内容正文:
清单08 勾股定理(2个考点梳理+4个题型解读+提升训练)
【清单01】 勾股定理
1.勾股定理的内容:如果直角三角形的两条直角边长分别为a,b,斜边长为c,那么a2+b2=c2.
在直角三角形中,已知任意两边长,可求第三边长.
2.在利用勾股定理证明“斜边和一条直角边对应相等的两个直角三角形全等”时,我们采用的是全等三角形判定定理中的SSS定理.
3.长为√2的线段是两条直角边的长都为1的直角三角形的斜边;长为√13的线段是直角边长为2,3的直角三角形的斜边.
4.由于c2=a2+b2>a2,所以c>a,同理c>b,即直角三角形的斜边长大于该直角三角形中的每一条直角边长.
【清单02】 勾股定理逆定理
1.勾股定理的逆定理的内容:如果三角形的三边长a,b,c满足a2+b2=c2,那么这个三角形是直角三角形.
2.勾股定理的逆定理的证明:
已知:△ABC的三条边长分别为a,b,c,且满足a2+b2=c2.
求证:△ABC为直角三角形.
证明:画一个两条直角边长分别为a,b的直角三角形Rt△A′B′C′,使B′C′=a,A′C′=b,∠C′=90°.
根据勾股定理,A′B′2=B′C′2+A′C′2=a2+b2. 因为a2+b2=c2,所以A′B′=c
在△ABC和△A′B′C′中,BC=a=B′C′,AC=b=A′C′,AB=c=A′B′
所以△ABC≌△A′B′C′
因此∠C=∠C′=90° 即△ABC是直角三角形
3.题设和结论正好相反的两个命题叫做互逆命题,如果其中一个叫原命题,那么另一个就叫做它的逆命题.
如果一个定理的逆命题经过证明是正确的,那么它也是一个定理,称这两个定理互为逆定理.
任何命题都有逆命题;但定理不一定都有逆定理.
4.一般地,原命题成立时,它的逆命题可能成立,也可能不成立.
5.像15,8,17这样,能够称为直角三角形三条边长的三个正整数,称为勾股数.
一组勾股数扩大相同的整数倍得到的三个数仍是一组勾股数.
6.一个三角形的三边长分别为a,b,c,其中c为最大变长:
(1)若a2+b2=c2,则此三角形是直角三角形;
(2)若a2+b2>c2,则此三角形是锐角三角形;
(3)若a2+b2<c2,则此三角形是钝角三角形.
【考点题型一】勾股定理的证明
【例1】解答
(1)请你根据图甲中的直角三角形叙述勾股定理(用文字及符号语言叙述).
(2)以图甲中的直角三角形为基础,可以构造出以 , 为底,以 为高的直角梯形,如图乙所示,请你利用图乙验证勾股定理.
【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)验证见解析
【分析】(1)根据题意分别用文字和符号描述出勾股定理即可;
(2)根据题意可知,可得,进而求得,利用整理可得验证出勾股定理.
【详解】(1)文字语言叙述:在直角三角形中,两条直角边的平方和等于斜边的平方,
符号语言叙述:;
(2),
,
又,
,
,
,
,
整理,得 .
【点睛】本题考查了勾股定理的计算与证明,理解题意,熟练掌握勾股定理是解答本题的关键.
【变式1 -1】如图,在中,,以的三边为边向外作三个正方形,如果正方形和正方形的面积分别为和,那么正方形的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理的应用,利用勾股定理直接求解即可,掌握勾股定理是解题的关键.
【详解】解:∵正方形和正方形的面积分别为和,
∴,,
∵,
∴,
∴正方形的面积为,
故选:.
【变式1 -2】有一个边长为1的正方形,经过1次“生长”后,在它的左右肩上长出两个小正方形,其中,三个正方形的三条边围成的三角形是直角三角形,再经过1次这样的“生长”后,变成了如图1所示的图形.如果照此规律继续“生长”下去,它将变成如图2所示的“枝繁叶茂的勾股树”,请你算出“生长”了2025次后形成的图形中所有正方形的面积和是 .
【答案】2026
【分析】根据勾股定理求出“生长”了1次后形成的图形中所有的正方形的面积和,结合图形总结规律,根据规律解答即可.本题考查的是勾股定理,如果直角三角形的两条直角边长分别是a,b,斜边长为c,那么.
【详解】解:如图,由题意得,正方形A的面积为1,由勾股定理得,正方形B的面积正方形C的面积,
∴“生长”了1次后形成的图形中所有的正方形的面积和为2,
同理可得,“生长”了2次后形成的图形中所有的正方形的面积和为3,
∴“生长”了3次后形成的图形中所有的正方形的面积和为4,……
∴“生长”了2025次后形成的图形中所有的正方形的面积和为2026,
故答案为:2026.
【变式1 -3】如图,在中,,分别以边为直径画半圆.记两个月牙形图案和面积之和(图中阴影部分)为,的面积为,则 (填“>”,“=”或“<”).
【答案】
【分析】本题考查勾股定理,圆面积公式等.根据题意设,分别表示出两个阴影面积和,再表示出的面积,后比较大小即可.
【详解】解:设,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
【变式1 -4】直角三角形的三边长分别为a,b,c,以直角三角形的三边为边(或直径)分别向外作等边三角形、半圆、等腰直角三角形和正方形,其中面积关系满足 的图形的序号是( )
A.①② B.①③④ C.②③ D.①②③④
【答案】D
【分析】本题考查的是勾股定理,如果直角三角形的两条直角边长分别是a,b,斜边长为c,那么,掌握勾股定理是解题的关键,分别表示出对应图形的,再结合进行逐一判断即可.
【详解】解:图①中,由等边三角形的面积计算公式可得,
由勾股定理得,
∴,故图①符合题意;
图②中,由半圆的面积计算公式可得,
由勾股定理得,
∴,故图②符合题意;
图③中,由等腰直角三角形的面积计算公式可得,
由勾股定理得,
∴,故图③符合题意;
图④中,由正方形的面积计算公式可得,
由勾股定理得,
∴,故图④符合题意;
故选:D
【变式1 -5】我国汉代数学家赵爽利用一幅“弦图”,证明了勾股定理,后人称该图为“赵爽弦图”.如图,“赵爽弦图”是用4个全等的直角三角形与1个小正方形镶嵌而成的正方形图案.如果该大正方形面积为49,小正方形面积为4,用,表示直角三角形的两直角边,
下列四个推断:①;②;③;④.
其中所有正确推断的序号是( ).
A.①② B.①②③ C.①③④ D.①②③④
【答案】B
【分析】本题主要考查了勾股弦图、完全平方公式等知识点,正确运用完全平方公式变形求值成为解题的关键.
由题意可得大正方形的边长为7,小正方形的边长为2,再结合图形和勾股定理可得、可判定①②;然后通过完全平方公式变形求值可判定③④.
【详解】解:∵大正方形面积为49,小正方形面积为4,
∴大正方形的边长为7,小正方形的边长为2,
∴,,即①、②正确;
∴ ,则:,,即③正确;
∴,
∴,即④错误;
综上,正确的有①②③.
故选B.
【考点题型二】勾股定理与无理数
【例2】小明学了在数轴上表示无理数的方法后,进行了练习:首先画数轴,原点为O,在数轴上找到表示数2的点,然后过点作,使;再以O为圆心,的长为半径作弧,交数轴正半轴于点,那么点表示的数是( )
A.2.2 B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查勾股定理与无理数,实数与数轴,利用勾股定理求出的长,即可得到的长,进而得到点表示的数即可.
【详解】解:由题意,得:,,
∴,
∴点表示的数是;
故选:B.
【变式2 -1】如图,点在数轴上,其表示的数为,过点作,且,以点为圆心,为半径作弧,与数轴正半轴交于点,则点表示的实数为( )
A. B. C. D.4
【答案】C
【分析】勾股定理求得的长,结合数轴即可求解.
【详解】解:在中,,
∴,
∴以点为圆心,为半径作弧,与数轴正半轴交于点,则点表示的实数为,
故选:C.
【点睛】本题考查了勾股定理,实数与数轴,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
【变式2 -2】如图,数轴上的点表示的数是,点表示的数是1,于点,且,以点为圆心,为半径画弧交数轴于点,则点表示的数为 .
【答案】/
【分析】此题考查了勾股定理,以及数轴上的点与实数的一一对应的关系,解题的关键是勾股定理求出的长.根据题意得,,则是直角三角形,根据勾股定理得的长,得,即可得.
【详解】解:由题意得,,
∵,
∴,
∴是直角三角形,
即,
∴,
∴,
即点D表示的数为:,
故答案为:.
【考点题型三】勾股定理
【例3】如图,有一架秋千,当它静止时,踏板离地0.5米,将它往前推3米时,踏板离地1.5米,此时秋千的绳索是拉直的,则秋千的长度是( )
A.3米 B.4米 C.5米 D.6米
【答案】C
【分析】设米,用表示出的长,在直角三角形中,利用勾股定理列出关于的方程,求出方程的解即可得到结果.
【详解】解:设米,
米,米,
(米,米,
在中,米,米,米,
根据勾股定理得:,
解得:,
则秋千的长度是5米.
故选:C.
【点睛】此题考查了勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理是解本题的关键.
【变式3 -1】如图,在我军某次海上演习中,两艘航母护卫舰从同一港口O同时出发,1号舰沿东偏南方向以9节(1节=1海里/小时)的速度航行,2号舰沿南偏西方向以节的速度航行,离开港口2小时后它们分别到达A,B两点,此时两舰的距离是( )
A.海里 B.海里 C.海里 D.海里
【答案】D
【分析】由,,求得,,再利用勾股定理的逆定理计算求解.
【详解】解:由题意可得:,
∴,
又∵(海里),(海里),
在Rt中,(海里)
∴此时两舰的距离是海里.
故选:D.
【点睛】此题主要考查了勾股定理的应用以及方向角,正确得出是解题关键.
【变式3 -2】如图,在中,,,,为的平分线,将沿向上翻折得到,使点在射线上,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据勾股定理求得,进而根据折叠的性质可得,可得,设,表示出,进而在中,勾股定理列出方程,解方程即可求解.
【详解】解:∵在中,,,,
∴,
∵将沿向上翻折得到,使点在射线上,
∴,
设,则,,
在中,,
即,
解得:
即的长为,
故选:B.
【点睛】本题考查了勾股定理与折叠问题,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
【变式3 -3】《九章算术》是中国传统数学最重要的著作,在《九章算术》中的勾股卷中有这样一道题:今有竹高一丈,末折抵地,去本三尺.问折者高几何?意思为:一根竹子,原高一丈,一阵风将竹子折断,其竹梢恰好抵地,抵地处离原处竹子3尺远,则原处还有几尺的竹子?这个问题中,如果设原处还有x尺的竹子,则可列方程为 .(注:1丈=10尺)
【答案】
【分析】竹子折断后刚好构成一个直角三角形,设竹子折断处离地面尺,则斜边长为尺,利用勾股定理求解即可.
【详解】解:设竹子折断处离地面尺,则斜边长为尺,
根据勾股定理:,
故答案为:.
【点睛】本题考查了勾股定理,熟练掌握勾股定理的方程思想是解题的关键,学会数形结合将实际转化成数字问题.
【变式3 -4】如图,池塘边有两点A,B,点C是与BA方向成直角的AC方向上一点,测得BC=60m,AC=20m,则A,B两点间的距离为 m.
【答案】
【分析】由勾股定理即可完成.
【详解】在Rt△ABC 中,∠CAB=90゜,AC=20m,BC=60m,由勾股定理得:
(m)
即A、B两点间的距离为m.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查勾股定理在实际测量中的应用,关键是掌握勾股定理.
【变式3 -5】如图,无盖长方体盒子的长为,宽为,高为,若,一只蚂蚁沿着盒子的表面从点爬到点,需要爬行的最短路程为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用.根据勾股定理,即可求解.
【详解】解:如图,
∵长方体盒子的宽为,高为,,
∴.
故答案为:.
【变式3 -6】如图,在中,,,在中,,与交于点,且.求证:
(1);
(2).
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析
【分析】(1)根据三角形内角和定理确定,,再根据等角的余角相等即可证明;
(2)延长交延长线于点.先根据全等三角形的判定定理得到,进而得到,再根据全等三角形的判定定理得到,进而得到,最后根据勾股定理即可证明.
【详解】证明:(1)如下图所示,标出,,.
∵,,
∴,.
∵和是对顶角,
∴.
∴,即.
(2)在(1)中图延长交延长线于点.
由(1)可知,即.
∵,
∴.
∵,
∴.
∴.
在和中,
∵
∴.
∴.
∴.
∵,即,
∴.
∴.
由(1)可知,即.
在和中,,
∵
∴.
∴.
∴
∵在中,,
∴.
【点睛】本题考查三角形的内角和定理,等角的余角相等,全等三角形的判定定理和性质,勾股定理,综合应用以上知识点是解题关键,同时注意等价代换思想的使用.
【变式3 -7】如图,将线段放在单位长为1的小正方形网格内,点,均落在格点上.
(1)按下列要求画图(保留必要的画图痕迹,不必写画法)
①请在线段上画出点,使得的和最小;
②请在线段上画出点,使得的和最小;
(2)请观察、测量或计算按(1)中要求所画的图形.
①的和最小的依据是 ;
② (直接写出答案).
【答案】(1)见解析
(2)①两点之间,线段最短;②
【分析】(1)根据轴对称的性质作出图形;
①作点B关于CD的对称点B',连接AB',交CD于点P,使得的和最小,点P就是所求的点;
②作点A关于CD的对称点A',连接A'B,交CD于点Q,使得的和最小,点Q就是所求的点;
(2)①根据两点之间线段最短解答即可;
②根据勾股定理计算即可.
【详解】(1)如图所示:
(2)①根据轴对称的性质可知:的和最小的依据是两点之间,线段最短,
故答案为:两点之间,线段最短;
②根据轴对称的性质可知:,
,
故答案为:.
【点睛】本题考查了作图-应用与设计作图,轴对称的性质-最短路径问题,掌握轴对称的性质、勾股定理等知识是解题的关键.
【变式3 -8】《九章算术》卷九“勾股”中记载:“今有立木,系索其末,委地三尺.引索却行,去本八尺而索尽.问索长几何?”译文:今有一竖立着的木柱,在木柱的上端系有绳索,绳索从木柱上端顺木柱下垂后,堆在地面的部分尚有3尺;牵着绳索(绳索与地面接触)退行,在距木柱根部8尺处时绳索用尽.问绳索长多少?即:如图,在中,,,,求的长.
【答案】
【分析】设绳子,则,然后根据勾股定理列方程求解即可.
【详解】解:设绳子,则.
由勾股定理,得.
解得:.
答:绳子AC的长为.
【点睛】本题主要考查了勾股定理的应用,根据勾股定理列出方程是解答本题的关键.
【变式3 -9】绿都农场有一块菜地如图所示,现测得AB=12m,BC=13m,CD=4m,AD=3m,∠D=90°,求这块菜地的面积.
【答案】24m2
【分析】连接AC,在Rt△ABC中,利用勾股定理求出AC的长,再利用勾股定理的逆定理证明△CAB为直角三角形,然后根据菜地的面积=S△CAB-S△ADC进行计算即可解答.
【详解】
解: 如图,连接AC,
∵CD=4m,AD=3m,∠D=90°,
∴AC=
=
=5m.
∴SRt△ADC==6m2.
在△CAB中,AC=5m,AB=12m,BC=13m,
∴,
∴△CAB为直角三角形,且∠CAB=90°,
∴SRt△CAB==30m2,
∴菜地的面积=S△CAB-S△ADC=24 m2.
【点睛】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,以及勾股定理的逆定理是解题的关键.
【变式3 -10】如图,小巷左右两侧是竖直的墙,已知小巷的宽度是2.2米.一架梯子斜靠在左墙时,梯子顶端与地面点距离是2.4米.如果保持梯子底端位置不动,将梯子斜靠在右墙时,梯子顶端与地面点距离是2米.求此时梯子底端到右墙角点的距离是多少米.
【答案】此时梯子底端到右墙角的距离是1.5米
【分析】本题考查了勾股定理的应用,设此时梯子底端到右墙角的距离长是米,根据,结合勾股定理列出方程,解方程即可得出答案,熟练掌握勾股定理是解此题的关键.
【详解】解:设此时梯子底端到右墙角的距离长是米,
由题意列方程为:,
解方程得,
答:此时梯子底端到右墙角的距离是1.5米.
【变式3 -11】《九章算术》卷九“勾股”中记载:今有池,方一丈,葭生其中央,出水一尺.引葭赴岸,适与岸齐,问水深、葭长各几何.大意是:如图,水池底面的宽丈,芦苇生长在的中点O处,高出水面的部分尺.将芦苇向池岸牵引,尖端达到岸边时恰好与水面平齐,即, 求水池的深度和芦苇的长度(1丈等于10尺).
(1)求水池的深度;
(2)中国古代数学家刘徽在为《九章算术》作注解时,更进一步给出了这类问题的一般解法.他的解法用现代符号语言可以表示为:若已知水池宽, 芦苇高出水面的部分,则水池的深度可以通过公式计算得到.请证明刘徽解法的正确性.
【答案】(1)12尺
(2)见解析
【分析】本题考查了勾股定理的应用;
(1)设水池深度为x尺,则得芦苇高度为尺,在中,利用勾股定理建立方程即可求解;
(2)由水池深度,则得芦苇高度为,由题意有:;由勾股定理即可得证.
【详解】(1)解:设水池深度为x尺,则芦苇高度为尺,
由题意有:尺;
为中点,且丈尺,
(尺);
在中,由勾股定理得:,
即,
解得:;
即尺;
答:水池的深度为12尺;
(2)证明:水池深度,则芦苇高度为,
由题意有:;
为中点,且,
;
在中,由勾股定理得:,
即,
整理得:;
表明刘徽解法是正确的.
【变式3 -12】如图,公路和公路在点处交汇,且,点A处有一所中学,.假设汽车行驶时,周围以内会受到噪音的影响,那么汽车在公路上沿方向行驶时,学校是否会受到噪声影响?请说明理由.如果受影响,已知汽车的速度为,那么学校受影响的时间为多少秒?
【答案】学校会受到噪声影响;理由见解析;学校受影响的时间为8秒
【分析】过点A作于点B,则可得,从而可判断学校会受到影响;设从点E开始学校学到影响,点F结束,则易得,从而,由勾股定理可求得的长,从而得的长,由路程、速度与时间的关系即可求得学校受影响的时间.
【详解】解:如图,过点A作于点B,
∵,,
∴,
∵,
∴学校会受到噪音的影响;
设从点E开始学校学到影响,点F结束,则,
∵,
∴,
∴,
由勾股定理得:,
∴,
∵汽车的速度为,
∴受影响的时间为:
【点睛】本题是直角三角形性质的应用,考查了含30度角直角三角形的性质,直角三角形全等的判定与性质,勾股定理的应用等知识,把实际问题转化为数学问题是本题的关键与难点.
【考点题型四】勾股定理的逆定理
【例4】下列条件中,不能判断是直角三角形的是( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了勾股定理的逆定理、三角形的内角和定理,熟练掌握勾股定理的逆定理、三角形的内角和定理是解题的关键.
根据勾股定理的逆定理,三角形的内角和为进行判定即可.
【详解】A.,符合勾股定理,故是直角三角形,不合题意;
B.,,最大角,故不是直角三角形,符合题意;
C. ,,则有,故是直角三角形,不合题意;
D.,则,符合勾股定理,故是直角三角形,不合题意;
故选B.
【变式4 -1】在中, 的对边分别为a,b,c,下列条件中可以判断的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了勾股定理逆定理,关键是掌握如果三角形的三边长a,b,c满足,那么这个三角形就是直角三角形,据此先求出两小边的平方和,再求出最长边的平方,最后看看是否相等即可.
【详解】解:A、∵,
∴,
∴,即,故A不符合题意;
B、∵,
∴,
∴,故B不符合题意;
C、∵,
∴,
∴,故C不符合题意;
D、∵,
∴,
∴,即,故D不符合题意;
故选:C。
【变式4 -2】在如图的网格中,小正方形的边长均为1,三点均在正方形格点上,则下列结论错误的是( )
A. B.
C. D.点到直线的距离是2
【答案】C
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,三角形的面积公式,根据勾股定理求得进而根据勾股定理的逆定理,即可求解.
【详解】解:∵,
∴,
∴,故A,B选项正确;
∴,故C选项错误;
设点到直线的距离是,则,
∴,故D选项正确
故选:C.
【变式4 -3】如图,在中,,,,,,求四边形的面积.
【答案】四边形的面积为
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,解题的关键是掌握相关的定理.先根据勾股定理求出,再根据勾股定理的逆定理得到,最后根据,即可求解.
【详解】解:在中,,,,
,
,,
,,
,
,
,
四边形的面积为.
【变式4 -4】如图,在中,,,,是的边上的高,为垂足,且,.
(1)试判断的形状,并说明理由;
(2)求的长.
【答案】(1)是直角三角形;
(2).
【分析】本题考查勾股定理,勾股定理逆定理的应用.
(1)根据勾股定理先求出,再利用勾股定理的逆定理判断即可;
(2)由是的边上的高,利用面积法计算即可.
【详解】(1)解:∵在中,,,,
根据勾股定理,
∵,
∴是直角三角形;
(2)解:∵是的边上的高,
∴,
∴.
【变式4 -5】我国南宋时期著名数学家秦九韶的著作《数书九章》里记载了这样一道题目: “今有沙田一块,有三斜,其中小斜七丈,中斜二十四丈,大斜二十五丈,欲知为田几何?”译文是:有一块三角形沙田,三条边长分别为丈,丈,丈,这块沙田的面积是 平方丈
【答案】
【分析】本题考查勾股定理逆定理的实际应用,根据题意画出示意图,根据相关数据证明图形是直角三角形,根据面积公式计算即可.
【详解】解:根据题意,画出示意图如下:
丈,丈,丈,
,,
,
是直角三角形,且,
(平方丈),
故答案为:.
100.在没有直角工具之前,聪明的古埃及人用如图的方法画直角:把一根长绳打上等距离的13个结,然后以3个结间距、4个结间距、5个结间距的长度为边长,用木桩钉成一个三角形,其中5这条边所对的角便是直角.依据是 .
【答案】如果三角形的两条边的平方和等于第三边的平方,那么这个三角形是直角三角形
【分析】根据勾股定理的逆定理即可判断.
【详解】解:设相邻两个结点的距离为m,则此三角形三边的长分别为3m、4m、5m,
∵(3m)2+(4m)2=(5m)2,
∴以3m、4m、5m为边长的三角形是直角三角形.(如果三角形的两条边的平方和等于第三边的平方,那么这个三角形是直角三角形)
故答案为:如果三角形的两条边的平方和等于第三边的平方,那么这个三角形是直角三角形.
【点睛】此题考查了勾股定理的逆定理,属于基础题,注意仔细阅读题目所给内容,得到解题需要的信息,比较简单.
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清单08 勾股定理(2个考点梳理+4个题型解读+提升训练)
【清单01】 勾股定理
1.勾股定理的内容:如果直角三角形的两条直角边长分别为a,b,斜边长为c,那么a2+b2=c2.
在直角三角形中,已知任意两边长,可求第三边长.
2.在利用勾股定理证明“斜边和一条直角边对应相等的两个直角三角形全等”时,我们采用的是全等三角形判定定理中的SSS定理.
3.长为√2的线段是两条直角边的长都为1的直角三角形的斜边;长为√13的线段是直角边长为2,3的直角三角形的斜边.
4.由于c2=a2+b2>a2,所以c>a,同理c>b,即直角三角形的斜边长大于该直角三角形中的每一条直角边长.
【清单02】 勾股定理逆定理
1.勾股定理的逆定理的内容:如果三角形的三边长a,b,c满足a2+b2=c2,那么这个三角形是直角三角形.
2.勾股定理的逆定理的证明:
已知:△ABC的三条边长分别为a,b,c,且满足a2+b2=c2.
求证:△ABC为直角三角形.
证明:画一个两条直角边长分别为a,b的直角三角形Rt△A′B′C′,使B′C′=a,A′C′=b,∠C′=90°.
根据勾股定理,A′B′2=B′C′2+A′C′2=a2+b2. 因为a2+b2=c2,所以A′B′=c
在△ABC和△A′B′C′中,BC=a=B′C′,AC=b=A′C′,AB=c=A′B′
所以△ABC≌△A′B′C′
因此∠C=∠C′=90° 即△ABC是直角三角形
3.题设和结论正好相反的两个命题叫做互逆命题,如果其中一个叫原命题,那么另一个就叫做它的逆命题.
如果一个定理的逆命题经过证明是正确的,那么它也是一个定理,称这两个定理互为逆定理.
任何命题都有逆命题;但定理不一定都有逆定理.
4.一般地,原命题成立时,它的逆命题可能成立,也可能不成立.
5.像15,8,17这样,能够称为直角三角形三条边长的三个正整数,称为勾股数.
一组勾股数扩大相同的整数倍得到的三个数仍是一组勾股数.
6.一个三角形的三边长分别为a,b,c,其中c为最大变长:
(1)若a2+b2=c2,则此三角形是直角三角形;
(2)若a2+b2>c2,则此三角形是锐角三角形;
(3)若a2+b2<c2,则此三角形是钝角三角形.
【考点题型一】勾股定理的证明
【例1】解答
(1)请你根据图甲中的直角三角形叙述勾股定理(用文字及符号语言叙述).
(2)以图甲中的直角三角形为基础,可以构造出以 , 为底,以 为高的直角梯形,如图乙所示,请你利用图乙验证勾股定理.
【变式1 -1】如图,在中,,以的三边为边向外作三个正方形,如果正方形和正方形的面积分别为和,那么正方形的面积是( )
A. B. C. D.
【变式1 -2】有一个边长为1的正方形,经过1次“生长”后,在它的左右肩上长出两个小正方形,其中,三个正方形的三条边围成的三角形是直角三角形,再经过1次这样的“生长”后,变成了如图1所示的图形.如果照此规律继续“生长”下去,它将变成如图2所示的“枝繁叶茂的勾股树”,请你算出“生长”了2025次后形成的图形中所有正方形的面积和是 .
【变式1 -3】如图,在中,,分别以边为直径画半圆.记两个月牙形图案和面积之和(图中阴影部分)为,的面积为,则 (填“>”,“=”或“<”).
【变式1 -4】直角三角形的三边长分别为a,b,c,以直角三角形的三边为边(或直径)分别向外作等边三角形、半圆、等腰直角三角形和正方形,其中面积关系满足 的图形的序号是( )
A.①② B.①③④ C.②③ D.①②③④
【变式1 -5】我国汉代数学家赵爽利用一幅“弦图”,证明了勾股定理,后人称该图为“赵爽弦图”.如图,“赵爽弦图”是用4个全等的直角三角形与1个小正方形镶嵌而成的正方形图案.如果该大正方形面积为49,小正方形面积为4,用,表示直角三角形的两直角边,
下列四个推断:①;②;③;④.
其中所有正确推断的序号是( ).
A.①② B.①②③ C.①③④ D.①②③④
【考点题型二】勾股定理与无理数
【例2】小明学了在数轴上表示无理数的方法后,进行了练习:首先画数轴,原点为O,在数轴上找到表示数2的点,然后过点作,使;再以O为圆心,的长为半径作弧,交数轴正半轴于点,那么点表示的数是( )
A.2.2 B. C. D.
【变式2 -1】如图,点在数轴上,其表示的数为,过点作,且,以点为圆心,为半径作弧,与数轴正半轴交于点,则点表示的实数为( )
A. B. C. D.4
【变式2 -2】如图,数轴上的点表示的数是,点表示的数是1,于点,且,以点为圆心,为半径画弧交数轴于点,则点表示的数为 .
【考点题型三】勾股定理
【例3】如图,有一架秋千,当它静止时,踏板离地0.5米,将它往前推3米时,踏板离地1.5米,此时秋千的绳索是拉直的,则秋千的长度是( )
A.3米 B.4米 C.5米 D.6米
【变式3 -1】如图,在我军某次海上演习中,两艘航母护卫舰从同一港口O同时出发,1号舰沿东偏南方向以9节(1节=1海里/小时)的速度航行,2号舰沿南偏西方向以节的速度航行,离开港口2小时后它们分别到达A,B两点,此时两舰的距离是( )
A.海里 B.海里 C.海里 D.海里
【变式3 -2】如图,在中,,,,为的平分线,将沿向上翻折得到,使点在射线上,则的长为( )
A. B. C. D.
【变式3 -3】《九章算术》是中国传统数学最重要的著作,在《九章算术》中的勾股卷中有这样一道题:今有竹高一丈,末折抵地,去本三尺.问折者高几何?意思为:一根竹子,原高一丈,一阵风将竹子折断,其竹梢恰好抵地,抵地处离原处竹子3尺远,则原处还有几尺的竹子?这个问题中,如果设原处还有x尺的竹子,则可列方程为 .(注:1丈=10尺)
【变式3 -4】如图,池塘边有两点A,B,点C是与BA方向成直角的AC方向上一点,测得BC=60m,AC=20m,则A,B两点间的距离为 m.
【变式3 -5】如图,无盖长方体盒子的长为,宽为,高为,若,一只蚂蚁沿着盒子的表面从点爬到点,需要爬行的最短路程为 .
【变式3 -6】如图,在中,,,在中,,与交于点,且.求证:
(1);
(2).
【变式3 -7】如图,将线段放在单位长为1的小正方形网格内,点,均落在格点上.
(1)按下列要求画图(保留必要的画图痕迹,不必写画法)
①请在线段上画出点,使得的和最小;
②请在线段上画出点,使得的和最小;
(2)请观察、测量或计算按(1)中要求所画的图形.
①的和最小的依据是 ;
② (直接写出答案).
【变式3 -8】《九章算术》卷九“勾股”中记载:“今有立木,系索其末,委地三尺.引索却行,去本八尺而索尽.问索长几何?”译文:今有一竖立着的木柱,在木柱的上端系有绳索,绳索从木柱上端顺木柱下垂后,堆在地面的部分尚有3尺;牵着绳索(绳索与地面接触)退行,在距木柱根部8尺处时绳索用尽.问绳索长多少?即:如图,在中,,,,求的长.
【变式3 -9】绿都农场有一块菜地如图所示,现测得AB=12m,BC=13m,CD=4m,AD=3m,∠D=90°,求这块菜地的面积.
【变式3 -10】如图,小巷左右两侧是竖直的墙,已知小巷的宽度是2.2米.一架梯子斜靠在左墙时,梯子顶端与地面点距离是2.4米.如果保持梯子底端位置不动,将梯子斜靠在右墙时,梯子顶端与地面点距离是2米.求此时梯子底端到右墙角点的距离是多少米.
【变式3 -11】《九章算术》卷九“勾股”中记载:今有池,方一丈,葭生其中央,出水一尺.引葭赴岸,适与岸齐,问水深、葭长各几何.大意是:如图,水池底面的宽丈,芦苇生长在的中点O处,高出水面的部分尺.将芦苇向池岸牵引,尖端达到岸边时恰好与水面平齐,即, 求水池的深度和芦苇的长度(1丈等于10尺).
(1)求水池的深度;
(2)中国古代数学家刘徽在为《九章算术》作注解时,更进一步给出了这类问题的一般解法.他的解法用现代符号语言可以表示为:若已知水池宽, 芦苇高出水面的部分,则水池的深度可以通过公式计算得到.请证明刘徽解法的正确性.
【变式3 -12】如图,公路和公路在点处交汇,且,点A处有一所中学,.假设汽车行驶时,周围以内会受到噪音的影响,那么汽车在公路上沿方向行驶时,学校是否会受到噪声影响?请说明理由.如果受影响,已知汽车的速度为,那么学校受影响的时间为多少秒?
【考点题型四】勾股定理的逆定理
【例4】下列条件中,不能判断是直角三角形的是( ).
A. B.
C. D.
【变式4 -1】在中, 的对边分别为a,b,c,下列条件中可以判断的是( )
A. B.
C. D.
【变式4 -2】在如图的网格中,小正方形的边长均为1,三点均在正方形格点上,则下列结论错误的是( )
A. B.
C. D.点到直线的距离是2
【变式4 -3】如图,在中,,,,,,求四边形的面积.
【变式4 -4】如图,在中,,,,是的边上的高,为垂足,且,.
(1)试判断的形状,并说明理由;
(2)求的长.
【变式4 -5】我国南宋时期著名数学家秦九韶的著作《数书九章》里记载了这样一道题目: “今有沙田一块,有三斜,其中小斜七丈,中斜二十四丈,大斜二十五丈,欲知为田几何?”译文是:有一块三角形沙田,三条边长分别为丈,丈,丈,这块沙田的面积是 平方丈
100.在没有直角工具之前,聪明的古埃及人用如图的方法画直角:把一根长绳打上等距离的13个结,然后以3个结间距、4个结间距、5个结间距的长度为边长,用木桩钉成一个三角形,其中5这条边所对的角便是直角.依据是 .
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