内容正文:
四 勾股定理及其逆定理的应用
【例1】 下图是某公园的一角,有人为了抄近道而避开横平竖直的路的拐角∠ABC,而走捷径AC,于是在草坪内走出了一条不该有的路AC,已知AB=40米,BC=30米,他们踩坏了__50__米长的草坪,只为少走__20__米的路.
【变式1】 如图,小明准备测量一段水渠的深度,他把一根竹竿AB竖直插到水底,此时竹竿AB离岸边点C处的距离CD=1.5米.竹竿高出水面的部分AD长0.5米,如果把竹竿的顶端A拉向岸边点C处,竿顶和岸边的水面刚好相齐,则水渠的深度BD为( A )
A.2米 B.2.5米
C.2.25米 D.3米
变式1题图
变式2题图
【变式2】 如图,一架长2.5米的梯子斜立在一面竖直的墙上,梯子底端距离墙底0.7米,如果梯子的顶端沿墙下滑0.4米,那么梯子底端将向左滑动__0.8__米.
【例2】 如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=4,分别以AC,BC为直径作半圆,面积分别记为S1,S2,则S1+S2的值等于( A )
A.2π B.3π
C.4π D.8π
【解析】∵S1=πAC2,S2=πBC2,
∴S1+S2=π(AC2+BC2)=πAB2=2π.
故选A.
【变式1】 如图,阴影部分是一个半圆,则这个半圆的面积是( B )
A.π cm2 B.π cm2
C.81π cm2 D.π cm2
【变式2】 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一条直角边长为5,大正方形的边长为13,则中间小正方形的面积是( B )
A.144 B.49
C.64 D.25
【变式3】 如图,在Rt△ABC中,两直角边BC和AB的长分别为3和4,以斜边AC为边作一个正方形ACDE,再以正方形的边AE为斜边作Rt△AFE,然后依次以两直角边AF和EF为边分别作正方形AHGF和EFMN,则图中阴影部分的面积为 __25__.
【变式4】 如图,∠B=∠D=90°,AB=4,BC=3,CD=1,求四边形ABCD的面积.
变式4题图
变式4题答图
解:连结AC,
在△ABC中,
∵∠B=90°,AB=4,BC=3,CD=1,
∴AC===5,
S△ABC=AB·BC=×4×3=6.
在Rt△ACD中,
∵AC=5,CD=1,
∴AD===,
∴S△ACD=CD·AD=×1×=.
∴四边形ABCD的面积=S△ABC+S△ACD=6+.
【例3】 如图,在边长为2的等边三角形ABC中,点D是AC的中点,点P是BC边的中垂线MN上任一点,则PC+PD的最小值为____.
例3题图
变式1题图
【变式1】 如图,等边三角形ABC的边长为4,AD是BC边上的中线,F是AD边上的动点,E是AC边上一点,若AE=2,当EF+CF取得最小值时,∠ECF的度数为( C )
A.15° B.22.5°
C.30° D.45°
【解析】过E作EM∥BC,交AD于N,
∵AC=4,AE=2,
∴AM=AE=BM=2.
∵AD是BC边上的中线,△ABC是等边三角形,
∴AD⊥BC.
∵EM∥BC,
∴AD⊥EM.
∵AM=AE,
∴E和M关于AD对称.
连结CM交AD于F,连结EF,如图.
则此时EF+CF的值最小,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠ACB=60°,AC=BC.
∵AM=BM,
∴∠ECF=∠ACB=30°.
【变式2】 如图,∠AOB=30°,点P在OB上且OP=2,点M,N分别是OA,OB上的动点,则PM+MN的最小值是( D )
A.2 B.4 C. D.
变式2题图
变式3题图
【变式3】 如图,∠AOB=60°,点P是∠AOB内的定点且OP=4,若点M,N分别是射线OA,OB上异于点O的动点,则△PMN周长的最小值是( B )
A. B.2 C.6 D.3
【解析】分别作P点关于OA,OB的对称点C,D,连结CD分别交OA,OB于M,N,如图,
则MP=MC,NP=ND,OP=OD=OC=4,∠BOP=∠BOD,∠AOP=∠AOC,
∴PN+PM+MN=ND+MN+MC=DC,∠COD=∠BOP+∠BOD+∠AOP+∠AOC=2∠AOB=120°,
此时△PMN的周长最小,
作OH⊥CD于H,则CH=DH,
∵∠OCH=30°,
∴CH=,
∴CD=2CH=2.
∴△PMN周长的最小值是2.
故选B.
【变式4】 如图,在△ABC中,∠A=45°,AC=2,BD平分∠ABC,E,F分别为BC,BD上的动点,求CF+EF的最小值.
变式4题图
变式4题答图
解:过点C作CH⊥AB