内容正文:
第3章 勾股定理知识归纳与题型突破(题型清单)
01 思维导图
02 知识速记
知识点一、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直角边长分别为,斜边长为,那么.
特别说明:(1)勾股定理揭示了一个直角三角形三边之间的数量关系.
(2)利用勾股定理,当设定一条直角边长为未知数后,根据题目已知的线段长可以建立方程求解,这样就将数与形有机地结合起来,达到了解决 问题的目的.
(3)理解勾股定理的一些变式:,, .
知识点二、勾股定理的证明
方法一:将四个全等的直角三角形拼成如图(1)所示的正方形.
图(1)中,所以.
方法二:将四个全等的直角三角形拼成如图(2)所示的正方形.
图(2)中,所以.
方法三:如图(3)所示,将两个直角三角形拼成直角梯形.
,所以.
知识点三、勾股数
满足不定方程的三个正整数,称为勾股数(又称为高数或毕达哥拉斯数),显然,以为三边长的三角形一定是直角三角形.
熟悉下列勾股数,对解题会很有帮助:
①3、4、5; ②5、12、13;③8、15、17;④7、24、25;⑤9、40、41……
如果是勾股数,当为正整数时,以为三角形的三边长,此三角形必为直角三角形.
特别说明:(1)(是自然数)是直角三角形的三条边长;
(2)(是自然数)是直角三角形的三条边长;
(3) (是自然数)是直角三角形的三条边长;
知识点四、勾股定理的逆定理
如果三角形的三条边长,满足,那么这个三角形是直角三角形.
特别说明:(1)勾股定理的逆定理的作用是判定某一个三角形是否是直角三角形.
(2)勾股定理的逆定理是把“数”转为“形”,是通过计算来判定一个三角形是否为直角三角形.
知识点五、如何判定一个三角形是否是直角三角形
(1)首先确定最大边(如).
(2)验证与是否具有相等关系.若,则△ABC是∠C=90°的直角三角形;若,则△ABC不是直角三角形.
特别说明:当时,此三角形为钝角三角形;当时,此三角形为锐角三角形,其中为三角形的最大边.
03 题型归纳
题型一 勾股树(数)问题
例题:(23-24八年级下·广东惠州·期中)下列各组数据不是勾股数的是( )
A.,, B.,, C.,, D.,,
巩固训练
1.(23-24八年级下·湖北宜昌·期末)我国是最早了解勾股定理的国家之一,它被记载于我国古代著名的数学著作《周髀算经》中,下列各组数中,是“勾股数”的是( )
A.2,3,4 B.3,4,6 C.7,8,9 D.6,8,10
2.(23-24八年级下·云南昆明·期末)下列各组数中,是勾股数的是( )
A.1,2,3 B.,,
C.0.6,0.8,1 D.6,8,10
3.(23-24八年级下·福建福州·期末)下列各组数据为勾股数的是( )
A.1,, B.2,3,4
C.,, D.3,4,5
题型二 用勾股定理解三角形
例题:(24-25九年级上·全国·课后作业),.
(1)如图①,若,则 °;
(2)如图①,若,,则 ;
(3)如图②,是边上的中线,若,则 ;
(4)如图③,于点,若,,则的长为 .
巩固训练
1.(23-24八年级上·全国·单元测试)如图,在 中,,,,则 .
2.(24-25九年级上·全国·课后作业)如图,在等边中,于点.
(1) , ;
(2)若的周长为12,则的长为 ,的长为 ;
(3)若,则的面积为 .
3.(24-25九年级上·全国·课后作业)如图①,在中,,平分.
(1)若中的一个内角是,则 ;
(2)若,则 , ;
(3)若,,则 , ;
(4)如图②,于点,若,则 ;
(5)若的一边长为8,周长为28,则的长度为 .
题型三 以直角三角形三边为边长的图形面积
例题:(24-25九年级上·广西南宁·开学考试)如图,在中,,以的三边为边向外作三个正方形,其面积分别用表示.若,则的值是( )
A.3 B.5 C.7 D.9
巩固训练
1.(23-24八年级下·贵州黔东南·期末)如图,是一株美丽的勾股树,其中所有的四边形都是正方形,所有的三角形都是直角三角形.若正方形、、、的面积分别为2、5、1、2.则最大的正方形的面积是( )
A.5 B.10 C.15 D.20
2.(23-24八年级上·四川眉山·期末)如图,已知直角三角形的三边长分别为a、b、c(其中c为斜边),分别以直角三角形的三边为直径,向外作半圆,已知,那么( )
A.2 B.3 C.4 D.5
3.(23-24八年级下·河北保定·期末)如图,分别以直角三角形的三边为边、斜边和直径,向外作正方形、等腰直角三角形和半圆,则阴影部分的面积关系满足的图形有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
题型四 判断三边能否构成直角三角形
例题:(24-25九年级上·全国·课后作业)在中,,,的对边分别是,,,下列条件:①;②;③,,.其中可以判定是直角三角形的是 (填序号).
巩固训练
1.(23-24八年级上·四川达州·期末)如图,在中,,,,.
求:(1)的周长;
(2)判断是否是直角三角形?为什么?
2.(23-24八年级下·安徽阜阳·期末)如图,在单位长度为1的正方形网格中,A,B,C,D都在小正方形的顶点上,连接,交于点P.
(1)求的长;
(2)求的度数.
3.(23-24八年级下·辽宁大连·期末)如图,在中.于点,,,.
(1)求的长;
(2)判断的形状并说明理由.
题型五 利用勾股定理的逆定理求解
例题:(23-24八年级上·四川巴中·阶段练习)在中,,,,则的面积是 .
巩固训练
1.(23-24八年级下·广西桂林·期末)如图,在四边形中,,,,,则的度数为 .
2.(23-24八年级下·浙江台州·期中)如图,在四边形中,已知,,,,,则四边形面积是 .
3.(23-24八年级下·云南昭通·阶段练习)如图,在中,点为的中点,,,,则边上的高为 .
题型六 勾股定理的证明方法
例题:(24-25八年级上·全国·课后作业)取两个同样的直角三角板,按如图所示摆放(B,C,D三点在一条直线上).
(1)连接,则是________三角形,四边形是________形;
(2)设,,,试用两种不同的方法表示出四边形的面积;
(3)由(2)你能得到什么结论?
巩固训练
1.(23-24八年级下·宁夏石嘴山·阶段练习)勾股定理是解决直角三角形很重要的数学定理,这个定理的证明的方法很多,也能解决许多数学问题.请按要求作答:
(1)请你用文字叙述一下勾股定理;
(2)选择下边图1或图2中任一个图形来验证勾股定理;
(3)利用勾股定理来解决下列问题:
如图,圆柱形玻璃杯高为,底面周长为,在杯外离杯底的点C处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁且与蜂蜜C相对的点A处,点A离杯口.则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为多少?
2.(23-24八年级下·山东滨州·期末)用不同的方式表示同一图形的面积可以解决线段长度的有关问题,这种方法称为等面积法,这是一种重要的数学方法,请你用等面积法来探究下列三个问题:
(1)如图1是著名的“赵爽弦图”,由四个全等的直角三角形拼成,请验证勾股定理.
(2)如图2,在中,是边上的高,,求的长度;
(3)如图1,若一个直角三角形的面积为54,,求中间小正方形的边长.
3.(23-24七年级下·辽宁沈阳·期末)【探究发现】
我国三国时期的数学家赵爽利用四个全等的直角三角形拼成如图1所示图形,其中四边形和四边形都是正方形,巧妙地用面积法得出了直角三角形三边长a,b,c之间的一个重要结论:.
(1)请你将数学家赵爽的说理过程补充完整:
已知:中,,,,.
求证:.
证明:由图可知,
,______,
正方形边长为______,
,
即.
【深入思考】
如图2,在中,,,,,以为直角边在的右侧作等腰直角,其中,,过点D作,垂足为点E
(2)求证:,;
(3)请你用两种不同的方法表示梯形的面积,并证明:;
【实际应用】
(4)将图1中的四个直角三角形中较短的直角边分别向外延长相同的长度,得到图3所示的“数学风车”,若,,“数学风车”外围轮廓(图中实线部分)的总长度为108,求这个风车图案的面积.
题型七 勾股定理的实际应用
例题:(23-24八年级下·山东枣庄·阶段练习)小强在物理课上学习了发声物体的振动试验后,对其作了进一步的探究:在一个支架的横杆点O处用一根细绳悬挂一个小球,小球可以自由摆动,如图,A表示小球静止时的位置,当小强用发声物体靠近小球时,小球从A摆到B位置,此时过点B作于点D,当小球摆到C位置时,过点C作于点E,测得,(图中的点A,B,O,C在同一平面内).
(1)猜想此时与的位置关系,并说明理由;
(2)求的长.
巩固训练
1.(24-25八年级上·全国·单元测试)如图,是小朋友荡秋千的侧面示意图,静止时秋千位于铅垂线上,转轴B到地面的距离.小亮在荡秋千过程中,当秋千摆动到最高点A时,测得点A到的距离,点A到地面的距离,将他从A处摆动后的坐板记为.
(1)当时,求到的距离;
(2)当距地面最近时,求到地面的距离(结果精确到0.1,).
2.(23-24八年级下·云南大理·期中)如图,李师傅在两墙,之间施工(两墙与地面垂直),他架了一架长为的梯子,此时梯子底端距离墙角点.
(1)此时梯子的顶端点距离地面有多高?
(2)若梯子底端点没有固定好,向后滑动到墙角处,使梯子顶端沿墙下滑了到点处,求梯子底端向后滑动的距离.
3.(23-24八年级下·河北沧州·期中)【阅读材料】
如图1,有一个圆柱,它的高为,底面圆的周长为,在圆柱下底面的点A处有一只蚂蚁,它想吃到上底面与点A相对的点B处的食物,蚂蚁沿圆柱侧面爬行的最短路程是多少?
【方法探究】
对于立体图形中求最短路程问题,应把立体图形展开成平面图形,再确定A,B两点的位置,依据“两点之间线段最短”,结合勾股定理,解决相应的问题.如图2,在圆柱的侧面展开图中,点A,B对应的位置如图所示,利用勾股定理即可求出蚂蚁爬行的最短路程线段的长.
【方法应用】
(1)如图3,圆柱形玻璃容器的高为,底面周长为,在外侧距下底的点S处有一蜘蛛,与蜘蛛相对的圆柱形容器的上口外侧距开口处的点F处有一苍蝇,试求急于捕获苍蝇充饥的蜘蛛,所走的最短路线的长度.
(2)如图4,长方体的棱长,,假设昆虫甲从盒内顶点开始以的速度在盒子的内部沿棱向下爬行,同时昆虫乙从盒内顶点A以相同的速度在盒内壁的侧面上爬行,那么昆虫乙至少需要多长时间才能捕捉到昆虫甲?
题型八 勾股定理逆定理的实际应用
例题:(22-23八年级下·重庆长寿·期中)2020年是第六届全国文明城市创建周期的第三年,是“强基固本、全力冲刺”的关键之年.“创城”,既能深入改变一座城市的现代化进程,也能深刻影响生活在此间的人们.某小区在社区管理人员及社区居民的共同努力之下,在临街的拐角清理出了一块可以绿化的四边形空地.如图,已知,,,,技术人员在只有卷尺的情况下,通过测量某两点之间距离为15m,便快速确定了.
(1)请写出技术人员测量的是哪两点之间的距离,并说明他确定的理由;
(2)若平均每平方米空地的绿化费用为100元,试计算绿化这片空地共需花费多少元?
巩固训练
1.(23-24八年级下·辽宁盘锦·期末)在一条东西走向的河流一侧有一村庄,河边原有两个取水点,其中,由于某种原因,由到的路现在已经不通,该村为方便村民取水,决定在河边新建一个取水点(在同一条直线上),并新修一条路,测得千米,千米,千米.
(1)求的度数;
(2)求原来的路线的长.
2.(23-24八年级下·天津西青·期末)如图,一条南北走向的高速公路经过县城C,村庄A位于高速公路西侧,村庄A和县城C之间有一大型水库无法直达,A村村民需要乘车经公路和高速路段才能到达县城C.为方便A村村民出行,县政府计划新修一条公路.测得,,,.
(1)请通过计算说明新公路是村庄A到高速公路的最短路线;
(2)求村庄A到县城C的距离的长.
3.(23-24八年级下·陕西渭南·期末)实践探索:检测某雕塑(如图)底座正面的边和边是否分别垂直与底边.
素材及工具只:一个雕塑,一把卷尺
步骤1:利用卷尺分别测量边,边和的长度,并测量出点B,D之间的距离;
步骤2:通过计算验证底座正面的边和边是否分别垂直于底边.
解决问题:
(1)通过测量得到边的长是60厘米,边的长是80厘米,的长是100厘米,边垂直于边吗?为什么?
(2)如果你随身只有一个长度为的刻度尺,你能有更科学的方法检验边是否垂直于边吗?如果能,请写出你的方法,并证明.
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第3章 勾股定理知识归纳与题型突破(题型清单)
01 思维导图
02 知识速记
知识点一、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直角边长分别为,斜边长为,那么.
特别说明:(1)勾股定理揭示了一个直角三角形三边之间的数量关系.
(2)利用勾股定理,当设定一条直角边长为未知数后,根据题目已知的线段长可以建立方程求解,这样就将数与形有机地结合起来,达到了解决 问题的目的.
(3)理解勾股定理的一些变式:,, .
知识点二、勾股定理的证明
方法一:将四个全等的直角三角形拼成如图(1)所示的正方形.
图(1)中,所以.
方法二:将四个全等的直角三角形拼成如图(2)所示的正方形.
图(2)中,所以.
方法三:如图(3)所示,将两个直角三角形拼成直角梯形.
,所以.
知识点三、勾股数
满足不定方程的三个正整数,称为勾股数(又称为高数或毕达哥拉斯数),显然,以为三边长的三角形一定是直角三角形.
熟悉下列勾股数,对解题会很有帮助:
①3、4、5; ②5、12、13;③8、15、17;④7、24、25;⑤9、40、41……
如果是勾股数,当为正整数时,以为三角形的三边长,此三角形必为直角三角形.
特别说明:(1)(是自然数)是直角三角形的三条边长;
(2)(是自然数)是直角三角形的三条边长;
(3) (是自然数)是直角三角形的三条边长;
知识点四、勾股定理的逆定理
如果三角形的三条边长,满足,那么这个三角形是直角三角形.
特别说明:(1)勾股定理的逆定理的作用是判定某一个三角形是否是直角三角形.
(2)勾股定理的逆定理是把“数”转为“形”,是通过计算来判定一个三角形是否为直角三角形.
知识点五、如何判定一个三角形是否是直角三角形
(1)首先确定最大边(如).
(2)验证与是否具有相等关系.若,则△ABC是∠C=90°的直角三角形;若,则△ABC不是直角三角形.
特别说明:当时,此三角形为钝角三角形;当时,此三角形为锐角三角形,其中为三角形的最大边.
03 题型归纳
题型一 勾股树(数)问题
例题:(23-24八年级下·广东惠州·期中)下列各组数据不是勾股数的是( )
A.,, B.,, C.,, D.,,
【答案】A
【知识点】勾股树(数)问题、判断三边能否构成直角三角形
【分析】本题考查了勾股数,勾股定理逆定理,根据“一组正整数,且满足两个较小的数的平方和等于最大数的平方,这样的一组数叫做勾股数”,进行判断即可,理解勾股数的定义及熟练掌握勾股定理逆定理的应用是解题的关键.
【详解】解:、∵,
∴不是勾股数,故此选项符合题意;
、∵,
∴是勾股数,故此选项不符合题意;
、∵,
∴是勾股数,故此选项不符合题意;
、∵,
∴是勾股数,故此选项不符合题意;
故选:.
巩固训练
1.(23-24八年级下·湖北宜昌·期末)我国是最早了解勾股定理的国家之一,它被记载于我国古代著名的数学著作《周髀算经》中,下列各组数中,是“勾股数”的是( )
A.2,3,4 B.3,4,6 C.7,8,9 D.6,8,10
【答案】D
【知识点】勾股树(数)问题
【分析】本题考查了勾股数的知识.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、,2,3,4不是勾股数,故本选项不符合题意.
B、,3,4,6不是勾股数,故本选项不符合题意.
C、,7,8,9不是勾股数,故本选项不符合题意.
D、,6,8,10是勾股数,故本选项符合题意.
故选:D.
2.(23-24八年级下·云南昆明·期末)下列各组数中,是勾股数的是( )
A.1,2,3 B.,,
C.0.6,0.8,1 D.6,8,10
【答案】D
【知识点】勾股树(数)问题
【分析】本题考查了勾股数,熟记勾股数的概念是解题关键.
根据勾股数的定义(能够成为直角三角形三条边长的三个正整数,称为勾股数)逐项判断即可得.
【详解】解:A、,故此项不是勾股数,不符合题意;
B、,,,这三个数不是正整数,故此项不是勾股数,不符合题意;
C、0.6,0.8,1,都是小数,不是正整数,不符合题意;
D、且这三个数均为正整数,则此项是勾股数,符合题意;
故选:D.
3.(23-24八年级下·福建福州·期末)下列各组数据为勾股数的是( )
A.1,, B.2,3,4
C.,, D.3,4,5
【答案】D
【知识点】勾股树(数)问题
【分析】本题考查勾股数.根据股勾股数的定义:可以构成一个直角三角形三边的一组正整数,进行判断即可.
【详解】解:A、不是正整数,不是勾股数,故该选项不正确,不符合题意;
B、不是勾股数,故该选项不正确,不符合题意;
C、,,不是正整数,不是勾股数,故该选项不正确,不符合题意;
D、,3,4,5是勾股数,故该选项正确,符合题意;
故选:D.
题型二 用勾股定理解三角形
例题:(24-25九年级上·全国·课后作业),.
(1)如图①,若,则 °;
(2)如图①,若,,则 ;
(3)如图②,是边上的中线,若,则 ;
(4)如图③,于点,若,,则的长为 .
【答案】 70 12 10 9.6
【知识点】直角三角形的两个锐角互余、斜边的中线等于斜边的一半、用勾股定理解三角形
【分析】(1)直角三角形的两个锐角互余,据此列式计算,即可作答.
(2)运用勾股定理列式计算,即可作答.
(3)斜边上的中线等于斜边的一半,据此列式计算,即可作答.
(4)先运用勾股定理列式计算,再结合等面积法进行列式计算,即可作答.
本题考查了直角三角形的性质:直角三角形的两个锐角互余、斜边上的中线等于斜边的一半、勾股定理,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
【详解】解:(1)∵,
∴
故答案为:70;
(2)∵
∴,
故答案为:12
(3)∵,是边上的中线,
∴
∴
故答案为:10;
(4)∵,,
∴
∵于点
∴
则
∴
则的长为
故答案为:
巩固训练
1.(23-24八年级上·全国·单元测试)如图,在 中,,,,则 .
【答案】
【知识点】含30度角的直角三角形、用勾股定理解三角形、等腰三角形的性质和判定
【分析】本题考查的是含30度角的直角三角形的性质,等腰直角三角形的性质,勾股定理的应用,过作于,求解,证明,再利用勾股定理求解即可.
【详解】解:过作于,
∵,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:
2.(24-25九年级上·全国·课后作业)如图,在等边中,于点.
(1) , ;
(2)若的周长为12,则的长为 ,的长为 ;
(3)若,则的面积为 .
【答案】 60 30 4 2
【知识点】等边三角形的性质、含30度角的直角三角形、用勾股定理解三角形
【分析】本题考查了等边三角形的性质,含30度角的直角三角形的性质.根据等边三角形的性质,含30度角的直角三角形的性质作答即可.
【详解】解:(1)∵等边,,
∴,,
故答案为:60;30;
(2)∵等边的周长为12,
∴,
∵,
∴,
故答案为:4;2;
(3)∵等边,,
∴,
∴,
由勾股定理得,即,
解得,
∴,
∴的面积为,
故答案为:.
3.(24-25九年级上·全国·课后作业)如图①,在中,,平分.
(1)若中的一个内角是,则 ;
(2)若,则 , ;
(3)若,,则 , ;
(4)如图②,于点,若,则 ;
(5)若的一边长为8,周长为28,则的长度为 .
【答案】 或 40 50 3 4 40 8或10
【知识点】等边对等角、用勾股定理解三角形、三线合一
【分析】本题考查等腰三角形的性质,勾股定理;
(1)根据等边对等角求解即可;
(2)根据等边对等角求解即可;
(3)根据三线合一求出,再根据勾股定理求出;
(4)根据等边对等角求解即可;
(5)根据等腰三角形的定义求解即可.
【详解】(1)∵,
∴,
∵中的一个内角是,
∴或或,
当时,
当时由可得,
∴或;
故答案为:或;
(2)若,则,
由可得,
∵平分,
∴,
故答案为:40,50;
(3)∵,平分,
∴,,
∴,
故答案为:3,4;
(4)∵,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
故答案为:;
(5)∵的一边长为8,周长为28,
∴当腰长为8时,,,构成三角形;
当底长为8时,,,,构成三角形;
∴的长度为8或10.
题型三 以直角三角形三边为边长的图形面积
例题:(24-25九年级上·广西南宁·开学考试)如图,在中,,以的三边为边向外作三个正方形,其面积分别用表示.若,则的值是( )
A.3 B.5 C.7 D.9
【答案】C
【知识点】以直角三角形三边为边长的图形面积、用勾股定理解三角形
【分析】本题主要考查了勾股定理,正方形面积,根据勾股定理,结合正方形的面积公式即可求解
【详解】解:在中,由勾股定理得,,
∵以的三边为边向外作三个正方形,其面积分别用表示.
∴,
∴
∴,
故选:C
巩固训练
1.(23-24八年级下·贵州黔东南·期末)如图,是一株美丽的勾股树,其中所有的四边形都是正方形,所有的三角形都是直角三角形.若正方形、、、的面积分别为2、5、1、2.则最大的正方形的面积是( )
A.5 B.10 C.15 D.20
【答案】B
【知识点】勾股树(数)问题
【分析】此题考查勾股定理的利用,正确理解图中几个正方形与直角三角形的关系是解题的关键.根据直角三角形勾股定理解答得到E的面积是A、B、C、D四个面积的和,由此得到答案.
【详解】解:如图,
由图知:正方形F的面积=正方形A的面积+正方形B的面积,
正方形G的面积=正方形C的面积+正方形D的面积,
正方形E的面积=正方形F的面积+正方形G的面积,
∴正方形E的面积=正方形A的面积+正方形B的面积+正方形C的面积+正方形D的面积,
故选:B.
2.(23-24八年级上·四川眉山·期末)如图,已知直角三角形的三边长分别为a、b、c(其中c为斜边),分别以直角三角形的三边为直径,向外作半圆,已知,那么( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【知识点】以直角三角形三边为边长的图形面积
【分析】本题考查勾股定理,根据勾股定理进行求解即可.
【详解】解:由题意,得:,,,
∴;
故选B.
3.(23-24八年级下·河北保定·期末)如图,分别以直角三角形的三边为边、斜边和直径,向外作正方形、等腰直角三角形和半圆,则阴影部分的面积关系满足的图形有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】D
【知识点】以直角三角形三边为边长的图形面积
【分析】本题考查了勾股定理,解题的关键在于正确的表示各部分的面积.设两直角边分别为,,斜边为,用,,分别表示正方形、等腰直角三角形的面积,半圆,根据,求解,,之间的关系,进而可得结果.
【详解】解:设两直角边分别为,,斜边为,
则第一个图中,,
,
,故第一个图符合题意;
第二个图中,三个三角形是等腰直角三角形,根据等腰三角形的性质,斜边的高就是斜边的中线,由直角三角形斜边的中线等于斜边的一关,则三个等腰直角三角形斜边的高等于斜边的一半,
∴,
,
,
,
,故第二个图符合题意;
第三个图中,,,,
,
,故第三个图符合题意;
这3个图形中面积关系满足的有3个,
故选:D.
题型四 判断三边能否构成直角三角形
例题:(24-25九年级上·全国·课后作业)在中,,,的对边分别是,,,下列条件:①;②;③,,.其中可以判定是直角三角形的是 (填序号).
【答案】①②/②①
【知识点】三角形内角和定理的应用、判断三边能否构成直角三角形
【分析】本题考查了三角形内角和定理,勾股定理的逆定理,熟练掌握知识点是解题的关键.①根据三角形内角和定理求解即可;②根据勾股定理逆定理证明即可;③根据勾股定理逆定理证明即可.
【详解】①,
,
,
,
是直角三角形;
②,
,
,
是直角三角形,且;
③,,
,
,即,
不是直角三角形;
综上,是直角三角形的有①②,
故答案为:①②.
巩固训练
1.(23-24八年级上·四川达州·期末)如图,在中,,,,.
求:
(1)的周长;
(2)判断是否是直角三角形?为什么?
【答案】(1)42
(2)不是,理由见解析
【知识点】用勾股定理解三角形、判断三边能否构成直角三角形
【分析】本题主要考查了勾股定理和勾股定理的逆定理,灵活运用勾股定理成为解答本题的关键.
(1)运用勾股定理求得、的长,然后根据三角形周长的定义解答即可;
(2)运用勾股定理逆定理判定即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴
同理:
∴的周长为;
(2)∵
,
,
∴
∴不是直角三角形.
2.(23-24八年级下·安徽阜阳·期末)如图,在单位长度为1的正方形网格中,A,B,C,D都在小正方形的顶点上,连接,交于点P.
(1)求的长;
(2)求的度数.
【答案】(1)
(2)
【知识点】勾股定理与网格问题、判断三边能否构成直角三角形、等腰三角形的性质和判定
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,等腰三角形的判定及性质;
(1)由勾股定理得,即可求解;
(2)取格点,连接,由勾股定理及其逆定理得是等腰直角三角形,由等腰三角形的性质即可求解;
能熟练利用勾股定理及其逆定理进行求解,构建出等腰直角三角形是解题的关键.
【详解】(1)解:由题意得
;
(2)解:如图,取格点,连接,
由网格得:
,
,
四边形是平行四边形,
,
,
,
,
,
,
,
是等腰直角三角形,
,
.
3.(23-24八年级下·辽宁大连·期末)如图,在中.于点,,,.
(1)求的长;
(2)判断的形状并说明理由.
【答案】(1)
(2)是直角三角形
【知识点】用勾股定理解三角形、判断三边能否构成直角三角形
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,掌握相关的知识是解题的关键.
(1)在中,根据勾股定理求解即可;
(2)先根据勾股定理求出,进而求出,最后根据勾股定理逆定理求解即可.
【详解】(1)解:,,,
,
;
(2),,,
,
,
,,
,
是直角三角形.
题型五 利用勾股定理的逆定理求解
例题:(23-24八年级上·四川巴中·阶段练习)在中,,,,则的面积是 .
【答案】30
【知识点】利用勾股定理的逆定理求解
【分析】本题考查了勾股定理的逆定理,熟练掌握该定理是解题的关键.根据该三角形三边关系,确定为直角三角形,并确定两条直角边,从而计算面积 .
【详解】解:在中,,,
,
是直角三角形,且两直角边为,
故答案为:30.
巩固训练
1.(23-24八年级下·广西桂林·期末)如图,在四边形中,,,,,则的度数为 .
【答案】135
【知识点】用勾股定理解三角形、利用勾股定理的逆定理求解
【分析】先根据等腰三角形的性质及已知条件可得,再根据勾股定理可得,然后根据勾股定理逆定理可知,最后根据角的和差即可解答.本题主要考查了等腰三角形的性质、勾股定理、勾股定理逆定理等知识点,灵活运用勾股定理相关知识成为解题的关键.
【详解】解:,,
,,
,
,,
,
即,
.
故答案为:135
2.(23-24八年级下·浙江台州·期中)如图,在四边形中,已知,,,,,则四边形面积是 .
【答案】
【知识点】利用勾股定理的逆定理求解、用勾股定理解三角形
【分析】本题考查了勾股定理,勾股定理的逆定理.熟练掌握勾股定理,勾股定理的逆定理是解题的关键.
连接,由勾股定理得,,由,可得是直角三角形,,根据,计算求解即可.
【详解】解:如图,连接,
由勾股定理得,,
∵,
∴,
∴是直角三角形,,
∴,
故答案为:.
3.(23-24八年级下·云南昭通·阶段练习)如图,在中,点为的中点,,,,则边上的高为 .
【答案】/
【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、利用勾股定理的逆定理求解、用勾股定理解三角形
【分析】本题考查了全等三角形的性质与判定,勾股定理及其逆定理等知识,综合性强.延长到E,使得,连接,作于点F,先证明,得到,根据勾股定理逆定理得到,进而得到,,即可得到,,利用三角形面积公式即可求解.
【详解】解:如图,延长到E,使得,连接,作于点F,
则.
∵点为的中点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴,,
∵,
∴,
即,
∴.
故答案为:
题型六 勾股定理的证明方法
例题:(24-25八年级上·全国·课后作业)取两个同样的直角三角板,按如图所示摆放(B,C,D三点在一条直线上).
(1)连接,则是________三角形,四边形是________形;
(2)设,,,试用两种不同的方法表示出四边形的面积;
(3)由(2)你能得到什么结论?
【答案】(1)等腰直角,直角梯
(2)或
(3)直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方
【知识点】等腰三角形的定义、运用完全平方公式进行运算、勾股定理的证明方法、全等三角形的性质
【分析】本题主要考查了全等三角形和勾股定理.熟练掌握全等三角形性质,等腰直角三角形的判定,梯形的判定,面积法证明勾股定理,是解决问题的关键.
(1)根据两个直角三角板同样大,得到,, ,推出 ,得到,得到为等腰直角三角形;根据 ,得到,根据当时,,得到四边形是矩形,得到四边形不一定是矩形,是直角梯形;
(2)设四边形的面积为S,方法一:根据梯形的面积公式,有;方法二:根据四边形是由3个三角形组成得到,;
(3)由(2)知,,化简即得.得到结论:直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.
【详解】(1)∵两个直角三角板同样大,
∴,
∴, ,
∵,
∴,
∴,
∴为等腰直角三角形;
∵ ,
∴,
当时,,
∴,
∴四边形是矩形,
∴四边形不一定是矩形,
∴四边形为直角梯形;
故答案为:等腰直角,直角梯
(2)设四边形的面积为S,
方法一:
∵四边形为直角梯形,
∴
;
方法二:
;
(3)由(2)知,
,
∴,
∴,
∴,
∴.
结论:直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.
巩固训练
1.(23-24八年级下·宁夏石嘴山·阶段练习)勾股定理是解决直角三角形很重要的数学定理,这个定理的证明的方法很多,也能解决许多数学问题.请按要求作答:
(1)请你用文字叙述一下勾股定理;
(2)选择下边图1或图2中任一个图形来验证勾股定理;
(3)利用勾股定理来解决下列问题:
如图,圆柱形玻璃杯高为,底面周长为,在杯外离杯底的点C处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁且与蜂蜜C相对的点A处,点A离杯口.则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为多少?
【答案】(1)在直角三角形中,两条直角边的平方和等于斜边的平方
(2)见解析
(3)
【知识点】勾股定理的证明方法、求最短路径(勾股定理的应用)、根据矩形的性质与判定求线段长、完全平方公式在几何图形中的应用
【分析】本题考查了勾股定理的证明与应用.解答该题时,利用“数形结合”的数学思想是解答关键.
(1)在直角三角形中,两条直角边的平方和等于斜边的平方;
(2)利用等面积建立等式进行解答;
(3)把圆柱形玻璃杯表面展开,转化为平面图形,根据勾股定理分别求出即可.
【详解】(1)解:勾股定理:在直角三角形中,两条直角边的平方和等于斜边的平方.
(2)解:若选图1,如图,
则由图形可知:,
整理得:;
选择图2,则由图形可知:,
整理得:.
(3)解:如图,延点A所在直线将圆柱剪开,过点C作,垂足为P,
由题意得:,
,
,
四边形是矩形,
,
,
,
答:蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为.
2.(23-24八年级下·山东滨州·期末)用不同的方式表示同一图形的面积可以解决线段长度的有关问题,这种方法称为等面积法,这是一种重要的数学方法,请你用等面积法来探究下列三个问题:
(1)如图1是著名的“赵爽弦图”,由四个全等的直角三角形拼成,请验证勾股定理.
(2)如图2,在中,是边上的高,,求的长度;
(3)如图1,若一个直角三角形的面积为54,,求中间小正方形的边长.
【答案】(1)见解析;
(2)
(3)3
【知识点】用勾股定理解三角形、勾股定理的证明方法、通过对完全平方公式变形求值
【分析】(1)如图1所示,大正方形的面积等于四个全等的直角三角形面积与小正方形面积和,用代数式表示出各部分面积按要求列等式化简即可得证;
(2)利用勾股定理得到,根据等面积法列式求解即可得到;
(3)由(1)的结论,结合完全平方公式变形,代值求解即可得到答案.
【详解】(1)解:大正方形的面积等于四个全等的直角三角形面积与小正方形面积和,
;;;
,即;
(2)解:在中,,,
∴由勾股定理可得,
是边上的高,
由等面积法可得,
,,
∴;
(3)解:由已知可得:,即,
,
小正方形的边长为.
【点睛】本题考查等面积法解决问题,涉及勾股定理证明、等面积法求线段长、以及完全平方公式与勾股定理综合,熟练掌握等面积法求解是解决问题的关键.
3.(23-24七年级下·辽宁沈阳·期末)【探究发现】
我国三国时期的数学家赵爽利用四个全等的直角三角形拼成如图1所示图形,其中四边形和四边形都是正方形,巧妙地用面积法得出了直角三角形三边长a,b,c之间的一个重要结论:.
(1)请你将数学家赵爽的说理过程补充完整:
已知:中,,,,.
求证:.
证明:由图可知,
,______,
正方形边长为______,
,
即.
【深入思考】
如图2,在中,,,,,以为直角边在的右侧作等腰直角,其中,,过点D作,垂足为点E
(2)求证:,;
(3)请你用两种不同的方法表示梯形的面积,并证明:;
【实际应用】
(4)将图1中的四个直角三角形中较短的直角边分别向外延长相同的长度,得到图3所示的“数学风车”,若,,“数学风车”外围轮廓(图中实线部分)的总长度为108,求这个风车图案的面积.
【答案】(1), (2)见解析 (3)见解析 (4)
【知识点】用勾股定理解三角形、勾股定理的证明方法、以弦图为背景的计算题
【分析】本题考查了勾股定理的验证和运用,理解勾股定理解决问题的关键.
(1)依据题意得, 再由图形是由四个全等的直角三角形拼成如图所示图形,然后用两种方法表示正方形的面积,即可解题;
(2)依据题意,通过证明即可判断得解;
(3)依据题意,用两种方法分别表示出梯形和,再列式变形即可得解;
(4)依据题意,结合图形,“数学风车”外围轮廓 (图中实线部分)的总长度为,可得又设 故又在 中,则,求出后可列式计算得解.
【详解】(1)证明:由图可知,
,,
正方形边长为,
,
即.
故答案为:,;
(2)证明: ∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
又, ,
∴.
∴;
(3)证明: 由题意,第一种方法:
,
第二种方法:
,
,
,
;
(4)由题意,如图,
∵“数学风车”外围轮廓 (图中实线部分)的总长度为,
,
设则,
在中,
,
将代入可得,
,
,
∴小正方形的边长等于
∴风车的面积为:.
题型七 勾股定理的实际应用
例题:(23-24八年级下·山东枣庄·阶段练习)小强在物理课上学习了发声物体的振动试验后,对其作了进一步的探究:在一个支架的横杆点O处用一根细绳悬挂一个小球,小球可以自由摆动,如图,A表示小球静止时的位置,当小强用发声物体靠近小球时,小球从A摆到B位置,此时过点B作于点D,当小球摆到C位置时,过点C作于点E,测得,(图中的点A,B,O,C在同一平面内).
(1)猜想此时与的位置关系,并说明理由;
(2)求的长.
【答案】(1)与的位置关系为,理由见解析;
(2);
【知识点】全等的性质和HL综合(HL)、用勾股定理解三角形
【分析】本题主要考查了三角形全等的判定和性质,勾股定理;
(1)证明即可得到答案;
(2)根据勾股定理求出,再加减线段即可得到答案;
【详解】(1)解:猜想此时与的位置关系为:,理由如下:
∵,,
∴,
∴,
由题意得:,
在和中,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:在中,(),
∴.
巩固训练
1.(24-25八年级上·全国·单元测试)如图,是小朋友荡秋千的侧面示意图,静止时秋千位于铅垂线上,转轴B到地面的距离.小亮在荡秋千过程中,当秋千摆动到最高点A时,测得点A到的距离,点A到地面的距离,将他从A处摆动后的坐板记为.
(1)当时,求到的距离;
(2)当距地面最近时,求到地面的距离(结果精确到0.1,).
【答案】(1)到的距离是
(2)
【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、用勾股定理解三角形
【分析】(1)作,垂足为,根据全等三角形的判定和性质解答即可;
(2)根据全等三角形的性质解答即可.
本题考查全等三角形的应用,解题的关键是正确寻找全等三角形全等的条件,灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.
【详解】(1)解:如图2,作,垂足为,
,
;
在中,;
又,
,
;
在和中,
,
;
且,,
;
,
,
即到的距离是.
(2)解:由(1)知:
,
作,垂足为.
,
,
,
即到地面的距离是.
2.(23-24八年级下·云南大理·期中)如图,李师傅在两墙,之间施工(两墙与地面垂直),他架了一架长为的梯子,此时梯子底端距离墙角点.
(1)此时梯子的顶端点距离地面有多高?
(2)若梯子底端点没有固定好,向后滑动到墙角处,使梯子顶端沿墙下滑了到点处,求梯子底端向后滑动的距离.
【答案】(1)梯子的顶端点距离地面有高
(2)梯子底端向后滑动的距离为
【知识点】求梯子滑落高度(勾股定理的应用)
【分析】本题考查了勾股定理的应用,掌握勾股定理是解题的关键.
(1)利用勾股定理直接求解即可;
(2)由(1)知,进而勾股定理求得,根据即可求解.
【详解】(1)解:本题题意得:,
,
梯子的顶端点距离地面有高;
(2)解:由(1)知,
根据题意得:,
,
,
,
梯子底端向后滑动的距离为
3.(23-24八年级下·河北沧州·期中)【阅读材料】
如图1,有一个圆柱,它的高为,底面圆的周长为,在圆柱下底面的点A处有一只蚂蚁,它想吃到上底面与点A相对的点B处的食物,蚂蚁沿圆柱侧面爬行的最短路程是多少?
【方法探究】
对于立体图形中求最短路程问题,应把立体图形展开成平面图形,再确定A,B两点的位置,依据“两点之间线段最短”,结合勾股定理,解决相应的问题.如图2,在圆柱的侧面展开图中,点A,B对应的位置如图所示,利用勾股定理即可求出蚂蚁爬行的最短路程线段的长.
【方法应用】
(1)如图3,圆柱形玻璃容器的高为,底面周长为,在外侧距下底的点S处有一蜘蛛,与蜘蛛相对的圆柱形容器的上口外侧距开口处的点F处有一苍蝇,试求急于捕获苍蝇充饥的蜘蛛,所走的最短路线的长度.
(2)如图4,长方体的棱长,,假设昆虫甲从盒内顶点开始以的速度在盒子的内部沿棱向下爬行,同时昆虫乙从盒内顶点A以相同的速度在盒内壁的侧面上爬行,那么昆虫乙至少需要多长时间才能捕捉到昆虫甲?
【答案】(1)34cm;(2)秒.
【知识点】用勾股定理构造图形解决问题、几何体展开图的认识、求最短路径(勾股定理的应用)
【分析】题目主要考查圆柱及棱柱的展开图,勾股定理解三角形,最短距离等问题,理解题意,熟练掌握运用勾股定理是解题关键.
(1)根据题意将圆柱展开,然后利用勾股定理求解即可;
(2)设昆虫甲从顶点沿棱向顶点C爬行的同时,昆虫乙从顶点A按路径爬行,爬行捕捉到昆虫甲需x秒.在中,利用勾股定理列出方程求解即可.
【详解】解:(1)如图1,这是圆柱形玻璃容器的侧面展开图,线段就是蜘蛛走的最短路线.
由题意可得在中,
,,,
∴,
∴蜘蛛所走的最短路线的长度为34cm.
(2)设昆虫甲从顶点沿棱向顶点C爬行的同时,昆虫乙从顶点A按路径爬行,爬行捕捉到昆虫甲需x秒.
如图2,在中,
∵长方体的棱长,,
∴,,,,
∴,
解得.
答:昆虫乙至少需要秒才能捕捉到昆虫甲.
题型八 勾股定理逆定理的实际应用
例题:(22-23八年级下·重庆长寿·期中)2020年是第六届全国文明城市创建周期的第三年,是“强基固本、全力冲刺”的关键之年.“创城”,既能深入改变一座城市的现代化进程,也能深刻影响生活在此间的人们.某小区在社区管理人员及社区居民的共同努力之下,在临街的拐角清理出了一块可以绿化的四边形空地.如图,已知,,,,技术人员在只有卷尺的情况下,通过测量某两点之间距离为15m,便快速确定了.
(1)请写出技术人员测量的是哪两点之间的距离,并说明他确定的理由;
(2)若平均每平方米空地的绿化费用为100元,试计算绿化这片空地共需花费多少元?
【答案】(1)测量的是A,C两点之间的距离,理由见解析;
(2)元.
【知识点】勾股定理逆定理的实际应用
【分析】本题考查了勾股定理逆定理的实际应用,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)直接运用勾股逆定理进行列式计算,即可作答.
(2)直接运用勾股逆定理进行列式计算,得证,再计算,,最后相加,即可作答.
【详解】(1)连接,
技术人员测量的是A,C两点之间的距离,
理由测量的是A,C两点之间的距离,
理由如下:∵,
∴
∴;
(2)∵,
∴
∴
∴,
,
∴
∴绿化这片空地共需花费元.
巩固训练
1.(23-24八年级下·辽宁盘锦·期末)在一条东西走向的河流一侧有一村庄,河边原有两个取水点,其中,由于某种原因,由到的路现在已经不通,该村为方便村民取水,决定在河边新建一个取水点(在同一条直线上),并新修一条路,测得千米,千米,千米.
(1)求的度数;
(2)求原来的路线的长.
【答案】(1)
(2)8.45千米
【知识点】勾股定理逆定理的实际应用、用勾股定理解三角形
【分析】本题主要考查了勾股定理以及勾股定理的逆定理的应用,熟练掌握相关知识是解题关键.
(1)利用勾股定理的逆定理推导为直角三角形,即可获得答案;
(2)设,则,在中,利用勾股定理解得的值,即可获得答案.
【详解】(1)解:根据题意,可知千米,千米,千米,
∵,,
∴,
∴为直角三角形,;
(2)由(1)可知,,即,
设,则,
在中,可有,
即,解得,
∴千米,
即原来的路线的长为8.45千米.
2.(23-24八年级下·天津西青·期末)如图,一条南北走向的高速公路经过县城C,村庄A位于高速公路西侧,村庄A和县城C之间有一大型水库无法直达,A村村民需要乘车经公路和高速路段才能到达县城C.为方便A村村民出行,县政府计划新修一条公路.测得,,,.
(1)请通过计算说明新公路是村庄A到高速公路的最短路线;
(2)求村庄A到县城C的距离的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【知识点】用勾股定理解三角形、勾股定理逆定理的实际应用、垂线段最短
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,注意计算的准确性即可;
(1)判断是否成立即可;
(2)根据即可求解.
【详解】(1)解:∵,,
∴.
∴是直角三角形,且.
∴.
根据“垂线段最短”可知新公路是村庄A到高速公路的最短路线.
(2)解:设,则.
由(1)知,即.
在中,,
∴,
解得.
答:村庄A到县城C的距离是.
3.(23-24八年级下·陕西渭南·期末)实践探索:检测某雕塑(如图)底座正面的边和边是否分别垂直与底边.
素材及工具只:一个雕塑,一把卷尺
步骤1:利用卷尺分别测量边,边和的长度,并测量出点B,D之间的距离;
步骤2:通过计算验证底座正面的边和边是否分别垂直于底边.
解决问题:
(1)通过测量得到边的长是60厘米,边的长是80厘米,的长是100厘米,边垂直于边吗?为什么?
(2)如果你随身只有一个长度为的刻度尺,你能有更科学的方法检验边是否垂直于边吗?如果能,请写出你的方法,并证明.
【答案】(1),理由见解析
(2)见解析
【知识点】勾股定理逆定理的实际应用
【分析】本题考查的是勾股定理逆定理的应用,熟记勾股定理逆定理是解题的关键.
(1)根据勾股定理进行检验即可;
(2)在上取点厘米, 在线段上取厘米, 连接, 测量出的长即可得出结论.
【详解】(1),理由:
∵厘米, 厘米,厘米,
,
∴是直角三角形,
∴;
(2)能, 在上取点厘米, 在线段上取厘米, 连接, 测量出厘米, 则,
证明: 如图,
∵厘米, 厘米, 厘米,
,
∴是直角三角形,
∴.
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