人教版八年级初二数学第二学期勾股定理单元测试综合卷学能测试
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一、选择题
1.在ABC ∆中,D 是直线BC 上一点,已知15AB =,12AD =,13AC =,5CD =,
则BC 的长为( ) A .4或14
B .10或14
C .14
D .10
2.如图,在△ABC 中,∠C =90°,AD 是△ABC 的一条角平分线.若AC =6,AB =10,则点D 到AB 边的距离为( )
A .2
B .2.5
C .3
D .4
3.如图,有一张直角三角形纸片,两直角边AC=6cm ,BC=8cm ,D 为BC 边上的一点,现将直角边AC 沿直线AD 折叠,使AC 落在斜边AB 上,且与AE 重合,则CD 的长为( )
A .2cm
B .2.5cm
C .3cm
D .4cm
4.若△ABC 中,AB=AC=25,BC=4,则△ABC 的面积为( ) A .4
B .8
C .16
D .
5 5.我国古代数学家刘徽将勾股形(古人称直角三角形为勾股形)分割成一个正方形和两对全等的三角形,如图所示,已知90A ∠=︒正方形ADOF 的边长是2,4BD =,则CF 的长为( )
A .6
B .2
C .8
D .10
6.如图,透明的圆柱形玻璃容器(容器厚度忽略不计)的高为16cm ,在容器内壁离容器底部4cm 的点B 处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在容器外壁,位于离容器上沿4cm 的点A 处,若蚂蚁吃到蜂蜜需爬行的最短路径为20cm ,则该圆柱底面周长为( )
A.12cm B.14cm C.20cm D.24cm
7.有一个直角三角形的两边长分别为3和4,则第三边的长为()
A.5 B.7C.5D.5或7
8.小明学了在数轴上画出表示无理数的点的方法后,进行练习:首先画数轴,原点为O,在数轴上找到表示数2的点A,然后过点A作AB⊥OA,使AB=3(如图).以O为圆心,OB 的长为半径作弧,交数轴正半轴于点P,则点P所表示的数介于( )
A.1和2之间B.2和3之间C.3和4之间D.4和5之间
9.在△ABC中,∠A,∠B,∠C的对边分别记为a,b,c,下列结论中不正确的是()A.如果∠A﹣∠B=∠C,那么△ABC 是直角三角形
B.如果∠A:∠B:∠C=1:2:3,那么△ABC 是直角三角形
C.如果 a2:b2:c2=9:16:25,那么△ABC 是直角三角形
D.如果 a2=b2﹣c2,那么△ABC 是直角三角形且∠A=90°
10.已知三角形的两边分别为3、4,要使该三角形为直角三角形,则第三边的长为
()
A.5B.7C.5或7D.3或4
二、填空题
11.将一副三角板按如图所示摆放成四边形ABCD,发现只要知道其中一边的长就可以求出其它各边的长,若已知AD=32,则AB的长为__________.
12.如图,在平面直角坐标系中,等腰直角三角形OAA1的直角边OA在x轴上,点A1在第一象限,且OA=1,以点A1为直角顶点,OA1为一直角边作等腰直角三角形OA1A2,再以点A2为直角顶点,OA2为直角边作等腰直角三角形OA2A3…依此规律,则点A2018的坐标是_____.
13.在△ABC 中,若2222
25,75a b a b c -+===,,则最长边上的高为_____. 14.在△ABC 中,AB=15,AC=13,高AD=12,则ABC ∆的周长为_______________. 15.以直角三角形的三边为边向外作正方形P ,Q ,K ,若S P =4,S Q =9,则K S =___ 16.如图所示,“赵爽弦图”是由8个全等的直角三角形拼接而成的,记图中正方形ABCD ,正方形EFGH ,正方形MNKT 的面积分别为123,,S S S ,已知12310S S S ++=,则2S 的值是____.
17.如图,30AOB ∠=︒,点,M N 分别在,OA OB 上,且6,8OM ON ==,点,P Q 分别在,OB OA 上运动,则PM PQ QN ++的最小值为______.
18.如图,小正方形的边长为1,连接小正方形的三个格点可得△ABC ,则AC 边上的高的长度是_____________.
19.四边形ABCD 中AB =8,BC =6,∠B =90°,AD =CD =52,四边形ABCD 的面积是_______.
20.如图,在ABC 中,AB AC =,点D 在ABC 内,AD 平分BAC ∠,连结CD ,把ADC 沿CD 折叠,AC 落在CE 处,交AB 于F ,恰有CE AB ⊥.若10BC =,
7AD =,则EF =__________.
三、解答题
21.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.
22.如图,一架长25米的梯子,斜靠在竖直的墙上,这时梯子底端离墙7米. (1)此时梯子顶端离地面多少米?
(2)若梯子顶端下滑4米,那么梯子底端将向左滑动多少米?
23.如图所示,已知ABC ∆中,90B ∠=︒,16AB cm =,20AC cm =,P 、Q 是
ABC ∆的边上的两个动点,其中点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 开始沿B C A →→方向运动,且速度为每秒2cm ,它们同时出发,设出发的时间为ts .
(1)则BC =____________cm ;
(2)当t 为何值时,点P 在边AC 的垂直平分线上?此时CQ =_________?
(3)当点Q 在边CA 上运动时,直接写出使BCQ ∆成为等腰三角形的运动时间.
24.已知:如图,在ABC ∆中,90ACB ∠=,以点B 为圆心,BC 的长为半径画弧,交线段AB 于点D ,以点A 为圆心,AD 长为半径画弧,交线段AC 与点E . (1)根据题意用尺规作图补全图形(保留作图痕迹); (2)设,BC m AC n ==
①线段AD 的长度是方程2220x mx n +-=的一个根吗?并说明理由. ②若线段2AD EC =,求
m
n
的值.
25.已知n 组正整数:第一组:3,4,5;第二组:8,6,10;第三组:15,8,17;第四组:24,10,26;第五组:35,12,37;第六组:48,14,50;…
(1)是否存在一组数,既符合上述规律,且其中一个数为71?若存在,请写出这组数;若不存在,请说明理由;
(2)以任意一个大于2的偶数为一条直角边的长,是否一定可以画出一个直角三角形,使得该直角三角形的另两条边的长都是正整数?若可以,请说明理由;若不可以,请举出反例.
26.(1)如图1,在Rt△ABC和Rt△ADE中,AB=AC,AD=AE,且点D在BC边上滑动(点D不与点B,C重合),连接EC,
①则线段BC,DC,EC之间满足的等量关系式为;
②求证:BD2+CD2=2AD2;
(2)如图2,在四边形ABCD中,∠ABC=∠ACB=∠ADC=45°.若BD=9,CD=3,求AD 的长.
27.已知:四边形ABCD是菱形,AB=4,∠ABC=60°,有一足够大的含60°角的直角三角尺的60°角的顶点与菱形ABCD的顶点A重合,两边分别射线CB、DC相交于点E、F,且
∠EAP=60°.
(1)如图1,当点E是线段CB的中点时,请直接判断△AEF的形状是.
(2)如图2,当点E是线段CB上任意一点时(点E不与B、C重合),求证:BE=CF;(3)如图3,当点E在线段CB的延长线上,且∠EAB=15°时,求点F到BC的距离.
28.如图1,在正方形ABCD中,点E,F分别是AC,BC上的点,且满足DE⊥EF,垂足为点E,连接DF.
(1)求∠EDF= (填度数);
(2)延长DE交AB于点G,连接FG,如图2,猜想AG,GF,FC三者的数量关系,并给出证明;
(3)①若AB=6,G是AB的中点,求△BFG的面积;
②设AG=a,CF=b,△BFG的面积记为S,试确定S与a,b的关系,并说明理由.
29.在平面直角坐标系中,点A(0,4),B(m,0)在坐标轴上,点C,O关于直线AB
对称,点D在线段AB上.
(1)如图1,若m=8,求AB的长;
(2)如图2,若m=4,连接OD,在y轴上取一点E,使OD=DE,求证:CE=2DE;(3)如图3,若m=43,在射线AO上裁取AF,使AF=BD,当CD+CF的值最小时,请在图中画出点D的位置,并直接写出这个最小值.
30.(发现)小慧和小雯用一个平面去截正方体,得到一个三角形截面(截出的面),发现截面一定是锐角三角形.为什么呢?她们带着这个疑问请教许老师.
(体验)(1)从特殊入手许老师用1个铆钉把长度分别为4和3的两根窄木棒的一端连在一起(如图,),保持不动,让从重合位置开始绕点转动,在转动的过程,观测的大小和的形状,并列出下表:
的大小的形状
…
直角三角形
…
直角三角形
…
请仔细体会其中的道理,并填空:_____,_____;
(2)猜想一般结论在中,设,,(),
①若为直角三角形,则满足;
②若为锐角三角形,则满足____________;
③若为钝角三角形,则满足_____________.
(探索)在许老师的启发下,小慧用小刀在一个长方体橡皮上切出一个三角形截面
(如图1),设,,,请帮助小慧说明为锐角三角形的道理.
(应用)在小慧的基础上,小雯又切掉一块“角”,得到一个新的三角形截面(如图2),那么的形状是()
A.一定是锐角三角形
B.可能是锐角三角形或直角三角形,但不可能是钝角三角形
C.可能是锐角三角形或直角三角形或钝角三角形
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、选择题
1.A
解析:A
【分析】
根据AC=13,AD=12,CD=5,可判断出△ADC是直角三角形,在Rt△ADB中求出BD,继而
可得出BC 的长度. 【详解】
∵AC =13,AD =12,CD =5, ∴222AD CD AC +=, ∴△ABD 是直角三角形,AD ⊥BC , 由于点D 在直线BC 上,分两种情况讨论: 当点D 在线段BC 上时,如图所示,
在Rt △ADB 中,229BD AB AD =-=,
则14BC BD CD =+=;
②当点D 在BC 延长线上时,如图所示,
在Rt △ADB 中,229BD AB AD =-=,
则4BC BD CD =-=.
故答案为:A. 【点睛】
本题考查勾股定理和逆定理,需要分类讨论,掌握勾股定理和逆定理的应用为解题关键.
2.C
解析:C 【分析】
作DE ⊥AB 于E ,由勾股定理计算出可求BC=8,再利用角平分线的性质得到DE=DC ,设DE=DC=x ,利用等等面积法列方程、解方程即可解答. 【详解】
解:作DE ⊥AB 于E ,如图,
在Rt △ABC 中,BC 22106-8,
∵AD是△ABC的一条角平分线,DC⊥AC,DE⊥AB,∴DE=DC,
设DE=DC=x,
S△ABD=1
2
DE•AB=
1
2
AC•BD,
即10x=6(8﹣x),解得x=3,
即点D到AB边的距离为3.
故答案为C.
【点睛】
本题考查了角平分线的性质和勾股定理的相关知识,理解角的平分线上的点到角的两边的距离相等是解答本题的关键..
3.C
解析:C
【分析】
首先由勾股定理求得AB=10,然后由翻折的性质求得BE=4,设DC=x,则BD=8x
-,在△BDE中,利用勾股定理列方程求解即可.
【详解】
在Rt△ABC中,由勾股定理可知:
10
==,
由折叠的性质可知:DC=DE,AC=AE=6,∠DEA=∠C=90°,
∴BE=AB-AE=10-6=4,∠DEB=90°,
设DC=x,则BD=8-x,DE=x,
在Rt△BED中,由勾股定理得:BE2+DE2=BD2,
即42+x2=(8-x)2,
解得:x=3,
∴CD=3.
故选:C.
【点睛】
本题主要考查了勾股定理与折叠问题,熟练掌握翻折的性质和勾股定理是解决问题的关键.
4.B
解析:B
【分析】
作AD⊥BC,则D为BC的中点,即BD=DC=2,根据勾股定理可以求得AD,则根据
S=1
2
×BC×AD可以求得△ABC的面积.
【详解】
解:作AD⊥BC,则D为BC的中点,
则BD=DC=2,
∵AB=2522
AB BD
,
∴△ABC的面积为S=1
2
×BC×AD=
1
2
×4×4=8,
故选:B.
【点睛】
本题考查了勾股定理的运用,三角形面积的计算,本题中正确的运用勾股定理求AD是解题的关键.
5.A
解析:A
【分析】
设CF=x,则AC=x+2,再由已知条件得到AB=6,BC=6+x,再由AB2+AC2=BC2得到62+
(x+2)2=(x+4)2,解方程即可.
【详解】
设CF=x,则AC=x+2,
∵正方形ADOF的边长是2,BD=4,△BDO≌△BEO,△CEO≌△CFO,
∴BD=BE,CF=CE,AD=AF=2,
∴AB=6,BC=6+x,
∵∠A=90°,
∴AB2+AC2=BC2,
∴62+(x+2)2=(x+4)2,
解得:x=6,
即CF=6,
故选:A.
【点睛】
考查正方形的性质、勾股定理,解题关键是设CF=x,则AC=x+2,利用勾股定理得到62+(x+2)2=(x+4)2.
6.D
解析:D
【分析】
将容器侧面展开,建立A关于EG的对称点A′,根据两点之间线段最短可知A′B的长度即为所求.
【详解】
解:如图:将圆柱展开,EG为上底面圆周长的一半,
作A关于E的对称点A',连接A'B交EG于F,则蚂蚁吃到蜂蜜需爬行的最短路径为AF+BF
的长,即AF+BF=A'B=20cm ,
延长BG ,过A'作A'D ⊥BG 于D ,
∵AE=A'E=DG=4cm ,
∴BD=16cm ,
Rt △A'DB 中,由勾股定理得:22201612-=cm
∴则该圆柱底面周长为24cm .
故选:D .
【点睛】
本题考查了平面展开---最短路径问题,将图形展开,利用轴对称的性质和勾股定理进行计算是解题的关键.同时也考查了同学们的创造性思维能力.
7.D
解析:D
【分析】
分4是直角边、4是斜边,根据勾股定理计算即可.
【详解】
当4是直角边时,斜边2234+,
当4是斜边时,另一条直角边22473-=,
故选:D .
【点睛】
本题考查的是勾股定理,如果直角三角形的两条直角边长分别是a ,b ,斜边长为c ,那么a 2+b 2=c 2.
8.C
解析:C
【分析】
利用勾股定理求出AB 的长,再根据无理数的估算即可求得答案.
【详解】
由作法过程可知,OA=2,AB=3,
∵∠OAB=90°,
∴22222313OA AB +=+=,
∴P
∵
<
<<,
∴34
即点P所表示的数介于3和4之间,
故选C.
【点睛】
本题考查了勾股定理和无理数的估算,熟练掌握勾股定理的内容以及无理数估算的方法是解题的关键.
9.D
解析:D
【分析】
根据直角三角形的判定和勾股定理的逆定理解答即可.
【详解】
选项A中如果∠A﹣∠B=∠C,由∠A+∠B+∠C=180°,可得∠A=90°,那么△ABC 是直角三角形,选项正确;
选项B中如果∠A:∠B:∠C=1:2:3,由∠A+∠B+∠C=180°,可得∠A=90°,那么
△ABC 是直角三角形,选项正确;
选项C中如果 a2:b2:c2=9:16:25,满足a2+b2=c2,那么△ABC 是直角三角形,选项正确;
选项D中如果 a2=b2﹣c2,那么△ABC 是直角三角形且∠B=90°,选项错误;
故选D.
【点睛】
考查直角三角形的判定,学生熟练掌握勾股定理逆定理是本题解题的关键,并结合直角三角形的定义解出此题.
10.C
解析:C
【分析】
根据勾股定理和分类讨论的方法可以求得第三边的长,从而可以解答本题.
【详解】
由题意可得,当3和45,
当斜边为4,
故选:C
【点睛】
本题考查勾股定理,解答本题的关键是明确题意,利用勾股定理和分类讨论的数学思想解答.
二、填空题
11.【分析】
利用勾股定理求出AC=6,在Rt △ABC 中,∠BAC=30°,得到12BC AB =
,再利用勾股定理得到222AC BC AB +=,即可求出AB .
【详解】
在Rt △ACD 中,CD=AD=
∴6=,
在Rt △ABC 中,∠BAC=30°, ∴12
BC AB =, ∵222AC BC AB +=, ∴2221
6()2AB AB +=,
解得AB=
故答案为:
【点睛】
此题考查勾股定理,直角三角形30度角所对的直角边等于斜边的一半,正确理解勾股定理的三边的数量关系是解题的关键.
12.(0,21009)
【解析】
【分析】本题点A 坐标变化规律要分别从旋转次数与点A 所在象限或坐标轴、点A 到原点的距离与旋转次数的对应关系.
【详解】∵∠OAA 1=90°,OA=AA 1=1,以OA 1为直角边作等腰Rt △OA 1A 2,再以OA 2为直角边作等腰Rt △OA 2A 3,…,
∴OA 1,OA 2=)2,…,OA 2018=)2018,
∵A 1、A 2、…,每8个一循环,
∵2018=252×8+2
∴点A 2018的在y 轴正半轴上,OA 2018=
2018=21009,
故答案为(0,21009).
【点睛】本题是平面直角坐标系下的规律探究题,除了研究动点变化的相关数据规律,还应该注意象限符号. 13.125
【分析】 解方程222225,7a b a b +=-=可求得a=4,b=3,故三角形ABC 是直角三角形,在利用三
角形的面积转化得到斜边上的高.
【详解】
解:∵2222
25,7a b a b +=-=,
将两个方程相加得:2232a =,
∵a >0,
∴a=4
代入得:22425b +=,
∵b >0,
∴b=3,
∵a=3,b=4,c=5满足勾股定理逆定理,
∴△ABC 是直角三角形,
如下图,∠ACB=90°,CD ⊥AB ,
1122
ABC S
AC BC AB CD =⋅⋅=⋅⋅ , 即:1134522
CD ⋅⋅=⋅⋅, 解得:CD=125
, 故答案为:125
. 【点睛】 本题考查求解三角形的高,解题关键是利用三角形的面积进行转化,在同一个三角形中,一个底乘对应高等于另一个底乘对应高.
14.32或42
【分析】
根据题意画出图形,分两种情况:△ABC 是钝角三角形或锐角三角形,分别求出边BC ,即可得到答案
【详解】
当△ABC 是钝角三角形时,
∵∠D=90°,AC=13,AD=12, ∴222213125CD AC AD -=-=,
∵∠D=90°,AB=15,AD=12,
∴2222
=-=-=,
BD AB AD
15129
∴BC=BD-CD=9-5=4,
∴△ABC的周长=4+15+13=32;
当△ABC是锐角三角形时,
∵∠ADC=90°,AC=13,AD=12,
∴2222
=-=-=,
13125
CD AC AD
∵∠ADB=90°,AB=15,AD=12,
∴2222
=-=-=,
BD AB AD
15129
∴BC=BD-CD=9+5=14,
∴△ABC的周长=14+15+13=42;
综上,△ABC的周长是32或42,
故答案为:32或42.
【点睛】
此题考查勾股定理的实际应用,能依据题意正确画出图形分类讨论是解题的关键. 15.5或13
【分析】
根据已知可得题意中的图是一个勾股图,可得S P+S Q=S K为从而易求S K.
【详解】
解:如下图所示,
若A=S P =4.B=S Q =9,C=S K ,
根据勾股定理,可得
A+B=C ,
∴C=13.
若A=S P =4.C=S Q =9,B=S K ,
根据勾股定理,可得
A+B=C ,
∴B=9-4=5.
∴S K 为5或13.
故答案为:5或13.
【点睛】
本题考查了勾股定理.此题所给的图中,以直角三角形两直角边为边所作的正方形的面积和等于以斜边为边所作的正方形的面积.
16.
103
. 【分析】 根据八个直角三角形全等,四边形ABCD ,EFGH ,MNKT 是正方形,得出CG=NG ,
CF=DG=NF ,再根据()21S CG DG =+,22S GF =,()2
3S NG NF =-,12310S S S ++=,即可得出答案.
【详解】
∵八个直三角形全等,四边形ABCD ,EFGH ,MNKT 是正方形
∴CG=NG ,CF=DG=NF
∴()2
222122S CG DG CG DG CG DG GF CG DG =+=++=+ 22S GF =
()2
2232S NG NF NG NF NG NF =-=+-
∴2222212322310S S S GF CG DG GF NG NF NG NF GF ++=+⋅+++-⋅== ∴2103GF =
故2103
S = 故答案为
103
. 【点睛】
本题主要考查了勾股定理的应用,用到的知识点由勾股定理和正方形、全等三角形的性质. 17.10
【分析】
首先作M关于OB的对称点M′,作N关于OA的对称点N′,连接M′N′,即为MP+PQ+QN 的最小值,易得△ONN′为等边三角形,△OMM′为等边三角形,∠N′OM′=90°,继而可以求得答案.
【详解】
作M关于OB的对称点M′,作N关于OA的对称点N′,连接M′N′,即为MP+PQ+QN的最小值.
根据轴对称的定义可
知:∠N′OQ=∠M′OB=30°,∠ONN′=60°,OM′=OM=6,ON′=ON=8,∴△ONN′为等边三角形,△OMM′为等边三角形,∴∠N′OM′=90°.在Rt△M′ON′中,M′N′=22
''
OM ON
=10.故答案为10.
【点睛】
本题考查了最短路径问题,根据轴对称的定义,找到相等的线段,得到直角三角形是解题的关键.
18.3
5 5
【详解】
四边形DEFA是正方形,面积是4;△ABF,△ACD的面积相等,且都是×1×2=1.
△BCE的面积是:1
2
×1×1=
1
2
.
则△ABC的面积是:4﹣1﹣1﹣1
2
=
3
2
.
在直角△ADC中根据勾股定理得到:22
2+1=5
设AC边上的高线长是x.则1
2
5x=3
2
,
解得:3
5
5
.
故答案为355. 19.49 【解析】
连接AC ,在Rt △ABC 中,∵AB =8,BC =6,∠B =90°,∴AC =22AB BC + =10. 在△ADC 中,∵AD =CD =52,∴AD 2+CD 2=(52)2+(52)2=100.
∵AC 2=102=100,∴AD 2+CD 2=AC 2,∴∠ADC =90°,∴S 四边形
ABCD =S △ABC +S △ACD =12AB •BC +12AD •DC =12×8×6+12
×52×52=24+25=49.
点睛:本题考查的是勾股定理及勾股定理的逆定理,不规则几何图形的面积,根据题意作出辅助线,构造出直角三角形是解答此题的关键.
20.4913
【解析】
【分析】
如图(见解析),延长AD ,交BC 于点G ,先根据等腰三角形的三线合一性得出AG BC ⊥,再根据折叠的性质、等腰三角形的性质(等边对等角)得出2345∠+∠=︒,从而得出CDG ∆是等腰直角三角形,然后根据勾股定理、面积公式可求出AC 、CE 、CF 的长,最后根据线段的和差即可得.
【详解】
如图,延长AD ,交BC 于点G
AD 平分BAC ∠,,10AB AC BC ==
,B ACB AG BC ∴∠=∠⊥,且AG 是BC 边上的中线
1123,52
B CG B
C ∴∠=∠+∠+∠== 由折叠的性质得12,CE AC ∠=∠=
123223B ∠=∠+∠+∠=∠+∠∴
CE AB ⊥,即90BFC ∠=︒
390B ∴∠+∠=︒
230239+∴∠∠=∠+︒,即2345∠+∠=︒
CDG ∴∆是等腰直角三角形,且5DG CG ==
7512AG AD DG ∴=+=+=
在Rt ACG ∆中,222251213AC CG AG =+=+=
13CE AB AC ==∴=
由三角形的面积公式得1122ABC S BC AG AB CF ∆=
⋅=⋅ 即1110121322CF ⨯⨯=⨯⋅,解得12013
CF = 12049131313EF CE CF ∴=-=-
= 故答案为:4913
.
【点睛】
本题是一道较难的综合题,考查了等腰三角形的判定与性质、勾股定理等知识点,通过作辅助线,构造一个等腰直角三角形是解题关键.
三、解答题
21.(1)出发2秒后,线段PQ 的长为2132)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=6824105
AB BC AC ⋅⨯==, 所以22BC BE -=
185=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.
22.(1)梯子顶端离地面24米(2)梯子底端将向左滑动了8米
【解析】
试题分析:(1)构建数学模型,根据勾股定理可求解出梯子顶端离地面的距离;
(2)构建直角三角形,然后根据购股定理列方程求解即可.
试题解析:(1)如图,∵AB=25米,BE=7米,
梯子距离地面的高度AE=22
-=24米.
257
答:此时梯子顶端离地面24米;
(2)∵梯子下滑了4米,即梯子距离地面的高度CE=(24﹣4)=20米,
∴22
2520
-,
-22
CD CE
∴DE=15﹣7=8(米),即下端滑行了8米.
答:梯子底端将向左滑动了8米.
23.(1)12;(2)t=12.5s时,13 cm;(3)11s或12s或13.2s
【分析】
(1)由勾股定理即可得出结论;
(2)由线段垂直平分线的性质得到PC= PA=t,则PB=16-t.在Rt△BPC中,由勾股定理可求得t的值,判断出此时,点Q在边AC上,根据CQ=2t-BC计算即可;
(3)用t分别表示出BQ和CQ,利用等腰三角形的性质可分BQ=BC、CQ=BC和BQ=CQ三
种情况,分别得到关于t 的方程,可求得t 的值.
【详解】
(1)在Rt △ABC 中,BC 2222212016AC AB =
-=-=(cm ).
故答案为:12;
(2)如图,点P 在边AC 的垂直平分线上时,连接PC ,
∴PC = PA =t ,PB =16-t . 在Rt △BPC 中,222BC BP CP +=,即2221216)t t +
-=(, 解得:t =252
. ∵Q 从B 到C 所需的时间为12÷2=6(s ),
252>6, ∴此时,点Q 在边AC 上,CQ =25212132
⨯-=(cm );
(3)分三种情况讨论:
①当CQ =BQ 时,如图1所示,
则∠C =∠CBQ .
∵∠ABC =90°,
∴∠CBQ +∠ABQ =90°,∠A +∠C =90°,
∴∠A =∠ABQ ,
∴BQ =AQ ,
∴CQ =AQ =10,
∴BC +CQ =22,
∴t =22÷2=11(s ).
②当CQ =BC 时,如图2所示,
则BC +CQ =24,
∴t =24÷2=12(s ).
③当BC =BQ 时,如图3所示,
过B 点作BE ⊥AC 于点E ,
则BE 121648205AB BC AC ⋅⨯=
==, ∴CE 2222483612()55
BC BE =-=-==7.2. ∵BC =BQ ,BE ⊥CQ ,
∴CQ =2CE =14.4,
∴BC +CQ =26.4,
∴t =26.4÷2=13.2(s ).
综上所述:当t 为11s 或12s 或13.2s 时,△BCQ 为等腰三角形.
【点睛】
本题考查了勾股定理、等腰三角形的性质、方程思想及分类讨论思想等知识.用时间t 表示出相应线段的长,化“动”为“静”是解决这类问题的一般思路,注意方程思想的应用.
24.(1)详见解析;(2)①线段AD 的长度是方程2220x mx n +-=的一个根,理由详见解析;②
512
m n = 【分析】
(1)根据题意,利用尺规作图画出图形即可;
(2)①根据勾股定理求出AD ,然后把AD 的值代入方程,即可得到答案;
②先得到出边长的关系,然后根据勾股定理,列出方程,解方程后得到答案.
【详解】
(1)解:作图,如图所示:
(2)解:①线段AD 的长度是方程2220x mx n +-=的一个根.
理由如下:依题意得, BD BC m ==,
在Rt ABC 中,90ACB ∠=︒
222BC AC AB ∴=+
22AB m n =+22AD AB BD m n m ∴=-=+
222AD m AD n ∴+-
)()
2222222m n m m m n m n =+++- 222222222222m n m m n m m m n m n =+-+++-
0=;
∴线段AD 的长度是方程22 20x mx n +-=的一个根
②依题意得:,,AD AE BD BC AB AD BD ==== 2AD EC =
2233
AD AE AC n ∴=== 在RT ABC 中,90ACB ∠=
222BC AC AB ∴+=
2
2223m n n m ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭ 22224493
m n n mn m +=++ 25493
n mn = 512
m n ∴= 【点睛】
本题考查的是基本作图,勾股定理、一元二次方程的解法,掌握一元二次方程的求根公式、勾股定理是解题的关键.
25.(1)不存在,见解析;(2)以任意一个大于2的偶数为一条直角边的长,一定可以画出一个直角三角形,使得该直角三角形的另两条边的长都是正整数,见解析.
【分析】
(1)根据题意可知,这n 组正整数符合规律m 2-1,2m ,m 2+1(m≥2,且m 为整数).分
三种情况:m 2-1=71;2m=71;m 2+1=71;进行讨论即可求解;
(2)由于(m 2-1) 2+(2m ) 2=m 4+2m 2+1=(m 2+1) 2,根据勾股定理的逆定理即可求解.
【详解】
(1)不存在一组数,既符合上述规律,且其中一个数为71.
理由如下:
根据题意可知,这n 组正整数符合规律21m -,2m ,21m +(2m ≥,且m 为整数). 若2171m -=,则272m =,此时m 不符合题意;
若271m =,则35.5,m =,此时m 不符合题意;
若2171m +=,则270m =,此时m 不符合题意,
所以不存在一组数,既符合上述规律,且其中一个数为71.
(2)以任意一个大于2的偶数为一条直角边的长,一定可以画出一个直角三角形,使得该直角三角形的另两条边的长都是正整数.
理由如下:
对于一组数:21m -,2m ,21m +(2m ≥,且m 为整数).
因为2224222
(1)(2)21(1)m m m m m -+=++=+
所以若一个三角形三边长分别为21m -,2m ,21m +(2m ≥,且m 为整数),则该三角形为直角三角形.
因为当2m ≥,且m 为整数时,2m 表示任意一个大于2的偶数,21m -,21m +均为正整数,
所以以任意一个大于2的偶数为一条直角边的长,一定可以画出一个直角三角形,使得该直角三角形的另两条边的长都是正整数.
【点睛】
考查了勾股定理的逆定理:如果三角形的三边长a ,b ,c 满足a 2+b 2=c 2,那么这个三角形就是直角三角形.注意分类思想的应用
26.(1)①BC =DC +EC ,理由见解析;②证明见解析;(2)6.
【解析】
【分析】
(1)证明△BAD ≌△CAE ,根据全等三角形的性质解答;
(2)根据全等三角形的性质得到BD =CE ,∠ACE =∠B ,得到∠DCE =90°,根据勾股定理计算即可;
(3)作AE ⊥AD ,使AE =AD ,连接CE ,DE ,证明△BAD ≌△CAE ,得到BD =CE =9,根据勾股定理计算即可.
【详解】
(1)①解:BC =DC +EC ,理由如下:
∵∠BAC =∠DAE =90°,
∴∠BAC ﹣∠DAC =∠DAE ﹣∠DAC ,
即∠BAD =∠CAE ,
在△BAD和△CAE中,,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴BD=EC,
∴BC=DC+BD=DC+EC,;
故答案为:BC=DC+EC;
②证明:∵Rt△ABC中,AB=AC,
∴∠B=∠ACB=45°,
由(1)得,△BAD≌△CAE,
∴BD=CE,∠ACE=∠B=45°,
∴∠DCE=∠ACB+∠ACE=90°,
∴CE2+CD2=ED2,
在Rt△ADE中,AD2+AE2=ED2,
又AD=AE,
∴BD2+CD2=2AD2;
(2)解:作AE⊥AD,使AE=AD,连接CE,DE,如图2所示:
∵∠BAC+∠CAD=∠DAE+∠CAD,
即∠BAD=∠CAE,
在△BAD与△CAE中,,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴BD=CE=9,
∵∠ADC=45°,∠EDA=45°,
∴∠EDC=90°,
∴DE===6,
∵∠DAE=90°,
∴AD=AE=DE=6.
【点睛】
本題是四边形综合题目,考查的是全等三角形的判定和性质、等直角三角形的性质、勾股
定理、直角三角形的判定等知识:本题综合性强,熟练掌握等腰直角三角形的性质,证明三角形全等是解题的关键.
27.(1)△AEF是等边三角形,理由见解析;(2)见解析;(3)点F到BC的距离为3﹣.
【解析】
【分析】
(1)连接AC,证明△ABC是等边三角形,得出AC=AB,再证明△BAE≌△DAF,得出AE =AF,即可得出结论;
(2)连接AC,同(1)得:△ABC是等边三角形,得出∠BAC=∠ACB=60°,AB=AC,再证明△BAE≌△CAF,即可得出结论;
(3)同(1)得:△ABC和△ACD是等边三角形,得出AB=AC,∠BAC=∠ACB=∠ACD=60°,证明△BAE≌△CAF,得出BE=CF,AE=AF,证出△AEF是等边三角形,得出∠AEF =60°,证出∠AEB=45°,得出∠CEF=∠AEF﹣∠AEB=15°,作FH⊥BC于H,在△CEF 内部作∠EFG=∠CEF=15°,则GE=GF,∠FGH=30°,由直角三角形的性质得出FG=2FH,GH=FH,CF=2CH,FH=CH,设CH=x,则BE=CF=2x,FH=x,GE=GF=2FH=2x,GH=FH=3x,得出EH=4+x=2x+3x,解得:x=﹣1,求出FH=x =3﹣即可.
【详解】
(1)解:△AEF是等边三角形,理由如下:
连接AC,如图1所示:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=AD,∠B=∠D,
∵∠ABC=60°,
∴∠BAD=120°,△ABC是等边三角形,
∴AC=AB,
∵点E是线段CB的中点,
∴AE⊥BC,
∴∠BAE=30°,
∵∠EAF=60°,
∴∠DAF=120°﹣30°﹣60°=30°=∠BAE,
在△BAE和△DAF中,
,
∴△BAE≌△DAF(ASA),
∴AE=AF,
又∵∠EAF=60°,
∴△AEF是等边三角形;
故答案为:等边三角形;
(2)证明:连接AC,如图2所示:
同(1)得:△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=∠ACB=60°,AB=AC,
∵∠EAF=60°,
∴∠BAE=∠CAF,
∵∠BCD=∠BAD=120°,
∴∠ACF=60°=∠B,
在△BAE和△CAF中,
,
∴△BAE≌△CAF(ASA),
∴BE=CF;
(3)解:同(1)得:△ABC和△ACD是等边三角形,
∴AB=AC,∠BAC=∠ACB=∠ACD=60°,
∴∠ACF=120°,
∵∠ABC=60°,
∴∠ABE=120°=∠ACF,
∵∠EAF=60°,
∴∠BAE=∠CAF,
在△BAE和△CAF中,
,
∴△BAE≌△CAF(ASA),
∴BE=CF,AE=AF,
∵∠EAF=60°,
∴△AEF是等边三角形,
∴∠AEF=60°,
∵∠EAB=15°,∠ABC=∠AEB+∠EAB=60°,
∴∠AEB=45°,
∴∠CEF=∠AEF﹣∠AEB=15°,
作FH⊥BC于H,在△CEF内部作∠EFG=∠CEF=15°,如图3所示:
则GE=GF,∠FGH=30°,
∴FG=2FH,GH=FH,
∵∠FCH=∠ACF﹣∠ACB=60°,
∴∠CFH=30°,
∴CF =2CH,FH=CH,
设CH=x,则BE=CF=2x,FH=x,GE=GF=2FH=2x,GH=FH=3x,∵BC=AB=4,
∴CE=BC+BE=4+2x,
∴EH=4+x=2x+3x,
解得:x=﹣1,
∴FH=x=3﹣,
即点F到BC的距离为3﹣.
【点睛】
本题是四边形综合题目,考查了菱形的性质、等边三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、含30°角的直角三角形的性质等知识;本题综合性强,熟练掌握等边三角形的判定与性质,证明三角形全等是解题的关键.
,理由见解析.
28.(1)45°;(2)GF=AG+CF,证明见解析;(3)①6;②s ab
【解析】
【分析】
(1)如图1中,连接BE.利用全等三角形的性质证明EB=ED,再利用等角对等边证明EB=EF即可解决问题.
(2)猜想:GF=AG+CF.如图2中,将△CDF绕点D旋转90°,得△ADH,证明
△GDH≌△GDF(SAS)即可解决问题.
(3)①设CF=x,则AH=x,BF=6-x,GF=3+x,利用勾股定理构建方程求出x即可.
②设正方形边长为x,利用勾股定理构建关系式,利用整体代入的思想解决问题即可.【详解】
解:(1)如图1中,连接BE.
∵四边形ABCD是正方形,
∴CD=CB,∠ECD=∠ECB=45°,
∵EC=EC,
∴△ECB≌△ECD(SAS),
∴EB=ED,∠EBC=∠EDC,
∵∠DEF=∠DCF=90°,
∴∠EFC+∠EDC=180°,
∵∠EFB+∠EFC=180°,
∴∠EFB=∠EDC,
∴∠EBF=∠EFB,
∴EB=EF,
∴DE=EF,
∵∠DEF=90°,
∴∠EDF=45°
故答案为45°.
(2)猜想:GF=AG+CF.
如图2中,将△CDF绕点D旋转90°,得△ADH,
∴∠CDF=∠ADH,DF=DH,CF=AH,∠DAH=∠DCF=90°,∵∠DAC=90°,
∴∠DAC+∠DAH=180°,
∴H、A、G三点共线,
∴GH=AG+AH=AG+CF,
∵∠EDF=45°,
∴∠CDF+∠ADG=45°,
∴∠ADH+∠ADG=45°
∴∠GDH=∠EDF=45°
又∵DG=DG
∴△GDH≌△GDF(SAS)
∴GH=GF,
∴GF=AG+CF.
(3)①设CF=x,则AH=x,BF=6-x,GF=3+x,
则有(3+x)2=(6-x)2+32,
解得x=2
∴S△BFG=1
•BF•BG=6.
2
②设正方形边长为x,
∵AG=a,CF=b,
∴BF=x-b,BG=x-a,GF=a+b,
则有(x-a)2+(x-b)2=(a+b)2,
化简得到:x2-ax-bx=ab,
∴S=1
2(x-a)(x-b)=
1
2
(x2-ax-bx+ab)=
1
2
×2ab=ab.
【点睛】
本题属于四边形综合题,考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识,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,学会利用参数构建方程解决问题,属于中考常考题型.
29.(1)AB=45;(2)见解析;(3)CD+CF的最小值为47.
【分析】
(1)根据勾股定理可求AB的长;
(2)过点D作DF⊥AO,根据等腰三角形的性质可得OF=EF,根据轴对称的性质等腰直角三角形的性质可得AF=DF,设OF=EF=x,AE=4﹣2x,根据勾股定理用参数x表示DE,CE的长,即可证CE=2DE;
(3)过点B作BM⊥OB,在BM上截取BM=AO,过点C作CN⊥BM,交MB的延长线于点N,根据锐角三角函数可得∠ABO=30°,根据轴对称的性质可得AC=AO=4,BO=BC =43,∠ABO=∠ABC=30°,∠OAB=∠CAB=60°,根据“SAS”可证
△ACF≌△BMD,可得CF=DM,则当点D在CM上时,CF+CD的值最小,根据直角三角形的性质可求CN,BN的长,根据勾股定理可求CM的长,即可得CF+CD的最小值.
【详解】
(1)∵点A(0,4),B(m,0),且m=8,
∴AO=4,BO=8,
在Rt△ABO中,AB=2245
AO BO
+=
(2)如图,过点D作DF⊥AO,
∵DE=DO,DF⊥AO,
∴EF=FO,
∵m=4,
∴AO=BO=4,
∴∠ABO=∠OAB=45°,
∵点C,O关于直线AB对称,
∴∠CAB=∠CBA=45°,AO=AC=OB=BC=4,
∴∠CAO=∠CBO=90°,
∵DF⊥AO,∠BAO=45°,
∴∠DAF=∠ADF=45°,
∴AF=DF,
设OF=EF=x,AE=4﹣2x,。