格点于,连接,在网格中求出相关线段长度,再根据勾股定理的逆定理证明是等腰直角三角形,且,由等腰直角三角形性质求出,由邻补角求解即可得到答案.
【详解】解:延长交格点于,连接,如图所示:
,,
则,
即是等腰直角三角形,且,
,
,
故答案为:.
【点睛】本题考查求角度,涉及勾股定理、勾股定理的逆定理、等腰直角三角形的判定和性质、邻补角等知识,正确地作出辅助线是解题的关键.
7.(2025·江西·模拟预测)如图,在中,,D,E两点分别在直线和直线上运动(点E不与点C重合).若与全等,则线段的长为 .
【答案】或或
【分析】本题主要考查了勾股定理和勾股定理的逆定理,先利用勾股定理的逆定理证明,再分,,三种情况根据全等三角形的性质求出的长,进而求出的长,再利用勾股定理即可求出答案.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∴.
如答图1所示,当时,,
∴,
∴;
如答图2所示,当且E在B的右边时,,
∴,
∴.
如答图3所示,当且E在B的左边时,.
∴.
∴.
综上所述,的长为或或.
故答案为:或或.
8.(2023·广东东莞·模拟预测)如图,在四边形中,,,四边形的面积是 .
【答案】
【分析】本题主要考查了勾股定理以及勾股定理逆定理.连接,根据勾股定理可得的长,再利用勾股定理逆定理可得为直角三角形,再根据四边形的面积等于,即可求解.
【详解】解:如图,连接,
在中,,
∴,
在中,∵,
∴,
∴为直角三角形,且,
∴四边形的面积是.
故答案为:
9.(2025·湖南·中考真题)已知,,,是的三条边长,记,其中为整数.
(1)若三角形为等边三角形,则 ;
(2)下列结论正确的是 (写出所有正确的结论)
①若,,则为直角三角形
②若,,,则
③若,,,,为三个连续整数,且,则满足条件的的个数为7
【答案】 2 ①②/②①
【分析】本题主要考查了勾股定理的逆定理,解一元一次不等式组,三角形三边的关系,等边三角形的性质等等,熟知相关知识是解题的关键.
(1)根据等边三角形的性质可得,据此求解即可;
(2)当,时,可证明,由勾股定理的逆定理可判断①;当,,时,可得;当时,可得,当时,可得,则可求出,据此求出t的取值范围即可判断②;当时,则,则可得到;根据题意不妨设,则剩下两个数分别为(n为正整数),则可得,解不等式组求出整数n即可判断③.
【详解】解:(1)∵,,是的三条边长,且是等边三角形,
∴,
∴
,
故答案为;2;
(2)①当,时,∵,
∴,
∴,
∴,
∴为直角三角形,故①正确;
②当,,时,
∵,
∴;
当时,
∵,
∴,
∴;
当时,
∵,
∴,
∴,
∴;
∵,
∴t随b的增大而增大,
当时,,
当时,,
∴,故②正确;
③当时,则,
∵,
∴,
∴;
∵a、b、c是三个相邻的正整数,,
∴不妨设,则剩下两个数分别为(n为正整数),
∵,
∴,
解得,
∴符合题意的n的值有2、3、4、5、6、7,共6个,
∴符合题意的a、b、c的取值一共有6组,
∴满足条件的的个数为6,故③错误;
故答案为:①②.
(三)解答题(2题)
10.(2023·吉林·中考真题)图①、图②、图③均是的正方形网格,每个小正方形的顶点称为格点,线段的端点均在格点上.在图①、图②、图③中以为边各画一个等腰三角形,使其依次为锐角三角形、直角三角形、钝角三角形,且所画三角形的顶点均在格点上.
【答案】见解析
【分析】根据勾股定理可得,结合题意与网格的特点分别作图即可求解.
【详解】解:如图所示,
如图①,,则是等腰三角形,且是锐角三角形,
如图②,,,则,则是等腰直角三角形,
如图③,,则是等腰三角形,且是钝角三角形,
【点睛】本题考查了勾股定理与网格问题,等腰三角形的定义,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
11.(2025·江苏常州·中考真题)在四边形中,对角线、相交于点O,,.
(1)若是等腰三角形,则_______;
(2)已知,.
①若,判断四边形是怎样的特殊四边形,并说明理由;
②如图,在中,,求的长.
【答案】(1) (2)①四边形是矩形,理由见解析;②
【分析】(1)由是等腰三角形,,,分别讨论:当时和当时,利用三角形的三边关系判断是否成立即可;
(2)①利用,,得出四边形是平行四边形,再利用,即可判定四边形是矩形;②过点作于点,利用,得出是直角三角形,且,证明,得出,,利用勾股定理求出,得出,再利用勾股定理求出,得出,即可求解.
【详解】(1)解:∵是等腰三角形,,,
∴当时,此时满足三角形三边关系,符合题意;
当时,,此时不满足三角形三边关系,不符合题意;
综上,,
故答案为:;
(2)解:①四边形是矩形,理由如下:
∵,,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴四边形是矩形;
②过点作于点,
∵,
∴是直角三角形,且,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴在中,,
∴,
∴在中,,
∴,
∴.
【点睛】本题考查全等三角形的判定与性质,勾股定理及其逆定理,三角形的三边关系,等腰三角形的定义,矩形的判定,二次根式的运算等,熟练掌握相关性质和判定是解题的关键.
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