内容正文:
第一章 勾股定理
2 一定是直角三角形吗
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课前预习
典例讲练
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CONTENTS
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0 1
课前预习
1. 勾股定理的逆定理.
如果三角形的三边长 a , b , c 满足 ,那么这个
三角形是直角三角形.
注意:此时, c 是斜边长, a , b 是直角边长.
a2+ b2= c2
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2. 勾股数.
满足 的三个正整数,称为勾股数.
注意:勾股数应满足的三个条件:①都是正数;②都是整数;
③ a2+ b2= c2.勾股数有无数组,若一组数是勾股数,则把它们
同时扩大相同的正整数倍后,仍是勾股数.如3,4,5是一组勾
股数,则3 n ,4 n ,5 n ( n 为正整数)仍是一组勾股数.
a2+ b2= c2
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0 2
问题:同学们你们知道古埃及人用什么方法得到直角的吗?
用 13 个等距的结把一根绳子分成等长的 12 段,一个工匠同时握住绳子的第 1 个结和第 13 个结,两个助手分别握住第 4 个结和第 8 个结,拉紧绳子就得到一个直角三角形,其直角在第 4 个结处.
新课引入
下面有三组数,分别是一个三角形的三边长 a,b,c:
① 5,12,13; ② 7,24,25; ③ 8,15,17.
问题 分别以每组数为三边长作出三角形,用量角器量一量,它们都是直角三角形吗?
是
勾股定理的逆定理
下面有三组数分别是一个三角形的三边长 a,b,c:
① 5,12,13; ② 7,24,25; ③ 8,15,17.
问题2 这三组数在数量关系上有什么相同点?
① 5,12,13 满足 52 + 122 = 132,② 7,24,25 满足 72 + 242 = 252,
③ 8,15,17 满足 82 + 152 = 172.
问题3 古埃及人用来画直角的三边满足这个等式吗?
32 + 42 = 52,满足.
a2 + b2 = c2
我觉得这个猜想不准确,因为测量结果可能有误差.
我也觉得猜想不严谨,前面我们只取了几组数据,不能由部分代表整体.
问题3 据此你有什么猜想呢?
由上面几个例子,我们猜想:
如果三角形的三边长 a,b,c 满足 a2 + b2 = c2,那么这个三角形是直角三角形.
△ABC≌△A′B′C′
?
∠C 是直角
△ABC 是直角三角形
A
B
C
a
b
c
已知:如图,△ABC 的三边长 a,b,c,满足 a2 + b2 = c2.
求证:△ABC 是直角三角形.
构造两直角边分别为a,b 的 Rt△A′B′C′
证一证:
简要说明:
作一个直角∠MC1N,
在 C1M 上截取 C1B1 = a = CB,
在 C1N 上截取 C1A1 = b = CA,
连接 A1B1.
在 Rt△A1C1B1中,由勾股定理,
得 A1B12 = a2 + b2 = AB2.
∴ A1B1 = AB. ∴△ABC≌△A1B1C1 (SSS).
∴∠C =∠C1 = 90°.
∴△ABC 是直角三角形.
a
c
b
A
C
B
b
C1
M
N
B1
A1
勾股定理的逆定理:
如果三角形的三边长 a ,b ,c 满足 a2 + b2 = c2,
那么这个三角形是直角三角形.
A
C
B
a
b
c
勾股定理的逆定理是直角三角形的判定定理,即已知三角形的三边长,且满足两条较小边的平方和等于最长边的平方,即可判定此三角形为直角三角形,最长边所对的角为直角.
特别说明:
归纳总结
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0 3
典例讲练
(1)下列长度的三条线段能组成直角三角形的是( B )
A. 3,4,4 B. 3,4,5
C. 3,4,6 D. 3,4,7
B
【解析】A. 因为32+42>42,所以这三条线段只能组成锐角三角形;B. 因为32+42=52,所以这三条线段能组成直角三角形;C. 因为32+42<62,所以这三条线段只能组成钝角三角形;D. 因为3+4=7,所以这三条线段不能组成三角形.故选B.
【点拨】(1)利用边的关系判定直角三角形的步骤:①先找到三角形的最长边;②计算最长边的平方及另外两边的平方和;③若两者相等,则为直角三角形,否则就不是直角三角形.(2)勾股定理的逆定理不是判定直角三角形的唯一方法,还可
以用直角三角形的定义来判定.
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(2)下列四组数中,是勾股数的是( D )
A. , , B. 0.9,1.2,1.5
C. 6,7,8 D. 21,28,35
【解析】A,B中的数不是正整数,所以A,B中的数不是勾股数;C. 62+72≠82,所以C中的数不是勾股数;D. 212+282=352,所以D中的数是勾股数.故选D.
D
【点拨】(1)判断勾股数的步骤:①确定三个数都是正整数;②确定其中的最大数;③分别计算最大数的平方与其他两个数的平方和;④若两者相等,则这三个数是一组勾股数,否则就不是一组勾股数.(2)常见的勾股数:3,4,5;5,12,13;7,24,25;8,15,17.勾股数同时扩大若干正整数倍后还是勾股数;勾股数同时缩小到原来的若干正整数分之一后不一定是勾股数,但仍满足 a2+ b2= c2,以它们作为边长的三角形仍是
直角三角形.
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在△ ABC 中,已知 a ,b , c 分别为其三边,给出下列四个条件:①∠ A :∠ B :∠ C =3∶4∶5;② a ∶ b ∶ c =3∶4∶5;③ a =16, b =63, c =65;④∠ A = ∠ B = ∠ C . 其中能判定△ ABC 是直角三角形的有 (填序号).
②③④
【解析】①因为∠ A ∶∠ B ∶∠ C =3∶4∶5,所以∠ C = ×180°=75°.因为△ ABC 中最大的角∠ C =75°,所以△ ABC 不是直角三角形.②设 a =3 k ( k >0),则 b =4 k , c =5 k .因为(3 k )2+(4 k )2=(5 k )2,所以△ ABC 是直角三角形.③因为162+632=652,所以△ ABC 是直角三角形.④因为∠A = ∠ B = ∠ C ,所以∠ B =2∠ A ,∠ C =3∠ A . 因为∠ A
+∠ B +∠ C =180°,所以6∠ A =180°.解得∠ A =30°.所以∠ C =90°.所以△ ABC 是直角三角形.故答案为②③④.
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如图,在正方形 ABCD 中,已知点 E 为 AB 的中点,点 F 为 AD 上一点,且 AF = AD . 试判断△ FEC 的形状.
解:设 AD =4 k ( k >0).
因为四边形 ABCD 是正方形, AF = AD ,点 E 为 AB 的中点,
所以 AF = k , AE = BE = AB = AD =2 k .
所以 DF =4 k - k =3 k .
在Rt△ AEF 中, EF2= AF2+ AE2= k2+(2 k )2=5 k2.
在Rt△ BCE 中, EC2= BE2+ BC2=(2 k )2+(4 k )2=20 k2.
在Rt△ DCF 中, FC2= DF2+ CD2=(3 k )2+(4 k )2=25 k2.
所以 EF2+ EC2=5 k2+20 k2=25 k2= FC2.
所以△ FEC 是直角三角形.
【点拨】直角三角形的两种判定方法:(1)从角上看,利用直角三角形的定义判定,即有一个内角是直角的三角形是直角三角形;(2)从边上看,利用勾股定理的逆定理判定,即从三角形的三边数量关系来判定.在解题过程中,根据题目给出的具体条件灵活选取判定方法.
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如图,在△ ABC 中,已知 AB = AC , BC =10,点 D 是线段 AB 上一点, BD =6,连接 CD , CD =8.
(1)试说明: CD ⊥ AB ;
解:(1)在△ BDC 中, BC =10, BD =6, CD =8.
因为 BD2+ CD2=62+82=100= BC2,
所以△ BDC 是直角三角形,且∠ BDC =90°.
所以 CD ⊥ AB .
(2)求△ ABC 的周长.
(2)由题意,得 AC = AB = AD +6.
因为 CD ⊥ AB ,所以△ ADC 是直角三角形.
所以 AD2+ CD2= AC2,
即 AD2+82=( AD +6)2.
解得 AD = .
所以 AC = AB = +6= .
所以△ ABC 的周长= + +10= .
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如图,在四边形 ABCD 中,已知 AB ∶ BC ∶ CD ∶ DA =2∶2∶3∶1,且∠ B =90°,试求∠ DAB 的度数.
解:如图,连接 AC .
因为 AB ∶ BC ∶ CD ∶ DA =2∶2∶3∶1,所以设 AB =2 k ( k >0),则 BC =2 k , CD =3 k , DA = k .
在Rt△ ACB 中,因为 AB = BC ,所以∠ BAC =45°.
根据勾股定理,得AC2= AB2+ BC2=(2 k )2+(2 k )2=8 k2.
所以 AD2+ AC2= k2+8 k2=9 k2.又因为 CD2=(3 k )2=9 k2,所以 CD2= AD2+ AC2.所以△ ACD 是直角三角形,且∠ DAC =90°.
所以∠ DAB =∠ DAC +∠ BAC =90°+45°=135°.
【点拨】本例是勾股定理与勾股定理的逆定理的综合运用.求∠ DAB 的度数时,采取了转化的思想方法,把∠ DAB 分成∠ BAC 和∠ DAC ,并放入两个三角形中分别求解,进而得到
∠ DAB 的度数.因为题设给出了边长的比例式,这就需要引进新的未知数 k ,把多条边用含 k 的代数式表示,为利用勾股定理和勾股定理的逆定理创造条件,从而使问题得以顺利解决.
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如图,某住宅小区在施工过程中留下了一块空地.已知 AD =4 m, CD =3 m,∠ ADC =90°, AB =13 m, BC =12 m.小区为美化环境,欲在空地上铺草坪.若每平方米草坪30元,则用草坪铺满这块空地共需花费多少元?
解:如答图,连接 AC .
在Rt△ ACD 中,由勾股定理,得
AC2= CD2+ AD2=32+42=25.
所以 AC =5 m(负值舍去).
因为 AC2+ BC2=52+122=169, AB2=132=169,
所以 AC2+ BC2= AB2.
所以△ ACB 是直角三角形,且∠ ACB =90°.
所以空地的面积= S△ ACB - S△ ACD = ×5×12- ×3×4=30-6=24(m2).
故用草坪铺满这块空地共需24×30=720(元).
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