斜边相等的两个直角三角形拼成四边形,如何求对角线长?

一、题目

如图,在等腰直角三角形ABC中,∠BAC=90°,以BC为斜边在BC右侧作RT△BCD,∠BDC=90°,连接AD.若AB=5√2,CD=8,则AD=________.

二、分析

易求得AC=5√2,BC=10,BD=6,即四边形的四条边和一条对角线都已知,求另一条对角线的长.

如果你听说过“托勒密定理”,这道题可以秒解;如果你只知道四点共圆,这道题就稍微复杂些;如果你两个都不知道,那就比较麻烦了,但同样可解。下面就分别用这三种方法来解这道题。

三、解答

托勒密定理和四点共圆都是课外知识,很多同学并不知道,所以咱们先从最普遍的方法,用课本上的知识来求解。

1、课本方法:求线段长,勾股或相似

如图,过点A作AE⊥BC于点E,过点D作DF⊥BC于点F.

CD=10,CE=BE=AE=5

在RT△BCD中,由等面积法可得 DF=24/5

在RT△BDF中,由勾股定理可得BF=18/5

∴EF=BE-BF=7/5

设AB、CD相交于点O

由两角相等易证△AOE∽△DOF

OE/OF=AE/DF=25/24

∴OE=25/49EF=5/7,OF=24/49EF=24/35

在RT△AOE中,由勾股定理可得 OA=25√2/7

同理可得 OD=24√2/7

∴AD=OA+OD=7√2

2、利用四点共圆

∵∠BAC+∠BDC=180°

∴A、B、C、D四点共圆(对角互补,四点共圆)

∴∠ADC=∠ABC=45°

遇45°,构造等腰直角三角形.

过点C作CM⊥AD于点M.

在RT△CDM中,∠CDM=45°

CM=DM=8/√2=4√2

在RT△ACM中,由勾股定理可得

AM=3√2(利用勾股数)

∴AD=AM+DM=7√2

3、利用托勒密定理


先简要叙述下托勒密定理

托勒密定理:圆内接四边形对角线的乘积等于两组对边的乘积之和

对于本题,则有AD·BC=AB·CD+AC·BD

即10AD=6×5√2+8×5√2=70√2

∴AD=7√2

四、小结

1、求线段长,勾股或相似;

2、对角互补,四点共圆;

3、遇45°,构造等腰直角三角形;

4、托勒密定理

另外,由方法二还可以得到一个结论:已知两边和一角,则任意三角形都可解.

(边边角图形未确定时要分两种情况)

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