内容正文:
2025年秋季北师大版数学八年级上册
知识点及基础题预习
第一章 勾股定理
3. 勾股定理的应用
知识点预习
1. 折叠问题中勾股定理的应用:
折叠问题(利用折叠前后图形全等找等边)、动态几何问题(用变量表示边长)、已知直角三角形斜边和一条直角边(或周长面积等)求另一条边。
核心: 利用方程思想,将勾股定理看作一个关于未知数的方程。
2. 勾实际测量与建模问题:
核心: 将现实世界中的距离、高度等测量问题,抽象为几何图形(主要是直角三角形),利用勾股定理建立方程求解。
常见类型:
不可达距离: (如测量河宽、湖宽)在河岸同侧构造直角三角形(利用标杆、参照物),测量两条直角边(如基线长和其中一点到对岸参照物的视线距离),求斜边(河宽)。
不可达高度: (如测量树高、楼高)
范围确定问题: (如台风影响范围)以某点为圆心,影响半径为半径画圆。判断一个点是否在影响范围内,即计算该点到圆心的距离是否小于等于半径。通常需要构造直角三角形计算两点间距离(利用坐标差或已知线段)。。
3. 定最短路径问题(几何体表面):
核心: 将三维空间中的曲面(或折面)上的最短路径问题,通过展开图转化为平面上两点之间的线段长度问题,再利用勾股定理求解。
常见模型:
圆柱侧面: 将圆柱侧面沿一条母线展开成长方形。起点和终点位于展开图上,连接两点的线段即为最短路径。利用长方形的长(底面周长)和宽(高),结合勾股定理计算线段长。
长方体表面: 根据起点和终点的相对位置,选择不同的面展开(通常需要尝试不同的展开方式),将三维路径转化为平面上的折线或直线,比较不同展开图中连接两点的直线段长度,最短者即为所求。计算时需构造直角三角形(利用长方体的长、宽、高)。
台阶问题: 将连续的台阶侧面展开成一个长方形(高是所有台阶高度之和,长是所有台阶深度之和),起点和终点位于展开图上,连接两点的线段长度即为最短路径(忽略台阶宽度时)。
4. 总结:
第三节是勾股定理及其逆定理知识的综合应用和能力提升阶段。它要求学生能够灵活地将所学定理应用于解决实际生活问题(如测量、最短路径)和复杂几何问题(计算、证明)。关键在于:
1) 建模——把实际问题转化为数学问题(构造直角三角形);
2) 转化—— 将空间问题转化为平面问题(展开图);
3) 构造——在平面图形中构造直角三角形;
4) 计算与验证——熟练运用公式进行计算,必要时利用逆定理验证直角。本节内容最能体现数学的应用价值和解决问题的策略。
基础题预习
1、 选择题预习(30分)
1.如图,将长为8cm的橡皮筋放置在水平面上,固定两端A和B,然后把中点C垂直向上拉升3cm至点D,则橡皮筋被拉长了( )
A.2cm B.3cm C.4cm D.6cm
2.如图,在水塔O的东北方向32m处有一抽水站A,在水塔的东南方向24m处有一建筑工地B,在AB间建一条直水管,则水管的长为( )
A.45m B.40m C.50m D.56m
3.如图,一棵大树被台风刮断,若树在离地面3m处折断,树顶端落在离树底部4m处,则树折断之前高( )
A.3m B.8m C.5m D.10m
4.如图,一根长20cm的吸管置于底面直径为9cm,高为12cm的杯子中,则吸管露在杯子外面的长度可能是( )
A.4cm B.7cm C.9cm D.12cm
5.我国古代九章算术中有数学发展史上著名的“葭生池中”问题,今有方池一丈二,葭生其中央,出水二尺,引薜赴岸,适与岸齐,问:葭长几何?(1丈=10尺).意思是有一个长方体池子,底面是边长为1.2丈的正方形,正中间有芦苇,把高出水面2尺的芦苇拉向池边(芦苇没有折断),刚好贴在池边上,则芦苇长( )尺
A.8 B.10 C.12 D.13
6.如图,在Rt△ABC中,分别以这个三角形的三边为边长向外侧作正方形、面积分别记为S1,S2,S3,若S3+S2﹣S1=14,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C.6 D.7
7.勾股定理在生活中有着极其广泛的应用.如图是某临街店铺在窗户上方安装的遮阳棚,其侧面如图所示,遮阳棚收拢紧贴墙面自然下垂时,遮阳棚棚骨外端C距离地面100cm(即CE=100cm),将其展开至点B距离墙面168cm的位置时(即水平距离BD=168cm),AB=232cm,则此时棚骨外端B离地面的垂直高度是( )cm.
A. B. C.172 D.
8.如图,直线是一条河,A、B是两个新农村定居点.欲在l上的某点处修建一个水泵站,由水泵站直接向 A、B两地供水.现有如下四种管道铺设方案,图中实线表示铺设的供水管道,则铺设管道最短的方案是( )
A. B.
C. D.
9.如图是一个底面周长为10cm,高AB为12cm的圆柱模型,BC是底面直径.现要在此模型的侧面贴一圈彩色装饰带,使装饰带经过A,C两点(接头不计),则装饰带的长度最短为( )
A. B. C.13cm D.26cm
10.如图,蚂蚁想要从两级台阶的左上角M处爬到右下角N处,它只能沿着台阶的表面爬行,已知每级台阶的长、宽、高分别是16分米,4分米,2分米,则蚂蚁从M处爬到N处的最短路程是( )
A.分米 B.分米 C.16分米 D.20分米
二、填空题预习(24分)
11.一艘帆船由于风向原因先向正东方向航行了24km,然后向正北方向航行了10km,这时他离出发点 km.
12.如图,在实践活动课上,小华打算测量学校旗杆的高度,她发现旗杆顶端的绳子垂到地面后还多出1m,当她把绳子斜拉直,且使绳子的底端刚好接触地面时,测得绳子底端距离旗杆底部5m,若设学校旗杆的高度是x m,则可列方程为 .
13.如图,长方体三条棱的长分别为7cm,5cm,5cm,蚂蚁从A1出发,沿长方体的表面爬到C点,则最短路线长是 cm.
14.如图,在公园内有两棵树相距8米,一棵树高15米,另一棵树高9米,一只小鸟从一棵树的顶端飞到另一棵树的顶端,小鸟至少要飞 米.
15.如图,高度为1米的平台上有一根长为8米的木杆垂直于台面AB,在一阵大风后,木杆从点E处折断,AE依然垂直于AB,木杆顶端落在地面的点D处,已知AB∥CD,AB=2米,CD=1米,则木杆依然直立的部分AE的长为 .
16.如图,圆柱底面圆的周长为8cm,CD、AB分别是上、下底面的直径,高BC=6cm,用一条无弹性的丝带从A至C按如图所示的圈数缠绕,则丝带的最短长度为 cm.
三、解答题预习(46分)
17.如图,在电线杆AB上的点C处,向地面拉有一条10m长的钢缆CD,地面固定点D到电线杆底部的距离BD=6m,AB⊥BD于B,电线杆上的固定点C到电线杆顶端A的距离为2.5m,求电线杆的高度AB.
18.我国古代数学著作《九章算术》中记载了下面的一个问题:“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.”(丈、尺都是长度单位,1丈=10尺)这段话翻译成现代汉语的意思是:有一个水池,水面是一个边长为10尺的正方形,在水池正中央有一根芦苇,它高出水面1尺.如果把这根芦苇拉向水池一边的中点,它的顶端恰好到达池边的水面.水的深度与这根芦苇的长度分别是多少?
19.如图,在笔直的公路AB旁有一座山,从山另一边的C处到公路上的停靠站A的距离为AC=15km,与公路上另一停靠站B的距离为BC=20km,停靠站A、B之间的距离为AB=25km,为方便运输货物现要从公路AB上的D处开凿隧道修通一条公路到C处,且CD⊥AB.
(1)请判断△ABC的形状?
(2)求修建的公路CD的长.
20.某路段限速标志规定:小汽车在此路段上的行驶速度不得超过75km/h,如图,一辆小汽车在该笔直路段l上行驶,某一时刻刚好行驶到路对面的车速检测仪A的正前方30m的点C处,2s后小汽车行驶到点B处,测得此时小汽车与车速检测仪A间的距离为50m.∠ACB=90°.
(1)求BC的长.
(2)这辆小汽车超速了吗?并说明理由.
21.在海洋上有一近似于四边形的岛屿,其平面如图甲,小明据此构造出该岛的一个数学模型(如图乙四边形ABCD),AC是四边形岛屿上的一条小溪流,其中∠B=90°,AB=BC=5千米,CD千米,AD=4千米.
(1)求小溪流AC的长.
(2)求四边形ABCD的面积.(结果保留根号)
22.随着中国科技、经济的不断发展,5G信号覆盖的广泛性和稳定性都有更好的表现.如图,一辆汽车沿直线AB方向,由点A向点B行驶,已知点C为某个5G信号源,且点C到点A和点B的距离分别为60m和80m,且AB=100m,信号源中心周围50m及以内可以接收到5G信号.
(1)汽车在从点A向点B行驶的过程中,能接收到5G信号吗?为什么?
(2)若汽车的速度为7m/s,请问有多长时间可以接收到5G信号?
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2025年秋季北师大版数学八年级上册
知识点及基础题预习
第一章 勾股定理
3. 勾股定理的应用
知识点预习
1. 折叠问题中勾股定理的应用:
折叠问题(利用折叠前后图形全等找等边)、动态几何问题(用变量表示边长)、已知直角三角形斜边和一条直角边(或周长面积等)求另一条边。
核心: 利用方程思想,将勾股定理看作一个关于未知数的方程。
2. 勾实际测量与建模问题:
核心: 将现实世界中的距离、高度等测量问题,抽象为几何图形(主要是直角三角形),利用勾股定理建立方程求解。
常见类型:
不可达距离: (如测量河宽、湖宽)在河岸同侧构造直角三角形(利用标杆、参照物),测量两条直角边(如基线长和其中一点到对岸参照物的视线距离),求斜边(河宽)。
不可达高度: (如测量树高、楼高)
范围确定问题: (如台风影响范围)以某点为圆心,影响半径为半径画圆。判断一个点是否在影响范围内,即计算该点到圆心的距离是否小于等于半径。通常需要构造直角三角形计算两点间距离(利用坐标差或已知线段)。。
3. 定最短路径问题(几何体表面):
核心: 将三维空间中的曲面(或折面)上的最短路径问题,通过展开图转化为平面上两点之间的线段长度问题,再利用勾股定理求解。
常见模型:
圆柱侧面: 将圆柱侧面沿一条母线展开成长方形。起点和终点位于展开图上,连接两点的线段即为最短路径。利用长方形的长(底面周长)和宽(高),结合勾股定理计算线段长。
长方体表面: 根据起点和终点的相对位置,选择不同的面展开(通常需要尝试不同的展开方式),将三维路径转化为平面上的折线或直线,比较不同展开图中连接两点的直线段长度,最短者即为所求。计算时需构造直角三角形(利用长方体的长、宽、高)。
台阶问题: 将连续的台阶侧面展开成一个长方形(高是所有台阶高度之和,长是所有台阶深度之和),起点和终点位于展开图上,连接两点的线段长度即为最短路径(忽略台阶宽度时)。
4. 总结:
第三节是勾股定理及其逆定理知识的综合应用和能力提升阶段。它要求学生能够灵活地将所学定理应用于解决实际生活问题(如测量、最短路径)和复杂几何问题(计算、证明)。关键在于:
1) 建模——把实际问题转化为数学问题(构造直角三角形);
2) 转化—— 将空间问题转化为平面问题(展开图);
3) 构造——在平面图形中构造直角三角形;
4) 计算与验证——熟练运用公式进行计算,必要时利用逆定理验证直角。本节内容最能体现数学的应用价值和解决问题的策略。
基础题预习
1、 选择题预习(30分)
1.如图,将长为8cm的橡皮筋放置在水平面上,固定两端A和B,然后把中点C垂直向上拉升3cm至点D,则橡皮筋被拉长了( )
A.2cm B.3cm C.4cm D.6cm
【解答】解:Rt△ACD中,ACAB=4cm,CD=3cm;
根据勾股定理,得:AD5(cm);
∴AD+BD﹣AB=2AD﹣AB=10﹣8=2(cm);
故橡皮筋被拉长了2cm.
故选:A.
2.如图,在水塔O的东北方向32m处有一抽水站A,在水塔的东南方向24m处有一建筑工地B,在AB间建一条直水管,则水管的长为( )
A.45m B.40m C.50m D.56m
【解答】解:已知东北方向和东南方向刚好是一直角,
∴∠AOB=90°,
又∵OA=32m,OB=24m,
∴AB40m.
故选:B.
3.如图,一棵大树被台风刮断,若树在离地面3m处折断,树顶端落在离树底部4m处,则树折断之前高( )
A.3m B.8m C.5m D.10m
【解答】解:如图所示,在Rt△ABC中,AB=3m,BC=4m,∠ABC=90°,
∴5(m),
∴AC+AB=5+3=8(m),
∴树折断之前高8m,
故选:B.
4.如图,一根长20cm的吸管置于底面直径为9cm,高为12cm的杯子中,则吸管露在杯子外面的长度可能是( )
A.4cm B.7cm C.9cm D.12cm
【解答】解:如图,当吸管、底面直径、杯子的高恰好构成直角三角形时,h最短,当吸管与底面垂直时,h最大,
此时AB15(cm),
故h最短=20﹣15=5(cm),h最大=20﹣12=8(cm).
故选:B.
5.我国古代九章算术中有数学发展史上著名的“葭生池中”问题,今有方池一丈二,葭生其中央,出水二尺,引薜赴岸,适与岸齐,问:葭长几何?(1丈=10尺).意思是有一个长方体池子,底面是边长为1.2丈的正方形,正中间有芦苇,把高出水面2尺的芦苇拉向池边(芦苇没有折断),刚好贴在池边上,则芦苇长( )尺
A.8 B.10 C.12 D.13
【解答】解:底面是边长为1.2丈(12尺)的正方形,如图,
设芦苇长为x尺,
根据题意,得AF=AC=x尺,BF=2尺,尺,
在直角三角形ABC中,由勾股定理得:x2=(x﹣2)2+62,
解得x=10.
故选:B.
6.如图,在Rt△ABC中,分别以这个三角形的三边为边长向外侧作正方形、面积分别记为S1,S2,S3,若S3+S2﹣S1=14,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C.6 D.7
【解答】解:由图可知,BC2﹣AC2=AB2,即S3﹣S1=S2,
∵S3+S2﹣S1=14,
∴S2=7,
∵阴影部分的面积为,
∴阴影部分的面积为,
故选:A.
7.勾股定理在生活中有着极其广泛的应用.如图是某临街店铺在窗户上方安装的遮阳棚,其侧面如图所示,遮阳棚收拢紧贴墙面自然下垂时,遮阳棚棚骨外端C距离地面100cm(即CE=100cm),将其展开至点B距离墙面168cm的位置时(即水平距离BD=168cm),AB=232cm,则此时棚骨外端B离地面的垂直高度是( )cm.
A. B. C.172 D.
【解答】解:由题意得:AC=AB=232cm,CE=100cm,BD=168cm,∠ADB=90°,BF=DE,
在Rt△ADB中,由勾股定理得:AD160(cm),
∴BF=DE=AE﹣AD=AC+CE﹣AD=232+100﹣160=172(cm),
故选:C.
8.如图,直线是一条河,A、B是两个新农村定居点.欲在l上的某点处修建一个水泵站,由水泵站直接向 A、B两地供水.现有如下四种管道铺设方案,图中实线表示铺设的供水管道,则铺设管道最短的方案是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:作点A关于直线l的对称点A′,连接BA′交直线l于M.
根据两点之间,线段最短,可知选项D铺设的管道最短.
故选:D.
9.如图是一个底面周长为10cm,高AB为12cm的圆柱模型,BC是底面直径.现要在此模型的侧面贴一圈彩色装饰带,使装饰带经过A,C两点(接头不计),则装饰带的长度最短为( )
A. B. C.13cm D.26cm
【解答】解:如图,圆柱的侧面展开图为长方形,AC=A'C,且点C为BB'的中点,
∵AB=12cm,BC10=5(cm),
在Rt△ABC中,
AC=213(cm),
∴装饰带的长度=2AC=26(cm),
答:装饰带的长度最短为26cm,
故选:D.
10.如图,蚂蚁想要从两级台阶的左上角M处爬到右下角N处,它只能沿着台阶的表面爬行,已知每级台阶的长、宽、高分别是16分米,4分米,2分米,则蚂蚁从M处爬到N处的最短路程是( )
A.分米 B.分米 C.16分米 D.20分米
【解答】解:如图所示
AB20(分米).
答:它沿着台阶面从点A爬到点B的最短路程是20分米.
故选:D.
二、填空题预习(24分)
11.一艘帆船由于风向原因先向正东方向航行了24km,然后向正北方向航行了10km,这时他离出发点 26 km.
【解答】解:如图,
A为出发点,B为正东方向航行了24km的地点,C为向正北方向航行了10m的地点,
故AB=24km,BC=1km,
AC26km.
故答案为:26.
12.如图,在实践活动课上,小华打算测量学校旗杆的高度,她发现旗杆顶端的绳子垂到地面后还多出1m,当她把绳子斜拉直,且使绳子的底端刚好接触地面时,测得绳子底端距离旗杆底部5m,若设学校旗杆的高度是x m,则可列方程为 x2+52=(x+1)2 .
【解答】解:设学校旗杆的高度是x m,根据勾股定理得到:x2+52=(x+1)2,
故答案为:x2+52=(x+1)2.
13.如图,长方体三条棱的长分别为7cm,5cm,5cm,蚂蚁从A1出发,沿长方体的表面爬到C点,则最短路线长是 cm.
【解答】解:如图所示:
当如图1所示时,
A1Ccm;
∴它所行的最短路线的长是cm.
故答案为:.
14.如图,在公园内有两棵树相距8米,一棵树高15米,另一棵树高9米,一只小鸟从一棵树的顶端飞到另一棵树的顶端,小鸟至少要飞 10 米.
【解答】解:如图所示,AB,CD为树,且AB=15米,CD=9米,BD为两树距离8米,
过C作CE⊥AB于E,
则CE=BD=8米,AE=AB﹣CD=6米,
在直角三角形AEC中,
AC10(米),
答:小鸟至少要飞10米.
故答案为:10.
15.如图,高度为1米的平台上有一根长为8米的木杆垂直于台面AB,在一阵大风后,木杆从点E处折断,AE依然垂直于AB,木杆顶端落在地面的点D处,已知AB∥CD,AB=2米,CD=1米,则木杆依然直立的部分AE的长为 3米 .
【解答】解:延长EA交DC于H,
则EA⊥CD,
∴CH=AB=2米,AH=BC=1米,
∴DH=CD+CH=3米,
∵EH2+DH2=DE2,
∴(AE+1)2+32=(8﹣AE)2,
∴AE=3,
答:木杆依然直立的部分AE的长为3米,
故答案为:3米.
16.如图,圆柱底面圆的周长为8cm,CD、AB分别是上、下底面的直径,高BC=6cm,用一条无弹性的丝带从A至C按如图所示的圈数缠绕,则丝带的最短长度为 6 cm.
【解答】解:如图所示,
∵无弹性的丝带从A至C,绕了1.5圈,
∴展开后AB=1.5×8=12(cm),BC=6cm,
由勾股定理得:AC6(cm),
故答案为:6.
三、解答题预习(46分)
17.如图,在电线杆AB上的点C处,向地面拉有一条10m长的钢缆CD,地面固定点D到电线杆底部的距离BD=6m,AB⊥BD于B,电线杆上的固定点C到电线杆顶端A的距离为2.5m,求电线杆的高度AB.
【解答】解:在Rt△BCD中,由勾股定理得,
BC8(m),
∴AB=BC+AC=8+2.5=10.5(m),
∴电线杆的高度AB为10.5m.
18.我国古代数学著作《九章算术》中记载了下面的一个问题:“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.”(丈、尺都是长度单位,1丈=10尺)这段话翻译成现代汉语的意思是:有一个水池,水面是一个边长为10尺的正方形,在水池正中央有一根芦苇,它高出水面1尺.如果把这根芦苇拉向水池一边的中点,它的顶端恰好到达池边的水面.水的深度与这根芦苇的长度分别是多少?
【解答】解:水面是一个边长为10尺的正方形,在水池正中央有一根芦苇,它高出水面1尺,如图,
设AC=x尺,则AB=AB′=(x+1)尺,
由题意,得:B'C=5(尺),
在Rt△ACB′中,由勾股定理得:(x+1)2=x2+52,
解得:x=12,
∴x+1=13,
即水深为12尺,芦苇长13尺.
19.如图,在笔直的公路AB旁有一座山,从山另一边的C处到公路上的停靠站A的距离为AC=15km,与公路上另一停靠站B的距离为BC=20km,停靠站A、B之间的距离为AB=25km,为方便运输货物现要从公路AB上的D处开凿隧道修通一条公路到C处,且CD⊥AB.
(1)请判断△ABC的形状?
(2)求修建的公路CD的长.
【解答】解:(1)△ABC是直角三角形.
∵AC=15km,BC=20km,AB=25km,
152+202=252,
∴AC2+BC2=AB2,
∴∠ACB=90°,
∴△ABC是直角三角形.
(2)∵CD⊥AB,
∴S△ABCAB•CDAC•BC,
∴CD12(km).
答:修建的公路CD的长是12km.
20.某路段限速标志规定:小汽车在此路段上的行驶速度不得超过75km/h,如图,一辆小汽车在该笔直路段l上行驶,某一时刻刚好行驶到路对面的车速检测仪A的正前方30m的点C处,2s后小汽车行驶到点B处,测得此时小汽车与车速检测仪A间的距离为50m.∠ACB=90°.
(1)求BC的长.
(2)这辆小汽车超速了吗?并说明理由.
【解答】解:(1)根据题意得:∠ACB=90°,AC=30m,AB=50m,
∴,
答:BC的长为40m;
(2)这辆小汽车不超速,理由如下:
∵该小汽车的速度为40÷2=20(m/s)=72(km/h)<75km/h,
∴这辆小汽车不超速.
21.在海洋上有一近似于四边形的岛屿,其平面如图甲,小明据此构造出该岛的一个数学模型(如图乙四边形ABCD),AC是四边形岛屿上的一条小溪流,其中∠B=90°,AB=BC=5千米,CD千米,AD=4千米.
(1)求小溪流AC的长.
(2)求四边形ABCD的面积.(结果保留根号)
【解答】解:(1)∵∠B=90°,AB=BC=5千米,
∴AC5(千米);
(2)∵AC2=(5)2=50,CD2+AD2=()2+(4)2=50,
∴AC2=CD2+AD2,
则∠D=90°,
S四边形ABCD=S△ABC+S△ACD
5×54
=(2)平方千米.
22.随着中国科技、经济的不断发展,5G信号覆盖的广泛性和稳定性都有更好的表现.如图,一辆汽车沿直线AB方向,由点A向点B行驶,已知点C为某个5G信号源,且点C到点A和点B的距离分别为60m和80m,且AB=100m,信号源中心周围50m及以内可以接收到5G信号.
(1)汽车在从点A向点B行驶的过程中,能接收到5G信号吗?为什么?
(2)若汽车的速度为7m/s,请问有多长时间可以接收到5G信号?
【解答】解:(1)汽车在从点A向点B行驶的过程中,能接收到5G信号,理由如下:
在△ABC中,AC=60m,BC=80m,AB=100m,
∵602+802=1002,即AC2+BC2=AB2,
∴∠ACB=90°.
过点C作CD⊥AB于点D,如图所示.
∵S△ABCAB•CDAC•BC,
∴CD48(m),
∵48<50,
∴汽车在从点A向点B行驶的过程中,能接收到5G信号;
(2)设在直线AB上点E,F到点C的距离为50m,
在Rt△CDE中,CD=48m,CE=50m,∠CDE=90°,
∴DE14(m),
同理:DF=14m,
∴(14+14)÷7=4(s).
答:有4s可以接收到5G信号.
学科网(北京)股份有限公司
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