内容正文:
勾股定理及其应用(2023年八年级专题训练)
勾股定理及其应用
一、勾股定理
1.定义:
直角三角形两条直角边的平方和等于斜边的平方.如果记两条直角边为a和b,斜边记为c,则可用表示.
2.证明:
方法一(邹元治证明) 方法二(赵爽证明)
方法三(总统证法) 方法四(欧几里得证法)
3.勾股树:
【例1】正方形面积为36,则对角线的长为_________.
【例2】一个直角三角形的两直角边长分别为5和12,则它斜边上的高长为_________.
【例3】直角三角形中,两条边长分别为3和4,另一条边长为_________.
【例4】如图,△中,点M是AC边上一个动点.若AB=AC=10,BC=12,则BM的最小值为_________.
【例5】如图所示,在数轴上点A所表示的数为a,则a的值为________.
【例6】如图,是一株美丽的勾股树,其中所有的四边形都是正方形,所有的三角形都是直角三角形,若正方形、、、的面积分别为2,5,1,2,则最大的正方形面积是________.
【例7】如图,在直线上依次摆着7个正方形,已知倾斜放置的3个正方形的面积分别为1,2,3,水平放置的4个正方形的面积分别为,,,,则_______.
【例8】著名的希波克拉蒂月牙问题:如图,以为直径作半圆,是圆弧上一点(不与、重合),以、为直径分别作半圆,围成两个月牙(阴影部分).已知直径,直径,直径.(注:此时是直角)
(1)请你猜测:阴影部分的面积与△面积之间有怎样的关系;
(2)求出两个月牙形的周长和.
【例9】如图,在△中,,,,点在上,,交于点,交于点,则的长是________.
二、勾股定理逆定理
1.勾股定理的逆定理:
如果三角形三边长,,满足,那么这个三角形是直角三角形.
2.常见勾股数:
(3, 4, 5)、(5, 12, 13)、(6, 8, 10)、(7, 24, 25)、(8, 15, 17)、(9, 40, 41)、(11, 60, 61)、(20, 21, 29)
注:如果是一组勾股数,那么也是一组勾股数(为正数).
【例10】以下列各组数为边长的三角形中,能够构成直角三角形的是( )
A.,, B.2,, C.1,, D.,,.
【例11】下列长度的三条线段:①9,12,15; ②7,24,25; ③32,42,52; ④3,4,5(); ⑤,,(,为正整数,且).其中可以构成直角三角形的有( )
A.①②③④⑤ B.①②④⑤ C.①②④ D.①②
【例12】已知、、满足.求:
(1)、、的值;
(2)试问以、、为边能否构成直角三角形?若能构成直角三角形,求出直角三角形的周长;若不能构成直角三角形,请说明理由.
三、勾股定理的应用
1.勾股定理之求不规则特殊四边形面积
【例13】如图,在四边形中,,△的面积为,,,,求△的面积.
【例14】如图,已知,,,,.
(1)证明:△是直角三角形.
(2)请求图中阴影部分的面积.
2.勾股定理之“大树折断”问题
【例15】如图,小明的家距离大树底部是9米,一次台风过后,大树在离地面3米的点处折断,顶端着地处点在上,又知恰好等于.
(1)请用直尺和圆规作出点的位置(保留作图痕迹,不必写作法);
(2)求大树折断前高度.
【例16】如图,一根树在离地面9米处撕裂,树顶部落在离底部12米处,求折断之前树高多少米.
【例17】如图,一架长25米的梯子,斜靠在竖直的墙上,这时梯子底端离墙7米.此时梯子顶端离地面多少米?若梯子顶端下滑4米,那么梯子底端将向左滑动多少米?
3.勾股定理之折叠问题
【例18】如图,四边形中,,,△与△关于直线轴对称,,,交于点,则线段的长为_______.
【例19】如图,长方形中,,,将此长方形折叠,使点与点重合,折痕为,则的面积为_______.
【例20】如图,矩形中,,,为上一点,将△沿翻折至△,与相交于点,且,则的长为__________.
【例21】如图,边长为8的正方形中,是边上一点,连接,将△沿所在直线折叠,使点的对应点落在正方形的边或的垂直平分线上,则的长度是_________.
【例22】如图,在正方形的边上取一点,连接,将△沿翻折,点恰好与对角线上的点重合,连接,若,则△的面积是_______.
【例23】如图,是一张直角三角形纸片,其中,cm,cm,将纸片折叠,使点恰好落在的中点处,折痕为,试求出的长度.
4.勾股定理之最短路径
【例24】如图,圆柱形无盖玻璃容器,高18cm,底面周长为60cm,在其外侧距下底1cm的点C处有一蜘蛛,与蜘蛛相对的圆柱形容器的上口外侧距开口1cm的处有一苍蝇,试求蜘蛛所走的最短路线的长度.如果苍蝇在容器内侧距开口1cm处,试求蜘蛛所走的最短路