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文档介绍
2020全国中考数学试卷分类汇编(2)专题23 直角三角形与勾股定理
直角三角形与勾股定理 一.选择题 1. (2020•四川省自贡市•4分)如图,在△中,,以点为圆心,长为半径画弧,交于点,连接;则的度数为() A. 50° B. 40° C. 30° D. 20° 【解析】∵∠A=50°,可得∠B=40°,∵BC=BD,∴∠BCD=∠BDC,∵∠B+∠BCD+∠BDC=180°,∴∠BCD=70°,∴∠ACD=90°-70°=20°,故答案为D 2.(2020•内蒙古包头市•3分)如图,在中,,D是的中点,,交的延长线于点E.若,,则的长为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 根据题意将BD,BC算出来,再利用勾股定理列出方程组解出即可. 【详解】∵AC=2,BC=, ∴, ∵D是AB的中点, ∴AD=CD=BD=. 由题意可得: 两式相减得: , 解得DE=,BE=, 故选A. 【点睛】本题考查直角三角形中点性质和勾股定理,关键在于找出等式列出方程组. 3.(2020•广东省广州市•3分)往直径为的圆柱形容器内装入一些水以后,截面如图所示,若水面宽,则水的最大深度为( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 过点O作OD⊥AB于D,交⊙O于E,连接OA,根据垂径定理即可求得AD的长,又由⊙O的直径为,求得OA的长,然后根据勾股定理,即可求得OD的长,进而求得油的最大深度的长. 【详解】解:过点O作OD⊥AB于D,交⊙O于E,连接OA, 由垂径定理得:, ∵⊙O的直径为, ∴, 在中,由勾股定理得:, ∴, ∴油的最大深度为, 故选:. 【点睛】本题主要考查了垂径定理的知识.此题难度不大,解题的关键是注意辅助线的作法,构造直角三角形,利用勾股定理解决. 2. (2020•山东淄博市•4分)如图,在△ABC中,AD,BE分别是BC,AC边上的中线,且AD⊥BE,垂足为点F,设BC=a,AC=b,AB=c,则下列关系式中成立的是( ) A.a2+b2=5c2 B.a2+b2=4c2 C.a2+b2=3c2 D.a2+b2=2c2 【分析】设EF=x,DF=y,根据三角形重心的性质得AF=2y,BF=2EF=2x,利用勾股定理得到4x2+4y2=c2,4x2+y2=b2,x2+4y2=a2,然后利用加减消元法消去x、y得到A.B.c的关系. 【解答】解:设EF=x,DF=y, ∵AD,BE分别是BC,AC边上的中线, ∴点F为△ABC的重心,AF=AC=b,BD=a, ∴AF=2DF=2y,BF=2EF=2x, ∵AD⊥BE, ∴∠AFB=∠AFE=∠BFD=90°, 在Rt△AFB中,4x2+4y2=c2,① 在Rt△AEF中,4x2+y2=b2,② 在Rt△BFD中,x2+4y2=a2,③ ②+③得5x2+5y2=(a2+b2), ∴4x2+4y2=(a2+b2),④ ①﹣④得c2﹣(a2+b2)=0, 即a2+b2=5c2. 故选:A. 【点评】本题考查了三角形的重心:重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2:1. 也考查了勾股定理. 4. (2020•陕西•3分)如图,在3×3的网格中,每个小正方形的边长均为1,点A,B,C都在格点上,若BD是△ABC的高,则BD的长为( ) A. B. C. D. 【分析】根据勾股定理计算AC的长,利用面积差可得三角形ABC的面积,由三角形的面积公式即可得到结论. 【解答】解:由勾股定理得:AC==, ∵S△ABC=3×3﹣=3.5, ∴, ∴, ∴BD=, 故选:D. 【点评】本题考查了勾股定理,三角形的面积的计算,掌握勾股定理是解题的关键. 5. (2020•山东济宁市•3分)如图,在△ABC中点D为△ABC的内心,∠A=60°,CD=2,BD=4.则△DBC的面积是( ) A. 4 B. 2 C. 2 D. 4 【答案】B 【解析】 【分析】 过点B作BH⊥CD于点H.由点D为△ABC的内心,∠A=60°,得∠BDC=120°,则∠BDH=60°,由BD=4,BD:CD=2:1得BH=2,CD=2,于是求出△DBC的面积. 【详解】解:过点B作BH⊥CD于点H. ∵点D为△ABC的内心,∠A=60°, ∴∠BDC=90°+∠A=90°+×60°=120°, 则∠BDH=60°, ∵BD=4,BD:CD=2:1 ∴DH=2,BH=2,CD=2, ∴△DBC的面积为CD•BH=×2×2=2. 故选B. 【点睛】本题考查了三角形内心的相关计算,熟练运用含30°角的直角三角形的性质是解题的关键. 二.填空题 1.(2020•宁夏省•3分)我国古代数学经典著作《九章算术》中记载了一个“圆材埋壁”的问题:“今有圆材埋在壁中,不知大小.以锯锯之,深一寸,锯道长一尺.问径几何?”意思是:今有一圆柱形木材,埋在墙壁中,不知其大小.用锯去锯这木材,锯口深ED=1寸,锯道长AB=1尺(1尺=10寸).问这根圆形木材的直径是 26 寸. 【分析】根据题意可得OE⊥AB,由垂径定理可得尺=5寸,设半径OA=OE=r,则OD=r﹣1,在Rt△OAD中,根据勾股定理可得:(r﹣1)2+52=r2,解方程可得出木材半径,即可得出木材直径. 【解答】解:由题意可知OE⊥AB, ∵OE为⊙O半径, ∴尺=5寸, 设半径OA=OE=r, ∵ED=1, ∴OD=r﹣1, 则Rt△OAD中,根据勾股定理可得:(r﹣1)2+52=r2, 解得:r=13, ∴木材直径为26寸; 故答案为:26. 【点评】本题考查垂径定理结合勾股定理计算半径长度.如果题干中出现弦的垂线或者弦的中点,则可验证是否满足垂径定理;与圆有关的题目中如果求弦长或者求半径直径,也可以从题中寻找是否有垂径定理,然后构造直角三角形,用勾股定理求解. 2.(2020•贵州省安顺市•4分)如图,△ABC中,点E在边AC上,EB=EA,∠A=2∠CBE,CD垂直于BE的延长线于点D,BD=8,AC=11,则边BC的长为 4 . 【分析】延长BD到F,使得DF=BD,根据等腰三角形的性质与判定,勾股定理即可求出答案. 【解答】解:延长BD到F,使得DF=BD, ∵CD⊥BF, ∴△BCF是等腰三角形, ∴BC=CF, 过点C点作CH∥AB,交BF于点H ∴∠ABD=∠CHD=2∠CBD=2∠F, ∴HF=HC, ∵BD=8,AC=11, ∴DH=BH﹣BD=AC﹣BD=3, ∴HF=HC=8﹣3=5, 在Rt△CDH, ∴由勾股定理可知:CD=4, 在Rt△BCD中, ∴BC==4, 故答案为:4 【点评】本题考查勾股定理,解题的关键是熟练运用等腰三角形的性质与判定,本题属于中等题型. 3.(2020•山东东营市•4分)如图,在中,的半径为点是边上的动点,过点作的一条切线(其中点为切点),则线段长度的最小值为____. 【答案】 【解析】 【分析】 如图:连接OP、OQ,根据,可得当OP⊥AB时,PQ最短;在中运用含30°的直角三角形的性质和勾股定理求得AB.AQ的长,然后再运用等面积法求得OP的长,最后运用勾股定理解答即可. 【详解】解:如图:连接OP、OQ, ∵是的一条切线 ∴PQ⊥OQ ∴ ∴当OP⊥AB时,PQ最短 在Rt△ABC中, ∴AB=2OB=,AO=cos∠A·AB= ∵S△AOB= ∴,即OP=3 在Rt△OPQ中,OP=3,OQ=1 ∴PQ=. 故答案为. 【点睛】本题考查了切线的性质、含30°直角三角形的性质、勾股定理等知识点,此正确作出辅助线、根据勾股定理确定当PO⊥AB时、线段PQ最短是解答本题的关键. 4.(2020•山东菏泽市•3分)如图,矩形ABCD中,AB=5,AD=12,点P在对角线BD上,且BP=BA,连接AP并延长,交DC的延长线于点Q,连接BQ,则BQ的长为 3 . 【分析】根据矩形的性质可得BD=13,再根据BP=BA可得DQ=DP=8,所以得CQ=3,在Rt△BCQ中,根据勾股定理即可得BQ的长. 【解答】解:∵矩形ABCD中,AB=5,AD=12,∠BAD=∠BCD=90°, ∴BD==13, ∵BP=BA=5, ∴PD=BD﹣BP=8, ∵BA=BP, ∴∠BAP=∠BPA=∠DPQ, ∵AB∥CD, ∴∠BAP=∠DQP, ∴∠DPQ=∠DQP, ∴DQ=DP=8, ∴CQ=DQ﹣CD=DQ﹣AB=8﹣5=3, ∴在Rt△BCQ中,根据勾股定理,得 BQ===3. 故答案为:3. 【点评】本题考查了矩形的性质、勾股定理、等腰三角形的性质,解决本题的关键是综合运用以上知识. 5.(2020•山东临沂市•3分)我们知道,两点之间线段最短,因此,连接两点间线段的长度叫做两点间的距离;同理,连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短,因此,直线外一点到这条直线的垂线段的长度,叫做点到直线的距离.类似地,连接曲线外一点与曲线上各点的所有线段中,最短线段的长度,叫做点到曲线的距离.依此定义,如图,在平面直角坐标系中,点A (2,1)到以原点为圆心,以1为半径的圆的距离为 ﹣1 . 【分析】连接AO交⊙O于B,则线段AB的长度即为点A(2,1)到以原点为圆心,以1为半径的圆的距离,根据勾股定理即可得到结论. 【解答】解:连接AO交⊙O于B, 则线段AB的长度即为点A(2,1)到以原点为圆心,以1为半径的圆的距离, ∵点A(2,1), ∴OA==, ∵OB=1, ∴AB=﹣1, 即点A(2,1)到以原点为圆心,以1为半径的圆的距离为﹣1, 故答案为:﹣1. 【点评】本题考查了坐标与图形性质,勾股定理,线段的性质,正确的理解题意是解题的关键. 6. 2.(2020•广东省•4分)有一架竖直靠在直角墙面的梯子正在下滑,一只猫紧紧盯住位于梯子正中间的老鼠,等待与老鼠距离最小时扑捉.把墙面、梯子、猫、老鼠都理想化为同一平面内的线或点,模型如题17图,∠ABC=90°,点M、N分别在射线BA.BC上,MN长度始终不变,MN=4,E为MN的中点,点D到BA.BC的距离分别为4和2.在此滑动过程中,猫与老鼠的距离DE的最小值为_________________. 【答案】 【解析】 点B到点E的距离不变,点E在以B为圆心的圆上,线段BD与圆的交点即为所求最短距离的E点,BD=,BE=2 【考点】直角三角形的性质、数学建模思想、最短距离问题 7. (2020•四川省乐山市•3分)把两个含角的直角三角板按如图所示拼接在一起,点为的中点,连结交于点.则=_________. 【答案】 【解析】 【分析】 连接CE,设CD=2x,利用两个直角三角形的性质求得AD=4x,AC=2x,BC=x,AB=3,再由已知证得CE∥AB,则有,由角平分线的性质得,进而求得的值. 【详解】连接CE,设CD=2x, 在RtΔACD和RtΔABC中,∠BAC=∠CAD=30º, ∴∠D=60º,AD=4x,AC=, BC==x,AB=x, ∵点E为AD的中点, ∴CE=AE=DE==2x, ∴ΔCED为等边三角形, ∴∠CED=60º, ∵∠BAD=∠BAE+∠CAD=30º+30º=60º, ∴∠CED=∠BAD, ∴AB∥CE, ∴, 在ΔBAE中,∵∠BAE=∠CAD=30º ∴AF平分∠BAE, ∴, ∴, ∴, 故答案为:. 【点睛】本题考查了含30º的直角三角形、等边三角形的判定与性质、平行线分线段成比例、角平分线的性质等知识,是一道综合性很强的填空题,解答的关键是认真审题,找到相关知识的联系,确定解题思路,进而探究、推理并计算. 三.解答题 1.(2020•广东省深圳市•9分)背景:一次小组合作探究课上,小明将两个正方形按背景图位置摆放(点E,A,D在同一条直线上), 发现BE=DG且BE⊥DG。 小组讨论后,提出了三个问题,请你帮助解答: (1)将正方形AEFG绕点A按逆时针方向旋转,(如图1)还能得到BE=DG吗?如果能,请给出证明.如 若不能,请说明理由: (2)把背景中的正方形分别改为菱形AEFG和菱形ABCD,将菱形AEFG绕点A按顺时针方向旋转,(如图2)试问当∠EAG与∠BAD的大小满足怎样的关系时,背景中的结论BE=DG仍成立?请说明理由; (3)把背景中的正方形改成矩形AEFG和矩形ABCD,且,AE=4,AB=8,将矩形AEFG绕点A按顺时针方向旋转(如图3),连接DE,BG。小组发现:在旋转过程中, BG2+DE2是定值,请求出这个定值 背景图 图3 图2 图1 【考点】手拉手,相似,勾股 【解析】 解:(1)证明:∵四边形ABCD为正方形 ∴AB=AD, ∵四边形AEFG为正方形 ∴AE=AG, ∴ 在△EAB和△GAD中有: ∴△EAB≌△GAD ∴BE=DG (2)当∠EAG=∠BAD时,BE=DG成立。 证明:∵四边形ABCD菱形 ∴AB=AD ∵四边形AEFG为正方形 ∴AE=AG ∵∠EAG=∠BAD ∴ ∴ 在△EAB和△GAD中有: ∴△EAB≌△GAD ∴BE=DG (3)连接EB,BD,设BE和GD相交于点H ∵四边形AEFG和ABCD为矩形 ∴ ∴ ∵ ∴△EAB∽△GAD ∴ ∴ ∴, ∴ , ∴ 2.(2020•广东省•8分)已知关于x、y的方程组与的解相同. (1)求A.b的值; (2)若一个三角形的一条边的长为2,另外两条边的长是关于x的方程x2+ax+b=0的解,试判断该三角形的形状,并说明理由. 【答案】 解: (1) 由题意得,解得 由,解得 (2)该三角形的形状是等腰直角三角形,理由如下: 由(1)得x2﹣4x+12=0 (x-)2=0 x1=x2= ∴该三角形的形状是等腰三角形 ∵(2)2=24,()2=12 ∴(2)2=()2+()2 ∴该三角形的形状是等腰直角三角形 【解析】理解方程组同解的概念,一元二次方程的解法、三角形形状的判断 【考点】二元一次方程组、一元二次方程、勾股定理逆定理 3.(2020•贵州省安顺市•10分)如图,AB为⊙O的直径,四边形ABCD内接于⊙O,对角线AC,BD交于点E,⊙O的切线AF交BD的延长线于点F,切点为A,且∠CAD= ∠ABD. (1)求证:AD=CD; (2)若AB=4,BF=5,求sin∠BDC的值. 【分析】(1)根据圆周角定理得∠ABD=∠ACD,进而得∠ACD=∠CAD,便可由等腰三角形判定定理得AD=CD; (2)证明△ADF≌△ADE,得AE=AF,DE=DF,由勾股定理求得AF,由三角形面积公式求得AD,进而求得DE,BE,再证明△BEC∽△AED,得BC,进而求得sin∠BAC便可. 【解答】解:(1)证明:∵∠CAD=∠ABD, 又∵∠ABD=∠ACD, ∴∠ACD=∠CAD, ∴AD=CD; (2)∵AF是⊙O的切线, ∴∠FAB=90°, ∵AB是⊙O的直径, ∴∠ACB=∠ADB=∠ADF=90°, ∴∠ABD+∠BAD=∠BAD+∠FAD=90°, ∴∠ABD=∠FAD, ∵∠ABD=∠CAD, ∴∠FAD=∠EAD, ∵AD=AD, ∴△ADF≌△ADE(ASA), ∴AF=AE,DF=DE, ∵AB=4,BF=5, ∴AF=, ∴AE=AF=3, ∵, ∴, ∴DE=, ∴BE=BF﹣2DE=, ∵∠AED=∠BEC,∠ADE=∠BCE=90°, ∴△BEC∽△AED, ∴, ∴, ∴, ∵∠BDC=∠BAC, ∴. 【点评】本题主要考查了圆的切线的性质,圆周角定理,相似三角形的性质与判定,全等三角形的性质与判定,等腰三角形的性质与判定,解直角三角形的应用,勾股定理,关键是证明三角形全等与相似. 4.(2020•贵州省安顺市•8分)如图,在4×4的正方形网格中,每个小格的顶点叫做格点,以格点为顶点分别按下列要求画三角形. (1)在图①中,画一个直角三角形,使它的三边长都是有理数; (2)在图②中,画一个直角三角形,使它的一边长是有理数,另外两边长是无理数; (3)在图③中,画一个直角三角形,使它的三边长都是无理数. 【分析】(1)构造边长3,4,5的直角三角形即可. (2)构造直角边为2,斜边为4的直角三角形即可(答案不唯一). (3)构造三边分别为2,,的直角三角形即可. 【解答】解:(1)如图①中,△ABC即为所求. (2)如图②中,△ABC即为所求. (3)△ABC即为所求. 【点评】本题考查作图﹣应用与设计,无理数,勾股定理,勾股定理的逆定理等知识,解题的关键是熟练掌握基本知识,属于中考常考题型. 5. (2020•山东淄博市•8分)如图,著名旅游景区B位于大山深处,原来到此旅游需要绕行C地,沿折线A→C→B方可到达.当地政府为了增强景区的吸引力,发展壮大旅游经济,修建了一条从A地到景区B的笔直公路.请结合∠A=45°,∠B=30°,BC=100千米,≈1.4,≈1.7等数据信息,解答下列问题: (1)公路修建后,从A地到景区B旅游可以少走多少千米? (2)为迎接旅游旺季的到来,修建公路时,施工队使用了新的施工技术,实际工作时每天的工效比原计划增加25%,结果提前50天完成了施工任务.求施工队原计划每天修建多少千米? 【分析】(1)过点C作AB的垂线CD,垂足为D,在直角△BCD中,解直角三角形求出CD的长度和BD的长度,在直角△ACD中,解直角三角形求出AD的长度和AC的长度,再求出AB的长度,进而求出从A地到景区B旅游可以少走多少千米; (2)本题先由题意找出等量关系即原计划的工作时间﹣实际的工作时间=50,然后列出方程可求出结果,最后检验并作答. 【解答】解:(1)过点C作AB的垂线CD,垂足为D, 在直角△BCD中,AB⊥CD,sin30°=,BC=1000千米, ∴CD=BC•sin30°=100×=50(千米), BD=BC•cos30°=100×=50(千米), 在直角△ACD中,AD=CD=50(千米), AC==50(千米), ∴AB=50+50(千米), ∴从A地到景区B旅游可以少走:AC+BC﹣AB=50+100﹣(50+50)=50+50﹣50≈35(千米). 答:从A地到景区B旅游可以少走35千米; (2)设施工队原计划每天修建x千米,依题意有, ﹣=50, 解得x==0.54, 经检验x=0.54是原分式方程的解. 答:施工队原计划每天修建0.54千米. 【点评】本题考查了勾股定理的运用以及解一般三角形的知识,求三角形的边或高的问题一般可以转化为解直角三角形的问题,解决的方法就是作高线.同时考查了分式方程的应用,解题的关键是熟练掌握列分式方程解应用题的一般步骤,即①根据题意找出等量关系,②列出方程,③解出分式方程,④检验,⑤作答.注意:分式方程的解必须检验. 6. (2020•四川省成都市•8分)成都“339”电视塔作为成都市地标性建筑之一,现已成为外地游客到成都旅游打卡的网红地.如图,为测量电视塔观景台处的高度,某数学兴趣小组在电视塔附近一建筑物楼顶处测得塔处的仰角为45°,塔底部处的俯角为22°.已知建筑物的高约为61米,请计算观景台的高的值. (结果精确到1米;参考数据:,,) 【答案】观景台的高约为214米. 【解析】 【分析】 过点D作DM⊥AB于点M,由题意可得四边形DCBM是矩形,由矩形的性质可得BM=CD=61米;在Rt△BDM中,∠BDM=22°,BM=61米,由此可得tan22°=,即可求得DM=152.5米;再证明△ADM为等腰直角三角形,可得DM=AM=152.5 米,由此即可求得观景台的高的长. 【详解】过点D作DM⊥AB于点M,由题意可得四边形DCBM是矩形, ∴BM=CD=61米, 在Rt△BDM中,∠BDM=22°,BM=61米, tan∠BDM=, ∴tan22°=, 解得,DM=152.5米; ∵∠ADM=45°,DM⊥AB, ∴△ADM为等腰直角三角形, ∴DM=AM=152.5米, ∴AB=BM+AM=61+152.5=213.5≈214(米). 答:观景台的高约为214米. 【点睛】本题考查了解直角三角形的应用,正确作出辅助线,构建直角三角形是解决问题的关键. 7. (2020•四川省甘孜州•8分)热气球的探测器显示,从热气球A处看大楼BC顶部C的仰角为30°,看大楼底部B的俯角为45°,热气球与该楼的水平距离AD为60米,求大楼BC的高度.(结果精确到1米,参考数据:) 【答案】这栋楼的高度约为95米. 【解析】 【分析】 利用正切函数分别在Rt△ABD与Rt△ACD中求得BD与CD的长即可. 【详解】由题意可知,,米, 在中,(米), 在中,(米), (米). 答:这栋楼的高度约为95米. 【点睛】本题考查了解直角三角形的应用,准确确定直角三角形,灵活运用相关知识是解此题的关键. 8. (2020•北京市•7分)在△ABC中,∠C=90°,AC>BC,D是AB的中点.E为直线AC上一动点,连接DE.过点D作DF⊥DE,交直线BC于点F,连接EF. (1)如图1,当E是线段AC的中点时,设AE=a,BF=b,求EF的长(用含a,b的式子表示); (2)当点E在线段CA的延长线上时,依题意补全图2,用等式表示线段AE,EF,BF之间的数量关系,并证明. 【分析】(1)由三角形的中位线定理得DE∥BC,DE=,进而证明四边形CEDF是矩形得DE=CF,得出CF,再根据勾股定理得结果; (2)过点B作BM∥AC,与ED的延长线交于点M,连接MF,证明△ADE≌△BDM得AE=BM,DE=DM,由垂直平分线的判定定理得EF=MF,进而根据勾股定理得结论. 【解答】解:(1)∵D是AB的中点,E是线段AC的中点, ∴DE∥BC,DE=BC, ∵∠ACB=90°, ∴∠DEC=90°, ∵DF⊥DE, ∴∠EDF=90°, ∴四边形CEDF是矩形, ∴DE=CF=BC, ∴CF=BF=b, ∵CE=AE=a, ∴EF=; (2)AE2+BF2=EF2. 证明:过点B作BM∥AC,与ED的延长线交于点M,连接MF, 则∠AED=∠BMD,∠CBM=∠ACB=90°, ∵D点是AB的中点, ∴AD=BD, 在△ADE和△BDM中, , ∴△ADE≌△BDM(AAS), ∴AE=BM,DE=DM, ∵DF⊥DE, ∴EF=MF, ∵BM2+BF2=MF2, ∴AE2+BF2=EF2. 【点评】本题主要考查了直角三角形的性质,全等三角形的性质与判定,勾股定理,垂直平分线的判定,关键在于构造全等三角形.查看更多