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勾股定理及其逆定理提高练习及解析

2021-12-14 来源:乌哈旅游
勾股定理及其逆定理提高练习及解析

、选择题

1.将一个有 45 度角的三角板的直角顶点 C放在一张宽为 3cm的纸带边沿上,另一个顶点 A 在纸带的另 一

边沿上,测得三角板的一边与纸带的一边所在的直线成 30 度角,如图,则三角板的最大边的长为 (

A. 3cm B. 6cm

C. 3

cm

D. 6 cm

).

2 .在△ 中,若 ,则△ 是( )

. 锐角三角形 . 钝角三角形 . 等腰三角形 . 直角三角形

3. 如图,已知直角梯形 ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,AD=2,BC=DC=,5点 P在 BC上移动,则当 PA+PD 取最小值时,△ APD中边 AP上的高为( ) .

A. B. C. D.3

4. 如图,分别以直角 的三边 为直径向外作半圆. 设直线 左边阴影部分的面 积为 ,右边阴影部分的面积

和为 ,则( ) .

A. B . C. D .无法确定

5. 如图,是一长、宽都是 3cm,高 BC=9cm的长方体纸箱, BC上有一点 P,PC= BC,一只蚂蚁从点 A 出发 沿纸箱表面爬行到点 P 的最短距离是(

1

A. 6 cm B. 3 cm C. 10cm D. 12cm

6. 勾股定理是几何中的一个重要定理.在我国古书《周髀算经》中就有“若勾三,股四,则的 图2 KLMJ

弦五” 记载.如图 1 是由边长相等的小正方形和直角三角形构成的,可以用其面积关系验的边上, 证勾股定理. 是由图 1 放入矩形内得到的,∠ BAC=90°, AB=3,AC=4,点 D,E,F,

D.121

二、填空题

7. 如图,在由 12 个边长都为 1 且有一个锐角是 60°的小菱形组成的网格中, 点 P 是其中的一个顶点, 以

点 P 为直角顶点作格点直角三角形(即顶点均在格点上的三角形) ,请你写出所有可能的直角三角 形斜边的长 _____________ .

8. 如图,已知点 F的坐标为 (3 ,0) ,点 A、B分别是某函数图象与 x 轴,y 轴的交点,点 P是此图像上

的一动点,设点 P的横坐标为 x,PF的长为 d,且d与x之间满足关系: d=5- x(0 ≤x≤5), 则结论: ①AF=2; ② BF=5; ③OA=5; ④OB=3中,正确结论的序号是

9. 如图,折叠矩形纸片 ABCD,使点 B 落在边 AD上,折痕 EF 的两端分别在 AB、BC上(含端点),且 AB=6cm, BC=10cm.则折痕 EF 的最大值是 cm.

2

10. 勾股定理有着悠久的历史,它曾引起很多人的兴趣. 1955 年希腊发行了二枚以勾股图为背景的邮 票.所

谓勾股图是指以直角三角形的三边为边向外作正方形构成,它可以验证勾股定理.在右图的勾股 图中,已知∠ ACB=90°,∠ BAC=30°, AB=4.作△ PQR使得∠ R=90°,点 H 在边 QR上,点 D,E在边 PR 上,点 G,F 在边 PQ上,那么△ PQR的周长等于 _________________ .

11.观察下列一组

数:列 3、 4、 5,猜想: 32=4+5; 举:列 5、 12、13,猜想: 52=12+13; 2 举: 列 27、 24、25,猜想: 7=24+25;⋯ 举: 2

列举: 13、 b、c,猜想: 13=b+c; 请你分析上述数据的规律,结合相关知识求得

b= _____________________________________________ ,c= _______ .

12. 如图,正方体的棱长为 2,O为 AD的中点, 则 O,A1,B 三点为顶点的三角形

三、解答

题 作长为 、 、 的线段 . 14 13.

14 如图 A、 B为两个村庄, AB、BC、 CD为公路, BD为田地, AD为河宽,且 CD与 AD互相垂直。现

要 从点 E处开设通往村庄 A、村庄 B 的一条电缆,现在共有两种铺设方案:方案一: E→D→A→B;方案 二: E→C→ B→A.经测量得

千米, BC=10 千米,∠ BDC=45°,∠ ABD=15°.已知:地下电

缆的修建费为 2万元/千米,水下电缆的修建费为 4 万元/千米. 求: 1)河宽 AD(结果保留根号 ) ;

2) 公路 CD的长 ;

3

15. 如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°, ∠BAC=30°, AB=4,分别以 AB、BC、AC为边作正方形 ABED、BCFK、 ACGH,再作 Rt△PQR,使∠ R=90°,点 H在边 QR上,点 D、E在边 PR上,点 G、F 在边 PQ

上,求 PQ的 长?

16.刘卫同学在一次课外活动中,用硬纸片做了两个直角三角形,见图①、②.图①中,∠ B=90°,

∠A=30°, BC=6cm;图②中,∠ D=90°,∠ E=45°, DE=4cm.图③是刘卫同学所做的一个实验:他将 △DEF的直角边 DE与△ ABC的斜边 AC重合在一起,并将△ DEF沿 AC方向移动.在移动过程中, D、E 两点始终在 AC边上(移动开始时点 D与点 A 重合). ( 1)在△ DEF沿 AC方向移动的过程中,刘卫同学发现:

变”、“变大”或“变小” )

F、C 两点间的距离逐渐 _____ __. .(填

“不

(2)刘卫同学经过进一步地研究,编制了如下问题:

问题①:当△ DEF移动至什么位置,即 AD的长为多少F、C 的连线与 AB平行? 时,

问题②:当△ DEF移动至什么位置,即 AD的长为多少时,以线段 AD、FC、 BC的长度为三边长的三角 形是直角三角形?

问题③:在△ DEF的移动过程中,是否存在某个位置,使得∠ FCD=15°?如果存在,求出 AD的长度; 如果不存在,请说明理由.

3) 哪种方案铺设电缆的费用低 ?请说明理由。

4

请你分别完成上述三个问题的解答过程.

5

答案与解析】 .选择题

1. 【答案】 D.

解析】过点 A 作 AH 垂直于纸带边沿于点 H , 在直角△ AHC 中,∵ AH=3 ,∠ ACH=30 °,

∴AC=2AH=6,

再在等腰直角△ ABC 中,∵ AC=6, ∠ B=45 ∴AB= 故选 D.

2.【答案】 D.

.

解析】因为 =4 ,所以 ,

,由勾股定理的逆定理可知:△ ABC是直角三角形 , 答案选 D. 3.【答案】 C.

【解析】如图,过 D点作 DE⊥ BC于 E,则 DE=AB,AD=BE,EC=B-C

BE=3

在 Rt△ CDE中, DE= ,

延长 AB至 F,使 AB=BF,连接 DF,交 BC于 P 点,连接

AP, 这时候 PA+PD取最小值,

∵AD∥BC, B 是 AF中点, ∴

在 Rt△ ABP中, AP= ∵

∴ = ,故选 C.

4.【答案】 A.

解析】圆的面积为 ,设三条边长为 a,b,c, 分别表示三块阴影部分面积,用勾股定理即可

6

5.【答案】 A.

【解析】( 1)如图 1,AD=3cm,DP=3+6=9cm,在Rt△ADP 中,AP= =3 cm;

( 2)如图 2,AC=6cm ,CP=3+3=6cm ,

Rt△ADP 中, AP=

=6 cm.

综上,蚂蚁从点 A 出发沿纸箱表面爬行到点 P 的最短距离是 6 cm.故选 A .

.填空题

7.【答案】 2, , , 4, .

解析】如下图,可能的直角三角形斜边长有 2, , , 4, .

8.【答案】①; ②; ③ .

【解析】令 x=0得到d=5,此时点 P与点B重合, BF=5,由勾股定理的 OB=4.令x=5得到d=2,此时点与点 A 重合,可得 AO=5,AF=2.

9.【答案】

.

【解析】如图,点 F与点 C 重合时,折痕 EF最大, 由翻折的性质得, BC=B ′C=10cm, 在 Rt△B′DC 中, B′D=

= =8cm ,

∴AB′=AD ﹣B′D=10﹣ 8=2cm, 设 BE=x,则 B′E=BE=x ,

AE=AB ﹣BE=6 ﹣x,

在 Rt△AB ′E 中, AE 2+AB ′2=B′E2, 即( 6﹣ x) 2+22=x2,

7

P 解得 x= , 在 Rt△BEF 中,

EF=

=

cm .

故答案为: . 10.【答 案】 27+13 3 . AC,进而由等边三角形的性质和正方形的性质及

三角函数就可求得 QR的长,在直角△ QRP中运用三角函数即可得到 RP、QP 的长,就可求出△

PQR

的周长.

11. 【答案】 84,85.

【解析】认真观察三个数之间的关系:首先发现每一组的三个数为勾股数,第一个数为从 连续的奇数,第二、三个数为连续的自然数;进一步发现第一个数的平方是第二、三个数的和;

22

3 开始

最后得出第 n 组数为( 2n+1),(

(2n 1) 1

),(

(2n 1) 1

),由此规律解决问题.

12.【答

案】

解析】直角△ AA1O和直角△ OBA中,利用勾股定理可以得到 OA1=OB= 5 ,

在直角△ A1AB中,利用勾股定理得 A1B=2 2 ,过点 O作高,交 A1B 与 M,连接 AM, 则△ AOM是直角三角形,则 AM=1 A1B= 2,OM= OA2 AM2 = 3,

2

∴△OA1B的面积=1A1B?OM= 6 .

2

三 . 综合题 13.【解析】

作法 :如图所示

8

1)作直角边为 1(单位长度)的等腰直角△ ACB,使 AB为斜边; 2)作以 AB为一条直角边,另一直角边为 1的 Rt 。斜边为 ; 3)顺次这样做下去,最后做到直角三角形

,这样斜边 、 、 、 的长

度就是 、 、 、 .

14.【解析】 1). 过 B 作 BF⊥AD交 DA延长线于 F,

在 Rt△ ABF中,可知∠ BAF=60°, AB ,

∴ BF=6 ,

在 Rt△ BFD中,∵∠ BDF=45°, ∴ DF=BF=6,

2). 过 B 作 BG⊥ CD于 G,则 BG=6, BC=10,有 CG=8, ∴ DC=CG+DG=14.

3). 设 CE=x,则方案一、二费用分别为:

由 可解得 ∴ 当

当 0< CE< 时,方案二较省; 当 CE=

时,方案一、二均可.

15.【解析】 解:延长 BA 交 QR 于点 M,连接 AR,AP . 在

△ABC 和 △GFC 中

∴△ABC ≌△GFC( SAS), ∴ ∠CGF= ∠ BAC=30 °,

6

9

在直角 △AMR 中, MR=AD=AB=4 ∴ QR=2 +3+4=7+2 , ∴ QP=2QR=14+4 . 故答案为:

14+4 .

16. 【解析】

∴ ∠HGQ=60 °,

∵ ∠HAC= ∠BAD=90 °, ∴ ∠BAC+

∠DAH=180 °, 又∵AD ∴ ∠RHA+ ∠DAH=180 °,

∴ ∠∠BAC=30 °, ∴ ∠RHA= QHG=60 °, ∴∠Q=∠QHG=∠QGH=60 °, ∴ △QHG 是等边三角形.

AC=AB ?cos30°=4 × =2 ,

则 QH=HA=HG=AC=2

在直角 △ HMA 中,HM=AH ?sin60 °=2

=3,

(1)变小;

(2)问题①:∵∠ B=90°,∠ A=30°, BC=6cm ∴AC=12 ∵∠ FDE=90°,∠ DEF=45°, DE=4 ∴ DF=4cm

连接 FC,设 FC∥ AB ∴∠ FCD=∠ A=30° ∴在 Rt△FDC中, DC=4 3 ∴ AD=AC-DC=12-4 3 ∴AD=12-4 3 时, FC∥AB;

问题②:设 AD=x,在 Rt△ FDC中, FC2=DC2+FD2=(12-x )2+16 ∵ AC=12cm, DE=4cm, ∴AD≤ 8cm,

10

II )当 AD为斜边时,

由 FC2+BC2=AD2得,(12-x ) 2+16+62=x2, x= 49 >8(不合题意舍去) ;

6

III )当 BC为斜边时,

由 AD2+FC2=BC2得, x2+(12-x ) 2+16=36, x 2-24x+160=0 , 方程无解,

31

∴由( I )、(II )、(III )得,当 x= 时,以线段 AD、FC、BC的长度为三边长的三角形是直角三角

6

形; 另解: BC不能为斜边, ∵FC>CD,∴ FC+AD>12

∴FC、 AD中至少有一条线段的长度大于 6, ∴BC不能为斜边,

31

∴由( I )、(II )、(III )得,当 x= cm时,以线段 AD、 FC、

假设∠ FCD=15° ∵∠ EFC=30°

6

作∠ EFC的平分线,交 AC于点 P

则∠ EFP=∠CFP=15°,∠ DFE+∠ EFP=60° ∴ PD=4 3 , PC=PF=2FD=8 ∴PC+PD=8+4 3> 12

∴不存在这样的位置,使得∠ FCD=15° ; 解法二:不存在这样的位置,使得∠ FCD=15°

假设∠ FCE=15°AD=x 由∠ FED=45° 得∠ EFC=30°

作 EH⊥ FC,垂足为 H. ∴ HE=1 EF=2 2

2

CE=AC-AD-DE=8-x

且 FC2=( 12-x )2+16 ∵∠ FDC=∠ EHC=90° ∠DCF为公共角 ∴△ CHE∽△ CDF ∴ EC = HE

FC = DF

HE

)2=(2 2)

2

1 DF 4

==

2

6

11

∴( EC )2=1 ,即

(8 x)2 =1

FC 2 (12 x)2 16 2 整理后,得到方程 x2-8x-32=0 ∴x1=4-4 3 < 0(不符合题意,舍去)

x2=4+4 3 >8(不符合题意,舍去) ∴不存在这样的位置,使得∠ FCD=15°

( I )当 FC 为斜边时,

由 AD2+BC2=FC2得, x2+62=( 12-x )2+16,x= 31;

12

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