内容正文:
第十七章 勾股定理
17.1 勾股定理
一、勾股定理
知识梳理
一、勾股定理
1、勾股定理:直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.如果直角三角形的两条直角边长分别为a,b,斜边长为c,那么a2+b2=c2.
(1)勾股定理的应用条件:勾股定理只适用于直角三角形;
(2)勾股定理揭示的是直角三角形三边的关系,已知直角三角形中的任意两边可以求出第三边.
(3)勾股定理的几种变形式:勾股定理将“数”与“形”联系起来,体现了直角三角形三边之间的等量关系.如果直角三角形的两条直角边长分别为a,b,斜边长为c,则a2 + b2 = c2、 a2 = c2 - b2、b2 = c2 - a2;、、.
二、勾股定理的证明
1、勾股定理的证明方法很多,常见的是拼图的方法,用拼图的方法验证勾股定理的思路是:
(1)图形经过割补拼接后,只要没有重叠、没有空隙,面积就不会改变.
(2)根据同一种图形的面积的不同表示方法列出等式.
(3)利用等式性质变化验证结论成立,即拼出图形→写出图形面积的表达式→找出等量关系→恒等变形→推导命题结论.
2、证明勾股定理的几种常用方法:
图1 图2 图3
赵爽弦图(图1):,,化简得
邹元治法(图2):四个直角三角形的面积与小正方形面积的和等于大正方形的面积.
即(a+b)2=c2ab×4,化简得
伽菲尔德的“总统证法”(图3):S梯形=(a+b)(a+b)ab×2c2,化简得证:
例题讲解
【题型一】利用勾股定理求直角三角形的边长
【例1.1】在Rt△ABC中,已知其两直角边长a=5,b=3,那么斜边c的长为( )
A.3 B.4 C. D.
【例1.2】若直角三角形两边分别为5和12,则第三边为( )
A.13 B. C.13或 D.7
【例1.3】如图,在四边形ABCD中,∠D=∠ACB=90°,CD=12,AD=16,BC=15,则AB=( )
A.20 B.25 C.35 D.30
【例1.4】如图,在4×3的正方形网格中,标记格点A、B、C、D,且每个小正方形的边长都是1.下列选项中的线段长度为的是( )
A.线段AB B.线段BC C.线段CD D.线段AD
【例1.5】如图,在△ABC中,AB=AC=10,BC=12,AD平分∠BAC,则AD等于( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【例1.6】如图,在△ABC中,AD⊥BC,垂足为D,∠B=60°,∠C=45°.
(1)求∠BAC的度数.
(2)若AC=2,求AD的长.
【题型二】勾股定理的证明
【例2.1】将两个全等的直角三角形按如图所示摆放,使点A、E、D在同一条直线上.利用此图的面积表示式证明勾股定理.
【例2.2】勾股定理是人类最伟大的十个科学发现之一,在《周髀算经》中就有“若勾三,股四,则弦五”的记载,汉代数学家赵爽为证明勾股定理创制的“赵爽弦图”也流传至今.迄今为止已有400多种证明勾股定理的方法.下面是数学课上创新小组验证过程的一部分.请认真阅读并根据他们的思路将后续的过程补充完整:将两张全等的直角三角形纸片按图1所示摆放,其中b>a,点E在线段AC上,点B、D在边AC两侧,试证明:a2+b2=c2.
证明:如图2,连结DB、DC,过点D作BC边上的高DF,则DF=EC=b﹣a.
∵△ABC≌△DAE,∴∠ABC=∠DAE,
∵△ABC是直角三角形,∠ACB=90°,∴∠ABC+∠BAC=90°,
∴∠DAB= + = ,
∴S四边形ADCB=S△ADB+S△DCB= ,
∴ ,
∴ .
【题型三】勾股定理与图形的面积
【例3.1】如图,直角三角形的三边上分别有一个正方形,其中两个正方形的面积分别是25和169,则字母B所代表的正方形的面积是( )
A.144 B.194 C.12 D.13
【例3.2】如图,四个全等的直角三角形围成一个大正方形ABCD,中间阴影部分是一个小正方形EFGH,这样就组成一个“赵爽弦图”.若AB=10,AE=8,则正方形EFGH的面积为( )
A.4 B.8 C.12 D.16
【例3.3】如图,四边形ABCD中,AB⊥BC,AD⊥CD,∠C=120°,AB=3,CD=1,则四边形ABCD的面积是 .
【例3.4】如图,在方格纸中小正方形的边长为1,的三个顶点都在小正方形的格点上,的面积是 ,点A到BC边的距离为 .
【例3.5】如图,每个小正方形的边长都是1.
①在图中画出一个面积是2的直角三角形,并用字母标示顶点;
②在图中画出一个面积是2的正方形,并用字