内容正文:
中考数学一轮复习学案 15 特殊三角形(等腰三角形与直角三角形)
■考点一 等腰(等边)三角形的性质与判定►
1)等腰三角形的定义:有两边相等的三角形角等腰三角形。
2)等腰三角形的性质:(1)等腰三角形的两个底角相等(简称“等边对等角”)。
(2)等腰三角形的顶角平分线、底边上的中线、底边上的高相互重合(简称“三线合一”)。
3)等腰三角形的判定:若某三角形有两个角相等,那这两个角所对的边也相等(简称“等角对等边”)。
4)等边三角形的定义:三条边都相等的三角形叫等边三角形,它是特殊的等腰三角形。
5)等边三角形的性质:(1)等边三角形的三条边相等;(2)三个内角都相等,且每个内角都是60°;
(3)等边三角形(边长为a)的面积:。
6)等边三角形的判定:(1)三边相等或三个内角都相等的三角形是等边三角形;
(2)有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形。
■考点二 垂直平分线的性质与判定►
1)垂直平分线的定理:经过线段的中点并且垂直于这条线段的直线,叫做这条线段的垂直平分线(或线段的中垂线)。
2)垂直平分线的性质:线段的垂直平分线上的点到这条线段两个端点的距离相等。
3)垂直平分线的判定:到一条线段两个端点距离相等的点在这条线段的垂直平分线上。
■考点三 勾股定理与逆定理及其应用►
1)勾股定理:直角三角形的两条直角边a、b的平方和等于斜边c的平方,即:a2+b2=c2.
2)勾股定理的逆定理:若三角形的三条边a、b、c有关系:a2+b2=c2,那么这个三角形是直角三角形.
■考点四 直角三角形的性质及计算►
1)直角三角形的定义:有一个角是直角的三角形叫做直角三角形.
2)直角三角形的性质:(1)直角三角形两个锐角互余;(2)直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半;(3)在直角三角形中,30°角所对的直角边等于斜边的一半。
3)直角三角形的判定:1)两个内角互余的三角形是直角三角形;(2)三角形一边上的中线等于这条边的一半,那么这个三角形是直角三角形;(3)有一个角是直角的三角形叫做直角三角形;(4)满足勾股定理逆定理的三角是直角三角形。
4)直角三角形的面积公式: (其中:c为斜边上的高,m为斜边长)。
■易错提示►
1. 等腰三角形的边有腰、底之分,角有顶角、底角之分,若题目中的边没有明确是底还是腰,角没有明确是顶角还是底角,需要分类讨论。
2. 如果已知的两边没有明确边的类型,那么它们可能都是直角边,也可能是一条直角边、一条斜边,求解时必须进行分类讨论,以免漏解。
一、单选题
1.如图,中,,则的度数为( )
A. B. C. D.
2.如图,在中,,垂直平分,平分,则的度数为( )
A. B. C. D.
3.等腰三角形一边长,另一边长,它第三边长可以是( )
A.或 B. C. D.
4.如图,在中,,将绕点逆时针旋转得到,若点恰好为的中点,则的长为( )
A. B. C. D.
5.如图,中,若,,根据图中尺规作图的痕迹推断,以下结论错误的是( )
A. B. C. D.
6.如图,是边长为6的等边三角形,D,E两点分别以和的速度从点A,C两点出发,沿三角形的边顺时针运动,设运动时间为t,则下列哪个t值不能使为直角三角形( ).
A.9 B. C. D.1
7.如图,,E为的中点,与相交于点F.若,则的度数是( )
A. B. C. D.
8.如图,和都是直角三角形,,,、相交于点,如果,那么的值是( )
A. B. C. D.
9.如图,为等边内的一点,且到三个顶点,,的距离分别为6,8,10,则的面积为( )
A. B. C. D.
二、填空题
10.在 Rt △ABC中, ∠ACB=90°,AC=6,BC=8,D是AB的中点,则 .
11.《九章算术》被称为人类科学史上应用数学的“算经之首”.书中记载:“今有户不知高、广,竿不知长短.横之不出四尺,从之不出二尺,邪之适出.问户高、广、邪各几何?”译文:今有门,不知其高宽;有竿,不知其长短,横放,竿比门宽长出4尺;竖放,竿比门高长出2尺;斜放,竿与门对角线恰好相等.问门高、宽和对角线的长各是多少(如图)?答:门高、宽和对角线的长分别是 尺.
12.如果一个等腰三角形顶角的外角是,那么它的底角的度数是 .
13.勾股定理最早出现在商高的《周髀算经》:“勾广三,股修四,经隅五”.观察下列勾股数:3,4,5;5,12,13;7,24,25;…,这类勾股数的特点是:勾为奇数,弦与股相差为1,柏拉图研究了勾为偶数,弦与股相差为2的一类勾股数,如:6,8,10;8,15,17;…,若此类勾股数的勾为2m(m≥3,m为正整数),则其弦是 (结果用含m的式子表示).
14. 如图,一技术人员用刻度尺(单位:)测量某三角形部件的尺寸。已知,D为边AB的中点,点A,B对应的刻度分别为1,7,则 。
15. 如图, AD 是△ABC的角平分线, 过点D作DE∥AB交AC于点E.若△ADC的周长为21,AD=7, 则△DEC的周长为 .
16. 已知:如图等腰中,,BD是AC边上的高,,P,P是BD上一动点,则的最小值为 .
三、综合题
17.如图,在△ABC中,∠ABC的平分线BD交AC边于点D,AE⊥BC于点E。已知∠ABC=60°,∠C=45°。
(1)求证:AB=BD;
(2)若AE=3,求△ABC的面积。
18.如图,在中,,.
(1)在斜边上求作线段,使,连接;
(要求:尺规作图并保留作图痕迹,不写作法,标明字母)
(2)若,求的长.
19.周末小明同学与父亲爬山,在停车场附近看到了一棵银杏树,垂直于地面,满树金灿灿的叶子非常好看,小明同学想测量这棵树的高度,他发现阳光下树的影子恰好落在地面和一斜坡上(如图所示),此时测得地面上的影长为8米,坡面上的影长为4米,斜坡与水平地面所成的锐角为,同一时刻,一根长为1米垂直于地面放置的标杆在地面上的影长为2米.(参考数据)
(1)求点D到水平地面的距离;
(2)求树的高度(结果精确到0.1米).
20.(1)【操作发现】如图1,将绕点顺时针旋转,得到,连接,则是 三角形.
(2)【类比探究】如图2,在等边内有一点,连接,,,若,,,求的大小.
(3)【解决问题】如图3,在等边内有一点,,,,求的边长.
(4)【综合应用】如图4,点为一动点,,,,连接、、,则的最小值为______.
21.在学习等腰三角形的过程中,我们积累了一定的研究经验.请运用已有经验,对“邻等对补四边形”进行研究.定义:至少有一组邻边相等且对角互补的四边形叫做邻等对补四边形.
(1)操作理解
小明用分别含有和角的直角三角形纸板拼出如图所示的4个四边形,其中是邻等对补四边形的有 ;(填序号)
(2)性质探究
根据定义可得出邻等对补四边形的边、角的性质.下面研究与对角线相关的性质.
如图1,四边形是邻等对补四边形,是它的一条对角线.
求证:平分;
(3)拓展应用
如图2,在中,,分别在边上取点,使四边形是邻等对补四边形,则的大小为 度.
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】解:
∵,
∴∠ACB=∠ABC=70°,
∴,
故答案为:C
【分析】先根据等腰三角形的性质结合题意即可得到∠ACB=∠ABC=70°,进而即可求解。
2.【答案】D
3.【答案】B
4.【答案】A
5.【答案】D
【解析】【解答】∵,,
∴∠B=180°-∠BAC-∠ACB=30°,
A.由作图可知,平分,
∴,不符合题意;
B.由作图可知,MQ是BC的垂直平分线,
∴,
∵,∴,不符合题意;
C.∵,,∴,
∵,∴,不符合题意;
D.∵,,
∴,符合题意.
故答案为:D.
【分析】根据线段的垂直平分线的性质、角平分线的定义、三角形外角的性质、直角三角形的性质判断即可。
6.【答案】D
【解析】【解答】解:A.当时,点D运动了,点E动了,
∴D,E两点的位置如图所示,
,
∴,点E与点C重合,
∴点D为中点,∴,
∴为直角三角形,故该选项不符合题意;
B.当时,点D运动了,点E动了,
∴D,E两点的位置如图所示,
∴,点D在上,
∴点E为中点,
∴,
∴为直角三角形,故该选项不符合题意;
C.当时,点D运动了,点E动了,
∴D,E两点的位置如图所示,过点A作,
∴,
∴.
∵,
∴.
又∵,
∴,
∴,即为直角三角形,故该选项不符合题意;
D.当时,点D运动了,点E动了,
∴D,E两点的位置如图所示,
不能证明为直角三角形,故该选项符合题意.故选D.
【分析】根据等边三角形性质,点的运动规律,相似三角形判定定理及性质逐项进行判断即可求出答案.
7.【答案】B
【解析】【解答】解:在中,E为的中点,
∴,
在中,E为的中点,,
∴,
∴,即为等腰三角形,
∴,
∵,
∴,
故选:B.
【分析】分别在和中,利用直角三角形斜边中线的性质得到,,从而得到为等腰三角形,再根据 求解即可.
8.【答案】D
【解析】【解答】解:如图,过点作于点,
则,
,,
是等腰直角三角形,
,
设,
则,
,
,
,
,
,
,
故选:D.
【分析】
如图,过点作于点,则可证是等腰直角三角形,得,,设,则,由含角的直角三角形的性质可得,再由勾股定理得,然后求出,即可解决问题.
9.【答案】A
10.【答案】5
【解析】【解答】解:如图,
∵∠ACB=90°,AC=6,BC=8
∴
∵∠ACB=90°,D为AB的中点,
∴CD=AB=×10=5.
故答案为5.
【分析】由勾股定理求出AB=10,再根据直角三角形斜边中线等于斜边的一半即可求解.
11.【答案】8,6,10
【解析】【解答】解:设竿长为x尺,则对角线AC为x尺,门高AD为(x-2)尺,门宽CD为(x-4)尺,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠D=90°,
在Rt△ADC中,由勾股定理得AD2+CD2=AC2,即(x-2)2+(x-4)2=x2,
解得x1=10,x2=2(舍),
∴x-2=8尺,x-4=6尺,∴门高、宽和对角线的长分别为:8,6,10.
故答案为:8,6,10.
【分析】设竿长为x尺,则对角线AC为x尺,门高AD为(x-2)尺,门宽CD为(x-4)尺,在Rt△ADC中,由勾股定理建立方程求解得出x的值,此题得解了.
12.【答案】
【解析】【解答】解:底角的度数=,
故答案为:.
【分析】等腰三角形的两底角相等,且三角形的任意外角等于和它不相邻的两个内角之和,结合条件可知,该等腰三角形的顶角的外角等于两个底角之和,而两个底角相等,因此列式计算即可得出答案。
13.【答案】m2-1
【解析】【解答】解:∵2m为偶数,
∴设其股是a,则弦为a+2,
根据勾股定理得,(2m)2+a2=(a+2)2,
解得a=m2-1.
故答案为:m2-1.
【分析】设其股是a,则弦为a+2,然后根据勾股定理进行解答即可.
14.【答案】3
【解析】【解答】解:AB=7-1=6
∵ D为边AB的中点,
∴CD=(cm)
故答案为:3.
【分析】首先根据刻度尺上对应的数可求得AB的长度,进而根据直角三角形斜边上的中线的性质,可得出CD=(cm)。
15.【答案】14
【解析】【解答】解:∵ AD 是△ABC的角平分线
∴
∵ DE∥AB
∴
∴
∴EA=ED
∵AD+DC+CA=21,AD=7
∴DC+CA=14
∵△DEC的周长 =DC+CE+ED
∴△DEC的周长 =DC+CE+EA=DC+CA=14
故答案为:14
【分析】先利用角平分线与平行线的性质证明DE=AE,再结合△ADC的周长求出DC+EC的值,最后代入△DEC的周长公式计算。
16.【答案】8
【解析】【解答】解:过点P作PE⊥AB,如图所示:
∵在等腰△ABC中,BD是AC边上的高,
∴在Rt△ABD中,AB=AC=10,CD=4,则AD=AC-DC=6,由勾股定理可得,
∴
在Rt△PBE中,,则
∴,
如图所示,当C、P、E三点共线,且CE⊥AB时,有最小值,为CE,
∴由等面积可知,则.
故答案为:8.
【分析】过点P作PE⊥AB,如图所示,由等腰三角形性质结合勾股定理求出BD及,在Rt△PBE中,求出,从而得到当C、P、E三点共线,且CE⊥AB时,有最小值为CE,利用三角形等面积列方程求解即可得到答案.
17.【答案】(1)证明:∵ 平分 ,
∴ .
∴ ,
又∵ ,
∴ ,
∴ .
(2)由题意,得 , ,
∴ ,
∴ 的面积为 .
【解析】【分析】(1)利用角平分线的定义可求出∠DBC的度数,再利用三角形的外角的性质求出∠ADB的度数;然后利用三角形的内角和定理求出∠BAC的度数,可推出∠BAC=∠ADB,利用等角对等边可证得结论.
(2)利用垂直的定义可得∠AEB=∠AEC=90°;在Rt△ABE中,利用解直角三角形求出BE的长;在Rt△AEC中,利用解直角三角形求出EC的长,由BC=BE+CE,可得到BC的长;然后利用三角形的面积公式可求出△ABC的面积.
18.【答案】(1)解:所作线段如图所示:
(2)解:∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,即点O为的中点,
∵,
∴,
∴,
∴
【解析】【分析】(1)以点A为圆心,BC为半径画弧,交AC于点O,连接BO即可.
(2)利用30°角所对的直角边等于斜边的一半可证得AC=2BC,利用作图可证得点O是AC的中点,可求出AC的长,然后利用勾股定理求出AB的长.
19.【答案】(1)解:如图,过D作于H,
∴,
∵由题意得,
∴(米);
(2)解:过H作交AB于E,
∵,,
∴,
又∵AD∥HE,
∴四边形为平行四边形
∴米
∵在中,,CD=4米,DH=2米,
(米)
(米)
∵同一时刻,一根长为1米垂直于地面放置的标杆在地面上的影长为2米.
∴,即,
解得(米)
∴(米).
答:树高7.7米.
【解析】【分析】(1)过D作于H,根据含角直角三角形的性质求解即可;
(2)过H作交AB于E,证四边形为平行四边形,得的长,然后勾股定理求出,根据题意得,进一步求出的长,再由AB=AE+BE求解即可.
(1)解:过D作于H,
在中,,
∴(米);
(2)解:过H作交AB于E,
∵,,
∴
∴四边形为平行四边形
∴米
在中,,
(米)
(米)
∴,即
解得
∴(米).
答:树高7.7米.
20.【答案】(1)等边;
(2)如图,以为边向上作等边,连接,
,
则,,
∵为等边三角形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)如图,以为边向上作等边,连接,
,
则,,
∵为等边三角形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴,即的边长为;
(4)的最小值为
【解析】【解答】解:(1)∵将绕点顺时针旋转,得到,
∴,,
∴为等边三角形;
故答案为:等边
(4)如图,将绕点顺时针旋转得到,连接、,
,
由旋转的性质可得:,,,,
∴,
∴,
当点、、、在同一直线上时,的值最小,为,
作交的延长线于点,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴的最小值为.
故答案为:
【分析】(1)根据旋转性质可得,,再根据等边三角形判定定理即可求出答案.
(2)以为边向上作等边,连接,则,,根据等边三角形性质可得,,根据角之间的关系可得,再根据全等三角形判定定理可得,则,,再根据勾股定理逆定理可得,再根据角之间的关系即可求出答案.
(3)以为边向上作等边,连接,则,,根据等边三角形性质可得,,再根据角之间的关系可得,再根据全等三角形判定定理可得,则,,根据角之间的关系可得∠PAP',再根据含30°角的直角三角形性质可得AP',再根据勾股定理即可求出答案.
(4)将绕点顺时针旋转得到,连接、,根据想旋转性质可得,,,,根据勾股定理可得PD,再根据角之间的关系可得,当点、、、在同一直线上时,的值最小,为,作交的延长线于点,根据角之间的关系可得∠CEF,再根据含30°角的直角三角形性质可得CF,再根据边之间的关系可得BF,再根据勾股定理即可求出答案.
21.【答案】(1)②
(2)证明:过点A作于E,作,交延长线于F,如图1.1所示:
则,
四边形是邻等对补四边形,
,
又,
,
又由题知,
,
,
又,
,
,
平分.
(3),或
【解析】【解答】(1)解:①,不满足对角互补,所以该四边形不是邻等对补四边形;
②,,满足对角互补,且有两组邻边相等,所以该四边形是邻等对补四边形;
③,不满足对角互补,所以该四边形不是邻等对补四边形;
④该四边形没有相等的两条邻边,所以不是邻等对补四边形;
综上可知,是邻等对补四边形的有②.
(3)解:在中,,
∴,
四边形是邻等对补四边形,
,,
,.
根据邻等对补四边形至少有一组邻边相等,可得
当时,如图2.1:
结合,可得,
.
当时,如图2.2:
,
,
.
当时,如图2.3:
,
.
当时,如图2.4:
结合,可得,
.
综上可知,大小为或或.
【分析】本题考查新定义“邻等对补四边形”的理解与应用,涉及全等三角形的判定与性质、等腰三角形的性质以及分类讨论思想。
(1)根据邻等对补四边形的定义,逐一验证每个四边形是否满足“至少一组邻边相等”和“对角互补”两个条件,确定符合条件的四边形;
(2)通过作垂线构造两个直角三角形,利用邻等对补四边形的对角互补推出相等的角,结合用AAS证明三角形全等,得到对应高相等,再用HL证明另两个直角三角形全等,推出角相等,完成角平分线的证明;
(3)先根据邻等对补四边形的对角互补求出和的度数,再分、、、四种情况,结合等腰三角形和全等三角形的性质,分别计算的度数。
(1)解:①,不满足对角互补,所以该四边形不是邻等对补四边形;
②,,满足对角互补,且有两组邻边相等,所以该四边形是邻等对补四边形;
③,不满足对角互补,所以该四边形不是邻等对补四边形;
④该四边形没有相等的两条邻边,所以不是邻等对补四边形;
综上可知,是邻等对补四边形的有②.
(2)证明:过点A作于E,作,交延长线于F,如图1.1所示:
则,
四边形是邻等对补四边形,
,
又,
,
又由题知,
,
,
又,
,
,
平分.
(3)解:在中,,
∴,
四边形是邻等对补四边形,
,,
,.
根据邻等对补四边形至少有一组邻边相等,可得
当时,如图2.1:
结合,可得,
.
当时,如图2.2:
,
,
.
当时,如图2.3:
,
.
当时,如图2.4:
结合,可得,
.
综上可知,大小为或或.
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