专题06 勾股定理
勾股定理——面积问题
1.(2022·宿迁期中)如图,、、分别是以的三边为直径所画半圆的面积,其中,,则 .
【答案】
【详解】解:是直角三角形,
,
,
又,,
.
故本题答案为:.
2.(2022·连云港期中)如图,在四边形中,,分别以四边形的四条边为边长,向外作四个正方形,面积分别为,,和.若,,,则的值是 .
【答案】8
【详解】解:如图,连接,
由题意可知:,,
,
即,
.
故本题答案为:8.
3.(2022·扬州期中)如图,所有阴影部分四边形都是正方形,所有三角形都是直角三角形,若正方形、、的面积依次为4、6、20,则正方形的面积为 .
【答案】10
【详解】解:如图,
由题意可得:,,
,
正方形、、的面积依次为4、6、20,
,
.
故本题答案为:10.
4.(2022·镇江期中)如图,在中,,分别以、、为边向上作正方形,已知的面积为5,则图中阴影部分面积之和为 .
【答案】10
【详解】解:,
,
四边形是正方形,
,,
,
,
,
,
,
即,
,
图中阴影部分面积之和.
故本题答案为:10.
勾股定理——距离问题
5.(2022·南京期中)如图,在中,,,,则点到的距离是
A.10 B.11 C.12 D.13
【答案】
【详解】解:如图,过点作交的延长线于点,
在与中,由勾股定理得:
,
即,
,
,
即点到的距离是12,
故本题选:.
6.(2022·南通期中)如图,网格中的每个小正方形的边长为1,的顶点、、均在网格的格点上,于点,则的长为
A. B. C. D.
【答案】
【详解】解:如图所示:
,
,,,
即,
解得:.
故本题选:.
7.(2022·无锡期中)(1)如图,,已知中,,,的顶点、分别在边、上,当点在边上运动时,点随之在边上运动,的形状保持不变,在运动过程中,点到点的最大距离为 .
A.5 B.6 C.7 D.8
(2)如图,,动点和分别在射线、上运动,且,作,且.在运动过程中,的最大距离是
A. B. C. D.
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)如图,取的中点,连接,
,,
点是边中点,
,
,
连接,,有,
当、、共线时,有最大值,最大值是,
又为直角三角形,为斜边的中点,
,
,即;
(2)如图,取的中点,连接、,
,
当、、三点共线时,取得最大值为,
,是的中点,,
,
在中,由勾股定理得:,
在运动过程中,的最大距离为.
故本题选:;.
勾股定理——折叠问题
8.(2022·常州期中)如图,在矩形中,,.点是边上一点,沿翻折,点恰好落在边上点处,则的长是
A. B. C. D.3
【答案】
【详解】解:四边形为矩形,,,
,,,
沿翻折,
,,
在中,由勾股定理可得:
,
,
设,则,
在中,,
即,解得:,
的长为.
故本题选:.
9.(2022·盐城期中)如图,把四边形纸片分别沿和折叠,恰好使得点和点、点和点重合,在折叠成的新四边形中,,,,则的面积是 .
【答案】
【详解】解:由折叠得到,由折叠得到,
,,,,
,,,
,,,
,
,
,
,
如图,过点作交的延长线于点,
,,
,
在和中,
,
,
,
.
故本题答案为:.
勾股定理——特殊三角形的存在性问题2
10.(2022·苏州期中)如图,在中,,为边上一点,且,,,点是边上的动点,连接.
(1)求的长;
(2)当是直角三角形时,求的长.
【详解】解:(1)在中,,,,
,
是直角三角形,且,
,
,
在中,,
;
(2),,
,
是直角三角形需分两种情况分析:
①当时,,
在中,,
;
②当时,,
即,解得:,
,
;
综上,的长为或.
11.(2022·盐城期中)如图,中,,,,若点从点出发,以每秒的速度沿折线运动,设运动时间为秒.
(1)若点在上,且满足时,求出此时的值;
(2)若点恰好在的角平分线上,求的值.
【详解】解:(1)设存在点,使得,
此时,,
在中,,
即,解得:,
当时,;
(2)当点在的平分线上时,如图1,过点作于点,,
此时,,,
在中,,
即,解得:,
当时,在的角平分线上;
当点运动到点时,也符合题意,此时;
综上,满足条件的的值为或6.
12.(2022·常州期中)如图,在中,,,,动点从点出发沿射线以的速度移动,设运动的时间为秒.
(1)求边的长;
(2)当为直角三角形时,求的值;
(3)当为等腰三角形时,求的值.
【详解】解:(1)在中,,
;
(2)如图,
由题意知:,
①当为直角时,点与点重合,,即;
②当为直角时,,,,
在中,,
在中,,
即,解得:;
综上,当为直角三角形时,或;
(3)如图,
①当时,;
②当时,,;
③当时,,,,
在中,,
即,解得:;
综上,当为等腰三角形时,或或.
勾股定理的证明(含以弦图为背景的计算)
13.(2022·苏州期中)“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,较短直角边长为,若,大正方形的面积为13,则小正方形的面积为
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】
【详解】解:,
,
大正方形的面积为13,
,
,
小正方形的面积为.
故本题选:.
14.(2022·无锡期中)如图是用4个全等的直角三角形与1个小正方形镶嵌而成的正方形图案,已知大正方形面积为81,小正方形面积为16,若用,表示直角三角形的两直角边,请观察图案,指出以下关系式中不正确的是
A. B. C. D.
【答案】
【详解】解:由题意,故A正确;
,
由②得:,故D正确;
由①②可得:③,
,故C正确;
由①③得:,
,故B错误.
故本题选:.
15.(2022·常州期中)操作与探究
(1)图1是由有20个边长为1的正方形组成的,把它按图1的分割方法分割成5部分后可拼接成一个大正方形(内部的粗实线表示分割线),请你在图2的网格中画出拼接成的大正方形.
(2)如果(1)中分割成的直角三角形两直角边分别为,,斜边为.请你利用图2中拼成的大正方形证明勾股定理.
(3)应用:测量旗杆的高度
校园内有一旗杆,小希想知道旗杆的高度,经观察发现从顶端垂下一根拉绳,于是他测出了下列数据:①测得拉绳垂到地面后,多出的长度为0.5米;②他在距离旗杆4米的地方拉直绳子,拉绳的下端恰好距离地面0.5米.请你根据所测得的数据设计可行性方案,解决这一问题.(画出示意图并计算出这根旗杆的高度)
【详解】解:(1)如图所示即为拼接成的大正方形;
(2),
;
(3)建立问题模型:
如图,在四边形中,,,比长0.5米,米,米,求的长.
解:过点作,垂足为,
,,
,
四边形是矩形,
米,米,
设米,则米,米,
在中,,
,解得:,
答:旗杆的高为8米.
16.(2022·扬州期中)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,较小的直角边长都为,斜边长都为c),大正方形的面积可以表示为),也可以表示为,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,,斜边长为,则.
(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,在一条东西走向河流的一侧有一村庄,河边原有两个取水点,,其中,由于某种原因,由到的路现在已经不通,该村为方便村民取水决定在河边新建一个取水点、、在同一条直线上),并新修一条路,且.测得千米,千米,求新路比原路少多少千米?
(3)在第(2)问中若时,,,,,设,求的值.
【详解】解:(1)梯形的面积为,
也可以表示为,
,
即;
(2),
,
在中,,
即,解得:,
(千米),
答:新路比原路少0.05千米;
(3)设,则,
在中,,
在中,,
,
即,解得:.
勾股数
17.(2022·苏州期中)以下数组中,其中是勾股数的是
A.2.5,6,6.5 B.9,40,41 C.1,,1 D.2,3,4
【答案】
【详解】解:、2.5和6.5不是整数,不是勾股数;
、,是勾股数;
、不是整数,不是勾股数;
、,不是勾股数.
故本题选:.
18.(2022·连云港期中)如果正整数、、满足等式,那么正整数、、叫做勾股数,某同学将自己探究勾股数的过程列成下表,观察表中每列数的规律,可知的值为
A.47 B.62 C.79 D.98
【答案】
【详解】解:由题可得:,,,
,,,
当时,,
,,
.
故本题选:.
19.(2022·南通期中)阅读理解:如果一个正整数能表示为两个正整数,的平方和,即,那么称为广义勾股数,则下面的四个结论:①7不是广义勾股数;②13是广义勾股数;③两个广义勾股数的和是广义勾股数;④两个广义勾股数的积是广义勾股数.依次正确的是
A.②④ B.①②④ C.①② D.①④
【答案】
【详解】解:①不能表示为两个正整数的平方和,
不是广义勾股数,故①结论正确;
②,
是广义勾股数,故②结论正确;
③两个广义勾股数的和不一定是广义勾股数,
如5和10是广义勾股数,但是它们的和不是广义勾股数,故③结论错误;
④两个广义勾股数的积不一定是广义勾股数,
如2和2都是广义勾股数,但是它们的积不是广义勾股数,故④结论错误;
综上,正确的是①②.
故本题选:.
20.(2022·扬州期中)同学们都知道,凡是可以构成一个直角三角形三边的一组正整数,称之为“勾股数”.比如3,4,5或11,60,61等.
(1)请你写出另外两组勾股数:6, , ;7, , ;
(2)清朝的扬州籍数学家罗士琳提出了四个构造勾股数的法则,其中有两个法则如下:
(Ⅰ)如果是大于1的奇数,那么,,是一组勾股数
(Ⅱ)如果是大于2的偶数,那么,,是一组勾股数
①如果在一组勾股数中,其中有一个数为12,根据法则(Ⅰ)求出另外两个数;
②请证明两个法则的正确性.
【详解】解:(1)勾股数分别为6,8,10;7,24,25,
故本题答案为:8,10;24,25;
(2)①根据法则Ⅰ,则或,
或(不是奇数,舍去),
,
,
另外两个数为5、13;
②法则Ⅰ,证明过程如下:
.
;
法则Ⅱ,证明过程如下:
.
.
勾股定理的逆定理——直角三角形的判定
21.(2022·泰州期中·改编)下列各组线段能构成直角三角形的一组是
A.5cm,9cm,12cm B.7cm,12cm,13cm
C.20cm,60cm,20cm D.3cm,4cm,6cm
【答案】
【详解】解:、,不能构成直角三角形;
、,不能构成直角三角形;
、,能构成直角三角形;
、,不能构成直角三角形.
故本题选:.
22.(2022·常州期中)如图,在由单位正方形组成的网格图中标有、、、四条线段,其中能构成一个直角三角形三边的线段是
A.,, B.,, C.,, D.,,
【答案】
【详解】解:设小正方形的边长为1,
则,,
,.
因为,
所以能构成一个直角三角形三边的线段是、、.
故本题选:.
23.(2022·无锡/盐城期中)以下四组代数式作为的三边,能使为直角三角形的有
①,,为正整数);
②,,为正整数);
③,,,为正整数);
④,,,,为正整数).
A.1组 B.2组 C.3组 D.4组
【答案】
【详解】解:①,,为正整数),,能构成直角三角形;
②,,为正整数),,不能构成直角三角形;
③,,,为正整数),,能构成直角三角形;
④,,,,为正整数),,能构成直角三角形.
故本题选:.
24.(2022·泰州期中)如图,,垂足为,且,.点从点沿射线向右以2个单位秒的速度匀速运动,为的中点,连接、,设点运动的时间为.
(1)当为何值时,;
(2)当时,判断的形状,并说明理由.
【详解】解:(1)由题意得:,
为的中点,
,
,,
,,
,
,
在中,,
在中,,
令,
,
解得:或(舍去),
当时,;
(2)是直角三角形,理由如下:
当时,,
,
在中,,
在中,,
,,
,
是直角三角形.
勾股定理的逆定理——直角三角形的判定与性质
25.(2022·常州期中)如图,在中,,,,为边上一动点,于,于,则的取值范围为
A. B. C. D.
【答案】
【详解】解:,,,
,
是直角三角形,,
又,,
四边形是矩形,
如图,连接,
,
当时,取得最小值,
此时,解得:,
的最小值是,
,
的取值范围为:,
故本题选:.
26.(2022·无锡期中)如图所示的网格是正方形网格,则 .(点,,,,是网格线交点)
【答案】45
【详解】解:如图,连接,,
则,
故,
设正方形网格的边长为,
则,,,
,
是直角三角形,,
又,
,
.
故本题答案为:45.
27.(2022·常州期中)如图,正方形网格中每一个小正方形的边长为1,小正方形的顶点为格点,点,,为格点,点为与网格线的交点,则 .
【答案】
【详解】解:如图:连接,,设与交于点,
由题意得:,,,
,
是等腰直角三角形,
,
,
,,
,
,
,
是的一个外角,
,
.
故本题答案为:.
28.(2022·镇江期中)如图,已知在中,,,,为边上一个动点,连接,,分别交、于点、,垂足为,点为的中点,若四边形的面积为18,则的最大值为 .
【答案】
【详解】解:中,,,,
,
为直角三角形,且,
为的中点,
,
四边形的面积为18,,
,
即,
当取最小值时,有最大值,
故当时,值最小,最小值为,
此时.
故本题答案为:.
29.(2022·宿迁期中)如图,四边形中,,,,,,求四边形的面积.
【详解】解:如图,连接,
,,,
,
,,
,,
,
是直角三角形,
,
四边形的面积的面积的面积
,
四边形的面积为24.
30.(2022·南京期中)如图,在中,边上的垂直平分线与、分别交于点、,且.
(1)求证:;
(2)若,,求的长.
【详解】(1)证明:连接,
边上的垂直平分线为,
,
,
,
,
;
(2)解:设,则,
在中,,
,解得:,
的长为.
勾股定理的实际应用
31.如图所示,一圆柱高,底面半径为,一只蚂蚁从点爬到点处吃食,要爬行的最短路程(π取3)是
A. B. C. D.无法确定
【答案】
【详解】解:如图,沿将圆柱的侧面展开,
底面半径为,
,
在中,
,,
.
故本题选:.
32.(2022·南京/无锡/常州/南通期中)在《九章算术》中有一个问题(如图):今有竹高一丈,末折抵地,去本三尺,问折者高几何?它的意思是:一根竹子原高一丈(10尺),中部一处折断,竹梢触地面处离竹根3尺,试问折断处离地面 尺.
【答案】4.55
【详解】解:设折断处离地面尺,
根据题意可得:,
解得:,
答:折断处离地面4.55尺.
故本题答案为:4.55.
33.(2022·常州/苏州/淮安期中)将一根的筷子置于底面直径为,高为的圆柱形水杯中,如图所示,设筷子露在杯子外面的长度为,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】解:如图,当筷子的底端在点时,筷子露在杯子外面的长度最长,
;
当筷子的底端在点时,筷子露在杯子外面的长度最短,
在中,,,
,
此时;
所以的取值范围是.
故本题答案为:.
34.(2022·南通期中)如图,在笔直的高速路旁边有、两个村庄,村庄到公路的距离,村庄到公路的距离,测得、两点的距离为,现要在之间建一个服务区,使得、两村庄到服务区的距离相等,求的长.
【详解】解:设,则,
由勾股定理得:
在中,,
在中,,
由题意可知:,
所以,解得:
所以应建在距点,即.
35.(2022·盐城期中)一架长2.5米的梯子如图所示斜靠在一面墙上,这时梯足离墙底的距离为0.7米.
(1)求此时梯顶距地面的高度;
(2)如果梯顶下滑0.9米,那么梯足在水平方向,向右滑动了多少米?
【详解】解:(1)在Rt△ABC中,由勾股定理可得:AC2+BC2=AB2,
即AC2+0.72=2.52,解得:AC=2.4(m),
答:此时梯顶距地面的高度是2.4m;
(2)梯子的顶端下滑了0.9米至点,
,
在△中,由勾股定理得:,
即,解得:,
,
答:梯子的底端在水平方向滑动了.
36.(2022·淮安期中)森林火灾是一种常见的自然灾害,危害很大,随着中国科技、经济的不断发展,开始应用飞机洒水的方式扑灭火源.如图,有一台救火飞机沿东西方向,由点飞向点,已知点为其中一个着火点,且点与直线上两点,的距离分别为和,又,飞机中心周围以内可以受到洒水影响.
(1)着火点受洒水影响吗?为什么?
(2)若飞机的速度为,要想扑灭着火点估计需要13秒,请你通过计算判断着火点能否被扑灭?
【详解】解:(1)着火点受洒水影响.理由如下:
如图,过点作于,
由题意知:,,,
,,
,
是直角三角形,
,
,
,
飞机中心周围以内可以受到洒水影响,
着火点受洒水影响;
(2)如图,当时,飞机正好喷到着火点,
在中,,
,
飞机的速度为,
(秒),
秒秒,
着火点能被扑灭,
答:着火点能被扑灭.
37.(2022·苏州期中)如图,在弦图中,正方形的对角线与正方形的对角线交于点,对角线交正方形于,两点,记面积为,面积为,若,,则的值为 .
【答案】16
【详解】解:由题意可得:,,,
,,
,
,
,
在和中,
,
,
,
四边形为正方形,
,即,
在和中,
,
,
,即点为正方形的中心,
如图,过点作于点,
,,
,,
在中,由勾股定理得:,
,,
则,,
设,,则,
,
,
.
故本题答案为:16.
38.(2022·南通期中)如图中,,,.若动点从点开始以每秒1个单位的速度,按的路径运动,设运动的时间为秒,当为 时,为等腰三角形.
【答案】5或20或或
【详解】解:,
是直角三角形,
在中,由勾股定理得:,
当点在上时,,
;
当点在上时,分三种情况:
①当,如图1所示:
则,
;
②当时,
过点作于,如图2所示:
则,
,
,
在中,由勾股定理得:,
,
,
;
③当时,如图3所示:
则,
,,
,
,
,
;
综上,当或20或或时,为等腰三角形.
故本题答案为:5或20或或.
39.(2022·无锡期中)如图,已知在中,,,,是上的一点,,点从点出发沿射线方向以每秒2个单位的速度向右运动.设点的运动时间为.连接.
(1)当秒时,求的长度(结果保留根号);
(2)当为等腰三角形时,求的值;
(3)过点作于点.在点的运动过程中,当为何值时,能使?
【详解】解:(1)根据题意得:,,,
在中,根据勾股定理得:,
答:的长为;
(2)在中,,,
根据勾股定理得:,
若,则,解得:,
若,则,,解得:,
若,则,解得:,
答:当为等腰三角形时,的值为、16、5;
(3)①点在线段上时,过点作于,如图1所示:
则,
,
平分,
,
又,
,
,,
,
,
,
在中,由勾股定理得:,
解得:;
②点在线段的延长线上时,过点作于,如图2所示:
同①得:,
,,
,
,
,
在中,由勾股定理得:,
解得:;
综上,在点的运动过程中,当的值为5或11时,能使.