11. (★) 已知 $△ ABC$ 的三边长分别为 $a$,$b$,$c$,则下列不能判断 $△ ABC$ 为直角三角形的是 【 】
A.$a = 3$,$b = 4$,$c = 5$
B.$a:b:c = 5:13:12$
C.$a = 1$,$b = \sqrt{2}$,$c = \sqrt{3}$
D.$a = 5$,$b = 6$,$c = 7$
A.$a = 3$,$b = 4$,$c = 5$
B.$a:b:c = 5:13:12$
C.$a = 1$,$b = \sqrt{2}$,$c = \sqrt{3}$
D.$a = 5$,$b = 6$,$c = 7$
答案
D
解析
A 选项:
因为$3^{2}+4^{2}=9 + 16 = 25=5^{2}$,满足勾股定理$a^{2}+b^{2}=c^{2}$(其中$c$为斜边),所以$△ ABC$是直角三角形。
B 选项:
设$a = 5x$,$b = 13x$(这里应该是$b = 12x$,$c = 13x$),$a = 5x$,$b = 12x$,$c = 13x$,则$a^{2}+b^{2}=(5x)^{2}+(12x)^{2}=25x^{2}+144x^{2}=169x^{2}=(13x)^{2}=c^{2}$,满足勾股定理,所以$△ ABC$是直角三角形。
C 选项:
因为$1^{2}+(\sqrt{2})^{2}=1 + 2 = 3=(\sqrt{3})^{2}$,满足勾股定理,所以$△ ABC$是直角三角形。
D 选项:
$5^{2}+6^{2}=25 + 36 = 61≠49 = 7^{2}$,不满足勾股定理,所以$△ ABC$不是直角三角形。
因为$3^{2}+4^{2}=9 + 16 = 25=5^{2}$,满足勾股定理$a^{2}+b^{2}=c^{2}$(其中$c$为斜边),所以$△ ABC$是直角三角形。
B 选项:
设$a = 5x$,$b = 13x$(这里应该是$b = 12x$,$c = 13x$),$a = 5x$,$b = 12x$,$c = 13x$,则$a^{2}+b^{2}=(5x)^{2}+(12x)^{2}=25x^{2}+144x^{2}=169x^{2}=(13x)^{2}=c^{2}$,满足勾股定理,所以$△ ABC$是直角三角形。
C 选项:
因为$1^{2}+(\sqrt{2})^{2}=1 + 2 = 3=(\sqrt{3})^{2}$,满足勾股定理,所以$△ ABC$是直角三角形。
D 选项:
$5^{2}+6^{2}=25 + 36 = 61≠49 = 7^{2}$,不满足勾股定理,所以$△ ABC$不是直角三角形。
12. (★★) 已知 $△ ABC$ 的三边长 $a$,$b$,$c$ 满足 $a^{4}-b^{4}+b^{2}c^{2}-a^{2}c^{2} = 0$,那么 $△ ABC$ 的形状为 【 】
A.直角三角形
B.等腰三角形
C.等腰直角三角形
D.等腰三角形或直角三角形
A.直角三角形
B.等腰三角形
C.等腰直角三角形
D.等腰三角形或直角三角形
答案
D
解析
对等式$a^{4}-b^{4}+b^{2}c^{2}-a^{2}c^{2}=0$因式分解:
左边$=(a^{4}-b^{4})+(b^{2}c^{2}-a^{2}c^{2})=(a^{2}-b^{2})(a^{2}+b^{2})-c^{2}(a^{2}-b^{2})=(a^{2}-b^{2})(a^{2}+b^{2}-c^{2})$,
即$(a^{2}-b^{2})(a^{2}+b^{2}-c^{2})=0$,
则$a^{2}-b^{2}=0$或$a^{2}+b^{2}-c^{2}=0$,
当$a^{2}-b^{2}=0$时,$a=b$,$△ ABC$为等腰三角形;
当$a^{2}+b^{2}-c^{2}=0$时,$a^{2}+b^{2}=c^{2}$,$△ ABC$为直角三角形。
综上,$△ ABC$为等腰三角形或直角三角形。
左边$=(a^{4}-b^{4})+(b^{2}c^{2}-a^{2}c^{2})=(a^{2}-b^{2})(a^{2}+b^{2})-c^{2}(a^{2}-b^{2})=(a^{2}-b^{2})(a^{2}+b^{2}-c^{2})$,
即$(a^{2}-b^{2})(a^{2}+b^{2}-c^{2})=0$,
则$a^{2}-b^{2}=0$或$a^{2}+b^{2}-c^{2}=0$,
当$a^{2}-b^{2}=0$时,$a=b$,$△ ABC$为等腰三角形;
当$a^{2}+b^{2}-c^{2}=0$时,$a^{2}+b^{2}=c^{2}$,$△ ABC$为直角三角形。
综上,$△ ABC$为等腰三角形或直角三角形。
13. (★★) 观察下列几组勾股数:$3$,$4$,$5$;$5$,$12$,$13$;$7$,$24$,$25$;$9$,$40$,$41$;$···$ 按此规律,当直角三角形的较短直角边长是 $11$ 时,较长直角边长是 ;当直角三角形的较短直角边长是 $2n + 1$($n$ 为正整数)时,较长直角边长是 。
答案
$60$;$2n^{2} + 2n$。
解析
观察给出的勾股数序列:
$3$,$4$,$5$;
$5$,$12$,$13$;
$7$,$24$,$25$;
$9$,$40$,$41$;
$···$
可以发现,最短边($a$)为奇数,且递增,较长边($b$)和斜边($c$)满足关系式:
$c = b + 1$,
且满足勾股定理:
$a^{2} + b^{2} = c^{2}$,
将$c = b + 1$代入$a^{2} + b^{2} = c^{2}$,得到:
$a^{2} =2b + 1$,
当$a = 11$时,代入上式,可得:
$ 121= 2b + 1$,
解得$b = 60$,$c=61$,
所以当直角三角形的较短直角边长是$11$时,较长直角边为$60$,
对于一般情况,当直角三角形的较短直角边长是$2n + 1$时,将其代入$a^{2} =2b + 1$,得到:
$(2n + 1)^{2} =2b + 1$,
解得$b = 2n^{2} + 2n$,$c=2n^{2} + 2n+1$,
所以当直角三角形的较短直角边长是$2n + 1$时,较长直角边为$2n^{2} + 2n$,
$3$,$4$,$5$;
$5$,$12$,$13$;
$7$,$24$,$25$;
$9$,$40$,$41$;
$···$
可以发现,最短边($a$)为奇数,且递增,较长边($b$)和斜边($c$)满足关系式:
$c = b + 1$,
且满足勾股定理:
$a^{2} + b^{2} = c^{2}$,
将$c = b + 1$代入$a^{2} + b^{2} = c^{2}$,得到:
$a^{2} =2b + 1$,
当$a = 11$时,代入上式,可得:
$ 121= 2b + 1$,
解得$b = 60$,$c=61$,
所以当直角三角形的较短直角边长是$11$时,较长直角边为$60$,
对于一般情况,当直角三角形的较短直角边长是$2n + 1$时,将其代入$a^{2} =2b + 1$,得到:
$(2n + 1)^{2} =2b + 1$,
解得$b = 2n^{2} + 2n$,$c=2n^{2} + 2n+1$,
所以当直角三角形的较短直角边长是$2n + 1$时,较长直角边为$2n^{2} + 2n$,
14. (★★) 已知两条线段的长分别为 $15\mathrm{cm}$ 和 $8\mathrm{cm}$,当第三条线段的长取整数 $\mathrm{cm}$ 时,这三条线段能组成一个直角三角形。
答案
$17$
解析
设第三条线段的长为 $x\mathrm{cm}$,分两种情况:
1. 当$15\mathrm{cm}$为斜边时,根据勾股定理 $8^{2}+x^{2}=15^{2}$,即 $64 + x^{2}=225$,$x^{2}=225 - 64=161$,$x=\sqrt{161}\approx12.69$,不是整数,舍去。
2. 当$x$为斜边时,根据勾股定理 $8^{2}+15^{2}=x^{2}$,即 $x^{2}=64 + 225 = 289$,$x = 17$($x=-17$舍去)。
15. (★★) 如图,正方形网格的每个小方格边长均为 $1$,$△ ABC$ 的顶点在格点上。
(1) 求 $△ ABC$ 的周长;

(2) 判断 $△ ABC$ 的形状,并说明理由。
(1) 求 $△ ABC$ 的周长;
(2) 判断 $△ ABC$ 的形状,并说明理由。
答案
(1) 由勾股定理得:
$AB = \sqrt{4^2 + 2^2} = \sqrt{20} = 2\sqrt{5}$,
$BC = \sqrt{2^2 + 2^2} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}$,
$AC = \sqrt{4^2 + 2^2} = \sqrt{20} = 2\sqrt{5}$,
周长为 $AB + BC + AC = 2\sqrt{5} + 2\sqrt{2} + 2\sqrt{5} = 4\sqrt{5} + 2\sqrt{2}$。
(2) $△ABC$ 是等腰三角形。
理由:$AB = AC = 2\sqrt{5}$,故 $△ABC$ 为等腰三角形。
$AB = \sqrt{4^2 + 2^2} = \sqrt{20} = 2\sqrt{5}$,
$BC = \sqrt{2^2 + 2^2} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}$,
$AC = \sqrt{4^2 + 2^2} = \sqrt{20} = 2\sqrt{5}$,
周长为 $AB + BC + AC = 2\sqrt{5} + 2\sqrt{2} + 2\sqrt{5} = 4\sqrt{5} + 2\sqrt{2}$。
(2) $△ABC$ 是等腰三角形。
理由:$AB = AC = 2\sqrt{5}$,故 $△ABC$ 为等腰三角形。
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