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$AC· BC$
$DB$
D
60
证明:$\because AB=AC,$$P$ 是边 $BC$ 的中点,
$\therefore BP = PC,$$AP ⊥ BC,$
$\therefore$ 在$\mathrm{Rt}△ APB$中,$AB^2 = AP^2 + BP^2,$
$\therefore AB^2 - AP^2 = BP^2 = BP· CP,$
即 $BP· CP=AB^2 - AP^2。$
解:$\because$ 在$\mathrm{Rt}△ ABC$ 中,$∠ A = 90°,$
$\therefore AB^2 + AC^2 = BC^2。$
$\because AB=8,$$AC=15,$
$\therefore$ 易得 $BC=17。$
过点 $D$ 作 $DH⊥ BC$ 于点 $H,$则$∠ BHD = 90°。$
根据尺规作图痕迹,得 $BD$ 平分$∠ ABC,$
$\therefore ∠ ABD = ∠ HBD。$
又$\because ∠ A = ∠ BHD = 90°,$$BD=BD,$
$\therefore △ ABD≌△ HBD(\mathrm{AAS}),$
$\therefore AB = HB = 8,$$AD = HD,$
$\therefore CH = BC - HB = 17 - 8 = 9。$
$\because$ 在$\mathrm{Rt}△ DHC$ 中,$CH^2 + DH^2 = CD^2,$
$\therefore 9^2 + AD^2 = (15-AD)^2,$
解得 $AD=\frac{24}{5}。$

【分析】
首先明确直角三角形的边的定义:两条直角边长为a、b,斜边长为c,勾股定理的核心公式为a²+b²=c²。解题时需根据已知两边的类型,对勾股定理公式进行合理变形:若已知两条直角边,求斜边,将公式变形为c=√(a²+b²);若已知斜边和一条直角边,求另一条直角边,将公式变形为b=√(c²-a²)(或a=√(c²-b²)),最后代入对应边长的数值,即可求出第三边的长度。
【解析】
设直角三角形的两条直角边长为$a$、$b$,斜边长为$c$,由勾股定理得三边数量关系:
$a^2 + b^2 = c^2$
① 若已知两条直角边$a$、$b$,求斜边$c$:
对关系式变形可得 $c = \sqrt{a^2 + b^2}$,代入对应边长数值即可求得斜边长度。
② 若已知斜边$c$和其中一条直角边(如$a$),求另一条直角边$b$:
对关系式变形可得 $b = \sqrt{c^2 - a^2}$,代入对应边长数值即可求得未知直角边长度。
综上,已知直角三角形任意两边的长,均可通过上述变形后的勾股定理公式求出第三边的长。
【答案】
设直角三角形的两条直角边长为$a$、$b$,斜边长为$c$,由勾股定理得三边数量关系:
$a^2 + b^2 = c^2$
① 若已知两条直角边$a$、$b$,求斜边$c$:
对关系式变形可得 $c = \sqrt{a^2 + b^2}$,代入对应边长数值即可求得斜边长度。
② 若已知斜边$c$和其中一条直角边(如$a$),求另一条直角边$b$:
对关系式变形可得 $b = \sqrt{c^2 - a^2}$,代入对应边长数值即可求得未知直角边长度。
综上,已知直角三角形任意两边的长,均可通过上述变形后的勾股定理公式求出第三边的长。
【知识点】
勾股定理,直角三角形三边关系
【点评】
本题考查勾股定理的基础应用,解题关键是掌握勾股定理的公式及变形,明确直角三角形各边的名称,属于几何基础题,是初中数学核心基础知识点之一,难度较低。
【难度系数】
0.4
【分析】
本题考查直角三角形斜边上的高的相关结论,可通过面积法和相似三角形的性质推导。对于(1),利用直角三角形面积的两种计算方式建立等式;对于(2),通过证明三角形相似得到对应边的比例关系,进而推导结论。
【解析】
(1)在$\mathrm{Rt}△ACB$中,$∠ ACB=90°$,CD是斜边AB上的高。
三角形的面积可表示为:$S_{△ ACB}=\frac{1}{2}AC· BC$,同时也可表示为$S_{△ ACB}=\frac{1}{2}AB· CD$。
因此$\frac{1}{2}AC· BC=\frac{1}{2}AB· CD$,两边同乘2得$CD· AB=AC· BC$。
(2)因为CD是斜边AB上的高,所以$∠ ADC=∠ CDB=90°$,又$∠ A+∠ ACD=90°$,$∠ ACD+∠ BCD=90°$,故$∠ A=∠ BCD$。
所以$△ ACD ∽ △ CBD$(两角分别相等的两个三角形相似),根据相似三角形对应边成比例,得$\frac{CD}{AD}=\frac{DB}{CD}$,交叉相乘可得$CD^2=AD· DB$。
【答案】
(1) $AC· BC$;(2) $DB$
【知识点】
直角三角形性质、相似三角形的判定与性质
【点评】
本题是直角三角形斜边上的高的基础题型,核心是利用面积法或相似三角形推导相关结论,需要学生掌握直角三角形的面积计算及相似三角形的应用,属于必须熟练掌握的基础知识点。
【难度系数】
0.5
【分析】
本题需利用直角三角形的勾股定理求解第三边,关键在于题目未明确哪条边是斜边,需分两种情况讨论:当4为斜边时,第三边为直角边;当第三边为斜边时,利用勾股定理计算,避免漏解。
【解析】
直角三角形中,根据勾股定理:直角边的平方和等于斜边的平方,分两种情况计算:
情况一:若4为斜边,3为直角边,则第三边为另一条直角边,长度为$\sqrt{4^2 - 3^2} = \sqrt{16 - 9} = \sqrt{7}$;
情况二:若第三边为斜边,3和4均为直角边,则第三边长度为$\sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = 5$;
因此第三边的长为5或$\sqrt{7}$,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
勾股定理、分类讨论思想
【点评】
本题考查直角三角形勾股定理的应用,核心是需考虑边的身份(直角边/斜边)的不确定性,避免只计算一种情况导致错解,是基础题中易出错的典型题型。
【难度系数】
0.6
【分析】首先,在Rt△ABC中,利用勾股定理求出BC的长度;再根据平移的性质,确定平移后对应线段的关系,判断四边形ABC'A'的形状为梯形,进而确定梯形的上底、下底和高,最后用梯形面积公式计算结果。
【解析】在Rt△ABC中,∠ACB=90°,由勾股定理得:
$BC=\sqrt{AB^2 - AC^2}=\sqrt{10^2 - 6^2}=\sqrt{64}=8$。
因为Rt△ABC沿直线BC向右平移6个单位得到△A'B'C',所以平移距离$AA'=CC'=6$,且$AA'// BC'$,$AC⊥ BC'$,因此四边形ABC'A'是梯形,其中上底$AA'=6$,下底$BC'=BC + CC'=8+6=14$,高为$AC=6$。
根据梯形面积公式:
$S_{四边形ABC'A'}=\frac{1}{2}×(上底+下底)×高=\frac{1}{2}×(6+14)×6=60$。
【答案】60
【知识点】平移的性质、梯形面积计算、勾股定理
【点评】本题结合平移性质考查梯形面积计算,需先通过勾股定理求出直角边长度,再判断四边形形状,属于基础题型,解题关键是确定梯形的各边长度。
【难度系数】0.5
【分析】要证明$BP·CP = AB^2 - AP^2$,首先利用等腰三角形“三线合一”的性质,由$AB=AC$且$P$是$BC$中点,得出$AP⊥BC$、$BP=CP$;接着在直角三角形$APB$中应用勾股定理,将$AB^2$转化为$AP^2 + BP^2$,变形后得到$AB^2 - AP^2 = BP^2$,再结合$BP=CP$,即可推导出结论。
【解析】证明:
∵ $AB=AC$,$P$是边$BC$的中点,
∴ $AP⊥BC$,$BP=CP$(等腰三角形三线合一)。
在$Rt△APB$中,根据勾股定理:$AB^2 = AP^2 + BP^2$,
移项得:$AB^2 - AP^2 = BP^2$,

∵ $BP=CP$,
∴ $BP^2 = BP·CP$,
因此,$BP·CP = AB^2 - AP^2$,得证。
【答案】$BP·CP = AB^2 - AP^2$,证明过程如上。
【知识点】等腰三角形性质、勾股定理
【点评】本题是等腰三角形与勾股定理结合的基础证明题,核心是利用等腰三角形三线合一构造直角,再通过勾股定理转化线段关系,属于几何证明的基础题型,难度适中。
【难度系数】0.6
【分析】
要解决这个问题,首先根据尺规作图的痕迹判断出BD是∠ABC的角平分线,再利用角平分线的性质作辅助线,通过全等三角形得到线段关系,最后结合勾股定理列方程求解AD的长度。具体思考步骤:1. 由尺规作图可知BD平分∠ABC,角平分线上的点到角两边的距离相等,因此过D作BC的垂线,可得到AD与DH的等量关系;2. 证明△ABD和△HBD全等,得到AB=HB,进而算出CH的长度;3. 设AD为未知数,在Rt△DHC中利用勾股定理列方程,求解得到AD的长。
【解析】
在$\mathrm{Rt}△ABC$中,$∠ A=90°$,$AB=8$,$AC=15$,由勾股定理得:
$BC=\sqrt{AB^2+AC^2}=\sqrt{8^2+15^2}=\sqrt{64+225}=17$。
过点$D$作$DH⊥ BC$于点$H$,如图所示。
根据尺规作图痕迹,$BD$平分$∠ ABC$,故$∠ ABD=∠ HBD$。
又$∠ A=∠ BHD=90°$,$BD=BD$,因此$△ ABD≌△ HBD(\mathrm{AAS})$。
由此可得$AB=HB=8$,$AD=HD$,则$CH=BC-HB=17-8=9$。
设$AD=x$,则$HD=x$,$CD=AC-AD=15-x$。
在$\mathrm{Rt}△DHC$中,由勾股定理得:
$DH^2+CH^2=CD^2$,即$x^2+9^2=(15-x)^2$,
展开整理得:$x^2+81=225-30x+x^2$,
消去$x^2$后解得:$30x=144$,$x=\frac{24}{5}$,即$AD=\frac{24}{5}$。
【答案】
$\frac{24}{5}$
【知识点】
勾股定理、角平分线的性质、全等三角形的判定
【点评】
本题结合尺规作图(角平分线),综合考查了几何中求线段长度的核心方法,通过作辅助线将未知线段转化,利用角平分线性质、全等三角形和勾股定理建立方程,是初中几何的典型题型,需熟练掌握方程思想和相关几何性质的应用。
【难度系数】
0.6