内容正文:
26
专题特训(三) 利用勾股定理解决折叠问题 ▶ “答案与解析”见P10
类型一 与线段有关
答案讲解
1.
(2023·合肥三模)如图,在长方形
ABCD 中,AB=4,BC=8,E 是边
BC 上的一动点,沿AE 翻折.若点
B 的对称点F 恰好落在长方形ABCD 的对
称轴上,则折痕AE 的长是 .
(第1题)
2.
(2024· 广 州 期 末)如图,在长方形纸片
ABCD 中,AB=4,将纸片折叠.使顶点B 落
在边AD 上的点E 处,折痕的一端点G 在边
BC 上.
(1)
如图①,当折痕的另一端点F 在边AB
上且AE=2时,求AF 的长.
(2)
如图②,当折痕的另一端点F 在边AD
上且BG=5时,点A 的对应点为H,求FG
的长.
(第2题)
类型二 与面积有关
3.
(2024·衡阳期末)如图,在长方形ABCD
中,将长方形沿EF 折叠,使点C 的对应点与
点A 重合,点D 的对应点为G.若AB=4,
BC=8,则△ABE 的面积为 .
(第3题)
答案讲解
4.
如图,在△ABC 中,∠ACB=90°,点
E,F 在边AB 上,将边AC 沿CE 折
叠,使点A 落在AB 上的点D 处,再
将边BC 沿CF 折叠,使点B 落在CD 的延
长线上的点B'处.
(1)
求∠ECF 的度数.
(2)
若CE=4,B'F=1,求线段BC 的长和
△ABC 的面积.
(第4题)
数学(人教版)八年级下
27
专题特训(四) 利用勾股定理求最短路径 ▶ “答案与解析”见P11
类型一 在圆柱上的最短路径
1.
★如图,圆柱的高BC=12πcm,其底面圆周
长是16πcm,P 为BC 的中点,一只蚂蚁从点
A 处沿圆柱的外壁爬到点P 处,则蚂蚁爬行
的最短路程是 ( )
A.
12πcm B.
11πcm
C.
10πcm D.
9πcm
(第1题)
(第2题)
(第3题)
2.
(2024·永州期末)如图,小红想用一条彩带
缠绕一个圆柱形易拉罐,正好从底端A 处绕
到顶端B 处共4圈.若易拉罐的底面周长是
24cm,高是28cm,则所需彩带最短的长度
是 cm.
答案讲解
3.
(2023·绍兴期中)如图,透明圆柱
形容器(容器的厚度忽略不计)的高
为10cm,底面周长为10cm,在容器
内壁离容器底部3cm的点B 处有一饭粒,此
时一只蚂蚁正好在容器外壁与点B 相对且
距离容器上沿2cm的点A 处,则蚂蚁吃到饭
粒需爬行的最短路径长是 cm.
4.
(2024·河北期中)【阅读材料】
如图①,圆柱
的高为12cm,底面圆的周长为18cm.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线的长是多少?
【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.在圆柱
的侧面展开图中,点A,B 对应的位置如图②
所示,利用勾股定理即可求出蚂蚁爬行的最
短路线(线段AB)的长.
【方法应用】
(1)
如图③,圆柱形玻璃容器的
高为18cm,底面周长为60cm,在外侧距下
底1cm的点S处有一蜘蛛,与蜘蛛相对的圆
柱形玻璃容器的上口外侧距开口处1cm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.
(2)
如图④,长方体的棱长AB=BC=6cm,
AA1=14cm.假设昆虫甲从盒内顶点C1 处
开始以1cm/s的速度在盒子的内部沿棱
C1C向下爬行,同时昆虫乙从盒内顶点A 处
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?
(第4题)
第十七章 勾股定理
28
类型二 在长方体上的最短路径
答案讲解
5.
(2023·成都期末)如图,一个长方体
盒子的长、宽、高分别为9cm,7cm,
12cm,一只蚂蚁想从盒底的点A 处
沿盒子的表面爬到盒顶的点B 处,那么它爬
行的最短路程是 cm.
(第5题)
6.
(2023·常州期中)(1)
如图①,长方体的长
为10cm,宽为8cm,高为16cm,BC=4cm.
若一只蚂蚁要沿着长方体的表面从点A 处
爬行到点B 处,则需要爬行的最短路程是
cm.
(2)
如图②,小明家住20楼,一天他与爸爸
去买了一根长为3m的钢管.如果电梯的长、
宽、高分别是1.5m,1.5m,2.5m,在不损坏
钢管的前提下,请你帮小明计算一下这根钢
管能否放进电梯内.
(第6题)
类型三 在其他图形上的最短路径
7.
(2023·松原期末)如图,有一个三级台阶,每
一级的长、宽、高分别是50cm,30cm,10cm,
A 和B 是这个台阶的两个相对的顶点.有一
只壁虎从点A 处出发,沿着台阶面爬向点B
处去吃可口的食物,则这只壁虎至少需要爬
cm.
(第7题)
(第8题)
8.
(2024·临沂期末)如图所示为某公园内云顶
滑雪场U型池的示意图,该场地可以看成是
从一个长方体中挖去了半个圆柱而成,它的
横截面图中半圆的半径为12
π m
,其边缘
AB=CD=24m,点E 在CD 上,CE=4m,
一名滑雪爱好者从点A 滑到点E,则他滑行
的最短路线长为 m.
9.
(2023·德阳)如图,在底面为等边三角形的
直三 棱 柱 ABC-A1B1C1 中,AB =23,
AA1=2,M 为AC 的中点,一只小虫从点B1
处沿三棱柱ABC-A1B1C1 的表面爬行到点
M 处,求这只小虫爬行的最短路程.
(第9题)
数学(人教版)八年级下
∴
CB2=CH2+HB2.
∴
△BCH 是直角三角形,
∠BHC=90°.
∴
CH⊥AB.
∴
CH 是从村庄C到河边最近的路.
(2)
设CA=x千米,则AB=x千米,
AH=(x-2)千米.
在Rt△ACH 中,AH2+CH2=CA2,
即(x-2)2+32=x2,解得x=134.
∴
CA=134
千米.
∵
CA-CH=134-3=0.25
(千米),
∴
新路CH 比原路CA短0.25千米.
8.
(1)
△ABC为直角三角形.
理由:∵
DE⊥AC,DE=4m,△ACD
的面积是26m2,
∴
易得AC=13m.
∵
AB=12m,BC=5m,
∴
AB2+BC2=AC2.
∴
△ABC为直角三角形.
(2)
由(1)知,△ABC为直角三角形,
∴
S四边形ABCD =S△ABC +S△ACD =
1
2AB
·BC+26=12×12×5+26=
56(m2).
∴
这块四边形绿地ABCD 的面积为
56m2.
9.
(1)
锐角.
(2)
13或 119. [解析]∵
一个三
角形的三边长分别是5,12,x,且这个
三角形是直角三角形,∴
x2=52+
122或122=52+x2.∴
x=13或x=
119(负值已舍去).∴
x 的值为13
或 119.
(3)
这个三角形是直角三角形.
理由:∵
(m2-n2)2+(2mn)2=m4-
2m2n2+n4+4m2n2=m4+2m2n2+
n4=(m2+n2)2,
∴
这个三角形是直角三角形.
专题特训(三) 利用勾股
定理解决折叠问题
1.
42或833
[解析]分两种情况:
①
如图①,当点 F 恰好在长方形
ABCD 的对称轴MN 上时,点F 与点
M 重合,点E 与点N 重合,则BE=
1
2BC=4.∵
四边形ABCD 是长方
形,∴
∠B=90°.∴
在Rt△ABE 中,
由 勾 股 定 理, 得 AE =
AB2+BE2 = 42+42 =42.
②
如图②,当点 F 恰好在长方形
ABCD 的对称轴GH 上时,过点F 作
PQ∥AB,交AD 于点P,交BC 于点
Q,则易得PQ⊥AD,PQ⊥BC,PF=
QF=12AB=2
,AP=BQ.∵
四边形
ABCD 是长方形,∴
∠B=90°.由折
叠的性质,得AF=AB=4,BE=EF.
在 Rt△APF 中,由 勾 股 定 理,得
AP= AF2-PF2 = 42-22 =
23.∴
BQ=AP=23.设 BE=
EF=x,则EQ=BQ-BE=23-
x.在Rt△EFQ 中,由勾股定理,得
QF2 + EQ2 = EF2,即 22 +
(23-x)2=x2,解得x=433 .
∴
BE=433 .
在Rt△ABE 中,AE=
AB2+BE2 = 42+ 43
3
2
=
83
3 .
综上所述,当点F 恰好落在长
方形ABCD 的对称轴上时,折痕AE
的长是42或833 .
(第1题)
2.
(1)
∵
四边形ABCD 是长方形,
∴
∠A=∠B=90°.
设AF=m,则BF=AB-AF=4-m.
由折叠的性质,得∠FEC=∠B=
90°,EF=BF=4-m.
在Rt△EAF 中,由 勾 股 定 理,得
AE2+AF2=EF2,即22+m2=(4-
m)2,解得m=32.
∴
AF 的长为32.
(2)
如图,过点E 作EN⊥BC 于点
N,过点F 作FM⊥BC于点M.
∵
EN⊥BC,FM⊥BC,
∴
∠ENG=90°,∠FMB=90°.
∴
易得EN=AB=4,FM=AB=4,
AE=BN,BM=AF.
由折叠的性质,得GE=BG=5,
∴
在Rt△GEN 中,由勾股定理,得
GN= GE2-EN2= 52-42=3.
∴
BN=BG+GN=5+3=8.
∴
AE=BN=8.
设 AF=x,则 EF=AE-AF=
8-x.
由折叠的性质,得 FH =AF=x,
HE=AB=4,∠H=∠A=90°,
∴
在Rt△EHF 中,由勾股定理,得
FH2+HE2=EF2,即x2+42=(8-
x)2,解得x=3.
∴
AF=3.
∴
BM=AF=3.
∴
MG=BG-BM=5-3=2.
∴
在Rt△FMG 中,由勾股定理,得
FG= FM2+MG2 = 42+22 =
25.
(第2题)
3.
6
01
4.
(1)
由折叠的性质可知,∠ACE=
∠ECD = 12∠ACD
,∠BCF =
∠B'CF=12∠BCB'.
∵
∠ACB=∠ACD+∠BCB'=90°,
∴
∠ECD+∠FCD=12
(∠ACD+
∠BCB')= 12 × 90°= 45°
,即
∠ECF=45°.
(2)
由折叠的性质可知,∠DEC=
∠AEC=90°,BF=B'F=1,
∴
∠EFC = 180° - ∠DEC -
∠ECF=45°=∠ECF.
∴
EF=CE=4.
∴
BE=EF+BF=4+1=5.
在Rt△BCE 中,由勾股定理,得BC=
BE2+CE2= 52+42= 41.
设AE=x,则AB=x+5.
∵
在 Rt△ACE 中,AC2=AE2+
CE2,在 Rt△ABC 中,AC2 =
AB2-BC2,
∴
AE2+CE2=AB2-BC2,即x2+
42=(x+5)2-(41)2,解得x=165.
∴
AE=165
,AB=165+5=
41
5.
∴
S△ABC=
1
2AB
·CE=12×
41
5×
4=825.
专题特训(四) 利用勾股
定理求最短路径
1.
C [解析]如图,将圆柱的侧面沿
点A 所在的竖直直线展开,连接AP,
即最短路程是AP 的长.∵
圆柱的底
面圆周长为16πcm,∴
易得AB=
8πcm.∵
BC=12πcm,P 为BC的中
点,∴
BP=12BC=6πcm.
由题意,
得∠ABP=90°,∴
在Rt△ABP 中,
由勾股定理,得AP= AB2+BP2=
(8π)2+(6π)2=10π(cm).
(第1题)
解决几何体表面上两点之间的
最短路程问题的方法
首先将几何体表面展开,即将
立体几何问题转化为平面几何问
题,然后根据两点之间线段最短去
确定路线,最后利用勾股定理进行
计算.
2.
100 [解析]
如图,将易拉罐表面
切开展开呈长方形,∵
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,∴
彩带的长度为4个长方
形的对角线长度之和.设彩带的长度
是xcm,则AN=x4cm.∵
易拉罐的
底面周长是24cm,高是28cm,∴
易
得MN=14AB=7cm
,AM=24cm.
在Rt△AMN 中,由 勾 股 定 理,得
AN2 =AM2 +MN2,即 x4
2
=
242+72,解得x=100(负值已舍去).
∴
所需彩带最短的长度是100cm.
(第2题)
3.
106 [解析]
如图,将圆柱沿点
A 所在的高剪开,展平,则 MM'=
NN'=10cm,MN=10cm,AM=
2cm,BE=3cm.作点A 关于MM'的
对称点A',连接 A'B,则此时线段
A'B 即为蚂蚁爬行的最短路径.过点
B 作BD⊥MN 于点D,则易得BD=
NE=5cm,A'D=MN+A'M-BE=
10+2-3=9(cm).在Rt△A'BD 中,
由 勾 股 定 理, 得 A' B =
A'D2+BD2= 106cm.
(第3题)
4.
(1)
如图①所示为圆柱形玻璃容
器的侧面展开图,连接SF,则线段
SF 就是蜘蛛走的最短路线.
过点S作SN⊥CD 于点N.
∵
∠SNF=90°,FN=18-1×2=
16(cm),SN=12×60=30
(cm),
∴
SF= SN2+FN2=
302+162=34(cm).
∴
蜘蛛所走的最短路线的长为34cm.
(2)
如图②所示为长方体的部分侧面
展开图,设昆虫甲从顶点C1 处沿棱
C1C向顶点C 爬行的同时,昆虫乙从
顶点A 处按路径A→E→F 爬行.
设昆虫乙捕捉到昆虫甲需要xs.
∵
昆虫甲、昆虫乙的爬行速度都
是1cm/s,
∴
AF=xcm,C1F=xcm.
由题意,易得 AC=12cm,AA1=
CC1=14cm,∠C=90°,
∴
CF=CC1-C1F=(14-x)cm.
∴
在Rt△ACF 中,AF2 =AC2 +
CF2,即x2=122+(14-x)2,解得
x=857.
∴
昆虫乙至少需要85
7s
才能捕捉到
昆虫甲.
11
(第4题)
5.
20cm [解析]
①
沿高展开,如图
①,展开后连接AB,则AB 就是在表
面上从点A 处到点B 处的最短距离.
在 Rt△ABM 中,由 勾 股 定 理,得
AB= AM2+BM2=
(9+7)2+122= 400=20(cm).
②
沿长展开,如图②,展开后连接
AB,则AB 就是在表面上从点A 处
到点B 处的最短距离.在Rt△ADB
中,由 勾 股 定 理,得 AB =
AD2+BD2 = 92+(12+7)2 =
442(cm).
③
沿宽展开,如图③,展开后连接
AB,则AB 就是在表面上从点A 处
到点B 处的最短距离.在Rt△ANB
中,由 勾 股 定 理,得 AB =
AN2+BN2 = 72+(12+9)2 =
490=7 10(cm).∵
20< 442<
7 10,∴
蚂蚁爬行的最短路程是
20cm.
(第5题)
6.
(1)
20.
(2)
如图,连接AB,BC.
由勾股定理,得AB=
1.52+1.52= 4.5(m),
∴
BC= AB2+AC2=
4.5+2.52= 10.75(m).
∵
10.75>3,
∴
这根钢管能放进电梯内.
(第6题)
7.
130
8.
4 34 [解析]
如图所示为U型
池中半个圆柱的展开图,连接AE,则
线段AE 的长即为滑行的最短路线
长.∵
横截面图中半圆的半径为12
πm
,
∴
AD=2π×12π ×
1
2 =12
(m).
∵
CD=24m,点E在CD上,CE=4m,
∴
DE=CD-CE=24-4=20(m).
在 Rt△ADE 中,由 勾 股 定 理,得
AE= AD2+DE2= 122+202=
4 34(m),即他滑行的最短路线长为
4 34m.
(第8题)
9.
如图①,将三棱柱ABC-A1B1C1
的侧面BB1C1C 和侧面CC1A1A 沿
CC1展开在同一平面内,连接MB1.
∵
M 为 AC 的 中 点,△ABC 和
△A1B1C1为等边三角形,
∴
CM=12AC=
1
2×23=3.
∴
BM=CM+BC=33.
在 Rt△MBB1 中,由勾股定理,得
B1M= BM2+B1B2= 31.
如 图 ②,把 底 面 ABC 和 侧 面
BB1A1A 沿AB 展开在同一平面内,
连接MB1,过点M 作MF⊥A1B1 于
点F,交AB 于点E,则易得 ME⊥
AB,EF=AA1,AE=A1F.
∵
△ABC是等边三角形,
∴
在Rt△AME 中,∠MAE=60°.
∴
易得ME=32
,AE= 32.
∴
MF=ME+EF=ME+AA1=
7
2
,B1F=A1B1-A1F=
33
2 .
在 Rt△MFB1 中,由勾股定理,得
B1M= MF2+B1F2= 19.
如图 ③,把 底 面 A1B1C1 和 侧 面
AA1C1C沿A1C1 展开在同一平面
内,连接B1M,交A1C1于点N,则易
得 B1M ⊥ AC,B1N ⊥ A1C1,
MN=AA1.
∵
△A1B1C1是等边三角形,
∴
在Rt△A1NB1中,∠NA1B1=60°.
∴
易得NB1=3.
∴
B1M=NB1+MN=5.
∵
19<5< 31,
∴
这只小虫爬行的最短路程为 19.
(第9题)
21