内容正文:
20.2 勾股定理的逆定理及其应用
数学 八年级下册
勾股定理的逆定理及其应用(1)
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勾股定理的逆定理
1.如图, 已知△ABC.
勾股定理:若∠C=90°, 则a2+b2=c2.
提出问题:若a2+b2=c2, 则∠C=90°吗?
解:若a2+b2=c2,
则∠C=90°.
(证明过程见本课第2题)
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2.(新教材P34观察改编)如图1, 在△ABC中,
已知a2+b2=c2.
求证:∠C=90°.
证明:如图2, 作∠C′=90°,
截取B′C′=a, A′C′=b,
则A′B′= = .
由“SSS”可证△ABC≌△A′B′C′,
则∠C=∠C′=90°.
c
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勾股定理的逆定理:如果一个三角形的两条边长的平方和等于第三边长的平方, 那么这个三角形是直角三角形.
几何语言:如图,
∵a2+b2=c2,
∴△ABC为 .
直角三角形
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3. (新教材P35例1改编)如图, 在△ABC中, 已知AC=5,
BC=12, AB=13.
求证:△ABC是直角三角形.
证明:∵AB2=132=169,AC2=52=25, BC2=122=144,
∴AB2=AC2+BC2.
∴△ABC是直角三角形.
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4.(2025·增城区期末)如图, 在△ABC中, BC=6, AC=8, AB
=10.求证:∠ACB=90°.
证明:∵BC=6, AC=8,AB=10,
∴BC2+AC2=AB2.
∴∠ACB=90°.
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5.判断以如下的a, b, c为边长的三角形是否为直角三角形,
是的打“√”, 不是的打“×”.
(1)a=3, b=4, c=5 ( )
(2)a=1, b=1, c= ( )
(3)a=2, b=3, c=4 ( )
(4)a= , b=3, c= ( )
(5)a∶b∶c=1∶2∶ ( )
√
√
×
√
√
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勾股定理及其逆定理综合
6. (新教材P43 T5改编)如图, 在边长为1的正方形网格上
有一个△ABC, 它的各个顶点都在格点上.
(1)△ABC是直角三角形吗?为什么?
(2)求△ABC的周长与面积.
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解:(1)△ABC是直角三角形.理由如下:
BC2=22+62=40,
AC2=42+42=32,
AB2=22+22=8,
∴BC2=AC2+AB2.
∴△ABC是直角三角形.
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(2)由(1)得AB= =2 , AC= =4 , BC= =2 ,
∴△ABC的周长为AB+AC+BC=6 +2 ,
面积为 AB·AC=8.
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7.(广东中考改编)如图, 每个小正方形的边长为1, A, B, C是
小正方形的顶点.
(1)求AB和BC的长;
(2)求∠ABC的度数.
解:(1)AB= = ,
BC= = .
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(2)如图, 连接AC.
AC= = =BC.
∵AC2+BC2=AB2.
∴△ABC是等腰直角三角形.
∴∠ABC=45°.
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8.(2025·花都区期末)已知△ABC的三边长分别为a, b, c, 则
下列不能判定△ABC为直角三角形的是 ( )
A.a=3, b=4, c=5
B.a∶b∶c=3∶4∶5
C.a=1, b= , c=
D.a=5, b=6, c=7
D
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9.若△ABC的三边长分别为a, b, c, 且满足(c2-b2)(c2+b2-
a2)=0, 则△ABC 的形状为 ( )
A. 直角三角形
B. 等腰三角形
C. 等腰直角三角形
D. 等腰三角形或直角三角形或等腰直角三角形
D
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10.高师傅有5根长度(单位:dm)分别为a=6, b=8, c=10, d
=24, e=26的钢条, 准备选3根焊接一个直角三角形钢架.
请你帮高师傅找出所有可能的钢条组合.
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解:a2=62=36, b2=82=64,
c2=102=100, d2=242=576,
e2=262=676.
∵a2+b2=100=c2,
c2+d2=676=e2,
∴长度分别为a, b, c或c, d, e的3根钢条可以构成直角三角形,
即高师傅可选长度分别为a, b, c或c, d, e的3根钢条进行焊接.
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11.(新教材P38 T5)如图, 在正方形ABCD中, E是BC的中点,
F是CD上的一点, 且CF= CD.求证:∠AEF=90°.
证明:设正方形ABCD的边长为4a,
则BE=CE=2a, CF=a, DF=3a.
在Rt△ABE中,AE2=AB2+BE2
=16a2+4a2=20a2.
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在Rt△ECF中,
EF2=EC2+CF2=4a2+a2=5a2.
在Rt△ADF中,
AF2=AD2+DF2=16a2+9a2=25a2.
∴AE2+EF2=AF2.
∴∠AEF=90°.
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12.(新教材P36 T2)如图, 以△ABC的三边为直径, 分别作三
个半圆, 三个半圆的面积分别为S1, S2, S3.若S1+S2=S3,
判断△ABC是不是直角三角形, 并说明理由.
解:△ABC是直角三角形.
理由如下:依题意, 得
S1= π = πAB2,
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S2= π = πBC2,
S3= π = πAC2,
∵S1+S2=S3,
∴ πAB2+ πBC2= πAC2.
∴AB2+BC2=AC2.
由勾股定理的逆定理, 得△ABC是直角三角形.
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13.【中考创新考法·新定义】定义:如图, 点M, N把线段
AB分割成AM, MN, NB三部分. 若以AM, MN, NB为边
的三角形是一个直角三角形, 则称M, N是线段AB的勾
股分割点.
(1)若AM=1.5, MN=2.5, NB=2, 则M, N是线段AB的勾
股分割点吗?请说明理由.
(2)已知M, N是线段AB的勾股分割点, 且AM为直角边.
若AB=24, AM=8, 求NB的长.
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解:(1)是. 理由如下:
∵AM2+NB2=1.52+22=6.25, MN2=2.52=6.25,
∴AM2+NB2=MN2.
∴以AM, MN, NB为边的三角形是一个直角三角形.
∴M, N是线段AB的勾股分割点.
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(2)设NB=x, 则MN=24-AM-NB=16-x.
①当MN为斜边时, 依题意, 得MN2=AM2+NB2,
即(16-x)2=64+x2, 解得x=6;
②当NB为斜边时, 依题意, 得NB2=AM2+MN2,
即x2=64+(16-x)2, 解得x=10.
综上所述, NB的长为6或10.
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勾股定理的逆定理及其应用(2)
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勾股定理逆定理的应用
1. (新教材P37 T3改编)如图, AB=4, BD=12, CD=13,
AC=3, AB⊥AC.
(1)求证:BC⊥BD;
(2)求四边形ABDC的面积.
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(1)证明:∵AB⊥AC, AB=4, AC=3,
∴BC2=AB2+AC2=25.
∴BC=5.
又∵BD2=122=144, CD2=132=169,
∴CD2=BC2+BD2.
∴∠CBD=90°, 即BC⊥BD.
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(2)解:S四边形ABDC=S△ABC+S△BCD
= ×4×3+ ×5×12
=6+30
=36.
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2.(新教材P37例3改编)如图, 在四边形ABCD中, AB⊥BC,
AB=1, BC=2, CD=2, AD=3, 求四边形ABCD的面积.
解:如图, 连接AC.
由勾股定理, 得
AC2=AB2+BC2=12+22=5.
∴AC= .
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又∵AD2=32=9, CD2=22=4,
∴AD2=AC2+CD2.
∴∠ACD=90°, 即AC⊥CD.
∴S四边形ABCD=S△ABC+S△ACD
= ×1×2+ × ×2
=1+ .
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3. (新教材P37 T1)A, B, C三地的两两距离如图所示, A地
在B地的正东方向, C地在B地的什么方向?
解:∵AC2=132=169,
AB2=122=144,BC2=52=25,
∴AC2=AB2+BC2.
∴∠ABC=90°.
∴C地在B地的正北方向.
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4.(新教材P36例2)如图, 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, 各自沿一固定
方向航行, “远航”号每小时航行16 n mile, “海天”号每小
时航行12 n mile.它们离开港口1.5 h后分别位于点Q, R处,
且相距30 n mile.如果“远航”号沿东北方向航行, 那么“海
天”号沿什么方向航行?
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解:依题意, 得
PQ=16×1.5=24(n mile),
PR=12×1.5=18(n mile),
QR=30 n mile.
∵242+182=302,
即PQ2+PR2=QR2,∴∠QPR=90°.
由“远航”号沿东北方向航行可知, ∠QPS=45°,
则∠SPR=45°, 即“海天”号沿西北方向航行.
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5.如图, OA=6, OB=8, AB=10, 点A在点O的北偏西40°方
向, 则点B在点O的 方向.
北偏东50°
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6.三角形的三边a, b, c满足(a+b)2-c2=2ab, 则此三角形是
( )
A. 锐角三角形
B. 直角三角形
C. 钝角三角形
D. 等边三角形
B
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7.(新教材P37例3)如图, 在四边形ABCD中, AB=5, BC=3,
AD= , DC= .如果AC⊥BC, 判断AC与AD是否也垂
直, 并说明理由.
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解:AC⊥AD.理由如下:
∵AC⊥BC, ∴∠ACB=90°.
在Rt△ABC中, 由勾股定理, 得
AC2=AB2-BC2=52-32=16.
∴AC2+AD2=16+ = =DC2.
∴△ACD是直角三角形, ∠DAC=90°,
即AC⊥AD.
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8.如图, 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, 其中AB=AC.由于某种原因, 由C到A的
路现在已经不通, 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CH.
已知CB= km, CH=2 km, HB=1 km.
(1)CH是否为从村庄C到河边最近的路?
请计算说明.
(2)新路CH比原路CA少多少千米?
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解:(1)CH是从村庄C到河边最近的路. 理由如下:
∵CB= , CH=2, HB=1,
∴CB2=CH2+HB2.
∴△BCH为直角三角形,
∴△BCH为直角三角形,∠BHC=90°.
∴CH⊥AB.∴CH为点C到AB的最短路线.
故CH是从村庄C到河边最近的路.
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(2)设AC=x km, 则AB=x km.
∴AH=(x-1)km.
在Rt△ACH中, (x-1)2+22=x2,
解得x=2.5, 即AC=2.5 km.
∴AC-CH=2.5-2=0.5(km).
答:新路CH比原路CA少0.5 km.
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9.【易错题】如图, 在△ABC中, ∠ACB=90°, AB=5, BC
=4.若点P从点A出发, 以每秒1个单位长度的速度沿折线
A→C→B→A运动(回到点A时停止运动), 设运动时间为t
秒.
(1)当点P在BC上, 且满足PA=PB时,
求出此时t的值;
(2)当点P在AB上, 求t为何值时, △ACP是
以AC为腰的等腰三角形.
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解:(1)∵在△ABC中, ∠ACB=90°, AB=5, BC=4,
∴由勾股定理, 得AC= =3.
如答图1, 连接AP.当PA=PB时,
PC=t-3, PA=PB=7-t.
在Rt△PCA中, PC2+AC2=AP2,
即(t-3)2+32=(7-t)2,解得t= .
故当t= 时, PA=PB.
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(2)①如答图2,
∴AC+CB+BP=3+4+5-3=9.
当AC=AP=3时, △ACP为等腰三角形,
∴t=9÷1=9.
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②如答图3, 当AC=CP时, 过点C作CD⊥AB于点D.
在Rt△ACD中, 由勾股定理,
得AD= = =1.8,
∴AP=2AD=3.6.
∴CA+CB+BP=3+4+5-3.6=8.4.∴t=8.4÷1=8.4.
综上所述, 当t的值为9或8.4时, △ACP是以AC为腰的等腰三角形.
∵ AC·BC= AB·CD, ∴CD=2.4.
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