16. (★★)如图,在△ABC 中,E 为边 AB 上的一点,连接 CE 并延长,过点 A 作 AD⊥CE,垂足为 D.已知 AD = 7,CD = 24,AB = 20,BC = 15,求证:AB⊥BC.
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答案
在$△ ACD$中,$∠ ADC = 90^{\circ}$,$AD = 7$,$CD = 24$,
根据勾股定理可得:
$AC^{2}=AD^{2} + CD^{2}=7^{2}+24^{2}=49 + 576 = 625$。
在$△ ABC$中,$AB = 20$,$BC = 15$,$AC^{2}=625$,
则$AC = 25$($AC>0$)。
因为$AB^{2}+BC^{2}=20^{2}+15^{2}=400 + 225 = 625$,$AC^{2}=625$,
所以$AB^{2}+BC^{2}=AC^{2}$。
根据勾股定理的逆定理可知$△ ABC$是直角三角形,且$∠ B = 90^{\circ}$,
即$AB⊥ BC$。
根据勾股定理可得:
$AC^{2}=AD^{2} + CD^{2}=7^{2}+24^{2}=49 + 576 = 625$。
在$△ ABC$中,$AB = 20$,$BC = 15$,$AC^{2}=625$,
则$AC = 25$($AC>0$)。
因为$AB^{2}+BC^{2}=20^{2}+15^{2}=400 + 225 = 625$,$AC^{2}=625$,
所以$AB^{2}+BC^{2}=AC^{2}$。
根据勾股定理的逆定理可知$△ ABC$是直角三角形,且$∠ B = 90^{\circ}$,
即$AB⊥ BC$。
17. (★★★)(1)如图①,在等边三角形 ABC 内有一点 P,且 PA = 2,PB = √{3},PC = 1.若把△BPC 绕点 B 逆时针旋转 60°得到△BP'A,连接 PP',求∠BPC 的度数和 PP'的长.
(2)如图②,在等腰直角三角形 ABC 内有一点 P,且∠ABC = 90°,PA = 6,PB = 4,PC = 2,求∠BPC 的度数.
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(2)如图②,在等腰直角三角形 ABC 内有一点 P,且∠ABC = 90°,PA = 6,PB = 4,PC = 2,求∠BPC 的度数.
答案
(1)
∵△BPC绕点B逆时针旋转60°得△BP'A,
∴BP'=BP=√3,∠PBP'=60°,P'A=PC=1,∠BP'A=∠BPC。
∵BP'=BP,∠PBP'=60°,
∴△PBP'为等边三角形,
∴PP'=BP=√3,∠BP'P=60°。
在△PP'A中,PP'=√3,P'A=1,PA=2,
∵(√3)²+1²=2²,即PP'²+P'A²=PA²,
∴△PP'A为直角三角形,∠PP'A=90°。
∴∠BP'A=∠BP'P+∠PP'A=60°+90°=150°,
∴∠BPC=∠BP'A=150°。
综上,∠BPC=150°,PP'=√3。
(2)
∵△ABC为等腰直角三角形,∠ABC=90°,
∴AB=BC,将△BPC绕点B逆时针旋转90°得△BP'A,
∴BP'=BP=4,∠PBP'=90°,P'A=PC=2,∠BP'A=∠BPC。
∵BP'=BP,∠PBP'=90°,
∴△PBP'为等腰直角三角形,
∴PP'=BP√2=4√2,∠BP'P=45°。
在△AP'P中,P'A=2,PP'=4√2,PA=6,
∵2²+(4√2)²=6²,即P'A²+PP'²=PA²,
∴△AP'P为直角三角形,∠AP'P=90°。
∴∠BP'A=∠BP'P+∠AP'P=45°+90°=135°,
∴∠BPC=∠BP'A=135°。
综上,∠BPC=135°。
∵△BPC绕点B逆时针旋转60°得△BP'A,
∴BP'=BP=√3,∠PBP'=60°,P'A=PC=1,∠BP'A=∠BPC。
∵BP'=BP,∠PBP'=60°,
∴△PBP'为等边三角形,
∴PP'=BP=√3,∠BP'P=60°。
在△PP'A中,PP'=√3,P'A=1,PA=2,
∵(√3)²+1²=2²,即PP'²+P'A²=PA²,
∴△PP'A为直角三角形,∠PP'A=90°。
∴∠BP'A=∠BP'P+∠PP'A=60°+90°=150°,
∴∠BPC=∠BP'A=150°。
综上,∠BPC=150°,PP'=√3。
(2)
∵△ABC为等腰直角三角形,∠ABC=90°,
∴AB=BC,将△BPC绕点B逆时针旋转90°得△BP'A,
∴BP'=BP=4,∠PBP'=90°,P'A=PC=2,∠BP'A=∠BPC。
∵BP'=BP,∠PBP'=90°,
∴△PBP'为等腰直角三角形,
∴PP'=BP√2=4√2,∠BP'P=45°。
在△AP'P中,P'A=2,PP'=4√2,PA=6,
∵2²+(4√2)²=6²,即P'A²+PP'²=PA²,
∴△AP'P为直角三角形,∠AP'P=90°。
∴∠BP'A=∠BP'P+∠AP'P=45°+90°=135°,
∴∠BPC=∠BP'A=135°。
综上,∠BPC=135°。
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