初中数学人教版八年级下册17.1 勾股定理当堂检测题
展开【典例1】如图,在△ABC中,AB=AC=25cm,BC=30cm,BD⊥AC交AC于点D.动点P从点C出发,按C→A→B→C的路径运动,且速度为2cm/s,设出发时间为ts.
(1)求BC上的高;
(2)当点P在BC边上运动时,若△CDP是等腰三角形,求出所有满足条件的t的值.
【思路点拨】
(1)过点A作AH⊥BC于H,利用勾股定理即可求出AH的长;
(2)首先利用勾股定理求出CD的长,由△CDP是等腰三角形进行分类,分别是CP=CD,DC=DP,PD=PC三种情形,分别求出PC的长即可解决问题.
【解题过程】
解:(1)过点A作AH⊥BC于H,
∵AB=AC,AH⊥BC,
∴BH=12BC=15(cm),
在Rt△ABH中,由勾股定理得,
AH=AB2-BH2=252-152=20(cm),
∴BC上的高为20cm;
(2)由S△ABC=12×BC×AH=12×AC×BD得,
30×20=25×BD,
∴BD=24cm,
在Rt△BDA中,由勾股定理得,
AD=AB2-BD2=7(cm),
∴CD=CA﹣CD=25﹣7=18(cm),
①当CP=CD=18cm时,t=(25+25+30﹣18)÷2=31;
②当DC=DP时,过点D作DF⊥BC于F,
由面积法得,DF=BD×CDBC=24×1830=725(cm),
由勾股定理得,CF=CD2-DF2=182-(725)2=545(cm),
∴PC=2CF=1085(cm),
∴t=(25+25+30-1085)÷2=29.2;
③当PD=PC时,设PC=xcm,则PF=(x-545)cm,
在Rt△PDF中,由勾股定理得,
x2=(x-545)2+(725)2,
解得x=15,
∴PC=15cm,
∴t=(25+25+30﹣15)÷2=32.5,
综上:t=31或14.2或32.5.
1.(2020秋•仪征市期中)如图,在△ABC中,AB=6,BC=8,∠B=90°,若P是AC上的一个动点,则AP+BP+CP的最小值是( )
A.14.8B.15
C.15.2D.16
【思路点拨】
利用勾股定理求出AC,根据垂线段最短,求出BP的最小值即可解决问题.
【解题过程】
解:∵∠B=90°,AB=6,BC=8,
∴AC=AB2+BC2=62+82=10,
∵AP+BP+PC=BP+AC=BP+10,
根据垂线段最短可知,当BP⊥AC时,BP的值最小,最小值BP=AB⋅BCAC=245=4.8,
∴AP+BP+CP的最小值=10+4.8=14.8,
故选:A.
2.(2021秋•开福区校级期末)如图,Rt△ACB中,∠ACB=90°,AB=25cm,AC=7cm,动点P从点B出发沿射线BC以2cm/s的速度运动,设运动时间为ts,当△APB为等腰三角形时,t的值为( )
A.62596或252B.252或24或12
C.62596或24或12D.62596或252或24
【思路点拨】
当△ABP为等腰三角形时,分三种情况:①当AB=BP时;②当AB=AP时;③当BP=AP时,分别求出BP的长度,继而可求得t值.
【解题过程】
解:∵∠C=90°,AB=25cm,AC=7cm,
∴BC=24cm.
①当BP=BA=25时,
∴t=252.
②当AB=AP时,BP=2BC=48cm,
∴t=24.
③当PB=PA时,PB=PA=2t cm,CP=(24﹣2t)cm,AC=7cm,
在Rt△ACP中,AP2=AC2+CP2,
∴(2t)2=72+(24﹣2t)2,
解得t=62596.
综上,当△ABP为等腰三角形时,t=252或24或62596,
故选:D.
3.(2021•赣州模拟)如图,在四边形ABCD中,∠B=∠D=90°,连接AC,∠BAC=45°,∠CAD=30°,CD=2,点P是四边形ABCD边上的一个动点,若点P到AC的距离为3,则点P的位置有( )
A.4处B.3处C.2处D.1处
【思路点拨】
根据勾股定理,可以求得AC、AD、BC和AB的长,然后即可得到点D到AC的距离和点B到AC的距离,从而可以得到满足条件的点P有几处,本题得以解决.
【解题过程】
解:∵∠CAD=30°,CD=2,∠D=90°,
∴AC=4,AD=AC2-CD2=42-22=23,
∴在Rt△ADC中,斜边AC上的高是:AD⋅CDAC=23×24=3,
∵AC=4,∠B=90°,∠BAC=45°,
∴AB=BC=22,
∴在Rt△ABC中,斜边AC上的高是:BC⋅ABAC=22×224=2,
∵3<2,点P是四边形ABCD边上的一个动点,点P到AC的距离为3,
∴点P的位置在点D处,或者边BC上或者边AB上,
即满足条件的点P有3处,
故选:B.
4.(2020秋•耒阳市期末)如图,在等腰三角形ABC中,AC=BC=5,AB=8,D为底边上一动点(不与点A,B重合),DE⊥AC,DF⊥BC,垂足分别为E、F,则DE+DF=( )
A.5B.8C.13D.4.8
【思路点拨】
连接CD,过C点作底边AB上的高CG,根据S△ABC=S△ACD+S△DCB不难求得DE+DF的值.
【解题过程】
解:连接CD,过C点作底边AB上的高CG,
∵AC=BC=5,AB=8,
∴BG=4,CG=BC2-BG2=52-42=3,
∵S△ABC=S△ACD+S△DCB,
∴AB•CG=AC•DE+BC•DF,
∵AC=BC,
∴8×3=5×(DE+DF)
∴DE+DF=4.8.
故选:D.
5.(2021秋•碑林区校级期中)已知Rt△BCE和Rt△ADE按如图方式摆放,∠A=∠B=90°,A、E、B在一条直线上,AD=3,AE=4,EB=5,BC=12,M是线段AD上的动点,N是线段BC上的动点,MN的长度不可能是( )
A.9B.12C.14D.16
【思路点拨】
根据已知条件易求AB=9,AD∥BC,再确定MN的最大值及最小值可求出MN的取值范围,进而可求解.
【解题过程】
解:∵AE=4,EB=5,
∴AB=AE+EB=4+5=9,
∵∠DAE=∠B=90°,
∴∠DAE+∠B=180°,
∴AD∥BC,
当M点与A点重合,N点与C点重合时,如图,
∵∠B=90°,BC=12,
∴MN=AB2+BC2=92+122=15;
当M点与A点重合,N点与B点重合时,如图,
MN=AB=9,
∴9≤MN≤15,
∴MN的长度不可能是16,
故选:D.
6.(2021秋•漳州期末)如图,已知∠AOM=45°,OA=2,点B是射线OM上的一个动点.当△AOB为等腰三角形时,线段OB的长度为 .
【思路点拨】
分三种情况,当OB=AB,OA=AB,OA=OB时,由等腰三角形的性质可求出答案.
【解题过程】
解:当△AOB为等腰三角形时,分三种情况:
①如图,OB=AB,
∴∠O=∠OAB,
∵∠AOM=45°,
∴∠ABO=90°,
∴OB=1;
②如图,
OA=OB=2;
③如图,OA=AB,
∴∠O=∠ABO=45°,
∴∠A=90°,
∴OB=OA2+AB2=2+2=2.
综上所述,OB的长为1或2或2.
故答案为:1或2或2.
7.(2020•青白江区模拟)如图,在△ABC中,已知AB=AC=6,BC=8,P是BC边上的一动点(P不与点B、C重合),∠B=∠APE,边PE与AC交于点D,当△APD为等腰三角形时,则PB的长为 .
【思路点拨】
需要分类讨论:①当AP=PD时,易得△ABP≌△PCD.②当AD=PD时,根据等腰三角形的性质,勾股定理以及三角形的面积公式求得答案.③当AD=AP时,点P与点B重合.
【解题过程】
解:①当AP=PD时,则△ABP≌△PCD,则PC=AB=6,故PB=2.
②当AD=PD时,
∴∠PAD=∠APD,
∵∠B=∠APD=∠C,
∴∠PAD=∠C,
∴PA=PC,
过A作AG⊥BC于G,
∴CG=4,
∴AG=AC2-CG2=62-42=25,
过P作PH⊥AC于H,
∴CH=3,
设PC=x,
∴S△APC=12AG•PC=12AC•PH,
∴5x=3×PH,
∴PH=53x,
∵PC2=PH2+CH2,
∴x2=(53x)2+9,
解得:x=92(负值舍去),
∴PC=92,
∴PB=72;
③当AD=AP时,点P与点B重合,不合题意.
综上所述,PB的长为2或72.
故答案为:2或72.
8.(2020秋•梁溪区校级期中)如图,在△ABC中,OA=4,OB=3,C点与A点关于直线OB对称,动点P、Q分别在线段AC、AB上(点P不与点A、C重合),满足∠BPQ=∠BAO.当△PQB为等腰三角形时,OP的长度是 .
【思路点拨】
分为三种情况:①PQ=BP,②BQ=QP,③BQ=BP,由等腰三角形的性质和勾股定理即可求解.
【解题过程】
解:∵OA=8,OB=6,C点与A点关于直线OB对称,
∴BC=AB=42+32=5,
分为3种情况:
①当PB=PQ时,
∵C点与A点关于直线OB对称,
∴∠BAO=∠BCO,
∵∠BPQ=∠BAO,
∴∠BPQ=∠BCO,
∵∠APB=∠APQ+∠BPQ=∠BCO+∠CBP,
∴∠APQ=∠CBP,
在△APQ与△CBP中,
∠QAP=∠PCB∠APQ=∠CBPQP=PB,
∴△APQ≌△CBP(AAS),
∴PA=BC,
此时OP=5﹣4=1;
②当BQ=BP时,
∠BPQ=∠BQP,
∵∠BPQ=∠BAO,
∴∠BAO=∠BQP,
根据三角形外角性质得:∠BQP>∠BAO,
∴这种情况不存在;
③当QB=QP时,
∠QBP=∠BPQ=∠BAO,
∴PB=PA,
设OP=x,则PB=PA=4﹣x,
在Rt△OBP中,PB2=OP2+OB2,
∴(4﹣x)2=x2+32,
解得:x=78;
∵点P在AC上,
∴点P在点O左边,
此时OP=78.
∴当△PQB为等腰三角形时,OP的长度是1或78.
故答案为:1或78.
9.(2020秋•沙坪坝区校级期末)如图,在三角形△ABC中,∠A=45°,AB=8,CD为AB边上的高,CD=6,点P为边BC上的一动点,P1,P2分别为点P关于直线AB,AC的对称点,连接P1P2,则线段P1P2长度的取值范围是 .
【思路点拨】
如图,连接AP1,AP,AP2,作AH⊥BC于H.证明△P1AP2是等腰直角三角形,推出P1P2=2PA,求出PA的取值范围即可解决问题.
【解题过程】
解:如图,连接AP1,AP,AP2,作AH⊥BC于H.
∵P1,P2分别为点P关于直线AB,AC的对称点,
∴AP=AP1=AP2,∠PAB=∠BAP1,∠PAC=∠CAP2,
∵∠BAC=45°,
∴∠P1AP2是等腰直角三角形,
∴P1P2=2AP2=2PA.
∵CD⊥AB,
∴∠ADC=90°,∠DAC=∠DCA=45°,
∴AD=DC=6,
∴AC=62>AB,
∵AB=8,
∴BD=2,BC=BD2+CD2=4+36=210,
∵S△ABC=12•BC•AH=12•AB•CD,
∴AH=8×6210=12510,
∵12105≤PA≤62,
∴2455≤P1P2≤12.
故答案为2455≤P1P2≤12.
10.(2021秋•泉州期末)如图,∠AOB=90°,点C在OA边上,OA=36cm,OB=12cm,点P从点A出发,沿着AO方向匀速运动,点Q同时从点B出发,以相同的速度沿BC方向匀速运动,P、Q两点恰好在C点相遇,求BC的长度?
【思路点拨】
由题意知:BC=AC,设BC=xcm,则OC=(36﹣x) cm.在 Rt△BOC中,由勾股定理列出方程,解方程即可.
【解题过程】
解:∵点P、Q同时出发,且速度相同,
∴BC=CA,
设BC=xcm,则CA=xcm,
∵OA=36cm
∴OC=(36﹣x)cm,
∵∠AOB=90°
∴OB2+OC2=BC2,
∴122+(36﹣x)2=x2,
解得:x=20,
∴BC=20cm.
11.(2021秋•朝阳区校级月考)如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=7cm,AC=25cm.点P从点A出发沿AB方向以1cm/s的速度向终点B运动,点Q从点B出发沿BC方向以6cm/s的速度向终点C运动,P,Q两点同时出发,设点P的运动时间为t秒.
(1)求BC的长;
(2)当t=2时,求P,Q两点之间的距离;
(3)当AP=CQ时,求t的值?
【思路点拨】
(1)在直角△ABC中,根据勾股定理来求BC的长度;
(2)在直角△BPQ中,根据勾股定理来求PQ的长度;
(3)由路程=时间×速度求出AP,BQ,再根据等量关系:AP=CQ列出方程求解即可.
【解题过程】
解:(1)在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=7cm,AC=25cm,
∴BC=AC2-AB2=24cm.
(2)如图,连接PQ,
BP=7﹣2=5,
BQ=6×2=12,
在直角△BPQ中,由勾股定理得到:PQ=BP2+BQ2=13(cm);
(3)设t秒后,AP=CQ.则
t=24﹣6t,
解得 t=247.
答:P、Q两点运动247秒,AP=CQ.
12.(2020秋•宝安区校级月考)如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=7cm,AC=25cm,点P从点A沿AB方向以1cm/s的速度运动至点B,点Q从点B沿BC方向以6cm/s的速度运动至点C,P、Q两点同时出发,设运动时间为t秒.
(1)求BC的长;
(2)运动几秒后,△PBQ是等腰三角形;
(3)运动过程中,直线PQ能否平分△ABC的周长,若能,求出t的值,若不能,请说明理由.
【思路点拨】
(1)利用勾股定理直接求出BC的长;
(2)根据BP=BQ,列出方程即可;
(3)假设直线PQ能平分△ABC的周长,则7﹣1×t+6t=28,但当t=215时,点Q的运动路程为6×215=25.2>24,从而说明不存在.
【解题过程】
解:(1)由勾股定理得,
BC=AC2-AB2=252-72=24(cm);
(2)∵△PBQ是等腰三角形,∠B=90°,
∴BP=BQ,
则7﹣1×t=6t,
解得t=1,
∴运动1秒后,△PBQ是等腰三角形;
(3)假设直线PQ能平分△ABC的周长,
则BP+BQ=12(AB+BC+AC)=12(7+24+25)=28(cm),
则7﹣1×t+6t=28,
解得t=215,
当t=215时,点Q的运动路程为6×215=25.2>24,
∴直线PQ不能平分△ABC的周长.
13.(2021秋•石狮市期末)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=10cm,AC=6cm,动点P从点B出发,以2cm/秒的速度沿BC移动至点C,设运动时间为t秒.
(1)求BC的长;
(2)在点P的运动过程中,是否存在某个时刻t,使得点P到边AB的距离与点P到点C的距离相等?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【思路点拨】
(1)由勾股定理求出BC的长即可;
(2)连接AP,过点P作PE⊥AB于E,则PE=PC=(8﹣2t)cm,证△AEP≌△ACP(AAS),得AE=AC=6cm,则BE=AB﹣AE=4(cm),再在Rt△BEP中,由勾股定理得出方程,解方程即可.
【解题过程】
解:(1)在Rt△ABC中,由勾股定理得:BC=AB2-AC2=102-62=8(cm);
(2)存在,理由如下:
如图,当点P恰好运动到∠BAC平分线上时,点P到直线AB的距离与点P到点C的距离相等,
由已知可得:BP=2tcm,PC=BC﹣BP=(8﹣2t)cm,
连接AP,过点P作PE⊥AB于E,如图所示:
则PE=PC=(8﹣2t)cm,
在△AEP与△ACP中,
∠PAE=∠PAC∠AEP=∠C=90°AP=AP,
∴△AEP≌△ACP(AAS),
∴AE=AC=6cm,
∴BE=AB﹣AE=10﹣6=4(cm),
在Rt△BEP中,由勾股定理得:BP2=BE2+PE2,
即(2t)2=42+(8﹣2t)2,
解得:t=52,
即当t的值为52时,点P到边AB的距离与点P到点C的距离相等.
14.(2020秋•曲沃县期末)如图,已知△ABC中,∠B=90°,AB=16cm,BC=12cm,P、Q是△ABC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,同时停止.
(1)P、Q出发4秒后,求PQ的长;
(2)当点Q在边BC上运动时,出发几秒钟后,△PQB能形成等腰三角形?
(3)当点Q在边CA上运动时,出发几秒钟后,△CQB能形成直角三角形?
【思路点拨】
(1)由题意求得BQ和BP,由勾股定理可求出答案;
(2)用t可分别表示出BP和BQ,根据等腰三角形的性质可得到BP=BQ,可得到关于t的方程,可求得t;
(3)求出BQ,分两种情况可求出答案.
【解题过程】
解:(1)∵运动时间为4秒,
∴BQ=2×4=8(cm),BP=AB﹣AP=16﹣1×4=12(cm),
在Rt△PQB中,根据勾股定理得:
PQ=BQ2+BP2=82+122=413(cm);
(2)设运动时间为t秒,则BQ=2t(cm),BP=(16﹣t)(cm),
根据题意得:2t=16﹣t,
解得:t=163,
即出发163秒钟后,△PQB能形成等腰三角形;
(3)当点Q在CA边上,且△CQB形成直角三角形时,过点B作CA的垂线,垂足即为点Q.
在Rt△ABC中,根据勾股定理得:AC=AB2+BC2=162+122=20(cm),
根据三角形面积公式可得:BQ=AB⋅BCAC=12×1620=485(cm),
在Rt△BCQ中,根据勾股定理得:CQ=BC2-BQ2=122-(485)2=365(cm),
(12+365)÷2=9.6(秒),
当点Q运动到点A时,△CQB也形成直角三角形,(12+20)÷2=16(秒).
∴当点Q在边CA上运动时,出发9.6或16秒钟后,△CQB能形成直角三角形.
15.(2020秋•丹阳市期末)某校机器人兴趣小组在如图所示的三角形场地上开展训练.已知:△ABC中,∠C=90°,AB=5,BC=3;机器人从点C出发,沿着△ABC边按C→B→A→C的方向匀速移动到点C停止;机器人移动速度为每秒1个单位,移动至拐角处调整方向需要0.5秒(即在B、A处拐弯时分别用时0.5秒).设机器人所用时间为t秒时,其所在位置用点P表示(机器人大小不计).
(1)点C到AB边的距离是 ;
(2)是否存在这样的时刻,使△PBC为等腰三角形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【思路点拨】
(1)根据勾股定理计算AC的长,进而利用三角形面积公式解答即可;
(2)根据等腰三角形的性质分四种情况解答即可.
【解题过程】
解:(1)△ABC中,∠C=90°,
∴AB2=AC2+BC2,
∵AB=5,BC=3,
∵52=AC2+32,
∴AC=4,
∴点C到AB边的距离=AC⋅BCAB=3×45=2.4;
故答案为:2.4;
(2)存在,使△PBC为等腰三角形时,P在AB上或在AC上,
当P在AB上时,
①BC=BP,如图1,
∵BP=t﹣0.5﹣3,
∴t﹣0.5﹣3=3,
解得:t=6.5;
②CB=CP,如图2,
过点C作CD⊥AB于D,则BD=PD,
由(1)知:CD=2.4,
∵BC=3,
∴BD=32-2.42=1.8,
∴BP=3.6,
∴t=3.6+3+0.5=7.1;
③PB=CP,如图3,
∴∠B=∠PCB,
∵∠ACP+∠PCB=∠A+∠B=90°,
∴∠ACP=∠A,
∴AP=CP=BP=2.5,
∴t=2.5+0.5+3=6;
当P在AC上,如图4,CB=CP=3,
∴t=3+5+0.5+0.5+4﹣3=10.
综上所述,t的值为6.5或7.1或6或10.
16.(2021春•饶平县校级期中)如图1,Rt△ABC中,AC⊥CB,AC=15,AB=25,点D为斜边上动点.
(1)如图2,过点D作DE⊥AB交CB于点E,连接AE,当AE平分∠CAB时,求CE;
(2)如图3,在点D的运动过程中,连接CD,若△ACD为等腰三角形,求AD.
【思路点拨】
(1)由△ACE≌△ADE(AAS),推出CE=DE,AC=AD=15,设CE=x,则BE=20﹣x,BD=25﹣15=10,在Rt△BED中根据勾股定理即可解决问题;
(2)分两种情形分别求解即可解决问题;
【解题过程】
解:(1)∵AC⊥CB,AC=15,AB=25
∴BC=20,
∵AE平分∠CAB,
∴∠EAC=∠EAD,
∵AC⊥CB,DE⊥AB,
∴∠EDA=∠ECA=90°,
∵AE=AE,
∴△ACE≌△ADE(AAS),
∴CE=DE,AC=AD=15,
设CE=x,则BE=20﹣x,BD=25﹣15=10
在Rt△BED中
∴x2+102=(20﹣x)2,
∴x=7.5,
∴CE=7.5.
(2)①当AD=AC时,△ACD为等腰三角形
∵AC=15,
∴AD=AC=15.
②当CD=AD时,△ACD为等腰三角形
∵CD=AD,
∴∠DCA=∠CAD,
∵∠CAB+∠B=90°,
∠DCA+∠BCD=90°,
∴∠B=∠BCD,
∴BD=CD,
∴CD=BD=DA=12.5,
③当CD=AC时,△ACD为等腰三角形,
如图1中,作CH⊥BA于点H,
则12•AB•CH=12•AC•BC,
∵AC=15,BC=20,AB=25,
∴CH=12,
在Rt△ACH中,AH=AC2-CH2=9,
∵CD=AC,CH⊥BA,
∴DH=HA=9,
∴AD=18.
17.(2020秋•长清区月考)如图,△ABC中,∠C=90°,AB=10cm,BC=6cm,若动点P从点C开始,按C→A→B→C的路径运动,且速度为每秒1cm,设出发的时间为t秒.
(1)出发2秒后,求△ABP的周长;
(2)当t为几秒时,BP平分∠ABC;
(3)问t为何值时,△BCP为等腰三角形?
【思路点拨】
(1)利用勾股定理得出AC=8cm,进而表示出AP的长,由勾股定理求出PB,进而得出答案;
(2)过点P作PD⊥AB于点D,由HL证明Rt△BPD≌Rt△BPC,得出BD=BC=6cm,因此BD=10﹣6=4cm,设PC=x cm,则PA=(8﹣x)cm,由勾股定理得出方程,解方程即可;
(3)利用分类讨论的思想和等腰三角形的特点及三角形的面积求出答案.
【解题过程】
解:(1)∵∠C=90°,AB=10cm,BC=6cm,∴有勾股定理得AC=8cm,动点P从点C开始,按C→A→B→C的路径运动,且速度为每秒1cm
∴出发2秒后,则CP=2cm,那么AP=6cm.
∵∠C=90°,
∴由勾股定理得PB=210cm
∴△ABP的周长为:AP+PB+AB=6+10+210=(16+210)cm;
(2)如图2所示,过点P作PD⊥AB于点D,
∵BP平分∠ABC,
∴PD=PC.
在Rt△BPD与Rt△BPC中,PD=PCBP=BP,
∴Rt△BPD≌Rt△BPC(HL),
∴BD=BC=6 cm,
∴AD=10﹣6=4 cm.
设PC=x cm,则PA=(8﹣x)cm
在Rt△APD中,PD2+AD2=PA2,
即x2+42=(8﹣x)2,
解得:x=3,
∴当t=3秒时,AP平分∠CAB;
(3)若P在边AC上时,BC=CP=6cm,
此时用的时间为6s,△BCP为等腰三角形;
若P在AB边上时,有两种情况:
①若使BP=CB=6cm,此时AP=4cm,P运动的路程为12cm,
所以用的时间为12s,故t=12s时△BCP为等腰三角形;
②若CP=BC=6cm,过C作斜边AB的高,根据面积法求得高为4.8cm,
根据勾股定理求得BP=7.2cm,
所以P运动的路程为18﹣7.2=10.8cm,
∴t的时间为10.8s,△BCP为等腰三角形;
③若BP=CP时,则∠PCB=∠PBC,
∵∠ACP+∠BCP=90°,∠PBC+∠CAP=90°,∴∠ACP=∠CAP,∴PA=PC
∴PA=PB=5cm
∴P的路程为13cm,所以时间为13s时,△BCP为等腰三角形.
∴t=6s或13s或12s或 10.8s 时△BCP为等腰三角形.
18.(2020秋•滦南县期末)如图,已知在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=16,D是AC上的一点,CD=3,点P从B点出发沿射线BC方向以每秒2个单位的速度向右运动.设点P的运动时间为t.连接AP.
(1)当t=3秒时,求AP的长度(结果保留根号);
(2)当△ABP为等腰三角形时,求t的值;
(3)过点D作DE⊥AP于点E.在点P的运动过程中,当t为何值时,能使DE=CD?
【思路点拨】
(1)根据动点的运动速度和时间先求出PC,再根据勾股定理即可求解;
(2)根动点运动过程中形成三种等腰三角形,分情况即可求解;
(3)根据动点运动的不同位置利用勾股定理即可求解.
【解题过程】
解:(1)根据题意,得BP=2t,PC=16﹣2t=16﹣2×3=10,AC=8,
在Rt△APC中,根据勾股定理,得AP=AC2+PC2=164=241.
答:AP的长为241.
(2)在Rt△ABC中,AC=8,BC=16,
根据勾股定理,得AB=64+256=320=85
若BA=BP,则 2t=85,解得t=45;
若AB=AP,则BP=32,2t=32,解得t=16;
若PA=PB,则(2t)2=(16﹣2t)2+82,解得t=5.
答:当△ABP为等腰三角形时,t的值为45、16、5.
(3)①点P在线段BC上时,过点D作DE⊥AP于E,如图1所示:
则∠AED=∠PED=90°,
∴∠PED=∠ACB=90°,
∴PD平分∠APC,
∴∠EPD=∠CPD,
又∵PD=PD,
∴△PDE≌△PDC(AAS),
∴ED=CD=3,PE=PC=16﹣2t,
∴AD=AC﹣CD=8﹣3=5,
∴AE=4,
∴AP=AE+PE=4+16﹣2t=20﹣2t,
在Rt△APC中,由勾股定理得:82+(16﹣2t)2=(20﹣2t)2,
解得:t=5;
②点P在线段BC的延长线上时,过点D作DE⊥AP于E,如图2所示:
同①得:△PDE≌△PDC(AAS),
∴ED=CD=3,PE=PC=2t﹣16,
∴AD=AC﹣CD=8﹣3=5,
∴AE=4,
∴AP=AE+PE=4+2t﹣16=2t﹣12,
在Rt△APC中,由勾股定理得:82+(2t﹣16)2=(2t﹣12)2,
解得:t=11;
综上所述,在点P的运动过程中,当t的值为5或11时,能使DE=CD.
19.(2021秋•长春期末)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AB=5,BC=3,点P从点A出发,沿射线AC以每秒2个单位长度的速度运动.设点P的运动时间为t秒(t>0).
(1)求AC的长及斜边AB上的高;
(2)①当点P在AC延长线上运动时,CP的长为 ;(用含t的代数式表示)
②若点P在∠ABC的角平分线上,则t的值为 ;
(3)在整个运动中,直接写出△ABP是等腰三角形时t的值.
【思路点拨】
(1)由勾股定理可求得AC的值,再设斜边AB上的高为h,由面积法可求得答案;
(2)①根据线段的和差关系解答即可;②根据角平分线的性质解答即可;
(3)分AB作为底和腰两种情况讨论即可.
【解题过程】
解:(1)在△ABC中,∠ACB=90°,AB=5,BC=3,由勾股定理得:AC=4.
设斜边AB上的高为h,
∵12AB•h=12AC•BC,
∴5h=3×4,
∴h=2.4.
∴AC的长为4,斜边AB上的高为2.4;
(2)已知点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿折线A﹣C﹣B﹣A运动,
①当点P在CB上时,点P运动的长度为:AC+CP=2t,
∵AC=4,
∴CP=2t﹣AC=2t﹣4.
故答案为:2t﹣4.
②若点P在∠ABC的角平分线上,则:
设PM=PC=y,则AP=4﹣y,
在Rt△APM中,AM2+PM2=AP2,
∴22+y2=(4﹣y)2,
解得y=32,
(4-32)÷2=54,
即若点P在∠ABC的角平分线上,则t的值为54.
故答案为:54.
(3)当AB作为底边时,如图所示:
∵APAM=AP2.5=54,
∴AP=3.125,此时t=3.125÷2=1.5625;
当AB作为腰时,如图所示:
AP1=AB=5,此时t=5÷2=2.5;
AP2=2AC=8,此时t=4,
综上,t的值为1.5625或2.5或4.
20.(2021秋•长春期末)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AB=10,BC=6,点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿折线A﹣B﹣C运动.设点P的运动时间为t秒(t>0).
(1)求AC的长.
(2)求斜边AB上的高.
(3)①当点P在BC上时,PC的长为 .(用含t的代数式表示)
②若点P在∠BAC的角平分线上,则t的值为 .
(4)在整个运动过程中,直接写出△PBC是等腰三角形时t的值.
【思路点拨】
(1)根据勾股定理直接求出AC的值;
(2)由勾股定理可求得AC的值,再设斜边AB上的高为h,由面积法可求得答案;
(3)分两种情况计算即可:①当点P在CB上时,②当点P'在∠BAC的角平分线上时;
(4)由图可知,当△BCP是等腰三角形时,点P必在线段AC或线段AB上,当点P在线段AC上时,分三种情况:BC=BP;PC=BC;PC=PB,分别求得点P运动的路程,再除以速度即可得出答案.
【解题过程】
解:(1)∵在△ABC中,∠ACB=90°,AB=10,BC=6,
∴AC=AB2-BC2=102-62=8;
(2)设边AB上的高为h
则S△ABC=12AC⋅BC=12AB⋅h,
∴12×6×8=12×10⋅h,
∴h=245,
答:斜边AB上的高为245;
(3)①当点P在BC上时,点P运动的长度为AB+BP=2t,
则PC=BC﹣BP=6﹣(2t﹣10)=6﹣2t+10=16﹣2t;
②当点P'在∠BAC的角平分线上时,过点P作PD⊥AB,如图:
∵AP平分∠BAC,PC⊥AC,PD⊥AB,
∴PD=PC,
有①知,PC=16﹣2t,BP=2t﹣10,
∴PD=16﹣2t,
在Rt△ACP和Rt△ADP中,
AP=APPD=PC,
∴Rt△ACP≌Rt△ADP(HL),
∴AD=AC=8,
又∵AB=10,
∴BD=2,
在Rt△BDP中,由勾股定理得:
22+(16﹣2t)2=(2t﹣10)2,
解得:t=203.
故答案为:①16﹣2t;②203.
(4)由图可知,当△BCP是等腰三角形时,点P必在线段AB上,
①当点P在线段AB上时,若BC=BP,
则点P运动的长度为AP=2t,
∵AP=AB﹣BP=10﹣6=4,
∴2t=4,
∴t=2;
②若PC=BC,如图,过点C作CH⊥AB于点H,则BP=2BH,
在△ABC中,∠ACB=90°,AB=10,BC=6,AC=8,
∴AB•CH=AC•BC,
∴10CH=8×6,
∴CH=245,
在Rt△BCH中,由勾股定理得:
BH=BC2-CH2=62-(245)2=185=3.6,
∴BP=2BH=7.2,
∴点P运动的长度为:AP=AB﹣BP=10﹣7.2=2.8,
∴2t=2.8,
∴t=1.4;
③若PC=PB,如图所示,过点P作PQ⊥BC于点Q,
则BQ=CQ=12×BC=3,∠PQB=90°,
∴∠ACB=∠PQB=90°,
∴PQ∥AC,
∴PQ为△ABC的中位线,
∴PQ=12×AC=12×8=4,
在Rt△BPQ中,由勾股定理得:BP=BQ2+PQ2=32+42=5,
点P运动的长度为AP=2t,
AP=AB﹣BP=10﹣5=5,
∴2t=5,
∴t=2.5.
综上,t的值为1.4或2或2.5.
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