内容正文:
第一章 勾股定理 (北师大版)
班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
考试范围:全章的内容; 考试时间:120分钟; 总分:120分
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)
1.下列各数中,属于勾股数的是( )
A. B.1, 2, 3 C. D.5, 12, 13
2.若a,b,c是直角三角形的三条边,下列说法正确的是( )
A.能组成三角形 B.能组成直角三角形
C.能组成直角三角形 D.能组成直角三角形
3.已知一个直角三角形的两边长分别为3和4,则第三边为( )
A.5 B. C.5或 D.不能确定
4.如图,一根长的吸管置于底面直径为、高为的圆柱形水杯中,吸管露在杯子外面的长度为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.如图,在中,,以点A为圆心,适当长为半径画弧,分别交于点,分别以为圆心,大于的长为半径画弧,两弧交于点,作射线交于点,再用尺规作图作出于点,则的长为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
6.如图,为了庆祝“五•一”,学校准备在教学大厅的圆柱体柱子上贴彩带,已知柱子的底面周长为,高为.如果要求彩带从柱子底端的处均匀地绕柱子圈后到达柱子顶端的处(线段与地面垂直),那么应购买彩带的长度为( )
A. B. C. D.
7.在直线l上依次摆放着七个正方形,已知斜放置的三个正方形的面积分别为1,2,3,正放置的四个正方形的面积依次是,,,,则( )
A.6 B.8 C.10 D.12
8.“赵爽弦图”巧妙地利用面积关系证明了勾股定理,是我国古代数学的骄傲,如图所示的“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼成的一个大正方形.设直角三角形较长直角边长为a,较短直角边长为b,若,大正方形的面积为625,则小正方形的边长为( )
A.7 B.24 C.17 D.25
9.在△ABC中,AB=15,AC=13,BC上的高AD长为12,则△ABC的面积为( )
A.84 B.24 C.24或84 D.42或84
10.意大利著名画家达·芬奇用下图所示的方法证明了勾股定理.若设图1中空白部分的面积为,图2中空白部分的面积为,则下列等式成立的是( )
A. B. C. D.
二、填空题(本大题共5小题,每小题3分,共15分)
11.若直角三角形的三边长为6,8,m,则m的值为 .
12.如图,在中,,,分别以、为直角边作等腰直角三角形和等腰直角三角形.若的面积为,的面积为.则的结果为 .
13.如图,是直角三角形,,点A表示的数是3,且,若以点C圆心为半径画弧交于点B以点O为圆心,为半径画弧交x轴于点D.则点D表示的数为 .
14.如图,圆柱形玻璃杯高为14cm,底面周长为32cm,在杯内壁离杯底5cm的点B处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿3cm与蜂蜜相对的点A处,则蚂蚁从外壁A处到内壁B处的最短距离为 cm(杯壁厚度不计).
15.我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理,创制了一副“弦图”,后人称其为“赵爽弦图”(如图1).图2由弦图变化得到,它是由八个全等的直角三角形拼接而成.记图中正方形ABCD,正方形EFGH,正方形MNKT的面积分别为S1,S2,S3,若S1+S2+S3=10,则S2的值是 .
三、解答题 (共75分)
16.(8分)
如图,某小区有一块四边形空地,为了美化小区环境,现计划在空地上铺上草坪,经测量,米,米,米,米.若在这块空地上种植草坪,每平方米草坪需要70元,那么铺这块空地需要投入多少资金?
17.(9分)
如图,将矩形ABCD沿对角线AC翻折,点B落在点E处,FC交AD于F.
(1)求证:△AFE≌△CDF;
(2)若AB=4,BC=8,求图中阴影部分的面积.
18.(8分)
如图,在一条绷紧的绳索一端系着一艘小船.河岸上一男子拽着绳子另一端向右走,绳端从C移动到E,绳子始终绷紧且绳长保持不变.
(1)若米,米,米,求男子需向右移动的距离;(结果保留根号)
(2)此人以米每秒的速度收绳,请通过计算回答,该男子能否在秒内将船从A处移动到岸边点F的位置?
19.(8分)
年7月五号台风“杜苏芮”登陆,使我国很多地区受到严重影响.据报道,这是今年以来对我国影响最大的台风,风力影响半径(即以台风中心为圆心,为半径的圆形区域都会受台风影响).如图,线段是台风中心从市向西北方向移动到市的大致路线,是某个大型农场,且.若,之间相距,,之间相距.
(1)判断农场是否会受到台风的影响,请说明理由.
(2)若台风中心的移动速度为 ,则台风影响该农场持续时间有多长?
20.(8分)
如图,只空油桶(每只油桶底面的直径均为)堆在一起,要给它们盖一个遮雨棚,遮雨棚起码要多高?
21.(10分)勾股定理是人类早期发现并证明的重要数学定理之一,是用代数思想解决几何问题的最重要的工具之一,也是数形结合的纽带之一.它不但因为证明方法层出不穷吸引着人们,更因为应用广泛而使人入迷.
(1)应用场景1——在数轴上画出表示无理数的点.
如图1,在数轴上分别找出表示数0的点O,表示数3的点A,过点A作直线,在l上取点B,使,以点O为圆心,的长为半径作弧,则弧与数轴的交点C表示的数是______.
(2)应用场景2——解决实际问题.
如图2,秋千静止时,踏板离地的垂直高度,将它往前推至C处时,水平距离,踏板离地的垂直高度,秋千的绳索始终拉直,求秋千绳索的长.
22.(12分)【课题学习】
通过对《勾股定理》的学习,我们知道:如果一个三角形中,两边的平方和等于第三边的平方,那么这个三角形一定是直角三角形.如果我们新定义一种三角形——两边的平方和等于第三边的平方的2倍的三角形叫做奇异三角形.
(1)根据奇异三角形的定义,请你判断:等边三角形一定是奇异三角形吗?______(填“是”或“不是”);
(2)若某三角形的三边长分别为1,,2,则该三角形是不是奇异三角形?请做出判断并写出判断依据;
(3)在中,三边长分别为,且,,则这个三角形是不是奇异三角形?请做出判断并写出判断依据;
探究:
在中,,,,,且.若是奇异三角形,求.
23.(13分)背景介绍:勾股定理是几何学中的明珠,充满着魅力.千百年来,人们对它的证明门庭若市,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者.向常春在1994年构造发现了一个新的证法.
小试牛刀:把两个全等的直角三角形如图1放置,其三边长分别为a、b、c.显然,,.请用a、b、c分别表示出梯形、四边形、的面积,再探究这三个图形面积之间的关系,可得到勾股定理:
______,
______,
______,
则它们满足的关系式为______,经化简,可得到勾股定理.
知识运用:
(1)如图2,铁路上A、B两点(看作直线上的两点)相距40千米,C、D为两个村庄(看作两个点),,,垂足分别为A、B,千米,千米,则两个村庄的距离为______千米(直接填空);
(2)在(1)的背景下,若千米,千米,千米,要在上建造一个供应站P,使得,求出的距离.
知识迁移:借助上面的思考过程与几何模型,求代数式的最小值.
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第一章 勾股定理 (北师大版)
班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
考试范围:全章的内容; 考试时间:120分钟; 总分:120分
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)
1.下列各数中,属于勾股数的是( )
A. B.1, 2, 3 C. D.5, 12, 13
【答案】D
【分析】解答此题要用到勾股数的定义,及勾股定理的逆定理:已知的三边满足, 则是直角三角形,欲判断是否为勾股数,必须根据勾股数是正整数,同时还需验证两小边的平方和是否等于最长边的平方.
【详解】解:A、不是正整数,故选项不符合题意;
B、,故选项不符合题意;
C、不是正整数,故选项不符合题意;
D、,是勾股数,故选项符合题意;
故选:D.
2.若a,b,c是直角三角形的三条边,下列说法正确的是( )
A.能组成三角形 B.能组成直角三角形
C.能组成直角三角形 D.能组成直角三角形
【答案】B
【分析】本题考查勾股定理及其逆定理,根据直角三角形的三边的倍数,仍能组成直角三角形,即可得出结论.
【详解】解:∵a,b,c是直角三角形的三条边,
∴能组成直角三角形,不一定能组成三角形,其他情况都不能得到直角三角形,
故选B.
3.已知一个直角三角形的两边长分别为3和4,则第三边为( )
A.5 B. C.5或 D.不能确定
【答案】C
【分析】本题考查了勾股定理;分所求的边为斜边与直角边两种情况,利用勾股定理求解即可.
【详解】解:当所求边为斜边时,由勾股定理得:;
当所求边为直角边时,此时边长为4的边是斜边,由勾股定理得:;
即第三边为5或;
故选:C.
4.如图,一根长的吸管置于底面直径为、高为的圆柱形水杯中,吸管露在杯子外面的长度为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了勾股定理的应用.熟练掌握勾股定理的应用是解题的关键.
如图,由勾股定理得,,则,此时吸管露在杯子外面的长度最短,由题意知,吸管露在杯子外面的长度最长为,即,然后作答即可.
【详解】解:如图,
由勾股定理得,,
∴,此时吸管露在杯子外面的长度最短,
由题意知,吸管露在杯子外面的长度最长为(),
∴,
故选:B.
5.如图,在中,,以点A为圆心,适当长为半径画弧,分别交于点,分别以为圆心,大于的长为半径画弧,两弧交于点,作射线交于点,再用尺规作图作出于点,则的长为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】A
【分析】根据作图知平分,,由角平分线性质知,,根据求出长,即得长.
【详解】解:,,,
,
由作图可知平分,,
,
,
,
,
.
故选:A.
【点睛】本题考查尺规作图,熟练掌握作角平分线,过直线外一点作直线的垂线,角平分线性质,勾股定理解直角三角形,面积法求三角形高,是解题的关键.
6.如图,为了庆祝“五•一”,学校准备在教学大厅的圆柱体柱子上贴彩带,已知柱子的底面周长为,高为.如果要求彩带从柱子底端的处均匀地绕柱子圈后到达柱子顶端的处(线段与地面垂直),那么应购买彩带的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】将圆柱表面切开展开呈长方形,则有螺旋线长为四个长方形并排后的长方形的对角线长,
【详解】解:将圆柱表面切开展开呈长方形,
则有螺旋线长为四个长方形并排后的长方形的对角线长,
∵圆柱高米,底面周长米,
∴彩带长=,
∴彩带长至少是,
故选:.
【点睛】本题主要考查立体图形展开图的认识,勾股定理的运用,掌握以上知识是解题的关键.
7.在直线l上依次摆放着七个正方形,已知斜放置的三个正方形的面积分别为1,2,3,正放置的四个正方形的面积依次是,,,,则( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】A
【分析】利用正方形的性质,易证,得到,再利用勾股定理,得到,同理可得,,,即可得到答案.
【详解】解:由正方形的性质可知,,,
,,
,
在和中,
,
,
,
在中,,
,
,
同理可得,,,
,
故选:A.
【点睛】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,根据题意得出是解题关键.
8.“赵爽弦图”巧妙地利用面积关系证明了勾股定理,是我国古代数学的骄傲,如图所示的“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼成的一个大正方形.设直角三角形较长直角边长为a,较短直角边长为b,若,大正方形的面积为625,则小正方形的边长为( )
A.7 B.24 C.17 D.25
【答案】C
【分析】勾股定理得:,又,由此即可求出,因此小正方形的边长为17.
【详解】解:由题意知小正方形的边长是,由勾股定理得:,
,
,
小正方形的边长为17.
故选:C.
【点睛】本题考查了勾股定理的证明,正方形的性质,全等三角形的性质,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
9.在△ABC中,AB=15,AC=13,BC上的高AD长为12,则△ABC的面积为( )
A.84 B.24 C.24或84 D.42或84
【答案】C
【分析】由于高的位置不确定,所以应分情况讨论.
【详解】(1)△ABC为锐角三角形,高AD在三角形ABC的内部,
∴BD==9,CD==5,
∴△ABC的面积为=84,
(2)△ABC为钝角三角形,高AD在三角形ABC的外部,
∴BD==9,CD==5,
∴△ABC的面积为=24,
故选C.
【点睛】此题主要考查勾股定理的应用,解题的关键是根据三角形的形状进行分类讨论.
10.意大利著名画家达·芬奇用下图所示的方法证明了勾股定理.若设图1中空白部分的面积为,图2中空白部分的面积为,则下列等式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意和图形可知,,然后即可判断哪个选项符合题意;
【详解】由图可得:,
故选:C
【点睛】本题考查勾股定理的证明,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.
二、填空题(本大题共5小题,每小题3分,共15分)
11.若直角三角形的三边长为6,8,m,则m的值为 .
【答案】或/或10
【分析】题目主要考查了根据勾股定理计算直角三角形的一条边长,分两种情况讨论是解题的关键.
已知直角三角形的两边长,求第三边,第三边可能是斜边,也可能是直角边,分两种情况根据勾股定理求解.
【详解】解:分两种情况讨论:
若m为一条直角边, 在直角三角形中,斜边的平方等于两条直角边平方和,故直角边长
若m为斜边,在直角三角形中,斜边的平方等于两条直角边平方和,故斜边长;
故答案为:或10.
12.如图,在中,,,分别以、为直角边作等腰直角三角形和等腰直角三角形.若的面积为,的面积为.则的结果为 .
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理,等腰直角三角形的性质、三角形面积,由勾股定理可得,由等腰直角三角形的性质可得,把代入计算即可求解,熟练掌握勾股定理和等腰直角三角形的性质是解题的关键.
【详解】解:∵,,
∴,
∵和是等腰直角三角形,
∴,,,
∴,
故答案为:.
13.如图,是直角三角形,,点A表示的数是3,且,若以点C圆心为半径画弧交于点B以点O为圆心,为半径画弧交x轴于点D.则点D表示的数为 .
【答案】/
【分析】根据题意得出,,根据勾股定理求出,最后根据,即可求解.
【详解】解:∵点A表示的数是3,
∴,
∵,
∴,
根据勾股定理可得:,
∴,
∴点D表示的数为.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了勾股定理与无理数,解题的关键是掌握直角三角形两直角边的平方和等于斜边平方.
14.如图,圆柱形玻璃杯高为14cm,底面周长为32cm,在杯内壁离杯底5cm的点B处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿3cm与蜂蜜相对的点A处,则蚂蚁从外壁A处到内壁B处的最短距离为 cm(杯壁厚度不计).
【答案】20
【详解】分析:将杯子侧面展开,建立A关于EF的对称点A′,根据两点之间线段最短可知A′B的长度即为所求.
详解:如图:
将杯子侧面展开,作A关于EF的对称点A′,
连接A′B,则A′B即为最短距离,A′B=(cm).
故答案为20.
点睛:本题考查了平面展开---最短路径问题,将图形展开,利用轴对称的性质和勾股定理进行计算是解题的关键.同时也考查了同学们的创造性思维能力.
15.我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理,创制了一副“弦图”,后人称其为“赵爽弦图”(如图1).图2由弦图变化得到,它是由八个全等的直角三角形拼接而成.记图中正方形ABCD,正方形EFGH,正方形MNKT的面积分别为S1,S2,S3,若S1+S2+S3=10,则S2的值是 .
【答案】.
【详解】试题解析:将四边形MTKN的面积设为x,将其余八个全等的三角形面积一个设为y,
∵正方形ABCD,正方形EFGH,正方形MNKT的面积分别为S1,S2,S3,S1+S2+S3=10,
∴得出S1=8y+x,S2=4y+x,S3=x,
∴S1+S2+S3=3x+12y=10,故3x+12y=10,
x+4y=,
所以S2=x+4y=.
考点:勾股定理的证明.
三、解答题
16.如图,某小区有一块四边形空地,为了美化小区环境,现计划在空地上铺上草坪,经测量,米,米,米,米.若在这块空地上种植草坪,每平方米草坪需要70元,那么铺这块空地需要投入多少资金?
【答案】2520元
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,熟练掌握勾股定理及其逆定理是解题的关键.连接,先利用勾股定理求出的长,再用勾股定理逆定理证明是直角三角形,根据求出四边形的面积,即可解题.
【详解】解:连接,
在中,,根据勾股定理,得.
,,
.
,,
.
,
.
为直角三角形.
,
.
.
答:铺这块空地需要投入资金2520元.
17.如图,将矩形ABCD沿对角线AC翻折,点B落在点E处,FC交AD于F.
(1)求证:△AFE≌△CDF;
(2)若AB=4,BC=8,求图中阴影部分的面积.
【答案】(1)证明见解析;(2)10.
【详解】试题分析:(1)根据矩形的性质得到AB=CD,∠B=∠D=90°,根据折叠的性质得到∠E=∠B,AB=AE,根据全等三角形的判定定理即可得到结论;
(2)根据全等三角形的性质得到AF=CF,EF=DF,根据勾股定理得到DF=3,根据三角形的面积公式即可得到结论.
试题解析:(1)∵四边形ABCD是矩形,∴AB=CD,∠B=∠D=90°,∵将矩形ABCD沿对角线AC翻折,点B落在点E处,∴∠E=∠B,AB=AE,∴AE=CD,∠E=∠D,在△AEF与△CDF中,∵∠E=∠D,∠AFE=∠CFD,AE=CD,∴△AEF≌△CDF;
(2)∵AB=4,BC=8,∴CE=AD=8,AE=CD=AB=4,∵△AEF≌△CDF,∴AF=CF,EF=DF,∴DF2+CD2=CF2,即DF2+42=(8﹣DF)2,∴DF=3,∴EF=3,∴图中阴影部分的面积=S△ACE﹣S△AEF=×4×8﹣×4×3=10.
点睛:本题考查了翻折变换﹣折叠的性质,熟练掌握折叠的性质是解题的关键.
18.如图,在一条绷紧的绳索一端系着一艘小船.河岸上一男子拽着绳子另一端向右走,绳端从C移动到E,绳子始终绷紧且绳长保持不变.
(1)若米,米,米,求男子需向右移动的距离;(结果保留根号)
(2)此人以米每秒的速度收绳,请通过计算回答,该男子能否在秒内将船从A处移动到岸边点F的位置?
【答案】(1)米
(2)不能
【分析】本题考查了勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理,求出的长是解题的关键.
(1)根据勾股定理求的长,然后作差求解即可;
(2)先求出从A处移动到岸边点F的时间,比较大小,然后作答即可.
【详解】(1)解:∵,
由勾股定理得,,
∵,
∴,
由勾股定理得,,
∴,
∴求男子需向右移动的距离为米;
(2)解:由题意知,需收绳的绳长(米),
∴此人的收绳时间为秒,
∵,
∴该男子不能在秒内将船从A处移动到岸边点F的位置.
19.年7月五号台风“杜苏芮”登陆,使我国很多地区受到严重影响.据报道,这是今年以来对我国影响最大的台风,风力影响半径(即以台风中心为圆心,为半径的圆形区域都会受台风影响).如图,线段是台风中心从市向西北方向移动到市的大致路线,是某个大型农场,且.若,之间相距,,之间相距.
(1)判断农场是否会受到台风的影响,请说明理由.
(2)若台风中心的移动速度为 ,则台风影响该农场持续时间有多长?
【答案】(1)会受到台风的影响,理由见解析;
(2)台风影响该农场持续时间为.
【分析】()勾股定理求出, 过点作,垂足为,根据面积法求出,判断即可;
()假设台风在线段上移动时,会对农场造成影响,得,,由勾股定理,可得的长度,再除以速度即可得到时间;
此题考查了勾股定理的应用,应用勾股定理解决实际问题,正确理解题意确定直角三角形利用勾股定理进行计算是解题的关键.
【详解】(1)会受到台风的影响,理由:
如图,过点作,垂足为,
因为在中,,,,
所以,
因为,
所以,
所以,
因为,所以农场会受到台风的影响;
(2)如图,假设台风在线段上移动时,会对农场造成影响,
所以,,
由勾股定理,可得,
因为台风的速度是,
所以受台风影响的时间为,
答:台风影响该农场持续时间为.
20.如图,只空油桶(每只油桶底面的直径均为)堆在一起,要给它们盖一个遮雨棚,遮雨棚起码要多高?
【答案】
【分析】本题考查了二次根式的应用:把二次根式的运算与现实生活相联系,体现了所学知识之间的联系,感受所学知识的整体性,不断丰富解决问题的策略,提高解决问题的能力.此题关键是三个角处的三个油桶的圆心连线长为5个油桶的直径,考查学生分析题意的能力及勾股定理.
设每只油桶底面的直径为,,则,,再利用勾股定理求出,即可求解.
【详解】解:如图,由题意可得每只油桶底面的直径为,,则,,
这堆油桶的高度为
.
因此,遮雨棚的高度起码要有.
21.勾股定理是人类早期发现并证明的重要数学定理之一,是用代数思想解决几何问题的最重要的工具之一,也是数形结合的纽带之一.它不但因为证明方法层出不穷吸引着人们,更因为应用广泛而使人入迷.
(1)应用场景1——在数轴上画出表示无理数的点.
如图1,在数轴上分别找出表示数0的点O,表示数3的点A,过点A作直线,在l上取点B,使,以点O为圆心,的长为半径作弧,则弧与数轴的交点C表示的数是______.
(2)应用场景2——解决实际问题.
如图2,秋千静止时,踏板离地的垂直高度,将它往前推至C处时,水平距离,踏板离地的垂直高度,秋千的绳索始终拉直,求秋千绳索的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用,关键是正确理解题意,表示出的长,掌握直角三角形中两直角边的平方和等于斜边的平方.
(1)先根据勾股定理计算出的长度,再根据C点在原点的左侧来确定点C表示的数;
(2)设秋千的绳索长为,根据题意可得,利用勾股定理可得,解方程即可得到结论.
【详解】(1)解:在中,,,
又∵O为圆心,点C表示的数大于零,
∴点C表示的数是.
故答案为:;
(2)解:设秋千绳索的长度为,
由题意可得,
由题意知,四边形为矩形,
∴
在中,,
即,
解得,
即的长度为,
答:绳索的长度为
22.【课题学习】
通过对《勾股定理》的学习,我们知道:如果一个三角形中,两边的平方和等于第三边的平方,那么这个三角形一定是直角三角形.如果我们新定义一种三角形——两边的平方和等于第三边的平方的2倍的三角形叫做奇异三角形.
(1)根据奇异三角形的定义,请你判断:等边三角形一定是奇异三角形吗?______(填“是”或“不是”);
(2)若某三角形的三边长分别为1,,2,则该三角形是不是奇异三角形?请做出判断并写出判断依据;
(3)在中,三边长分别为,且,,则这个三角形是不是奇异三角形?请做出判断并写出判断依据;
探究:
在中,,,,,且.若是奇异三角形,求.
【答案】(1)是;(2)是;(3)是;探究:
【分析】本题考查了奇异三角形的定义、等边三角形的性质、勾股定理;熟练掌握等边三角形的性质和勾股定理,在解答(2)时要注意分类讨论.
(1)根据题中所给的奇异三角形的定义、等边三角形的性质判断;
(2)根据奇异三角形的定义判断;
(3)分为斜边、为斜边两种情况,根据勾股定理、奇异三角形的定义判断;
探究:根据勾股定理、奇异三角形的定义计算即可.
【详解】解:(1)设等边三角形的边长为,
,
∴等边三角形一定是奇异三角形,
故答案为:是;
(2)∵,
∴该三角形一定是奇异三角形;
(3)当为斜边时,不是奇异三角形;
当为斜边时,,
∴是奇异三角形;
,
∴是奇异三角形;
拓展:中,,
,
,
,
∵是奇异三角形,
,
,
,
,
.
23.背景介绍:勾股定理是几何学中的明珠,充满着魅力.千百年来,人们对它的证明门庭若市,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者.向常春在1994年构造发现了一个新的证法.
小试牛刀:把两个全等的直角三角形如图1放置,其三边长分别为a、b、c.显然,,.请用a、b、c分别表示出梯形、四边形、的面积,再探究这三个图形面积之间的关系,可得到勾股定理:
______,
______,
______,
则它们满足的关系式为______,经化简,可得到勾股定理.
知识运用:
(1)如图2,铁路上A、B两点(看作直线上的两点)相距40千米,C、D为两个村庄(看作两个点),,,垂足分别为A、B,千米,千米,则两个村庄的距离为______千米(直接填空);
(2)在(1)的背景下,若千米,千米,千米,要在上建造一个供应站P,使得,求出的距离.
知识迁移:借助上面的思考过程与几何模型,求代数式的最小值.
【答案】小试牛刀:;;;;
知识运用:(1)41;
(2)(千米);
知识迁移:20.
【分析】小试牛刀:根据三角形的面积和梯形的面积可以表示出相应部分面积;
知识运用:(1)连接,过点作的垂线,根据垂直得到边长之间的关系,再用勾股定理即可求得.
(2)作的垂直平分线,交于点,分别在和中用勾股定理表示出与联立方程求解即可.
知识迁移:运用数形结合根据“轴对称-最短路径问题”求解即可.
【详解】解:小试牛刀:
,
,
,
则它们满足的关系式为:.
知识运用:
(1)如图2①,连接,作于点E,
,
,
,
有勾股定理得到:
(千米)
∴两个村庄相距41千米.
(2)连接,作的垂直平分线交于点,
设千米,则千米,
在中, ,
在中,,
∵,
∴,
解得,,
即千米.
知识迁移:
如图3,过作点的对称点,连接交于点,
过作,
根据对称性:,
设,则,有勾股定理得,
,
.
∴代数式的最小值为:
.
【点睛】本题考查了四边形综合以及用数形结合方式来证明勾股定理,解答本题的关键在于勾股定理的应用、最短线路问题、线段的垂直平分线以及用面积法证明勾股定理,本题是一道综合型较强的题目.
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