内容正文:
专题01 勾股定理(5种基础题型+2种提升题型)
探索勾股定理
1.(22-23八年级上·山东济宁·期中)中,,,,则的长为( )
A. B. C.或 D.或
2.(23-24八年上·贵州黔南·期中)已知三角形的三边长分别为3、4、a,如果这个三角形是直角三角形,则
3.(23-24八年级上·贵州遵义·期中)如图,的两直角边长分别为1,2,以的斜边为一直角边,另一直角边长为1画第2个;再以的斜边为一直角边,另一直角边长为1画第3个;……以此类推,第个直角三角形的斜边长是( )
A. B. C. D.
4.(23-24八年级上·云南昆明·期末)下列各组数中,勾股数是( )
A.13,14,15 B.1,1,
C.0.3,0.4,0.5 D.8,15,17
5.(23-24八年级上·广东惠州·期中)下列各组数据不是勾股数的是( )
A.,, B.,, C.,, D.,,
6.(22-23八年级上·浙江杭州·期中)如图,以直角三角形三边长为边作正方形,100和36分别代表其中两个正方形的面积,则A的面积为 .
7.(23-24八年级上·浙江台州·期中)如图,在中,,以,和为边向上作正方形和正方形和正方形,点落在上,若,空白部分面积为,则图中阴影部分的面积是 .
8.(22-23八年级上·重庆江北·期中)如图,方格纸中小正方形的边长为1.,两点在格点上,请在图中格点上找到点,使得的面积为2.满足条件的点的个数是( )
A.2 B.4 C.5 D.6
9.(23-24八年级上·湖南永州·期中)图中的网格均是正方形网格,每个小正方形的边长均为,且点,,,,都在格点上.
(1)如图,的度数为 ;
(2)如图,的度数为 .
10.(23-24八年级下·河南郑州·期中)对角线互相垂直的四边形叫做“垂美”四边形,现有如图所示的“垂美”四边形,对角线交于点,若,,则 .
11.(2023八年级上·全国·专题练习)【图形定义】我们把对角线互相垂直的四边形叫做垂美四边形.
(1)【性质探究】如图1,四边形是垂美四边形,试探究两组对边,与,之间的数量关系,并证明你的结论;
(2)【拓展应用】如图2,Rt中,,分别以和为直角边向外作等腰Rt和等腰Rt,连接,若,,求的长.
线段之间的数量关系
1.(22-23八年级上·山东菏泽·期中)我们定义:如果两个等腰三角形顶角相等,且顶角顶点互相重合,则称此图形为“手拉手全等模型”.因为顶点相连的四条边,形象的可以看作两双手,所以通常称为“手拉手全等模型”.
(1)例如,如图1,与都是等腰三角形,其中,则________(________);
(2)类比:如图2,已知与都是等腰三角形,,,且,求证:;
(3)拓展:如图3,,,,试探索线段,,之间满足的等量关系,并证明结论.
2.(23-24八年级上·江苏无锡·期中)在中,,D是的中点,以为腰向外作等腰直角连接,交于点F,交于点G.
(1)求证:;
(2)试判断线段与三者之间的等量关系,并证明你的结论.
3.(23-24八年级上·福建三明·期中)如图,已知是等腰直角三角形,动点在斜边所在的直线上,以为直角边作等腰直角,其中,探究并解决下列问题:
(1)如图1,若点在线段上时,猜想,,三者之间的数量关系,并证明你的结论;
(2)如图2,若点在的延长线上,在(1)中所猜想的,,三者之间的数量关系仍然成立,请利用图2进行证明.
弦图
1.(22-23八年级上·浙江湖州·期中)意大利著名画家达•芬奇用一张纸片剪拼出不一样的空洞,而两个空洞的面积是相等的,如图所示,证明了勾股定理,若设左边图中空白部分的面积为,右边图中空白部分的面积为,小聪同学得出了以下四个结论:①;②;③;④.则其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2.(22-23八年级下·山东临沂·期中)下面四幅图中,能证明勾股定理的有( )
A.一幅 B.两幅 C.三幅 D.四幅
3.(23-24八年级上·四川泸州·期中)如图,所有的四边形都是正方形,所有的三角形都是直角三角形,其中最大的正方形的边长为5,则正方形A,B,C,D的面积的和为( )
A.4 B.5 C.10 D.25
4.(23-24八年级下·内蒙古呼和浩特·期中)如图,四边形中,,分别以为直径作半圆,已知各半圆面积为,,则 .
5.(23-24八年级下·北京·期中)正方形的边长为1,其面积记为,以为斜边作等腰直角三角形,以该等腰直角三角形的一条直角边为边向外作正方形,其面积记为,…按此规律继续下去,则的值为
6.(22-23八年级下·山东潍坊·期中)阅读材料,解决问题:
三国时期吴国的数学家赵爽创建了一幅“弦图”,利用面积法给出了勾股定理的证明.实际上,该“弦图”与完全平方公式有着密切的关系.如图2,这是由8个全等的直角边长分别为,,斜边长为的三角形拼成的“弦图”.
(1)在图2中,正方形的面积可表示为______,正方形的面积可表示为______(用含,的式子表示);
(2)请结合图2用面积法说明,,三者之间的等量关系;
(3)已知,,求正方形的面积.
最短路径问题
1.(23-24八年级下·山东济宁·期中)如图,在一个高为3米的楼梯表面铺地毯,地毯总长度为7米,则楼梯斜面长为( )
A.4米 B.5米 C.6米 D.7米
13.(23-24八年级上·陕西西安·期中)如图,在一个长为,宽为的长方形草地上放着一根长方体木块,已知该木块的较长边和场地宽平行,横截面是边长为的正方形,若点A处有一只蚂蚁,它从点A处爬过木块到达点C处去吃面包碎,则它需要走的最短路程是( )
A. B. C. D.
3.(22-23八年级下·内蒙古呼和浩特·期中)如图,长方体的底面边长分别为和,高为.若一只蚂蚁从P点开始经过4个侧面爬行一圈到达Q点,则蚂蚁爬行的最短路径长为( )
A. B. C. D.
4.(22-23八年级下·四川南充·期中)如图,圆柱形玻璃杯,高为,底面周长为,在杯内壁离杯底3的点C处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿3与蜂蜜相对的点处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为 .
5.(22-23八年级下·山东滨州·阶段练习)如图,小红想用一条彩带缠绕易拉罐,正好从A点绕到正上方B点共四圈,已知易拉罐底面周长是12cm,高是20cm,那么所需彩带最短的是 .
6.(23-24八年级上·江苏无锡·期中)爱动脑筋的小明某天在家玩遥控游戏时遇到下面的问题:已知,如图一个棱长为8cm无盖的正方体铁盒,小明通过遥控器操控一只带有磁性的甲虫玩具,他先把甲虫放在正方体盒子外壁A处,然后遥控甲虫从A处出发沿外壁面正方形ABCD爬行,爬到边CD上后再在边CD上爬行3cm,最后在沿内壁面正方形ABCD上爬行,最终到达内壁BC的中点M,甲虫所走的最短路程是 cm
勾股定理的应用
1.(22-23八年级下·山东临沂·期末)如图,一架米长的梯子,斜靠在一竖直的墙上,这时梯足到墙底端的距离为米,如果梯子的顶端沿墙下滑米,,那么梯足将向外移多少米?
2.(23-24七年级下·广西柳州·期中)【综合与实践】
如图,每个小方格的面积均为1,图(1)(2)(3)中以直线三角形三边向外作正方形A、B、C,图中正方形的面积如下:
A
B
C
图(1)
4
4
8
图(2)
______
9
13
图(3)
9
______
34
(1)在表格中的横线上填空.
【提出问题】
(2)根据图(1)(2)(3)中三个正方形的面积关系,若直角三角形两条直角边长分别为a,b,斜边长为c,写出a,b,c之间的数量关系:______.
【解决问题】
(3)根据(2)中的发现,解决以下问题:
一个垂直于地面的木杆在离地面6米处被折断,木杆顶端落在离木杆底端8米处,木杆折断之前有多高?
3.(23-24八年级下·内蒙古赤峰·期中)随着人们生活水平的不断提升,汽车已成为每个家庭的常用交通工具.随着车辆的增多,道路交通管理更需要科学规范,如图,一辆家用小汽车在城市道路上直线行驶,某一时刻刚好行驶到路对面车速检测仪A正前方的C处,过了小汽车到达B点,测得B与A距离为. 根据“中华人民共和国道路交通管理条例”规定:小汽车在城市道路上行驶速度不得超过. 通过计算说明,这辆家用小汽车是否超速了?(,)
4.(22-23八年级下·湖北咸宁·期中)如图甲,笔直的公路上,两点相距20,,为两村庄,于点,于点,已知,,现在计划在公路的段上建一个土特产品收购站.
(1)若规划,两村到收购站的距离相等,则收购站应建在离点多远处?
(2)若规划,两村到收购站的距离的和最短,请在图乙中通过作图画出收购站的位置,计算得到距离的和最短值为 .
5.(22-23八年级上·宁夏银川·期中)编织一个底面周长为、高为的圆柱形花柱架,需沿圆柱侧面绕织一周的竹条若干根,如图,则每一根这样的竹条的长度最少是多少厘米?
几何最值问题
1.如图,在中,,,,M是延长线上一点,,P是边上一动点,连接,作与关于对称(点D与点B对应),连结,则长的最小值是( )
A.0.5 B.0.6 C. D.
2.在中,,点D是线段上的动点,连接,以线段为直角边如图所示作等腰直角三角形,则周长的最小值为 .
勾股定理与代数综合
1.(23-24八年级下·安徽蚌埠·期中)[探究]
(1)已知,均为正实数,且,求的最小值,通过分析,小文想到了构造图形解决此问题:如图,,,,,,且,两点在直线的异侧.点是线段上的动点,且不与端点重合,连接,,设,.
①用含的代数式表示_______,用含的代数式表示________;
②据此求出的最小值;
[类比]
(2)根据上述方法,直接写出代数式的最小值________.
2.(23-24九年级上·江西南昌·开学考试)我国著名数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形少数时难入微;数形结合百般好,隔离分家万事休”.数学中,数和形是两个最主要的研究对象,它们之间有着十分密切的联系,在一定条件下,数和形之间可以相互转化,相互渗透.
某校数学兴趣小组,在学习完勾股定理和实数后,进行了如下的问题探索与分析:
(1)【提出问题】已知,求的最小值
(2)【分析问题】由勾股定理,可以通过构造直角三角形的方法,来分别表示长度为和的线段,将代数求和转化为线段求和问题.
【解决问题】
①如图,我们可以构造边长为1的正方形,P为边上的动点.设,则.则线段__________线段__________;
②在(1)的条件下,已知,求的最小值;
(3)【应用拓展】应用数形结合思想,求的最大值.
3.(23-24八年级上·山东青岛·期中)【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,人们对它的证明趋之若鹜,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△ABC和△DAE如图1放置,其三边长分别为a,b,c.显然,∠DAB=∠B=90°,AC⊥DE.请用a,b,c分别表示出梯形ABCD,四边形AECD,△EBC的面积:
S梯形ABCD= ,
S△EBC= ,
S四边形AECD= ,
再探究这三个图形面积之间的关系,它们满足的关系式为 ,化简后,可得到勾股定理.
【知识运用】
如图2,河道上A,B两点(看作直线上的两点)相距200米,C,D为两个菜园(看作两个点),AD⊥AB,BC⊥AB,垂足分别为A,B,AD=80米,BC=70米,现在菜农要在AB上确定一个抽水点P,使得抽水点P到两个菜园C,D的距离和最短,则该最短距离为 米.
【知识迁移】
借助上面的思考过程,请直接写出当0<x<15时,代数式的最小值= .
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专题01 勾股定理专题(5种基础题型+2种提升题型)
探索勾股定理
1.(22-23八年级上·山东济宁·期中)中,,,,则的长为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理,根据勾股定理求解即可.
【详解】中,,,,
,
故选:A.
2.(23-24八年上·贵州黔南·期中)已知三角形的三边长分别为3、4、a,如果这个三角形是直角三角形,则
【答案】7或25
【分析】本题主要考查了勾股定理,根据已知条件对4为直角边还是斜边进行分类,是解决问题的关键.对边长4进行分类,当4为直角边或者斜边时,分别通过勾股定理计算即可得出的值.
【详解】解:当4为直角边时,由勾股定理可得:;
当4为斜边时,由勾股定理可得:,
故答案为:7或25.
3.(23-24八年级上·贵州遵义·期中)如图,的两直角边长分别为1,2,以的斜边为一直角边,另一直角边长为1画第2个;再以的斜边为一直角边,另一直角边长为1画第3个;……以此类推,第个直角三角形的斜边长是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】此题考查了勾股定理,熟练掌握勾股定理是解本题的关键.在直角三角形中,利用勾股定理求出各自的斜边,归纳总结得到第个直角三角形的斜边上即可.
【详解】】解:在中,,,
根据勾股定理得:,
在中,,,
根据勾股定理得:,
在中,,,
根据勾股定理得:,
依此类推,第个直角三角形的斜边长为.
∴第个直角三角形的斜边长是
故选:D.
4.(23-24八年级上·云南昆明·期末)下列各组数中,勾股数是( )
A.13,14,15 B.1,1,
C.0.3,0.4,0.5 D.8,15,17
【答案】D
【分析】本题主要考查了勾股数,解答此题要用到勾股数的定义.欲判断是否为勾股数,首先判断是否整数,再根据两小边的平方和是否等于最长边的平方,从而得出答案.
【详解】解:A、,不是勾股数,该选项不符合题意;
B、不是整数,不是勾股数,该选项不符合题意;
C、不是整数,不是勾股数,该选项不符合题意;
D、,是勾股数,该选项符合题意;
故选:D.
5.(23-24八年级上·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
【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:.
6.(22-23八年级上·浙江杭州·期中)如图,以直角三角形三边长为边作正方形,100和36分别代表其中两个正方形的面积,则A的面积为 .
【答案】64
【分析】本题考查了正方形各边相等,各内角为直角的性质,考查了直角三角形中勾股定理的运用,根据两个正方形的面积计算正方形的边长,计算的边长即为直角三角形的直角边和斜边,根据勾股定理可以计算直角边,即正方形A的边长.
【详解】解:因为以两个边长的正方形面积为100和36,则边长为和,
所以直角边的平方,
∴A的面积为64,
故答案为:64.
7.(23-24八年级上·浙江台州·期中)如图,在中,,以,和为边向上作正方形和正方形和正方形,点落在上,若,空白部分面积为,则图中阴影部分的面积是 .
【答案】
【分析】本题考查勾股定理的知识,有一定难度,解题关键是将勾股定理和正方形的面积公式进行灵活的结合和应用.根据余角的性质得到,根据全等三角形的性质得到,推出,根据勾股定理得到,解方程组得到,接着由图可知空白部分为重叠部分,阴影部分为非重叠部分,所以倍的空白部分与阴影部分面积和等于三个正方形与三角形面积和.结合即可得出结论.
依此即可求解.
【详解】解:如图,
四边形是正方形,
,,
,
,
,,,
∵,即,,
在中,,,
,,
,,
阴影部分的面积和三个正方形面积三角形面积倍空白部分面积
.
故答案为:.
8.(22-23八年级上·重庆江北·期中)如图,方格纸中小正方形的边长为1.,两点在格点上,请在图中格点上找到点,使得的面积为2.满足条件的点的个数是( )
A.2 B.4 C.5 D.6
【答案】D
【分析】本题考查了网格与三角形面积,勾股定理,利用数形结合的思想解决问题是关键.由勾股定理可知,,再根据三角形面积找出与距离的格点即可.
【详解】解:如图,满足条件的点有6个;
故选:D.
9.(23-24八年级上·湖南永州·期中)图中的网格均是正方形网格,每个小正方形的边长均为,且点,,,,都在格点上.
(1)如图,的度数为 ;
(2)如图,的度数为 .
【答案】(1);(2).
【分析】()延长交格点于点,连接,证明,是等腰直角三角形,且,则,利用邻补角即可得到答案;
()作点关于的对称点,连接,,则,证明是等腰直角三角形, 且,则,即可得到答案;
本题考查了勾股定理及其逆定理的应用、等腰直角三角形的判定和性质等知识,熟练掌握勾股定理及其逆定理是解题的关键.
【详解】(1)延长交格点于点,连接,
则,,
∴,
∴是等腰直角三角形,且,
∴,
∴,
故答案为:;
(2)作点关于的对称点,连接,,
∴,
由勾股定理得到,,
∴,
∴是等腰直角三角形,且,
∴,
∴,
故答案为:.
10.(23-24八年级下·河南郑州·期中)对角线互相垂直的四边形叫做“垂美”四边形,现有如图所示的“垂美”四边形,对角线交于点,若,,则 .
【答案】73
【分析】本题考查勾股定理的应用,从题中抽象出勾股定理这一数学模型是解题关键.
在和中,根据勾股定理得,进一步得,再根据,然后根据等量代换即可解答.
【详解】解:∵,∴,
在和中,根据勾股定理得:,
∴,
∵,
∴.
故答案为:73.
11.(2023八年级上·全国·专题练习)【图形定义】我们把对角线互相垂直的四边形叫做垂美四边形.
(1)【性质探究】如图1,四边形是垂美四边形,试探究两组对边,与,之间的数量关系,并证明你的结论;
(2)【拓展应用】如图2,Rt中,,分别以和为直角边向外作等腰Rt和等腰Rt,连接,若,,求的长.
【答案】(1),见解析;(2)
【分析】(1)根据题中给出的垂美四边形的定义,得知对角线互相垂直,在直角三角形里利用勾股定理解答即可;
(2)根据垂美四边形的性质、勾股定理结合(1)的结论计算即可.
【详解】(1)解:结论:垂美四边形的两组对边的平方和相等.(或:.)
证明:设与相交于点E.
,
,
由勾股定理得,,
,
.
(2)连接,相交于点N,交于点M.
,
,即,
又,,
≌,
,又,
,即,
四边形是垂美四边形,
由(1)得,,
,,
,,,
,
.
【点睛】本题考查了新定义、勾股定理以及全等三角形的判定的知识点,利用给出的垂美四边形定义求解是解题的关键.
线段之间的数量关系
1.(22-23八年级上·山东菏泽·期中)我们定义:如果两个等腰三角形顶角相等,且顶角顶点互相重合,则称此图形为“手拉手全等模型”.因为顶点相连的四条边,形象的可以看作两双手,所以通常称为“手拉手全等模型”.
(1)例如,如图1,与都是等腰三角形,其中,则________(________);
(2)类比:如图2,已知与都是等腰三角形,,,且,求证:;
(3)拓展:如图3,,,,试探索线段,,之间满足的等量关系,并证明结论.
【答案】(1),;(2)见解析;(3),见解析
【分析】(1)先证,再根据即可证明;
(2)先证,再根据即可证明;
(3)连接,先证,则可得,,进而可得.
本题主要考查了全等三角形的判定和性质,以及勾股定理.熟练掌握以上知识是解题的关键.
【详解】(1)解:∵与都是等腰三角形,
∴,
又∵
∴,即,
在和中,,
∴.
故答案为: ,
(2)证明:∵,
∴,即,
在和中,,
∴,
∴;
(3)解:,理由如下:
连接,如图所示:
∵,,,
∴,,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
在中,由勾股定理得:,
∴.
2.(23-24八年级上·江苏无锡·期中)在中,,D是的中点,以为腰向外作等腰直角连接,交于点F,交于点G.
(1)求证:;
(2)试判断线段与三者之间的等量关系,并证明你的结论.
【答案】(1)见解析;(2),理由见解析
【分析】本题考查了等腰三角形的性质、全等三角形综合问题以及勾股定理,证是解题关键.
(1)证得,结合、可得,即可求证;
(2)由得,结合,得,根据勾股定理即可求解.
【详解】(1)证明:∵,D是的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,
由题意得:,
∴,
∴,
∴;
(2)解:,理由如下:
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴.
3.(23-24八年级上·福建三明·期中)如图,已知是等腰直角三角形,动点在斜边所在的直线上,以为直角边作等腰直角,其中,探究并解决下列问题:
(1)如图1,若点在线段上时,猜想,,三者之间的数量关系,并证明你的结论;
(2)如图2,若点在的延长线上,在(1)中所猜想的,,三者之间的数量关系仍然成立,请利用图2进行证明.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)连接,根据等腰直角三角形的性质可得到,进而得到,,在中利用勾股定理即可得到三边的关系;
(2)连接,根据等腰直角三角形的性质可得到,进而得到,,在中利用勾股定理即可得到三边的关系;
【详解】(1)解:结论:,理由如下:
如图,连接,
∵、均为等腰直角三角形,,
∴,,
∵
∴
在和中,
,
∴
∴,,
∴,
在中,
∵
∴;
(2)如图,连接,
∵、均为等腰直角三角形,,
∴,,
∵,
∴,
在和中,
,∴
∴,,
∴,即:
在中,∵∴.
【点睛】本题考查了等腰直角三角形下的全等模型,等腰直角三角形的性质,等角的余角相等,全等三角形的判定与性质,勾股定理,合理构造辅助线是解决本题的关键.
弦图
1.(22-23八年级上·浙江湖州·期中)意大利著名画家达•芬奇用一张纸片剪拼出不一样的空洞,而两个空洞的面积是相等的,如图所示,证明了勾股定理,若设左边图中空白部分的面积为,右边图中空白部分的面积为,小聪同学得出了以下四个结论:①;②;③;④.则其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】本题考查勾股定理的证明,直角三角形的性质,正方形的性质等知识,解题的关键是读懂图象信息,属于中考常考题型.根据勾股定理、直角三角形以及正方形的面积公式计算,即可解决问题.
【详解】解:由勾股定理得:,
由题意得:,
故①、②、③、④正确,
故选:D
2.(22-23八年级下·山东临沂·期中)下面四幅图中,能证明勾股定理的有( )
A.一幅 B.两幅 C.三幅 D.四幅
【答案】C
【分析】本题考查了勾股定理的证明,先表示出图形中各个部分的面积,再判断即可.
【详解】解:如图,
∵,
∴整理得:,即能证明勾股定理,故符合题意;
如图,
∴,
∴不能证明勾股定理,故不符合题意;
如图,
∵,
∴整理得:,即能证明勾股定理,故符合题意;
如图,
∵,
∴整理得:,即能证明勾股定理,故符合题意;
故选C.
3.(23-24八年级上·四川泸州·期中)如图,所有的四边形都是正方形,所有的三角形都是直角三角形,其中最大的正方形的边长为5,则正方形A,B,C,D的面积的和为( )
A.4 B.5 C.10 D.25
【答案】D
【分析】本题考查了勾股定理的应用.理解以直角三角形两直角边为边长的正方形面积之和等于以斜边为边长的正方形面积是解决此题的关键.能够发现正方形A,B,C,D的边长正好是两个直角三角形的四条直角边,根据勾股定理最终能够证明正方形A,B,C,D的面积和即是最大正方形的面积.
【详解】解:如图
根据勾股定理得到:正方形C与D的面积的和是正方形P的面积;正方形A与B的面积的和是正方形Q的面积;而正方形P,Q的面积的和是正方形M的面积.
正方形M的面积为,
正方形A,B,C,D的面积的和为25.
故选:D.
4.(23-24八年级下·内蒙古呼和浩特·期中)如图,四边形中,,分别以为直径作半圆,已知各半圆面积为,,则 .
【答案】3
【分析】本题考查的是勾股定理及其应用,根据圆的面积公式得到,,根据勾股定理得到,,计算即可.
【详解】解:连接,如图,
由题意得,,
,
,
,
∴,,
∵,
∴,,
∴
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
故答案为:3.
5.(23-24八年级下·北京·期中)正方形的边长为1,其面积记为,以为斜边作等腰直角三角形,以该等腰直角三角形的一条直角边为边向外作正方形,其面积记为,…按此规律继续下去,则的值为
【答案】
【分析】本题考查图形规律探究,等腰直角三角形、正方形的性质,勾股定理,总结归纳出规律是解题的关键.
根据题意表示出,,的值,找到规律,根据规律计算即可.
【详解】解:由题意可知,面积为的正方形的边长为1,,
面积为的正方形的边长为,,
面积为的正方形的边长为,,
面积为的正方形的边长为,,
.
一般规律为:
,则.
故答案为:.
6.(22-23八年级下·山东潍坊·期中)阅读材料,解决问题:
三国时期吴国的数学家赵爽创建了一幅“弦图”,利用面积法给出了勾股定理的证明.实际上,该“弦图”与完全平方公式有着密切的关系.如图2,这是由8个全等的直角边长分别为,,斜边长为的三角形拼成的“弦图”.
(1)在图2中,正方形的面积可表示为______,正方形的面积可表示为______(用含,的式子表示);
(2)请结合图2用面积法说明,,三者之间的等量关系;
(3)已知,,求正方形的面积.
【答案】(1);
(2);
(3)正方形的面积为39
【分析】本题考查勾股定理,完全平方公式,三角形的面积,关键是应用正方形的面积公式进行计算.
(1)由正方形面积公式即可得到答案;
(2)由正方形的面积正方形的面积直角三角形的面积,即可得到答案;
(3)由正方形的面积正方形的面积直角三角形的面积,得到正方形的面,代入有关数据即可计算.
【详解】(1)解:正方形的面积可表示为,正方形的面积可表示为.
故答案为:;;
(2)解:正方形的面积正方形的面积直角三角形的面积,
,
;
(3)解:正方形的面积正方形的面积直角三角形的面积,
正方形的面积.
最短路径问题
1.(23-24八年级下·山东济宁·期中)如图,在一个高为3米的楼梯表面铺地毯,地毯总长度为7米,则楼梯斜面长为( )
A.4米 B.5米 C.6米 D.7米
【答案】B
【分析】本题主要考查勾股定理,由勾股定理及平移的思想可进行求解.
【详解】解:如图所示,
由题意得米,
∵米,
∴米,
∴则米,
故选:B.
13.(23-24八年级上·陕西西安·期中)如图,在一个长为,宽为的长方形草地上放着一根长方体木块,已知该木块的较长边和场地宽平行,横截面是边长为的正方形,若点A处有一只蚂蚁,它从点A处爬过木块到达点C处去吃面包碎,则它需要走的最短路程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查平面展开最短路径问题,两点之间线段最短,有一定的难度,要注意培养空间想象能力,将木块展开,然后根据两点之间线段最短解答,解题的关键是能将侧面展开成长方形,从而用勾股定理求解.
【详解】解:由题意可知,将木块展开,相当于是个正方形的边长,
∴长为米;宽为米.
于是最短路径为:米.
故选:B.
3.(22-23八年级下·内蒙古呼和浩特·期中)如图,长方体的底面边长分别为和,高为.若一只蚂蚁从P点开始经过4个侧面爬行一圈到达Q点,则蚂蚁爬行的最短路径长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题的是平面展开−最短路径问题,解答此类问题时要先根据题意把立体图形展开成平面图形后,再确定两点之间的最短路径.一般情况是两点之间,线段最短.在平面图形上构造直角三角形解决问题.要求长方体中两点之间的最短路径,最直接的作法,就是将长方体展开,然后利用两点之间线段最短解答.
【详解】解:如图所示:
∵长方体的底面边长分别为和,高为.
∴,,
∴.
∴蚂蚁爬行的最短路径长为;
故选:B.
4.(22-23八年级下·四川南充·期中)如图,圆柱形玻璃杯,高为,底面周长为,在杯内壁离杯底3的点C处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿3与蜂蜜相对的点处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为 .
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理的应用,轴对称的性质.熟练掌握勾股定理的应用,轴对称的性质是解题的关键.
如图,将杯子侧面展开,作A关于的对称点,连接,,则,,可知当三点共线时,蚂蚁从外壁A处到内壁C处的最短距离,为的长,由题意知,,,由勾股定理得,,计算求解即可.
【详解】解:如图,将杯子侧面展开,作A关于的对称点,连接,,
∴,
∴,
当三点共线时,蚂蚁从外壁A处到内壁C处的最短距离,为的长,
由题意知,,,
由勾股定理得,,
故答案为:.
5.(22-23八年级下·山东滨州·阶段练习)如图,小红想用一条彩带缠绕易拉罐,正好从A点绕到正上方B点共四圈,已知易拉罐底面周长是12cm,高是20cm,那么所需彩带最短的是 .
【答案】52cm
【分析】要求彩带的长,需将圆柱的侧面展开,进而根据“两点之间线段最短”得出结果,在求线段长时,借助于勾股定理.
【详解】
由图可知,彩带从易拉罐底端的A处绕易拉罐4圈后到达顶端的B处,将易拉罐表面切开展开呈长方形,则螺旋线长为四个长方形并排后的长方形的对角线长,设彩带最短长度为,则易拉罐底面周长是12,高是20
∴
解得:
∴彩带最短是52cm
故答案为:52cm.
【点睛】本题考查了平面展开最短路径问题,勾股定理,解题的关键是明确圆柱的侧面展开图是一个矩形,此矩形的长等于圆柱底面周长,高等于圆柱的高.
6.(23-24八年级上·江苏无锡·期中)爱动脑筋的小明某天在家玩遥控游戏时遇到下面的问题:已知,如图一个棱长为8cm无盖的正方体铁盒,小明通过遥控器操控一只带有磁性的甲虫玩具,他先把甲虫放在正方体盒子外壁A处,然后遥控甲虫从A处出发沿外壁面正方形ABCD爬行,爬到边CD上后再在边CD上爬行3cm,最后在沿内壁面正方形ABCD上爬行,最终到达内壁BC的中点M,甲虫所走的最短路程是 cm
【答案】16
【分析】将正方形沿着翻折得到正方形 ,过点在正方形内部作,使,连接,过作于点,此时最小,运用勾股定理求解即可.
【详解】
如图,将正方形沿着翻折得到正方形 ,过点在正方形内部作,使,连接,过作于点,则四边形是矩形,四边形是平行四边形,
∴,,,,
此时最小,
∵点是中点,
∴cm,
∴cm,cm,
在中,cm,
∴cm,
故答案为:16.
【点睛】本题考查最短路径问题,考查了正方形的性质,矩形的性质,平行四边形的性质和判定,勾股定理,轴对称性质等,解题的关键是将立体图形中的最短距离转换为平面图形的两点之间线段长度进行计算.
勾股定理的应用
1.(22-23八年级下·山东临沂·期末)如图,一架米长的梯子,斜靠在一竖直的墙上,这时梯足到墙底端的距离为米,如果梯子的顶端沿墙下滑米,,那么梯足将向外移多少米?
【答案】梯足向外移动了
【分析】本题考查了勾股定理在实际生活中的应用,考查了勾股定理在直角三角形中的正确运用,本题中求的长度是解题的关键.在直角三角形中,已知,,,根据勾股定理即可求的长度,根据即可求得的长度,在直角三角形中,已知,即可求得的长度,根据即可求得的长度.
【详解】解:在直角中,已知,,,
则,
,
在直角中,,且为斜边,
,
梯足向外移动了.
2.(23-24七年级下·广西柳州·期中)【综合与实践】
如图,每个小方格的面积均为1,图(1)(2)(3)中以直线三角形三边向外作正方形A、B、C,图中正方形的面积如下:
A
B
C
图(1)
4
4
8
图(2)
______
9
13
图(3)
9
______
34
(1)在表格中的横线上填空.
【提出问题】
(2)根据图(1)(2)(3)中三个正方形的面积关系,若直角三角形两条直角边长分别为a,b,斜边长为c,写出a,b,c之间的数量关系:______.
【解决问题】
(3)根据(2)中的发现,解决以下问题:
一个垂直于地面的木杆在离地面6米处被折断,木杆顶端落在离木杆底端8米处,木杆折断之前有多高?
【答案】(1)4;25;(2);(3)16尺
【分析】本题主要考查了勾股定理的实际应用,勾股定理的证明:
(1)根据网格的特点,结合正方形面积计算公式求解即可;
(2)根据(1)所求得到,即;
(3)根据(2)的结论求出的长即可得到答案.
【详解】解:(1)由题意得,图(2)中正方形A的边长为2,则其面积为4;
图(3)中正方形B的边长为5,则其面积为25;
故答案为:4;25;
(2)由(1)所求可得,
∴,
故答案为:;
(3)如图所示,由题意得,尺,尺,,
∴,
∴尺或尺(舍去),
∴木杆折断之前有尺,
3.(23-24八年级下·内蒙古赤峰·期中)随着人们生活水平的不断提升,汽车已成为每个家庭的常用交通工具.随着车辆的增多,道路交通管理更需要科学规范,如图,一辆家用小汽车在城市道路上直线行驶,某一时刻刚好行驶到路对面车速检测仪A正前方的C处,过了小汽车到达B点,测得B与A距离为. 根据“中华人民共和国道路交通管理条例”规定:小汽车在城市道路上行驶速度不得超过. 通过计算说明,这辆家用小汽车是否超速了?(,)
【答案】未超速,理由见解析
【分析】本题主要考查了勾股定理在实际生活中的应用,利用勾股定理解得是解题的关键.
由题意知,为直角三角形,且是斜边,已知根据勾股定理可以求,然后求得速度与比较即可.
【详解】解:未超速,理由如下:
由题意知,,
由勾股定理可得,
则.
所以.
所以这辆家用小汽车未超速.
4.(22-23八年级下·湖北咸宁·期中)如图甲,笔直的公路上,两点相距20,,为两村庄,于点,于点,已知,,现在计划在公路的段上建一个土特产品收购站.
(1)若规划,两村到收购站的距离相等,则收购站应建在离点多远处?
(2)若规划,两村到收购站的距离的和最短,请在图乙中通过作图画出收购站的位置,计算得到距离的和最短值为 .
【答案】(1)
(2)图见解析,25
【分析】本题考查了作图—应用设计作图、勾股定理、轴对称—最短路线问题,熟练掌握勾股定理的应用是解题的关键.
(1)设,则,在与中,由勾股定理结合得出方程,求出的值即可求解;
(2)作点关于的对称点,连接交于点,则点即为所求,长即为距离的和最短值,过点作交的延长线于点,在中由勾股定理求出的长即可.
【详解】(1)解:(1)设,则,
在与中,由勾股定理得,
,,
∵,
∴,
∴,
解得,
即收购站应建在离点处;
(2)如图,作点关于的对称点,连接交于点,则点即为所求,长即为距离的和最短值,
过点作交的延长线于点,
则.
故答案为:25.
5.(22-23八年级上·宁夏银川·期中)编织一个底面周长为、高为的圆柱形花柱架,需沿圆柱侧面绕织一周的竹条若干根,如图,则每一根这样的竹条的长度最少是多少厘米?
【答案】每一根这样的竹条的长度最少是
【分析】本题考查了平面展开-最短路径问题,勾股定理,将立体图形转化在平面图形中求解是解题的关键.将圆柱侧面展开,再根据勾股定理求出的长即可求解.
【详解】解:将圆柱侧面展开,如图所示,
圆柱底面周长为,高为,
,
即每一根这样的竹条的长度最少是.
1.如图,在中,,,,M是延长线上一点,,P是边上一动点,连接,作与关于对称(点D与点B对应),连结,则长的最小值是( )
A.0.5 B.0.6 C. D.
【答案】C
【分析】如图,过点A作于点E,当点A在的上时的值最小,根据勾股定理依次求出,,,的长,即可解决问题.
【详解】解:如图,过点A作于点E,连接,
∵
当点A在上时的值最小,如图,
∵,,
∴,
由折叠得:,
∵,
∴∠,
又∵,
∴,
在中中,
∵,
∴,
∴,
在中,
∵,
∴,
∴.
故选C.
【点睛】本题主要考查了翻折变换的性质,勾股定理,最值问题等知识,两边之差小于第三边,解题的关键是作出辅助线,从整体上把握题意,准确找到图形中数量关系.
2.在中,,点D是线段上的动点,连接,以线段为直角边如图所示作等腰直角三角形,则周长的最小值为 .
【答案】
【分析】取的中点F,连接,证明出,得到,作点C关于的对称点G,连接与的交点为D,此时的周长最小,过点G作交于点K,连接,然后利用等面积法和勾股定理求解即可.
【详解】取的中点F,连接
∵
∴
∵
∴
∵
∴
∵是等腰直角三角形
∴
∴
∴
∴的周长
作点C关于的对称点G,连接与的交点为D,
由对称性可得,
∴,此时的周长最小
过点G作交于点K,连接
∵是的垂直平分线
∴
在中,
∴,
∴
∴,
∴,
在中,,
在中,
∴
∴
∴在中,
∴
在中,
∴的周长的最小值为.
故答案为:.
【点睛】此题考查了轴对称求最短距离,勾股定理,等腰直角三角形的性质,垂直平分线的性质等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
勾股定理与代数综合
1.(23-24八年级下·安徽蚌埠·期中)[探究]
(1)已知,均为正实数,且,求的最小值,通过分析,小文想到了构造图形解决此问题:如图,,,,,,且,两点在直线的异侧.点是线段上的动点,且不与端点重合,连接,,设,.
①用含的代数式表示_______,用含的代数式表示________;
②据此求出的最小值;
[类比]
(2)根据上述方法,直接写出代数式的最小值________.
【答案】(1)①,;②;
(2)
【分析】本题主要考查勾股定理的运用,两点之间线段最短的知识,掌握勾股定理的运算,最短路径的运用,合理作出图形是解题的关键.
(1)①根据图形,运用勾股定理即可求解.
②运用材料提示,构造图形后,用两点之间线段最短得出直角三角形,运用勾股定理即可求解.
(2)运用材料提示,构造图形后,用两点之间线段最短得出直角三角形,运用勾股定理即可求解.
【详解】和是直角三角形,,
在中,,,
,
在中,,,
,
故答案为:,.
②如图所示,过点做的平行线交延长线于点,
∴,,
当点,,三点共线时,有最小值,
∴,
在直角中,,,
∴,
∴的最小值为,
故答案为:.
(2)如图所示,,,,,,设,则,
∴,,
当,,三点共线时,的值最小,
∴由上证明可得,,,
∴在直角中,,
∴的最小值为,
故答案为:.
2.(23-24九年级上·江西南昌·开学考试)我国著名数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形少数时难入微;数形结合百般好,隔离分家万事休”.数学中,数和形是两个最主要的研究对象,它们之间有着十分密切的联系,在一定条件下,数和形之间可以相互转化,相互渗透.
某校数学兴趣小组,在学习完勾股定理和实数后,进行了如下的问题探索与分析:
(1)【提出问题】已知,求的最小值
(2)【分析问题】由勾股定理,可以通过构造直角三角形的方法,来分别表示长度为和的线段,将代数求和转化为线段求和问题.
【解决问题】
①如图,我们可以构造边长为1的正方形,P为边上的动点.设,则.则线段__________线段__________;
②在(1)的条件下,已知,求的最小值;
(3)【应用拓展】应用数形结合思想,求的最大值.
【答案】[解决问题]①、;②;[应用拓展]
【分析】[解决问题]①根据题意,设,则.将和转化为、,即可求解;
②如图,作点关于的对称点,连接交于点P,最小,根据勾股定理求得的长,即可求解;
[应用拓展] 在矩形的基础上,构建,连接、,设,,,,勾股定理分别求得,进而根据当、、共线时,最大,勾股定理,即可求解.
【详解】[解决问题]①解:由题意得,,
故答案为:、;
②如图,作点A关于的对称点H,连接交于点P,
此时,最小,即和最小,
由题意得:,,
则,
即的最小值为:;
[应用拓展]
如图,在矩形的基础上,构建,连接、,设,,,,
则,
,
当、、共线时,最大,即最大,
且的最大值,
即的最大值为:.
【点睛】本题考查了勾股定理的应用,应用数形结合思想,熟练掌握勾股定理,将问题进行转化是解题的关键.
3.(23-24八年级上·山东青岛·期中)【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,人们对它的证明趋之若鹜,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△ABC和△DAE如图1放置,其三边长分别为a,b,c.显然,∠DAB=∠B=90°,AC⊥DE.请用a,b,c分别表示出梯形ABCD,四边形AECD,△EBC的面积:
S梯形ABCD= ,
S△EBC= ,
S四边形AECD= ,
再探究这三个图形面积之间的关系,它们满足的关系式为 ,化简后,可得到勾股定理.
【知识运用】
如图2,河道上A,B两点(看作直线上的两点)相距200米,C,D为两个菜园(看作两个点),AD⊥AB,BC⊥AB,垂足分别为A,B,AD=80米,BC=70米,现在菜农要在AB上确定一个抽水点P,使得抽水点P到两个菜园C,D的距离和最短,则该最短距离为 米.
【知识迁移】
借助上面的思考过程,请直接写出当0<x<15时,代数式的最小值= .
【答案】(小试牛刀),,,;(知识运用)米;(知识迁移)
【分析】(小试牛刀)根据梯形、三角形的面积公式求解即可,四边形面积为和的面积和,求解即可;
(知识运用)作点关于的对称点,连接,则,由三角形三边关系可得当三点共线时,距离最小;
(知识迁移)如下图,,,、,点为线段上一点,则,由上可得当三点共线时,距离最小.
【详解】解:(小试牛刀)
由图形可得
化简可得
故答案为:,,,;
(知识运用)作点关于的对称点,连接,如下图:
由题意可得:
,则的最小值,即为的最小值
由三角形三边关系可得:,当三点共线时
∴的最小值为,米
故答案为米;
(知识迁移)如下图,,,、,点为线段上一点,则,
由上可得当三点共线时,距离最小,最小为,
故答案为
【点睛】此题考查了勾股定理的证明以及勾股定理的应用,解题的关键是熟练掌握勾股定理的应用.
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