内容正文:
20.2勾股定理的逆定理及其应用
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一:互逆命题和互逆定理
①如果两个命题的题设、结论正好相反,那么这两个命题叫做互逆命题,如果把其中一个叫做原命题,那么另一
个叫做它的逆命题.
②如果一个定理的逆命题经过证明是正确的,它也是一个定理,则称这个定理为逆定理.
③一个命题一定有逆命题,一个定理不一定有逆定理.
知识点二:勾股定理的逆定理
如果三角形的三边长a,b,c,满足a2+b2=c2,那么这个三角形是直角三角形。
几何语言:如图,△ABC中,a2+b2=c2,△ABC为直角三角形,且∠C=90°。
知识点三:勾股定理与勾股定理的逆定理的联系与区别
联系:(1)两者都与三角形的三边有关,且都包合等式a2+b2=c2
(2)两者都与直角三角形有关;
(3)两者互为逆定理。
区别:勾股定理是以“一个直角三角形”为条件,进而得到这个直角三角形三边的数量关系,a2+b2=c2;勾股定理的逆定理是以“一个三角形的三边满足a2+b2=c2”的数量关系为条件,进而得到这个三角形是直角三角形。两者的条件和结论相反,前者是直角三角形的性质,而后者是直角三角形的判定。
考点四:勾股定理的逆定理的应用
勾股定理的逆定理是直角三角形的判定定理,即已知三角形的三边长,且满两条较小边的
平方和等于最长边的平方,才可判断此三角形为直角三角形,最长边所对的角为直角。具体方法步骤如下:
(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。
【题型探究】
题型一:判断三边是否构成直角三角形
【例1】.(24-25八年级下·广东汕尾·月考)下列各组数中,以它们为边长的线段不能构成直角三角形的是( )
A.6,8,10 B.8,15,17 C.1,,2 D.2,2,
【举一反三】
1.(25-26八年级下·全国·月考)以下列各组数为三边长的三角形中不是直角三角形的是( )
A.4,5,6 B.8,15,17 C.24,7,25 D.15,20,25
2.(25-26八年级上·广西桂林·期末)以下列各组长度的线段,能组成直角三角形的是( )
A.5,11,12 B.3,4,5 C.6,8,11 D.7,23,24
3.(25-26八年级上·陕西西安·期末)如图,在中,为边上的高,,则图中的直角三角形共有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
题型二:在网格中判断直角三角形
【例2】.(25-26八年级下·全国·课后作业)在如图所示的网格中,小正方形的边长均为1,,,三点均在正方形格点(网格线的交点)上,则下列结论错误的是( )
A. B.
C. D.点到直线的距离是2
【举一反三】
1.(25-26八年级上·河南周口·期末)如图,小明家铺的正方形地砖,连接其中的三个顶点构成一个三角形,则这个三角形是( )
A.直角三角形 B.锐角三角形 C.钝角三角形 D.以上都不对
2.(25-26八年级上·山西忻州·月考)如图,在的正方形网格中,点A,B,C,D均在格点上,从中任意找出3点组成三角形,下列选项中,是直角三角形的是( )
A. B. C. D.
3.(24-25八年级下·黑龙江牡丹江·期末)如图,在正方形的网格中,每个小正方形的边长都为1,的顶点都在网格线的交点上,下列说法错误的是( )
A. B.
C.只有两条边长为无理数 D.边上的高为
题型三:利用勾股定理的逆定理求解
【例3】.(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
【举一反三1】
1.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图,在中,,,,为边上一点.把沿折叠,使落在直线上,重叠部分(阴影部分)的面积为( )
A.36 B.24 C. D.
2.(25-26八年级上·陕西渭南·期末)如图,在中,,,点是上一点,,连接,若,则的面积为( )
A.24 B.30 C.48 D.60
3.(25-26八年级上·江苏无锡·月考)如图,,,,.则_____°.
A. B. C. D.
题型四:勾股定理的逆定理的实际应用
【例4】.(25-26八年级下·湖南衡阳·期末)某校为进一步加强学生的劳动教育,决定将劳动实践基地按班级进行分配.如图是该校八年级劳动实践基地的示意图,经过“数学兴趣小组”同学们的努力,测得.
(1)求点之间的距离;
(2)求四边形的面积.
【举一反三】
1.(25-26八年级下·广西南宁·开学考试)如图,某海监局P位于东西方向的海岸线上.“前行”号与“远方”号轮船同时离开海监局P,各自沿一固定方向航行,“前行”号每小时航行16海里,“远方”号每小时航行的速度是“前行”号速度的,它们离开海监局航行半小时后分别位于处,且相距10海里.已知“前行”号沿西南方向航行.
(1)请问“远方”号沿哪个方向航行?
(2)若“前行”号继续沿原方向航行一个小时到达点M,“远方”号继续沿原方向航行1海里到达点G,则此时“前行”号与“远方”号的距离是多少海里?
2.(25-26八年级下·甘肃兰州·开学考试)全民健身手牵手,社区运动心连心.为提升社区居民的幸福感,某小区准备将一块四边形平地进行改建,如图所示,将四边形全部铺设具有耐磨性和防滑性的运动型塑胶地板.经测量,米,米,米,米.
(1)连接,求的长度.
(2)已知购买运动型塑胶地板的价格为每平方米200元,求购买运动型塑胶地板的总费用.
3.(25-26八年级上·河北石家庄·期末)冬季第一场瑞雪沿东西方向的省道由向平稳移动,为沿途村庄带来有利于农作物越冬的积雪.已知点为一村庄,村庄与省道上的两点、的距离分别为,,且.经观测,降雪中心周围以内都会被雪覆盖.
(1)的度数为_____;
(2)村庄距省道的最短距离为_____;
(3)如图2,该降雪中心的移动速度为,当降雪中心移动到点处时,村庄开始降雪;当降雪中心移动到点处时,村庄刚好结束降雪(即).求此次村庄持续降雪多长时间.
题型五:勾股定理的逆定理的拓展问题
【例5】.(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.
【举一反三】
1.(21-22八年级下·河南省直辖县级单位·期末)【再读教材】:我们八年级下册数学课本第16页介绍了“海伦—秦九韶公式”:如果一个三角形的三边长分别为a,b,c,记,那么三角形的面积为.
【解决问题】:已知在中,,,.
(1)请你用“海伦—秦九韶公式”求的面积.
(2)除了利用“海伦—秦九韶公式”求的面积外,你还有其它的解法吗?请写出你的解法.
2.(23-24八年级上·湖南长沙·期中)定义:a,b,c为正整数,若,则称c为“完美勾股数”,a,b为c的“伴侣勾股数”. 如,则13是“完美勾股数”,5,12是13的“伴侣勾股数”.
(1)数10________“完美勾股数”(填“是”或“不是”);
(2)已知的三边a,b,c满足. 求证:c是“完美勾股数”.
(3)已知m,且,,,,c为“完美勾股数”,a,b为c的“伴侣勾股数”. 多项式有一个因式,求该多项式的另一个因式.
3.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)【问题初探】勾股定理神奇而美妙,它的证法多种多样,在学习了教材中介绍的拼图证法以后,小华突发灵感,给出了如图①的拼图:两个全等的直角三角板和直角三角板,顶点F在边上,顶点C、D重合,连接.设交于点G.,,,.请你回答以下问题:
(1)与的位置关系为______.
(2)填空:______(用含c的代数式表示).
(3)请尝试利用此图形证明勾股定理.
【问题再探】平移直角三角板,使得顶点B、D重合,这就是大家熟悉的“K型图”,如图②,此时三角形是一个等腰直角三角形.
请你利用以上信息解决以下问题:
已知直线及点P,作等腰直角,使得点A、B分别在直线a、b上且.(尺规作图,保留作图痕迹)
【问题拓展】请你利用以上信息解决以下问题:
已知中,,,,则的面积______.
题型六:勾股定理逆应用的综合问题
【例6】.(25-26八年级上·辽宁沈阳·期末)在中,为边的中点,为所在平面内一点,连接并延长至点,使,连接和.
(1)如图1,当点在内部时.
①求证:;
②若,则与的位置关系为__________.
(2)如图2,当点在外部时,的延长线交于点,且,.
①若,用等式表示线段与的数量关系,并证明;
②在①的条件下,若和的面积和为5.5,请求出的面积.
【举一反三】
1.(25-26八年级下·湖北襄阳·开学考试)如图,四边形,、、,连接,且.
(1)求的长;
(2)若,求的长.
2.(2025八年级上·上海·专题练习)如图,在中,,,,直线是的垂直平分线,分别交,于、两点.
(1)求线段的长度:
(2)如图,连接,作的平分线交于点,求证:.
3.(25-26八年级下·湖南长沙·开学考试)勾股定理是几何学中一颗光彩夺目的明珠,被称为“几何学的基石”.图1为美国第二十任总统加菲尔德的“总统证法”,把两个全等的直角三角形拼成如图1所示的形状,使点A、E、D在同一条直线上.利用此图的面积表示证明勾股定理.
(1)如图1,,,直角边分别为a,b,斜边为c,请根据图1证明勾股定理
(2)如图2,,,,,,求阴影部分的面积;
(3)如图3,在一条东西走向河流的一侧有一村庄C,河边原有两个取水点A,B,该村为方便村民取水,决定在河边新建一个取水点H(A,H,B在同一条直线上),并新修一条路,使现测得千米,千米,千米,求新修路的长.
【高分演练】
一、单选题
1.(25-26八年级下·河南郑州·开学考试)三边长分别为、、的三角形不是直角三角形,这个论断的依据是( )
A.勾股定理的逆定理
B.勾股定理
C.直角三角形两锐角互余
D.以上都不对
2.(25-26八年级上·福建漳州·期末)已知三边长分别为,,,且满足,则是( )
A.以为斜边长的直角三角形 B.以为斜边长的直角三角形
C.以为斜边长的直角三角形 D.等腰三角形
3.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图,在中,若,,,则边上的中线的长为( )
A.5 B.4 C. D.
4.(25-26八年级下·陕西咸阳·月考)如图,已知中,,,,的垂直平分线分别交,于,,连接,则的长为( ).
A. B. C. D.
5.(25-26八年级上·浙江衢州·期末)如图,一块四边形地,已知,,,,,则这块地的面积为( )
A. B. C. D.
6.(25-26八年级下·全国·周测)如图,在中,,且周长为.点从点开始沿边向点以的速度移动,点从点开始沿边向点以的速度移动.如果,两点同时出发,那么经过3s,的面积为( )
A. B. C. D.
7.(2025·河北邯郸·模拟预测)如图,在四边形中,,是边上的点,连接.已知,.现要在边上找一点,使得是以为腰的等腰三角形,则的长为( )
A. B. C.或 D.或
二、填空题
8.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图是某品牌婴儿车及其简化结构示意图.根据安全标准需满足,现测得,,,其中与之间由一个固定为的零件连接(即),则该车_____(填“符合”或“不符合”)安全标准.
9.(25-26八年级上·吉林长春·期中)如图,某港口P位于东西方向的海岸线上.“远航”号、“海天”号轮船同时离开港口P,各自沿一固定方向航行,“远航”号每小时航行16海里,“海天”号每小时航行12海里.它们离开港口一个小时后分别位于点Q、R处,且相距20海里.已知“远航”号沿东北方向航行,则“海天”号沿____方向航行.
10.(25-26八年级下·全国·课后作业)了绿化环境,我市某中学有一块四边形的空地,如图所示,学校计划在空地上种植草皮.经测量,,,,,则空地的面积为____________.
11.(25-26八年级上·甘肃天水·月考)如图,中,.将沿射线折叠,使点A与边上的点D重合,E为射线上一个动点,当周长最小时,的长为______________.
12.(25-26八年级上·江苏·月考)如图,在中,平分,,,且的面积为4,则的面积为__________.
变式:若,则__________, __________.
三、解答题
13.(25-26八年级下·全国·课后作业)如下图,某湿地公园有一块四边形草坪,公园管理处计划修一条从点到点的小路,经测量,,,,,.
(1)小路的长为 m.
(2)淇淇带着小狗在草坪上玩耍,淇淇站在点处,小狗从点开始以的速度在小路上沿的方向奔跑,到点时停止奔跑.当小狗在小路上奔跑且与淇淇的距离最近时,小狗总共跑了多少秒?
14.(25-26八年级上·上海浦东新·期末)如图,D是等边内一点,以为边作等边,连接,已知,,.求的度数.
15.(25-26七年级上·山东东营·期末)如图,为居民饮水方便,某小区设立了两个直饮水自动售水机,且均位于地下管道的同侧,售卖机之间的距离为500米,管道分叉口与之间的距离为300米,于点,且米,假设所有管道的材质相同.
(1)求之间的距离;
(2)珍珍认为:若从管道上的任意一处向售卖机引出分叉管道,在这些分叉管道中是最省材料的,请通过计算判断珍珍的观点是否正确.
16.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图,在中,,,,.
(1)求的长.
(2)若是射线上的一个动点,作⊥于点,交直线于点,连接,,如图②.若,求的长.
17.(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.
、
18.(25-26八年级上·河北承德·期末)在中,,点D,E分别是边上的点,连接.
(1)若点E为的中点,,则是__________三角形.(填“等腰”“等边”或“直角”)
(2)如图1,连接,若平分,求的长.
(3)如图2,点在边上运动,连接,始终保持与相等,是的垂直平分线,交于点.
①判断与的位置关系,并说明理由;
②若,求的长.
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20.2勾股定理的逆定理及其应用
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一:互逆命题和互逆定理
①如果两个命题的题设、结论正好相反,那么这两个命题叫做互逆命题,如果把其中一个叫做原命题,那么另一
个叫做它的逆命题.
②如果一个定理的逆命题经过证明是正确的,它也是一个定理,则称这个定理为逆定理.
③一个命题一定有逆命题,一个定理不一定有逆定理.
知识点二:勾股定理的逆定理
如果三角形的三边长a,b,c,满足a2+b2=c2,那么这个三角形是直角三角形。
几何语言:如图,△ABC中,a2+b2=c2,△ABC为直角三角形,且∠C=90°。
知识点三:勾股定理与勾股定理的逆定理的联系与区别
联系:(1)两者都与三角形的三边有关,且都包合等式a2+b2=c2
(2)两者都与直角三角形有关;
(3)两者互为逆定理。
区别:勾股定理是以“一个直角三角形”为条件,进而得到这个直角三角形三边的数量关系,a2+b2=c2;勾股定理的逆定理是以“一个三角形的三边满足a2+b2=c2”的数量关系为条件,进而得到这个三角形是直角三角形。两者的条件和结论相反,前者是直角三角形的性质,而后者是直角三角形的判定。
考点四:勾股定理的逆定理的应用
勾股定理的逆定理是直角三角形的判定定理,即已知三角形的三边长,且满两条较小边的
平方和等于最长边的平方,才可判断此三角形为直角三角形,最长边所对的角为直角。具体方法步骤如下:
(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。
【题型探究】
题型一:判断三边是否构成直角三角形
【例1】.(24-25八年级下·广东汕尾·月考)下列各组数中,以它们为边长的线段不能构成直角三角形的是( )
A.6,8,10 B.8,15,17 C.1,,2 D.2,2,
【答案】D
【分析】本题考查勾股定理的逆定理,只需验证每组数中两小边的平方和是否等于最长边的平方,即可判断能否构成直角三角形.
【详解】A. ∵,,
∴,能构成直角三角形,故本选项不符合题意;
B. ∵,,
∴,能构成直角三角形,故本选项不符合题意;
C. ∵,,
∴,能构成直角三角形,故本选项不符合题意;
D. ∵,,
∴,不能构成直角三角形,故本选项符合题意.
【举一反三】
1.(25-26八年级下·全国·月考)以下列各组数为三边长的三角形中不是直角三角形的是( )
A.4,5,6 B.8,15,17 C.24,7,25 D.15,20,25
【答案】A
【分析】根据勾股定理逆定理,若三角形三边满足两较小边的平方和等于最大边的平方,则该三角形是直角三角形;否则不是. 逐项验证即可.
【详解】解:A、 + , , 以为边的三角形不是直角三角形,故符合题意;
B、 + , , + = , 是直角三角形,故不符合题意;
C、 + , ,∴ + = , 是直角三角形,故不符合题意;
D、 + , , + = ,是直角三角形,故不符合题意.
故选:A.
【点睛】本题主要考查了勾股定理逆定理,解决本题的关键是熟练掌握该定理.
2.(25-26八年级上·广西桂林·期末)以下列各组长度的线段,能组成直角三角形的是( )
A.5,11,12 B.3,4,5 C.6,8,11 D.7,23,24
【答案】B
【详解】解:A、,不能组成直角三角形,故本选项不符合题意;
B、,能组成直角三角形,故本选项符合题意;
C、,不能组成直角三角形,故本选项不符合题意;
D、,不能组成直角三角形,故本选项不符合题意;
故选:B.
3.(25-26八年级上·陕西西安·期末)如图,在中,为边上的高,,则图中的直角三角形共有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】D
【分析】根据,得到,继而得到,解答即可.
本题考查了三角形的高,勾股定理的逆定理,熟练掌握逆定理是解题的关键.
【详解】解:根据,得到,继而得到,故是直角三角形;
又为边上的高,
故都是直角三角形;
故选:D.
题型二:在网格中判断直角三角形
【例2】.(25-26八年级下·全国·课后作业)在如图所示的网格中,小正方形的边长均为1,,,三点均在正方形格点(网格线的交点)上,则下列结论错误的是( )
A. B.
C. D.点到直线的距离是2
【答案】C
【分析】本题考查了勾股定理、勾股定理逆定理、三角形面积计算及等面积法,掌握网格中用勾股定理求边长,用逆定理判断直角,用等面积法求高是解题的关键.
先利用勾股定理计算三边长度,再通过勾股定理逆定理判断直角,接着用直角三角形面积公式求面积,最后用等面积法求点到直线的距离,逐一验证选项.
【详解】解:∵,,,
,
,故A,B选项的结论正确,不符合题意;
,故C选项的结论错误,符合题意;
设点到直线的距离是,则,
,故D选项的结论正确,不符合题意.
故选:C.
【举一反三】
1.(25-26八年级上·河南周口·期末)如图,小明家铺的正方形地砖,连接其中的三个顶点构成一个三角形,则这个三角形是( )
A.直角三角形 B.锐角三角形 C.钝角三角形 D.以上都不对
【答案】A
【详解】解:设正方形地砖边长为1,
,,,
在中,,,,是直角三角形.
故选:A.
2.(25-26八年级上·山西忻州·月考)如图,在的正方形网格中,点A,B,C,D均在格点上,从中任意找出3点组成三角形,下列选项中,是直角三角形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了网格与勾股定理、勾股定理的逆定理,先利用网格与勾股定理分别求出各边长,然后按照勾股定理逆定理依次判断即可.
【详解】解:由网格特点,,,,,,
A. 中,,则不是直角三角形,故该选项不符合题意;
B. 中,,则是直角三角形,故该选项符合题意;
C. 中,,则不是直角三角形,故该选项不符合题意;
D. 中,,则不是直角三角形,故该选项不符合题意;
故选:B.
3.(24-25八年级下·黑龙江牡丹江·期末)如图,在正方形的网格中,每个小正方形的边长都为1,的顶点都在网格线的交点上,下列说法错误的是( )
A. B.
C.只有两条边长为无理数 D.边上的高为
【答案】C
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,三角形面积公式.
根据勾股定理可判断A、C,进而根据勾股定理逆定理可判断B,最后根据三角形面积公式判断D即可.
【详解】解:,A说法正确;
,,则三边长均为无理数,C说法错误;
则,即,B说法正确;
设边上的高为,则,解得,D说法正确;
故选:C.
题型三:利用勾股定理的逆定理求解
【例3】.(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.
【举一反三1】
1.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图,在中,,,,为边上一点.把沿折叠,使落在直线上,重叠部分(阴影部分)的面积为( )
A.36 B.24 C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理、折叠的性质,掌握折叠前后对应边相等,利用勾股定理列方程求线段长度是解题的关键.
先利用勾股定理逆定理判断为直角三角形,再根据折叠性质得到对应边相等,设,在中用勾股定理列方程求出,最后计算阴影部分的面积.
【详解】解:在中,,,,
,
为直角三角形,且.
设.
由折叠的性质,得,,
.
∵在中,根据勾股定理,得,
,
解得,
∴重叠部分(阴影部分)的面积为.
故选:A.
2.(25-26八年级上·陕西渭南·期末)如图,在中,,,点是上一点,,连接,若,则的面积为( )
A.24 B.30 C.48 D.60
【答案】A
【分析】本题勾股定理的逆定理,涉及直角三角形面积等知识,利用勾股定理的逆定理判断是直角三角形是解决问题的关键.
先由勾股定理的逆定理判断是直角三角形,且,再由直角三角形面积公式代值计算即可得到答案.
【详解】解:如图所示:
,,
,
在中,,,,则,,,
,
即是直角三角形,且,
则,
在中,,,,则的面积为,
故选:A.
3.(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.
题型四:勾股定理的逆定理的实际应用
【例4】.(25-26八年级下·湖南衡阳·期末)某校为进一步加强学生的劳动教育,决定将劳动实践基地按班级进行分配.如图是该校八年级劳动实践基地的示意图,经过“数学兴趣小组”同学们的努力,测得.
(1)求点之间的距离;
(2)求四边形的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查勾股定理的运用,解题的关键是掌握勾股定理及其逆定理的运用进行解答即可.
(1)连接,根据勾股定理的运用,解答即可;
(2)根据勾股定理的逆定理,可得是直角三角形,再根据四边形的面积为:,进行解答,即可.
【详解】(1)解:连接,
∵,,,
∴,
∴,的距离为.
(2)解:由(1)得,
∵,,
∴,,,
∴,
∴是直角三角形,
∴,
∴四边形的面积为:.
【举一反三】
1.(25-26八年级下·广西南宁·开学考试)如图,某海监局P位于东西方向的海岸线上.“前行”号与“远方”号轮船同时离开海监局P,各自沿一固定方向航行,“前行”号每小时航行16海里,“远方”号每小时航行的速度是“前行”号速度的,它们离开海监局航行半小时后分别位于处,且相距10海里.已知“前行”号沿西南方向航行.
(1)请问“远方”号沿哪个方向航行?
(2)若“前行”号继续沿原方向航行一个小时到达点M,“远方”号继续沿原方向航行1海里到达点G,则此时“前行”号与“远方”号的距离是多少海里?
【答案】(1)“远方”号沿东南方向航行
(2)25海里
【分析】(1)根据题意,得出的三边长,再利用勾股定理的逆定理推出是直角三角形,再求解即可;
(2)根据勾股定理解答即可.
【详解】(1)解:由题知,海里,海里,,,
,
,
是直角三角形,且,
,
即“远方”号沿东南方向航行.
(2)解:根据题意得:海里,海里,
在中,,
∴海里,
即此时“前行”号与“远方”号的距离是25海里.
2.(25-26八年级下·甘肃兰州·开学考试)全民健身手牵手,社区运动心连心.为提升社区居民的幸福感,某小区准备将一块四边形平地进行改建,如图所示,将四边形全部铺设具有耐磨性和防滑性的运动型塑胶地板.经测量,米,米,米,米.
(1)连接,求的长度.
(2)已知购买运动型塑胶地板的价格为每平方米200元,求购买运动型塑胶地板的总费用.
【答案】(1)15米
(2)22800元
【分析】(1)利用勾股定理直接计算求解即可.
(2)根据勾股定理计算,根据勾股定理的逆定理判定是直角三角形,根据面积公式, 面积乘以单价计算即可.
【详解】(1)解:∵,,,
∴,
故的长为15米.
(2)解:∵,,,
且,
∴,
∴四边形面积为:.
购买运动型塑胶地板的总费用为(元).
【点睛】本题考查了勾股定理及其逆定理,熟练掌握定理是解题的关键.
3.(25-26八年级上·河北石家庄·期末)冬季第一场瑞雪沿东西方向的省道由向平稳移动,为沿途村庄带来有利于农作物越冬的积雪.已知点为一村庄,村庄与省道上的两点、的距离分别为,,且.经观测,降雪中心周围以内都会被雪覆盖.
(1)的度数为_____;
(2)村庄距省道的最短距离为_____;
(3)如图2,该降雪中心的移动速度为,当降雪中心移动到点处时,村庄开始降雪;当降雪中心移动到点处时,村庄刚好结束降雪(即).求此次村庄持续降雪多长时间.
【答案】(1) (2)24 (3)小时
【详解】(1)解: 在中,,,,
,.
. 是直角三角形,且.
故答案为:.
(2)解:设点到的距离为, 是直角三角形,
,即,解得.故答案为:.
(3)解:过点作于点,则,
在中,,,
由勾股定理得.同理,,
.
降雪中心移动速度为, 持续时间.答:此次村庄持续降雪小时.
题型五:勾股定理的逆定理的拓展问题
【例5】.(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.
【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,
,
.
【举一反三】
1.(21-22八年级下·河南省直辖县级单位·期末)【再读教材】:我们八年级下册数学课本第16页介绍了“海伦—秦九韶公式”:如果一个三角形的三边长分别为a,b,c,记,那么三角形的面积为.
【解决问题】:已知在中,,,.
(1)请你用“海伦—秦九韶公式”求的面积.
(2)除了利用“海伦—秦九韶公式”求的面积外,你还有其它的解法吗?请写出你的解法.
【答案】(1)15
(2)有,见解析
【分析】(1)直接用海伦—秦九韶公式计算面积即可;
(2)计算得到AC2+BC2=AB2,即△ABC为直角三角形,直接两直角边的积除以2求面积,
【详解】(1)∵,,
∴
∴
(2)证明:∵,,
∴,,
∴
∴
所以∆ABC为直角三角形;
∴
【点睛】本题考查了代数式求值,勾股定理逆定理,准确计算是解题关键.
2.(23-24八年级上·湖南长沙·期中)定义:a,b,c为正整数,若,则称c为“完美勾股数”,a,b为c的“伴侣勾股数”. 如,则13是“完美勾股数”,5,12是13的“伴侣勾股数”.
(1)数10________“完美勾股数”(填“是”或“不是”);
(2)已知的三边a,b,c满足. 求证:c是“完美勾股数”.
(3)已知m,且,,,,c为“完美勾股数”,a,b为c的“伴侣勾股数”. 多项式有一个因式,求该多项式的另一个因式.
【详解】(1)解:,
数10是“完美勾股数”,
故答案为:是;
(2)证明:
,
,
是“完美勾股数”;
(3)解:由题意得:,
,
,
,
,
,
又,
,即,
,
有一个因式为,
,
∴另一个因式为.
3.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)【问题初探】勾股定理神奇而美妙,它的证法多种多样,在学习了教材中介绍的拼图证法以后,小华突发灵感,给出了如图①的拼图:两个全等的直角三角板和直角三角板,顶点F在边上,顶点C、D重合,连接.设交于点G.,,,.请你回答以下问题:
(1)与的位置关系为______.
(2)填空:______(用含c的代数式表示).
(3)请尝试利用此图形证明勾股定理.
【问题再探】平移直角三角板,使得顶点B、D重合,这就是大家熟悉的“K型图”,如图②,此时三角形是一个等腰直角三角形.
请你利用以上信息解决以下问题:
已知直线及点P,作等腰直角,使得点A、B分别在直线a、b上且.(尺规作图,保留作图痕迹)
【问题拓展】请你利用以上信息解决以下问题:
已知中,,,,则的面积______.
【答案】问题初探:(1);(2);(3)见解析;问题再探:见解析;问题拓展:9
【详解】解:问题初探:(1);
证明:,
,
,
,
,
,
,
故答案为:;,
(2)∵,
,
故答案为:;,
(3)证明:∵四边形的面积
,
∴四边形的面积
,
∴,
即.
问题再探:解:如图,即为所求;
问题拓展:解:如图,过点B作交延长线于点E,过点C作于点D,
,
是等腰直角三角形,
,
,
,
,
,
,
是等腰直角三角形,
,
,
在和中,
,
,
,
,
,
,
,
,
的面积
.
故答案为:9.
题型六:勾股定理逆应用的综合问题
【例6】.(25-26八年级上·辽宁沈阳·期末)在中,为边的中点,为所在平面内一点,连接并延长至点,使,连接和.
(1)如图1,当点在内部时.
①求证:;
②若,则与的位置关系为__________.
(2)如图2,当点在外部时,的延长线交于点,且,.
①若,用等式表示线段与的数量关系,并证明;
②在①的条件下,若和的面积和为5.5,请求出的面积.
【答案】(1)①见详解;②
(2)①;②1.5
【分析】(1)①利用证明即可.
②由全等三角形的性质得出,进而可得出,再结合即可得出.
(2)①先证明,得出,进而可得出,利用勾股定理的逆定理得出,由平行线的性质得出,再得出是等腰直角三角形,由等腰直角三角形的性质得出.
②设,由全等三角形的性质得出,由和的面积和为5.5为等量关系列出关于x的方程并求解得出,最后根据全等三角形的性质以及面积的和差关系即可得出答案.
【详解】(1)解:①证明∶.D是的中点,
∴,
∵,
∴.
②,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
(2)解:①结论∶,
理由∶∵D是的中点,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴.
②设,
∵,
∴,
∵和的面积和为5.5,
∴,
解得:,
∴,
∴的面积,
∵,
∴的面积的面积,
的面积的面积.
【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定和性质,平行线的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理等知识,掌握这些知识是解题的关键.
【举一反三】
1.(25-26八年级下·湖北襄阳·开学考试)如图,四边形,、、,连接,且.
(1)求的长;
(2)若,求的长.
【答案】(1)5 (2)
【详解】(1)解:∵,,,
∴,
∵,
∴;
(2)解:如图,过点作交延长线于.
∴,
由(1)知,又知,
∴,,
∴,
∴是直角三角形,,
∴,
∴.
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,
∴.
2.(2025八年级上·上海·专题练习)如图,在中,,,,直线是的垂直平分线,分别交,于、两点.
(1)求线段的长度:
(2)如图,连接,作的平分线交于点,求证:.
【详解】(1)解:如图,连接,
∵直线是的垂直平分线,
∴,
设,则,
在中,,
∴,
在中,,
∴,
解得,
∴,
∴线段的长为;
(2)证明:如图,作于,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,是边上的中线,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
3.(25-26八年级下·湖南长沙·开学考试)勾股定理是几何学中一颗光彩夺目的明珠,被称为“几何学的基石”.图1为美国第二十任总统加菲尔德的“总统证法”,把两个全等的直角三角形拼成如图1所示的形状,使点A、E、D在同一条直线上.利用此图的面积表示证明勾股定理.
(1)如图1,,,直角边分别为a,b,斜边为c,请根据图1证明勾股定理
(2)如图2,,,,,,求阴影部分的面积;
(3)如图3,在一条东西走向河流的一侧有一村庄C,河边原有两个取水点A,B,该村为方便村民取水,决定在河边新建一个取水点H(A,H,B在同一条直线上),并新修一条路,使现测得千米,千米,千米,求新修路的长.
【详解】(1)证明:,
,
,
,
,即,
,
,
,即;
(2)解:,,,
有勾股定理得,,
,,
,
,
,
答:阴影部分面积为24;
(3)解:设千米,则千米,
,
,
在中,,
在中,,
,即,
整理得,,
解得,,
千米,
(千米),
答:新修路的长为1.2千米.
【高分演练】
一、单选题
1.(25-26八年级下·河南郑州·开学考试)三边长分别为、、的三角形不是直角三角形,这个论断的依据是( )
A.勾股定理的逆定理
B.勾股定理
C.直角三角形两锐角互余
D.以上都不对
【答案】B
【详解】解:∵,,,
∴根据勾股定理,三边长分别为、、的三角形不是直角三角形,
∴判断该三角形不是直角三角形,依据是勾股定理.
2.(25-26八年级上·福建漳州·期末)已知三边长分别为,,,且满足,则是( )
A.以为斜边长的直角三角形 B.以为斜边长的直角三角形
C.以为斜边长的直角三角形 D.等腰三角形
【答案】C
【分析】本题考查非负数的性质及勾股定理的逆定理,先利用非负数的性质求出的三边长,再通过勾股定理的逆定理判断三角形形状及斜边.
【详解】解:∵,,,且,
∴,,,
∴,,,
解得,,,
∵,,
∴,
根据勾股定理的逆定理,是直角三角形,且a为斜边长,
故选C.
3.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图,在中,若,,,则边上的中线的长为( )
A.5 B.4 C. D.
【答案】C
【分析】根据勾股定理逆定理可得为直角三角形,且,再利用勾股定理解答即可.
【详解】解:∵,,,
∴,
∴为直角三角形,且,
∵是边上的中线,
∴,
∴.
4.(25-26八年级下·陕西咸阳·月考)如图,已知中,,,,的垂直平分线分别交,于,,连接,则的长为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,由垂直平分线的性质可得,由勾股定理的逆定理可判断出.在直角中,利用勾股定理构造方程,并解出的值即可.
【详解】解:设,
∵,,,
∴,
∴是以为斜边的直角三角形,
∴,
∵是的垂直平分线,
∴,
∴,
在直角中,,
∴,
解得,
∴.
5.(25-26八年级上·浙江衢州·期末)如图,一块四边形地,已知,,,,,则这块地的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】此题主要考查勾股定理和勾股定理的逆定理等知识点,连接,由,,利用勾股定理可求出的长,再根据,,利用勾股定理的逆定理可证为直角三角形,然后即可求出这块地的面积.
【详解】解:连接,
,,,
∴,
,
,,
∴,,
,则为直角三角形,且,
这块地的面积为.
故选:B.
6.(25-26八年级下·全国·周测)如图,在中,,且周长为.点从点开始沿边向点以的速度移动,点从点开始沿边向点以的速度移动.如果,两点同时出发,那么经过3s,的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了勾股逆定理,解题的关键是求出的三边长,证明是直角三角形.
设长为,长为,长为.根据的周长为,列出方程求出的值,通过勾股逆定理是直角三角形,经过秒时,求出,,根据三角形面积公式即求出的面积.
【详解】解:设长为,长为,长为.
的周长为,即,
,
解得,
,,,
,
是直角三角形,且.
经过,,,
.
故选:B.
7.(2025·河北邯郸·模拟预测)如图,在四边形中,,是边上的点,连接.已知,.现要在边上找一点,使得是以为腰的等腰三角形,则的长为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,直角三角形的性质,等腰三角形的定义,利用勾股定理可得,进而由勾股定理的逆定理得是直角三角形,得到,即得,再分和两种情况解答即可求解,掌握以上知识点是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴是直角三角形,,
∴,
∴,
当点是的中点时,如图,
∵,
∴,此时是以为腰的等腰三角形;
当时,是以为腰的等腰三角形;
综上,的长为或,
故选:.
二、填空题
8.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图是某品牌婴儿车及其简化结构示意图.根据安全标准需满足,现测得,,,其中与之间由一个固定为的零件连接(即),则该车_____(填“符合”或“不符合”)安全标准.
【答案】符合
【分析】先在中利用勾股定理求出,然后由以及勾股定理的逆定理得即可得答案.
【详解】解:在中,,dm,dm,
由勾股定理,得
因为dm,dm,
所以,
所以,
所以,即,
所以该婴儿车符合安全标准.
9.(25-26八年级上·吉林长春·期中)如图,某港口P位于东西方向的海岸线上.“远航”号、“海天”号轮船同时离开港口P,各自沿一固定方向航行,“远航”号每小时航行16海里,“海天”号每小时航行12海里.它们离开港口一个小时后分别位于点Q、R处,且相距20海里.已知“远航”号沿东北方向航行,则“海天”号沿____方向航行.
【答案】西北
【分析】本题考查了勾股定理逆定理的应用和方向角,解题的关键是能够根据勾股定理的逆定理发现直角三角形进行解答.
根据题意,得出的三边长,再利用勾股定理的逆定理推出是直角三角形,再求解即可.
【详解】解:由题知,海里,海里,海里,,
,
,
是直角三角形,且,
,
“海天”号沿西北方向航行.
故答案为:西北.
10.(25-26八年级下·全国·课后作业)了绿化环境,我市某中学有一块四边形的空地,如图所示,学校计划在空地上种植草皮.经测量,,,,,则空地的面积为____________.
【答案】114
【详解】解:如图,连接.在中,,
.,,,
.
为直角三角形,且..
故答案为:.
【点睛】本题考查了勾股定理、勾股定理的逆定理、直角三角形面积公式。解题关键是通过连接对角线将不规则四边形分割为两个直角三角形,从而用勾股定理及其逆定理求解面积.
11.(25-26八年级上·甘肃天水·月考)如图,中,.将沿射线折叠,使点A与边上的点D重合,E为射线上一个动点,当周长最小时,的长为______________.
【答案】
【分析】本题主要考查了翻折变换、勾股定理及逆定理,轴对称的性质,掌握其性质是解决此题关键,根据翻折的性质及勾股定理的逆定理可得为直角三角形,设,则,然后再由勾股定理可得答案.
【详解】解:由题意可知,两点关于射线对称,
∴,
∵为定值, 要使周长最小,即最小,
∴由两点之间线段最短知,与射线的交点,即为使周长最小的点,如图所示,
∵ ,且,
∴ ,
∴为直角三角形,
∴,
∵,
∴,
设,则,
在中,,即,
∴,
∴,
故答案为: .
12.(25-26八年级上·江苏·月考)如图,在中,平分,,,且的面积为4,则的面积为__________.
变式:若,则__________, __________.
【答案】 7
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,角平分线的性质定理等知识点,解题的关键是正确作出辅助线,运用勾股定理以及角平分线的性质求解.
过点分别作的垂线,垂足分别为,根据角平分线性质定理得到,由面积法得到,即可求解,即可求解的面积;过点作于点,由面积法得到,则,即可求解,然后通过勾股定理逆定理证明,则,可得为等腰直角三角形,,通过等面积得到,,最后再由勾股定理求解即可.
【详解】解:如图所示,过点分别作的垂线,垂足分别为,
∵平分,
∴,
∵,,
∴,
又∵的面积为4,
∴
∴的面积为;
过点作于点,
∴,
∵
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:7,,.
三、解答题
13.(25-26八年级下·全国·课后作业)如下图,某湿地公园有一块四边形草坪,公园管理处计划修一条从点到点的小路,经测量,,,,,.
(1)小路的长为 m.
(2)淇淇带着小狗在草坪上玩耍,淇淇站在点处,小狗从点开始以的速度在小路上沿的方向奔跑,到点时停止奔跑.当小狗在小路上奔跑且与淇淇的距离最近时,小狗总共跑了多少秒?
【答案】(1)25
(2)当小狗在小路上奔跑且与淇淇的距离最近时,小狗总共跑了16s
【分析】(1)先运用勾股定理列式计算,即可作答.
(2)先证明,再运用面积法,得出,根据勾股定理列式计算得出长度,最后结合运动速度,即可作答.
【详解】(1)解:
在中,
,
小路的长为.
故答案为:25.
(2)解:如图所示,过点作于点.
当小狗在小路上奔跑,且跑到点的位置时,小狗与淇淇的距离最近.
,,,,
,
是直角三角形,,
则,
,
,
.
.
故当小狗在小路上奔跑且与淇淇的距离最近时,小狗总共跑了16s.
【点睛】本题考查了勾股定理的应用,等面积法,解题的关键是正确掌握相关性质内容.
14.(25-26八年级上·上海浦东新·期末)如图,D是等边内一点,以为边作等边,连接,已知,,.求的度数.
【答案】.
【分析】利用证明,推出,,利用勾股定理的逆定理求得,据此求解即可.
【详解】解:∵等边和等边,
∴,,,
∴,
∴,
∴,,
在中,,,,
∵,
∴,
∴是直角三角形,且,
∴.
15.(25-26七年级上·山东东营·期末)如图,为居民饮水方便,某小区设立了两个直饮水自动售水机,且均位于地下管道的同侧,售卖机之间的距离为500米,管道分叉口与之间的距离为300米,于点,且米,假设所有管道的材质相同.
(1)求之间的距离;
(2)珍珍认为:若从管道上的任意一处向售卖机引出分叉管道,在这些分叉管道中是最省材料的,请通过计算判断珍珍的观点是否正确.
【答案】(1)180米
(2)珍珍的观点正确,见解析
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,垂线段最短,熟练掌握定理是解题的关键.
(1)因为,故利用勾股定理进行列式,解答即可;
(2)先运算,再利用勾股定理及其逆定理,证明即可.
【详解】(1)解:∵,
∴.
在中,,
由勾股定理得,
即B,N之间的距离为180米;
(2)解:珍珍的观点正确,过程如下:
由(1)得,
∴.
在中,
由勾股定理得.
∵,,,
∴,
∴,即,
∴是垂线段,
∴是这些管道中最省材料的,即珍珍的观点正确.
16.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图,在中,,,,.
(1)求的长.
(2)若是射线上的一个动点,作⊥于点,交直线于点,连接,,如图②.若,求的长.
【答案】(1)
(2)的长为或2.
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,等腰三角形的性质,三角形面积与线段比的关系,分类讨论思想,掌握勾股定理及其逆定理,以及分类讨论的方法是解题的关键.
(1)先求出的长度,由得到的长度,再用勾股定理逆定理判断为直角三角形,得到,最后在中用勾股定理求的长.
(2)分点在线段上和延长线上两种情况,由面积比得到与的比例,求出的长度,再通过角度关系证明,进而得到的长.
【详解】(1)解:,
.
,,
,
是直角三角形,且,
.
在中,.
(2)解:分两种情况讨论:
①当点在线段上时,
,
,
.
,
.
,
.
,
,
,
.
,,
;
②当点在线段的延长线上时,如图.
,
,
.
,
.
同理可得,
.
综上所述,的长为或2.
17.(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.
18.(25-26八年级上·河北承德·期末)在中,,点D,E分别是边上的点,连接.
(1)若点E为的中点,,则是__________三角形.(填“等腰”“等边”或“直角”)
(2)如图1,连接,若平分,求的长.
(3)如图2,点在边上运动,连接,始终保持与相等,是的垂直平分线,交于点.
①判断与的位置关系,并说明理由;
②若,求的长.
【详解】(1)解:∵点为的中点,,
.
,且,
,
是直角三角形.
(2)解:平分,
.
设,则,
在中,,
,
,
即.
(3)解:①.
理由如下:
由题意知,
.
是的垂直平分线,
,
.
,
,
.
.
②如图,连接.
设,则.
,
.
由勾股定理,得,
即,
,
的长为.
2
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