6. (2025 周口二模)如图,在 $\triangle ABC$ 中,$\angle BAC = 90^{\circ}$,$AB = AC = 3$。$D$ 是射线 $BC$ 上的一个动点,连接 $AD$,将线段 $AB$ 绕点 $D$ 逆时针旋转 $90^{\circ}$ 得到线段 $EF$($E$,$F$ 分别是 $A$,$B$ 的对应点)。连接 $BE$,$DE$,$DF$,当 $\triangle BED$ 是以 $BD$ 为腰的等腰三角形时,$BD$ 的长为

3√2 - 3或3√2 + 3
。答案
3√2 - 3或3√2 + 3
解析
以A为原点,B(3,0),C(0,3)建立坐标系,BC方程为y=-x+3。设D在射线BC上,坐标为(3-3k,3k)(k≥0),BD=3√2k。AB绕D逆时针旋转90°得EF,A对应E,由旋转公式得E(3,6k-3)。
△BED以BD为腰分两种情况:
1. BD=BE:BE=|6k-3|,则3√2k=|6k-3|。
当k≥1/2时,3√2k=6k-3,解得k=(2+√2)/2,BD=3√2×(2+√2)/2=3(√2+1)。
当0≤k<1/2时,3√2k=3-6k,解得k=(2-√2)/2,BD=3√2×(2-√2)/2=3(√2-1)。
2. BD=DE:DE=√[(3-(3-3k))²+(6k-3-3k)²]=3√(2k²-2k+1),则3√2k=3√(2k²-2k+1),解得k=1/2,此时E与B重合,不能构成三角形,舍去。
综上,BD=3(√2-1)或3(√2+1),化简得3√2-3或3√2+3。
△BED以BD为腰分两种情况:
1. BD=BE:BE=|6k-3|,则3√2k=|6k-3|。
当k≥1/2时,3√2k=6k-3,解得k=(2+√2)/2,BD=3√2×(2+√2)/2=3(√2+1)。
当0≤k<1/2时,3√2k=3-6k,解得k=(2-√2)/2,BD=3√2×(2-√2)/2=3(√2-1)。
2. BD=DE:DE=√[(3-(3-3k))²+(6k-3-3k)²]=3√(2k²-2k+1),则3√2k=3√(2k²-2k+1),解得k=1/2,此时E与B重合,不能构成三角形,舍去。
综上,BD=3(√2-1)或3(√2+1),化简得3√2-3或3√2+3。
例2 (2025 濮阳一模)如图,$Rt\triangle ABC$ 中,$\angle C = 90^{\circ}$,$AC = 4$,$BC = 3$,点 $D$ 是 $AC$ 上一点,把 $\triangle BDC$ 沿 $BD$ 折叠,点 $C$ 的对应点为点 $E$,连接 $AE$,若 $\triangle ADE$ 为直角三角形,则 $DC$ 的长为

3或$\frac{3}{2}$
。答案
3或$\frac{3}{2}$
解析
解:设 $ DC = x $,则 $ DE = x $,$ AD = 4 - x $,$ BE = BC = 3 $。
情况1:$\angle ADE = 90°$
此时 $ DE ⊥ AC $,$ E $ 点横坐标与 $ D $ 相同,设 $ D(x,0) $,则 $ E(x,x) $。由 $ BE = 3 $,得:
$\sqrt{x^2 + (x - 3)^2} = 3 \implies x^2 + (x - 3)^2 = 9 \implies 2x^2 - 6x = 0 \implies x = 3 \, (\mathrm{舍} 0)$
情况2:$\angle AED = 90°$
设 $ E(m,n) $,由折叠性质得 $ m = \frac{18x}{x^2 + 9} $,$ n = \frac{6x^2}{x^2 + 9} $。由 $ \angle AED = 90° $,向量 $ \overrightarrow{EA} · \overrightarrow{ED} = 0 $,解得:
$2x^2 + 9x - 18 = 0 \implies x = \frac{3}{2} \, (\mathrm{舍负根})$
情况3:$\angle DAE = 90°$ 无解。
综上,$ DC = 3 $ 或 $ \frac{3}{2} $。
情况1:$\angle ADE = 90°$
此时 $ DE ⊥ AC $,$ E $ 点横坐标与 $ D $ 相同,设 $ D(x,0) $,则 $ E(x,x) $。由 $ BE = 3 $,得:
$\sqrt{x^2 + (x - 3)^2} = 3 \implies x^2 + (x - 3)^2 = 9 \implies 2x^2 - 6x = 0 \implies x = 3 \, (\mathrm{舍} 0)$
情况2:$\angle AED = 90°$
设 $ E(m,n) $,由折叠性质得 $ m = \frac{18x}{x^2 + 9} $,$ n = \frac{6x^2}{x^2 + 9} $。由 $ \angle AED = 90° $,向量 $ \overrightarrow{EA} · \overrightarrow{ED} = 0 $,解得:
$2x^2 + 9x - 18 = 0 \implies x = \frac{3}{2} \, (\mathrm{舍负根})$
情况3:$\angle DAE = 90°$ 无解。
综上,$ DC = 3 $ 或 $ \frac{3}{2} $。
训练 7. (2025 洛阳一模)如图,$\angle ABC = 90^{\circ}$,点 $D$ 为 $AB$ 上一定点,$BD = 3$,$BC = 5$,$E$ 为射线 $DA$ 上一动点,$\triangle CBE$ 关于 $CE$ 对称的图形为 $\triangle CFE$(点 $B$ 的对称点为点 $F$),连接 $DF$。若 $\triangle DEF$ 是直角三角形,则 $DE$ 的长为

2或8
。答案
2或8
解析
以B为原点,BC为x轴,BA为y轴建立坐标系,设D(0,3),C(5,0),E(0,k),DE=x,则k=3+x(E在D上方)或k=3-x(E在D下方)。由对称性质得F(10k²/(k²+25),50k/(k²+25))。
情况1:∠E=90°
向量ED=(0,3-k),向量EF=(10k²/(k²+25),(-k³+25k)/(k²+25)),数量积为0,即(3-k)(-k³+25k)=0。
E在D上方(k>3):k=5,x=5-3=2。
E在D下方(k<3):k=-5,x=3-(-5)=8。
情况2:∠D=90°或∠F=90°
无解。
综上,DE=2或8。
情况1:∠E=90°
向量ED=(0,3-k),向量EF=(10k²/(k²+25),(-k³+25k)/(k²+25)),数量积为0,即(3-k)(-k³+25k)=0。
E在D上方(k>3):k=5,x=5-3=2。
E在D下方(k<3):k=-5,x=3-(-5)=8。
情况2:∠D=90°或∠F=90°
无解。
综上,DE=2或8。
8. (2025 平顶山模拟)如图,在矩形 $ABCD$ 中,$AB = 4$,$AD = 3$,将 $\triangle BCD$ 沿射线 $BD$ 平移得 $\triangle EGF$($BE < BD$),连接 $AE$,$AF$,当 $\triangle AEF$ 是直角三角形时,平移的距离 $BE$ 的长度为

7/5或16/5
。答案
7/5或16/5
解析
以A为原点,AB为x轴,AD为y轴建立坐标系,A(0,0),B(4,0),C(4,3),D(0,3)。BD向量为(-4,3),|BD|=5,设BE=t(0<t<5),平移向量为(-4t/5,3t/5)。则E(4-4t/5,3t/5),F(-4t/5,3+3t/5)。
计算AE²=(4-4t/5)²+(3t/5)²=t²-32t/5+16,AF²=(-4t/5)²+(3+3t/5)²=t²+18t/5+9,EF²=(-4)²+3²=25。
△AEF为直角三角形分三种情况:
1. ∠A=90°:AE²+AF²=EF²,即(t²-32t/5+16)+(t²+18t/5+9)=25,解得t=7/5;
2. ∠E=90°:AE²+EF²=AF²,即(t²-32t/5+16)+25=t²+18t/5+9,解得t=16/5;
3. ∠F=90°:AF²+EF²=AE²,解得t=-9/5(舍去)。
综上,BE=7/5或16/5。
计算AE²=(4-4t/5)²+(3t/5)²=t²-32t/5+16,AF²=(-4t/5)²+(3+3t/5)²=t²+18t/5+9,EF²=(-4)²+3²=25。
△AEF为直角三角形分三种情况:
1. ∠A=90°:AE²+AF²=EF²,即(t²-32t/5+16)+(t²+18t/5+9)=25,解得t=7/5;
2. ∠E=90°:AE²+EF²=AF²,即(t²-32t/5+16)+25=t²+18t/5+9,解得t=16/5;
3. ∠F=90°:AF²+EF²=AE²,解得t=-9/5(舍去)。
综上,BE=7/5或16/5。
9. (2023 河南,15)矩形 $ABCD$ 中,$M$ 为对角线 $BD$ 的中点,点 $N$ 在边 $AD$ 上,且 $AN = AB = 1$。当以点 $D$,$M$,$N$ 为顶点的三角形是直角三角形时,$AD$ 的长为
2或1+√2
。答案
2或1+√2
解析
设AD的长为x,以A为原点,AD为x轴,AB为y轴建立坐标系。则A(0,0),B(0,1),D(x,0),N(1,0),M为BD中点,坐标为(x/2,1/2)。
情况1:∠DMN=90°
向量MD=(x/2,-1/2),向量MN=((2-x)/2,-1/2)。
由MD·MN=0得:(x/2)·((2-x)/2)+(-1/2)·(-1/2)=0,
即x(2-x)/4 + 1/4=0,化简得x²-2x-1=0,解得x=1+√2(负值舍去)。
情况2:∠DNM=90°
向量ND=(x-1,0),向量NM=((x-2)/2,1/2)。
由ND·NM=0得:(x-1)·((x-2)/2)=0,解得x=2(x=1时N与D重合,舍去)。
情况3:∠MDN=90°
向量DM=(-x/2,1/2),向量DN=(1-x,0)。
由DM·DN=0得:(-x/2)(1-x)=0,解得x=1(N与D重合,舍去)。
综上,AD的长为2或1+√2。
情况1:∠DMN=90°
向量MD=(x/2,-1/2),向量MN=((2-x)/2,-1/2)。
由MD·MN=0得:(x/2)·((2-x)/2)+(-1/2)·(-1/2)=0,
即x(2-x)/4 + 1/4=0,化简得x²-2x-1=0,解得x=1+√2(负值舍去)。
情况2:∠DNM=90°
向量ND=(x-1,0),向量NM=((x-2)/2,1/2)。
由ND·NM=0得:(x-1)·((x-2)/2)=0,解得x=2(x=1时N与D重合,舍去)。
情况3:∠MDN=90°
向量DM=(-x/2,1/2),向量DN=(1-x,0)。
由DM·DN=0得:(-x/2)(1-x)=0,解得x=1(N与D重合,舍去)。
综上,AD的长为2或1+√2。
10. (2025 郑州模拟)如图,在 $\triangle ABC$ 中,$\angle A = \angle B = 45^{\circ}$,$AB = 16$,$EF$ 是 $\triangle ABC$ 的中位线,$D$ 是边 $AB$ 上一点,$AD = 2$,$P$ 是线段 $DB$ 上的一个动点,连接 $EP$,$DF$ 相交于点 $O$。若 $\triangle DOP$ 是直角三角形,则 $OE$ 的长是

16/5
。答案
16/5
解析
在△ABC中,∠A=∠B=45°,则△ABC为等腰直角三角形,AB=16,斜边上的高为8,AC=BC=8√2。EF为中位线,E、F分别为AC、BC中点,坐标为E(4,4),F(12,4),EF//AB且EF=8。D在AB上,AD=2,D(2,0),设P(p,0)(2≤p≤16)。
DF的解析式:由D(2,0)、F(12,4)得y=(2/5)x-4/5。EP的解析式:由E(4,4)、P(p,0)得y=[4/(4-p)]x+4p/(p-4)。联立解得O点坐标((12p-8)/(p+6),4(p-10)/(p+6))。
△DOP为直角三角形分三种情况:
1. ∠P=90°:PO⊥DP,O横坐标=p,即(12p-8)/(p+6)=p,解得p=4(p=2舍去)。此时O(4,4/5),OE=4-4/5=16/5。
2. ∠D=90°:DO⊥DP,O横坐标=2,解得p=2(P与D重合,舍去)。
3. ∠O=90°:OD·OP=0,化简后方程无新解。
综上,OE=16/5。
DF的解析式:由D(2,0)、F(12,4)得y=(2/5)x-4/5。EP的解析式:由E(4,4)、P(p,0)得y=[4/(4-p)]x+4p/(p-4)。联立解得O点坐标((12p-8)/(p+6),4(p-10)/(p+6))。
△DOP为直角三角形分三种情况:
1. ∠P=90°:PO⊥DP,O横坐标=p,即(12p-8)/(p+6)=p,解得p=4(p=2舍去)。此时O(4,4/5),OE=4-4/5=16/5。
2. ∠D=90°:DO⊥DP,O横坐标=2,解得p=2(P与D重合,舍去)。
3. ∠O=90°:OD·OP=0,化简后方程无新解。
综上,OE=16/5。
11. 如图,在 $\triangle ABC$ 中,$\angle C = 90^{\circ}$,$AC = 4$,$BC = 3$,将 $\triangle ABC$ 绕点 $A$ 逆时针旋转,旋转角为 $\alpha$,得到 $\triangle ADE$($0 < \alpha < 180^{\circ}$,$\angle AED = 90^{\circ}$),连接 $BE$,$BD$,当 $\triangle BDE$ 为直角三角形时,$BE$ 的长为

1
。答案
1
解析
在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,由勾股定理得AB=5。将△ABC绕点A逆时针旋转得△ADE,根据旋转性质:AE=AC=4,AD=AB=5,DE=BC=3,∠AED=∠ACB=90°。
要使△BDE为直角三角形,分三种情况讨论:
1. 直角顶点在E处(∠BED=90°):
由坐标法或几何关系,E在以A为圆心、4为半径的圆上。当E在AB上时,AE=4,AB=5,故BE=AB-AE=5-4=1。此时DE⊥AB(∠AED=90°),则DE⊥BE,△BDE为直角三角形,BE=1。
2. 直角顶点在D处(∠BDE=90°):
利用向量垂直或方程求解,发现方程4sinα-3cosα=-3在0<α<180°内无解,故不存在。
3. 直角顶点在B处(∠DBE=90°):
经计算方程产生增根,且几何关系矛盾,不存在。
综上,BE的长为1。
要使△BDE为直角三角形,分三种情况讨论:
1. 直角顶点在E处(∠BED=90°):
由坐标法或几何关系,E在以A为圆心、4为半径的圆上。当E在AB上时,AE=4,AB=5,故BE=AB-AE=5-4=1。此时DE⊥AB(∠AED=90°),则DE⊥BE,△BDE为直角三角形,BE=1。
2. 直角顶点在D处(∠BDE=90°):
利用向量垂直或方程求解,发现方程4sinα-3cosα=-3在0<α<180°内无解,故不存在。
3. 直角顶点在B处(∠DBE=90°):
经计算方程产生增根,且几何关系矛盾,不存在。
综上,BE的长为1。