八年级初二数学第二学期勾股定理单元 易错题专题强化试卷检测
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八年级初二数学第二学期勾股定理单元 易错题专题强化试卷检测
一、解答题
1.已知ABC ∆中,90ACB ∠=︒,AC BC =,过顶点A 作射线AP .
(1)当射线AP 在BAC ∠外部时,如图①,点D 在射线AP 上,连结CD 、BD ,已知21AD n =-,21AB n =+,2BD n =(1n >).
①试证明ABD ∆是直角三角形;
②求线段CD 的长.(用含n 的代数式表示)
(2)当射线AP 在BAC ∠内部时,如图②,过点B 作BD AP ⊥于点D ,连结CD ,请写出线段AD 、BD 、CD 的数量关系,并说明理由.
2.如图,在△ABC 中,D 是边AB 的中点,E 是边AC 上一动点,连结DE,过点D 作DF ⊥DE 交边BC 于点F(点F 与点B 、C 不重合),延长FD 到点G,使DG=DF,连结EF 、AG.已知
AB=10,BC=6,AC=8.
(1)求证:△ADG ≌△BDF ;
(2)请你连结EG,并求证:EF=EG ;
(3)设AE=x ,CF=y ,求y 关于x 的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围;
(4)求线段EF 长度的最小值.
3.如图1,点E 是正方形ABCD 边CD 上任意一点,以DE 为边作正方形DEFG ,连接BF ,点M 是线段BF 中点,射线EM 与BC 交于点H ,连接CM .
(1)请直接写出CM 和EM 的数量关系和位置关系.
(2)把图1中的正方形DEFG 绕点D 顺时针旋转45︒,此时点F 恰好落在线段CD 上,如图2,其他条件不变,(1)中的结论是否成立,请说明理由.
(3)把图1中的正方形DEFG 绕点D 顺时针旋转90︒,此时点E 、G 恰好分别落在线段AD 、CD 上,连接CE ,如图3,其他条件不变,若2DG =,6AB =,直接写出CM 的长度.
4.阅读下列一段文字,然后回答下列问题.
已知在平面内有两点()111, P x y 、()222, P x y ,其两点间的距离()()22121212PP x x y y =-+-直于坐标轴时,两点间距离公式可化简为12x x -或1|y -2|y .
(1)已知()2, 4A 、()3, 8B --,试求A 、B 两点间的距离______.
已知M 、N 在平行于y 轴的直线上,点M 的纵坐标为4,点N 的纵坐标为-1,试求M 、N 两点的距离为______;
(2)已知一个三角形各顶点坐标为()1, 6D 、()3, 3E -、()4, 2F ,你能判定此三角形的形状吗?说明理由.
(3)在(2)的条件下,平面直角坐标系中,在x 轴上找一点P ,使PD PF +的长度最短,求出点P 的坐标及PD PF +的最短长度.
5.在ABC ∆中,90ACB ∠=︒,6AC BC ==,点D 是AC 的中点,点E 是射线DC 上一点,DF DE ⊥于点D ,且DE DF =,连接CF ,作FH CF ⊥于点F ,交直线AB 于点H .
(1)如图(1),当点E 在线段DC 上时,判断CF 和FH 的数量关系,并加以证明; (2)如图(2),当点E 在线段DC 的延长线上时,问题(1)中的结论是否依然成立?如果成立,请求出当ABC △和CFH △面积相等时,点E 与点C 之间的距离;如果不成立,请说明理由.
6.如图1,在平面直角坐标系中,直线AB 经过点C (a ,a ),且交x 轴于点A (m ,0),交y 轴于点B (0,n ),且m ,n 满足6m -+(n ﹣12)2=0.
(1)求直线AB 的解析式及C 点坐标;
(2)过点C 作CD ⊥AB 交x 轴于点D ,请在图1中画出图形,并求D 点的坐标;
(3)如图2,点E (0,﹣2),点P 为射线AB 上一点,且∠CEP =45°,求点P 的坐标.
7.如图1,△ABC 中,CD ⊥AB 于D ,且BD : AD : CD =2 : 3 : 4,
(1)试说明△ABC是等腰三角形;
(2)已知S△ABC=40cm2,如图2,动点M从点B出发以每秒2cm的速度沿线段BA向点A 运动,同时动点N从点A出发以每秒1cm速度沿线段AC向点C运动,当其中一点到达终点时整个运动都停止. 设点M运动的时间为t(秒),
①若△DMN的边与BC平行,求t的值;
②若点E是边AC的中点,问在点M运动的过程中,△MDE能否成为等腰三角形?若能,求出t的值;若不能,请说明理由.
图1 图2 备用图
8.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,AB=2,CD是边AB的高线,动点E从点A 出发,以每秒1个单位的速度沿射线AC运动;同时,动点F从点C出发,以相同的速度沿射线CB运动.设E的运动时间为t(s)(t>0).
(1)AE=(用含t的代数式表示),∠BCD的大小是度;
(2)点E在边AC上运动时,求证:△ADE≌△CDF;
(3)点E在边AC上运动时,求∠EDF的度数;
(4)连结BE,当CE=AD时,直接写出t的值和此时BE对应的值.
9.定义:在△ABC中,若BC=a,AC=b,AB=c,若a,b,c满足ac+a2=b2,则称这个三角形为“类勾股三角形”,请根据以上定义解决下列问题:
(1)命题“直角三角形都是类勾股三角形”是命题(填“真”或“假”);
(2)如图1,若等腰三角形ABC是“类勾股三角形”,其中AB=BC,AC>AB,请求∠A的度数;
(3)如图2,在△ABC中,∠B=2∠A,且∠C>∠A.
①当∠A=32°时,你能把这个三角形分成两个等腰三角形吗?若能,请在图2中画出分割线,并标注被分割后的两个等腰三角形的顶角的度数;若不能,请说明理由;
②请证明△ABC为“类勾股三角形”.
10.如图,,90,8,6,,ABC B AB cm BC cm P Q ︒∆∠===是边上的两点,点P 从点A 开始沿A B →方向运动,且速度为每秒1cm ,点Q 从点B 沿B C A →→运动,且速度为每秒2cm ,它们同时出发,设出发的时间为t 秒.
(1)出发2秒后,求线段PQ 的长;
(2)求点Q 在BC 上运动时,出发几秒后,PQB 是等腰三角形;
(3)点Q 在边CA 上运动时,求能使BCQ ∆成为等腰三角形的运动时间.
11.如图,△ABC 中AC =BC ,点D ,E 在AB 边上,连接CD ,CE .
(1)如图1,如果∠ACB =90°,把线段CD 逆时针旋转90°,得到线段CF ,连接BF , ①求证:△ACD ≌△BCF ;
②若∠DCE =45°, 求证:DE 2=AD 2+BE 2;
(2)如图2,如果∠ACB =60°,∠DCE =30°,用等式表示AD ,DE ,BE 三条线段的数量关系,说明理由.
12.如图,△ABC 中,∠ACB =90°,AB =5cm ,BC =3cm ,若点P 从点A 出发,以每秒2cm 的速度沿折线A ﹣C ﹣B ﹣A 运动,设运动时间为t 秒(t >0).
(1)若点P 在AC 上,且满足PA =PB 时,求出此时t 的值;
(2)若点P 恰好在∠BAC 的角平分线上,求t 的值;
(3)在运动过程中,直接写出当t 为何值时,△BCP 为等腰三角形.
13.如图,在ABC 中,90BAC ∠=︒,AB AC =,点D 是BC 上一动点、连接AD ,过点A 作AE AD ⊥,并且始终保持AE AD =,连接CE ,
(1)求证:ABD ACE ≅;
(2)若AF 平分DAE ∠交BC 于F ,
①探究线段BD ,DF ,FC 之间的数量关系,并证明;
②若3BD =,4CF =,求AD 的长,
14.阅读与理解:
折纸,常常能为证明一个命题提供思路和方法.例如,在ABC 中,AB AC >(如图),怎样证明C B ∠>∠呢?
分析:把AC 沿A ∠的角平分线AD 翻折,因为AB AC >,所以,点C 落在AB 上的点C '处,即AC AC '=,据以上操作,易证明ACD AC D '△△≌,所以AC D C '∠=∠,又因为AC D B '∠>∠,所以C B ∠>∠.
感悟与应用:
(1)如图(a ),在ABC 中,90ACB ∠=︒,30B ∠=︒,CD 平分ACB ∠,试判断AC 和AD 、BC 之间的数量关系,并说明理由;
(2)如图(b ),在四边形ABCD 中,AC 平分BAD ∠,16AC =,8AD =,12DC BC ==,
①求证:180B D ∠+∠=︒;
②求AB 的长.
15.在等腰△ABC 与等腰△ADE 中,AB =AC ,AD =AE ,∠BAC =∠DAE ,且点D 、E 、C 三点在同一条直线上,连接BD .
(1)如图1,求证:△ADB ≌△AEC
(2)如图2,当∠BAC =∠DAE =90°时,试猜想线段AD ,BD ,CD 之间的数量关系,并写出证明过程;
(3)如图3,当∠BAC =∠DAE =120°时,请直接写出线段AD ,BD ,CD 之间的数量关系式为: (不写证明过程)
16.(1)计算:1312248233⎛
÷ ⎝ (2)已知a 、b 、c 满足2|2332(30)0a b c -+-=.判断以a 、b 、c 为边能否构成三角形?若能构成三角形,说明此三角形是什么形状?并求出三角形的面积;若不能,请说明理由.
17.问题情境:综合实践活动课上,同学们围绕“已知三角形三边的长度,求三角形的面积”开展活动,启航小组同学想到借助正方形网格解决问题
问题解决:图(1)、图(2)都是6×6的正方形网格,每个小正方形的边长均为1,每个小正方形的顶点称为格点,操作发现,启航小组同学在图(1)中画出△ABC ,其顶点A ,B ,C 都在格点上,同时构造长方形CDEF ,使它的顶点都在格点上,且它的边EF 经过点A ,ED 经过点B .同学们借助此图求出了△ABC 的面积.
(1)在图(1)中,△ABC 的三边长分别是AB = ,BC = ,AC = .△ABC 的面积是 .
(2)已知△PMN 中,PM 17,MN =5NP 13图(2)中画出△PMN ,并直接写出△RMN 的面积 .
18.定义:如图1,点M 、N 把线段AB 分割成AM 、MN 和BN ,若以AM 、MN 、BN 为边的三角形是一个直角三角形,则称点M 、N 是线段AB 的勾股分割点.
(1)已知点M 、N 是线段AB 的勾股分割点,若2AM =,3MN =,求BN 的长; (2)如图2,在Rt ABC △中,AC BC =,点M 、N 在斜边AB 上,45MCN ∠=︒,求证:点M 、N 是线段AB 的勾股分割点(提示:把ACM 绕点C 逆时针旋转90︒);
(3)在(2)的问题中,15ACM ∠=︒,1AM =,求BM 的长.
19.我国古代数学家赵爽曾用图1证明了勾股定理,这个图形被称为“弦图”.2002年在北京召开的国际数学家大会(ICM 2002)的会标(图2),其图案正是由“弦图”演变而来.“弦图”是由4个全等的直角三角形与一个小正方形组成,恰好拼成一个大正方形请你根据图1解答下列问题:
(1)叙述勾股定理(用文字及符号语言叙述);
(2)证明勾股定理;
(3)若大正方形的面积是13,小正方形的面积是1,求()2
a b +的值.
20.(知识背景)
据我国古代《周髀算经》记载,公元前1120年商高对周公说,将一根直尺折成一个直角,两端连接得到一个直角三角形,如果勾是3,股是4,那么弦就等于5,后人概括为“勾
三、股四、弦五”.像3、4、5这样为三边长能构成直角三角形的三个正整数,称为勾股数.
(应用举例)
观察3,4,5;5,12,13;7,24,25;…
可以发现这些勾股数的勾都是奇数,且从3起就没有间断过,并且
勾为3时,股14(91)2=-,弦15(91)2
=+; 勾为5时,股112(251)2=-,弦113(251)2
=+; 请仿照上面两组样例,用发现的规律填空:
(1)如果勾为7,则股24= 弦25=
(2)如果勾用n (3n ≥,且n 为奇数)表示时,请用含有n 的式子表示股和弦,则股= ,弦= .
(解决问题)
观察4,3,5;6,8,10;8,15,17;…根据应用举例获得的经验进行填空:
(3)如果,,a b c 是符合同样规律的一组勾股数,2a m =(m 表示大于1的整数),则b = ,c = ,这就是古希腊的哲学家柏拉图提出的构造勾股数组的公式. (4)请你利用柏拉图公式,补全下面两组勾股数(数据从小到大排列)第一组: 、24、 :第二组: 、 、37.
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一、解答题
1.(1)①详见解析;(2)2CD =-(1n >);(2)
AD BD -=,理由详见解析.
【分析】
(1)①根据勾股定理的逆定理进行判断;
②过点C 作CE ⊥CD 交DB 的延长线于点E ,利用同角的余角相等证明∠3=∠4,∠1=∠E ,进而证明△ACD ≌△BCE ,求出DE 的长,再利用勾股定理求解即可.
(2)过点C 作CF ⊥CD 交BD 的延长线于点F ,先证∠ACD=∠BCF ,再证△ACD ≌△BCF ,得CD=CF ,AD=BF ,再利用勾股定理求解即可.
【详解】
(1)①∵()()()22222222212214AD BD n n n n n +=-+=-++
()()22
222211n n n =++=+ 又∵()2
221AB n =+
∴222AD BD AB +=
∴△ABD 是直角三角形
②如图①,过点C 作CE ⊥CD 交DB 的延长线于点E ,
∵∠3+∠BCD=∠ACD=90°,∠4+∠BCD=∠DCE=90° ∴∠3=∠4
由①知△ABD 是直角三角形
∴1290∠+∠=︒
又∵290E ∠+∠=︒
∴∠1=∠E
在ACD ∆和BCE ∆中,
A 34E AC BC ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
∴△ACD ≌△BCE
∴CD CE =,AD BE =
∴221DE BD BE BD AD n n =+=+=+- 又∵CD CE =,90DCE ∠=︒ ∴由勾股定理得222DE CD DE CD =+
=
∴22CD =222222
n n =+-(1n >) (2)AD 、BD 、CD 的数量关系为:2AD BD CD -=,
理由如下:
如图②,过点C 作CF ⊥CD 交BD 的延长线于点F ,
∵∠ACD=90°+∠5,∠BCF=90°+∠5
∴∠ACD=∠BCF
∵BD ⊥AD
∴∠ADB=90°
∴∠6+∠7=90°
∵∠ACB=90°
∴∠9=∠8=90°
又∵∠6=∠8
∴∠7=∠9
ACD ∆和BCF ∆中
97AC BC
ACD BCF ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩
∴△ACD ≌△BCF
∴CD=CF ,AD=BF
又∵∠DCF=90°
∴由勾股定理得DF ==
又DF=BF-BD=AD-BD
∴AD BD -=
【点睛】
本题考查的是三角形全等、勾股定理及其逆定理,掌握三角形全等的判定方法及勾股定理及其逆定理是关键.
2.(1)见解析(2) 见解析(3) 见解析(4)5
【解析】
【分析】
(1)由D 是AB 中点知AD =BD ,结合DG =DF ,∠ADG =∠BDF 即可得证;
(2)连接EG .根据垂直平分线的判定定理即可证明.
(3)由△ADG ≌△BDF ,推出∠GAB =∠B ,推出∠EAG =90°,可得EF 2=(8-x )2+y 2,EG 2=x 2+(6-y )2,根据EF =EG ,可得(8-x )2+y 2=x 2+(6-y )2,由此即可解决问题. (4)由EF
知x =4时,取得最小值.
【详解】
解:(1)∵D 是边AB 的中点,
∴AD =BD ,
在△ADG 和△BDF 中, ∵AD BD ADG BDF DG DF =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
,
∴△ADG ≌△BDF (SAS );
(2)如图,连接EG .
∵DG =FD ,DF ⊥DE ,
∴DE 垂直平分FG .
∴EF =EG .
(3)∵D 是AB 中点,
∴AD =DB ,
∵△ADG ≌△BDF ,
∴∠GAB =∠B
∵AB =10,BC =6,AC =8.
∴2AB = 2BC + 2AC
∴∠ACB =90°,
∴∠CAB +∠B =90°,∠CAB +∠GAB =90°,
∴∠EAG =90°,
∵AE =x ,AC =8,
∴EC =8-x ,
∵∠ACB =90°,
∴EF 2=(8-x )2+y 2,
∵△ADG ≌△BDF ,
∴AG =BF ,
∵CF =y ,BC =6,
∴AG =BF =6-y ,
∵∠EAG =90°,
∴EG 2=x 2+(6-y )2,
∵EF =EG ,
∴(8-x )2+y 2=x 2+(6-y )2,
∴y =473x -,(74<x <254
). (4)∵EC =8-x ,CF =y =
43x -73, ∴EF 22EC CF +=224
7(8)()33
x x -+-
=
= ∵(x -4)2≥0, ∴
225(4)259x -+≥25, ∴当x =4时,EF 取得最小值,最小值为5.
故线段EF 的最小值为5.
【点睛】
本题是三角形综合题,主要考查勾股定理以及逆定理、全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题,学会用方程的思想思考问题,属于中考压轴题.
3.(1),CM ME CM EM =⊥;(2)见解析;(3
)CM =
【解析】
【分析】
(1)证明ΔFME ≌ΔAMH ,得到HM=EM ,根据等腰直角三角形的性质可得结论. (2)根据正方形的性质得到点A 、E 、C 在同一条直线上,利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可知. (3)如图3中,连接EC ,EM ,由(1)(2)可知,△CME 是等腰直角三角形,利用等腰直角三角形的性质解决问题即可.
【详解】
解:(1)结论:CM =ME ,CM ⊥EM .
理由:∵AD ∥EF ,AD ∥BC ,
∴BC ∥EF ,
∴∠EFM =∠HBM ,
在△FME 和△BMH 中,
EFM MBH FM BM
FME BMH ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩
∴△FME ≌△BMH (ASA ),
∴HM =EM ,EF =BH ,
∵CD =BC ,
∴CE =CH ,∵∠HCE =90°,HM =EM ,
∴CM =ME ,CM ⊥EM .
(2)如图2,连接BD ,
∵四边形ABCD 和四边形EDGF 是正方形,
∴45,45FDE CBD ︒︒∠=∠=
∴点B E D 、、在同一条直线上,
∵90,90BCF BEF ︒︒∠=∠=,M 为BF 的中点, ∴12CM BF =,12
EM BF =,∴CM ME =, ∵45EFD ∠=︒,∴135EFC ∠=︒,
∵CM FM ME ==,
∴,MCF MFC MFE MEF ∠=∠∠=∠
∴135MCF MEF ∠+∠=︒,
∴36013513590CME ∠=︒-︒-︒=︒, ∴CM ME ⊥.
(3)如图3中,连接EC ,EM .
由(1)(2)可知,△CME 是等腰直角三角形,
∵22EC 26210+=
∴CM =EM =25【点睛】
本题考查的是正方形的性质、全等三角形的判定定理和性质定理以及直角三角形的性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考压轴题.
4.(1)13,5;(2)等腰直角三角形,理由见解析;(3)当P 的坐标为(
1304
,)时,PD+PF 73
【解析】
【分析】
(1)根据阅读材料中A 和B 的坐标,利用两点间的距离公式即可得出答案;由于M 、N 在平行于y 轴的直线上,根据M 和N 的纵坐标利用公式1|y -2|y 即可求出MN 的距离;
(2)由三个顶点的坐标分别求出DE ,DF ,EF 的长,即可判定此三角形的形状;
(3)作F 关于x 轴的对称点F',连接DF',与x 轴交于点P ,此时PD PF +最短,最短距离为DF',P 的坐标即为直线DF'与x 轴的交点.
【详解】
解:(1)∵()2, 4A 、()3, 8B --
∴()(
)22AB 234813=+++=
故A 、B 两点间的距离为:13.
∵M 、N 在平行于y 轴的直线上,点M 的纵坐标为4,点N 的纵坐标为-1
∴()MN 415=--= 故M 、N 两点的距离为5.
(2)∵()1, 6D 、()3, 3E -、()4, 2F
∴()()
22DE 13635=++-= ()()22DF 14625=
-+-= ()()22EF 343252=--+-=
∴DE=DF ,222DE DF EF +=
∴△DEF 为等腰直角三角形
(3)
作F 关于x 轴的对称点F',连接DF',与x 轴交于点P ,此时DP+PF 最短
设直线DF'的解析式为y=kx+b
将D (1,6),F'(4,-2)代入得:
642k b k b +=⎧⎨+=-⎩
解得83263k b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩
∴直线DF'的解析式为:826y 33
x =-+
令y=0,解得13x 4=
,即P 的坐标为(1304
,) ∵PF=PF'
∴PD+PF=PD+ PF'= DF'=
故当P 的坐标为(
1304
,)时,PD+PF 【点睛】 本题属于一次函数综合题,待定系数法求一次函数解析式以及一次函数与x 轴的交点,弄清楚材料中的距离公式是解决本题的关键.
5.(1)CF FH =,证明见解析;(2)依然成立,点E 与点C 之间的距离为
3.理由见解析. 【分析】
(1)做辅助线,通过已知条件证得ADG 与DEF 是等腰直角三角形.证出
CEF FGH ≌,利用全等的性质即可得到CF FH =.
(2)设AH ,DF 交于点G ,可根据ASA 证明△FCE ≌△HFG ,从而得到CF FH =,当ABC △和CFH △均为等腰直角三角形当他们面积相等时,6CF AC ==.利用勾股定理可以求DE 、CE 的长,即可求出CE 的长,即可求得点E 与点C 之间的距离.
【详解】
(1)CF FH =
证明:延长DF 交AB 于点G
∵在ABC △中,90ACB ∠=︒,6AC BC ==,
∴45A B ∠=∠=︒
∵DF DE ⊥于点D ,且DE DF =,
∴90EDF ∠=︒,ADG 与DEF 是等腰直角三角形.
∴45AGD DEF ∠=∠=︒,AD DG =,90DCF CFD ∠+∠=︒,
∴135CEF FGH ∠=∠=︒,
∵点D 是AC 的中点,∴132
CD AD AC ===,∴CD DG = ∴CE FG =
∵FH CF ⊥于点F ,∴90CFG ∠=︒,∴90GFH CFD ∠+∠=︒
∴DCF GFH ∠=∠
∴CEF FGH ≌
∴CF FH =;
(2)依然成立
理由:设AH ,DF 交于点G ,
由题意可得出:DF=DE ,
∴∠DFE=∠DEF=45°,
∵AC=BC ,
∴∠A=∠CBA=45°,
∵DF ∥BC ,
∴∠CBA=∠FGB=45°,
∴∠FGH=∠CEF=45°,
∵点D 为AC 的中点,DF ∥BC ,
∴DG=
12BC,DC=12
AC , ∴DG=DC ,
∴EC=GF ,
∵∠DFC=∠FCB ,
∴∠GFH=∠FCE ,
在△FCE 和△HFG 中 CEF FGH EC GF
ECF GFH ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩
, ∴△FCE ≌△HFG(ASA),
∴HF=FC.
由(1)可知ABC △和CFH △均为等腰直角三角形
当他们面积相等时,6CF AC ==. ∴2233DE DF CF CD =-= ∴333CE DE DC =-=
∴点E 与点C 之间的距离为333.
【点睛】
本题考查了全等三角形的判定和性质、等腰直角三角形的性质以及勾股定理,学会利用全等和等腰三角形的性质,借助勾股定理解决问题.
6.(1)y=-2x+12,点C坐标(4,4);(2)画图形见解析,点D坐标(-4,0);
(3)点P的坐标(
14
3
-,
64
3
)
【分析】
(1)由已知的等式可求得m、n的值,于是可得直线AB的函数解析式,把点C的坐标代入可求得a的值,由此即得答案;
(2)画出图象,由CD⊥AB知1
AB CD
k k=-可设出直线CD的解析式,再把点C代入可得CD的解析式,进一步可求D点坐标;
(3)如图2,取点F(-2,8),易证明CE⊥CF且CE=CF,于是得∠PEC=45°,进一步求出直线EF的解析式,再与直线AB联立求两直线的交点坐标,即为点P.
【详解】
解:(16
m-n﹣12)2=0,
∴m=6,n=12,
∴A(6,0),B(0,12),
设直线AB解析式为y=kx+b,
则有
12
60
b
k b
=
⎧
⎨
+=
⎩
,解得
2
12
k
b
=-
⎧
⎨
=
⎩
,
∴直线AB解析式为y=-2x+12,
∵直线AB过点C(a,a),
∴a=-2a+12,∴a=4,
∴点C坐标(4,4).
(2)过点C作CD⊥AB交x轴于点D,如图1所示,
设直线CD解析式为y=
1
2
x+b′,把点C(4,4)代入得到b′=2,
∴直线CD解析式为y=1
2
x+2,
∴点D坐标(-4,0).
(3)如图2中,取点F(-2,8),作直线EF交直线AB于P,图2
∵直线EC解析式为y=3
2
x-2,直线CF解析式为y=-
2
3
x+
20
3
,
∵3
2
×(-
2
3
)=-1,
∴直线CE⊥CF,
∵EC=13CF=13
∴EC=CF,
∴△FCE是等腰直角三角形,
∴∠FEC=45°,
∵直线FE解析式为y=-5x-2,
由
212
52
y x
y x
=-+
⎧
⎨
=--
⎩
解得
14
3
64
3
x
y
⎧
=-
⎪⎪
⎨
⎪=
⎪⎩
,
∴点P的坐标为(
1464
,
33 -).
【点睛】
本题是一次函数的综合题,综合考查了坐标系中两直线的垂直问题、两条直线的交点问题和求特殊角度下的直线解析式,并综合了勾股定理和等腰直角三角形的判定和性质,解题的关键是熟知坐标系中两直线垂直满足121
k k=-,一次函数的交点与对应方程组的解的关系.其中,第(3)小题是本题的难点,寻找到点F(-2,8)是解题的突破口.
7.(1)见详解;(2)①t值为:10
3
s或6s;②t值为:4.5或5或
49
12
.
【分析】
(1)设BD=2x,AD=3x,CD=4x,则AB=5x,由勾股定理求出AC,即可得出结论;
(2)由△ABC的面积求出BD、AD、CD、AC;①当MN∥BC时,AM=AN;当DN∥BC时,AD=AN;得出方程,解方程即可;
②根据题意得出当点M在DA上,即2<t≤5时,△MDE为等腰三角形,有3种可能:如果DE=DM;如果ED=EM;如果MD=ME=2t-4;分别得出方程,解方程即可.
【详解】
解:(1)证明:设BD=2x,AD=3x,CD=4x,则AB=5x,
在Rt△ACD中,AC=5x,
∴AB=AC,
∴△ABC是等腰三角形;
(2)解:由(1)知,AB=5x,CD=4x,
∴S△ABC=1
2
×5x×4x=40cm2,而x>0,
∴x=2cm,
则BD=4cm,AD=6cm,CD=8cm,AB=AC=10cm.由运动知,AM=10-2t,AN=t,
①当MN∥BC时,AM=AN,
即10-2t=t,
∴
10
3
t=;
当DN∥BC时,AD=AN,∴6=t,
得:t=6;
∴若△DMN的边与BC平行时,t值为10
3
s或6s.
②存在,理由:
Ⅰ、当点M在BD上,即0≤t<2时,△MDE为钝角三角形,但DM≠DE;Ⅱ、当t=2时,点M运动到点D,不构成三角形
Ⅲ、当点M在DA上,即2<t≤5时,△MDE为等腰三角形,有3种可能.
∵点E是边AC的中点,
∴DE=1
2
AC=5
当DE=DM,则2t-4=5,
∴t=4.5s;
当ED=EM,则点M运动到点A,∴t=5s;
当MD=ME=2t-4,
如图,过点E作EF垂直AB于F,
∵ED=EA,
∴DF=AF=1
2
AD=3,
在Rt△AEF中,EF=4;
∵BM=2t,BF=BD+DF=4+3=7,
∴FM=2t-7
在Rt△EFM中,(2t-4)2-(2t-7)2=42,
∴t=49 12
.
综上所述,符合要求的t值为4.5或5或49 12
.
【点睛】
本题主要考查了等腰三角形的性质,平行线的性质,三角形的面积公式,勾股定理,解本题的关键是分情况讨论.
8.(1)t,45;(2)详见解析;(3)90°;(4)t212+1,BE3.【解析】
【分析】
(1)根据等腰直角三角形的性质即可解决问题;
(2)根据SAS即可证明△ADE≌△CDF;
(3)由△ADE≌△CDF,即可推出∠ADE=∠CDF,推出∠EDF=∠ADC=90°;
(4)分两种情形分别求解即可解决问题.
【详解】
(1)由题意:AE=t.
∵CA=CB,∠ACB=90°,CD⊥AB,∴∠BCD=∠ACD=45°.
故答案为t ,45.
(2)∵∠ACB =90°,CA =CB ,CD ⊥AB ,∴CD =AD =BD ,∴∠A =∠DCB =45°.
∵AE =CF ,∴△ADE ≌△CDF (SAS ).
(3)∵点E 在边AC 上运动时,△ADE ≌△CDF ,∴∠ADE =∠CDF ,∴∠EDF =∠ADC =90°.
(4)①当点E 在AC 边上时,如图1.在Rt △ACB 中,∵∠ACB =90°,AC =CB ,AB =2,CD ⊥AB ,∴CD =AD =DB =1,AC =BC 2=. ∵CE =CD =1,∴AE =AC ﹣CE 2=
-1,∴t 2=-1. ∵BC =22112+=,∴BE =22EC BC +=12+=3;
②当点E 在AC 的延长线上时,如图2,AE =AC +EC 2=
+1,∴t 2=+1. ∵BC =22112+=,∴BE =22EC BC +=12+=3;
综上所述:满足条件的t 2121,BE 3
【点睛】
本题考查了等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.
9.(1)假;(2)∠A =45°;(3)①不能,理由见解析,②见解析
【分析】
(1)先由直角三角形是类勾股三角形得出ab+a 2=c 2,再由勾股定理得a 2+b 2=c 2,即可判断出此直角三角形是等腰直角三角形;
(2)由类勾股三角形的定义判断出此三角形是等腰直角三角形,即可得出结论; (3)①分三种情况,利用等腰三角形的性质即可得出结论;
②先求出CD=CB=a ,AD=CD=a ,DB=AB-AD=c-a ,DG=BG=
12(c-a ),AG=12
(a+c ),两个直角三角形中利用勾股定理建立方程即可得出结论.
【详解】
解:(1)如图1,假设Rt △ABC 是类勾股三角形,
∴ab+a2=c2,
在Rt△ABC中,∠C=90°,根据勾股定理得,a2+b2=c2,
∴ab+b2=a2+b2,
∴ab=a2,
∴a=b,
∴△ABC是等腰直角三角形,
∴等腰直角三角形是类勾股三角形,
即:原命题是假命题,
故答案为:假;
(2)∵AB=BC,AC>AB,
∴a=c,b>c,
∵△ABC是类勾股三角形,
∴ac+a2=b2,
∴c2+a2=b2,
∴△ABC是等腰直角三角形,
∴∠A=45°,
(3)①在△ABC中,∠ABC=2∠BAC,∠BAC=32°,
∴∠ABC=64°,
根据三角形的内角和定理得,∠ACB=180°﹣∠BAC﹣∠ABC=84°,
∵把这个三角形分成两个等腰三角形,
∴(Ⅰ)、当∠BCD=∠BDC时,
∵∠ABC=64°,
∴∠BCD=∠BDC=58°,
∴∠ACD=∠ACB﹣∠BCD=84°﹣58°=26°,∠ADC=∠ABC+∠BCD=122°∴△ACD不是等腰三角形,此种情况不成立;
(Ⅱ)、当∠BCD=∠ABC=64°时,
∴∠BDC=52°,
∴∠ACD=20°,∠ADC=128°,
∴△ACD是等腰三角形,此种情况不成立;
(Ⅲ)、当∠BDC=∠ABC=64°时,
∴∠BCD=52°,
∴∠ACD=∠ACB﹣BCD=32°=∠BAC,
∴△ACD是等腰三角形,
即:分割线和顶角标注如图2所示,
Ⅱ、分∠ABC,同(Ⅰ)的方法,判断此种情况不成立;Ⅲ、分∠BAC,同(Ⅱ)的方法,判断此种情况不成立;
②如图3,在AB边上取点D,连接CD,使∠ACD=∠A
图3
作CG⊥AB于G,
∴∠CDB=∠ACD+∠A=2∠A,
∵∠B=2∠A,
∴∠CDB=∠B,
∴CD=CB=a,
∵∠ACD=∠A,
∴AD=CD=a,
∴DB=AB﹣AD=c﹣a,
∵CG⊥AB,
∴DG=BG=1
2
(c﹣a),
∴AG=AD+DG=a+1
2
(c﹣a)=
1
2
(a+c),
在Rt△ACG中,CG2=AC2﹣AG2=b2﹣[1
2
(c+a)]2,
在Rt△BCG中,CG2=BC2﹣BG2=a2﹣[1
2
(c﹣a)]2,
∴b2﹣[1
2
(a+c)]2=a2﹣[
1
2
(c﹣a)]2,
∴b2=ac+a2,
∴△ABC是“类勾股三角形”.
【点睛】
此题是三角形综合题,主要考查了等腰三角形的性质,勾股定理,新定义“类勾股三角形”,分类讨论的数学思想,解本题的关键是理解新定义.
10.(1)出发2秒后,线段PQ 的长为213;(2)当点Q 在边BC 上运动时,出发83
秒后,△PQB 是等腰三角形;(3)当t 为5.5秒或6秒或6.6秒时,△BCQ 为等腰三角形.
【分析】
(1)由题意可以求出出发2秒后,BQ 和PB 的长度,再由勾股定理可以求得PQ 的长度; (2)设所求时间为t ,则可由题意得到关于t 的方程,解方程可以得到解答; (3)点Q 在边CA 上运动时,ΔBCQ 为等腰三角形有三种情况存在,对每种情况进行讨论可以得到解答.
【详解】
(1)BQ=2×2=4cm ,BP=AB−AP=8−2×1=6cm ,
∵∠B=90°,
由勾股定理得:PQ=22224652213BQ BP +=+==
∴出发2秒后,线段PQ 的长为213;
(2)BQ=2t ,BP=8−t
由题意得:2t=8−t
解得:t=83
∴当点Q 在边BC 上运动时,出发
83秒后,△PQB 是等腰三角形; (3) ∵∠ABC=90°,BC=6,AB=8,∴AC=2268+=10.
①当CQ=BQ 时(图1),则∠C=∠CBQ ,
∵∠ABC=90°,∴∠CBQ+∠ABQ=90°,∠A+∠C=90°,
∴∠A=∠ABQ ,∴BQ=AQ ,∴CQ=AQ=5,
∴BC+CQ=11,∴t=11÷2=5.5秒;
②当CQ=BC 时(如图2),则BC+CQ=12
∴t=12÷2=6秒
③当BC=BQ时(如图3),过B点作BE⊥AC于点E,
∴BE=
6824
105 AB BC
AC
⋅⨯
==,
所以CE=22
BC BE
-=18
5
=3.6,
故CQ=2CE=7.2,
所以BC+CQ=13.2,
∴t=13.2÷2=6.6秒.
由上可知,当t为5.5秒或6秒或6.6秒时,△BCQ为等腰三角形.
【点睛】
本题考查三角形的动点问题,利用分类讨论思想和方程方法、综合力学的运动知识和三角形边角的有关知识求解是解题关键.
11.(1)①详见解析;②详见解析;(2)DE2=EB2+AD2+EB·AD,证明详见解析
【分析】
(1)①根据旋转的性质可得CF=CD,∠DCF=90°,再根据已知条件即可证明
△ACD≌△BCF;
②连接EF,根据①中全等三角形的性质可得∠EBF=90°,再证明△DCE≌△FCE得到EF=DE 即可证明;
(2)根据(1)中的思路作出辅助线,通过全等三角形的判定及性质得出相等的边,再由勾股定理得出AD,DE,BE之间的关系.
【详解】
解:(1)①证明:由旋转可得CF=CD,∠DCF=90°
∵∠ACD=90°
∴∠ACD=∠BCF
又∵AC=BC
∴△ACD≌△BCF
②证明:连接EF,
由①知△ACD≌△BCF
∴∠CBF=∠CAD=∠CBA=45°,∠BCF=∠ACD,BF=AD
∴∠EBF=90°
∴EF2=BE2+BF2,
∴EF2=BE2+AD2
又∵∠ACB=∠DCF=90°,∠CDE=45°
∴∠FCE=∠DCE=45°
又∵CD=CF,CE=CE
∴△DCE≌△FCE
∴EF=DE
∴DE2= AD2+BE2
⑵DE2=EB2+AD2+EB·AD
理由:如图2,将△ADC绕点C逆时针旋转60°,得到△CBF,过点F作FG⊥AB,交AB 的延长线于点G,连接EF,
∴∠CBE=∠CAD,∠BCF=∠ACD, BF=AD
∵AC=BC,∠ACB=60°
∴∠CAB=∠CBA =60°
∴∠ABE=120°,∠EBF=60°,∠BFG=30°
∴BG=1
2
BF,
3
∵∠ACB=60°,∠DCE=30°,∴∠ACD+∠BCE=30°,
∴∠ECF=∠FCB+∠BCE=30°
∵CD=CF,CE=CE
∴△ECF≌△ECD
∴EF=ED
在Rt△EFG中,EF2=FG2+EG2
又∵EG=EB+BG
∴EG=EB+1
2 BF,
∴EF 2=(EB+12BF )2+(32BF )2 ∴DE 2= (EB+
12AD )2+(3AD )2 ∴DE 2= EB 2+AD 2+EB ·AD
【点睛】
本题考查了全等三角形的性质与旋转模型,解题的关键是找出全等三角形,转换线段,并通过勾股定理的计算得出线段之间的关系.
12.(1) 2516;(2)83t =或6;(3)当153,5,210t =或194
时,△BCP 为等腰三角形. 【分析】
(1)设存在点P ,使得PA PB =,此时2PA PB t ==,42PC t =-,根据勾股定理列方程即可得到结论;
(2)当点P 在CAB ∠的平分线上时,如图1,过点P 作PE AB ⊥于点E ,此时72BP t =-,24PE PC t ==-,541BE =-=,根据勾股定理列方程即可得到结论; (3)在Rt ABC 中,根据勾股定理得到4AC cm =,根据题意得:2AP t =,当P 在AC 上时,BCP 为等腰三角形,得到PC BC =,即423t -=,求得12
t =,当P 在AB 上时,BCP 为等腰三角形,若CP PB =,点P 在BC 的垂直平分线上,如图2,过P 作PE BC ⊥于E ,求得194
t =,若PB BC =,即2343t --=,解得5t =,PC BC =③,如图3,过C 作CF AB ⊥于F ,由射影定理得;2BC BF AB =⋅,列方程
2234352
t --=
⨯,即可得到结论. 【详解】 解:在Rt ABC 中,5AB cm =,3BC cm =,
4AC cm ∴=,
(1)设存在点P ,使得PA PB =,
此时2PA PB t ==,42PC t =-,
在Rt PCB 中,222PC CB PB +=,
即:222
(42)3(2)t t -+=,
解得:2516t =, ∴当2516
t =时,PA PB =; (2)当点P 在BAC ∠的平分线上时,如图1,过点P 作PE AB ⊥于点E ,
此时72BP t =-,24PE PC t ==-,541BE =-=,
在Rt BEP 中,222PE BE BP +=,
即:222(24)1(72)t t -+=-,
解得:83
t =, 当6t =时,点P 与A 重合,也符合条件,
∴当83
t =或6时,P 在ABC ∆的角平分线上; (3)根据题意得:2AP t =,
当P 在AC 上时,BCP 为等腰三角形,
PC BC ∴=,即423t -=,
12
t ∴=, 当P 在AB 上时,BCP 为等腰三角形,
CP PB =①,点P 在BC 的垂直平分线上,
如图2,过P 作PE BC ⊥于E ,
1322BE BC ∴=
=, 12PB AB ∴=,即52342t --=,解得:194
t =,
PB BC =②,即2343t --=,
解得:5t =,
PC BC =③,如图3,过C 作CF AB ⊥于F ,
12
BF BP ∴=, 90ACB ∠=︒,
由射影定理得;2BC BF AB =⋅, 即2234352
t --=⨯, 解得:5310t =
, ∴当15319,5,2104
t =或时,BCP 为等腰三角形. 【点睛】
本题考查了等腰三角形的判定,三角形的面积,难度适中.利用分类讨论的思想是解(3)题的关键.
13.(1)见详解(2)①结论:222BD FC DF +=,证明见详解②35
【分析】
(1)根据SAS ,只要证明BAD CAE ∠=∠即可解决问题;
(2)①结论:222BD FC DF +=.连接EF ,进一步证明90ECF ∠=︒,DF EF =,再利用勾股定理即可得证;②过点A 作AG BC ⊥于点G ,在Rt ADG 中求出AG 、DG 即可求解.
【详解】
解:(1)∵AE AD ⊥
∴90DAC CAE ∠+∠=︒
∵90BAC ∠=︒
∴90DAC BAD ∠+∠=︒
∴BAD CAE ∠=∠
∴在ABD △和ACE △中
AB AC BAD CAE AD AE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
∴ABD △≌ACE △()SAS
(2)①结论:2
22BD FC DF +=
证明:连接EF ,如图:
∵ABD △≌ACE △
∴B ACE ∠=∠,BD CE =
∴90ECF BCA ACE BCA B ∠=∠+∠=∠+∠=︒
∴222FC CE EF +=
∴222FC BD EF +=
∵AF 平分DAE ∠
∴DAF EAF ∠=∠
∴在DAF △和EAF △中
AD AE DAF EAF AF AF =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
∴DAF △≌EAF △()SAS
∴DF EF =
∴222FC BD DF +=
即2
22BD FC DF +=
②过点A 作AG BC ⊥于点G ,如图:
∵由①可知222223425DF BD FC =+=+=
∴5DF =
∴35412BC BD DF FC =++=++=
∵AB AC =,AG BC ⊥ ∴1112622
BG AG BC ===⨯= ∴633DG BG BD =-=-=
∴在Rt ADG 中,AD ===
故答案是:(1)见详解(2)①结论:222BD FC DF +=,证明见详解②【点睛】
本题考查了全等三角形的判定和性质、直角三角形的判定和性质以及角平分线的性质.综合性较强,属中档题,学会灵活应用相关知识点进行推理证明.
14.(1)BC−AC =AD ;理由详见解析;(2)①详见解析;②AB=14
【分析】
(1)在CB 上截取CE =CA ,连接DE ,证△ACD ≌△ECD 得DE =DA ,∠A =∠CED =60°,据此∠CED =2∠CBA ,结合∠CED =∠CBA +∠BDE 得出∠CBA =∠BDE ,即可得DE =BE ,进而得出答案;
(2)①在AB 上截取AM =AD ,连接CM ,先证△ADC ≌△AMC ,得到∠D =∠AMC ,CD =CM ,结合CD =BC 知CM =CB ,据此得∠B =∠CMB ,根据∠CMB +∠CMA =180°可得;
②设BN =a ,过点C 作CN ⊥AB 于点N ,由CB =CM 知BN =MN =a ,CN 2=BC 2−BN 2=AC 2−AN 2,可得关于a 的方程,解之可得答案.
【详解】
解:(1)BC−A C =AD .
理由如下:如图(a ),在CB 上截取CE =CA ,连接DE ,
∵CD 平分∠ACB ,
∴∠ACD =∠ECD ,
又CD =CD ,
∴△ACD ≌△ECD (SAS ),
∴DE =DA ,∠A =∠CED =60°,
∴∠CED =2∠CBA ,
∵∠CED =∠CBA +∠BDE ,
∴∠CBA =∠BDE ,
∴DE =BE ,
∴AD =BE ,
∵BE =BC−CE =BC−AC ,
∴BC−AC =AD .
(2)①如图(b ),在AB 上截取AM =AD ,连接CM ,
∵AC 平分∠DAB ,
∴∠DAC =∠MAC ,
∵AC =AC ,
∴△ADC ≌△AMC (SAS ),
∴∠D =∠AMC ,CD =CM =12,
∵CD =BC =12,
∴CM =CB ,
∴∠B =∠CMB ,
∵∠CMB +∠CMA =180°,
∴∠B +∠D =180°;
②设BN =a ,
过点C 作CN ⊥AB 于点N ,
∵CB =CM =12,
∴BN =MN =a ,
在Rt △BCN 中,2222212CN BC BN a --==,
在Rt △ACN 中,2222216(8)CN AC AN a --+==
, 则2222
1216(8)a a --+=
, 解得:a =3,
即BN =MN =3,
则AB =8+3+3=14,
∴AB=14.
【点睛】
本题考查了四边形的综合题,以及全等三角形的判定与性质、勾股定理、等腰三角形的判定与性质;本题有一定难度,需要通过作辅助线证明三角形全等才能得出结果.
15.(1)见解析;(2)CD 2AD +BD ,理由见解析;(3)CD 3+BD
【分析】
(1)由“SAS”可证△ADB≌△AEC;
(2)由“SAS”可证△ADB≌△AEC,可得BD=CE,由直角三角形的性质可得DE=2AD,可得结论;
(3)由△DAB≌△EAC,可知BD=CE,由勾股定理可求DH=
3
2
AD,由AD=AE,
AH⊥DE,推出DH=HE,由CD=DE+EC=2DH+BD=3AD+BD,即可解决问题;【详解】
证明:(1)∵∠BAC=∠DAE,
∴∠BAD=∠CAE,
又∵AB=AC,AD=AE,
∴△ADB≌△AEC(SAS);
(2)CD=2AD+BD,
理由如下:∵∠BAC=∠DAE,
∴∠BAD=∠CAE,
又∵AB=AC,AD=AE,
∴△ADB≌△AEC(SAS);
∴BD=CE,
∵∠BAC=90°,AD=AE,
∴DE=2AD,
∵CD=DE+CE,
∴CD=2AD+BD;
(3)作AH⊥CD于H.
∵∠BAC=∠DAE,
∴∠BAD=∠CAE,
又∵AB=AC,AD=AE,
∴△ADB≌△AEC(SAS);
∴BD=CE,
∵∠DAE=120°,AD=AE,
∴∠ADH=30°,
∴AH=1
2 AD,
∴DH22
AD AH
3
2
AD,
∵AD =AE ,AH ⊥DE ,
∴DH =HE ,
∴CD =DE +EC =2DH +BD +BD ,
故答案为:CD +BD .
【点睛】
本题是结合了全等三角形的性质与判定,勾股定理等知识的综合问题,熟练掌握知识点,有简入难,层层推进是解答关键.
16.(1)4
23
;(2)以a 、b 、c 为边能构成三角形,此三角形的形状是直角三角形,
【分析】
(1)根据二次根式的加减法法则、除法法则和二次根式的性质求出即可;
(2)先根据绝对值,偶次方、算术平方根的非负性求出a 、b 、c 的值,再根据勾股定理的逆定理得出三角形是直角三角形,再求出面积即可.
【详解】
解:(1)⎛÷ ⎝
=÷
=÷ =423
; (2)以a 、b 、c 为边能构成三角形,此三角形的形状是直角三角形,
理由是:
∵a 、b 、c 满足2|a (c 0-=,
∴a ﹣=0,﹣b =0,c 0,
∴a =,b =,c
∵,,
∴以a 、b 、c 为边能组成三角形,
∵a =,b =,c
∴a 2+b 2=c 2,
∴以a 、b 、c 为边能构成直角三角形,直角边是a 和b ,
则此三角形的面积是
12
⨯. 【点睛】
此题考查了计算能力,掌握二次根式的加减法法则、除法法则和二次根式的性质,绝对。