内容正文:
17.1 勾股定理(3)
勾股定理的应用求最短距离
教学目标
1.知识与技能 能运用勾股定理的数学模型解决现实世界的实际问题.
3.情感态度与价值观
教学重点
教学难点
通过从实际问题中抽象出直角三角形这一模型,强化转化思想,培养学生解决实际问题的意识和应用能力.
在数学活动中发展了学生的探究意识和合作交流的习惯,体会勾股定理的应用价值.
2.过程与方法
通过各种几何体的展开图求最短距离。
利用几何体展开图构建直角三角形.
C
B
A
AC+CB >AB(两点之间线段最短)
思考 在立体图形中,怎么寻找最短线路呢?
利用勾股定理求最短距离
两点之间线段最短
问题 在A点的小狗,为了尽快吃到B点的香肠,它选择A B 路线,而不选择A C B路线,难道小狗也懂数学?
d
A'
O
想一想:蚂蚁走哪一条路线最近?
A'
蚂蚁A→B的路线
问题:在一个圆柱石凳上,若小明在吃东西时留下了一点食物在B处,恰好一只在A处的蚂蚁捕捉到这一信息,于是它想从A处爬向B处,蚂蚁怎么走最近?
根据两点之间线段最短易知第四个路线最近.
若已知圆柱体高为12 cm,底面半径为3 cm,π取3.
B
A
3
O
12
侧面展开图
12
3π
A
B
A'
A'
解:在Rt△ABA′中,由勾股定理得
立体图形中求两点间的最短距离,一般把立体图形展开成平面图形,连接两点,根据两点之间线段最短确定最短路线.
归纳
归纳
圆柱体展开图
例题: 有一个圆柱形油罐,要以A点环绕油罐建梯子,正好建在A点的正上方点B处,问梯子最短需多少米(已知油罐的底面半径是2 米,高AB是5 米,π取3)?
A
B
A
B
A'
B'
解:油罐的展开图如右图,则AB'为梯子的最短距离.
∵AA'=2×3×2=12, A'B'=5,
∴AB'=13. 即梯子最短需13米.
数学思想:
立体图形
平面图形
转化
展开
转化思想
B
A
小明灵光乍现,拿出一个牛奶盒,把小蚂蚁放在点A处,并在点B处放了点儿火腿肠,你能帮小蚂蚁找出吃到火腿肠粒的最短路程么?
6cm
8cm
10cm
长方体展开图
想一想有
几种路径,那一条最短.
上面
前面
上面
前面
10
10
10
10
10
10
6
6
6
6
8
8
8
8
A
A
B
B1
路线一:
AB12 =102 +(6+8)2 =296,
解:由题意知有三种展开方法,如图.由勾股定理得
6
前面
前面
右侧
右侧
10
10
10
10
6
6
8
8
8
8
8
8
A
A
B
B2
路线二:
AB22= 82 +(10+6)2 =320,
解:由题意知有三种展开方法,如图.由勾股定理得
上面
左侧
左侧
上面
10
10
10
6
6
6
6
6
6
10
8
8
8
8
A
A
B
B3
路线三:
AB32= 62 +(10+8)2 =360,
解:由题意知有三种展开方法,如图.由勾股定理得
B
B1
8
A
B2
6
10
B3
AB12 =102 +(6+8)2 =296,
AB22= 82 +(10+6)2 =320,
AB32= 62 +(10+8)2 =360,
解:由题意知有三种展开方法,如图.由勾股定理得
∴AB1<AB2<AB3.
∴小蚂蚁吃到火腿肠的最短路程为AB1,长为 296 cm.
综合展开图
四、立体图形的展开图
例题: 如图,一个牧童在小河的南4km的A处牧马,而他正位于他的小屋B的西8km北7km处,他想把他的马牵到小河边去饮水,然后回家.他要完成这件事情所走的最短路程是多少?
牧童A
小屋B
A′
C
东
北
解:如图,作出点A关于河岸的对称点A′,连接A′B,则A′B就是最短路程.
由题意得A′C=4+4+7=15(km),BC=8km.
在Rt△A′CB中,由勾股定理得
8
7
4
如图,是一个三级台阶,它的每一级的长、宽和高分别等于55cm,10cm和6cm,A和B是这个台阶的两个相对的端点,A点上有一只蚂蚁,想到B点去吃可口的食物.这只蚂蚁从A点出发,沿着台阶面爬到B点,最短线路的长是多少?
B
A
A
B
C
解:台阶的展开图如图,连接AB.
在Rt△ABC中,根据勾股定理得
AB2=BC2+AC2=552+482=5329,
∴AB=73cm.
台阶类展开图
为筹备迎新晚会,同学们设计了一个圆筒形灯罩,底色漆成白色,然后缠绕红色油纸,如图.已知圆筒的高为108cm,其横截面周长为36cm,如果在表面均匀缠绕油纸4圈,应裁剪多长的油纸?
能力提升:
圆柱体缠绕问题
如右下图,在Rt△ABC中