内容正文:
专题17 勾股定理的实际应用模型
勾股定理将图形与数量关系有机结合起来,在解决实际问题和几何应用中有着广泛的应用。运用勾股定理解决实际问题的一般步骤:(1)从实际问题中抽象出几何图形(建模);(2)确定要求的线段所在的直角三角形;(3)确定三边,找准直角边和斜边:①若已知两边,则根据勾股定理直接计算第3边;②若已知一边,则根据勾股定理列方程间接求解。(挖掘两个未知边之间的数量关系,设出一边为未知数,把另一边用含有未知数的式子表示出来)。
模型1、梯子滑动模型
相关模型背景:梯子滑动、绳子移动等。
解题关键:梯子的长度为不变量、墙与地面垂直。
梯子滑动模型解题步骤:
1)运用勾股定理求出梯子滑动之前在墙上或者地面上的距离;
2)运用勾股定理求出梯子滑动之后在墙上或者地面上的距离;
3)两者相减即可求出梯子在墙上或者地面上滑动的距离。
例1.(2023·福建龙岩·八年级校考阶段练习)一架梯子长25米,斜靠在一面墙上,梯子底端离墙7米,(1)这个梯子的顶端距地面有多高?(2)如果梯子的顶端下滑了4米到,那么梯子的底端在水平方向滑动了几米?
例2.(2023秋·广东佛山·八年级校考阶段练习)如图,小巷左右两侧是竖直的墙,巷子宽米,一架梯子斜靠在左墙时,梯子顶端到地面的距离为米,如果保持梯子底端位置不动,将梯子斜靠在右墙时,梯子顶端到地面的距离为米,则的长度为多少?
例3.(2023秋·河南郑州·八年级校考期末)图中的两个滑块A,B由一个连杆连接,分别可以在垂直和水平的滑道上滑动.开始时,滑块A距O点20厘米,滑块B距O点15厘米.问:当滑块A向下滑13厘米时,滑块B滑动了 厘米.
例4.(2023春·广东广州·八年级校考期中)位于苏州乐园的漂流项目深受欢迎,在景区游船放置区,工作人员把偏离的游船从点A拉回点B的位置(如图).在离水面垂直高度为的岸上点C,工作人员用绳子拉船移动,开始时绳子的长为,工作人员以米/秒的速度拉绳子,经过秒后游船移动到点D的位置,问此时游船移动的距离的长是多少?
模型2、轮船航行模型
相关模型背景:轮船航行等。
解题关键:轮船航行的模型要注意两船终点之间的距离通常为直角三角形的斜边长。
航行模型解题步骤:
1)根据航行的方位角或勾股定理逆定理判定直角三角形;
2)根据航行速度和时间表示出直角三角形两直角边长;
3)根据勾股定理列方程求解航行角度、速度或距离。
例1.(2023·浙江·八年级假期作业)如图,某天下午2时,两艘船只分别从港口O点处出发,其中快船沿北偏东方向以2海里/时的速度行驶,慢船沿北偏西方向以1海里/时的速度行驶,当天下午4时,两艘船只分别到达A,B两点,则此时两船之间的距离等于( )
A.海里 B.海里 C.2海里 D.2海里
例2.(2023春·陕西渭南·八年级统考期中)如图,甲乙两船从港口A同时出发,甲船以16海里/时的速度向北偏东40°航行,乙船向南偏东50°航行,小时后,甲船到达C岛,乙船到达B岛,若CB两岛相距17海里,问乙船的航速是多少?
例3.(2023春·重庆巴南·八年级统考期末)在海平面上有A,B,C三个标记点,其中A在C的北偏西方向上,与C的距离是800海里,B在C的南偏西方向上,与C的距离是600海里.
(1)求点A与点B之间的距离;(2)若在点C处有一灯塔,灯塔的信号有效覆盖半径为500海里,每隔半小时会发射一次信号,此时在点B处有一艘轮船准备沿直线向点A处航行,轮船航行的速度为每小时20海里.轮船在驶向A处的过程中,最多能收到多少次信号?(信号传播的时间忽略不计).
模型3、信号站(中转站)选择模型
相关模型背景:信号塔、中转站等。
解题关键:信号塔和中转站模型要注意两个目的地到信号塔或中转站的距离是相等的。
信号塔、中转站模型解题步骤:
1)根据问题设出未知量(一般求谁设谁),并根据设出的未知量表示出两个直角三角形的直角边长;
2)在两个直角三角形中分别用勾股定理表示出斜边长;
3)根据斜边长相等建立方程求解。
例1.(2023春·广东汕头·八年级校联考阶段练习)如图,A、B两点相距14km,C、D为两村庄,DA⊥AB于A,CB⊥AB于B,已知DA=8km,CB=6km,现在要在AB上建一个供水站E,使得C、D两村到供水站E站的距离相等,则:(1)站应建在距站多少千米处?(2)和垂直吗?说明理由.
例2.(2023·江苏·八年级专题练习)如图,,点C在OA边上,OA=36cm,OB=12cm,点P从点A出发,沿着AO方向匀速运动,点Q同时从点B出发,以相同的速度沿BC方向匀速运动,P、Q两点恰好在C点相遇,求BC的长度?
例3.(2023春·广东八年级课时练习)如图铁路上A,B两点相距40千米,C,D为两村庄,DA⊥A