内容正文:
苏科版(2024)八年级数学上册 第三章 勾股定理
第2课时 勾股定理的证明
3.1 勾股定理的探究
目录
02
03
05
06
04
典型例题(含课本例题)
知识点讲解
情景导入
课堂小结与布置作业
课堂练习(分层练习)
01
学习目标
学习目标
1.学生能够清晰复述勾股定理的内容,明确 “直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方”,准确区分定理中 “直角边”“斜边” 的概念,避免混淆。
2.掌握至少两种勾股定理的证明方法,能完整阐述每种证明的思路:从图形构造出发,通过 “面积相等” 的等量关系建立等式,推导得出勾股定理,且能独立写出证明过程中的关键步骤。
3.能运用勾股定理证明的思路,解决简单的与直角三角形边长相关的推导问题。
新课导入
两千多年来,勾股定理的证明一直令人着迷,公元3世纪初,赵爽通过“弦图”证明了勾股定理。
问题
根据“弦图”的思路,用4张如图所示的直角三角形纸片拼成一个边长为c的大正方形.你能用这个图形证明勾股定理吗?
b
c
a
b
c
a
C
A
B
D
证明:∵S正方形ABCD=c2,
S正方形ABCD=4×ab+(b-a)2,
=2ab+b2-2ab+a2
=a2+b2
∴a2+b2=c2.
知识点讲解
尝试
1. 用4张如图所示的直角三角形纸片拼成如图所示的大正方形,你能用这个图形证明勾股定理吗?
b
c
a
b
c
a
b
a
b
a
b
a
证明:∵S大正方形=(a+b)2,
S大正方形=4×ab+c2,
∴ (a+b)2=4×ab+c2
a2+2ab+b2=2ab+c2
∴ a2+b2=c2.
2. 连接左图中小正方形的对角线,可以得到右图.试利用右图中的面积关系证明勾股定理.
b
c
a
b
a
b
a
b
a
b
c
a
b
a
∟
∟
∟
c
证明:∵S梯形=(a+b)2,
S梯形=ab+ ab+c2,
∴ (a+b)2=ab+ ab+c2
a2+ab+b2=ab+ab+ c2
∴ a²+b²=c².
“总统”证法
定义与概念
勾股定理的证明
利用面积相等证明
赵爽弦图
图形不同的切割(或拼接)方法计算面积
典型例题
经典例题
例 一个直立的火柴盒在桌面上倒下,启发人们发现了勾股定理的一种验证方法. 如图3.1-3,火柴盒的一个侧面ABCD倒下后到四边形AB′C′D′的位置,连接AC,AC′,CC′,设AB=a,BC=b,AC=c. 请利用四边形BCC′D′的面积证明勾股定理:a2+b2=c2.
证明:由题意得C′D′=CD=AB=a,D′A=DA=CB=b,
AC′=AC=c,Rt△ABC≌ Rt△AB′C′,四边形BCC′D′为直角梯形,
∴∠BAC=∠B′AC′,S梯形BCC′D′=(BC+C′D′)·BD′=.
∴∠CAC′=∠CAB′+∠B′AC′=∠CAB′+∠BAC=90°.
∴ S梯形BCC′D′=S△ABC+S△CAC′+S△D′AC′=ab+c2+ab=. ∴=,即a2+b2=c2.
详解 Rt△AB′C′是火柴盒侧面ABCD中的Rt△ABC倒下后得到的,Rt△ABC的形状、大小未改变,只是位置由Rt△ABC改变为Rt△AB′C′,所以Rt△AB′C′≌Rt△ABC.
总结归纳
解题秘方:紧扣“总面积等于各部分面积之和”进行验证.
整个图形的面积等于不重叠、无空隙的各组成部分的面积的和.
课堂练习
基础题
知识点1 验证勾股定理
1.[2025江苏苏州姑苏区调研]我国是最早了解勾股定理的国家之一,《周髀算经》中记载了勾股定理
的公式与证明,相传是由商高发现的,故又称之为商高定理.下列四幅图中(每个图中的阴影三角形均为
全等的直角三角形),不能证明勾股定理的是( )
C
A. B. C. D.
【解析】A选项,梯形的面积为 ,该梯形也可看作是由2个直角三角形和一个等腰直
角三角形组成的,则其面积为,, ,故A选项能
证明勾股定理;B选项,大正方形的面积为 ,该大正方形也可看作是由4个直角三角形和一个小正方形组成的,则其
面积为 ,,故B能证明勾股定理;C选项,大正方形的面积为 ,该大
正方形也可看作是由2个长方形和2个小正方形组成的,则其面积为,,
不能证明勾股定理;D选项, 大正方形的面积为 ,该大正方形也可看作是由4个直角三角形和一个小正方形组成
的,则其面积为, , ,故D选项能证明勾股定理.故选C.
关键点拨 根据基础图形的面积公式表示出各个选项图形的面积,同时根据割补的思想可以写出另外一种面
积的表示方法,即可得出一个等式,进而可判断能否证明勾股定理.
2.[2024江苏南京期末]如图,在中,于,点 为上一点,连接,,的
延长线交于 ,已知, .
(1)求证: ;
【证明】, ,, .在
与中, ,
, , , , .
(2)利用图中阴影部分面积完成勾股定理的证明:已知:如图,在 中, ,
,,,求证: .
【解】, ,
, .
16
知识点2 勾股定理与弦图
3. 传统文化[2023江苏扬州中考]我国汉代数学家赵爽
证明勾股定理时创制了一幅“勾股圆方图”,后人称之为“赵
爽弦图”,它是由4个全等的直角三角形和一个小正方形组成.
如图,直角三角形的直角边长为,,斜边长为 ,若
, ,则每个直角三角形的面积为____.
96
【解析】由题图可得,, ,
, ,, 每个直角三角形的面
积为 ,故答案为96.
17
提升题
4.两个全等的直角三角板和直角三角板 如图所示放置,顶点在边上,顶
点,重合,连接 ,.设,交于点, ,
,, 请你回答以下问题.
(1)请猜想与 的位置关系,并加以证明;
解: .
证明:由题意,得, . , .
. .
(2)请尝试利用此图形证明勾股定理.
证明: ,
,,即
拓展题
5. 在中,,,.若 为直角,则;若为
锐角或钝角,则与 之间有怎样的大小关系呢?我们一起进行探究吧.
(1)阅读并填空:如图①,若为锐角,则 .证明:如图②,过点作于点,则
.在中,,在中, ____________,
________________________,即 ,整理,得 .
,, .
(2)解答问题:如图③,若为钝角,试推导与 的大小关系.
解:如图所示,作,交的延长线于点 ,则 .
在中, ,在中, ,
. ,整理,
得 .,,, .
课堂小结
本节课同学们学到了什么?
勾股定理的证明
利用面积相等证明
赵爽弦图
图形不同的切割(或拼接)方法计算面积
布置作业
作业题
教科书第92页练习
第1题
课本练习
1.利用章头活动中的图形,证明勾股定理.
b
c
a
b
a
b
a
b
a
b
a
a
a
a
b
b
b
证明:由图(1)得,
S大正方形=4×ab+a²+b²,
由图(2)得,
S大正方形=4×ab+c2,
∴4×ab+a²+b²=4×ab+c2,
∴ a²+b²=c².
(1)
(2)
观察两个图形有什么相同点和不同点?
同一个图形, 不同的分割方法.
感谢观看
$$