内容正文:
14.2 勾股定理的应用
第1课时 勾股定理
的应用(一)
1.利用勾股定理解决立体图形问题
将立体图形的侧面展开成平面图形,构造直角三角形,再利用勾股定理解决两点间的距离问题.
2.利用勾股定理解决实际问题
航海问题、梯子问题等可根据已知条件,画出图形,添加辅助线,构造直角三角形,利用勾股定理及其逆定理解决.
利用勾股定理解决立体图形问题
如图,长方体的底面是边长为1 cm 的正方形,高为3 cm.
(1)如果用一根细线从点A开始经过4个侧面缠绕一圈到达点B,请利用侧面展开图计算所用细线最短需要多少厘米?
(答案图)
解:(1)如答案图,将长方体的侧面展开,连结AB'.
根据两点之间,线段最短,得
AB'==5(cm).
故所用细线最短需要5 cm.
(2)如果从点A开始经过4个侧面缠绕2圈到达点B,那么所用细线最短需要 cm.(直接填空)
1.(2023·内江)如图,已知长方体的三条棱AB、BC、BD的长分别为4、3、2,蚂蚁从A点出发沿长方体的表面爬行到点M的最短路程是 ( )
A.53
B.37
C.41
D.9
(第1题)
C
2.我国古代有这样一道数学问题:“枯木一根直立地上,高二丈,周三尺,有葛藤自根缠绕而上,五周而达其顶,问葛藤之长几何?”题意是:如图所示,把枯木看作一个圆柱体,因一丈是十尺,则该圆柱的高为20尺,底面周长为3尺,有葛藤自点A处缠绕而上,绕五周后其末端恰好到达点B处,则问题中葛藤的最短长度是 尺.
(第2题)
25
3.如图,圆柱形容器的高为120cm,底面周长为100cm,在容器内壁离容器底部40cm的点B处有一蚊子,此时一只壁虎正好在容器外壁,离容器上沿40cm与蚊子相对的点A处,求壁虎捕捉蚊子的最短距离.
(第3题)
(答案图)
解:如答案图,将容器侧面展开,作点A关于EC的对称点A',连结A'B交EC于点F,则A'B即为最短距离.
由题意可知,A'D=50cm,BD=120cm.
在Rt△A'BD中,由勾股定理,得
A'B===130(cm).
故壁虎捕捉蚊子的最短距离为130cm.
利用勾股定理解决实际问题
沙尘暴是指强风将地面尘沙吹起使空气很浑浊,水平能见度很低的一种天气现象.人类在发展经济过程中大肆破坏植被,导致沙尘暴爆发频数增加.如图,某气象局监测到一个沙尘暴中心沿东西方向AB由A向B移动,已知点C为一城镇,且点C与直线AB上的两点A、B的距离分别为AC=30 km,BC=40 km,AB=50 km,以沙尘暴中心为圆心周围25 km以内为受影响区域.
(1)请通过计算说明城镇C会受到此沙尘暴影响的原因;
(答案图)
解:(1)如答案图,过点C作CD⊥AB.
∵AC=30 km,BC=40 km,AB=50 km,
∴AC2+BC2=AB2,∴△ABC为直角三角形,
∴S△ABC=AC·BC=AB·CD,
即30×40=50×CD,
∴CD=24 km.
∵以沙尘暴中心为圆心,周围25 km以内为受影响区域,24 km<25 km,
∴城镇C会受到此沙尘暴影响.
(2)若此沙尘暴中心的移动速度为20 km/h,则此沙尘暴影响该城镇持续的时间有多长?
(答案图)
(2)如答案图,在AB边上找E、F两点,连结CE、CF.
当CE=25 km,CF=25 km时,在线段EF中,此沙尘暴正好影响城镇C,
∴DE===7(km).
同理,DF=7 km,∴EF=14 km.
∵此沙尘暴中心的移动速度为20 km/h,
∴=0.7(h),
∴此沙尘暴影响该城镇持续的时间为0.7 h.
4.如图是一个外轮廓为长方形的机器零件的平面示意图,根据图中的尺寸(单位:mm),计算出两圆孔中心A和B的距离为 mm.
(第4题)
150
5.如图,在一条绷紧的绳子一端系着一艘小船,河岸上一男子拽着绳子另一端向右走,绳端从点C移动到点E,同时小船从点A移动到点B,绳子始终绷紧且绳长保持不变.
(1)若AB=18 m,AF=24 m,CE =7 m,求该男子向右移动的距离;(结果保留根号)
(第5题)
解:(1)由题意可知,
∠AFC=90°,AF=24 m,CF=7 m,
∴AC===25(m).
∵AB=18 m,∴BF=AF-AB=6 m,
∴BC==
=(m),
∴CE=AC-BC=(25-)m.
答:该男子向右移动的距离为(25-)m.
(2)此人以0.5 m/s的速度收绳,请通过计算回答,该男子能否在30 s内将船从点A处移动到岸边点F的位置?
(2)∵需收绳的绳长为
AC-CF=25-7=18(m),
且此人以0.5 m/s的速度收绳,
∴收绳时间为=36(s)>30 s,
∴该男子不能在30 s内将船从点A处移动到岸边点F的位置.
$$第2课时
勾股定理的应用(二)
勾股定理的应用
(1)利用数轴构造直角三角形,由勾股定理可求出边长为无理数的斜边长,通过尺规作图就能在数轴上找到无理数点.
(2)利用勾股定理及其逆定理可求不规则图形(或网格中图形)的边、角的大小(或图形面积).
利用勾股定理作无理数线段
(答案图)
作长为、、的线段.
解:作法:
①如答案图,作直角边长为1(单位长)的等腰直角三角形ABC,∠C为直角;
②以斜边AB为直角边,作另一直角边长为1的Rt△ABB1;
③依次这样作下去,最后得到Rt△AB2B3,这时斜边AB、AB1、AB3的长度就分别等于、、.
1.如图,Rt△ABC的直角边AB在数轴上,点A表示的实数为-1,以点A为圆心,AC的长为半径作弧交数轴的负半轴于点D.若AB=2,BC=1,则点D表示的实数为 ( )
(第1题)
D
A.+1 B.-+1
C.--1 D.--1
(第2题)
(答案图)
2.在数轴上画出表示的数.
解:如答案图,点A表示的数即为.
利用勾股定理求边、角或面积
有一块土地的形状如图所示,∠B=90°,AB=BC=4,CD=6,AD=2,请计算这块土地的面积S.
(答案图)
解:如答案图,连结AC.∵∠B=90°,AB=BC=4,
∴AC==,∴AC2+AD2=()2+22=36.
∵CD2=62=36,∴AC2+AD2=CD2,
∴∠DAC=90°,∴S=S△ABC+S△ADC=AB·BC+AD·AC=×4×4+×2×=8+,
即这块土地的面积S为8+.
3.如图所示的一块地,已知∠ADC=90°,AD=12 m,CD=9 m,AB=25 m,BC=20 m,则这块地的面积为 ( )
(第3题)
A.96 m2 B.204 m2
C.196 m2 D.304 m2
A
图2
图1
(第4题)
4.一长方体容器(如图1)的长、宽均为2,高为8,里面盛有水,水面高为5.若沿底面一棱进行旋转倾斜,倾斜后的长方体容器的主视图如图2所示.若倾斜容器使水恰好倒出容器,则CD= .
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