内容正文:
专题3.2 勾股定理的应用
· 思想方法
数形结合思想:是把数、式图形结合起来用代数的方法分析图形,图形的来直观的理解数、式的关系,称作数形结合。数形结合思想是中学一个重要的思想方法,其对解题和分析问题有很大的意义。有些时候通过题意直接分析题求解时很不直观,不能直接找到突破口;或者求解时计算量很大、很费时间;或者有时根本就无法求解。这个时候就要求我们学会分析转化题意的能力了,因此恰当的运用数形结合思想就显得很有必要了,灵活的运用属性思想不仅可以化解题目难度,还可以做到快、准等意想不到的收获。
· 典例分析
【典例1】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.
【思路点拨】
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.
【解题过程】
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:
.
· 学霸必刷
1.(2023上·山东威海·七年级校联考期末)如图,教室墙面与地面垂直,点在墙面上,若米,米,点到的距离是米,一只蚂蚁要从点爬到点,它的最短行程是( )米
A. B. C. D.
2.(2024上·山西太原·八年级校考阶段练习)如图,长方体的长为20cm,宽为15cm,高为10cm,点B离点C为5cm,一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点B去吃一滴蜜糖,需要爬行的最短距离是( )
A.cm B.25cm C.cm D.16cm
3.(2023下·山东潍坊·七年级统考期中)如图,一根笔直木棒(不计粗细)的一端固定在一竖直墙面上的A点,另一端可以绕A点自由转动,在墙面上画一条水平直线l,当木条另一端逆时针从点B转动到点C的过程中,在直线l下方木条长度的变化情况是( )
A.不变 B.变大 C.先变大再变小 D.先变小再变大
4.(2023下·江苏镇江·八年级统考期末)如图,小巷左右两侧是竖直的墙壁,一架梯子斜靠在左墙时,梯子底端到左墙角的距离为2米,顶端距离地面1.5米.若梯子底端位置保持不动,将梯子斜靠在右墙时,顶端距离地面2.4米,则小巷的宽度为 米.
5.(2024上·广东河源·八年级统考期末)如图,在一棵树的10米高的处有两只猴子为抢吃池塘边水果,一只猴子爬下树跑到处(离树20米)的池塘边,另一只爬到树顶后直接跃到处,距离以直线计算,若两只猴子所经过的距离相等,则这棵树高 米.
6.(2023下·浙江台州·八年级校考期中)如图,老农门前有一块三角形土地,,,,这块土地面积是 .
7.(2023上·江苏无锡·八年级统考期中)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
8.(2023上·浙江温州·八年级校联考期中)人字梯的原理是三角形的稳定性,梯子顶端A与脚底两端点B,C构成等腰三角形.图甲是梯子两脚架夹角A为时的示意图,图乙是由图甲当点与点的距离缩小,而点A与地面的距离增大时的示意图,若点A与地面的距离为时,则此时点与点的距离是 .
9.(2023下·新疆乌鲁木齐·八年级新疆生产建设兵团第一中学校考期中)某校把一块形状为直角三角形的废地开辟为生物园,如图所示,,,.线段是一条水渠,且点在边上,已知水渠的造价为130元,问:当水渠的造价最低时,长为多少米?最低造价是多少元?
10.(2023下·辽宁大连·八年级校考阶段练习)如图所示,为一棵大树,在树上距地面的D处有两只猴子,它们同时发现地面上的C处有一筐水果,一只猴子从D处向上爬到树顶A处,利用拉在A处的滑绳,滑到C处,另一只猴子从D处滑到地面B处,再由B处跑到C处.已知两只猴子所经过的路程都是,求树高的距离.
11.(2023上·河南南阳·八年级统考期末)如图,在一条绷紧的绳索一端系着一艘小船,河岸上一男孩拽着绳子另一端向右走,绳端从点移动到点,同时小船从点移动到点,且绳长始终保持不变,回答下列问题:
(1)根据题意,可知________(填“”“”“”);
(2)若米,米,米,求男孩需向右移动的距离(结果保留根号).
12.(2023上·江苏泰州·八年级统考期中)为节约用电,某住宅楼将单元门厅照明灯更换为人体感应灯,当人体进入感应灯感应范围内(即人体头顶与感应灯的距离小于或等于感应距离)时,感应灯亮.如图,当身高的成年人与感应灯A的水平距离为时,感应灯刚好亮;当身高的小朋友与感应灯A的水平距离为时,感应灯A也刚好亮,求感应灯A到地面的距离的长.
13.(2023上·广东深圳·八年级南山实验教育麒麟中学校考开学考试)如图,一个无盖长方体小杯子放置在桌面上,,;
(1)一只蚂蚁从A点出发,沿小杯子外表面爬到D点,求蚂蚁怎样走最短,最短路程是多少?
(2)为了怕杯子落入灰尘又方便使用,现在需要给杯子盖上盖子,并把一双筷子放进杯子里,请问,筷子的最大长度是多少?
14.(2023上·江苏苏州·八年级星海实验中学校考期中)如图,公路上A、B两点相距,C、D为两村庄,于A,于B,已知,,现在要在公路上建一个土特产品市场E,使得C、D两村庄到市场E的距离相等,则市场E应建在距A多少千米处?并判断此时的形状,请说明理由.
15.(2023上·湖南岳阳·八年级校考期末)勾股定理是人类数学文化的一颗璀璨明珠,是用代数思想解决几何问题最重要的工具,也是数形结合的纽带之一,如图,有一架秋千,当它静止在的位置时,踏板离地的垂直高度为0.6m,将秋千往前推送3m,到达的位置,此时,秋千的踏板离地的垂直高度为1.6m,秋千的绳索始终保持拉直的状态.
(1)求秋千的长度;
(2)如果想要踏板离地的垂直高度为2.6m,则需要将秋千往前推送多少米?
16.(2023下·山东济南·七年级统考期末)如图,A中学位于南北向公路l的一侧,门前有两条长度均为100米的小路通往公路l,与公路l交于B,C两点,且B,C相距120米.
(1)现在想修一条从公路l到A中学的新路(点D在l上),使得学生从公路l走到学校路程最短,应该如何修路(请在图中画出)?新路长度是多少?
(2)为了行车安全,在公路l上的点B和点E处设置了一组区间测速装置,其中点E在点B的北侧,且距A中学170米.一辆车经过区间用时5秒,若公路l限速为(约),请判断该车是否超速,并说明理由.
17.(2023上·四川成都·八年级校考阶段练习)2023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C市移动到B市的大致路线,A是某个大型农场,且.若A,C之间相距,A,B之间相距.
(1)判断农场A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?
18.(2023上·黑龙江哈尔滨·九年级统考期中)如图,某渔船向正东方向以12海里时的速度航行,在A处测得岛C在北偏东方向,1小时后渔船航行到B处,测得岛C在北偏东方向,已知该岛C上有一部信号发射塔,方圆20海里内的船只能够收到它发射的信号.
(1)求B处离岛C的距离;
(2)求该渔船在整个航行过程中收到岛C发射信号的时间.
19.(2023上·山东东营·九年级校考期末)如图,甲,乙两条轮船同时从港口A出发,甲轮船以每小时30海里的速度向东北方向航行,乙船以每小时15海里的速度沿着北偏东方向航行,1小时后,甲船接到命令要与乙船会合,于是甲船在B处改变航向,沿南偏东方向航行,结果甲,乙两船在小岛C处相遇.假设乙船的速度和航向保持不变,求:(结果保留根号)
(1)港口A与小岛C之间的距离;
(2)甲船从B处行至小岛C的速度.
20.(2023上·甘肃张掖·九年级校考阶段练习)如图某货船以20海里的速度将一批重要的物资由A处运往正西方向的B处,经的航行到达,到达后必须立即卸货.此时,接到气象部门的通知,一台风中心、以40海里的速度由A处向北偏西方向移动,距台风中心200海里以内的圆形区域会受到影响.()问 :
(1)B处是否会受到台风的影响?请说明理由.
(2)为避免受到台风的影响,该船应在多少小时以内卸完货物?
(3)如果B处受到台风影响,那么求出影响的时间.
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专题3.2 勾股定理的应用
· 思想方法
数形结合思想:是把数、式图形结合起来用代数的方法分析图形,图形的来直观的理解数、式的关系,称作数形结合。数形结合思想是中学一个重要的思想方法,其对解题和分析问题有很大的意义。有些时候通过题意直接分析题求解时很不直观,不能直接找到突破口;或者求解时计算量很大、很费时间;或者有时根本就无法求解。这个时候就要求我们学会分析转化题意的能力了,因此恰当的运用数形结合思想就显得很有必要了,灵活的运用属性思想不仅可以化解题目难度,还可以做到快、准等意想不到的收获。
· 典例分析
【典例1】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.
【思路点拨】
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.
【解题过程】
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:
.
· 学霸必刷
1.(2023上·山东威海·七年级校联考期末)如图,教室墙面与地面垂直,点在墙面上,若米,米,点到的距离是米,一只蚂蚁要从点爬到点,它的最短行程是( )米
A. B. C. D.
【思路点拨】
本题考查平面展开—最短路径问题及勾股定理的应用,可将教室的墙面与地面展开,连接,根据两点之间线段最短,利用勾股定理求解即可.正确利用立体图形中的最短距离,通常要转换为平面图形的两点间的线段长来进行解决是解题的关键.
【解题过程】
解:如图,过作于,连接,
此时的长为这只蚂蚁从点爬到点的最短行程,
∵米,米,点到的距离是米,
∴米,
∴(米),
∴(米),
∴(米),
∴这只蚂蚁的最短行程应该是米.
故选:C.
2.(2024上·山西太原·八年级校考阶段练习)如图,长方体的长为20cm,宽为15cm,高为10cm,点B离点C为5cm,一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点B去吃一滴蜜糖,需要爬行的最短距离是( )
A.cm B.25cm C.cm D.16cm
【思路点拨】
分三种情况讨论:把上面展开到左侧面上,连结AB,如图1;把上面展开到正面上,连结AB,如图2;把侧面展开到正面上,连结AB,如图3,然后利用勾股定理分别计算各情况下的AB,再进行大小比较.
【解题过程】
解:把上面展开到左侧面上,连结AB,如图1,
AB=(cm)
把上面展开到正面上,连结AB,如图2,
AB=(cm);
把侧面展开到正面上,连结AB,如图3,
AB=(cm).
∵>>25
所以一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点B,需要爬行的最短距离为25cm.
故选:B.
3.(2023下·山东潍坊·七年级统考期中)如图,一根笔直木棒(不计粗细)的一端固定在一竖直墙面上的A点,另一端可以绕A点自由转动,在墙面上画一条水平直线l,当木条另一端逆时针从点B转动到点C的过程中,在直线l下方木条长度的变化情况是( )
A.不变 B.变大 C.先变大再变小 D.先变小再变大
【思路点拨】
过点A作直线l,根据勾股定理表示出的长,从而表示出的长,在转动过程中,先变小再变大,根据固定不变,于是先变小再变大,从而得出先变大再变小.
【解题过程】
解:过点A作直线l,垂足为H,设与直线l交于点E,
点A和直线l的位置固定,
点A到直线l的距离不变,即的长不变,
设直线l下方木条长度为,
,
在中,由勾股定理得:,
,且,在转动过程中长度始终不变,
①当木条从点B往H点方向转动时,不断减小,
则不断减小,即AE不断减小,
所以不断变大;
②当木条从H点往C点方向转动时,不断增大,
则不断增大,即不断增大,
所以不断变小;
综上,木条从B点转动到C点的过程中,在直线l下方木条的长度先变大再变小.
故选:C.
4.(2023下·江苏镇江·八年级统考期末)如图,小巷左右两侧是竖直的墙壁,一架梯子斜靠在左墙时,梯子底端到左墙角的距离为2米,顶端距离地面1.5米.若梯子底端位置保持不动,将梯子斜靠在右墙时,顶端距离地面2.4米,则小巷的宽度为 米.
【思路点拨】
在中,根据勾股定理求出的长,再在中,求出的长,最后由进行计算即可得到答案.
【解题过程】
解:如图,
,
根据题意得:,
在中,米,米,
米,
在中,米,米,
米,
米,
小巷的宽度为2.7米,
故答案为:2.7.
5.(2024上·广东河源·八年级统考期末)如图,在一棵树的10米高的处有两只猴子为抢吃池塘边水果,一只猴子爬下树跑到处(离树20米)的池塘边,另一只爬到树顶后直接跃到处,距离以直线计算,若两只猴子所经过的距离相等,则这棵树高 米.
【思路点拨】
本题主要考查了勾股定理的应用,理解题意,构造直角三角形是解题关键.设米,则米,结合两只猴子所经过的距离相等,可得米,然后在中,利用勾股定理列式并求解,即可获得答案.
【解题过程】
解:根据题意,米,米,
设米,则米,
∵两只猴子所经过的距离相等,
∴,即,
∴米,
在中,可有,
即,
解得,
∴米,
即这棵树高15米.
故答案为:15.
6.(2023下·浙江台州·八年级校考期中)如图,老农门前有一块三角形土地,,,,这块土地面积是 .
【思路点拨】
过点A作于点D,设,在和中,利用勾股定理可得, 求出x的值,即可求出,最后利用三角形的面积公式求解即可.
【解题过程】
解:过点A作于点D,
设,
在中,,
在中,,
∴,
解得,
∴,
∴,
∴这块土地的面积为.
故答案为:.
7.(2023上·江苏无锡·八年级统考期中)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
【思路点拨】
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.
【解题过程】
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.
8.(2023上·浙江温州·八年级校联考期中)人字梯的原理是三角形的稳定性,梯子顶端A与脚底两端点B,C构成等腰三角形.图甲是梯子两脚架夹角A为时的示意图,图乙是由图甲当点与点的距离缩小,而点A与地面的距离增大时的示意图,若点A与地面的距离为时,则此时点与点的距离是 .
【思路点拨】
本题主要考查勾股定理的应用,等腰三角形的性质;图甲,过点A作于点D,根据等腰直角三角形的性质,设,利用勾股定理得到,进而得到,图乙,根据题意得出,,,在中,利用勾股定理得出x,即,图丙,在中,利用勾股定理得出,进而求得.
【解题过程】
解:如图甲,
由题意可知,为等腰直角三角形,
,
过点A作于点D,
,
设,
由勾股定理得:,
,
,
如图乙,
过点作于点,
图乙是由图甲当点与点的距离缩小,而点A与地面的距离增大时的示意图,
,,
,
梯子长度不变,
,
在中,,
,
解得:,
,
若点A与地面的距离为时,如图丙,
过点A作于点F,
,,
在中,,
,
解得:,
,
此时点与点的距离是.
故答案为:140.
9.(2023下·新疆乌鲁木齐·八年级新疆生产建设兵团第一中学校考期中)某校把一块形状为直角三角形的废地开辟为生物园,如图所示,,,.线段是一条水渠,且点在边上,已知水渠的造价为130元,问:当水渠的造价最低时,长为多少米?最低造价是多少元?
【思路点拨】
根据“垂线段最短”可得,当时,最短,用等面积法求解即可.再乘以单价,即可得出造价.
【解题过程】
解:根据题意可得:当时,最短,
∵,,,
∴根据勾股定理可得:,
∵,
∴,即,
解得:,
∴最低造价(元),
答:长为米,最低造价是6000元.
10.(2023下·辽宁大连·八年级校考阶段练习)如图所示,为一棵大树,在树上距地面的D处有两只猴子,它们同时发现地面上的C处有一筐水果,一只猴子从D处向上爬到树顶A处,利用拉在A处的滑绳,滑到C处,另一只猴子从D处滑到地面B处,再由B处跑到C处.已知两只猴子所经过的路程都是,求树高的距离.
【思路点拨】
Rt△ABC中,∠B=90°,则满足,设AD=x,根据两只猴子经过的路程一样可得再利用勾股定理可得答案.
【解题过程】
解:Rt△ABC中,, 设AD=x,
则
又在Rt△ABC中,由勾股定理得:,
∴
解得,x=2,即AD=2(米)
∴AB=AD+DB=2+10=12(米)
答:树高AB为12米.
11.(2023上·河南南阳·八年级统考期末)如图,在一条绷紧的绳索一端系着一艘小船,河岸上一男孩拽着绳子另一端向右走,绳端从点移动到点,同时小船从点移动到点,且绳长始终保持不变,回答下列问题:
(1)根据题意,可知________(填“”“”“”);
(2)若米,米,米,求男孩需向右移动的距离(结果保留根号).
【思路点拨】
(1)由绳长始终保持不变即可求解;
(2)由勾股定理求出、的长,然后根据即可求解.
【解题过程】
(1)解:的长度是男孩未拽之前的绳子长,的长度是男孩拽之后的绳子长,绳长始终保持不变,
,
(2)解:连接,则点、、三点共线,
在中,(米,
(米,
在中,(米,
,
(米,
男孩需向右移动的距离为米.
12.(2023上·江苏泰州·八年级统考期中)为节约用电,某住宅楼将单元门厅照明灯更换为人体感应灯,当人体进入感应灯感应范围内(即人体头顶与感应灯的距离小于或等于感应距离)时,感应灯亮.如图,当身高的成年人与感应灯A的水平距离为时,感应灯刚好亮;当身高的小朋友与感应灯A的水平距离为时,感应灯A也刚好亮,求感应灯A到地面的距离的长.
【思路点拨】
本题考查的是勾股定理的应用,正确构造直角三角形、掌握勾股定理是解题的关键.过点C作交于点M、N,则,设,则,在和中通过勾股定理列方程求解即可.
【解题过程】
解:过点C作交于点M、N,
则,
设,则,
由题意得,
在和中:,,
∴,
解得,
∴.
13.(2023上·广东深圳·八年级南山实验教育麒麟中学校考开学考试)如图,一个无盖长方体小杯子放置在桌面上,,;
(1)一只蚂蚁从A点出发,沿小杯子外表面爬到D点,求蚂蚁怎样走最短,最短路程是多少?
(2)为了怕杯子落入灰尘又方便使用,现在需要给杯子盖上盖子,并把一双筷子放进杯子里,请问,筷子的最大长度是多少?
【思路点拨】
(1)利用勾股定理求解即可;
(2)求得长方体盒子的体对角线即可求解。
【解题过程】
(1)解:如图所示:
由题意得:,,
∴,
在中,由勾股定理得;
∴最短路程是20cm;
(2)将筷子斜着放,
∵,,
∴
∴,
即筷子的最大长度是cm.
14.(2023上·江苏苏州·八年级星海实验中学校考期中)如图,公路上A、B两点相距,C、D为两村庄,于A,于B,已知,,现在要在公路上建一个土特产品市场E,使得C、D两村庄到市场E的距离相等,则市场E应建在距A多少千米处?并判断此时的形状,请说明理由.
【思路点拨】
本题考查了勾股定理,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定;设,则,根据勾股定理可得:在直角中,,在直角中,,则,即可求出;进而得出,,通过证明,得出,推出,即可得出是等腰直角三角形.
【解题过程】
解:设,则,
在直角中,,
在直角中,,
∴,
解得:,
即;
∴市场E应建在距A的20千米处;
∵,,
在和中,
,
可得,
∴,
又∵,
∴,
∴
又∵,
∴是等腰直角三角形.
15.(2023上·湖南岳阳·八年级校考期末)勾股定理是人类数学文化的一颗璀璨明珠,是用代数思想解决几何问题最重要的工具,也是数形结合的纽带之一,如图,有一架秋千,当它静止在的位置时,踏板离地的垂直高度为0.6m,将秋千往前推送3m,到达的位置,此时,秋千的踏板离地的垂直高度为1.6m,秋千的绳索始终保持拉直的状态.
(1)求秋千的长度;
(2)如果想要踏板离地的垂直高度为2.6m,则需要将秋千往前推送多少米?
【思路点拨】
此题考查了勾股定理的应用,正确理解题意,由勾股定理求出秋千的长度是解题的关键.
(1)由题意得,证四边形是矩形,得,则,;设秋千的长度为,则,,在中,由勾股定理得出方程,解方程即可;
(2)当时,,则,得,然后在中,由勾股定理求出的长即可.
【解题过程】
(1)解:由题意得:,
∵,,,
∴四边形是长方形,
∴,
∴,
∵,
∴,
设秋千的长度为,
则,,
在中,由勾股定理得:,
即,
解得:,
即秋千的长度是;
(2)当时,,
∵,
∴,
由(1)可知,,
∴,
在中,由勾股定理得: ,
即需要将秋千往前推送.
16.(2023下·山东济南·七年级统考期末)如图,A中学位于南北向公路l的一侧,门前有两条长度均为100米的小路通往公路l,与公路l交于B,C两点,且B,C相距120米.
(1)现在想修一条从公路l到A中学的新路(点D在l上),使得学生从公路l走到学校路程最短,应该如何修路(请在图中画出)?新路长度是多少?
(2)为了行车安全,在公路l上的点B和点E处设置了一组区间测速装置,其中点E在点B的北侧,且距A中学170米.一辆车经过区间用时5秒,若公路l限速为(约),请判断该车是否超速,并说明理由.
【思路点拨】
(1)根据垂线段最短可画出图形,根据三线合一可求出,然后利用勾股定理可求出新路长度;
(2)先根据勾股定理求出的长,再求出的长,然后计算出速度判断即可.
【解题过程】
(1)过点A作,交l于点D.
,
在中,,
由勾股定理得
,
新路长度是80米.
(2)该车超速
在中,,
由勾股定理得
,
该车经过区间用时
∴该车的速度为
该车超速.
17.(2023上·四川成都·八年级校考阶段练习)2023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C市移动到B市的大致路线,A是某个大型农场,且.若A,C之间相距,A,B之间相距.
(1)判断农场A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?
【思路点拨】
本题考查勾股定理,三角形的面积,关键是由以上知识点求出AH的长,求出台风从开始影响农场,到结束影响农场,所移动的距离.
(1)过A作于H,由勾股定理得,由三角形面积公式得到,由,判断农场A会受到台风的影响;
(2)台风从点M开始影响该农场,到点N以后结束影响,连接,,得到,由勾股定理求出,得到,即可求出台风响该农场持续时间.
【解题过程】
(1)解:农场A会受到台风的影响,理由如下:
过A作于H,
∵,
∴,
∴,
∵的面积
∴,
∴,
∵,
∴农场A会受到台风的影响;
(2)如图,台风从点M开始影响该农场,到点N以后结束影响,连接,,
∴,
∵,,
∴,
由勾股定理得,
∴,
∵台风中心的移动速度为,
∴台风影响该农场持续时间是(小时).
18.(2023上·黑龙江哈尔滨·九年级统考期中)如图,某渔船向正东方向以12海里时的速度航行,在A处测得岛C在北偏东方向,1小时后渔船航行到B处,测得岛C在北偏东方向,已知该岛C上有一部信号发射塔,方圆20海里内的船只能够收到它发射的信号.
(1)求B处离岛C的距离;
(2)求该渔船在整个航行过程中收到岛C发射信号的时间.
【思路点拨】
(1)如图1,作的延长线于,由题意知,,,,由,可得;
(2)如图2,在找点,连接,使, 则, ,由勾股定理得,由勾股定理得,,即,然后求时间即可.
【解题过程】
(1)解:如图1,作的延长线于,
由题意知,,,,
∵,
∴,
∴B处离岛C的距离为12海里;
(2)解:如图2,在找点,连接,使,
∴,
由题意知,,,
∴ ,
由勾股定理得,
由勾股定理得,,
∴,
∴,
∴该渔船在整个航行过程中收到岛C发射信号的时间为.
19.(2023上·山东东营·九年级校考期末)如图,甲,乙两条轮船同时从港口A出发,甲轮船以每小时30海里的速度向东北方向航行,乙船以每小时15海里的速度沿着北偏东方向航行,1小时后,甲船接到命令要与乙船会合,于是甲船在B处改变航向,沿南偏东方向航行,结果甲,乙两船在小岛C处相遇.假设乙船的速度和航向保持不变,求:(结果保留根号)
(1)港口A与小岛C之间的距离;
(2)甲船从B处行至小岛C的速度.
【思路点拨】
(1)自B作,垂足为M,根据题意知,可推知,,分别在与中依据已知的特殊角、已知边,可逐一求出的长,于是的长度可求出.
(2)先依据的距离与乙船航行的速度可求得乙船航行的时间,然后求出甲船从B处行至小岛C的时间,最后求得甲船此段航行的速度.
【解题过程】
(1)如图,过点B作,垂足为M,
由题意得,,°,
设指示南北方向,点N在线段上,则,
∴.
由题意知,,
∴
在中,海里,
∴海里,海里,
在中,,
∴海里,
∴海里,
答:港口A与小岛C之间的距离为海里;
(2)在中,海里,
∴ (海里),
∴乙船行驶的时间为小时,
∴甲船从B处行至小岛C的时间为(小时).
∴甲船从B处行至小岛C的速度为(海里/时),
答:甲船从B处行至小岛C的速度为海里/时.
20.(2023上·甘肃张掖·九年级校考阶段练习)如图某货船以20海里的速度将一批重要的物资由A处运往正西方向的B处,经的航行到达,到达后必须立即卸货.此时,接到气象部门的通知,一台风中心、以40海里的速度由A处向北偏西方向移动,距台风中心200海里以内的圆形区域会受到影响.()问 :
(1)B处是否会受到台风的影响?请说明理由.
(2)为避免受到台风的影响,该船应在多少小时以内卸完货物?
(3)如果B处受到台风影响,那么求出影响的时间.
【思路点拨】
(1)B处是否会受到台风影响,其实就是B到的垂直距离是否超过200海里,如果超过则不会影响,反之受影响;
(2)根据已知及三角函数求得的长,再根据路程公式求得时间即可;
(3)结合(2)中过程,得出在点D右侧相同的距离内点B也受影响,即可求出时间;
将实际问题转化为数学问题,构造出与实际问题有关的直角三角形是解题的关键.
【解题过程】
(1)解:如图1,过点B作交于点D,
∵在中,
∴,
∵海里
∴海里
∵,
∴会受台风影响.
(2)解:如图2,
在中,海里,海里,
∴海里,
∵要使卸货不受台风影响,
∴必须在点B距台风中心第一次为200海里前卸完货,
如图,海里,
在中,
海里,
∴海里,
∵台风速度为40海里/小时,
∴时间小时,
答:为避免受到台风影响,该船应在小时内卸完货;
(3)由(2)得海里,
同时在点D右侧相同的距离内点B也受影响,
∴小时,
∴影响的时间为小时.
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