1. 在$△ ABC$中,若$AC=\dfrac{3}{5}AB$,$BC=\dfrac{4}{5}AB$,则$∠ C=$
90°
.答案
1. 90°
解析
【分析】
已知题目给出了△ABC三边的比例关系,要求∠C的度数,可考虑用勾股定理的逆定理求解:若三角形两条较短边的平方和等于最长边的平方,则该三角形为直角三角形,最长边对应的角为直角。为了方便计算,我们可以设参数表示三边的长度,这里因为AC、BC的长度都和AB成五分之几的比例,所以设AB=5k(k>0),可直接将AC、BC转化为整数倍的k,再验证三边的平方关系,最后根据最长边对应的角是∠C,即可得出角度。
【解析】
解:设$AB=5k$($k>0$),
由题意得:
$AC=\dfrac{3}{5}AB=\dfrac{3}{5}×5k=3k$,
$BC=\dfrac{4}{5}AB=\dfrac{4}{5}×5k=4k$,
计算平方可得:
$AC^2+BC^2=(3k)^2+(4k)^2=9k^2+16k^2=25k^2$,
$AB^2=(5k)^2=25k^2$,
因此$AC^2+BC^2=AB^2$,
根据勾股定理的逆定理可知,$△ ABC$是直角三角形,且$AB$为斜边,
又因为斜边$AB$对应的角为$∠ C$,
所以$∠ C=90°$。
【答案】
$90°$
【知识点】
勾股定理的逆定理;三角形边与对角的对应关系
【点评】
本题属于基础应用题,核心考查勾股定理逆定理的使用,解题时通过合理设参数可以简化计算,同时要注意准确找到最长边对应的角,避免混淆边和角的对应关系。
【难度系数】
0.9
已知题目给出了△ABC三边的比例关系,要求∠C的度数,可考虑用勾股定理的逆定理求解:若三角形两条较短边的平方和等于最长边的平方,则该三角形为直角三角形,最长边对应的角为直角。为了方便计算,我们可以设参数表示三边的长度,这里因为AC、BC的长度都和AB成五分之几的比例,所以设AB=5k(k>0),可直接将AC、BC转化为整数倍的k,再验证三边的平方关系,最后根据最长边对应的角是∠C,即可得出角度。
【解析】
解:设$AB=5k$($k>0$),
由题意得:
$AC=\dfrac{3}{5}AB=\dfrac{3}{5}×5k=3k$,
$BC=\dfrac{4}{5}AB=\dfrac{4}{5}×5k=4k$,
计算平方可得:
$AC^2+BC^2=(3k)^2+(4k)^2=9k^2+16k^2=25k^2$,
$AB^2=(5k)^2=25k^2$,
因此$AC^2+BC^2=AB^2$,
根据勾股定理的逆定理可知,$△ ABC$是直角三角形,且$AB$为斜边,
又因为斜边$AB$对应的角为$∠ C$,
所以$∠ C=90°$。
【答案】
$90°$
【知识点】
勾股定理的逆定理;三角形边与对角的对应关系
【点评】
本题属于基础应用题,核心考查勾股定理逆定理的使用,解题时通过合理设参数可以简化计算,同时要注意准确找到最长边对应的角,避免混淆边和角的对应关系。
【难度系数】
0.9
2. 如图所示的网格是由相同的小正方形组成的,点A,B,P是网格线的交点,则$∠ PAB + ∠ PBA =$

45
$°$.答案
2. 45
解析
【分析】
要求∠PAB + ∠PBA的度数,首先根据三角形内角和定理,三角形三个内角和为180°,因此∠PAB + ∠PBA = 180° - ∠APB,只需先求出∠APB的度数即可解题。我们可以借助网格特点,取合适的格点构造三角形,结合勾股定理、相似三角形的性质,将未知角转化为已知的特殊角求解。
【解析】
设每个小正方形的边长为1,过点P作PD⊥AB,垂足为D,可得PD=1,AD=2,BD=3。
取格点Q(位于P点右侧1格、上方1格处),连接PQ、BQ:
由勾股定理计算各边长度:
$AP=\sqrt{AD^2+PD^2}=\sqrt{2^2+1^2}=\sqrt{5}$,
$PQ=\sqrt{(3-2)^2+(2-1)^2}=\sqrt{2}$,
$BQ=\sqrt{(5-3)^2+(0-2)^2}=\sqrt{8}=2\sqrt{2}$,
$BP=\sqrt{(5-2)^2+(0-1)^2}=\sqrt{10}$。
可得$\frac{AP}{BP}=\frac{\sqrt{5}}{\sqrt{10}}=\frac{1}{\sqrt{2}}$,$\frac{PD}{PQ}=\frac{1}{\sqrt{2}}$,$\frac{AD}{BQ}=\frac{2}{2\sqrt{2}}=\frac{1}{\sqrt{2}}$,即$\frac{AP}{BP}=\frac{PD}{PQ}=\frac{AD}{BQ}$,因此△APD∽△BPQ,可得$∠ APD=∠ BPQ$。
因此$∠ APB=∠ APD+∠ DPB=∠ BPQ+∠ DPB=∠ DPQ$,结合网格可知$∠ DPQ=135°$。
根据三角形内角和定理:
$∠ PAB+∠ PBA=180°-∠ APB=180°-135°=45°$。
【答案】
45
【知识点】
三角形内角和定理,勾股定理及逆定理,相似三角形的判定与性质
【点评】
本题是网格背景下的角度计算问题,解题核心是合理构造辅助格点,将未知角度转化为特殊角求解,很好地考查了数形结合思想和几何定理的灵活运用能力。
【难度系数】
0.6
要求∠PAB + ∠PBA的度数,首先根据三角形内角和定理,三角形三个内角和为180°,因此∠PAB + ∠PBA = 180° - ∠APB,只需先求出∠APB的度数即可解题。我们可以借助网格特点,取合适的格点构造三角形,结合勾股定理、相似三角形的性质,将未知角转化为已知的特殊角求解。
【解析】
设每个小正方形的边长为1,过点P作PD⊥AB,垂足为D,可得PD=1,AD=2,BD=3。
取格点Q(位于P点右侧1格、上方1格处),连接PQ、BQ:
由勾股定理计算各边长度:
$AP=\sqrt{AD^2+PD^2}=\sqrt{2^2+1^2}=\sqrt{5}$,
$PQ=\sqrt{(3-2)^2+(2-1)^2}=\sqrt{2}$,
$BQ=\sqrt{(5-3)^2+(0-2)^2}=\sqrt{8}=2\sqrt{2}$,
$BP=\sqrt{(5-2)^2+(0-1)^2}=\sqrt{10}$。
可得$\frac{AP}{BP}=\frac{\sqrt{5}}{\sqrt{10}}=\frac{1}{\sqrt{2}}$,$\frac{PD}{PQ}=\frac{1}{\sqrt{2}}$,$\frac{AD}{BQ}=\frac{2}{2\sqrt{2}}=\frac{1}{\sqrt{2}}$,即$\frac{AP}{BP}=\frac{PD}{PQ}=\frac{AD}{BQ}$,因此△APD∽△BPQ,可得$∠ APD=∠ BPQ$。
因此$∠ APB=∠ APD+∠ DPB=∠ BPQ+∠ DPB=∠ DPQ$,结合网格可知$∠ DPQ=135°$。
根据三角形内角和定理:
$∠ PAB+∠ PBA=180°-∠ APB=180°-135°=45°$。
【答案】
45
【知识点】
三角形内角和定理,勾股定理及逆定理,相似三角形的判定与性质
【点评】
本题是网格背景下的角度计算问题,解题核心是合理构造辅助格点,将未知角度转化为特殊角求解,很好地考查了数形结合思想和几何定理的灵活运用能力。
【难度系数】
0.6
3. 等边三角形的边长为2,则该三角形的高是
√3
.答案
3. √3
解析
【分析】
求解本题可先利用等边三角形“三线合一”的性质,作出三角形的高,将等边三角形拆分为两个全等的直角三角形,得到直角三角形的斜边(等边三角形的边长)和一条直角边(底边的一半)的长度,再代入勾股定理计算即可得到高的长度。
【解析】
设等边三角形为△ABC,边长AB=BC=AC=2,过点A作AD⊥BC,垂足为D。
根据等边三角形“三线合一”的性质可知,D为BC的中点,因此BD=$\frac{1}{2}$BC = $\frac{1}{2}$×2=1。
在Rt△ABD中,由勾股定理可得:$AD^2 + BD^2 = AB^2$,
将BD=1、AB=2代入得:$AD^2 + 1^2 = 2^2$,
计算得$AD^2=4-1=3$,
由于高为正数,因此AD=$\sqrt{3}$。
【答案】
$\sqrt{3}$
【知识点】
等边三角形的性质,勾股定理
【点评】
本题是基础几何计算题,核心是利用特殊三角形的性质将问题转化为直角三角形的边长计算,熟练掌握常见特殊三角形的性质是解决此类问题的关键。
【难度系数】
0.9
求解本题可先利用等边三角形“三线合一”的性质,作出三角形的高,将等边三角形拆分为两个全等的直角三角形,得到直角三角形的斜边(等边三角形的边长)和一条直角边(底边的一半)的长度,再代入勾股定理计算即可得到高的长度。
【解析】
设等边三角形为△ABC,边长AB=BC=AC=2,过点A作AD⊥BC,垂足为D。
根据等边三角形“三线合一”的性质可知,D为BC的中点,因此BD=$\frac{1}{2}$BC = $\frac{1}{2}$×2=1。
在Rt△ABD中,由勾股定理可得:$AD^2 + BD^2 = AB^2$,
将BD=1、AB=2代入得:$AD^2 + 1^2 = 2^2$,
计算得$AD^2=4-1=3$,
由于高为正数,因此AD=$\sqrt{3}$。
【答案】
$\sqrt{3}$
【知识点】
等边三角形的性质,勾股定理
【点评】
本题是基础几何计算题,核心是利用特殊三角形的性质将问题转化为直角三角形的边长计算,熟练掌握常见特殊三角形的性质是解决此类问题的关键。
【难度系数】
0.9
4. 在长方形ABCD中,M为对角线BD的中点,点N在边AD上,且AN = AB = 1。
当△DMN是直角三角形,且∠DMN = 90°时,则AD的长为________。
当△DMN是直角三角形,且∠DMN = 90°时,则AD的长为________。
答案
4. √2+1
解析
【分析】
我们可以先设AD的长度为未知数,结合矩形的性质和勾股定理表示出相关线段的长度。观察到△DMN和△DAB有公共角∠D,且两个三角形都含直角,满足两角对应相等的相似判定条件,可证明两三角形相似,再利用相似三角形对应边成比例列方程求解,最后结合线段长度为正的要求舍去不符合题意的根即可。
【解析】
设AD的长为$ x $。
∵ 四边形ABCD是长方形,$ AB=1 $,
∴ $ ∠A=90° $,由勾股定理得:$ BD=\sqrt{AB^2+AD^2}=\sqrt{1+x^2} $。
∵ M是BD的中点,
∴ $ DM=\frac{1}{2}BD=\frac{\sqrt{x^2+1}}{2} $。
∵ $ AN=1 $,
∴ $ DN=AD-AN=x-1 $。
∵ $ ∠DMN=90°=∠A $,$ ∠MDN=∠ADB $(公共角),
∴ $ △DMN∽△DAB $(两角对应相等,两三角形相似)。
由相似三角形对应边成比例得:$ \frac{DM}{DA}=\frac{DN}{DB} $,
代入线段长度得:$ \frac{\frac{\sqrt{x^2+1}}{2}}{x}=\frac{x-1}{\sqrt{x^2+1}} $,
交叉相乘化简:$ \frac{x^2+1}{2}=x(x-1) $,
整理得:$ x^2 - 2x -1=0 $,
解得:$ x_1=1+\sqrt{2} $,$ x_2=1-\sqrt{2} $(线段长度为正,舍去)。
【答案】
$ \sqrt{2}+1 $
【知识点】
矩形的性质;相似三角形的判定与性质;勾股定理
【点评】
本题是几何综合基础题,解题核心是找到角的等量关系证明三角形相似,结合方程思想求解,需要注意相似三角形对应边的对应关系,以及最终结果要符合线段长度的实际意义。
【难度系数】
0.6
我们可以先设AD的长度为未知数,结合矩形的性质和勾股定理表示出相关线段的长度。观察到△DMN和△DAB有公共角∠D,且两个三角形都含直角,满足两角对应相等的相似判定条件,可证明两三角形相似,再利用相似三角形对应边成比例列方程求解,最后结合线段长度为正的要求舍去不符合题意的根即可。
【解析】
设AD的长为$ x $。
∵ 四边形ABCD是长方形,$ AB=1 $,
∴ $ ∠A=90° $,由勾股定理得:$ BD=\sqrt{AB^2+AD^2}=\sqrt{1+x^2} $。
∵ M是BD的中点,
∴ $ DM=\frac{1}{2}BD=\frac{\sqrt{x^2+1}}{2} $。
∵ $ AN=1 $,
∴ $ DN=AD-AN=x-1 $。
∵ $ ∠DMN=90°=∠A $,$ ∠MDN=∠ADB $(公共角),
∴ $ △DMN∽△DAB $(两角对应相等,两三角形相似)。
由相似三角形对应边成比例得:$ \frac{DM}{DA}=\frac{DN}{DB} $,
代入线段长度得:$ \frac{\frac{\sqrt{x^2+1}}{2}}{x}=\frac{x-1}{\sqrt{x^2+1}} $,
交叉相乘化简:$ \frac{x^2+1}{2}=x(x-1) $,
整理得:$ x^2 - 2x -1=0 $,
解得:$ x_1=1+\sqrt{2} $,$ x_2=1-\sqrt{2} $(线段长度为正,舍去)。
【答案】
$ \sqrt{2}+1 $
【知识点】
矩形的性质;相似三角形的判定与性质;勾股定理
【点评】
本题是几何综合基础题,解题核心是找到角的等量关系证明三角形相似,结合方程思想求解,需要注意相似三角形对应边的对应关系,以及最终结果要符合线段长度的实际意义。
【难度系数】
0.6
5. 在$△ ABC$中,$∠ A$,$∠ B$,$∠ C$的对边分别是$a$,$b$,$c$,且满足$a^2c^2 - b^2c^2 = a^4 - b^4$,那么$△ ABC$的形状是________.
答案
5. 等腰三角形或直角三角形
解析
【分析】
要判断三角形的形状,需先对给出的边的等式进行变形处理。首先通过移项将等式右边的项全部移到左边,再利用因式分解对等式左边进行化简,注意不能直接在等式两边同时除以可能为0的整式,否则会漏解。化简后根据“若两个因式的乘积为0,则至少其中一个因式为0”的性质,结合等腰三角形的定义和勾股定理的逆定理,即可判断三角形的形状。
【解析】
对已知等式移项,得:
$a^2c^2 - b^2c^2 - a^4 + b^4 = 0$
提取公因式并利用平方差公式分解:
$c^2(a^2 - b^2) - (a^4 - b^4) = 0$
$c^2(a^2 - b^2) - (a^2 - b^2)(a^2 + b^2) = 0$
再次提取公因式$(a^2 - b^2)$,得:
$(a^2 - b^2)(c^2 - a^2 - b^2) = 0$
根据乘积为0的性质,可得两种情况:
1. 当$a^2 - b^2 = 0$时,因为$a、b$是三角形的边长,均为正数,所以$a = b$,此时$△ ABC$是等腰三角形;
2. 当$c^2 - a^2 - b^2 = 0$时,即$c^2 = a^2 + b^2$,根据勾股定理的逆定理,此时$△ ABC$是直角三角形。
综上,$△ ABC$的形状是等腰三角形或直角三角形。
【答案】
等腰三角形或直角三角形
【知识点】
因式分解的应用;勾股定理的逆定理;等腰三角形的判定
【点评】
本题易错点是直接在等式两边除以含字母的整式,导致漏解。解题时需注意等式变形的等价性,全面考虑所有使乘积为0的情况,才能准确判断三角形的形状。
【难度系数】
0.6
要判断三角形的形状,需先对给出的边的等式进行变形处理。首先通过移项将等式右边的项全部移到左边,再利用因式分解对等式左边进行化简,注意不能直接在等式两边同时除以可能为0的整式,否则会漏解。化简后根据“若两个因式的乘积为0,则至少其中一个因式为0”的性质,结合等腰三角形的定义和勾股定理的逆定理,即可判断三角形的形状。
【解析】
对已知等式移项,得:
$a^2c^2 - b^2c^2 - a^4 + b^4 = 0$
提取公因式并利用平方差公式分解:
$c^2(a^2 - b^2) - (a^4 - b^4) = 0$
$c^2(a^2 - b^2) - (a^2 - b^2)(a^2 + b^2) = 0$
再次提取公因式$(a^2 - b^2)$,得:
$(a^2 - b^2)(c^2 - a^2 - b^2) = 0$
根据乘积为0的性质,可得两种情况:
1. 当$a^2 - b^2 = 0$时,因为$a、b$是三角形的边长,均为正数,所以$a = b$,此时$△ ABC$是等腰三角形;
2. 当$c^2 - a^2 - b^2 = 0$时,即$c^2 = a^2 + b^2$,根据勾股定理的逆定理,此时$△ ABC$是直角三角形。
综上,$△ ABC$的形状是等腰三角形或直角三角形。
【答案】
等腰三角形或直角三角形
【知识点】
因式分解的应用;勾股定理的逆定理;等腰三角形的判定
【点评】
本题易错点是直接在等式两边除以含字母的整式,导致漏解。解题时需注意等式变形的等价性,全面考虑所有使乘积为0的情况,才能准确判断三角形的形状。
【难度系数】
0.6
二、选择题
6. 如图,四边形 A,B,C,D,E,F,G 都是正方形,三角形 M,N,Q 都是直角三角形,其中最大的正方形 G 的边长为 10 cm,正方形 A 的边长为6 cm,正方形 B 的边长为5 cm,正方形 C 的边长为5 cm,则正方形 D 的边长为(


A.$\sqrt{14}$ cm
B.4 cm
C.$\sqrt{15}$ cm
D.3 cm
6. 如图,四边形 A,B,C,D,E,F,G 都是正方形,三角形 M,N,Q 都是直角三角形,其中最大的正方形 G 的边长为 10 cm,正方形 A 的边长为6 cm,正方形 B 的边长为5 cm,正方形 C 的边长为5 cm,则正方形 D 的边长为(
A
).A.$\sqrt{14}$ cm
B.4 cm
C.$\sqrt{15}$ cm
D.3 cm
答案
6. A
解析
【分析】
本题可结合勾股定理推导正方形面积之间的关系求解。我们知道,直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方,而以直角三角形三边为边长的正方形面积恰好对应三边的平方,因此可推出:所有小正方形A、B、C、D的面积之和等于最大正方形G的面积,利用这个等量关系就可以先算出正方形D的面积,再求边长。
【解析】
根据勾股定理的几何意义可得:
正方形A的面积 + 正方形B的面积 + 正方形C的面积 + 正方形D的面积 = 最大正方形G的面积
先计算各已知正方形的面积:
$S_G = 10^2 = 100\ \mathrm{cm}^2$
$S_A = 6^2 = 36\ \mathrm{cm}^2$
$S_B = 5^2 = 25\ \mathrm{cm}^2$
$S_C = 5^2 = 25\ \mathrm{cm}^2$
代入等量关系求正方形D的面积:
$S_D = S_G - S_A - S_B - S_C = 100 - 36 - 25 - 25 = 14\ \mathrm{cm}^2$
因此正方形D的边长为$\sqrt{S_D} = \sqrt{14}\ \mathrm{cm}$,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
勾股定理;正方形面积计算
【点评】
本题是勾股定理几何意义的典型应用,解题的核心是发现不同正方形面积之间的等量关系,无需计算中间正方形的边长,通过总面积的等量关系即可快速求解,降低了计算量。
【难度系数】
0.7
本题可结合勾股定理推导正方形面积之间的关系求解。我们知道,直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方,而以直角三角形三边为边长的正方形面积恰好对应三边的平方,因此可推出:所有小正方形A、B、C、D的面积之和等于最大正方形G的面积,利用这个等量关系就可以先算出正方形D的面积,再求边长。
【解析】
根据勾股定理的几何意义可得:
正方形A的面积 + 正方形B的面积 + 正方形C的面积 + 正方形D的面积 = 最大正方形G的面积
先计算各已知正方形的面积:
$S_G = 10^2 = 100\ \mathrm{cm}^2$
$S_A = 6^2 = 36\ \mathrm{cm}^2$
$S_B = 5^2 = 25\ \mathrm{cm}^2$
$S_C = 5^2 = 25\ \mathrm{cm}^2$
代入等量关系求正方形D的面积:
$S_D = S_G - S_A - S_B - S_C = 100 - 36 - 25 - 25 = 14\ \mathrm{cm}^2$
因此正方形D的边长为$\sqrt{S_D} = \sqrt{14}\ \mathrm{cm}$,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
勾股定理;正方形面积计算
【点评】
本题是勾股定理几何意义的典型应用,解题的核心是发现不同正方形面积之间的等量关系,无需计算中间正方形的边长,通过总面积的等量关系即可快速求解,降低了计算量。
【难度系数】
0.7
7. 如图,有一个圆柱形饮料罐,底面半径是5,高是12,上底面中心有一个小圆孔,则一根到达底部的直吸管在罐内部分$ a $的长(罐壁的厚度和小圆孔的大小忽略不计)的取值范围是(
A.$ 12 ≤ a ≤ 13 $
B.$ 12 ≤ a ≤ 15 $
C.$ 5 ≤ a ≤ 12 $
D.$ 5 ≤ a ≤ 13 $
A
).A.$ 12 ≤ a ≤ 13 $
B.$ 12 ≤ a ≤ 15 $
C.$ 5 ≤ a ≤ 12 $
D.$ 5 ≤ a ≤ 13 $
答案
7. A
解析
【分析】
要确定直吸管在罐内长度的取值范围,需分别找到长度的最小值和最大值两种极端情况:①最短情况:吸管竖直放置,从上方小孔垂直伸到罐底中心,此时长度等于圆柱的高;②最长情况:吸管斜放,下端触到罐底的边缘,上端刚好在上方小孔处,此时吸管、圆柱的高、底面半径刚好构成直角三角形,吸管为斜边,用勾股定理即可算出最长长度,结合两种情况就能得到取值范围。
【解析】
1. 求最短长度:
当吸管竖直放置时,罐内部分的长度等于圆柱的高,即$a_{\mathrm{最小}}=12$。
2. 求最长长度:
当吸管斜放,下端位于下底面圆周上、上端在上底面中心时,形成直角三角形,两条直角边分别为圆柱的高12、底面半径5,根据勾股定理:
$a_{\mathrm{最大}}=\sqrt{5^2+12^2}=\sqrt{25+144}=\sqrt{169}=13$
综上,$a$的取值范围是$12≤ a≤13$,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
勾股定理的应用,圆柱的特征
【点评】
本题结合生活场景考查几何知识的实际应用,解题核心是找准长度的两种极端情况,将实际问题转化为直角三角形求边长的问题,需要具备基础的空间想象能力。
【难度系数】
0.7
要确定直吸管在罐内长度的取值范围,需分别找到长度的最小值和最大值两种极端情况:①最短情况:吸管竖直放置,从上方小孔垂直伸到罐底中心,此时长度等于圆柱的高;②最长情况:吸管斜放,下端触到罐底的边缘,上端刚好在上方小孔处,此时吸管、圆柱的高、底面半径刚好构成直角三角形,吸管为斜边,用勾股定理即可算出最长长度,结合两种情况就能得到取值范围。
【解析】
1. 求最短长度:
当吸管竖直放置时,罐内部分的长度等于圆柱的高,即$a_{\mathrm{最小}}=12$。
2. 求最长长度:
当吸管斜放,下端位于下底面圆周上、上端在上底面中心时,形成直角三角形,两条直角边分别为圆柱的高12、底面半径5,根据勾股定理:
$a_{\mathrm{最大}}=\sqrt{5^2+12^2}=\sqrt{25+144}=\sqrt{169}=13$
综上,$a$的取值范围是$12≤ a≤13$,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
勾股定理的应用,圆柱的特征
【点评】
本题结合生活场景考查几何知识的实际应用,解题核心是找准长度的两种极端情况,将实际问题转化为直角三角形求边长的问题,需要具备基础的空间想象能力。
【难度系数】
0.7
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