题目已知
△ABC,点
P是平面内任意一点(不与点
A,
B,
C重合),若点
P与
A,
B,
C中的某两点的连线的夹角为直角,则称点
P为
△ABC关于这两个点的一个"勾股点".例如:当
P与点
A,
B的连线的夹角为直角,称点
P为
△ABC关于
A,
B的"勾股点".
(1)如图
(1),若点
P是
△ABC内一点,
∠A=55∘,
∠ABP=10∘,
∠ACP=25∘,试说明点
P是
△ABC的一个"勾股点";
(2)如图
(2),已知点
D是
△ABC的一个"勾股点",
∠ADC=90∘,且
∠DCB=∠DAC,若
AD=3CD=3,
BC=6,求
AB的长;
(3)如图
(3),在
△ABC中,
AC=8,点
D为
△ABC外一点,
DB=DA,
∠BCD=45∘,
DC=22,当点
D是
△ABC关于
A,
B的"勾股点"时,
AB的长度是______.
知识点:等腰三角形的性质、勾股定理、直角三角形斜边上的中线章节:第13章 三角形 / 13.1 三角形的概念
答案与解析
答案
(1)证明:
∵在
△ABC中,
∠A=55∘,
∴∠ACB+∠ABC=125∘,
∵∠ABP=10∘,
∠ACP=25∘,
∴∠PCB+∠PBC=125∘−10∘−25∘=90∘,
∴∠CPB=90∘,
∴点
P是
△ABC的一个“勾股点”;
(2)∵∠ADC=90∘,
∴∠DAC+∠ACD=90∘,
∵∠DCB=∠DAC,
∴∠DCB+∠ACD=90∘,即
∠ACB=90∘,
∵AD=3CD=3,
BC=6,
∴CD=1,
在
Rt△ACD中,由勾股定理得:
AC2=CD2+AD2=12+32=10,
在
Rt△ACB中,由勾股定理得:
AB=AC2+BC2=10+62=46;
(3)点
D可以是
△ABC的“勾股点”.
由题意可知,分三种情况讨论.
①当
∠ADB=90∘时,点
D是
△ABC的“勾股点”.
如图,分别过点
A,
B作
CD的垂线,垂足分别为点
E,
F.

则
∠E=∠F=90∘,
∴∠ADE+∠BDF=∠BDF+∠DBF=90∘,
∴∠ADE=∠DBF,
在
△AED和
△DFB中,
⎩⎨⎧∠E=∠F∠ADE=∠DBFAD=BD,
∴△AED≌△DFB(AAS),
∴AE=DF,
DE=BF,
∵∠BCD=45∘,
∴∠CBF=90∘−∠BCF=45∘,
∴BF=CF,
∴CF=DE,
∴DF=CE,
∴AE=CE,
∴∠ACE=21(180°−∠E)=45°,
∴∠ACB=180∘−∠ACE−∠BCF=90∘,
在
Rt△ACE中,
AC=8,
∴AE=CE=28=42,
∵DC=22,
∴CF=CD+DF=CD+AE=62,
∴BC=2CF=12,
∴AB=AC2+BC2=413;
②当
∠CDB=90∘时,点
D是
△ABC的“勾股点”.
由题可知
∠BCD=45∘,
∴CD=BD.
又
∵AD=BD,
∴AD=CD,
∵在
△ACD中,
∠ACD=90∘+45∘=135∘,
∴AD>CD,
∴此种情况不成立.
③当
∠ADC=90∘时,点
D是
△ABC的“勾股点”.
∵在
△ACD中,
∠ACD=135∘,
∴∠ADC是锐角,
∴此种情况不成立.
综上,点
D可以是
△ABC的“勾股点”,
AB的长是
413.
故答案为:
413.
解析
(1)证明:
∵在
△ABC中,
∠A=55∘,
∴∠ACB+∠ABC=125∘,
∵∠ABP=10∘,
∠ACP=25∘,
∴∠PCB+∠PBC=125∘−10∘−25∘=90∘,
∴∠CPB=90∘,
∴点
P是
△ABC的一个“勾股点”;
(2)∵∠ADC=90∘,
∴∠DAC+∠ACD=90∘,
∵∠DCB=∠DAC,
∴∠DCB+∠ACD=90∘,即
∠ACB=90∘,
∵AD=3CD=3,
BC=6,
∴CD=1,
在
Rt△ACD中,由勾股定理得:
AC2=CD2+AD2=12+32=10,
在
Rt△ACB中,由勾股定理得:
AB=AC2+BC2=10+62=46;
(3)点
D可以是
△ABC的“勾股点”.
由题意可知,分三种情况讨论.
①当
∠ADB=90∘时,点
D是
△ABC的“勾股点”.
如图,分别过点
A,
B作
CD的垂线,垂足分别为点
E,
F.

则
∠E=∠F=90∘,
∴∠ADE+∠BDF=∠BDF+∠DBF=90∘,
∴∠ADE=∠DBF,
在
△AED和
△DFB中,
⎩⎨⎧∠E=∠F∠ADE=∠DBFAD=BD,
∴△AED≌△DFB(AAS),
∴AE=DF,
DE=BF,
∵∠BCD=45∘,
∴∠CBF=90∘−∠BCF=45∘,
∴BF=CF,
∴CF=DE,
∴DF=CE,
∴AE=CE,
∴∠ACE=21(180°−∠E)=45°,
∴∠ACB=180∘−∠ACE−∠BCF=90∘,
在
Rt△ACE中,
AC=8,
∴AE=CE=28=42,
∵DC=22,
∴CF=CD+DF=CD+AE=62,
∴BC=2CF=12,
∴AB=AC2+BC2=413;
②当
∠CDB=90∘时,点
D是
△ABC的“勾股点”.
由题可知
∠BCD=45∘,
∴CD=BD.
又
∵AD=BD,
∴AD=CD,
∵在
△ACD中,
∠ACD=90∘+45∘=135∘,
∴AD>CD,
∴此种情况不成立.
③当
∠ADC=90∘时,点
D是
△ABC的“勾股点”.
∵在
△ACD中,
∠ACD=135∘,
∴∠ADC是锐角,
∴此种情况不成立.
综上,点
D可以是
△ABC的“勾股点”,
AB的长是
413.
故答案为:
413.