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专题13 特殊三角形(2)-2020-2021学年八年级数学上册期末复习考点强化训练(冀教版)
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这是一份专题13 特殊三角形(2)-2020-2021学年八年级数学上册期末复习考点强化训练(冀教版),文件包含专题13特殊三角形2解析版-2020-2021学年八年级数学上册期末复习考点强化训练冀教版docx、专题13特殊三角形2原卷版-2020-2021学年八年级数学上册期末复习考点强化训练冀教版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共40页, 欢迎下载使用。
专题13 特殊三角形(2)
考点7:勾股定理的逆定理
1.下列条件中,不能判定△ABC为直角三角形的是( )
A.c2=a2+b2 B.∠A+∠B=∠C
C.∠A:∠B:∠C=2:3:5 D.a=6,b=12,c=10
【答案】D
【解析】A.∵c2=a2+b2,
∴∠C=90°,
∴△ABC是直角三角形,故本选项不符合题意;
B.∵∠A+∠B=∠C,∠A+∠B=∠C,
∴∠C=90°,
∴△ABC是直角三角形,故本选项不符合题意;
C.∵∠A:∠B:∠C=2:3:5,∠A+∠B+∠C=180°,
∴最大角∠C=×180°=90°,
∴△ABC是直角三角形,故本选项不符合题意;
D.∵62+102≠122,
∴a2+c2≠b2,
∴以a,b,c为边不能组成直角三角形,故本选项符合题意;
故选:D.
2.△ABC三边长为a、b、c,则下列条件能判断△ABC是直角三角形的是( )
A.a=7,b=8,c=10 B.a=,b=4,c=5
C.a=,b=2,c= D.a=3,b=4,c=6
【答案】B
【解析】A、∵72+82≠102,∴△ABC不是直角三角形;
B、∵52+42=()2,∴△ABC是直角三角形;
C、∵22+()2≠()2,∴△ABC不是直角三角形;
D、∵32+42≠62,∴△ABC不是直角三角形;
故选:B.
3.下列四组线段中,不能构成直角三角形的是( )
A.5,12,13 B.8,15,17 C.3,4,5 D.2,3,4
【答案】D
【解析】A、52+122=132,能构成直角三角形,故此选项不合题意;
B、82+152=172,能构成直角三角形,故此选项不合题意;
C、32+42=52,能构成直角三角形,故此选项不合题意;
D、22+32≠42,不能构成直角三角形,故此选项符合题意;
故选:D.
4.在三边分别为下列长度的三角形中,不是直角三角形的为( )
A.4,,5 B.2,3, C.5,13,12 D.1,2,3
【答案】D
【解析】A、42+()2=52,能构成直角三角形,故此选项不合题意;
B、22+()2=32,能构成直角三角形,故此选项不合题意;
C、52+122=132,能构成直角三角形,故此选项不合题意;
D、12+22≠32,不能构成直角三角形,故此选项符合题意;
故选:D.
5.已知直角三角形的三边长为a,b,c,那么三边长为a+1,b+1,c+1的三角形一定不是直角三角形._______(判断对错)
【答案】错.
【解析】设某直角三角形的两直角边分别是a,b,斜边长为c,
∴a2+b2=c2,
∵(a+1)2+(b+1)2=a2+2a+1+b2+2b+1,(c+1)2=c2+2c+1,
∴(a+1)2+(b+1)2﹣(c+1)2=2a+2b﹣2c+1=2(a+b﹣c)+1,
∵a+b>c,
∴a+b﹣c>0,
∴2(a+b﹣c)+1>1,
∴(a+1)2+(b+1)2﹣(c+1)2>1≠0,
∴三边长分别为a+1,b+1,c+1,三角形不是直角三角形,
6.已知直角三角形的两边a,b满足a2+=10a﹣25,则△ABC的面积为_______.
【答案】7.5或6.
【解析】∵a2+=10a﹣25,
∴a2﹣10a+25+=0,
∴(a﹣5)2+=0,
∴a﹣5=0,b﹣3=0,
解得,a=5,b=3,
∵直角三角形的两边a,b,
∴当a、b为直角边时,△ABC的面积为:3×5÷2=7.5,
当a是斜边时,另一条直角边长是:=4,则△ABC的面积为:3×4÷2=6,
7.若三角形三边满足a:b:c=5:12:13,且三角形周长为25cm,则这个三角形最长边上的高为_______.
【答案】cm.
【解析】∵a:b:c=5:12:13,
∴设三边长分别为:a=5xcm,b=12xcm,c=13xcm,
∵周长为25cm,
∴5x+12x+13x=25,
解得:x=,
∴三边长分别为:a=cm,b=10cm,c=cm,
∵()2+102=()2,
∴三角形是直角三角形,
设最长边上的高是hcm,
××h=××10,
解得:h=.
8.如图,在△ABC中,CD⊥AB于点D,AC=20,CD=12,BD=9.
(1)求BC的长;
(2)求△ABC的面积;
(3)判断△ABC的形状.
【答案】见解析
【解析】(1)∵CD⊥AB,
∴∠ADC=∠BDC=90°,
由勾股定理得:BC===15;
(2)在Rt△ADC中,由勾股定理得:AD===16,
∵BD=9,
∴AB=AD+BD=16+9=25,
∴△ABC的面积S===150;
(3)∵AC=20,BC=15,AB=25,
∴AC2+BC2=AB2,
∴∠ACB=90°,
∴△ABC是直角三角形.
考点8:勾股定理的证明
1.如图,“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形与一个小正方形拼成大正方形,若小正方形边长为1,大正方形边长为5,则一个直角三角形的周长是( )
A.6 B.7 C.12 D.15
【答案】C
【解析】设直角三角形两条直角边长分别为a和b,
由题意可知:中间小正方形的边长为:a﹣b=1,
根据大正方形的面积等于4个直角三角形的面积加上小正方形的面积可知:
25=4×ab+1,
所以2ab=24,
根据勾股定理,得a2+b2=52,
所以(a+b)2=a2+b2+2ab=25+24=49,
因为a+b>0,
所以a+b=7,
所以7+5=12.
所以一个直角三角形的周长是12.
故选:C.
2.如图,四个全等的直角三角形围成正方形ABCD和正方形EFGH,即赵爽弦图.连结AC、FN,分别交EF、GH于点M,N.已知AH=3DH,且S正方形ABCD=21,则图中阴影部分的面积之和为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵S正方形ABCD=21,
∴AB2=21,
设DH=x,
则AH=3DH=3x,
∴x2+9x2=21,
∴x2=,
根据题意可知:
AE=CG=DH=x,CF=AH=3x,
∴FE=FG=CF﹣CG=3x﹣x=2x,
∴S△FGN=2S△CGN
∵S△AEM=S△CGN,
∴S△FGN=S△AEM+S△CGN,
∴阴影部分的面积之和为:
S梯形NGFM=(NG+FM)•FG
=(EM+MF)•FG
=FE•FG
=×(2x)2
=2x2
=.
故选:B.
3.“赵爽弦图”巧妙地利用面积关系证明了勾股定理,是我国古代数学的骄傲.如图所示的“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼成的一个大正方形.设直角三角形较长直角边长为a,较短直角边长为b.若ab=6,大正方形的面积为16,则小正方形的面积为( )
A.8 B.6 C.4 D.3
【答案】C
【解析】由题意可得,,
∴小正方形的面积=(a﹣b)2=a2+b2﹣2ab=16﹣12=4,
故选:C.
4.如图,“赵爽弦图”由4个全等的直角三角形所围成,在Rt△ABC中,AC=b,BC=a,∠ACB=90°,若图中大正方形的面积为48,小正方形的面积为6,则(a+b)2的值为( )
A.60 B.79 C.84 D.90
【答案】D
【解析】由图可知,(b﹣a)2=6,
4×ab=48﹣6=42,
∴2ab=42,
∴(a+b)2=(b﹣a)2+4ab=6+2×42=90.
故选:D.
5.如图,用4个全等的直角三角形与1个小正方形镶嵌而成的正方图案,已知大正方形面积为10,小正方形面积为2,若用x,y表示直角三角形的两直角边(x>y),下列四个说法:①x2+y2=10;②xy=2;③;④.其中说法正确的有_______.(只填序号)
【答案】①③④.
【解析】①大正方形的面积是10,则其边长是,显然,利用勾股定理可得x2+y2=10,故选项①正确;
③小正方形的面积是2,则其边长是,根据图可发现y+=x,即③x﹣y=,故选项③正确;
②根据图形可得四个三角形的面积+小正方形的面积=大正方形的面积,即4×xy+2=10,化简得②xy=4,故选项②错误;
④,则x+2y=4,故此选项正确.
6.把图1中长和宽分别6和4的两个全等矩形沿对角线分成四个全等的直角三角形,将这四个全等的直角三角形拼成图2的正方形,则图2中小正方形ABCD的面积为_______.
【答案】4.
【解析】6﹣4=2,
2×2=4.
故图2中小正方形ABCD的面积为4.
7.图1是我国著名的“赵爽弦图”,它由四个全等的直角三角形所围成.将四个直角三角形的较短边(如AF)向外延长与此边长相等的长度得到点A',B',C',D',得到图2.已知正方形EFGH与正方形A'B'C'D'的面积分别为1cm2和85cm2,则阴影部分的面积为_______cm2.
【答案】30.
【解析】∵正方形EFGH与正方形A′B′C′D′的面积分别为1cm2和85cm2,
∴EF=FG=GH=HE=1,A′B′=B′C′=C′D′=A′D′=,
设四个直角三角形的较短边为x,则在Rt△A′ED′中,
D′E=2x,A′E=2x+1,由题意得
(2x)2+(2x+1)2=85,
化简得:2x2+x﹣21=0,
∴x1=3,x2=﹣3.5(舍),
∴A′F=C′H=6,AE=CG=4,
∴图2中阴影部分的面积是(3×6÷2+3×4÷2)×2=30,
8.教材在探索平方差公式时利用了面积法,面积法除了可以帮助我们记忆公式,还可以直观地推导或验证公式,俗称“无字证明”,例如,著名的赵爽弦图(如图①,其中四个直角三角形较大的直角边长都为a,较小的直角边长都为b,斜边长都为c),大正方形的面积可以表示为c),也可以表示为4×ab+(a﹣b)2,由此推导出重要的勾股定理:如果直角三角形两条直角边长为a,b,斜边长为c,则a2+b2=c2.
(1)图②为美国第二十任总统伽菲尔德的“总统证法”,请你利用图②推导勾股定理.
(2)如图③,在△ABC中,AD是BC边上的高,AB=4,AC=5,BC=6,设BD=x,求x的值.
(3)试构造一个图形,使它的面积能够解释(a+b)(a+2b)=a2+3ab+2b2,画在如图4的网格中,并标出字母a,b所表示的线段.
【答案】见解析
【解析】(1)梯形ABCD的面积为,
也可以表示为,∴,
即a2+b2=c2;
(2)在Rt△ABD中,AD2=AB2﹣BD2=42﹣x2=16﹣x2;
在Rt△ADC中,AD2=AC2﹣DC2=52﹣(6﹣x)2=﹣11+12x﹣x2;
所以16﹣x2=﹣11+12x﹣x2,
解得;
(3)如图,
由此可得(a+b)(a+2b)=a2+3ab+2b2.
考点9:勾股定理
1.如图,△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,M是BC边上的动点,过M作MN∥AB交AC于点N,P是MN的中点,当PA平分∠BAC时,BM=( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】作PD⊥AC于D,PE⊥AB于E,MF⊥AB于F,
由勾股定理得,AB==5,
∵PA平分∠BAC,PD⊥AC,PE⊥AB,
∴PD=PE,
∵PE⊥AB,MF⊥AB,MN∥AB,
∴四边形PMFE为矩形,
∴PE=MF,
设PD=PE=MF=3x,
∵∠B=∠B,∠BFM=∠BCA,
∴△BMF∽△BAC,
∴=,即=,
解得,BM=5x,
∵PD∥BC,P是MN的中点,
∴BC=6x+5x=11x,
由题意得,11x=4,
解得,x=,
∴BM=5x=,
故选:A.
2.如图,△ABC中,AB=4,BC=6,BD是△ABC的角平分线,DE⊥AB于点E,AF⊥BC于点F,若DE=3,则AF的长为( )
A.5 B. C.6 D.
【答案】A
【解析】作DH⊥BC于H,
∵BD是△ABC的角平分线,DE⊥AB,DH⊥BC,
∴DH=DE=3,
∵S△ABD+S△CBD=S△ABC,
∴×4×3+×6×3=×6×AF,
解得,AF=5,
故选:A.
3.如图,正方形ABCD的边长为2,其面积标记为S1,以CD为斜边作等腰直角三角形,以该等腰直角三角形的一条直角边为边向外作正方形,其面积标记为S2,…,按照此规律继续下去,则S2020的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】观察,发现:S1=22=4,S2==2,S3==1,S4=,…,
∴Sn=,
∴S2020=.
故选:A.
4.在Rt△ABC中,∠C=90°,若BC﹣AC=2cm,AB=10cm,则Rt△ABC的面积是( )
A.24cm2 B.36cm2 C.48cm2 D.60cm2
【答案】A
【解析】∵∠C=90°,
∴AC2+BC2=AB2=100,
∵BC﹣AC=2cm,
∴(BC﹣AC)2=4,
即AC2+BC2﹣2AC•BC=4,
∴2AC•BC=96,
∴AC•BC=24,即Rt△ABC的面积是24cm2,
故选:A.
5.如图,在四边形ABCD中,BD⊥CD,2∠BAC+∠ACB=90°,且∠BCD=∠BAC,若AB=5,CD=5,则AC的长为_______.
【答案】.
【解析】延长BD到B′,使BD′=BD,连接CB′,
作△CBA′与△CBA关于CB对称,如图,
设∠BCD=∠BAC=α,
∵△CBA′与△CBA关于CB对称,
∴△CBA′≌△CBA
∴∠BA′C=∠BAC=α,A′B=AB=5,AC=A′C,
∵DB′=DB,∠CDB=90°,
∴∠CDB=∠CDB′,
∵CD=CD,
∴△CDB≌△CDB′(SAS),
∴∠B′CD=∠BCD=α,
∵2∠BAC+∠ACB=90°,
∴2α+∠ACB=90°,
∴∠ACB=90°﹣2α,
∴∠A′CB=∠ACB=90°﹣2α,
∴∠CBA′=180°﹣∠A′CB﹣∠BA′C=90°+α,
∴∠CBD+∠CBA′=90°+α+90°﹣α=180°,
∴D、B、A′三点共线,
∵∠BCD=∠B′AC,∠CDB=∠A′DC,
∴△CDB∽△A′DC,
∴,
设DB=x,则A′D=x+5,
∴,
化简得,x2+5x﹣50=0,
解得x=5或﹣10(舍去),
经检验,x=5是方程的解,
∴BD=5,A′D=10,
在Rt△A′CD中,A′D2+CD2=A′C2,
∴,
∴.
故答案为:.
6.如图,以Rt△ABC的三边为边长分别向外作正方形,若斜边AB=5,则图中阴影部分的面积S1+S2+S3=_______.
【答案】50.
【解析】∵△ABC是直角三角形,
∴AC2+BC2=AB2,
∵图中阴影部分的面积和=2S1=2×52=50.
7.如图所示,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,E为斜边AB上一点,连接CE,若CE=,则线段AE的长为_______.
【答案】或.
【解析】∵∠ACB=90°,AC=4,BC=3,
∴AB==5,
过C作CD⊥AB于D,
∴∠CDA=∠CDB=90°,CD===,
∴AD==,
∵CE=,
∴DE==1,
∴AE=AD﹣DE=或AE=AD+DE=,
8.如图,在△ABC中,CD⊥AB于D,AC=20,BC=15,AD=16,求AB的长.
【答案】见解析
【解析】∵CD⊥AB于D,
∴∠ADC=∠BDC=90°.
∵在直角△ACD中,AC=20,AD=16,
∴CD==12,
∵在直角△BCD中,BC=15,CD=12,
∴BD==9,
∴AB=AD+BD=25.
考点10:直角三角形全等的判定
1.如图,若要用“HL”证明Rt△ABC≌Rt△ABD,则还需补充条件( )
A.∠BAC=∠BAD B.AC=AD
C.∠ABC=∠ABD D.以上都不正确
【答案】B
【解析】若要用“HL”证明Rt△ABC≌Rt△ABD,则还需补充条件AC=AD或BC=BD,
故选:B.
2.如图,点C在∠DAB的内部,CD⊥AD于点D,CB⊥AB于点B,CD=CB,那么Rt△ADC≌Rt△ABC的理由是( )
A.SAS B.ASA C.HL D.SSS
【答案】C
【解析】∵CD⊥AD,CB⊥AB,
∴∠B=∠D=90°,
∴在Rt△ADC和Rt△ABC中
,
∴Rt△ADC≌Rt△ABC(HL),
故选:C.
3.下列判定直角三角形全等的方法,不正确的是( )
A.两条直角边对应相等
B.两个锐角对应相等
C.斜边和一直角边对应相等
D.斜边和一锐角对应相等
【答案】B
【解析】A、根据SAS可以判定三角形全等,本选项不符合题意.
B、AA不能判定三角形全等,本选项符合题意.
C、根据HL可以判定三角形全等,本选项不符合题意.
D、根据AAS可以判定三角形全等,本选项不符合题意.
故选:B.
4.下列说法正确的是( )
A.等腰直角三角形的高线、中线、角平分线互相重合
B.有两条边相等的两个直角三角形全等
C.四边形具有稳定性
D.角平分线上的点到角两边的距离相等
【答案】D
【解析】A、错误.应该是等腰直角三角形的底边上的高线、中线、角平分线互相重合.
B、错误.应该是对应相等.
C、错误.四边形没有稳定性.
D、正确.
故选:D.
5.如图,Rt△ABC和Rt△EDF中,∠B=∠D,在不添加任何辅助线的情况下,请你添加一个条件_______,使Rt△ABC和Rt△EDF全等.
【答案】AB=ED.
【解析】添加的条件是:AB=ED,
理由是:∵在Rt△ABC和Rt△EDF中
,
∴Rt△ABC≌Rt△EDF(ASA),
6.如图,在Rt△ABC与Rt△DCB中,已知∠A=∠D=90°,若利用“HL”证明Rt△ABC≌Rt△DCB,你添加的条件是_______.(不添加字母和辅助线)
【答案】AB=DC(答案不唯一)
【解析】∵斜边与直角边对应相等的两个直角三角形全等,
∴在Rt△ABC与Rt△DCB中,已知∠A=∠D=90°,使Rt△ABC≌Rt△DCB,添加的条件是:AB=DC.
7.如图,∠C=∠D=90°,添加一个条件:_______(写出一个条件即可),可使Rt△ABC与Rt△ABD全等.
【答案】AC=AD.
【解析】条件是AC=AD,
∵∠C=∠D=90°,
在Rt△ABC和Rt△ABD中
,
∴Rt△ABC≌Rt△ABD(HL),
8.如图,BD,CE分别是△ABC的高,且BE=CD,求证:Rt△BEC≌Rt△CDB.
【答案】见解析
【解析】证明:∵BD,CE分别是△ABC的高,
∴∠BEC=∠CDB=90°,
在Rt△BEC和Rt△CDB中,
,
∴Rt△BEC≌Rt△CDB(HL).
考点11:反证法
1.求证:两直线平行,内错角相等.
如图1,若AB∥CD,且AB、CD被EF所截,求证:∠AOF=∠EO′D.
理论依据1:内错角相等,两直线平行;
理论依据2:过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行.
以下是打乱的用反证法证明的过程:
①如图2,过点O作直线A'B',使∠A′OF=∠EO′D,
②依据理论依据1,可得A'B'∥CD,
③假设∠AOF≠∠EO′D,
④∴∠AOF=EO′D.
⑤与理论依据2矛盾,假设不成立.
证明步骤的正确顺序是 ( )
A.①②③④⑤ B.①③②⑤④ C.③①④②⑤ D.③①②⑤④
【答案】D
【解析】证明:1、假设∠AOF≠∠EO′D,
2、如图2,过点O作直线A'B',使∠A′OF=∠EO′D,
3、依据理论依据1,可得A'B'∥CD,
4、与理论依据2矛盾,假设不成立,
5、∴∠AOF=EO′D,
故选:D.
2.下列说法中错误的是( )
A.有一组邻边相等的矩形是正方形
B.在反比例函数中,y随x的增大而减小
C.顺次连接矩形各边中点得到的四边形是菱形
D.如果用反证法证明“三角形中至少有一个内角小于或等于60°”,首先应假设这个三角形中每一个内角都大于60°
【答案】B
【解析】A、有一组邻边相等的矩形是正方形,正确,不合题意;
B、在反比例函数中,每个象限内,y随x的增大而减小,故原说法错误,符合题意;
C、顺次连接矩形各边中点得到的四边形是菱形,正确,不合题意;
D、如果用反证法证明“三角形中至少有一个内角小于或等于60°”,首先应假设这个三角形中每一个内角都大于60°,正确,不合题意;
故选:B.
3.用反证法证明“a<1”,应先假设( )
A.a≥1 B.a>1 C.a=1 D.a≠1
【答案】A
【解析】反证法证明“a<1”,应先假设a≥1,
故选:A.
4.用反证法证明“四边形中至少有一个角是钝角或直角”时,第一步应先假设命题不成立,则下列各备选项中,第一步假设正确的是( )
A.假设四边形中没有一个角是钝角或直角
B.假设四边形中有一个角是钝角或直角
C.假设四边形中每一个角均为钝角
D.假设四边形中每一个角均为直角
【答案】A
【解析】反证法证明“四边形中至少有一个角是钝角或直角”时,第一步假设四边形中没有一个角是钝角或直角,
故选:A.
5.用反证法证明:在一个三角形中,如果两个角不相等,那么这两个角所对的边也不相等.证明时,可以先假设_______.
【答案】这两个角所对的边相等.
【解析】反证法证明:在一个三角形中,如果两个角不相等,那么这两个角所对的边也不相等.
证明时,可以先假设这两个角所对的边相等,
6.数学课上,同学提出如下问题:
老师说这个证明可以用反证法完成,思路及过程如下:
小贴士反证法不是直接从命题的已知得出结论,而是假设命题的结论不成立,由此经过推理得出矛盾,由矛盾断定所作假设不正确,从而得到原命题成立.在某些情形下,反证法是很有效的证明方法.
如图1,我们想要证明“如果直线AB,CD被直线所截EF,AB∥CD,那么∠EOB=∠EO'D.”如图2,假设∠EOB≠∠EO'D,过点O作直线A'B',使∠EOB'=∠EO'D,可得A'B'∥CD.这样过点O就有两条直线AB,A′B′都平行于直线CD,这与基本事实_______矛盾,说明∠EOB≠∠EO'D的假设是不对的,于是有∠EOB=∠EO'D.
请补充上述证明过程中的基本事实:_______.
【答案】 经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行 经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行
【解析】假设∠EOB≠∠EO'D,过点O作直线A'B',使∠EOB'=∠EO'D,依据基本事实 同位角相等,两直线平行,可得A'B'∥CD.这样过点O就有两条直线AB,A′B′都平行于直线CD,这与基本事实 经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行矛盾,说明∠EOB≠∠EO'D的假设是不对的,于是有∠EOB=∠EO'D.
故答案为:经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行; 经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行.
7.用反证法证明“已知,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A≠45°.求证:AC≠BC”.第一步应先假设_______.
【答案】AC=BC.
【解析】用反证法证明“已知,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A≠45°.求证:AC≠BC”.
第一步应先假设AC=BC,
8.用反证法求证:三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和.
已知:如图,∠1是△ABC的一个外角.
求证:∠1=∠A+∠B.
【答案】见解析
【解析】已知:如图,∠1是△ABC的一个外角,
求证:∠1=∠A+∠B,
证明:假设∠1≠∠A+∠B,
在△ABC中,∠A+∠B+∠2=180°,
∴∠A+∠B=180°﹣∠2,
∵∠1+∠2=180°,
∴∠1=180°﹣∠2,
∴∠1=∠A+∠B,
与假设相矛盾,
∴假设不成立,
∴原命题成立即:∠1=∠A+∠B.
专题13 特殊三角形(2)
考点7:勾股定理的逆定理
1.下列条件中,不能判定△ABC为直角三角形的是( )
A.c2=a2+b2 B.∠A+∠B=∠C
C.∠A:∠B:∠C=2:3:5 D.a=6,b=12,c=10
【答案】D
【解析】A.∵c2=a2+b2,
∴∠C=90°,
∴△ABC是直角三角形,故本选项不符合题意;
B.∵∠A+∠B=∠C,∠A+∠B=∠C,
∴∠C=90°,
∴△ABC是直角三角形,故本选项不符合题意;
C.∵∠A:∠B:∠C=2:3:5,∠A+∠B+∠C=180°,
∴最大角∠C=×180°=90°,
∴△ABC是直角三角形,故本选项不符合题意;
D.∵62+102≠122,
∴a2+c2≠b2,
∴以a,b,c为边不能组成直角三角形,故本选项符合题意;
故选:D.
2.△ABC三边长为a、b、c,则下列条件能判断△ABC是直角三角形的是( )
A.a=7,b=8,c=10 B.a=,b=4,c=5
C.a=,b=2,c= D.a=3,b=4,c=6
【答案】B
【解析】A、∵72+82≠102,∴△ABC不是直角三角形;
B、∵52+42=()2,∴△ABC是直角三角形;
C、∵22+()2≠()2,∴△ABC不是直角三角形;
D、∵32+42≠62,∴△ABC不是直角三角形;
故选:B.
3.下列四组线段中,不能构成直角三角形的是( )
A.5,12,13 B.8,15,17 C.3,4,5 D.2,3,4
【答案】D
【解析】A、52+122=132,能构成直角三角形,故此选项不合题意;
B、82+152=172,能构成直角三角形,故此选项不合题意;
C、32+42=52,能构成直角三角形,故此选项不合题意;
D、22+32≠42,不能构成直角三角形,故此选项符合题意;
故选:D.
4.在三边分别为下列长度的三角形中,不是直角三角形的为( )
A.4,,5 B.2,3, C.5,13,12 D.1,2,3
【答案】D
【解析】A、42+()2=52,能构成直角三角形,故此选项不合题意;
B、22+()2=32,能构成直角三角形,故此选项不合题意;
C、52+122=132,能构成直角三角形,故此选项不合题意;
D、12+22≠32,不能构成直角三角形,故此选项符合题意;
故选:D.
5.已知直角三角形的三边长为a,b,c,那么三边长为a+1,b+1,c+1的三角形一定不是直角三角形._______(判断对错)
【答案】错.
【解析】设某直角三角形的两直角边分别是a,b,斜边长为c,
∴a2+b2=c2,
∵(a+1)2+(b+1)2=a2+2a+1+b2+2b+1,(c+1)2=c2+2c+1,
∴(a+1)2+(b+1)2﹣(c+1)2=2a+2b﹣2c+1=2(a+b﹣c)+1,
∵a+b>c,
∴a+b﹣c>0,
∴2(a+b﹣c)+1>1,
∴(a+1)2+(b+1)2﹣(c+1)2>1≠0,
∴三边长分别为a+1,b+1,c+1,三角形不是直角三角形,
6.已知直角三角形的两边a,b满足a2+=10a﹣25,则△ABC的面积为_______.
【答案】7.5或6.
【解析】∵a2+=10a﹣25,
∴a2﹣10a+25+=0,
∴(a﹣5)2+=0,
∴a﹣5=0,b﹣3=0,
解得,a=5,b=3,
∵直角三角形的两边a,b,
∴当a、b为直角边时,△ABC的面积为:3×5÷2=7.5,
当a是斜边时,另一条直角边长是:=4,则△ABC的面积为:3×4÷2=6,
7.若三角形三边满足a:b:c=5:12:13,且三角形周长为25cm,则这个三角形最长边上的高为_______.
【答案】cm.
【解析】∵a:b:c=5:12:13,
∴设三边长分别为:a=5xcm,b=12xcm,c=13xcm,
∵周长为25cm,
∴5x+12x+13x=25,
解得:x=,
∴三边长分别为:a=cm,b=10cm,c=cm,
∵()2+102=()2,
∴三角形是直角三角形,
设最长边上的高是hcm,
××h=××10,
解得:h=.
8.如图,在△ABC中,CD⊥AB于点D,AC=20,CD=12,BD=9.
(1)求BC的长;
(2)求△ABC的面积;
(3)判断△ABC的形状.
【答案】见解析
【解析】(1)∵CD⊥AB,
∴∠ADC=∠BDC=90°,
由勾股定理得:BC===15;
(2)在Rt△ADC中,由勾股定理得:AD===16,
∵BD=9,
∴AB=AD+BD=16+9=25,
∴△ABC的面积S===150;
(3)∵AC=20,BC=15,AB=25,
∴AC2+BC2=AB2,
∴∠ACB=90°,
∴△ABC是直角三角形.
考点8:勾股定理的证明
1.如图,“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形与一个小正方形拼成大正方形,若小正方形边长为1,大正方形边长为5,则一个直角三角形的周长是( )
A.6 B.7 C.12 D.15
【答案】C
【解析】设直角三角形两条直角边长分别为a和b,
由题意可知:中间小正方形的边长为:a﹣b=1,
根据大正方形的面积等于4个直角三角形的面积加上小正方形的面积可知:
25=4×ab+1,
所以2ab=24,
根据勾股定理,得a2+b2=52,
所以(a+b)2=a2+b2+2ab=25+24=49,
因为a+b>0,
所以a+b=7,
所以7+5=12.
所以一个直角三角形的周长是12.
故选:C.
2.如图,四个全等的直角三角形围成正方形ABCD和正方形EFGH,即赵爽弦图.连结AC、FN,分别交EF、GH于点M,N.已知AH=3DH,且S正方形ABCD=21,则图中阴影部分的面积之和为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵S正方形ABCD=21,
∴AB2=21,
设DH=x,
则AH=3DH=3x,
∴x2+9x2=21,
∴x2=,
根据题意可知:
AE=CG=DH=x,CF=AH=3x,
∴FE=FG=CF﹣CG=3x﹣x=2x,
∴S△FGN=2S△CGN
∵S△AEM=S△CGN,
∴S△FGN=S△AEM+S△CGN,
∴阴影部分的面积之和为:
S梯形NGFM=(NG+FM)•FG
=(EM+MF)•FG
=FE•FG
=×(2x)2
=2x2
=.
故选:B.
3.“赵爽弦图”巧妙地利用面积关系证明了勾股定理,是我国古代数学的骄傲.如图所示的“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼成的一个大正方形.设直角三角形较长直角边长为a,较短直角边长为b.若ab=6,大正方形的面积为16,则小正方形的面积为( )
A.8 B.6 C.4 D.3
【答案】C
【解析】由题意可得,,
∴小正方形的面积=(a﹣b)2=a2+b2﹣2ab=16﹣12=4,
故选:C.
4.如图,“赵爽弦图”由4个全等的直角三角形所围成,在Rt△ABC中,AC=b,BC=a,∠ACB=90°,若图中大正方形的面积为48,小正方形的面积为6,则(a+b)2的值为( )
A.60 B.79 C.84 D.90
【答案】D
【解析】由图可知,(b﹣a)2=6,
4×ab=48﹣6=42,
∴2ab=42,
∴(a+b)2=(b﹣a)2+4ab=6+2×42=90.
故选:D.
5.如图,用4个全等的直角三角形与1个小正方形镶嵌而成的正方图案,已知大正方形面积为10,小正方形面积为2,若用x,y表示直角三角形的两直角边(x>y),下列四个说法:①x2+y2=10;②xy=2;③;④.其中说法正确的有_______.(只填序号)
【答案】①③④.
【解析】①大正方形的面积是10,则其边长是,显然,利用勾股定理可得x2+y2=10,故选项①正确;
③小正方形的面积是2,则其边长是,根据图可发现y+=x,即③x﹣y=,故选项③正确;
②根据图形可得四个三角形的面积+小正方形的面积=大正方形的面积,即4×xy+2=10,化简得②xy=4,故选项②错误;
④,则x+2y=4,故此选项正确.
6.把图1中长和宽分别6和4的两个全等矩形沿对角线分成四个全等的直角三角形,将这四个全等的直角三角形拼成图2的正方形,则图2中小正方形ABCD的面积为_______.
【答案】4.
【解析】6﹣4=2,
2×2=4.
故图2中小正方形ABCD的面积为4.
7.图1是我国著名的“赵爽弦图”,它由四个全等的直角三角形所围成.将四个直角三角形的较短边(如AF)向外延长与此边长相等的长度得到点A',B',C',D',得到图2.已知正方形EFGH与正方形A'B'C'D'的面积分别为1cm2和85cm2,则阴影部分的面积为_______cm2.
【答案】30.
【解析】∵正方形EFGH与正方形A′B′C′D′的面积分别为1cm2和85cm2,
∴EF=FG=GH=HE=1,A′B′=B′C′=C′D′=A′D′=,
设四个直角三角形的较短边为x,则在Rt△A′ED′中,
D′E=2x,A′E=2x+1,由题意得
(2x)2+(2x+1)2=85,
化简得:2x2+x﹣21=0,
∴x1=3,x2=﹣3.5(舍),
∴A′F=C′H=6,AE=CG=4,
∴图2中阴影部分的面积是(3×6÷2+3×4÷2)×2=30,
8.教材在探索平方差公式时利用了面积法,面积法除了可以帮助我们记忆公式,还可以直观地推导或验证公式,俗称“无字证明”,例如,著名的赵爽弦图(如图①,其中四个直角三角形较大的直角边长都为a,较小的直角边长都为b,斜边长都为c),大正方形的面积可以表示为c),也可以表示为4×ab+(a﹣b)2,由此推导出重要的勾股定理:如果直角三角形两条直角边长为a,b,斜边长为c,则a2+b2=c2.
(1)图②为美国第二十任总统伽菲尔德的“总统证法”,请你利用图②推导勾股定理.
(2)如图③,在△ABC中,AD是BC边上的高,AB=4,AC=5,BC=6,设BD=x,求x的值.
(3)试构造一个图形,使它的面积能够解释(a+b)(a+2b)=a2+3ab+2b2,画在如图4的网格中,并标出字母a,b所表示的线段.
【答案】见解析
【解析】(1)梯形ABCD的面积为,
也可以表示为,∴,
即a2+b2=c2;
(2)在Rt△ABD中,AD2=AB2﹣BD2=42﹣x2=16﹣x2;
在Rt△ADC中,AD2=AC2﹣DC2=52﹣(6﹣x)2=﹣11+12x﹣x2;
所以16﹣x2=﹣11+12x﹣x2,
解得;
(3)如图,
由此可得(a+b)(a+2b)=a2+3ab+2b2.
考点9:勾股定理
1.如图,△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,M是BC边上的动点,过M作MN∥AB交AC于点N,P是MN的中点,当PA平分∠BAC时,BM=( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】作PD⊥AC于D,PE⊥AB于E,MF⊥AB于F,
由勾股定理得,AB==5,
∵PA平分∠BAC,PD⊥AC,PE⊥AB,
∴PD=PE,
∵PE⊥AB,MF⊥AB,MN∥AB,
∴四边形PMFE为矩形,
∴PE=MF,
设PD=PE=MF=3x,
∵∠B=∠B,∠BFM=∠BCA,
∴△BMF∽△BAC,
∴=,即=,
解得,BM=5x,
∵PD∥BC,P是MN的中点,
∴BC=6x+5x=11x,
由题意得,11x=4,
解得,x=,
∴BM=5x=,
故选:A.
2.如图,△ABC中,AB=4,BC=6,BD是△ABC的角平分线,DE⊥AB于点E,AF⊥BC于点F,若DE=3,则AF的长为( )
A.5 B. C.6 D.
【答案】A
【解析】作DH⊥BC于H,
∵BD是△ABC的角平分线,DE⊥AB,DH⊥BC,
∴DH=DE=3,
∵S△ABD+S△CBD=S△ABC,
∴×4×3+×6×3=×6×AF,
解得,AF=5,
故选:A.
3.如图,正方形ABCD的边长为2,其面积标记为S1,以CD为斜边作等腰直角三角形,以该等腰直角三角形的一条直角边为边向外作正方形,其面积标记为S2,…,按照此规律继续下去,则S2020的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】观察,发现:S1=22=4,S2==2,S3==1,S4=,…,
∴Sn=,
∴S2020=.
故选:A.
4.在Rt△ABC中,∠C=90°,若BC﹣AC=2cm,AB=10cm,则Rt△ABC的面积是( )
A.24cm2 B.36cm2 C.48cm2 D.60cm2
【答案】A
【解析】∵∠C=90°,
∴AC2+BC2=AB2=100,
∵BC﹣AC=2cm,
∴(BC﹣AC)2=4,
即AC2+BC2﹣2AC•BC=4,
∴2AC•BC=96,
∴AC•BC=24,即Rt△ABC的面积是24cm2,
故选:A.
5.如图,在四边形ABCD中,BD⊥CD,2∠BAC+∠ACB=90°,且∠BCD=∠BAC,若AB=5,CD=5,则AC的长为_______.
【答案】.
【解析】延长BD到B′,使BD′=BD,连接CB′,
作△CBA′与△CBA关于CB对称,如图,
设∠BCD=∠BAC=α,
∵△CBA′与△CBA关于CB对称,
∴△CBA′≌△CBA
∴∠BA′C=∠BAC=α,A′B=AB=5,AC=A′C,
∵DB′=DB,∠CDB=90°,
∴∠CDB=∠CDB′,
∵CD=CD,
∴△CDB≌△CDB′(SAS),
∴∠B′CD=∠BCD=α,
∵2∠BAC+∠ACB=90°,
∴2α+∠ACB=90°,
∴∠ACB=90°﹣2α,
∴∠A′CB=∠ACB=90°﹣2α,
∴∠CBA′=180°﹣∠A′CB﹣∠BA′C=90°+α,
∴∠CBD+∠CBA′=90°+α+90°﹣α=180°,
∴D、B、A′三点共线,
∵∠BCD=∠B′AC,∠CDB=∠A′DC,
∴△CDB∽△A′DC,
∴,
设DB=x,则A′D=x+5,
∴,
化简得,x2+5x﹣50=0,
解得x=5或﹣10(舍去),
经检验,x=5是方程的解,
∴BD=5,A′D=10,
在Rt△A′CD中,A′D2+CD2=A′C2,
∴,
∴.
故答案为:.
6.如图,以Rt△ABC的三边为边长分别向外作正方形,若斜边AB=5,则图中阴影部分的面积S1+S2+S3=_______.
【答案】50.
【解析】∵△ABC是直角三角形,
∴AC2+BC2=AB2,
∵图中阴影部分的面积和=2S1=2×52=50.
7.如图所示,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,E为斜边AB上一点,连接CE,若CE=,则线段AE的长为_______.
【答案】或.
【解析】∵∠ACB=90°,AC=4,BC=3,
∴AB==5,
过C作CD⊥AB于D,
∴∠CDA=∠CDB=90°,CD===,
∴AD==,
∵CE=,
∴DE==1,
∴AE=AD﹣DE=或AE=AD+DE=,
8.如图,在△ABC中,CD⊥AB于D,AC=20,BC=15,AD=16,求AB的长.
【答案】见解析
【解析】∵CD⊥AB于D,
∴∠ADC=∠BDC=90°.
∵在直角△ACD中,AC=20,AD=16,
∴CD==12,
∵在直角△BCD中,BC=15,CD=12,
∴BD==9,
∴AB=AD+BD=25.
考点10:直角三角形全等的判定
1.如图,若要用“HL”证明Rt△ABC≌Rt△ABD,则还需补充条件( )
A.∠BAC=∠BAD B.AC=AD
C.∠ABC=∠ABD D.以上都不正确
【答案】B
【解析】若要用“HL”证明Rt△ABC≌Rt△ABD,则还需补充条件AC=AD或BC=BD,
故选:B.
2.如图,点C在∠DAB的内部,CD⊥AD于点D,CB⊥AB于点B,CD=CB,那么Rt△ADC≌Rt△ABC的理由是( )
A.SAS B.ASA C.HL D.SSS
【答案】C
【解析】∵CD⊥AD,CB⊥AB,
∴∠B=∠D=90°,
∴在Rt△ADC和Rt△ABC中
,
∴Rt△ADC≌Rt△ABC(HL),
故选:C.
3.下列判定直角三角形全等的方法,不正确的是( )
A.两条直角边对应相等
B.两个锐角对应相等
C.斜边和一直角边对应相等
D.斜边和一锐角对应相等
【答案】B
【解析】A、根据SAS可以判定三角形全等,本选项不符合题意.
B、AA不能判定三角形全等,本选项符合题意.
C、根据HL可以判定三角形全等,本选项不符合题意.
D、根据AAS可以判定三角形全等,本选项不符合题意.
故选:B.
4.下列说法正确的是( )
A.等腰直角三角形的高线、中线、角平分线互相重合
B.有两条边相等的两个直角三角形全等
C.四边形具有稳定性
D.角平分线上的点到角两边的距离相等
【答案】D
【解析】A、错误.应该是等腰直角三角形的底边上的高线、中线、角平分线互相重合.
B、错误.应该是对应相等.
C、错误.四边形没有稳定性.
D、正确.
故选:D.
5.如图,Rt△ABC和Rt△EDF中,∠B=∠D,在不添加任何辅助线的情况下,请你添加一个条件_______,使Rt△ABC和Rt△EDF全等.
【答案】AB=ED.
【解析】添加的条件是:AB=ED,
理由是:∵在Rt△ABC和Rt△EDF中
,
∴Rt△ABC≌Rt△EDF(ASA),
6.如图,在Rt△ABC与Rt△DCB中,已知∠A=∠D=90°,若利用“HL”证明Rt△ABC≌Rt△DCB,你添加的条件是_______.(不添加字母和辅助线)
【答案】AB=DC(答案不唯一)
【解析】∵斜边与直角边对应相等的两个直角三角形全等,
∴在Rt△ABC与Rt△DCB中,已知∠A=∠D=90°,使Rt△ABC≌Rt△DCB,添加的条件是:AB=DC.
7.如图,∠C=∠D=90°,添加一个条件:_______(写出一个条件即可),可使Rt△ABC与Rt△ABD全等.
【答案】AC=AD.
【解析】条件是AC=AD,
∵∠C=∠D=90°,
在Rt△ABC和Rt△ABD中
,
∴Rt△ABC≌Rt△ABD(HL),
8.如图,BD,CE分别是△ABC的高,且BE=CD,求证:Rt△BEC≌Rt△CDB.
【答案】见解析
【解析】证明:∵BD,CE分别是△ABC的高,
∴∠BEC=∠CDB=90°,
在Rt△BEC和Rt△CDB中,
,
∴Rt△BEC≌Rt△CDB(HL).
考点11:反证法
1.求证:两直线平行,内错角相等.
如图1,若AB∥CD,且AB、CD被EF所截,求证:∠AOF=∠EO′D.
理论依据1:内错角相等,两直线平行;
理论依据2:过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行.
以下是打乱的用反证法证明的过程:
①如图2,过点O作直线A'B',使∠A′OF=∠EO′D,
②依据理论依据1,可得A'B'∥CD,
③假设∠AOF≠∠EO′D,
④∴∠AOF=EO′D.
⑤与理论依据2矛盾,假设不成立.
证明步骤的正确顺序是 ( )
A.①②③④⑤ B.①③②⑤④ C.③①④②⑤ D.③①②⑤④
【答案】D
【解析】证明:1、假设∠AOF≠∠EO′D,
2、如图2,过点O作直线A'B',使∠A′OF=∠EO′D,
3、依据理论依据1,可得A'B'∥CD,
4、与理论依据2矛盾,假设不成立,
5、∴∠AOF=EO′D,
故选:D.
2.下列说法中错误的是( )
A.有一组邻边相等的矩形是正方形
B.在反比例函数中,y随x的增大而减小
C.顺次连接矩形各边中点得到的四边形是菱形
D.如果用反证法证明“三角形中至少有一个内角小于或等于60°”,首先应假设这个三角形中每一个内角都大于60°
【答案】B
【解析】A、有一组邻边相等的矩形是正方形,正确,不合题意;
B、在反比例函数中,每个象限内,y随x的增大而减小,故原说法错误,符合题意;
C、顺次连接矩形各边中点得到的四边形是菱形,正确,不合题意;
D、如果用反证法证明“三角形中至少有一个内角小于或等于60°”,首先应假设这个三角形中每一个内角都大于60°,正确,不合题意;
故选:B.
3.用反证法证明“a<1”,应先假设( )
A.a≥1 B.a>1 C.a=1 D.a≠1
【答案】A
【解析】反证法证明“a<1”,应先假设a≥1,
故选:A.
4.用反证法证明“四边形中至少有一个角是钝角或直角”时,第一步应先假设命题不成立,则下列各备选项中,第一步假设正确的是( )
A.假设四边形中没有一个角是钝角或直角
B.假设四边形中有一个角是钝角或直角
C.假设四边形中每一个角均为钝角
D.假设四边形中每一个角均为直角
【答案】A
【解析】反证法证明“四边形中至少有一个角是钝角或直角”时,第一步假设四边形中没有一个角是钝角或直角,
故选:A.
5.用反证法证明:在一个三角形中,如果两个角不相等,那么这两个角所对的边也不相等.证明时,可以先假设_______.
【答案】这两个角所对的边相等.
【解析】反证法证明:在一个三角形中,如果两个角不相等,那么这两个角所对的边也不相等.
证明时,可以先假设这两个角所对的边相等,
6.数学课上,同学提出如下问题:
老师说这个证明可以用反证法完成,思路及过程如下:
小贴士反证法不是直接从命题的已知得出结论,而是假设命题的结论不成立,由此经过推理得出矛盾,由矛盾断定所作假设不正确,从而得到原命题成立.在某些情形下,反证法是很有效的证明方法.
如图1,我们想要证明“如果直线AB,CD被直线所截EF,AB∥CD,那么∠EOB=∠EO'D.”如图2,假设∠EOB≠∠EO'D,过点O作直线A'B',使∠EOB'=∠EO'D,可得A'B'∥CD.这样过点O就有两条直线AB,A′B′都平行于直线CD,这与基本事实_______矛盾,说明∠EOB≠∠EO'D的假设是不对的,于是有∠EOB=∠EO'D.
请补充上述证明过程中的基本事实:_______.
【答案】 经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行 经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行
【解析】假设∠EOB≠∠EO'D,过点O作直线A'B',使∠EOB'=∠EO'D,依据基本事实 同位角相等,两直线平行,可得A'B'∥CD.这样过点O就有两条直线AB,A′B′都平行于直线CD,这与基本事实 经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行矛盾,说明∠EOB≠∠EO'D的假设是不对的,于是有∠EOB=∠EO'D.
故答案为:经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行; 经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行.
7.用反证法证明“已知,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A≠45°.求证:AC≠BC”.第一步应先假设_______.
【答案】AC=BC.
【解析】用反证法证明“已知,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A≠45°.求证:AC≠BC”.
第一步应先假设AC=BC,
8.用反证法求证:三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和.
已知:如图,∠1是△ABC的一个外角.
求证:∠1=∠A+∠B.
【答案】见解析
【解析】已知:如图,∠1是△ABC的一个外角,
求证:∠1=∠A+∠B,
证明:假设∠1≠∠A+∠B,
在△ABC中,∠A+∠B+∠2=180°,
∴∠A+∠B=180°﹣∠2,
∵∠1+∠2=180°,
∴∠1=180°﹣∠2,
∴∠1=∠A+∠B,
与假设相矛盾,
∴假设不成立,
∴原命题成立即:∠1=∠A+∠B.
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