内容正文:
第18章 勾股定理
典型例题分类总结
巧用勾股定理求最短路径的长
求最短距离的问题,第一种是通过计算比较解最短问题;第二种是平面图形,将分散的条件通过几何变换(平移或轴对称)进行集中,然后借助勾股定理解决;第三种是立体图形,将立体图形展开为平面图形,在平面图形中将路程转化为两点间的距离,然后借助直角三角形利用勾股定理求出最短路程(距离).
用计算法求平面中最短问题
1.如图,学校有一块长方形花圃,有极少数人从A走到B,为了避免拐角C走“捷径”,在花圃内走出了一条“路”,他们仅仅少走了__4___步路(假设2步为1 m),却踩伤了花草.
2.小明听说“武黄城际列车”已经开通,便设计了如下问题:如图,以往从黄石A坐客车到武昌客运站B,现在可以在黄石A坐“武黄城际列车”到武汉青山站C,再从青山站C坐市内公共汽车到武昌客运站B.设AB=80 km,BC=20 km,∠ABC=120°.请你帮助小明解决以下问题:
(1)求A,C之间的距离.(参考数据≈4.6)
(2)若客车的平均速度是60 km/h,市内的公共汽车的平均速度为40 km/h,“武黄城际列车”的平均速度为180 km/h,为了在最短时间内到达武昌客运站,小明应选择哪种乘车方案?请说明理由.(不计候车时间)
(
解:
(1)如图,过点C作AB的垂线,交AB的延长线于点E.
∵∠
ABC=120°,
∴∠
BCE=30°.
在
Rt
△
CBE中,
∵
BC=20
k
m
,
∴
BE=10
km
.
由勾股定理可得CE=10
km
.
在
Rt
△
ACE中,
∵
AC
2
=AE
2
+CE
2
=(AB+BE)
2
+CE
2
=8 100+300=8 400,
∴
AC=20
≈
20
×
4.6=92(
km
).
(2)选择乘
“
武黄城际列车
”.
理由如下:乘客车需时间t
1
=
=1
(
h
),乘
“
武黄城际列车
”
需时间
t
2
≈
+
=1
(
h
).
∵
1
>1
,
∴
选择乘
“
武黄城际列车
”.
)
用平移法求平面中最短问题
3.如图是一个三级台阶,它的每一级的长、宽和高分别是50 cm,30 cm,10 cm,A和B是这个台阶的两个相对的端点,A点上有一只壁虎,它想到B点去吃可口的食物,请你想一想,这只壁虎从A点出发,沿着台阶面爬到B点,至少需爬( C )
A.13 cm B.40 cm C.130 cm D.169 cm
4.如图,已知∠B=∠C=∠D=∠E=90°,且AB=CD=3,BC=4,DE=EF=2,则AF的长是___10_____.
用对称法求平面中最短问题
5.如图,在正方形ABCD中,AB边上有一点E,AE=3,EB=1,在AC上有一点P,使EP+BP最短,求EP+BP的最短长度.
(
解:
如图,连接BD交AC于O,连接ED与AC交于点P,连接BP.
易知BD
⊥
AC,
且BO=OD,
∴
BP=PD,则BP+EP=ED,此时最短.
∵
AE=3,AD=1+3=4,由勾股定理得
ED
2
=AE
2
+AD
2
=3
2
+4
2
=25=5
2
,
∴
ED=BP+EP=5.
)
(
解:
作点B关
于MN的对称点C,连接AC交MN于点P,则点P即为所建的出口.此时A、B两城镇到出口P的距离之和最小,最短距离为AC的长.
作AD
⊥
BB′于点D,
在
Rt
△
ADC中,AD=A′B
′
=
8
km
,DC=6
km
.
∴
AC=
=10
km
,
∴
这个最短距离为10
km
.
)6.高速公路的同一侧有A、B两城镇,如图,它们到高速公路所在直线MN的距离分别为AA′=2 km,BB′=4 km,A′B′=8 km.要在高速公路上A′、B′之间建一个出口P,使A、B两城镇到P的距离之和最小.求这个最短距离.
用展开法求立体图形中最短问题
类型1 圆柱中的最短问题
7.如图,已知圆柱体底面圆的半径为,高为2,AB,CD分别是两底面的直径.若一只小虫从A点出发,沿圆柱侧面爬行到C点,则小虫爬行的最短路线的长度是___2 _____(结果保留根号).
类型2