内容正文:
第一章 勾股定理
单元回顾与思考
2024版北师大数学八年级数学上册
典例精选
知识网格
复习目标
思想方法
巩固拓展
当堂检测
反思总结
作业设计
教学设计的基本环节:
复习目标
知识目标
能力目标
素养目标
1.清晰记忆: 准确复述勾股定理及其逆定理的文字表述与符号表达式
2.理解内涵: 深入理解勾股定理揭示的是直角三角形三边之间固有的数量关系,逆定理提供了一种判定直角的重要工具
3.识别关键: 在具体图形(如三角形、矩形)和实际问题中能准确识别直角边和斜边
4.条件: 明确勾股定理及其逆定理适用的前提条件
1.计算求解: 能熟练运用勾股定理解决直角三角形的
边长计算问题
2.直角判定: 能熟练运用勾股定理的逆定理判断已知
三边长的三角形是否为直角三角形,并能指出直角
的位置
3.建模应用: 能将简单的实际问题(如距离测量、
物体高度、路径规划)抽象、转化为恰当的直角三
角形模型,并应用勾股定理建立方程进行求解
4.图形拓展: 能初步运用勾股定理解决与常见平面图形
相关的边长或距离计算问题
数形结合思想: 深化对“以数解形”和“以形助数”思想的理解
模型思想与数学建模意识: 体验数学模型的建立与应用过程
逻辑推理能力: 理解数学结论的确定性和论证的严谨性。
空间观念与想象能力: 发展空间想象能力,尝试将立体问题平面化处理
科学态度与探究精神: 体会勾股定理的简洁美、和谐美与普适性,
激发对数学历史和文化的兴趣
直角三角形的边、角之间分别存在着怎样的关系?
举例说明如何判断一个三角形是否为直角三角形.
请你列举一个生活中的实际问题,并运用勾股定理解决它.
你了解勾股定理的历史吗?请查阅资料,并与同伴进行交流.
梳理探索勾股定理的方法,你积累了哪些经验?
知识网格
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典例精选
知识点1:直接运用勾股定理计算
例1:蚂蚁沿图中所示的折线由点A爬到了点 D,蚂蚁一共爬行了多少厘米(图中小方格的边长代表1cm)?
解:构造Rt△ABE, Rt△BCE,Rt△CDG,由勾股定理得:
= ,∴AB=5cm
= ,∴BC=13cm
= ,∴CD=10cm
∴AB+BC+CD=5+13+10=28cm
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知识点2:图形证明勾股定理
例2:据传当年毕达哥拉斯借助如图所示的两个图验证了勾股定理,你能说说其中的道理吗?
解:验证方法是等积法:
=
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知识点3:勾股定理的逆定理
例3:据说古埃及人曾用下面的方法得到直角:如图所示,他们用13个等距的结把一根绳子分成等长的12段,一个人同时握住绳子的第1个结和第13个结,另两个人分别握住第4个结和第8个结,拉紧绳子,就会得到一个直角三角形,其直角顶点在第4个结处.你能说说其中的道理吗?
解:将绳结抽象为点,不同绳结间的距离抽象为长度为m的线段,竖直线段长度为3m,水平线段长度为4m,倾斜线段长度为5m
∵
∴
满足勾股定理逆定理
所以三角形是直角三角形,且直角顶点位于第4个绳结处.
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知识点4:借助方程思想解决勾股定理的计算
例4.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?(选自《九章算术》)
题目大意:如图,在直立于地面的一根木杆顶端,系一根绳索,绳索自然下垂后拖在地面上的长度为3尺.在距木杆底端8尺处的地面拉紧绳索,整根绳索恰好被拉直.这根绳索有多长?
解:设这根,则木杆的长度为()尺.
由勾股定理得:
解得:=≈12.17(尺)
因此,这根绳索长约为12.17尺.
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知识点5:勾股数的性质
例5:设,b,c是一组勾股数,求证:n,nb,nc也是一组勾股数(n取正整数)
证明:∵ ,b,c是一组勾股数
∴
∵
=
= ()
=
=
∴ n,nb,nc也是一组勾股数(n取正整数)
注意,当n不是正整数时,新数组只满足勾股定理逆定理,但不一定是勾股数,因为勾股数必须是正整数.
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知识点6:勾股定理的应用之折叠
例6:如图,在中, , ,
,为的垂直平分线,求 的长.
解题思路:连接,设,则,
_______.
根据勾股定理,得 ,
可列方程为___________________.
解得 ___.
巩固拓展
知识点7:勾股定理的应用之圆柱
例7:今有木长二丈,围之三尺.葛生其下,缠木七周,上与木齐.问葛长几何?(选自《九章算术》)
题目大意:如图,有一棵树(将树看作一个圆柱)高2丈,底面周长是3尺,一条生长在树底下的藤从树底部开始均匀缠绕树 7 圈,上端刚好与树顶端齐平.这条藤的长度是多少?
解:将圆柱切分为7个等高等底圆柱:2丈=20尺
由勾股定理得:
∴每一段斜边长为
∴总长度为7× =29尺
巩固拓展
知识点8:勾股定理的应用之长方体
例8:如图2,长方体的长为 ,宽为高为点 在
棱上, ,一只蚂蚁要沿长方体的表面从点爬到点 ,
需要爬行的最短路程是多少?
解题思路:将长方体沿不同面展开后,确定对应A、B点的位置,依据勾股定理进行求解,对比不同方式的答案,找出最短路程.
巩固拓展
解:将长方体按下列三种方案展开:
①如图5,一直角边长为,另外一直角边长为 ,
根据勾股定理,得 ;
②如图6,一直角边长为,另外一直角边长为 ,
根据勾股定理,得 ;
③如图7, , ,
根据勾股定理,得 .
, ,
一只蚂蚁要沿长方体的表面从点 爬到
点,需要爬行的最短路程是 .
巩固拓展
知识点9:代数最值的反思策略
例9.两个正数的和是36,求它们积的最大值.你有哪些解决问题的方法?
解:方法一:面积法(借助赵爽弦图).
设这两个正数分别为, ,如图,用8个全等的直角边
长分别为, 的直角三角形拼成“弦图”.
由图可知 ,
.
由题意,得 ____.
巩固拓展
8个直角三角形的面积为 ___________
_____ ,
_____ .
求的最大值,即求 的最小值.
又 最小值为___,
的最大值为_____.
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324
0
324
巩固拓展
方法二:利用平方差公式求解.
设这两个正数分别为 ,________.
则它们的乘积为 _______________ .
求它们积的最大值,即求 的最小值.
又 的最小值为___,
它们积的最大值为_____.
0
324
思想方法
1.数形结合: 勾股定理是连接几何直角三角形与代数平方关系
的经典桥梁.看到直角三角形要想到三边的平方关系,
看到符合平方关系的三边长要想到构造直角三角形验证.
2.方程思想: 在已知两边求第三边时常常需要利用三边的数量关系
建立方程求解,这在解决复杂问题中尤其重要.
3.建模思想: 将实际问题(如测量、路径、建筑)抽象成几何图形
(通常是直角三角形),应用勾股定理建立数量关系求解,体现
“实际问题 → 数学模型 → 求解 → 回归实际”的过程.
4.转化思想: 当直接计算未知量困难时,可转化为计算其平方,
避开开方运算的复杂性(有时在求角度或比较大小等推理中很有用).
5.分类讨论思想: (虽然本章应用较少,但为后续铺垫)涉及等腰
三角形、折叠等问题时,可能需要考虑直角位置不同的多种情况.
当堂检测
基础题 (面向全体,巩固定理基本应用):
填空题:在Rt△ABC中,∠C=90°.
若BC=3, AC=4, 则AB = ______.
(2) 若AB=10, AC=6, 则BC = ______.
判断题(对的打√,错的打×):
( ) 满足 1² + 2² = 3² 的三角形一定是直角三角形.
( ) 一个三角形的三边长分别是9cm, 12cm, 15cm,它是直角三角形.
选择题:
直角三角形的两条直角边分别是5和,斜边是13,那么的值是 ( )
A. 8 B. 10 C. 12 D. 18
当堂检测
中档题 (面向大多数,要求熟练应用及简单判定):
一个直角三角形的斜边比一条直角边长1cm,另一条直角边长7cm.
求这个直角三角形的三边长.
小明从家A点出发,先向东走了800米到达B点,然后向北走了600米到达C点.
如果小明想从A点直接走到C点(走直线),这段距离是多少米?
已知三角形三边分别为 7cm, 24cm, 25cm。
计算各边平方.
(2) 判断这个三角形是否是直角三角形?如果是,指出哪个角是直角.
当堂检测
拔高题 (面向学有余力,考察综合应用与建模能力):
1. 如图所示,是长方形地面,长宽 .中
间竖有一堵砖墙,高.一只昆虫从点爬到点 ,它必须翻过
中间那堵墙,则它至少要走____ 的路程.
2.一个长方形纸片的宽为12cm.将它折叠,使得顶点B恰好落在
对边AD上的点F处(如图).如果已知AF的长度是9cm,求原来
长方形纸片的长BC是多少厘米?
反思总结
1.本章研究的对象是什么?一般的研究方法是怎样的?你收获了怎样的学习体验?
2.在本章的相关计算中,有时某些数据的结果只能用平方形式呈现,背后的原因是什么?
3.勾股定理作为数学史上最璀璨的明珠之一,借助勾股定理,帮你解决了哪些类型的问题?
作业设计
基础巩固: 完成当堂检测中未能在课堂完成的题目
(尤其是基础题和中档题)
教材回顾: 认真阅读教材本章重点章节,回顾定理和例题,
思考教材习题(可选做2-3道代表性习题)
典例拓展: 选择1-2道“巩固拓展”部分的题目进行解答
错题整理: 收集本章作业、练习、小测中的错题1-2道,
分析错误原因并改正
实践探索 (选做):
1.在教室或家里,寻找一个长方体盒子(如抽屉、书本堆)
测量长、宽、高,计算内部从一个顶点到对顶点
(或表面两点间)的最短距离,并尝试用线模拟看是否吻合
写出你的计算过程和测量验证情况。
2.查阅资料,了解一种不同于教材的勾股定理证明方法(如图形割补法),
简要记录并尝试理解其思路(可以画图)
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