21.(8分)如图,某沿海城市A接到台风预警,在该市正南方向340 km的B处有一台风中心,沿BC方向以20 km/h的速度移动,已知城市A到BC的距离AD为160 km.
(1)台风中心经过多少小时从点B移到点D?
(2)如果在距台风中心200 km的圆形区域内都将受到台风的影响,那么城市A受到台风影响的时间持续多少小时?

(1)台风中心经过多少小时从点B移到点D?
(2)如果在距台风中心200 km的圆形区域内都将受到台风的影响,那么城市A受到台风影响的时间持续多少小时?
答案:
21.解:(1)由题意,可知$AD⊥ BC$,$AB=340\ \mathrm{km}$,$AD=160\ \mathrm{km}$,
在$\mathrm{Rt}△ ABD$中,$BD=\sqrt{AB^2-AD^2}=300\ \mathrm{km}$.
$300÷20=15(\mathrm{h})$.
答:台风中心经过$15\ \mathrm{h}$从点$B$移到点$D$.
(2)如答图
,在射线$BC$上取点$E,F$,使得$AE=AF=200\ \mathrm{km}$,
$\because AD⊥ BC$,$\therefore DE=DF$.
在$\mathrm{Rt}△ AED$中,$ED=\sqrt{AE^2-AD^2}=120\ \mathrm{km}$,
$\therefore EF=2ED=240\ \mathrm{km}$,$240÷20=12(\mathrm{h})$.
答:城市A受到台风影响的时间持续$12\ \mathrm{h}$.
21.解:(1)由题意,可知$AD⊥ BC$,$AB=340\ \mathrm{km}$,$AD=160\ \mathrm{km}$,
在$\mathrm{Rt}△ ABD$中,$BD=\sqrt{AB^2-AD^2}=300\ \mathrm{km}$.
$300÷20=15(\mathrm{h})$.
答:台风中心经过$15\ \mathrm{h}$从点$B$移到点$D$.
(2)如答图
$\because AD⊥ BC$,$\therefore DE=DF$.
在$\mathrm{Rt}△ AED$中,$ED=\sqrt{AE^2-AD^2}=120\ \mathrm{km}$,
$\therefore EF=2ED=240\ \mathrm{km}$,$240÷20=12(\mathrm{h})$.
答:城市A受到台风影响的时间持续$12\ \mathrm{h}$.
解析:
【分析】
要解决这道题,我们可以分两步思考:
(1) 第一问求台风从B到D的时间,首先已知AD是城市A到BC的距离,可得AD⊥BC,即△ABD是直角三角形。已知AB和AD的长度,我们可以先用勾股定理求出BD的长度,再结合台风移动速度,用“时间=路程÷速度”就能算出所需时间。
(2) 第二问求城市A受台风影响的时长,首先明确:当台风中心与A的距离≤200km时,A会受影响。所以我们在BC上取E、F两点,使得AE=AF=200km,那么台风在EF段移动时A都会受影响。因为AD⊥BC,且AE=AF,根据等腰三角形三线合一可知DE=DF,我们先在Rt△AED中用勾股定理求出DE的长度,就能得到EF的总长度,再除以台风速度即可得到影响时长。
【解析】
(1) 由题意得:$AD⊥ BC$,$AB=340\ \mathrm{km}$,$AD=160\ \mathrm{km}$。
在$\mathrm{Rt}△ ABD$中,根据勾股定理:
$BD=\sqrt{AB^2-AD^2}=\sqrt{340^2-160^2}=300\ \mathrm{km}$
已知台风移动速度为$20\ \mathrm{km/h}$,则移动时间为:
$300÷20=15(\mathrm{h})$
(2) 如答图
,在射线$BC$上取点$E$、$F$,使得$AE=AF=200\ \mathrm{km}$。
$\because AD⊥ BC$,$AE=AF$,$\therefore DE=DF$(等腰三角形三线合一)。
在$\mathrm{Rt}△ AED$中,根据勾股定理:
$ED=\sqrt{AE^2-AD^2}=\sqrt{200^2-160^2}=120\ \mathrm{km}$
$\therefore$受影响的路径长度$EF=2ED=2×120=240\ \mathrm{km}$,
则影响持续时间为:
$240÷20=12(\mathrm{h})$
【答案】
(1) 台风中心经过$15\ \mathrm{h}$从点$B$移到点$D$;
(2) 如答图
,城市A受到台风影响的时间持续$12\ \mathrm{h}$。
【知识点】
勾股定理,行程计算,等腰三角形性质
【点评】
这道题以台风影响的实际场景为载体,考查了勾股定理在实际问题中的应用,解题的关键是将实际问题转化为直角三角形的几何计算问题,正确理解影响范围对应的线段长度,同时结合行程的数量关系求解,贴合生活实际,能很好地考查学生的知识应用能力。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,我们可以分两步思考:
(1) 第一问求台风从B到D的时间,首先已知AD是城市A到BC的距离,可得AD⊥BC,即△ABD是直角三角形。已知AB和AD的长度,我们可以先用勾股定理求出BD的长度,再结合台风移动速度,用“时间=路程÷速度”就能算出所需时间。
(2) 第二问求城市A受台风影响的时长,首先明确:当台风中心与A的距离≤200km时,A会受影响。所以我们在BC上取E、F两点,使得AE=AF=200km,那么台风在EF段移动时A都会受影响。因为AD⊥BC,且AE=AF,根据等腰三角形三线合一可知DE=DF,我们先在Rt△AED中用勾股定理求出DE的长度,就能得到EF的总长度,再除以台风速度即可得到影响时长。
【解析】
(1) 由题意得:$AD⊥ BC$,$AB=340\ \mathrm{km}$,$AD=160\ \mathrm{km}$。
在$\mathrm{Rt}△ ABD$中,根据勾股定理:
$BD=\sqrt{AB^2-AD^2}=\sqrt{340^2-160^2}=300\ \mathrm{km}$
已知台风移动速度为$20\ \mathrm{km/h}$,则移动时间为:
$300÷20=15(\mathrm{h})$
(2) 如答图
$\because AD⊥ BC$,$AE=AF$,$\therefore DE=DF$(等腰三角形三线合一)。
在$\mathrm{Rt}△ AED$中,根据勾股定理:
$ED=\sqrt{AE^2-AD^2}=\sqrt{200^2-160^2}=120\ \mathrm{km}$
$\therefore$受影响的路径长度$EF=2ED=2×120=240\ \mathrm{km}$,
则影响持续时间为:
$240÷20=12(\mathrm{h})$
【答案】
(1) 台风中心经过$15\ \mathrm{h}$从点$B$移到点$D$;
(2) 如答图
【知识点】
勾股定理,行程计算,等腰三角形性质
【点评】
这道题以台风影响的实际场景为载体,考查了勾股定理在实际问题中的应用,解题的关键是将实际问题转化为直角三角形的几何计算问题,正确理解影响范围对应的线段长度,同时结合行程的数量关系求解,贴合生活实际,能很好地考查学生的知识应用能力。
【难度系数】
0.7
22.(10分)定义:如图,点M,N把线段AB分割成AM,MN,NB,若以AM,MN,NB为边的三角形是一个直角三角形,则称M,N是线段AB的勾股分割点.
(1)已知点M,N把线段AB分割成AM,MN,NB,若AM=2.5,MN=6.5,BN=6,则M,N是线段AB的勾股分割点吗?请说明理由;
(2)已知M,N是线段AB的勾股分割点,且AM为直角边,若AB=30,AM=5,求BN的长.

(1)已知点M,N把线段AB分割成AM,MN,NB,若AM=2.5,MN=6.5,BN=6,则M,N是线段AB的勾股分割点吗?请说明理由;
(2)已知M,N是线段AB的勾股分割点,且AM为直角边,若AB=30,AM=5,求BN的长.
答案:22.解:(1)$M,N$是线段$AB$的勾股分割点.理由如下:
$\because AM^2+BN^2=2.5^2+6^2=42.25$,$MN^2=6.5^2=42.25$,
$\therefore AM^2+NB^2=MN^2$,
$\therefore$以$AM,MN,NB$为边的三角形是一个直角三角形,
$\therefore M,N$是线段$AB$的勾股分割点.
(2)设$BN=x$,则$MN=30-AM-BN=25-x$.
①当$MN$为斜边时,根据题意,得$MN^2=AM^2+NB^2$,
即$(25-x)^2=5^2+x^2$,解得$x=12$;
②当$BN$为斜边时,根据题意,得$BN^2=AM^2+MN^2$,
即$x^2=5^2+(25-x)^2$,解得$x=13$.
综上所述,$BN$的长为$12$或$13$.
$\because AM^2+BN^2=2.5^2+6^2=42.25$,$MN^2=6.5^2=42.25$,
$\therefore AM^2+NB^2=MN^2$,
$\therefore$以$AM,MN,NB$为边的三角形是一个直角三角形,
$\therefore M,N$是线段$AB$的勾股分割点.
(2)设$BN=x$,则$MN=30-AM-BN=25-x$.
①当$MN$为斜边时,根据题意,得$MN^2=AM^2+NB^2$,
即$(25-x)^2=5^2+x^2$,解得$x=12$;
②当$BN$为斜边时,根据题意,得$BN^2=AM^2+MN^2$,
即$x^2=5^2+(25-x)^2$,解得$x=13$.
综上所述,$BN$的长为$12$或$13$.
解析:
【分析】
(1)要判断M、N是否为线段AB的勾股分割点,只需根据定义验证三条线段AM、MN、NB是否满足勾股定理即可:先确定三条线段中最长的线段,计算两条较短线段的平方和,与最长线段的平方比较,若相等则符合勾股定理,即为勾股分割点。
(2)已知AM是直角边,但未明确斜边,因此需要分两种情况讨论:①MN为斜边,②BN为斜边。设BN长为x,先根据线段和差关系用x表示出MN的长度,再针对两种情况分别根据勾股定理列方程求解,最后验证解符合线段长度为正的要求即可。
【解析】
(1) $M,N$是线段$AB$的勾股分割点,理由如下:
$\because AM^2+BN^2=2.5^2+6^2=42.25$,$MN^2=6.5^2=42.25$,
$\therefore AM^2+NB^2=MN^2$,
$\therefore$以$AM,MN,NB$为边的三角形是直角三角形,
$\therefore M,N$是线段$AB$的勾股分割点。
(2) 设$BN=x$,则$MN=30-AM-BN=25-x$,分两种情况讨论:
① 当$MN$为斜边时,根据勾股定理得$MN^2=AM^2+NB^2$,
即$(25-x)^2=5^2+x^2$,
展开化简得$50x=600$,解得$x=12$;
② 当$BN$为斜边时,根据勾股定理得$BN^2=AM^2+MN^2$,
即$x^2=5^2+(25-x)^2$,
展开化简得$50x=650$,解得$x=13$。
经检验,$x=12$和$x=13$均符合线段长度要求。
综上所述,$BN$的长为12或13。
【答案】
(1) 是,理由见解析;(2) 12或13
【知识点】
勾股定理的逆定理,勾股定理,分类讨论思想
【点评】
本题为新定义题型,解题核心是准确理解“勾股分割点”的定义,将问题转化为勾股定理相关计算。解题时需注意,若直角三角形斜边未明确,要分情况讨论,避免漏解,同时求解后需验证结果是否符合实际意义。
【难度系数】
0.7
(1)要判断M、N是否为线段AB的勾股分割点,只需根据定义验证三条线段AM、MN、NB是否满足勾股定理即可:先确定三条线段中最长的线段,计算两条较短线段的平方和,与最长线段的平方比较,若相等则符合勾股定理,即为勾股分割点。
(2)已知AM是直角边,但未明确斜边,因此需要分两种情况讨论:①MN为斜边,②BN为斜边。设BN长为x,先根据线段和差关系用x表示出MN的长度,再针对两种情况分别根据勾股定理列方程求解,最后验证解符合线段长度为正的要求即可。
【解析】
(1) $M,N$是线段$AB$的勾股分割点,理由如下:
$\because AM^2+BN^2=2.5^2+6^2=42.25$,$MN^2=6.5^2=42.25$,
$\therefore AM^2+NB^2=MN^2$,
$\therefore$以$AM,MN,NB$为边的三角形是直角三角形,
$\therefore M,N$是线段$AB$的勾股分割点。
(2) 设$BN=x$,则$MN=30-AM-BN=25-x$,分两种情况讨论:
① 当$MN$为斜边时,根据勾股定理得$MN^2=AM^2+NB^2$,
即$(25-x)^2=5^2+x^2$,
展开化简得$50x=600$,解得$x=12$;
② 当$BN$为斜边时,根据勾股定理得$BN^2=AM^2+MN^2$,
即$x^2=5^2+(25-x)^2$,
展开化简得$50x=650$,解得$x=13$。
经检验,$x=12$和$x=13$均符合线段长度要求。
综上所述,$BN$的长为12或13。
【答案】
(1) 是,理由见解析;(2) 12或13
【知识点】
勾股定理的逆定理,勾股定理,分类讨论思想
【点评】
本题为新定义题型,解题核心是准确理解“勾股分割点”的定义,将问题转化为勾股定理相关计算。解题时需注意,若直角三角形斜边未明确,要分情况讨论,避免漏解,同时求解后需验证结果是否符合实际意义。
【难度系数】
0.7
23.(12分)如图,在△ABC中,∠C=90°,点M在AC上,CM=2 cm,AM=BC=6 cm,过点A作射线AN⊥AC(AN与CB在AC同侧),动点P从点A出发,沿射线AN以1 cm/s的速度匀速运动,设点P的运动时间为t s.
(1)当t=
(2)在(1)的条件下,求证:AB⊥PM.
(3)连接BP,是否存在某个t的值,使得△ABP是等腰三角形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.

(1)当t=
8
时,△ABC≌△PMA.(2)在(1)的条件下,求证:AB⊥PM.
(3)连接BP,是否存在某个t的值,使得△ABP是等腰三角形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
答案:
23.(1)8
(2)证明:$\because △ ABC≌△ PMA$,$\therefore ∠ APM=∠ CAB$.
$\because ∠ CAB+∠ BAP=90°$,
$\therefore ∠ APM+∠ BAP=90°$,
$\therefore ∠ ADP=90°$,$\therefore AB⊥ PM$.
(3)解:存在.
在$△ ABC$中,$∠ C=90°$,
$\because BC=6\ \mathrm{cm}$,$AC=2+6=8(\mathrm{cm})$,
$\therefore AB=\sqrt{BC^2+AC^2}=10\ \mathrm{cm}$.
如答图
,过点$B$作$BH⊥ AN$于点$H$,则$AH=BC=6\ \mathrm{cm}$,$BH=AC=8\ \mathrm{cm}$.
当$AP=AB=10\ \mathrm{cm}$时,$△ ABP$是等腰三角形,$\therefore t=10$;
当$BP=BA$时,$△ ABP$是等腰三角形,则$AH=PH$,
$\therefore AP=2AH=12\ \mathrm{cm}$,$\therefore t=12$;
当$AP=PB$时,$△ ABP$是等腰三角形,则$PB=t\ \mathrm{cm}$,
$PH=(t-6)\mathrm{cm}$,在$\mathrm{Rt}△ PBH$中,
$\because PH^2+BH^2=PB^2$,
$\therefore (t-6)^2+8^2=t^2$,解得$t=\frac{25}{3}$.
综上所述,当$t$的值为$10$或$12$或$\frac{25}{3}$时,$△ ABP$是等腰三角形.
23.(1)8
(2)证明:$\because △ ABC≌△ PMA$,$\therefore ∠ APM=∠ CAB$.
$\because ∠ CAB+∠ BAP=90°$,
$\therefore ∠ APM+∠ BAP=90°$,
$\therefore ∠ ADP=90°$,$\therefore AB⊥ PM$.
(3)解:存在.
在$△ ABC$中,$∠ C=90°$,
$\because BC=6\ \mathrm{cm}$,$AC=2+6=8(\mathrm{cm})$,
$\therefore AB=\sqrt{BC^2+AC^2}=10\ \mathrm{cm}$.
如答图
当$AP=AB=10\ \mathrm{cm}$时,$△ ABP$是等腰三角形,$\therefore t=10$;
当$BP=BA$时,$△ ABP$是等腰三角形,则$AH=PH$,
$\therefore AP=2AH=12\ \mathrm{cm}$,$\therefore t=12$;
当$AP=PB$时,$△ ABP$是等腰三角形,则$PB=t\ \mathrm{cm}$,
$PH=(t-6)\mathrm{cm}$,在$\mathrm{Rt}△ PBH$中,
$\because PH^2+BH^2=PB^2$,
$\therefore (t-6)^2+8^2=t^2$,解得$t=\frac{25}{3}$.
综上所述,当$t$的值为$10$或$12$或$\frac{25}{3}$时,$△ ABP$是等腰三角形.
解析:
【分析】
(1) 要使△ABC≌△PMA,已知两三角形均为直角三角形(∠C=∠MAP=90°),且AM=BC,根据SAS全等判定条件,只需AP=AC即可。先计算AC的长度为CM+AM=8cm,结合点P的运动速度即可求出t的值。
(2) 要证AB⊥PM,只需证明两直线夹角为90°。利用全等三角形对应角相等得到∠APM=∠CAB,结合∠CAB与∠BAP互余,代换后可推出∠APM+∠BAP=90°,即可得到夹角为直角,得证垂直。
(3) 判断△ABP为等腰三角形需分三种情况讨论:①AP=AB;②BP=BA;③AP=PB。先通过勾股定理算出AB的长度,再作BH⊥AN构造直角三角形,分别根据三种等腰的等量关系列等式计算t的值,注意检验结果的合理性。
【解析】
(1) 由题意得∠C=∠MAP=90°,AC=CM+AM=2+6=8cm。
已知AM=BC=6cm,∠C=∠MAP,根据SAS全等判定,要使△ABC≌△PMA,需AP=AC=8cm。
∵点P运动速度为1cm/s,
∴t=8÷1=8。
(2) 证明:
∵△ABC≌△PMA,
∴∠APM=∠CAB。
∵AN⊥AC,
∴∠CAB+∠BAP=90°,
∴∠APM+∠BAP=90°,
∴∠ADP=180°-(∠APM+∠BAP)=90°,
∴AB⊥PM。
(3) 解:存在,理由如下:
在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=6cm,AC=8cm,
由勾股定理得$AB=\sqrt{BC^2+AC^2}=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \mathrm{cm}$。
如答图
,过点$B$作$BH⊥ AN$于点$H$,则$AH=BC=6\ \mathrm{cm}$,$BH=AC=8\ \mathrm{cm}$。
分三种情况讨论:
①当$AP=AB=10\ \mathrm{cm}$时,△ABP是等腰三角形,$\therefore t=10÷1=10$;
②当$BP=BA=10\ \mathrm{cm}$时,△ABP是等腰三角形,由等腰三角形三线合一得$AH=PH$,
$\therefore AP=2AH=2×6=12\ \mathrm{cm}$,$\therefore t=12÷1=12$;
③当$AP=PB$时,△ABP是等腰三角形,设$AP=PB=t\ \mathrm{cm}$,则$PH=(t-6)\mathrm{cm}$,
在$\mathrm{Rt}△ PBH$中,由勾股定理得$PH^2+BH^2=PB^2$,
$\therefore (t-6)^2+8^2=t^2$,解得$t=\frac{25}{3}$。
综上所述,当$t$的值为$10$或$12$或$\frac{25}{3}$时,△ABP是等腰三角形。
【答案】
(1) $\boldsymbol{8}$
(2) 证明:$\because △ ABC≌△ PMA$,$\therefore ∠ APM=∠ CAB$.
$\because ∠ CAB+∠ BAP=90°$,
$\therefore ∠ APM+∠ BAP=90°$,
$\therefore ∠ ADP=90°$,$\therefore AB⊥ PM$.
(3) 存在,$t$的值为$\boldsymbol{10}$或$\boldsymbol{12}$或$\boldsymbol{\frac{25}{3}}$。
如答图
【知识点】
全等三角形的判定与性质,等腰三角形的判定,勾股定理
【点评】
本题是几何动点综合题型,考查了全等三角形、垂直的证明、等腰三角形的分类讨论及勾股定理的应用,解题的关键是对等腰三角形的三边关系分情况讨论,避免漏解,是几何综合的常考题型。
【难度系数】
0.6
(1) 要使△ABC≌△PMA,已知两三角形均为直角三角形(∠C=∠MAP=90°),且AM=BC,根据SAS全等判定条件,只需AP=AC即可。先计算AC的长度为CM+AM=8cm,结合点P的运动速度即可求出t的值。
(2) 要证AB⊥PM,只需证明两直线夹角为90°。利用全等三角形对应角相等得到∠APM=∠CAB,结合∠CAB与∠BAP互余,代换后可推出∠APM+∠BAP=90°,即可得到夹角为直角,得证垂直。
(3) 判断△ABP为等腰三角形需分三种情况讨论:①AP=AB;②BP=BA;③AP=PB。先通过勾股定理算出AB的长度,再作BH⊥AN构造直角三角形,分别根据三种等腰的等量关系列等式计算t的值,注意检验结果的合理性。
【解析】
(1) 由题意得∠C=∠MAP=90°,AC=CM+AM=2+6=8cm。
已知AM=BC=6cm,∠C=∠MAP,根据SAS全等判定,要使△ABC≌△PMA,需AP=AC=8cm。
∵点P运动速度为1cm/s,
∴t=8÷1=8。
(2) 证明:
∵△ABC≌△PMA,
∴∠APM=∠CAB。
∵AN⊥AC,
∴∠CAB+∠BAP=90°,
∴∠APM+∠BAP=90°,
∴∠ADP=180°-(∠APM+∠BAP)=90°,
∴AB⊥PM。
(3) 解:存在,理由如下:
在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=6cm,AC=8cm,
由勾股定理得$AB=\sqrt{BC^2+AC^2}=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \mathrm{cm}$。
如答图
分三种情况讨论:
①当$AP=AB=10\ \mathrm{cm}$时,△ABP是等腰三角形,$\therefore t=10÷1=10$;
②当$BP=BA=10\ \mathrm{cm}$时,△ABP是等腰三角形,由等腰三角形三线合一得$AH=PH$,
$\therefore AP=2AH=2×6=12\ \mathrm{cm}$,$\therefore t=12÷1=12$;
③当$AP=PB$时,△ABP是等腰三角形,设$AP=PB=t\ \mathrm{cm}$,则$PH=(t-6)\mathrm{cm}$,
在$\mathrm{Rt}△ PBH$中,由勾股定理得$PH^2+BH^2=PB^2$,
$\therefore (t-6)^2+8^2=t^2$,解得$t=\frac{25}{3}$。
综上所述,当$t$的值为$10$或$12$或$\frac{25}{3}$时,△ABP是等腰三角形。
【答案】
(1) $\boldsymbol{8}$
(2) 证明:$\because △ ABC≌△ PMA$,$\therefore ∠ APM=∠ CAB$.
$\because ∠ CAB+∠ BAP=90°$,
$\therefore ∠ APM+∠ BAP=90°$,
$\therefore ∠ ADP=90°$,$\therefore AB⊥ PM$.
(3) 存在,$t$的值为$\boldsymbol{10}$或$\boldsymbol{12}$或$\boldsymbol{\frac{25}{3}}$。
如答图
【知识点】
全等三角形的判定与性质,等腰三角形的判定,勾股定理
【点评】
本题是几何动点综合题型,考查了全等三角形、垂直的证明、等腰三角形的分类讨论及勾股定理的应用,解题的关键是对等腰三角形的三边关系分情况讨论,避免漏解,是几何综合的常考题型。
【难度系数】
0.6