題目?jī)?nèi)容
16.定義:如圖①,點(diǎn)M、N把線段AB分割成AM、MN和BN,若以AM、MN、BN為邊的三角形是一個(gè)直角三角形,則稱點(diǎn)M,N是線段AB的勾股分割點(diǎn).
(1)已知點(diǎn)M、N是線段AB的勾股分割點(diǎn),若AM=2,MN=3,求BN的長(zhǎng);
(2)①如圖②,在等腰直角△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,點(diǎn)M、N為邊AB上兩點(diǎn),滿足∠MCN=45°,求證:點(diǎn)M、N是線段AB的勾股分割點(diǎn);
陽陽同學(xué)在解決第(2)小題時(shí)遇到了困難,陳老師對(duì)陽陽說:要證明勾股分割點(diǎn),則需設(shè)法構(gòu)造直角三角形,你可以把△CBN繞點(diǎn)C逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°試一試.
請(qǐng)根據(jù)陳老師的提示完成第(2)小題的證明過程;
②已知:點(diǎn)C是線段AB上的一定點(diǎn),其位置如圖③所示,請(qǐng)?jiān)贐C上畫一點(diǎn)D,使C、D是線段AB的勾股分割點(diǎn)(要求尺規(guī)作圖,不寫作法,保留作圖痕跡,畫出一種情形即可);
(3)如圖④,已知:點(diǎn)M,N是線段AB的勾股分割點(diǎn),MN>AM≥BN,△ABC、△MND分別是以AB、MN為斜邊的等腰直角三角形,且點(diǎn)C與點(diǎn)D在AB的同側(cè),若MN=4,連接CD,則CD=2
√2√2.
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分析 (1)①當(dāng)MN為最大線段時(shí),由勾股定理求出BN;②當(dāng)BN為最大線段時(shí),由勾股定理求出BN即可.
(2)①只要證明△MCN≌△MCN'以及∠NAM=90°即可.
②如圖③作CM⊥AB,使得CM=AC,連接BM,作BM的垂直平分線EF交AB于D,點(diǎn)D就是所求的點(diǎn).
(3)如圖④中,連接CM、CN,將△ACM繞點(diǎn)C逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得△CBF,將△CDM繞點(diǎn)C逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得△CFE只要證明四邊形EFDN是平行四邊形以及MN=NF就可以了.
解答 (1)解:①當(dāng)MN為最大線段時(shí),
∵點(diǎn) M、N是線段AB的勾股分割點(diǎn),
∴BN=
√MN2?AM2√MN2?AM2=
√32?22√32?22=
√5√5;
②當(dāng)BN為最大線段時(shí),
∵點(diǎn)M、N是線段AB的勾股分割點(diǎn),
∴BN=
√MN2+AM2√MN2+AM2=
√32+22√32+22=
√13√13,
綜上所述:BN=
√5√5或
√13√13;
(2)①證明:連接MN′,
∵∠ACB=90°,∠MCN=90°,
∴∠BCN+∠ACM=45°,
∵∠ACN'=∠BCN,
∴∠MCN'=∠ACN′+∠ACM=∠BCN+∠ACN=45°=∠MCN,
在△MCN和△MCN′中,
{CM=CM∠MCN′=∠MCNCN=CN′,
∴△MCN≌△MCN',
∴MN'=MN,
∵∠CAN′=∠CAB=45°,
∴∠MAN′=90,
∴AN′
2+AM
2=MN′
2,
即BN
2+AM
2=MN
2,
∴點(diǎn)M、N是線段AB的勾股分割點(diǎn).
②如圖③,作CM⊥AB,使得CM=AC,連接BM,作BM的垂直平分線EF交AB于D,點(diǎn)D就是所求的點(diǎn).
(3)如圖④中,連接CM、CN,將△ACM繞點(diǎn)C逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得△CBF,將△CDM繞點(diǎn)C逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得△CFE.
∵△ABC,△DMN都是等腰直角三角形,
∴∠DMN=∠A=45°,∠CBA=∠DNM=45°
∴DM∥AC,DN∥BC,
∴∠1=∠2=∠3=∠4,
∴EF∥BC,
∴EF∥C∥ND,
∵DM=DN=EF,
∴四邊形EFND是平行四邊形,
∴ED=NF,
由(1)可知MN=NF,
∴MN=ED,
在RT△CDE中,∵CD=CE,∠DCE=90°,
∴DE=
√2CD,
∴MN=
√2CD.
∵M(jìn)N=4,
∴CD=2
√2.
故答案為2
√2.
點(diǎn)評(píng) 本題考查等腰三角形的性質(zhì)、全等三角形的判定和性質(zhì)、平行四邊形的判定和性質(zhì)等知識(shí),利用旋轉(zhuǎn)法添加輔助線是解決問題的關(guān)鍵.
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