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MING XIAO KE TANG
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第十七章 勾股定理
小专题(三) 方程思想在勾股定理中的应用
——教材P39复习题T10的解法剖析及变式应用
数 学
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【教材母题】 一根竹子高1丈,折断后竹子顶端落在离竹子底端3尺处.折断处离地面的高度是多少?(这是我国古代数学著作《九章算术》中的一个问题.其中的丈、尺是长度单位,1丈=10尺.)
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解:设AB=x尺,根据题意,得
∠BAC=90°,AB+BC=10尺,
∴BC=(10-x)尺.
∵AC2+AB2=BC2,
∴32+x2=(10-x)2,
解得x=4eq \f(11,20).
答:折断处离地面4eq \f(11,20)尺.
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在一个直角三角形中,若已知两边长,可直接运用勾股定理求第三边长,若已知一边长,且知另两边具有一定的数量关系,可利用方程思想,设出一边长,利用数量关系表示另一边长,借助勾股定理这一等量关系列出方程解决问题,其中两边的数量关系主要有两种呈现形式:一是直角三角形中有特殊角,二是出现图形的折叠.
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类型1 利用直角三角形中的特殊角揭示两边的数量关系
1.求下列直角三角形中未知的边长.
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解:如图1,设AC=x,∵∠ACB=90°,∠B=30°,
∴AB=2x.∵AB2=AC2+BC2,
∴(2x)2=x2+32.∴x=eq \r(3)或-eq \r(3)(负值舍去).
∴AC=eq \r(3),AB=2eq \r(3).
如图2,设AC=x,∵∠ACB=90°,∠A=45°,
∴BC=AC=x.∵AB2=AC2+BC2,
∴x2+x2=(3eq \r(2))2.∴x=3或-3(负值舍去).
∴AC=BC=3.
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2
1
(1)如图1,在Rt△ABC中,∠B=30°,∠C=90°,则AC∶BC∶AB=1∶ ∶ .
(2)如图2,在Rt△ABC中,∠A=45°,∠C=90°,则AC∶BC∶AB=1∶ ∶ .
eq \r(3)
eq \r(2)
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D
类型2 共高的双直角三角形中边的数量关系
2.如图所示,在△ABC中,AB=AC=5,BC=8,CD是AB边上的高,则线段AD的长度为( )
A.eq \f(12,5)
B.eq \f(24,5)
C.eq \f(13,5)
D.eq \f(7,5)
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16
3.如图,在△ABC中,AB=eq \r(41),BC=8,AC=5,则△ABC的面积为 .
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C
类型3 利用图形的折叠找两边的数量关系
4.如图,在Rt△ABC中,AB=6,BC=4,∠B=90°,将△ABC折叠,使A点与BC的中点D重合,折痕为MN,则线段BN的长为( )
A.eq \f(5,3)
B.eq \f(5,2)
C.eq \f(8,3)
D.5
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6
5.如图,在长方形纸片ABCD中,已知AD=8,折叠纸片使AB边与对角线AC重合,点B落在点F处,折痕为AE,且EF=3,则AB= .
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6.如图,把长方形纸片ABCD折叠,使其对角顶点A与C重合.若长方形的长BC为8,宽AB为4,则折痕EF的长度为 .
2eq \r(5)
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类型4 利用勾股定理和方程思想求点的坐标
7.如图,在平面直角坐标系中,点A,B的坐标分别为(2,4)和(3,0),点C是y轴上的一个动点,且A,B,C三点不在同一条直线上,在运动的过程中,当△ABC是以AB为底的等腰三角形时,点C的坐标为
(0,eq \f(11,8)).
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