内容正文:
第3章 · 勾股定理
小结与思考
1
学习目标
2. 体会数形结合思想、方程思想、分类讨论思想和转化思想在解决问题中的作用.
1. 进一步理解并掌握勾股定理和勾股定理的逆定理,能用勾股定理和逆定理解决一些实际问题;
知识框架
勾股定理
发现
勾股定理
验证
方格(割补)
赵爽弦图
勾股定理的逆定理
勾股定理的简单应用
内容
美国总统证法
毕达哥拉斯拼图
∵在Rt△ABC中,∠C=90°,
∴a2+b2=c2
图形拼接,面积不变
直角梯形的面积不变
等积变形
内容
应用
勾股数
a2+b2=c2 直角三角形且∠C=90°
判定三角形为直角三角形
满足a2+b2=c2 的三个正整数
求边长、面积,进行证明等
解决简单的实际问题
求几何体表面上两点间的最短距离
应用条件:在直角三角形中才可以运用
常见变形: a2=c2-b2, b2=c2-a2
例1 如图,以Rt△ABC的三条边为直径的半圆的面积分别为S1、S2、S3,已知S1=9,S3=25,求S2.
解:由图形可得
S1=π()2=,S2=π()2=,
S3=π()2=,
AB2+AC2=BC2,∴S1+S2=(AC2+AB2)=BC2=S3 .
∴S2=S3-S1=25-9=16.
考点分析
考点一 勾股定理的验证
考点分析
例2 将两个全等的直角三角形按图①所示摆放,其中∠DAB=90°,
求证:a2+b2=c2.
证明:如图①,连接DB,过点D作DF⊥BC交BC的延长线于点F,则DF=EC=b-a.
∵ S四边形ADCB=S△ACD+S△ABC=b2+ab,
S四边形ADCB=S△ADB+S△DCB=c2+a(b-a),
∴ b2+ab=c2+a(b-a).
∴ a2+b2=c2.
请参照上述证法,利用图②完成下面的证明:
将两个全等的直角三角形按图②所示摆放,
其中∠DAB=90°.
求证:a2+b2=c2.
考点分析
证明:如图,连接BD,过点B作BF⊥DE交DE的延长线于点F,
则BF=b-a.
∵ S五边形ACBED=S△ACB+S△ABE+S△ADE=ab+b2+ab,
S五边形ACBED=S△ACB+S△ABD+S△BDE=ab+c2+a(b-a),
∴ ab+b2+ab=ab+c2+a(b-a).
∴ a2+b2=c2.
F
巩固练习
1.(2021·山西)在勾股定理的学习过程中,我们已经学会了运用以下图形,验证著名的勾股定理:这种根据图形直观推论或验证数学规律和公式的方法,简称为“无字证明”.实际上它也可用于验证数与代数,图形与几何等领域中的许多数学公式和规律,它体现的数学思想是( )
A.统计思想 B.分类思想 C.数形结合思想 D.函数思想
C
c
b
a
c
b
a
c
b
a
c
b
a
c
c
c
c
b
a
a
b
b
b
a
a
巩固练习
2.(2022·贵州)如图,“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形与中间的一个小正方形拼成的大正方形,若图中的直角三角形的两条直角边的长分别为1和3,则中间小正方形的周长是( )
A.4 B.8 C.12 D.16
B
3.(2022·四川)“勾股树”是以正方形一边为斜边向外作直角三角形,再以该直角三角形的两直角边分别向外作正方形,重复这一过程所画出来的图形,因为重复数次后的形状好似一棵树而得名.假设如图分别是第一代勾股树、第二代勾股树、第三代勾股树,按照勾股树的作图原理作图,则第六代勾股树中正方形的个数为 __.
解:∵第一代勾股树中正方形有1+2=3(个),第二代勾股树中正方形有1+2+22=7(个),第三代勾股树中正方形有1+2+22+23=15(个),......∴第六代勾股树中正方形有1+2+22+23+24+25+26=127(个).
127个
巩固练习
4.(2021·四川)如图是“弦图”的示意图,“弦图”最早是由三国时期的数学家赵爽在为《周髀算经》作注时给出的,它标志着中国古代的数学成就.它由4个全等的直角三角形与一个小正方形组成,恰好拼成一个大正方形,每个直角三角形的两条直角边分别为a、b,斜边为c.请你运用此图形证明勾股定理:a2+b2=c2.
解:由题意得:
大正方形面积=c2,小正方形面积=(b-a)2=a2+b2-2ab,
4个小直角三角形的面积=4×ab=2ab,
∵大正方形的面积=小正方形的面积+4个直角三角形的面积,
∴c2=a2+b2-2ab+2ab=a2+b2.
c
b
a
c
b
a
c
b
a
c
b
a
巩固练习
5.勾