17.1 勾股定理 高频易错题汇编(含解析)

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名称 17.1 勾股定理 高频易错题汇编(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 数学
更新时间 2021-02-03 19:26:13

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17.1 勾股定理 高频易错题集
一.选择题(共10小题)
1.勾股定理是人类最伟大的科学发现之一,在我国古算书《周髀算经》中早有记载,如图①,以直角三角形的各边为边向外作等边三角形,再把较小的两个等边三角形按如图②的方式放置在最大等边三角形内.若知道图②中阴影部分的面积,则一定能求出图②中(  )
A.最大等边三角形与直角三角形面积的和
B.最大等边三角形的面积
C.较小两个等边三角形重叠部分的面积
D.直角三角形的面积
2.如图,网格中每个小正方形的边长均为1,点A,B,C都在格点上,以A为圆心,AB为半径画弧,交最上方的网格线于点D,则CD的长为(  )
A. B.0.8 C.3﹣ D.
3.如图是6×6的正方形网格,点A,B均在格点上.如果点C也在此正方形网格的格点上,且∠ACB=90°,则满足条件的点C共有(  )
A.3个 B.4个 C.6个 D.8个
4.已知△ABC中,AB=17,AC=10,BC边上的高AH=8,则BC的长是(  )
A.21 B.15 C.6 D.21或9
5.在△ABC中,∠A=30°,AB=4,BC=,则∠B为(  )
A.30° B.90° C.30°或60° D.30°或90°
6.如图,四边形ABCD中,AD∥BC,∠ABC+∠DCB=90°,且BC=2AD,以AB,BC,CD为边向外作正方形,其面积分别为S1,S2,S3.若S1=4,S2=64,则S3的值为(  )
A.8 B.12 C.24 D.60
7.如图是由“赵爽弦图”变化得到的,它由八个全等的直角三角形拼接而成,记图中正方形ABCD、正方形EFGH、正方形MNPQ的面积分别为S1、S2、S3.若S1+S2+S3=60,则S2的值是(  )
A.12 B.15 C.20 D.30
8.“赵爽弦图”是四个全等的直角三角形与中间一个正方形拼成的大正方形.如图,每一个直角三角形的两条直角边的长分别是3和6,则中间小正方形与大正方形的面积差是(  )
A.9 B.36 C.27 D.34
9.图1是我国著名的“赵爽弦图”,它是由四个全等的直角三角形所围成将四个直角三角形的较短边(如AF)向外延长1倍得到点A′,B′,C′,D′,并连结得到图2.已知正方形EFGH与正方形A′B′C′D′的面积分别为1cm2和85cm2,则图2中阴影部分的面积是(  )
A.15cm2 B.30cm2 C.36cm2 D.60cm2
10.下列各组数中,能作为直角三角形三边长的是(  )
A.4,5,6 B.5,7,12 C.3,5, D.1,,
二.填空题(共5小题)
11.如图,在直角坐标系中,点B(﹣8,8),点C(﹣2,0),若动点P从坐标原点出发,沿y轴正方向匀速运动,运动速度为1cm/s,设点P运动时间为t秒,当△BCP是以BC为腰的等腰三角形时,直接写出t的所有值   .
12.如图,等腰△ABC中,AB=AC=5,BC=8,点F是边BC上不与点B,C重合的一个动点,直线DE垂直平分BF,垂足为D.当△ACF是直角三角形时,BD的长为   .
13.如图,在平面直角坐标系中,OA1=2,∠A1Ox=30°,以OA1为直角边作Rt△OA1A2,并使∠A1OA2=60°,再以A1A2为直角边作Rt△A1A2A3,并使∠A2A1A3=60°,再以A2A3为直角边作Rt△A2A3A4,并使∠A3A2A4=60°,…,按此规律进行下去,则A2020的坐标是   .
14.如果三角形的两个内角α与β满足2α+β=90°,那么我们称这样的三角形为“准互余三角形”.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8.点D是BC边上一点,连接AD,若△ABD是准互余三角形,则BD的长为   .
15.已知∠MON=90°,点A在射线OM上,点B在射线ON上,OA=8,OB=6,点C在线段AO上,△BCD和△BCO关于直线BC对称,若△ACD是直角三角形,则AC的长是   .
三.解答题(共5小题)
16.如图,已知在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=16,D是AC上的一点,CD=3,点P从B点出发沿射线BC方向以每秒2个单位的速度向右运动.设点P的运动时间为t.连结AP.
(1)当t=3秒时,求AP的长度(结果保留根号);
(2)当△ABP为等腰三角形时,求t的值;
(3)过点D作DE⊥AP于点E.在点P的运动过程中,当t为何值时,能使DE=CD?
17.如图,△ABC中,∠ACB=90°,AB=5cm,BC=4cm,若点P从点A出发,以每秒1cm的速度沿折线A﹣B﹣C﹣A运动,设运动时间为t(t>0)秒.
(1)AC=   cm;
(2)若点P恰好在AB的垂直平分线上,求此时t的值;
(3)在运动过程中,当t为何值时,△ACP是以AC为腰的等腰三角形(直接写出结果)?
18.如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠A=90°,∠CBD=30°,∠C=45°,如果AB=,求CD的长.
19.如图,点C在线段BD上,AC⊥BD,CA=CD,点E在线段AC上,且CE=CB,若已知BC=a,AC=b,AB=c,请借助这个图形证明勾股定理.
20.勾股定理神秘而美妙,它的证法多样,其巧妙各有不同,其中的“面积法”给了小聪以灵感,他惊喜的发现,当两个全等的直角三角形如图1或图2摆放时,都可以用“面积法”来证明,请你利用图1或图2证明勾股定理(其中∠DAB=90°)
求证:a2+b2=c2.
试题解析
一.选择题(共10小题)
1.勾股定理是人类最伟大的科学发现之一,在我国古算书《周髀算经》中早有记载,如图①,以直角三角形的各边为边向外作等边三角形,再把较小的两个等边三角形按如图②的方式放置在最大等边三角形内.若知道图②中阴影部分的面积,则一定能求出图②中(  )
A.最大等边三角形与直角三角形面积的和
B.最大等边三角形的面积
C.较小两个等边三角形重叠部分的面积
D.直角三角形的面积
解:如图,
以直角三角形的三边为边向外作等边三角形,设它们的面积分别为S1、S2、S3,则有S1+S2=S3,
∴S1+S2+S阴影=S3+S△EFG,
∴S阴影=S△EFG,
即知道图②中阴影部分的面积,则一定能求出图②中较小两个等边三角形重叠部分的面积,
故选:C.
2.如图,网格中每个小正方形的边长均为1,点A,B,C都在格点上,以A为圆心,AB为半径画弧,交最上方的网格线于点D,则CD的长为(  )
A. B.0.8 C.3﹣ D.
解:如图,连接AD,则AD=AB=3,
由勾股定理可得,Rt△ADE中,DE==,
又∵CE=3,
∴CD=3﹣,
故选:C.
3.如图是6×6的正方形网格,点A,B均在格点上.如果点C也在此正方形网格的格点上,且∠ACB=90°,则满足条件的点C共有(  )
A.3个 B.4个 C.6个 D.8个
解:由勾股定理得AB==2,
以AB的中点为圆心,以为半径作圆与正方形网格交于6个格点,如图所示,
以6个格点为C,由圆周角定理可知,∠ACB=90°,
则满足条件的点C共有6个,
故选:C.
4.已知△ABC中,AB=17,AC=10,BC边上的高AH=8,则BC的长是(  )
A.21 B.15 C.6 D.21或9
解:如图所示,在Rt△ABH中,
∵AB=17,AH=8,
∴BH==15;
在Rt△ACH中,
∵AC=10,AH=8,
∴CH==6,
∴当AH在三角形的内部时,如图1,BC=15+6=21;
当AH在三角形的外部时,如图2,BC=15﹣6=9.
∴BC的长是21或9.
故选:D.
5.在△ABC中,∠A=30°,AB=4,BC=,则∠B为(  )
A.30° B.90° C.30°或60° D.30°或90°
解:此题存在两种情况:
(1)根据BC2=AC2+AB2﹣2AC?AB?cosA
计算得 AC==BC,即∠B=∠A=30°.
(2)根据BC2=AC2+AB2﹣2AC?AB?cosA
计算得 AC==2BC,即∠B=90°.
所以本题答案为30°或者90°.
故选:D.
6.如图,四边形ABCD中,AD∥BC,∠ABC+∠DCB=90°,且BC=2AD,以AB,BC,CD为边向外作正方形,其面积分别为S1,S2,S3.若S1=4,S2=64,则S3的值为(  )
A.8 B.12 C.24 D.60
解:如图,过A作AE∥CD交BC于E,则∠AEB=∠DCB,
∵AD∥BC,
∴四边形AECD是平行四边形,
∴CE=AD,AE=CD,
∵∠ABC+∠DCB=90°,
∴∠AEB+∠ABC=90°,
∴∠BAE=90°,
∴BE2=AB2+AE2,
∵BC=2AD,
∴BC=2BE,
∴BC2=AB2+CD2,即×64=4+S3,
∴S3=12,
故选:B.
7.如图是由“赵爽弦图”变化得到的,它由八个全等的直角三角形拼接而成,记图中正方形ABCD、正方形EFGH、正方形MNPQ的面积分别为S1、S2、S3.若S1+S2+S3=60,则S2的值是(  )
A.12 B.15 C.20 D.30
解:设每个小直角三角形的面积为m,则S1=4m+S2,S3=S2﹣4m,
因为S1+S2+S3=60,
所以4m+S2+S2+S2﹣4m=60,
即3S2=60,
解得S2=20.
故选:C.
8.“赵爽弦图”是四个全等的直角三角形与中间一个正方形拼成的大正方形.如图,每一个直角三角形的两条直角边的长分别是3和6,则中间小正方形与大正方形的面积差是(  )
A.9 B.36 C.27 D.34
解:根据题意得:
小正方形的面积=(6﹣3)2=9,大正方形的面积=32+62=45,
45﹣9=36.
故选:B.
9.图1是我国著名的“赵爽弦图”,它是由四个全等的直角三角形所围成将四个直角三角形的较短边(如AF)向外延长1倍得到点A′,B′,C′,D′,并连结得到图2.已知正方形EFGH与正方形A′B′C′D′的面积分别为1cm2和85cm2,则图2中阴影部分的面积是(  )
A.15cm2 B.30cm2 C.36cm2 D.60cm2
解:∵正方形EFGH与正方形A′B′C′D′的面积分别为1cm2和85cm2‘
∴EF=FG=GH=HE=1,A′B′=B′C′=C′D′=A′D′=
设四个直角三角形的较短边为x,则在Rt△A′ED′中,
D′E=2x,A′E=2x+1,由题意得
(2x)2+(2x+1)2=85,化简得
2x2+x﹣21=0
∴x1=3,x2=﹣3.5(舍)
∴A′F=C′H=6,AE=CG=4
∴图2中阴影部分的面积是(3×6÷2+3×4÷2)×2=30
故选:B.
10.下列各组数中,能作为直角三角形三边长的是(  )
A.4,5,6 B.5,7,12 C.3,5, D.1,,
解:A、∵52+42≠62,∴三条线段不能组成直角三角形,故A选项错误;
B、∵52+72≠122,∴三条线段不能组成直角三角形,故B选项错误;
C、∵32+()2≠52,∴三条线段不能组成直角三角形,故C选项错误;
D、∵12+()2=()2,∴三条线段能组成直角三角形,故D选项正确;
故选:D.
二.填空题(共5小题)
11.如图,在直角坐标系中,点B(﹣8,8),点C(﹣2,0),若动点P从坐标原点出发,沿y轴正方向匀速运动,运动速度为1cm/s,设点P运动时间为t秒,当△BCP是以BC为腰的等腰三角形时,直接写出t的所有值 2秒,4秒或14秒 .
解:如图所示,过点B作BD⊥x轴于点D,作BE⊥y轴于点E,分别以点B和点C为圆心,以BC长为半径画弧交y轴正半轴于点F,点H和点G
∵点B(﹣8,8),点C(﹣2,0),
∴DC=6cm,BD=8cm,由勾股定理得:BC=10cm,
∴在直角三角形COG中,OC=2cm,CG=BC=10cm,
∴OG==(cm).
当点P运动到点F或点H时,BE=8cm,BH=BF=10cm,
∴EF=EH=6cm,
∴OF=8﹣6=2(cm),OH=8+6=14(cm),
∵运动速度为1cm/s,
∴t的所有值为2秒,秒或14秒.
故答案为:2秒,秒或14秒.
12.如图,等腰△ABC中,AB=AC=5,BC=8,点F是边BC上不与点B,C重合的一个动点,直线DE垂直平分BF,垂足为D.当△ACF是直角三角形时,BD的长为 2或 .
解:(1)当∠AFC=90°时,AF⊥BC,
∵AB=AC,
∴BF=BC∴BF=4
∵DE垂直平分BF,
∵BC=8
∴BD=BF=2.
(2)当∠CAF=90°时,过点A作AM⊥BC于点M,
∵AB=AC
∴BM=CM
在Rt△AMC与Rt△FAC中,∠AMC=∠FAC=90°,∠C=∠C,
∴△AMC∽△FAC,
∴=
∴FC=
∵AC=5,MC=BC=4
∴FC=
∴BF=BC﹣FC=8﹣=
∴BD=BF=
故答案为:2或.
13.如图,在平面直角坐标系中,OA1=2,∠A1Ox=30°,以OA1为直角边作Rt△OA1A2,并使∠A1OA2=60°,再以A1A2为直角边作Rt△A1A2A3,并使∠A2A1A3=60°,再以A2A3为直角边作Rt△A2A3A4,并使∠A3A2A4=60°,…,按此规律进行下去,则A2020的坐标是 (0,1﹣31010) .
解:∵∠A1Ox=30°,∠A1OA2=60°,
∴∠A2Ox=90°,
∴A2在y轴上,
Rt△A1A2O中,OA1=2,
∴OA2=2OA1=4,A1A2=2,
∴A2的纵坐标为:4=+1,
∴A2(0,4),
Rt△A1A2A3中,∠A2A1A3=60°,
∴∠A1A3A2=30°,
∴A1A3=2A1A2=4,
∵∠BA1O=∠A1Ox=30°,
∴A1B∥x轴,
∴A1B⊥A2O,
∵∠A1A2B=30°,
∴A1B=A1A2=,A2B=3,
∴A3B=4﹣=3,OB=4﹣3=1,
∴A3的横坐标为:﹣3=﹣,
∴A3(﹣3,1),
Rt△A2BA3中,A2A3=2A2B=6,
Rt△A2A3A4中,A2A4=2A2A3=12,
∴OA4=12﹣4=8,
∴A4的纵坐标为:﹣[﹣1],
A4(0,﹣8),
由此发现:点A1,A2,A3,A4,…,An,每四次一循环,
2020÷4=505,
∴点A2020在y轴的负半轴上,纵坐标是:﹣[﹣1]=1﹣31010.
则A2020的坐标是 (0,1﹣31010);
故答案为:(0,1﹣31010).
14.如果三角形的两个内角α与β满足2α+β=90°,那么我们称这样的三角形为“准互余三角形”.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8.点D是BC边上一点,连接AD,若△ABD是准互余三角形,则BD的长为 5或 .
解:∵∠ACB=90°,AC=6,BC=8,
∴AB==10.
①如图1,
∵△ABD是准互余三角形,
∴∠B+2∠BAD=90°,
∵∠ACB=90°,
∴∠B+∠BAC=90°,
∴∠BAC=2∠BAD,
∴AD是∠BAC的平分线,
作DE⊥AB于点E,
则DC=DE,AE=AC=6,
设DC=DE=x,则BD=8﹣x,
BE=AB﹣AE=4,
在Rt△BDE中,根据勾股定理,得
BD2=DE2+BE2,
(8﹣x)2=x2+42,
解得x=3,
∴BD=BC﹣CD=8﹣3=5;
②如图2,
∵△ABD是准互余三角形,
∴2∠B+∠BAD=90°,
∵∠ACB=90°,
∴∠B+∠BAD+∠DAC=90°,
∴∠DAC=∠B,
∵∠C=∠C,
∴△CAD∽△CBA,
∴=,
∴CD=,
∴BD=BC﹣CD=8﹣=.
综上所述:BD的长为5或.
故答案为:5或.
15.已知∠MON=90°,点A在射线OM上,点B在射线ON上,OA=8,OB=6,点C在线段AO上,△BCD和△BCO关于直线BC对称,若△ACD是直角三角形,则AC的长是 2或5 .
解:①当∠DCA=90°时,
∵△BCD和△BCO关于直线BC对称,
∴∠BCO=∠DCB=45°,
∴在Rt△OCB中,OC=OB=6,
∴AC=OA﹣OC=8﹣6=2;
②当∠DAC=90°时,
作DE⊥BC于点E,
∵∠DAC=90°,DE⊥BC,OB⊥OA,
∴∠DAC=∠DEO=∠EOA=90°,
∴四边形DEOA是矩形,
∴DE=OA=8,OE=DA,
设DA=x,
则BE=OB﹣OE=6﹣x,
∵△BCD和△BCO关于直线BC对称,
∴BD=BO=6,
∴BD2=BE2+DE2,
∴62=(6﹣x)2+82,
∴(6﹣x)2=﹣28,
此方程无解,
∴此情况不存在;
③当∠CDA=90°时,
∵∠BDC=∠BOC=90°,
∴∠CDA+∠BDC=180°,
∴A、D、B三点共线,
∴AB2=OB2+OA2=62+82=100,
∴AB=10,
∴AD=AB﹣BD=10﹣6=4,
设AC=x,
则DC=OC=OA﹣AC=8﹣x,
在Rt△ADC中,AC2=CD2+AD2,
∴x2=(8﹣x)2+42,
解得x=5,
即AC=5,
综上所述,AC的长为2或5.
故答案为:2或5.
三.解答题(共5小题)
16.如图,已知在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=16,D是AC上的一点,CD=3,点P从B点出发沿射线BC方向以每秒2个单位的速度向右运动.设点P的运动时间为t.连结AP.
(1)当t=3秒时,求AP的长度(结果保留根号);
(2)当△ABP为等腰三角形时,求t的值;
(3)过点D作DE⊥AP于点E.在点P的运动过程中,当t为何值时,能使DE=CD?
解:(1)根据题意,得BP=2t,PC=16﹣2t=16﹣2×3=10,AC=8,
在Rt△APC中,根据勾股定理,得AP===2.
答:AP的长为2.
(2)在Rt△ABC中,AC=8,BC=16,
根据勾股定理,得AB===8
若BA=BP,则 2t=8,解得t=4;
若AB=AP,则BP=32,2t=32,解得t=16;
若PA=PB,则(2t)2=(16﹣2t)2+82,解得t=5.
答:当△ABP为等腰三角形时,t的值为4、16、5.
(3)若P在C点的左侧,CP=16﹣2t.AP=20﹣2t
(20﹣2t)2=(16﹣2t)2+82
解得:t=5,
若P在C点的右侧,CP=2t﹣16.AP=2t﹣12;
(2t﹣12)2=(2t﹣16)2+82
解得:t=11
答:当t为5或11时,能使DE=CD.
17.如图,△ABC中,∠ACB=90°,AB=5cm,BC=4cm,若点P从点A出发,以每秒1cm的速度沿折线A﹣B﹣C﹣A运动,设运动时间为t(t>0)秒.
(1)AC= 3 cm;
(2)若点P恰好在AB的垂直平分线上,求此时t的值;
(3)在运动过程中,当t为何值时,△ACP是以AC为腰的等腰三角形(直接写出结果)?
解:(1)如甲图所示:
∵∠ACB=90°,
∴△ABC是直角三角形,
在Rt△ABC中,由勾股定理得,

又AB=5cm,BC=4cm,
∴=3,
故答案为3;
(2)点P恰好在AB的垂直平分线上时,
如乙图所示:
∵DE是线段AB的垂直平分线,
∴AD=BD=,AE=BE,
①当点P运动到点D时,
∵AB=5cm,点P从点A出发,以每秒1cm的速度运动,
∴t1=秒,
②当点P运动到点E时,设BE=x,则EC=4﹣x,
∵AE=BE,
∴AE=x,
在Rt△AEC中,由勾股定理得,
AE2=AC2+EC2
∵AC=3,AE=x,EC=4﹣x,
∴32+(4﹣x)2=x2,
解得:x=,
∴AB+BE=,
∴秒,
即点P在AB的垂直平分线上时,运动时间t为秒或秒;
(3)运动过程中,△ACP是等腰三角形,
①当AP=AC时,如丙图(1)所示:
∵AC=3,∴AP=3,
∴t1'=3秒,
②当CA=CP时,如丙图(2)所示:
若点P运动到P1时,AC=P1C,过点C作CH⊥AB
交AB于点H,
∵,
AB=5cm,BC=4cm,AC=3cm,
∴CH=cm,
在Rt△AHC中,由勾股定理得,
AH==cm,
又∵AP1=2AH=cm,
∴秒,
若点P运动到P2时,AC=P2C,
∵AC=3cm,
∴P2C=3cm,
又∵BP2=BC﹣P2C,
∴BP2=1cm,
∴AP+BP2=5+1=6cm,
∴t4'=6秒,
综合所述,△ACP是以AC为腰的等腰三角形时,t为3秒或秒或6秒.
18.如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠A=90°,∠CBD=30°,∠C=45°,如果AB=,求CD的长.
解:如图,过点D作DE⊥BC于E,
∵AB=AD,∠BAD=90°,
∴AD=AB=,
∴由勾股定理可得BD==2,
∵∠CBD=30°,
∴DE=BD=×2=1,
又∵Rt△CDE中,∠DEC=90°,∠C=45°,
∴由勾股定理可得CD==.
19.如图,点C在线段BD上,AC⊥BD,CA=CD,点E在线段AC上,且CE=CB,若已知BC=a,AC=b,AB=c,请借助这个图形证明勾股定理.
证明∵AC⊥BD,
∴∠ECD=∠ACB=90°,
∵CA=CD,CE=CB,
∴△ECD≌△BCA(SAS),
∴AB=ED,∠BAC=∠EDC,
∵∠AEF=∠DEC,∠EDC+∠DEC=90°,
∴∠BAC+∠AEF=∠EDC+∠DEC=90°,
∴∠AFE=180°﹣(∠BAC+∠AEF)=90°,
∴DF⊥AB.
∴S△ABD=S△BCE+S△ACD+S△ABE
=a2+b2+c?EF,
∵S△ABD=c?DF=c(EF+DE)=c(EF+c),
∴a2+b2+c?EF=c(EF+c),
∴a2+b2=c2.
20.勾股定理神秘而美妙,它的证法多样,其巧妙各有不同,其中的“面积法”给了小聪以灵感,他惊喜的发现,当两个全等的直角三角形如图1或图2摆放时,都可以用“面积法”来证明,请你利用图1或图2证明勾股定理(其中∠DAB=90°)
求证:a2+b2=c2.
解:利用图1进行证明:
证明:∵∠DAB=90°,点C,A,E在一条直线上,BC∥DE,则CE=a+b,
∵S四边形BCED=S△ABC+S△ABD+S△AED=ab+c2+ab,
又∵S四边形BCED=(a+b)2,
∴ab+c2+ab=(a+b)2,
∴a2+b2=c2.
利用图2进行证明:
证明:如图,连结DB,过点D作BC边上的高DF,则DF=EC=b﹣a,∵S四边形ADCB=S△ACD+S△ABC=b2+ab.
又∵S四边形ADCB=S△ADB+S△DCB=c2+a(b﹣a),
∴b2+ab=c2+a(b﹣a),
∴a2+b2=c2.
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