12. (★★★)如果三角形的三边$a,b,c$满足$(a+2b-60)^2 + |b-18| + \sqrt{30 - c}=0$,那么此三角形的形状是。
答案
直角三角形
解析
解:
∵ $(a+2b-60)^2 ≥ 0$,$|b-18| ≥ 0$,$\sqrt{30-c} ≥ 0$,且三者的和为0
∴ 可得:
$\begin{cases}a + 2b - 60 = 0 \\b - 18 = 0 \\30 - c = 0\end{cases}$
解得:$b=18$,$c=30$,$a=60-2×18=24$
计算三边平方:
$a^2=24^2=576$,$b^2=18^2=324$,$c^2=30^2=900$
可得 $a^2 + b^2 = 576 + 324 = 900 = c^2$
根据勾股定理的逆定理,该三角形为直角三角形。
∵ $(a+2b-60)^2 ≥ 0$,$|b-18| ≥ 0$,$\sqrt{30-c} ≥ 0$,且三者的和为0
∴ 可得:
$\begin{cases}a + 2b - 60 = 0 \\b - 18 = 0 \\30 - c = 0\end{cases}$
解得:$b=18$,$c=30$,$a=60-2×18=24$
计算三边平方:
$a^2=24^2=576$,$b^2=18^2=324$,$c^2=30^2=900$
可得 $a^2 + b^2 = 576 + 324 = 900 = c^2$
根据勾股定理的逆定理,该三角形为直角三角形。
13.(★★)如图,已知等腰三角形ABC的周长是16,底边上的高AD=4.求这个三角形各边的长. 
答案
解:设BD = x,
∵ △ABC是等腰三角形,AD是底边BC上的高,
∴ AB = AC,BD = DC = x,
∵ △ABC的周长为16,
∴ AB + AC + BC = 16,即2AB + 2x = 16,
∴ AB = 8 - x。
在Rt△ABD中,由勾股定理得:
$AB^2 = BD^2 + AD^2$,
代入AD=4,AB=8-x,BD=x,得:
$(8 - x)^2 = x^2 + 4^2$,
展开整理得:$64 - 16x + x^2 = x^2 + 16$,
解得$x = 3$。
∴ AB = AC = 8 - 3 = 5,BC = 2x = 6。
答:这个三角形的三边长分别为AB=AC=5,BC=6。
∵ △ABC是等腰三角形,AD是底边BC上的高,
∴ AB = AC,BD = DC = x,
∵ △ABC的周长为16,
∴ AB + AC + BC = 16,即2AB + 2x = 16,
∴ AB = 8 - x。
在Rt△ABD中,由勾股定理得:
$AB^2 = BD^2 + AD^2$,
代入AD=4,AB=8-x,BD=x,得:
$(8 - x)^2 = x^2 + 4^2$,
展开整理得:$64 - 16x + x^2 = x^2 + 16$,
解得$x = 3$。
∴ AB = AC = 8 - 3 = 5,BC = 2x = 6。
答:这个三角形的三边长分别为AB=AC=5,BC=6。
14. (★★)如图,四边形ABCD中,AB⊥AD,AB=2,AD=2√3,CD=3,BC=5,求∠ADC的度数.

答案
解:
连接BD。
∵ AB⊥AD,
∴ ∠A = 90°,△ABD为直角三角形。
在Rt△ABD中,由勾股定理得:
$BD^2 = AB^2 + AD^2 = 2^2 + (2\sqrt{3})^2 = 4 + 12 = 16$,
∴ $BD = 4$。
在Rt△ABD中,$AB=2=\frac{1}{2}BD$,
∴ $∠ ADB = 30°$。
在△BCD中,$BD=4$,$CD=3$,$BC=5$,
∵ $BD^2 + CD^2 = 16 + 9 = 25$,$BC^2 = 25$,
∴ $BD^2 + CD^2 = BC^2$,
由勾股定理的逆定理可得:△BCD是直角三角形,$∠ BDC = 90°$。
∴ $∠ ADC = ∠ ADB + ∠ BDC = 30° + 90° = 120°$。
答:$∠ ADC$的度数为$120°$。
连接BD。
∵ AB⊥AD,
∴ ∠A = 90°,△ABD为直角三角形。
在Rt△ABD中,由勾股定理得:
$BD^2 = AB^2 + AD^2 = 2^2 + (2\sqrt{3})^2 = 4 + 12 = 16$,
∴ $BD = 4$。
在Rt△ABD中,$AB=2=\frac{1}{2}BD$,
∴ $∠ ADB = 30°$。
在△BCD中,$BD=4$,$CD=3$,$BC=5$,
∵ $BD^2 + CD^2 = 16 + 9 = 25$,$BC^2 = 25$,
∴ $BD^2 + CD^2 = BC^2$,
由勾股定理的逆定理可得:△BCD是直角三角形,$∠ BDC = 90°$。
∴ $∠ ADC = ∠ ADB + ∠ BDC = 30° + 90° = 120°$。
答:$∠ ADC$的度数为$120°$。
15. (★★★)如图,在△ABC中,AB:BC:CA=3:4:5,且周长为36 cm,点P从点A开始沿AB边向B点以每秒1 cm的速度移动;点Q从点B沿BC边向点C以每秒2 cm的速度移动,如果同时出发,问过3秒时,△BPQ的面积为多少?

答案
解:
设AB=3k cm,BC=4k cm,CA=5k cm,
∵△ABC周长为36 cm,
∴3k + 4k + 5k = 36,
解得k=3,
∴AB=9 cm,BC=12 cm,AC=15 cm。
∵AB² + BC² = 9² + 12² = 81 + 144 = 225,AC²=15²=225,
∴AB² + BC² = AC²,
∴△ABC是直角三角形,且∠B=90°。
出发3秒后:
AP = 1×3 = 3 cm,
∴BP = AB - AP = 9 - 3 = 6 cm,
BQ = 2×3 = 6 cm,
∴$S_{△ BPQ} = \frac{1}{2} × BP × BQ = \frac{1}{2} × 6 × 6 = 18 \ (\mathrm{cm}^2)$。
答:过3秒时,△BPQ的面积为18 cm²。
设AB=3k cm,BC=4k cm,CA=5k cm,
∵△ABC周长为36 cm,
∴3k + 4k + 5k = 36,
解得k=3,
∴AB=9 cm,BC=12 cm,AC=15 cm。
∵AB² + BC² = 9² + 12² = 81 + 144 = 225,AC²=15²=225,
∴AB² + BC² = AC²,
∴△ABC是直角三角形,且∠B=90°。
出发3秒后:
AP = 1×3 = 3 cm,
∴BP = AB - AP = 9 - 3 = 6 cm,
BQ = 2×3 = 6 cm,
∴$S_{△ BPQ} = \frac{1}{2} × BP × BQ = \frac{1}{2} × 6 × 6 = 18 \ (\mathrm{cm}^2)$。
答:过3秒时,△BPQ的面积为18 cm²。
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