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实
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础
第十七章 勾股定理
1.勾股定理
如果直角三角形的两直角边长分别为
a,b,斜边长为c,那么a2+b2= .
2.勾股定理的逆定理
如果三角形的三边长a,b,c 满足
,那么这个三角形是直角三角形.
3.勾股数
满足a2+b2=c2 的三个正整数,称为勾
股数.
4.原命题与逆命题
如果两个命题的题设、结论正好相反,我
们把这样的两个命题叫做互逆命题.如果把
其中一个叫做原命题,那么另一个叫做它的
逆命题.原命题正确,但它的逆命题不一定
正确.
例1 如图是用硬纸板做成的四个全等
的直角三角形(两直角边长分别是a,b,斜边
长为c)和一个边长为c的正方形,请你将它
们拼成一个能证明勾股定理的图形.
(1)画出拼成的这个图形的示意图.
(2)证明勾股定理.
解析:动手操作拼图,然后通过计算图形
的面积来证明勾股定理.
答案:方法一:(1)如图所示:
(2)证 明:∵大 正 方 形 的 面 积 表 示 为
(a+b)2,大正方形的面积也可表示为c2+
4×
1
2ab
,
∴(a+b)2=c2+4×
1
2ab
,a2+b2+2ab
=c2+2ab,∴a2+b2=c2.即直角三角形两
直角边的平方和等于斜边的平方.
方法二:(1)如图所示:
(2)证明:大正方形的面积表示为c2,又
可以表示为1
2ab×4+
(b-a)2,
∴c2=
1
2ab×4+
(b-a)2,c2=2ab+
b2-2ab+a2,
∴c2=a2+b2.即直角三角形两直角边
的平方和等于斜边的平方.
评注:以上例题给学生设置了一定的活
动情境,给学生提供了操作探究和自主学习
的空间,要求在动手操作的基础上进行探究、
归纳、总结,从而得出结论.
例2 图1是我国古代著名的“赵爽弦
图”的示意图,它是由四个全等的直角三角形
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围成的.若AC=6,BC=5,将四个直角三角
形中边长为6的直角边分别向外延长一倍,
得到图2所示的“数学风车”,则这个风车的
外围周长是 .
解析:因为△BCD 是直角三角形,BC=
5,AC=AD=6,利用勾股定理求出BD,因
此这个风车的外围周长即可求解.
解:根据题意,得 BD= BC2+CD2=
52+122=13,又AD=6,这个风车的外围
周长由4个叶片组成,所以这个风车的外围
周长是76.
答案:76
评注:解本题的关键是正确理解各边与
正方形之间的关系.
例3 已知△ABC 的三边长分别为5,
13,12,则△ABC 的面积为 ( )
A.30 B.60
C.78 D.不能确定
解析:因为52+122=132,根据勾股定理
逆定 理 可 知△ABC 是 直 角 三 角 形,所 以
△ABC 的面积为30,只有A符合题意.
答案:A
评注:解答本题的关键是根据勾股定理
逆定理判断△ABC 的形状.
例4 如图,长方体的长为15,宽为10,
高为20,点B 离点C 的距离为5,一只蚂蚁
如果要沿着长方体的表面从点A 爬到点B,
需要爬行的最短距离是 ( )
A.5 21 B.25
C.105+5 D.35
解析:从点A 到点B 的路线是折线,先
将长方体侧面展开,使点A 与点B 在同一平
面,然 后 根 据“两 点 之 间 线 段 最 短”求 最 短
路径.
解:将长方体侧面展开如图所示,线段
AB 的长就是最短距离,△ABD 为直角三角
形,所 以 AB= AD2+BD2 = 202+152
=25.
答案:B
评注:最短距离问题是勾股定理在实际
生活中的具体应用,一般地,求最短距离要把
“立体问题”转化为“平面问题”,再利用“两点
之间线段最短”,或“点到直线垂线段最短”以
及“勾股定理”等知识来解决问题,这类问题
涉及的几何体主要有长方体、正方体、圆柱
等.在将几何体的表面展开时,要注意确定展
开图中两点的相应位置.
例5 有一块直角三角形的绿地,量得
两直角边长分别为6m,8m.现在要将绿地
扩充成等腰三角形,且扩充部分是以8m为
直角边的直角三角形,求扩充后等腰三角形
绿地的周长.
解析:由于本题中等腰三角形没有画出
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来,因此,本题解答时应注意等腰三角形的不
同情况,即分三种情况来解答.
答案:在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,
AC=8,BC=6.由勾股定理有:AB=10,扩
充部分为Rt△ACD,扩充成等腰△ABD 应
分以下三种情况:①如图1,当AB=AD=10
时,可求得CD=CB=6,得△ABD 的周长
为32m.②如图2,当AB=BD=10时,可求
得CD=4,由勾股定理得:AD=4 5,得
△ABD 的周长为(20+45)m.③如