9. (★★)如图,在 Rt△ABC 中,∠BCA = 90°,AC = 12,AB = 13,D 是 Rt△ABC 外一点,连接 DC,DB,且 CD = 4,BD = 3.
(1)求证:∠D = 90°;
(2)求四边形 ABDC 面积.
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(1)求证:∠D = 90°;
(2)求四边形 ABDC 面积.
答案
1. (1)证明$∠ D = 90^{\circ}$:
在$Rt△ ABC$中,$∠ BCA = 90^{\circ}$,根据勾股定理$a^{2}+b^{2}=c^{2}$(其中$c$为斜边,$a$、$b$为两直角边),可得$BC=\sqrt{AB^{2}-AC^{2}}$。
已知$AC = 12$,$AB = 13$,则$BC=\sqrt{13^{2}-12^{2}}=\sqrt{169 - 144}=\sqrt{25}=5$。
在$△ BCD$中,$CD = 4$,$BD = 3$,$BC = 5$。
因为$BD^{2}+CD^{2}=3^{2}+4^{2}=9 + 16=25$,$BC^{2}=5^{2}=25$,所以$BD^{2}+CD^{2}=BC^{2}$。
根据勾股定理的逆定理:如果三角形的三边长$a$、$b$、$c$满足$a^{2}+b^{2}=c^{2}$,那么这个三角形是直角三角形,其中$c$为斜边,所以$∠ D = 90^{\circ}$。
2. (2)求四边形$ABDC$的面积:
四边形$ABDC$的面积$S = S_{△ ABC}+S_{△ BCD}$。
对于$S_{△ ABC}$,根据三角形面积公式$S=\frac{1}{2}ah$($a$为底,$h$为高),在$Rt△ ABC$中,$a = AC$,$h = BC$,则$S_{△ ABC}=\frac{1}{2}× AC× BC$,已知$AC = 12$,$BC = 5$,所以$S_{△ ABC}=\frac{1}{2}×12×5 = 30$。
对于$S_{△ BCD}$,在$Rt△ BCD$中,$a = BD$,$h = CD$,根据三角形面积公式$S=\frac{1}{2}ah$,已知$BD = 3$,$CD = 4$,则$S_{△ BCD}=\frac{1}{2}× BD× CD=\frac{1}{2}×3×4 = 6$。
所以$S = S_{△ ABC}+S_{△ BCD}=30 + 6=36$。
综上,(1)已证$∠ D = 90^{\circ}$;(2)四边形$ABDC$的面积为$36$。
在$Rt△ ABC$中,$∠ BCA = 90^{\circ}$,根据勾股定理$a^{2}+b^{2}=c^{2}$(其中$c$为斜边,$a$、$b$为两直角边),可得$BC=\sqrt{AB^{2}-AC^{2}}$。
已知$AC = 12$,$AB = 13$,则$BC=\sqrt{13^{2}-12^{2}}=\sqrt{169 - 144}=\sqrt{25}=5$。
在$△ BCD$中,$CD = 4$,$BD = 3$,$BC = 5$。
因为$BD^{2}+CD^{2}=3^{2}+4^{2}=9 + 16=25$,$BC^{2}=5^{2}=25$,所以$BD^{2}+CD^{2}=BC^{2}$。
根据勾股定理的逆定理:如果三角形的三边长$a$、$b$、$c$满足$a^{2}+b^{2}=c^{2}$,那么这个三角形是直角三角形,其中$c$为斜边,所以$∠ D = 90^{\circ}$。
2. (2)求四边形$ABDC$的面积:
四边形$ABDC$的面积$S = S_{△ ABC}+S_{△ BCD}$。
对于$S_{△ ABC}$,根据三角形面积公式$S=\frac{1}{2}ah$($a$为底,$h$为高),在$Rt△ ABC$中,$a = AC$,$h = BC$,则$S_{△ ABC}=\frac{1}{2}× AC× BC$,已知$AC = 12$,$BC = 5$,所以$S_{△ ABC}=\frac{1}{2}×12×5 = 30$。
对于$S_{△ BCD}$,在$Rt△ BCD$中,$a = BD$,$h = CD$,根据三角形面积公式$S=\frac{1}{2}ah$,已知$BD = 3$,$CD = 4$,则$S_{△ BCD}=\frac{1}{2}× BD× CD=\frac{1}{2}×3×4 = 6$。
所以$S = S_{△ ABC}+S_{△ BCD}=30 + 6=36$。
综上,(1)已证$∠ D = 90^{\circ}$;(2)四边形$ABDC$的面积为$36$。
10. (★)在△ABC 中,BC:AC:AB = 1:1:√{2},则△ABC 是三角形.
答案
等腰直角
解析
设 $BC = k$,$AC = k$,$AB = \sqrt{2}k$,其中 $k > 0$。
根据勾股定理的逆定理,若 $BC^{2} + AC^{2} = AB^{2}$,则$\bigtriangleup ABC$是直角三角形。
计算可得:
$BC^{2} + AC^{2} = k^{2} + k^{2} = 2k^{2}$,
$AB^{2} = (\sqrt{2}k)^{2} = 2k^{2}$。
因为 $BC^{2} + AC^{2} = AB^{2}$,所以 $\bigtriangleup ABC$ 是直角三角形,又因为 $BC = AC$,所以 $\bigtriangleup ABC$ 是等腰直角三角形。
根据勾股定理的逆定理,若 $BC^{2} + AC^{2} = AB^{2}$,则$\bigtriangleup ABC$是直角三角形。
计算可得:
$BC^{2} + AC^{2} = k^{2} + k^{2} = 2k^{2}$,
$AB^{2} = (\sqrt{2}k)^{2} = 2k^{2}$。
因为 $BC^{2} + AC^{2} = AB^{2}$,所以 $\bigtriangleup ABC$ 是直角三角形,又因为 $BC = AC$,所以 $\bigtriangleup ABC$ 是等腰直角三角形。
11. (★)在△ABC 中,AC = 6,BC = a,AB = b,如果 a,b 满足(a + 6)(a - 6) + b² = 0,则△ABC 的形状是三角形.
答案
直角
解析
由(a + 6)(a - 6) + b² = 0,展开得a² - 36 + b² = 0,即a² + b² = 36。因为AC = 6,所以AC² = 36,故a² + b² = AC²。根据勾股定理的逆定理,△ABC是直角三角形。
12. (★★)如图,点 D,E 分别为△ABC 的边 BC,AC 上的点,连接 AD,DE,过点 E 作 EF//BC,连接 CF,若∠ADB = ∠CAD + 30°,AE = 5,DE = 12,AD = 13,则∠DEF 的度数为.
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答案
1. 首先,判断$△ ADE$的形状:
已知$AE = 5$,$DE = 12$,$AD = 13$。
根据勾股定理的逆定理$a^{2}+b^{2}=c^{2}$(其中$c$为最长边),对于$△ ADE$,有$AE^{2}+DE^{2}=5^{2}+12^{2}=25 + 144=169$,$AD^{2}=13^{2}=169$。
所以$AE^{2}+DE^{2}=AD^{2}$,则$△ ADE$是直角三角形,$∠ AED = 90^{\circ}$。
2. 然后,利用三角形外角性质:
因为$∠ ADB$是$△ ADC$的外角,根据三角形外角性质$∠ ADB=∠ CAD+∠ ACD$。
又已知$∠ ADB=∠ CAD + 30^{\circ}$,所以$∠ ACD = 30^{\circ}$。
3. 最后,根据平行线的性质求$∠ DEF$的度数:
因为$EF// BC$,根据平行线的性质,$∠ FEC=∠ ACD = 30^{\circ}$(两直线平行,内错角相等)。
又因为$∠ AED = 90^{\circ}$,$∠ AED+∠ DEF+∠ FEC = 180^{\circ}$(平角的定义)。
所以$∠ DEF=180^{\circ}-∠ AED-∠ FEC$。
把$∠ AED = 90^{\circ}$,$∠ FEC = 30^{\circ}$代入可得:$∠ DEF=180^{\circ}-90^{\circ}-30^{\circ}=60^{\circ}$。
故答案为$60^{\circ}$。
已知$AE = 5$,$DE = 12$,$AD = 13$。
根据勾股定理的逆定理$a^{2}+b^{2}=c^{2}$(其中$c$为最长边),对于$△ ADE$,有$AE^{2}+DE^{2}=5^{2}+12^{2}=25 + 144=169$,$AD^{2}=13^{2}=169$。
所以$AE^{2}+DE^{2}=AD^{2}$,则$△ ADE$是直角三角形,$∠ AED = 90^{\circ}$。
2. 然后,利用三角形外角性质:
因为$∠ ADB$是$△ ADC$的外角,根据三角形外角性质$∠ ADB=∠ CAD+∠ ACD$。
又已知$∠ ADB=∠ CAD + 30^{\circ}$,所以$∠ ACD = 30^{\circ}$。
3. 最后,根据平行线的性质求$∠ DEF$的度数:
因为$EF// BC$,根据平行线的性质,$∠ FEC=∠ ACD = 30^{\circ}$(两直线平行,内错角相等)。
又因为$∠ AED = 90^{\circ}$,$∠ AED+∠ DEF+∠ FEC = 180^{\circ}$(平角的定义)。
所以$∠ DEF=180^{\circ}-∠ AED-∠ FEC$。
把$∠ AED = 90^{\circ}$,$∠ FEC = 30^{\circ}$代入可得:$∠ DEF=180^{\circ}-90^{\circ}-30^{\circ}=60^{\circ}$。
故答案为$60^{\circ}$。
13. (★★)家长在选择婴儿车时,不仅关注其舒适性、便捷性,更关注婴儿车的安全性.图①是某平台出售的一种品牌婴儿车,图②为其部分结构示意图,经过测量,得到 AB = CD = 6 dm,BC = 3 dm,AD = 9 dm,其中 AB 与 BD 之间由一个固定为 90°的零件连接(即∠ABD = 90°).根据安全标准需满足 BC⊥CD,请判断该婴儿车是否符合安全标准,并说明理由.
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答案
符合安全标准。理由如下:
在Rt△ABD中,∠ABD=90°,AB=6dm,AD=9dm,由勾股定理得:
BD²=AD²-AB²=9²-6²=81-36=45。
在△BCD中,BC=3dm,CD=6dm,
BC²+CD²=3²+6²=9+36=45。
∵BC²+CD²=BD²,
∴△BCD是直角三角形,∠BCD=90°,即BC⊥CD。
故该婴儿车符合安全标准。
在Rt△ABD中,∠ABD=90°,AB=6dm,AD=9dm,由勾股定理得:
BD²=AD²-AB²=9²-6²=81-36=45。
在△BCD中,BC=3dm,CD=6dm,
BC²+CD²=3²+6²=9+36=45。
∵BC²+CD²=BD²,
∴△BCD是直角三角形,∠BCD=90°,即BC⊥CD。
故该婴儿车符合安全标准。
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