内容正文:
华东师大版(2024)八年级上册 13.1 勾股定理及其逆定理 题型专练
【题型1】勾股定理的证明
【典例】利用四个全等的直角三角形可以拼成如图所示的图形,这个图形被称为弦图.通过该图形,可以验证公式( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】勾股定理的验证方法很多,用面积(拼图)证明是最常见的一种方法,如图所示,一个直立的长方体在桌面上慢慢地倒下,启发人们想到勾股定理的证明方法,设,,,证明中用到的面积相等关系是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】在证明勾股定理时,甲、乙两位同学给出了如图所示的两种方案,则方案正确的是__________.(填“甲”或“乙”)
【举一反三3】如图,△ABC中,∠C=90°,D是BC的中点,DE⊥AB于点E,求证:AE2=BE2+AC2.
【举一反三4】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)填空: °.
(2)请用两种方法计算四边形ACBE的面积,并以此为基础证明勾股定理.
【题型2】利用勾股定理求线段长
【典例】已知直角三角形的两条边长分别为3cm和4cm,则它的第三边长为( )
A.5cm
B.cm
C.2cm
D.5cm或cm
【举一反三1】如图,在中,,按以下步骤作图:①以为圆心,任意长为半径作弧,分别交,于,两点;②分别以,为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧相交于点;③作射线,交边于点.若,,则线段的长为( )
A.
B.2
C.
D.
【举一反三2】已知Rt△ABC中,AB=3,AC=4,则BC的长为__________ .
【举一反三3】如图,在中,,,,则边上的高为__________ .
【举一反三4】如图所示,在平面直角坐标系中△ABC的三个顶点坐标分别为A(﹣2,4),
B(-4,2),C(﹣3,1).
(1)作出△ABC关于x轴对称的△A1B1C1,并直接写出A1点的坐标__________ ;
(2)作出△ABC关于y轴对称的△A2B2C2,并直接写出B2点的坐标__________ ;
(3)在(1)(2)条件下,若点P在x轴上,当A1P+B2P的值最小时,直接写出A1P+B2P的最小值为__________ .
【举一反三5】已知:△ABC中,AB=13,AC=9,BC=4,BD⊥AC于D.
(1)求线段BD的长;
(2)点P为射线BC上一动点,若△BDP为等腰三角形,求BP的长.
【题型3】勾股定理与数轴
【典例】如图,数轴上点A表示的数为-1,点C表示的数为1,BC⊥AC,且BC=1,以点A为圆心,AB长为半径画弧,交数轴正半轴于点B',则点B'所表示的数为
A.-1
B.-+1
C.+1
D.
【举一反三1】如图,在数轴上点表示的实数是( )
A.
B.
C.-2
D.
【举一反三2】如图,点O为数轴的原点,点A和B分别对应的实数是-1和1.过点B作,以点B为圆心,OB长为半径画弧,交BC于点D;以点A为圆心,AD长为半径画弧,交数轴的正半轴于点E,则点E对应的实数是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三3】如图,数轴上点A对应的数是__________.
【举一反三4】(1)如图1,是边长为1的正方形的对角线,以点O为圆心,长为半径画弧,在点O右侧交数轴于点A,则点A表示的数是 ;
(2)请仿照(1)的作法,在图2的数轴上描出表示数的点.
【题型4】利用勾股定理解决图形面积问题
【典例】如图所示,在 Rt 中,,分别以各边为直径作半圆,则图中阴影部分的面积为 ( )
A.6
B.
C.
D.
【举一反三1】如图,在四边形中,,分别以四边形的四条边为边向外作四个正方形,若,,则( )
A.128
B.72
C.64
D.59
【举一反三2】将长方形纸片如图折叠,B,C两点恰好重合在边上的同一点P处折痕分别是,,若,,,分别记,,的面积为,,,则,,之间的数量关系是 ( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三3】如图①,直角三角形的两个锐角分别是和,其三边上分别有一个正方形.执行下面的操作:由两个小正方形向外分别作锐角为和的直角三角形,再分别以所得到的直角三角形的直角边为边长作正方形.图②是1次操作后的图形.图③是重复上述步骤若干次后得到的图形,人们把它称为“毕达哥拉斯树”.若图①中的直角三角形斜边长为2,则n次操作后图形中所有正方形的面积和为__________ .
【举一反三4】如图,中,,分别以、为斜边作等腰直角三角形、,以为边作正方形.若与的面积和为9,则正方形S的边长等于__________.
【举一反三5】如图,在中,为边上的一点,,
求面积.
【举一反三6】如图①,一张半径为的圆形纸片,点O为圆心,将该圆形纸片沿直线l折叠,直线l交于A,B两点.
(1)如图②,若折叠后的圆弧恰好经过点O,此时线段的长度为__________ .
(2)已知M是内一点,.
①若折叠后的圆弧经过点M,则线段长度的最大值是__________ ,最小值是__________ ;
②若折叠后的圆弧与直线相切于点M,请用无刻度的直尺与圆规在图③中画出折痕,此时线段的长度为__________ .
【题型5】勾股定理与折叠问题
【典例】如图,在平面直角坐标系中,长方形的顶点、、,将长方形沿对角线折叠,点落在点处,与轴交于点,则点的坐标为( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】如图,直线分别与x、y轴交于点A、B,点C在线段上,线段沿翻折,点O落在边上的点D处.以下结论:①;②;③直线的解析式为;④点D的坐标为.正确的结论是( )
A.①②
B.①②③
C.①②④
D.①②③④
【举一反三2】如图,长方形纸片,将这张长方形纸片翻折,点落到边点处,点落到点处,折痕交边于点E,F,若,则的长为__________ .
【举一反三3】如图,在中,点D为的中点,连接,将沿对折后得到,连接,则__________.
【举一反三4】如图,在长方形纸片中,,,E为边上一点.将长方形纸片沿折叠,的对应边恰好经过点D,求的长.
【题型6】利用勾股定理计算或证明线段的平方关系
【典例】如图,在中,,,以点B为圆心,适当长为半径画弧,分别交,于点M,N,再分别以点M,N为圆心,大于的长为半径画弧,两弧交于点P,作射线交于点D.若,则在中边上的高为( )
A.3
B.4
C.8
D.6
【举一反三1】已知CD是△ABC的边AB上的高,若CD=,AD=1,AB=2AC,则BC的长为__________ .
【举一反三2】如图,在中,,D是边上一点,E是边上一点,连接.若,则的长为__________ .
【举一反三3】如图,已知△ABC是直角三角形,E,D分别是直角边AB,BC上的任意点.求证:AD2+CE2=AC2+DE2.
【题型7】根据两锐角互余判断直角三角形
【典例】若△ABC满足下列某个条件,则它不是直角三角形的是
A.∠C=∠A+∠B
B.∠C=∠A-∠B
C.∠A∶∠B∶∠C=1∶4∶3
D.∠A=2∠B=3∠C
【举一反三1】如图,在中,,,则△ADE为__________三角形.
【举一反三2】如图,在中,
(1)求证∶为直角三角形;
(2)若的平分线交于点E,于点D,,求的度数.
【题型8】勾股定理的逆定理
【典例】下列长度的三条线段能组成直角三角形的是( )
A.3,,1
B.41,40,9
C.37,35,8
D.69,60,11
【举一反三1】以下列各组数为边长的三角形是直角三角形的是( )
A.1,2,3
B.3、4、5
C.1、1、
D.4、5、6
【举一反三2】若三边长,,,满足,则是( )
A.等腰三角形
B.等边三角形
C.直角三角形
D.等腰直角三角形
【举一反三3】有四种说法:①三个内角之比为; ②三边形长分别为:;③三边之长为9、40、41;④三边之比为.其中是直角三角形的有__________(填序号).
【举一反三4】如图,在中,是边上的高,,,.
(1)求证:;
(2)若的平分线与交于点,则的长度是__________ .
【举一反三5】如图所示,A、B两块试验田相距200m,C为水源地,AC=160m,BC=120m,为了方便灌溉,现有两种方案修筑水渠.
甲方案:从水源地C直接修筑两条水渠分别到A、B;
乙方案;过点C作AB的垂线,垂足为H,先从水源地C修筑一条水渠到AB所在直线上的H处,再从H分别向A、B进行修筑.
(1)请判断△ABC的形状(要求写出推理过程);
(2)两种方案中,哪一种方案所修的水渠较短?请通过计算说明.
【题型9】勾股数
【典例】“勾股树”是以正方形一边为斜边向外作直角三角形,再以该直角三角形的两直角边分别向外作正方形,重复这一过程所画出来的图形.如图是一株美丽的“勾股树”其中正方形A、B、C、D的面积分别为6、2、8、9,则最大正方形G的边长为( )
A.4
B.5
C.6
D.7
【举一反三1】观察以下几组勾股数,并寻找规律:①3,4,5;②5,12,13;③7,24,25;④9,40,41;…,请你写出具有以上规律的第⑥组勾股数:__________.
【举一反三2】课堂上学习了勾股定理后,知道“勾三、股四、弦五”.王老师给出一组数让学生观察:3,4,5;5,12,13;7,24,25;9,40,41;…,学生发现这些勾股数的勾都是奇数,且从3起就没有间断过,于是王老师提出以下问题让学生解决.
(1)请你根据上述的规律写出下一组勾股数:11, , ;
(2)若第一个数用字母a(a为奇数,且a≥3)表示,那么后两个数用含a的代数式分别怎么表示?小明发现每组第二个数有这样的规律4=,12=,24=,…,于是他很快用含a的代数式表示了第二个数为,则用含a的代数式表示第三个数为 ;
(3)用所学知识证明(2)中用字母a表示的三个数是勾股数?
【题型10】勾股定理与逆定理的综合
【典例】四条线段的长分别为1,x,5,9(其中x为正数),用它们拼成两个直角三角形,且AB与CD是其中的两条线段(如图),则x可能取值的个数为( )
A.2
B.3
C.4
D.6
【举一反三1】如图,已知中,的垂直平分线交于点,的垂直平分线交于点,点为垂足,,,,则( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】如图,△ABC中,AC=4,BC=3,AB=5,AD为△ABC的角平分线,则CD的长度为__________.
【举一反三3】如图,在四边形中,,则的长为__________.
【举一反三4】如图,每个小正方形的边长均为1,A,B,C是小正方形的顶点.
(1)求线段的长度;
(2)试判断的形状,并说明理由.
【题型11】反证法证明中的假设
【典例】用反证法证明命题“三角形中必有一个内角不小于60°”时,首先应假设这个三角形中
A.有一个内角小于60°
B.有一个内角大于60°
C.每一个内角都小于60°
D.每一个内角都大于60°
【举一反三1】用反证法证明命题“同旁内角互补,两直线平行”时,第一步应假设( )
A.两直线不平行
B.同旁内角不互补
C.同旁内角相等
D.同旁内角不相等
【举一反三2】用反证法证明“三角形的三个外角中至少有两个钝角”时,假设正确的是
A.假设三角形的三个外角都是锐角
B.假设三角形的三个外角中至少有一个钝角
C.假设三角形的三个外角都是钝角
D.假设三角形的三个外角中最多有一个钝角
【举一反三3】数学课上,学生提出如何证明以下问题:
如图,AB∥CD.求证:∠B+∠E+∠D=360°.
老师说,我们可以用反证法来证明,具体过程如下:
证明:假设∠B+∠E+∠D≠360°,
如图,延长BE交CD的延长线于点F,G为DF延长线上一点.
∵AB∥CD,
∴∠ABF=∠EFG.
∵∠ABE+∠BED+∠CDE≠360°,
∴∠BED+∠CDE+∠EFG≠360°,
这与“__________”相矛盾,
∴假设不成立,
∴∠ABE+∠BED+∠CDE=360°.
以上证明过程中,横线上的内容应该为__________.
【举一反三4】用反证法证明:如果两个整数的积是偶数,那么这两个整数中至少有一个是偶数.
【举一反三5】用反证法证明:等腰三角形的底角是锐角.
【题型12】用反证法证明命题
【典例】对于命题“如果x2>0,那么x>0.”能够说明它是假命题的反例是( )
A.x=-1
B.x=0
C.x=1
D.x=0.5
【举一反三1】用反证法证明:三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和.将下面的过程补充完整.
已知:如图,∠ACD是△ABC的一个外角.
求证:∠ACD=∠A+∠B.
证明:假设__________.
在△ABC中,∠A+∠B+∠ACB=180°,
∴__________=180°-∠ACB.
∵∠ACD+__________=180°,
∴∠ACD=180°-__________.
∴∠ACD=__________.
∴与假设相矛盾.
∴假设不成立.
∴原命题成立,即∠ACD=∠A+∠B.
【举一反三2】反证法是数学证明的一种重要方法.请补全下面运用反证法进行证明的过程.
已知:在△ABC中,AB=AC.求证:∠B<90°.
证明:假设__________,
∵AB=AC,
∴∠C=∠B≥90°,
∴∠A+∠B+∠C>180°,
这与__________.
∴__________不成立.
∴∠B<90°.
【举一反三3】(课本P189习题T6)用反证法证明:如果两条直线都平行于第三条直线,那么这两条直线也互相平行.
已知: 如图所示,直线 .求证: .
【举一反三4】如图,在中,,是的平分线,是边上的中线.用反证法说明点与点不重合.
华东师大版(2024)八年级上册 13.1 勾股定理及其逆定理 题型专练(参考答案)
【题型1】勾股定理的证明
【典例】利用四个全等的直角三角形可以拼成如图所示的图形,这个图形被称为弦图.通过该图形,可以验证公式( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【举一反三1】勾股定理的验证方法很多,用面积(拼图)证明是最常见的一种方法,如图所示,一个直立的长方体在桌面上慢慢地倒下,启发人们想到勾股定理的证明方法,设,,,证明中用到的面积相等关系是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【举一反三2】在证明勾股定理时,甲、乙两位同学给出了如图所示的两种方案,则方案正确的是__________.(填“甲”或“乙”)
【答案】乙
【解析】甲得出的结果为(a+b)2=a2+b2+4×ab=a2+b2+2ab,不符合题意;
乙得出的结果为(a+b)2-4×ab=c2,
即a2+b2=c2,符合题意.
【举一反三3】如图,△ABC中,∠C=90°,D是BC的中点,DE⊥AB于点E,求证:AE2=BE2+AC2.
【答案】证明 如图,连结AD,
∵D是BC的中点,
∴BD=CD,
∵DE⊥AB,∠C=90°,
∴AE2=AD2-DE2
=AC2+CD2-(BD2-BE2)
=AC2+BE2.
【举一反三4】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)填空: °.
(2)请用两种方法计算四边形ACBE的面积,并以此为基础证明勾股定理.
【解析】解 (1);
【题型2】利用勾股定理求线段长
【典例】已知直角三角形的两条边长分别为3cm和4cm,则它的第三边长为( )
A.5cm
B.cm
C.2cm
D.5cm或cm
【答案】D
【解析】设第三边为x,
(1)若4是直角边,则第三边x是斜边,由勾股定理得:
,
所以x=5;
(2)若4是斜边,则第三边x为直角边,由勾股定理得:
,
所以x=;
所以第三边的长为5cm或cm.
故选:D.
【举一反三1】如图,在中,,按以下步骤作图:①以为圆心,任意长为半径作弧,分别交,于,两点;②分别以,为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧相交于点;③作射线,交边于点.若,,则线段的长为( )
A.
B.2
C.
D.
【答案】A
【解析】∵ 在中,,,,
∴ 根据勾股定理,
由作图可知,是的平分线,过作于,
∵ 平分,,,
∴ ,
设,则,,
∵ ,
即,
∴
∴,
即,
解得
∴
故选:.
【举一反三2】已知Rt△ABC中,AB=3,AC=4,则BC的长为__________ .
【答案】或5
【解析】根据勾股定理可得:AB=
或AB=,
故答案为或5.
【举一反三3】如图,在中,,,,则边上的高为__________ .
【答案】
【解析】过点作于,
∴,,
设,则
在中,
∵,
∴
在中,
∵,
∴
∴,
∴,
∴,
∴
∴,
∴
故答案为:
【举一反三4】如图所示,在平面直角坐标系中△ABC的三个顶点坐标分别为A(﹣2,4),
B(-4,2),C(﹣3,1).
(1)作出△ABC关于x轴对称的△A1B1C1,并直接写出A1点的坐标__________ ;
(2)作出△ABC关于y轴对称的△A2B2C2,并直接写出B2点的坐标__________ ;
(3)在(1)(2)条件下,若点P在x轴上,当A1P+B2P的值最小时,直接写出A1P+B2P的最小值为__________ .
【解析】(1)答案见解析
【举一反三5】已知:△ABC中,AB=13,AC=9,BC=4,BD⊥AC于D.
(1)求线段BD的长;
(2)点P为射线BC上一动点,若△BDP为等腰三角形,求BP的长.
【答案】解:(1)设AD=x,则CD=9﹣x,
∵BD⊥AC,
∴∠ADB=∠BDC=90°,
由勾股定理得:AB2﹣AD2=BD2=BC2﹣CD2,
∴,
解得:x=5,
∴BD==12;
(2)∵△BDP为等腰三角形,
∴分三种情况:
①若BD=BP,则BP=12,
②若DP=DB,
过点D作DE⊥BC于点E,如图1所示:
∵S_{\triangle B D C} = \dfrac{1}{2} B D \mathrm{} C D = \dfrac{1}{2} B C \mathrm{} D E,
∴D E = \dfrac{B D \mathrm{} C D}{B C} = \dfrac{1 2 \times 4}{4 \sqrt{1 0}} = \dfrac{6}{5} \sqrt{1 0},
∴,
∵BD=DP且DE⊥BC,
∴BP=2BE=,
③若PD=PB,如图2所示:
∵PD=BP,
∴∠1=∠2,
∵∠BDC=90°,
∴∠2+∠3=90°且∠1+∠4=90°,
∴∠3=∠4
∴PD=PC,
∴BP=PC,
∴BP=BC=,
综上所述:当△BDP为等腰三角形时,BP=12或或.
故答案为(1)12;(2)12或或.
【题型3】勾股定理与数轴
【典例】如图,数轴上点A表示的数为-1,点C表示的数为1,BC⊥AC,且BC=1,以点A为圆心,AB长为半径画弧,交数轴正半轴于点B',则点B'所表示的数为
A.-1
B.-+1
C.+1
D.
【答案】A
【解析】由题图可得AC=1-(-1)=1+1=2,BC=1,∠ACB=90°,
∴AB===,
∵AB=AB',∴AB'=,
∴点B'所表示的数为-1.
【举一反三1】如图,在数轴上点表示的实数是( )
A.
B.
C.-2
D.
【答案】A
【举一反三2】如图,点O为数轴的原点,点A和B分别对应的实数是-1和1.过点B作,以点B为圆心,OB长为半径画弧,交BC于点D;以点A为圆心,AD长为半径画弧,交数轴的正半轴于点E,则点E对应的实数是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】由题意得,BD=OB=1,
在Rt△ABD中,
AD=,
∴OE=AE-1=,
∴点E对应的实数是
故选:A.
【举一反三3】如图,数轴上点A对应的数是__________.
【解析】
【举一反三4】(1)如图1,是边长为1的正方形的对角线,以点O为圆心,长为半径画弧,在点O右侧交数轴于点A,则点A表示的数是 ;
(2)请仿照(1)的作法,在图2的数轴上描出表示数的点.
【解析】解 (1)由作法得,
【题型4】利用勾股定理解决图形面积问题
【典例】如图所示,在 Rt 中,,分别以各边为直径作半圆,则图中阴影部分的面积为 ( )
A.6
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】由勾股定理得 ,
则阴影部分的面积
故选A.
【举一反三1】如图,在四边形中,,分别以四边形的四条边为边向外作四个正方形,若,,则( )
A.128
B.72
C.64
D.59
【答案】C
【解析】由题意可知:,,,,
连接,
在直角和中,
,
即,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
故选:C.
【举一反三2】将长方形纸片如图折叠,B,C两点恰好重合在边上的同一点P处折痕分别是,,若,,,分别记,,的面积为,,,则,,之间的数量关系是 ( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】∵将长方形纸片如图折叠,
,两点恰好重合在边上的同一点处,
∴,
∵,,,
∴在中,由勾股定理得,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
同理:,
设纸片宽为h,
∴,
∴,
故选:C.
【举一反三3】如图①,直角三角形的两个锐角分别是和,其三边上分别有一个正方形.执行下面的操作:由两个小正方形向外分别作锐角为和的直角三角形,再分别以所得到的直角三角形的直角边为边长作正方形.图②是1次操作后的图形.图③是重复上述步骤若干次后得到的图形,人们把它称为“毕达哥拉斯树”.若图①中的直角三角形斜边长为2,则n次操作后图形中所有正方形的面积和为__________ .
【答案】
【解析】图①中,∵,
根据勾股定理得,,
∴图①中所有正方形面积和为:,
图②中所有正方形面积和,即1次操作后的图形中所有正方形的面积和为:
,
则2次操作后的图形中所有正方形的面积和为:
,
⋯
∴n次操作后的图形中所有正方形的面积和为,
故答案为:.
【举一反三4】如图,中,,分别以、为斜边作等腰直角三角形、,以为边作正方形.若与的面积和为9,则正方形S的边长等于__________.
【答案】6
【解析】分别以,为边向的外部作正方形,则,,由勾股定理可得,进而可求解的长.
分别以,为边向的外部作正方形,
则,,
在中,
,
,
,
,
.
故答案为6.
【举一反三5】如图,在中,为边上的一点,,
求面积.
【答案】解:,,
,
,
,
,
,
面积:.
【举一反三6】如图①,一张半径为的圆形纸片,点O为圆心,将该圆形纸片沿直线l折叠,直线l交于A,B两点.
(1)如图②,若折叠后的圆弧恰好经过点O,此时线段的长度为__________ .
(2)已知M是内一点,.
①若折叠后的圆弧经过点M,则线段长度的最大值是__________ ,最小值是__________ ;
②若折叠后的圆弧与直线相切于点M,请用无刻度的直尺与圆规在图③中画出折痕,此时线段的长度为__________ .
【答案】(1)
(2)
;
;
;
【解析】(1)如图,连接,过点O作交劣弧与点P,交与点H,
∵点P与点O关于直线l对称,半径为,
∴直线l垂直平分.,
.
在中,
,
.
在中,
,
,
故答案为:;
(2)①如图1,点P与点M关于直线l对称,连接,交与点D,
∵弧翻折与M重合,
当P,D,M三点共线时,有最大值,此时有最小值,即有最小值,
,,
,,,
在中,,,
,
;
如图2:点P与点M关于直线l对称,连接,交与点D,
∵弧翻折与M重合,
当P,D,M三点共线时,有最小值,此时有最大值,即有最大值,
,,
,,
在中,,
,;
②如图,连接并延长,交与点E,过点M作的画弧,交射线与点F,过点O作的画弧,交的垂线与点,以点为圆心,的长为半径画弧,分别交于A,B两点,连接,即为所求,连接,交与点C,交与点D,
得到垂直平分,
,在中,,
,
在中,,,
,;
故答案为:,,;
【题型5】勾股定理与折叠问题
【典例】如图,在平面直角坐标系中,长方形的顶点、、,将长方形沿对角线折叠,点落在点处,与轴交于点,则点的坐标为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】∵长方形的顶点、、,
∴,
由折叠得,
∵
∴
∴
∴
∴设,
则
∵
∴
∴
∴
∴
∴点的坐标为.
故选:A.
【举一反三1】如图,直线分别与x、y轴交于点A、B,点C在线段上,线段沿翻折,点O落在边上的点D处.以下结论:①;②;③直线的解析式为;④点D的坐标为.正确的结论是( )
A.①②
B.①②③
C.①②④
D.①②③④
【答案】D
【解析】∵直线分别与x、y轴交于点A、B,
∴点,点,
∴,,
∴,
故①正确;
∵线段沿翻折,点O落在边上的点D处,
∴,,,,
故②正确;
∴,
∵,
∴,
∴,
∴点,
设直线解析式为:
,
∴,
∴,
∴直线解析式为:,
故③正确;
如图,过点D作于H,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴当时,,
∴,
∴点,
故④正确;
综上所述,正确的有①②③④.
故选:D.
【举一反三2】如图,长方形纸片,将这张长方形纸片翻折,点落到边点处,点落到点处,折痕交边于点E,F,若,则的长为__________ .
【答案】
【解析】如图,过点E作于点P,则,
根据题意得:,,
∴,
∵,
∴,
由折叠的性质得:,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
解得:,
∴,
在中,,
∴.
故答案为:
【举一反三3】如图,在中,点D为的中点,连接,将沿对折后得到,连接,则__________.
【解析】
【举一反三4】如图,在长方形纸片中,,,E为边上一点.将长方形纸片沿折叠,的对应边恰好经过点D,求的长.
【答案】解 由长方形的性质可得,,
由折叠的性质可得,,
在中,由勾股定理得,
∴,
设,则,
在中,由勾股定理得,
∴,
解得,
∴.
【题型6】利用勾股定理计算或证明线段的平方关系
【典例】如图,在中,,,以点B为圆心,适当长为半径画弧,分别交,于点M,N,再分别以点M,N为圆心,大于的长为半径画弧,两弧交于点P,作射线交于点D.若,则在中边上的高为( )
A.3
B.4
C.8
D.6
【答案】B
【解析】∵,,∴,
过点D作于点E,
由作图可知,为的平分线,
∴,,
∴,
在中,,,
∴,解得:,
∴.
故选:B.
【举一反三1】已知CD是△ABC的边AB上的高,若CD=,AD=1,AB=2AC,则BC的长为__________ .
【答案】或
【解析】分两种情况:
null当null是锐角三角形,如图1,
∵CD⊥AB,
∴∠CDA=90°,
∵CD=null,AD=1,
∴AC=2,
∵AB=2AC,
∴AB=4,
∴BD=4-1=3,
∴BC=null;
null当null是钝角三角形,如图2,
同理得:AC=2,AB=4,
∴BC=null;
综上所述,BC的长为null或null,
故答案为null或null.
【举一反三2】如图,在中,,D是边上一点,E是边上一点,连接.若,则的长为__________ .
【答案】
【解析】如图所示,过点D作于点F,
∵在中,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
在中,由勾股定理得,
设,则,
在中,由勾股定理得,
∴,
解得,
∴,
∴,
故答案为:.
【举一反三3】如图,已知△ABC是直角三角形,E,D分别是直角边AB,BC上的任意点.求证:AD2+CE2=AC2+DE2.
【答案】证明 ∵△ABD,△CEB都是直角三角形,
∴AD2=AB2+BD2, CE2=BE2+BC2.
∴AD2+CE2=AB2+BD2+BE2+BC2.
同理可得AC2+DE2=AB2+BC2+BD2+BE2.
∴AD2+CE2=AC2+DE2.
【题型7】根据两锐角互余判断直角三角形
【典例】若△ABC满足下列某个条件,则它不是直角三角形的是
A.∠C=∠A+∠B
B.∠C=∠A-∠B
C.∠A∶∠B∶∠C=1∶4∶3
D.∠A=2∠B=3∠C
【答案】D
【解析】因为∠A+∠B+∠C=180°,∠C=∠A+∠B,所以∠C=90°,即三角形是直角三角形,故A选项不符合题意;
因为∠A+∠B+∠C=180°,∠C=∠A-∠B,
所以∠A=90°,即三角形是直角三角形,故B选项不符合题意;
因为∠A+∠B+∠C=180°,∠A∶∠B∶∠C=1∶4∶3,所以∠B=90°,即三角形是直角三角形,故C选项不符合题意;
因为∠A+∠B+∠C=180°,∠A=2∠B=3∠C,
所以∠A≈98°,即三角形不是直角三角形,故D选项符合题意.
【举一反三1】如图,在中,,,则△ADE为__________三角形.
【答案】直角
【解析】,,
,,则为直角三角形.
【举一反三2】如图,在中,
(1)求证∶为直角三角形;
(2)若的平分线交于点E,于点D,,求的度数.
【答案】(1)证明:∵在中,,,
且,
∴,
∴,
∴,
∴为直角三角形;
(2)=解:∵,
∴,
又,
∴
又∵平分,且由(1)得:,
∴,
∴.
【题型8】勾股定理的逆定理
【典例】下列长度的三条线段能组成直角三角形的是( )
A.3,,1
B.41,40,9
C.37,35,8
D.69,60,11
【答案】B
【解析】1+<3,不能组成三角形,故选项A不符合题意;
92+402=412,故选项B符合题意;
82+352≠372,故选项C不符合题意;
112+602≠692,故选项D不符合题意.
【举一反三1】以下列各组数为边长的三角形是直角三角形的是( )
A.1,2,3
B.3、4、5
C.1、1、
D.4、5、6
【答案】B
【解析】A.因为,所以三条线段不能组成直角三角形;
B.因为,所以三条线段能组成直角三角形;
C.因为,所以三条线段不能组成直角三角形;
D.因为,所以三条线段不能组成直角三角形.
故选B.
【举一反三2】若三边长,,,满足,则是( )
A.等腰三角形
B.等边三角形
C.直角三角形
D.等腰直角三角形
【答案】C
【解析】∵,
∴,解得:.
∵,
∴,
∴是直角三角形.
故选C.
【举一反三3】有四种说法:①三个内角之比为; ②三边形长分别为:;③三边之长为9、40、41;④三边之比为.其中是直角三角形的有__________(填序号).
【解析】①②③
【举一反三4】如图,在中,是边上的高,,,.
(1)求证:;
(2)若的平分线与交于点,则的长度是__________ .
【答案】(1)答案见解析
(2)
【解析】(1)证明:∵是边上的高,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴是直角三角形,.
(2)解:过点E作于点F,
则,
∵,
∴,
∵的平分线与交于点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
设,
则,
∵,
∴,
解得.
故答案为:.
【举一反三5】如图所示,A、B两块试验田相距200m,C为水源地,AC=160m,BC=120m,为了方便灌溉,现有两种方案修筑水渠.
甲方案:从水源地C直接修筑两条水渠分别到A、B;
乙方案;过点C作AB的垂线,垂足为H,先从水源地C修筑一条水渠到AB所在直线上的H处,再从H分别向A、B进行修筑.
(1)请判断△ABC的形状(要求写出推理过程);
(2)两种方案中,哪一种方案所修的水渠较短?请通过计算说明.
【答案】(1)△ABC是直角三角形;
理由如下:
∴AC2+BC2=1602+1202=40000,AB2=2002=40000,
∴AC2+BC2=AB2,
∴△ABC是直角三角形,∠ACB=90°;
(2)甲方案所修的水渠较短;
理由如下:
∵△ABC是直角三角形,
∴△ABC的面积=AB•CH=AC•BC,
∴CH=(m),
∵AC+BC=160+120=280(m),CH+AH+BH=CH+AB=96+200=296(m),
∴AC+BC<CH+AH+BH,
∴甲方案所修的水渠较短.
【题型9】勾股数
【典例】“勾股树”是以正方形一边为斜边向外作直角三角形,再以该直角三角形的两直角边分别向外作正方形,重复这一过程所画出来的图形.如图是一株美丽的“勾股树”其中正方形A、B、C、D的面积分别为6、2、8、9,则最大正方形G的边长为( )
A.4
B.5
C.6
D.7
【答案】B
【解析】∵正方形A、B、C、D的面积分别为6、2、8、9,
∴正方形F的面积,正方形E的面积,
∴正方形G的面积,
∴正方形G的边长,
故选:B.
【举一反三1】观察以下几组勾股数,并寻找规律:①3,4,5;②5,12,13;③7,24,25;④9,40,41;…,请你写出具有以上规律的第⑥组勾股数:__________.
【答案】13,84,85
【解析】经观察,可以发现第①组勾股数的第一个数是奇数3,第②勾股数的第一个数是5,…,故第⑤组勾股数的第一个数是11,第6组勾股数的第一个数是13,
又发现每一组勾股数的第二、第三个数相差1,故设第二个数为x,第三个数为x+1,
根据勾股定理的逆定理,得:13的平方+x的平方=(x+1)的平方,解得x=84.
则得第6组数是:13、84、85.
故答案为:13、84、85.
【举一反三2】课堂上学习了勾股定理后,知道“勾三、股四、弦五”.王老师给出一组数让学生观察:3,4,5;5,12,13;7,24,25;9,40,41;…,学生发现这些勾股数的勾都是奇数,且从3起就没有间断过,于是王老师提出以下问题让学生解决.
(1)请你根据上述的规律写出下一组勾股数:11, , ;
(2)若第一个数用字母a(a为奇数,且a≥3)表示,那么后两个数用含a的代数式分别怎么表示?小明发现每组第二个数有这样的规律4=,12=,24=,…,于是他很快用含a的代数式表示了第二个数为,则用含a的代数式表示第三个数为 ;
(3)用所学知识证明(2)中用字母a表示的三个数是勾股数?
【答案】解 (1)∵3,4,5;5,12,13;7,24,25;9,40,41;…,
∴11,60,61.
(2)第一个数用字母a(a为奇数,且a≥3)表示,第二个数为,
则用含a的代数式表示第三个数为.
(3)∵a2+,
,
∴a2+,
又∵a为奇数,且a≥3,
∴由a,,三个数组成的数是勾股数.
【题型10】勾股定理与逆定理的综合
【典例】四条线段的长分别为1,x,5,9(其中x为正数),用它们拼成两个直角三角形,且AB与CD是其中的两条线段(如图),则x可能取值的个数为( )
A.2
B.3
C.4
D.6
【答案】D
【解析】如图,过点B作BE∥CD交AD的延长线于点E,
根据题意得BE=CD,DE=BC,∠E=90°,
∴AB2=(AD+DE)2+BE2=(AD+BC)2+CD2,
∵∠ADC=∠C=90°,
∴AB是最长边,长为9或x,
若AB=x,CD=9,则x==3;
若AB=x,CD=5,则x==5;
若AB=x,CD=1,则x=;
若AB=9,CD=x,则x==3;
若AB=9,CD=5,则x=-1=2-1;
若AB=9,CD=1,则x=-5=4-5.
【举一反三1】如图,已知中,的垂直平分线交于点,的垂直平分线交于点,点为垂足,,,,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】连接,
∵,,
∴,
∵的垂直平分线交于点,的垂直平分线交于点,
∴,,
∵,
∴,
∴是直角三角形,
∴,
∴
故选:.
【举一反三2】如图,△ABC中,AC=4,BC=3,AB=5,AD为△ABC的角平分线,则CD的长度为__________.
【答案】
【解析】如图,过点D作DE⊥AB,垂足为E,
∵AC2+BC2=42+32=25,AB2=52=25,
∴AC2+BC2=AB2,
∴△ABC是直角三角形,
∴∠C=90°,
∵AD平分∠BAC,DC⊥AC,DE⊥AB,
∴DC=DE,
∵△ABC的面积=△ACD的面积+△ABD的面积,
∴AC·BC=AC·CD+AB·DE,
∴AC·BC=AC·CD+AB·DE,
∴3×4=4CD+5DE,
解得CD=DE=.
【举一反三3】如图,在四边形中,,则的长为__________.
【答案】
【解析】作的延长线,垂足为M,如图所示:
∵,
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,,
∵,
∴,
∴,
∴
∴,
∴
∴,
∴
故答案为:.
【举一反三4】如图,每个小正方形的边长均为1,A,B,C是小正方形的顶点.
(1)求线段的长度;
(2)试判断的形状,并说明理由.
【答案】解:(1)每个小正方形的边长均为1,
根据勾股定理得,;
(2)是等腰直角三角形,理由如下:
连接,
根据勾股定理得,
,,,
,
为等腰直角三角形.
【题型11】反证法证明中的假设
【典例】用反证法证明命题“三角形中必有一个内角不小于60°”时,首先应假设这个三角形中
A.有一个内角小于60°
B.有一个内角大于60°
C.每一个内角都小于60°
D.每一个内角都大于60°
【答案】C
【解析】反证法证明命题“三角形中必有一个内角不小于60°”时,首先应假设:这个三角形中每一个内角都小于60°.
【举一反三1】用反证法证明命题“同旁内角互补,两直线平行”时,第一步应假设( )
A.两直线不平行
B.同旁内角不互补
C.同旁内角相等
D.同旁内角不相等
【答案】A
【解析】由题意可得,反证法证明命题“同旁内角互补,两直线平行”时,应先假设两条直线不平行,
故选:A.
【举一反三2】用反证法证明“三角形的三个外角中至少有两个钝角”时,假设正确的是
A.假设三角形的三个外角都是锐角
B.假设三角形的三个外角中至少有一个钝角
C.假设三角形的三个外角都是钝角
D.假设三角形的三个外角中最多有一个钝角
【答案】D
【举一反三3】数学课上,学生提出如何证明以下问题:
如图,AB∥CD.求证:∠B+∠E+∠D=360°.
老师说,我们可以用反证法来证明,具体过程如下:
证明:假设∠B+∠E+∠D≠360°,
如图,延长BE交CD的延长线于点F,G为DF延长线上一点.
∵AB∥CD,
∴∠ABF=∠EFG.
∵∠ABE+∠BED+∠CDE≠360°,
∴∠BED+∠CDE+∠EFG≠360°,
这与“__________”相矛盾,
∴假设不成立,
∴∠ABE+∠BED+∠CDE=360°.
以上证明过程中,横线上的内容应该为__________.
【答案】三角形的外角和等于360°
【举一反三4】用反证法证明:如果两个整数的积是偶数,那么这两个整数中至少有一个是偶数.
【答案】证明 假设这两个整数都是奇数,其中一个奇数为2n+1,另一个奇数为2p+1(n,p为整数),
则(2n+1)(2p+1)=2(2np+n+p)+1,
因为无论n,p取何值,2(2np+n+p)+1都是奇数,这与已知中两个整数的积是偶数相矛盾,
所以假设不成立,
所以这两个整数中至少一个是偶数.
【举一反三5】用反证法证明:等腰三角形的底角是锐角.
【答案】解 已知:在△ABC中,AB=AC.
求证:∠B和∠C都是锐角.
证明:假设等腰三角形ABC的底角∠B和∠C都不是锐角,则∠B≥90°,∠C≥90°,
所以∠B+∠C≥180°.
所以∠A+∠B+∠C>180°,
这与“三角形的内角和等于180°”相矛盾.
所以假设不成立,即∠B和∠C都是锐角.
所以等腰三角形的底角是锐角.
【题型12】用反证法证明命题
【典例】对于命题“如果x2>0,那么x>0.”能够说明它是假命题的反例是( )
A.x=-1
B.x=0
C.x=1
D.x=0.5
【答案】A
【解析】当x=-1时,满足条件x2>0,但不能得出x>0的结论,
故能说明命题“如果x2>0,那么x>0”是假命题的反例是x=-1.
【举一反三1】用反证法证明:三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和.将下面的过程补充完整.
已知:如图,∠ACD是△ABC的一个外角.
求证:∠ACD=∠A+∠B.
证明:假设__________.
在△ABC中,∠A+∠B+∠ACB=180°,
∴__________=180°-∠ACB.
∵∠ACD+__________=180°,
∴∠ACD=180°-__________.
∴∠ACD=__________.
∴与假设相矛盾.
∴假设不成立.
∴原命题成立,即∠ACD=∠A+∠B.
【答案】解 反证法的第一步是假设结论不成立,因此假设∠ACD≠∠A+∠B.
根据三角形内角和定理,∠A+∠B+∠ACB=180°,变形得∠A+∠B=180°-∠ACB.
由于∠ACD是△ABC的外角,与∠ACB组成平角,故∠ACD+∠ACB=180°,因此∠ACD=180°-∠ACB.
由上述两步可知∠ACD=∠A+∠B,这与假设∠ACD≠∠A+∠B矛盾.
因此假设不成立,原命题∠ACD=∠A+∠B成立.
【举一反三2】反证法是数学证明的一种重要方法.请补全下面运用反证法进行证明的过程.
已知:在△ABC中,AB=AC.求证:∠B<90°.
证明:假设__________,
∵AB=AC,
∴∠C=∠B≥90°,
∴∠A+∠B+∠C>180°,
这与__________.
∴__________不成立.
∴∠B<90°.
【答案】∠B≥90° 三角形内角和定理相矛盾 此假设
【解析】证明:假设∠B≥90°,
∵AB=AC,∴∠C=∠B≥90°,
∴∠A+∠B+∠C>180°,
这与三角形内角和定理(或三角形的内角和等于180°)相矛盾.
∴此假设不成立.∴∠B<90°.
【举一反三3】(课本P189习题T6)用反证法证明:如果两条直线都平行于第三条直线,那么这两条直线也互相平行.
已知: 如图所示,直线 .求证: .
【答案】证明 假设 不平行,则 与 相交. 与 也相交.这与 相矛盾, 假设 不平行不成立.因此 成立.
【举一反三4】如图,在中,,是的平分线,是边上的中线.用反证法说明点与点不重合.
【答案】解 假设点M与点D重合.延长到N,使,连接.
在和中,
∵是边上的中线.
∴,
∵,,
∴;
∴,;
∵()是的平分线,
∴,
∴,
则,
即,与相矛盾.
因而M与点D重合是错误的.
所以点M与点D不重合.
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