内容正文:
《勾股定理》小结与思考
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1.掌握勾股定理及其逆定理.
2.能运用勾股定理及其逆定理解决一些计算问题.
【学习目标】
2
1.勾股定理:直角三角形两直角边a、b的平方和等于斜边c的平方.
2.勾股定理的逆定理:如果三角形的三边长分别为a、b、c,且 ,
那么这个三角形是直角三角形.
【知识梳理】
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【典型例题】
例1 如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=9.
(1)求AB的长;
解:在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=9,
由勾股定理得:AB2=AC2+BC2=122+92=225,
所以 AB=15.
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【典型例题】
例1 如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=9.
(2)若AB的垂直平分线分别交AB、AC于点D、E,求AE的长;
解:连接BE,如图.
∵ED是AB的垂直平分线,
∴EA=EB.
设AE=x,则BE=x,EC=12−x.
在Rt△BCE中,由勾股定理得:x2=92+(12−x)2.
解得:x= . ∴AE= .
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【典型例题】
例1 如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=9.
(3)若AB的垂直平分线DE交BC的延长线于点F,求CF的长.
解:连接AF,如图.
∵FD是AB的垂直平分线,
∴FA=FB.
设CF=y,则FA=FB=9+y.
在Rt△AFC中,由勾股定理得:
122+y2=(9+y)2.解得y=3.5.
即CF的长为3.5.
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【题后小结】
2、如果“已知a,c±b或b,c±a,求 b和 c”问题,可以通过设未知数,
运用勾股定理“列方程”来解决.
在直角三角形中:
1、如果“已知a,b或a,c或b,c,求c或b或a”问题,我们就可以直接
运用勾股定理“计算”求出第三边;
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【典型例题】
变式1 一根旗杆在折断之前有24m,折断后旗杆顶部落在离旗杆底部12 m处,
求旗杆断裂处离底部的高度.
解: 如图,设旗杆断裂处离底部AC为x m.
则AB=24−x.
在Rt△ABC中,由勾股定理得:
x2+122=(24−x)2, 解得 x=9.
答:旗杆断裂处离底部为9 m.
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【典型例题】
变式2 如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AD平分∠BAC,CD=1.5,BD=2.5,
求AC的长.
解:过D点作DE⊥AB,垂足为E,如图.
在Rt△BDE中,由勾股定理得:BE=2.
设AC=AE =x,
在Rt△ABC中,有x2+42=(x+2)2,
解得x=3.即AC=3.
∵AD平分∠BAC,∠C=90°,DE⊥AB,AD=AD,
∴△ACD≌△AED(AAS).
∴DE=DC=1.5,AC=AE.
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【典型例题】
变式3 如图,已知等腰△ABC的底边BC=20,D是腰AB上一点,且CD=16,BD=12,求△ABC的周长.
解:在△BCD中,
∵BD2+DC2=122+162=202=BC2,
∴CD⊥AB.
设AD=x,则AC=AB=12+x.
在Rt△ADC中,由勾股定理得:
x 2+162= (12+ x )2,解得x = .
故△ABC的周长为2AB+BC = .
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【典型例题】
变式4 如图,一梯子AB斜靠在与地面垂直的墙上,顶端A到墙角O的距离AO=8米,若梯子的顶端A下滑2米,底端B恰好向右也滑行2米,求梯子AB的长.
解:如图,设BO=x米.
在Rt△ABO中,由勾股定理得:AB2= 82+x2,
在Rt△CDO中,由勾股定理得:CD2= 62+(x+2)2,
∵AB=CD, ∴82+x2=62+(x+2)2, 解得:x=6.
∴AB2= 82+62 =100,∴AB=10.
答:梯子AB的长为10米.
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【典型例题】
变式5 如图,等腰三角形ABC的底边BC为8cm,腰长为5cm,一动点P在底边上从点B向点C以1cm/s的速度移动.当动点P运动几秒时,P点与顶点A的连线PA与腰垂直?
解: 如图,过点A作AD⊥BC,交BC于点D.
∵AB=AC,BC=8,∴BD=CD=4.
∴由勾股定理得:AD=3.
当点P运动x秒后有PA⊥AC时,则CP=8−x,PD=4−x.
由勾股定理得:AP2=PD2+AD2=PC2−AC2,
即(4−x)2+32=(8−x)2−52. 解得:x= ;
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【典型例题】
变式5 如图,等腰三角形ABC的底边BC为8cm,腰长为5cm,一动点P在底边上从点B向点C以1cm/s的速度移动.当动点P运动几秒时,P点与顶点A的连线PA与腰垂直?
解: 如图,过点A作AD⊥BC,交BC于点D.
∵AB=AC,BC=8,∴BD=CD=4.
∴由勾股定理得:AD=3.
当点P运动x秒后有PA⊥AB时,则CP=8−x,PD=x−4.
由勾股定理得:AP2=PD2+AD2=PB2−AB2,
即(x−4)2+32=x2−52. 解得:x= .
故当P运动 s或 s秒时,P点与顶点A的连线PA与腰垂直.
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【典型例题】
例2 如图,在长方形ABCD 中,AB=8,BC=4,将长方形沿AC 折叠,求重叠部分△AFC的面积.
解:∵四边形ABCD是长方形,
∴∠B=90°,AB∥CD.∴∠DCA=∠FAC.
∵长方形沿AC折叠,∴∠DCA=∠FCA.
∴∠FAC=∠FCA,∴AF=CF.
设AF=CF=x,则BF=8−x.
在Rt△BCF中,由勾股定理得:BC2+BF2=CF2,
即42+(8−x)2=x2,解得:x=5,即AF=5.
∴S△ACF= AF•BC= ×5×4=10.
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【题后小结】
解决这类折叠问题,首先抓住折叠变换是全等变换,折叠前后的对应边(角)大小不变;然后结合其他条件进行推理和转化;最后把所有条件集中到一个直角三角形中,用勾股定理列方程解得.
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【典型例题】
变式1 如图,长方形纸片ABCD的长AB=9,宽AD=3,沿EF将其折叠,使点B与点D重合,求重叠部分△DEF的面积.
解:设AE=x,
由题意得:∠DEF=∠BEF=∠DFE,
∴DF=DE=BE=9−x.
在Rt△ADE中,由勾股定理得:
32+x2=(9−x)2,解得:x=4.
∴AE=4,∴DF=DE=5.
∴S△DEF= DF•AD= ×5×3=7.5.
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【典型例题】
变式2 如图,在长方形ABCD 中,AB=8,BC=10,将长方形沿AE折叠,使点D落在BC边上的点F处,求CE的长.
解:由题意得:AF=AD=BC=10.
在Rt△ABF中,由勾股定理得:BF=6.
所以FC=BC−BF=10−6=4.
设CE=x,则EF=ED=8−x.
在Rt△CEF中,由勾股定理得:42+x2=(8−x)2.
解得x=3,即CE=3.
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【典型例题】
变式3 如图,在长方形ABCD 中,AB=8,BC=10,将长方形沿MN折叠,使点B落在CD边上的中点E处,求AM的长.
解一:如图,连接ME.
由折叠性质可知MF=MA,EF=AB=8.
∵点E是CD的中点,∴DE=4.
设AM=x,则DM=10−x.
∴在Rt△EFM中,有MF2+EF2=ME2,
在Rt△DEM中,有MD2+DE2=ME2,
∴MF2+EF2=MD2+DE2.
即 x2+82 = (10−x)2+42.
解得x= ,即AM= .
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【典型例题】
变式3 如图,在长方形ABCD 中,AB=8,BC=10,将长方形沿MN折叠,使点B落在CD边上的中点E处,求AM的长.
解二:如图,连接MB、ME.
由折叠性质可知MB=ME.
∵点E是CD的中点,∴DE=4.
设AM=x,则DM=10−x,
∴在Rt△ABM中,有AM2+AB2=BM2,
在Rt△DEM中,有DM2+DE2=EM2,
∴AM2+AB2=DM2+DE2.
即x2+82=(10−x)2+42.
解得x= ,即AM= .
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【典型例题】
变式4 如图,在长方形ABCD中,AB=8,AD=10,点E为BC上一点,将△ABE沿AE折叠,使点B落在长方形内点F处,且DF=6,求BE的长.
解:由题意得:∠AFE=∠B=90°,AF=AB=8,FE=BE.
在△ADF中,∵AF2+DF2=82+62=100=102=AD2,
∴∠AFD=90°.∴∠AFD+∠AFE=180°.
∴D、F、E在一条直线上.
设BE=x,则EF=x,DE=6+x,EC=10−x.
在Rt△DCE中,由勾股定理得: (10−x)2+82=(6+x)2.
解得x=4.∴BE=4.
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【典型例题】
变式5 如图,在边长为6的正方形ABCD中,点E在边CD上,且DE=2,将△ADE沿AE对折至△AFE,延长EF交边BC于点G.求证:BG=CG.
证明:连接AG,如图.
由题意得:AF=AD,∠AFE=∠D=90°,DE=EF.
∵四边形ABCD是正方形,∴AB=AD=AF.
在Rt△ABG和Rt△AFG中, AG=AG,AB=AF,
∴Rt△ABG≌Rt△AFG(HL).∴BG=FG.
∵CD=AB=6,DE=2,∴CE=4.
设BG=x,则CG=6−x,EG=x+2.
在Rt△CEG中,由勾股定理得: (6−x)2+42=(x+2)2,
解得x=3.∴BG=CG=3.
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例3 如图,在△ABC中,已知:AB=13,BC=14,AC=15.求△ABC的面积.
在Rt△ABD中,由勾股定理得:AD2=132−x2;
在Rt△ACD中,由勾股定理得:AD2=152−(14−x)2.
∴132−x2=152−(14−x)2,解得x=5.
∴AD2=132−52=144,∴AD=12.
故S△ABC= BC×AD= ×14×12=84.
【典型例题】
解:过点A作BC的高,交BC于点D,如图,
设BD=x,则CD=14−x.
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变式 如图,在△ABC中,已知:BC=9,AB=10,AC=17.求△ABC的面积.
在Rt△ABD中,根据勾股定理有:AD2=102−x2;
在Rt△ACD中,根据勾股定理有:AD2=172−(x+9)2.
∴102−x2=172−(x+9)2,解得x=6.∴AD=8.
故S△ABC= BC×AD= ×9×8=36.
【典型例题】
解:过点A作BC的高,交CB的延长线于点D,如图,
设BD=x,则CD=x+9.
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【题后小结】
如果题目中没有直角三角形,我们可以作高构造直角三角形,“化斜为直”将一般三角形问题转化为直角三角形的问题求解;在用勾股定理列方程时,需要注意选择合适的线段设为未知数,必要时可多次使用勾股定理.
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【课堂总结】
1、勾股定理和勾股定理的逆定理:
2、直角三角形中,如果已知两边,则运用勾股定理通过“计算”求第三边.
3、直角三角形中,如果已知a,c±b或b,c±a,求b和c”问题,我们可以通过设未知数,运用勾股定理“列方程”来解决.
4、如果题目中没有直角三角形,我们可以作高构造直角三角形,“化斜为直”将一般三角形问题转化为直角三角形的问题求解.
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谢谢!
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变式1 如图,在△ABC中,已知:BC=9,AB=10,AC=17.求△ABC的面积.
在Rt△ABD中,由勾股定理得:BD2=102−x2;
在Rt△BCD中,由勾股定理得:BD2=92−(17−x)2.
∴102−x2=92−(17−x)2,解得x= .∴BD= .
故S△ABC= AC×BD= ×17× =36.
课下思考
解一:过点B作AC的高,交CA于点D,如图,设AD=x.
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变式2 如图,在△ABC中,若AC=4,AB=5,BC=6,AD为高,AE为中线.
求DE的长.
解:设DE=x,则BD=3+x,CD=3−x.
在Rt△ABD中,根据勾股定理有:AD2=52−(3+x)2;
在Rt△ACD中,根据勾股定理有:AD2=42−(3−x)2.
∴52−(3+x)2=42−(3−x)2.
解得x= .即DE = .
【典型例题】
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