專題06 直角三角形的妙用(解析版)_第1頁(yè)
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專題06直角三角形的妙用 實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練一.直角與斜中線1.在△ABC中,AB=AC,BD⊥AC,垂足為D,且BD=12AC,則△ABC頂角的度數(shù)為30試題分析:首先根據(jù)題意畫出圖形,再根據(jù)BD=12AB,根據(jù)“在直角三角形中,30°角所對(duì)的直角邊等于斜邊的一半”可得∠答案詳解:解:∵BD⊥AC,∴∠ADB=90°.∵AB=AC,BD=12∴BD=12∴∠A=30°.所以答案為:30°.2.如圖,在△ABC中,AB=AC,BE⊥AC,D是AB的中點(diǎn),且DE=BE,則∠C的度數(shù)是()A.65° B.70° C.75° D.80°試題分析:根據(jù)直角三角形的性質(zhì)得到DE=12AB=BD=AD,得到△BDE為等邊三角形,根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)得到∠ABE=答案詳解:解:∵BE⊥AC,∴∠AEB=90°,∵D是AB的中點(diǎn),∴DE=12AB=BD=∵DE=BE,∴DE=BE=BD,∴△BDE為等邊三角形,∴∠ABE=60°,∴∠A=90°﹣60°=30°,∵AB=AC,∴∠C=12×(180°﹣30所以選:C.3.如圖,在△ABC中,∠A=60°,BD⊥AC,垂足為D,CE⊥AB,垂足為E,O為BC的中點(diǎn),連接OD、OE,則∠DOE的度數(shù)為()A.40° B.45° C.60° D.65°試題分析:根據(jù)三角形內(nèi)角和定理求出∠ABC+∠DCB=120°,根據(jù)直角三角形的性質(zhì)得到OE=OB,OD=OC,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)得到∠OEB=∠OBE,∠ODC=∠OCD,根據(jù)三角形內(nèi)角和定理計(jì)算,得到答案.答案詳解:解:∵∠A=60°,∴∠ABC+∠DCB=180°﹣60°=120°,∵BD⊥AC,CE⊥AB,點(diǎn)O是BC的中點(diǎn),∴OE=12BC=OB,OD=12∴∠OEB=∠OBE,∠ODC=∠OCD,∴∠OEB+∠ODC=∠OBE+∠OCD=120°,∴∠BOE+∠COD=360°﹣(∠OEB+∠ODC+∠OBE+∠OCD)=360°﹣240°=120°,∴∠EOD=180°﹣(∠BOE+∠COD)=180°﹣120°=60°,所以選:C.4.若三角形三邊分別為6,8,10,那么它最長(zhǎng)邊上的中線長(zhǎng)是5.試題分析:根據(jù)勾股定理的逆定理可得三角形是直角三角形,再根據(jù)直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半即可求解.答案詳解:解:∵三角形三邊分別為6,8,10,62+82=102∴該三角形為直角三角形.∵最長(zhǎng)邊即斜邊為10,∴斜邊上的中線長(zhǎng)為:5.所以答案為:5.5.如圖,△ABC中,AD是高,CE是中線,點(diǎn)G是CE的中點(diǎn),DG⊥CE,點(diǎn)G為垂足.(1)求證:DC=BE;(2)若∠AEC=66°,求∠BCE的度數(shù).試題分析:(1)由G是CE的中點(diǎn),DG⊥CE得到DG是CE的垂直平分線,根據(jù)線段垂直平分線的性質(zhì)得到DE=DC,由DE是Rt△ADB的斜邊AB上的中線,根據(jù)直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半得到DE=BE=12AB,即可得到DC=(2)由DE=DC得到∠DEC=∠BCE,由DE=BE得到∠B=∠EDB,根據(jù)三角形外角性質(zhì)得到∠EDB=∠DEC+∠BCE=2∠BCE,則∠B=2∠BCE,由此根據(jù)外角的性質(zhì)來(lái)求∠BCE的度數(shù).答案詳解:解:(1)如圖,∵G是CE的中點(diǎn),DG⊥CE,∴DG是CE的垂直平分線,∴DE=DC,∵AD是高,CE是中線,∴DE是Rt△ADB的斜邊AB上的中線,∴DE=BE=12∴DC=BE;(2)∵DE=DC,∴∠DEC=∠BCE,∴∠EDB=∠DEC+∠BCE=2∠BCE,∵DE=BE,∴∠B=∠EDB,∴∠B=2∠BCE,∴∠AEC=3∠BCE=66°,則∠BCE=22°.6.求證:在直角三角形中,如果一個(gè)銳角等于30°,那么它所對(duì)的直角邊等于斜邊的一半.已知:如圖,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°.求證:BC=12試題分析:根據(jù)直角三角形斜邊上的中線等于斜邊一半,可得CD=BD=AD,再證明△BCD是等邊三角形,即可證明結(jié)論.答案詳解:證明:作斜邊AB上的中線CD,則CD=BD=AD=12∵∠ACB=90°,∠A=30°,∴∠B=60°.∴△BCD是等邊三角形,∴BC=CD=127.如圖,△ABC,點(diǎn)E是邊AB上的中點(diǎn),AD是邊BC上的高,DC=BE,DG⊥CE,G是垂足,求證:(1)G是CE的中點(diǎn);(2)∠B=2∠BCE.試題分析:(1)連接DE,由直角三角形斜邊的中線定理得到DE=BE,結(jié)合已知得到DC=DE,根據(jù)等腰三角形的“三線合一”定理即可證得G是CE的中點(diǎn);(2)由等腰三角形的性質(zhì)得到∠DCE=∠DEC,∠B=∠BDE,根據(jù)三角形外角的性質(zhì)可得∠BDE=2∠DCE,進(jìn)而得到∠B=2∠DCE.答案詳解:證明:(1)連接DE,∵AD⊥BC,∴∠ADB=90°,∵DE是中線,∴DE=BE=AE,∵DC=BE,∴DC=DE,∵DG⊥CE,∴CG=EG,即G是CE的中點(diǎn);(2)由(1)知DE=CD=BE,∴∠DCE=∠DEC,∠B=∠BDE,∵∠BDE=∠DCE+∠DEC=2∠DCE,∴∠B=2∠DCE.8.已知一直角三角形的兩直角邊長(zhǎng)分別為6和8,則斜邊上中線的長(zhǎng)度是5.試題分析:直角三角形中,斜邊長(zhǎng)為斜邊中線長(zhǎng)的2倍,所以求斜邊上中線的長(zhǎng)求斜邊長(zhǎng)即可.答案詳解:解:在直角三角形中,兩直角邊長(zhǎng)分別為6和8,則斜邊長(zhǎng)=62∴斜邊中線長(zhǎng)為12×10=所以答案為5.9.如圖,在Rt△ABC中,點(diǎn)D為AB的中點(diǎn),連接CD,若∠B=60°,則∠ACD=30°.試題分析:根據(jù)直角三角形的兩銳角互余求出∠A,根據(jù)直角三角形的性質(zhì)得到CD=AD,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)解答即可.答案詳解:解:在Rt△ABC中,∠B=60°,∴∠A=90°﹣60°=30°,在Rt△ABC中,點(diǎn)D為AB的中點(diǎn),∴CD=12AB=∴∠ACD=∠A=30°,所以答案為:30.10.已知:如圖,在△ABC中,AD是高,E、F分別是AB、AC的中點(diǎn).(1)AB=6,AC=8,求四邊形AEDF的周長(zhǎng);(2)求證:EF⊥AD.試題分析:(1)根據(jù)線段中點(diǎn)的概念求出AE、AF,根據(jù)直角三角形的性質(zhì)分別求出DE、DF,根據(jù)四邊形的周長(zhǎng)公式計(jì)算,得到答案;(2)根據(jù)三角形中位線定理得到EF∥BC,根據(jù)平行線的性質(zhì)證明即可.答案詳解:(1)解:∵AB=6,AC=8,E、F分別是AB、AC的中點(diǎn),∴AE=12AB=3,AF=12在Rt△ADB中,E是AB的中點(diǎn),∴DE=12AB=同理可得:DF=12AC=∴四邊形AEDF的周長(zhǎng)=AE+DE+DF+AF=3+4+4+3=14;(2)證明:∵E、F分別是AB、AC的中點(diǎn),∴EF是△ABC的中位線,∴EF∥BC,∵AD⊥BC,∴EF⊥AD.二.直角與30度---二分之一或2倍11.如圖,在△ABC中,AB=AC,∠A=120°,BC=12.若AB的垂直平分線交BC于點(diǎn)M,交AB于點(diǎn)E,AC的垂直平分線交BC于點(diǎn)N,交AC于點(diǎn)F,則MN=4.試題分析:連接AM、AN,由等腰三角形的性質(zhì)得∠B=∠C=30°,再由線段垂直平分線的性質(zhì)得BM=AM,CN=AN,然后由等腰三角形的在得∠MAB=∠B=30°,∠NAC=∠C=30°,證△AMN是等邊三角形,得MN=AM=AN,則MN=BM=CN,即可求解.答案詳解:解:連接AM、AN,∵AB=AC,∠A=120°,∴∠B=∠C=12(180°﹣120°)=∵M(jìn)E垂直平分AB,NF垂直平分AC,∴BM=AM,CN=AN,∴∠MAB=∠B=30°,∠NAC=∠C=30°,∴∠AMN=∠B+∠MAB=60°,∠ANM=∠C+∠NAC=60°,∴∠AMN=∠ANM,∴△AMN是等邊三角形,∴MN=AM=AN,∴MN=BM=CN,∴MN=13BC=所以答案為:4.12.如圖,已知∠AOB=30°,P是∠AOB的平分線OC上的任意一點(diǎn),PD∥OA交OB于點(diǎn)D,PE⊥OA于點(diǎn)E,如果OD=8cm,求PE的長(zhǎng).試題分析:過(guò)P作PF⊥OB于F,根據(jù)角平分線的定義可得∠AOC=∠BOC=15°,根據(jù)平行線的性質(zhì)可得∠DPO=∠AOP=15°,從而可得PD=OD,再根據(jù)30度所對(duì)的邊是斜邊的一半可求得PF的長(zhǎng),最后根據(jù)角平分線的性質(zhì)即可求得PE的長(zhǎng).答案詳解:解:過(guò)P作PF⊥OB于F,∵∠AOB=30°,OC平分∠AOB,∴∠AOC=∠BOC=15°,∵PD∥OA,∴∠DPO=∠AOP=15°,∴∠BOC=∠DPO,∴PD=OD=8cm,∵∠AOB=30°,PD∥OA,∴∠BDP=30°,∴在Rt△PDF中,PF=12PD=4∵OC為角平分線,PE⊥OA,PF⊥OB,∴PE=PF,∴PE=PF=4cm.13.如圖,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,AB的垂直平分線分別交AB,AC于點(diǎn)D,E求證:AE=2CE.試題分析:連接BE.根據(jù)三角形內(nèi)角和定理,得∠ABC=180°﹣∠ACB﹣∠A=60°.根據(jù)線段垂直平分線的性質(zhì),由DE是線段AB的垂直平分線,得AE=BE.根據(jù)含有30度角的直角三角形的性質(zhì),得CE=12答案詳解:證明:如圖,連接BE.∵∠ACB=90°,∠A=30°,∴∠ABC=180°﹣∠ACB﹣∠A=60°.∵DE是線段AB的垂直平分線,∴AE=BE.∴∠A=∠ABE=30°.∴∠CBE=∠ABC﹣∠ABE=30°.∵在Rt△CBE中,∠EBC=30°,∴CE=12∴CE=12即AE=2CE.14.如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,BC=12cm.動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā),沿AB向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)B出發(fā),沿BC向點(diǎn)C運(yùn)動(dòng),如果動(dòng)點(diǎn)P以2cm/s,Q以1cm/s的速度同時(shí)出發(fā),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t(s),解答下列問(wèn)題:(1)t為多少時(shí),△PBQ是等邊三角形?(2)P、Q在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,△PBQ的形狀不斷發(fā)生變化,當(dāng)t為多少時(shí),△PBQ是直角三角形?請(qǐng)說(shuō)明理由.試題分析:(1)根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)解答即可;(2)分兩種情況利用直角三角形的性質(zhì)解答即可.答案詳解:解:(1)要使△PBQ是等邊三角形,即可得:PB=BQ,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,BC=12cm.∴AB=24cm,可得:PB=(24﹣2t)cm,BQ=tcm,即24﹣2t=t,解得:t=8,所以答案為:8;(2)當(dāng)t為6s或485s時(shí),△PBQ理由如下:∵∠C=90°,∠A=30°,BC=12cm,∴AB=2BC=12×2=24(cm),∵動(dòng)點(diǎn)P以2cm/s,Q以1cm/s的速度出發(fā),∴BP=AB﹣AP=(24﹣2t)cm,BQ=tcm,∵△PBQ是直角三角形,∴BP=2BQ或BQ=2BP,當(dāng)BP=2BQ時(shí),24﹣2t=2t,解得t=6;當(dāng)BQ=2BP時(shí),t=2(24﹣2t),解得t=48所以,當(dāng)t為6s或485s時(shí),△PBQ15.如圖,早上8:00,一艘輪船以15海里/小時(shí)的速度由南向北航行,在A處測(cè)得小島P在北偏西15°方向上,到上午10:00,輪船在B處測(cè)得小島P在北偏西30°方向上,在小島P周圍18海里內(nèi)有暗礁,若輪船繼續(xù)向前航行,有無(wú)觸礁的危險(xiǎn)?試題分析:過(guò)點(diǎn)P作PD⊥AC于點(diǎn)D,利用三角形外角可求出∠P,利用角的度數(shù)可判斷△PAB為等腰三角形,利用時(shí)間和速度可求出AB的長(zhǎng)度,也就求出PB的長(zhǎng),再利用PD=12PB即可求得PD答案詳解:解:如圖,過(guò)點(diǎn)P作PD⊥AC于點(diǎn)D,∵∠PAB=15°,∠PBD=30°,∴∠APB=15°,∴∠PAB=∠APB,∴PB=AB,∵AB=15×2=30(海里),∴PB=30(海里),在Rt△PBD中,∠PDB=90°,∠PBD=30°,∴PD=12PB=12×∴輪船繼續(xù)向前航行,有觸礁的危險(xiǎn).16.如圖,Rt△ABC中,∠BAC=90°,∠C=30°,AD⊥BC于D,BF平分∠ABC,交AD于E,交AC于F.(1)求證:△AEF是等邊三角形;(2)求證:BE=EF.試題分析:(1)由∠BAC=90°,∠C=30°可得∠ABC=60°,根據(jù)BF平分∠ABC得∠CBF=∠ABF=30°,根據(jù)∠AEF=∠BED=90°﹣∠CBF=60°,∠AFB=90°﹣∠ABF=60°,得∠AFE=∠AEF=60°,即可得△AEF是等邊三角形;(2)可得∠BAE=∠ABF=30°,則AE=BE,由(1)知△AEF是等邊三角形,得AE=EF,即可證明.答案詳解:證明:(1)∵∠BAC=90°,∠C=30°,∴∠ABC=60°,∵BF平分∠ABC,∴∠ABF=∠CBF=30°,∵AD⊥BC,∴∠ADB=90°,∴∠AEF=∠BED=90°﹣∠CBF=60°,∵∠AFB=90°﹣∠ABF=30°,∴∠AFE=∠AEF=60°,∴△AEF是等邊三角形;(2)∵∠ADB=90°,∠ABC=60°,∴∠BAE=∠ABF=30°,∴AE=BE,由(1)知△AEF是等邊三角形,∴AE=EF,∴BE=EF.17.同學(xué)們知道:“在直角三角形中,如果一條直角邊等于斜邊的一半,那么這條直角邊所對(duì)的銳角等于30°.”(1)請(qǐng)寫出它的逆命題在直角三角形中,如果一個(gè)銳角等于30度,那么它所對(duì)的直角邊等于斜邊的一半;(2)應(yīng)用:若學(xué)校有一塊三角形的綠地,AB=BC=20m,∠A=15°,求綠地△ABC的面積?試題分析:(1)根據(jù)逆命題的定義可求解;(2)過(guò)C點(diǎn)作CD⊥AB交AB的延長(zhǎng)線于點(diǎn)D,由等腰三角形的性質(zhì)及三角形外角的性質(zhì)可求解∠CBD=30°,利用含30°角的直角三角形的性質(zhì)可得CD=10cm,再利用三角形的面積公式計(jì)算可求解.答案詳解:解:(1)逆命題為:在直角三角形中,如果一個(gè)銳角等于30度,那么它所對(duì)的直角邊等于斜邊的一半,所以答案為:在直角三角形中,如果一個(gè)銳角等于30度,那么它所對(duì)的直角邊等于斜邊的一半;(2)過(guò)C點(diǎn)作CD⊥AB交AB的延長(zhǎng)線于點(diǎn)D,∵AB=BC=20m,∠A=15°,∴∠A=∠ACB=15°,∴∠DBC=∠A+∠ACB=30°,∴CD=12BC=10∴S△ABC=12AB?CD=12×20×10=三.直角與勾股18.勾股定理與黃金分割并稱為幾何學(xué)中的兩大瑰寶.勾股定理的發(fā)現(xiàn)可以稱為是數(shù)學(xué)史上的里程碑,2000多年來(lái),人們對(duì)它進(jìn)行了大量的研究,至今已有幾百種證法.利用圖形中有關(guān)面積的等量關(guān)系可以證明勾股定理,利用如圖①的直角三角形紙片拼成的②③④⑤四個(gè)圖形中,可以證明勾股定理的圖形有()個(gè).A.1 B.2 C.3 D.4試題分析:在圖②中,無(wú)法用面積的等量關(guān)系證明勾股定理;在圖③中,梯形的面積等于三個(gè)直角三角形的面積的和,即可得出a2+b2=c2;在圖④中,大正方形的面積等于四個(gè)全等的直角三角形的面積與中間小正方形面積的和,即可得出a2+b2=c2;在圖⑤中,大正方形的面積等于四個(gè)全等的直角三角形的面積與中間小正方形面積的和,即可得出a2+b2=c2;即可得出結(jié)果.答案詳解:解:在圖②中,無(wú)法用面積的等量關(guān)系證明勾股定理;在圖③中,梯形的面積等于三個(gè)直角三角形的面積的和,即12(a+b)(a+b)=12ab×2+化簡(jiǎn)得:a2+b2=c2;在圖④中,大正方形的面積等于四個(gè)全等的直角三角形的面積與中間小正方形面積的和,即c2=12ab×4+(b﹣a)化簡(jiǎn)得:a2+b2=c2;在圖⑤中,大正方形的面積等于四個(gè)全等的直角三角形的面積與中間小正方形面積的和,即(a+b)2=c2+12ab×化簡(jiǎn)得:a2+b2=c2;所以選:C.19.如圖,有兩棵樹(shù),一棵高12米,另一棵高6米,兩樹(shù)相距8米,一只鳥(niǎo)從一棵樹(shù)的樹(shù)梢飛到另一棵樹(shù)的樹(shù)梢,問(wèn)小鳥(niǎo)至少飛行10米.試題分析:根據(jù)“兩點(diǎn)之間線段最短”可知:小鳥(niǎo)沿著兩棵樹(shù)的樹(shù)梢進(jìn)行直線飛行,所行的路程最短,運(yùn)用勾股定理可將兩點(diǎn)之間的距離求出.答案詳解:解:如圖,設(shè)大樹(shù)高為AB=12m,小樹(shù)高為CD=6m,過(guò)C點(diǎn)作CE⊥AB于E,則四邊形EBDC是矩形,連接AC,∴EB=6m,EC=8m,AE=AB﹣EB=12﹣6=6(m),在Rt△AEC中,AC=62+8故小鳥(niǎo)至少飛行10m.所以答案為:10.20.公元3世紀(jì)切,中國(guó)古代書學(xué)家趙爽注《周牌算經(jīng)》時(shí),創(chuàng)造了“趙爽弦圖”.如圖,勾a=3,弦c=5,則小正方形ABCD的面積為()A.1 B.3 C.4 D.9試題分析:根據(jù)勾股定理和正方形的面積公式可求解.答案詳解:解:如圖,∵勾a=3,弦c=5,∴股b=52∴小正方形的邊長(zhǎng)=4﹣3=1,∴小正方形的面積=12=1,所以選:A.21.小明打算測(cè)量學(xué)校旗桿的高度,他發(fā)現(xiàn)旗桿頂部的繩子垂到地面后還多出1m,當(dāng)他把繩子斜拉直,且使繩子的底端剛好接觸地面時(shí),測(cè)得繩子底端距離旗桿底部5m,由此可計(jì)算出學(xué)校旗桿的高度是12m.試題分析:根據(jù)題意,畫出圖形,可將該問(wèn)題抽象為解直角三角形問(wèn)題,該直角三角形的斜邊比其中一條直角邊多1m,而另一條直角邊長(zhǎng)為5m,可以根據(jù)勾股定理列方程求出斜邊的長(zhǎng),即為旗繩的長(zhǎng).答案詳解:解:如圖,旗桿繩AC垂到地面B處時(shí)多出1m,∠ABC=90°,把繩子斜拉直時(shí),繩子底端距離旗桿底部5m,可知AC比AB多1m,BC=5m,設(shè)AC=xm,則AB=(x﹣1)m,∵AB2+BC2=AC2,∴(x﹣1)2+52=x2,解得x=13,∴AC=13m,∴AB=13﹣1=12(m)所以答案為:12m.22.如圖,點(diǎn)B,C,D共線,∠C=∠ABE=∠D=90°,BC=DE.(1)求證:AB=BE;(2)連接AE,設(shè)BC=a,AC=b,AB=c.求證:a2+b2=c2.試題分析:(1)根據(jù)AAS證明△ABC≌△BED即可得結(jié)論;(2)由△ABC≌△BED,可得AC=BD=b,BC=DE=a,AB=BE=c,再根據(jù)三角形的等面積法即可得結(jié)論.答案詳解:(1)證明:∵∠ABE=90°∴∠ABC+∠EBD=90°∵在△ABC中,∠C=90°∴∠ABC+∠A=90°∴∠EBD=∠A,在△ABC與△BED中,∠EBD=∴△ABC≌△BED(AAS),∴AB=BE;(2)證明:由(1)可得△ABC≌△BED,∴AC=BD=b,BC=DE=a,AB=BE=c,由面積法可知:S梯形ACDE=S△ABC+S△BDE+S△ABE=ab+12cS梯形ACDE=12(AC+DE)(BC+BD)=12(a+∴ab+12c2=12(a+∴a2+b2=c2.23.如圖,有一塊四邊形的綠地ABCD,已知:AB=3m,BC=4m,∠B=90°,CD=12m,AD=13m.(1)判斷△ACD的形狀;(2)求這塊綠地ABCD的面積.試題分析:(1)由勾股定理求出AC,根據(jù)AC2+CD2=AD2即可判定△ACD為直角三角形;(2)由直角三角形面積即可計(jì)算該綠地的面積.答案詳解:解:(1)∵∠B=90°,在直角△ABC中,由勾股定理得:AC=AB2+B∵52+122=132,∴AC2+CD2=AD2,∴△ACD是直角三角形;(2)∵S四邊形ABCD=S△ABC+S△ACD=12AB?BC+12∴S四邊形ABCD=12×3×4+12×5×12=6+30答:該綠地ABCD的面積為36m2.24.如圖,小明爸爸在魚(yú)池邊開(kāi)了一塊四邊形土地種了一些蔬菜,爸爸讓小明計(jì)算這塊土地的面積,以便估算產(chǎn)量.小明測(cè)得AB=8m,AD=6m,CD=24m,BC=26m,又已知∠A=90°.求這塊土地的面積.試題分析:本題要先把解四邊形的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成解三角形的問(wèn)題,再用勾股定理解答.答案詳解:解:連接BD,∵∠A=90°,∴BD2=AD2+AB2=100則BD2+CD2=100+576=676=262

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