内容正文:
第2课时 验证勾股定理
第一章 1 探索勾股定理
1.利用拼图的方法验证勾股定理.(重点)
2.掌握勾股定理和它的简单应用.(难点)
学习目标
勾股定理的内容:
直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.如果用a,b和c分别表示直角三角形的两直角边和斜边,那么a2+b2=c2.
几何语言:
因为在Rt△ABC中,∠C=90°,
所以a2+b2=c2(勾股定理).
为什么叫勾股定理这个名称呢?
课堂引入
一、勾股定理的验证
问题 请大家画四个全等的直角三角形,并把它剪下来,用这四个直角三角形拼一拼、摆一摆,看看能否得到一个含有以斜边c为边长的正方形,并与同学们交流.在同学操作的过程中,如图,
提示 (a+b)2或ab·4+c2.
(1)大正方形的面积可以怎样表示?
(2)把这两种表示大正方形面积的式子用等号连接起来: = .
提示 (a+b)2=ab·4+c2.
对上式进行化简,得到
a2+2ab+b2=2ab+c2,即a2+b2=c2.
请用不同的方法证明勾股定理.
解 方法一 将四个全等的直角三角形拼成如图(1)所示的正方形.
图(1)中S正方形ABCD=c2=(b-a)2+4×ab,所以c2=a2+b2.
方法二 如图(2)所示,将两个直角三角形拼成直角梯形.
S梯形ABCD==2×ab+c2,
所以a2+b2=c2.
例1
我们利用拼图的方法,将形的问题与数的问题结合起来,再进行整式运算,从理论上验证了勾股定理.
反思感悟
我国古代数学家赵爽最早证明了勾股定理,它标志着我国古代的数学成就.下面四幅图是由四个全等的直角三角形拼成的,其中不能证明勾股定理的是
√
跟踪训练1
解析 A项,由题意知,大正方形的面积等于四个三角形的面积加两小正方形的面积,
所以4×ab+a2+b2=(a+b)2,是一个恒等式,
故该选项不能得出勾股定理,符合题意;
B项,大正方形的面积等于四个三角形的面积加小正方形的面积,
所以4×ab+c2=(a+b)2,
整理得a2+b2=c2,
故该选项能得出勾股定理,不符合题意;
C项,由题图可得ab+ab+c2=6×ab+(b-a)2,
整理得a2+b2=c2,
故该选项能得出勾股定理,不符合题意;
D项,由题图可知4×ab+(b-a)2=c2,
即c2=a2+b2,
故该选项能得出勾股定理,不符合题意.
二、勾股定理的简单应用
(课本P5例题)在一次军事演习中,红方侦察员王叔叔在距离一条东西向公路400 m处侦察,发现一辆蓝方汽车在这条公路上疾驶.他用红外测距仪测得汽车与他相距400 m;过了10 s,测得汽车与他相距500 m.你能帮王叔叔计算蓝方汽车这10 s的平均速度吗?
例2
解 根据题意,画出图形如图所示,其中点A表示王叔叔所在位置,点C、点B表示两个时刻蓝方汽车的位置.由于王叔叔距离公路400 m,因此∠C是直角,由勾股定理,可得
AB2=BC2+AC2,
也就是5002=BC2+4002,
所以BC=300 m,
蓝方汽车10 s行驶了300 m,那么它平均每秒行驶300÷10=30(m),
即蓝方汽车这10 s的平均速度为30 m/s.
解题时注意数形结合的思想方法使直角三角形问题直观化,利用勾股定理解决问题.
反思感悟
(1)如图,在水塔O的东北方向32 m处有一抽水站A,在水塔的东南方向24 m处有一建筑工地B,在AB间建一条直水管,则水管的长为
A.45 m B.40 m
C.50 m D.56 m
解析 已知东北方向和东南方向的夹角是直角,
所以∠AOB=90°,
又因为OA=32 m,OB=24 m,
所以AB2=OA2+OB2=1 600.
所以AB=40 m.
跟踪训练2
√
(2)如图,某人欲从点A处入水横渡一条河,由于水流的影响,他实际上岸的地点C偏离欲到达的地点B 200 m,结果他在水中实际游了250 m,则该河流的宽度为 m.
解析 由题意得∠ABC=90°,
由勾股定理得
AB2+BC2=AC2,
因为AC=250 m,BC=200 m,
所以AB=150 m.
150
课堂小结
1.如图是我国古代数学家赵爽为《周髀》作注解时给出的“弦图”,它解决的数学问题是
A.三角形内角和定理
B.勾股定理
C.三角形全等判定
D.等腰三角形判定
√
解析 因为“弦图”是利用面积关系证明勾股定理的,
所以“弦图”解决的数学问题是勾股定理.
随堂演练
2.在证明勾股定理时,甲、乙两位同学分别设计了方案:
甲:如图1,用四个全等的直角三角形拼成,其中四边形ABDE和四边形CFGH均是正方形,通过用两种方法表示正方形ABDE的面积来进行证明;
乙:如图2,两个全等的直角三角板ABC和直角三角板DEF,顶点F在BC边上,顶点C,D重合,通过用两种方法表示四边形ACBE的面积来进行证明.
随堂演练
对于甲、乙两种方案,下列判断正确的是
A.甲、乙均对 B.甲对、乙不对
C.甲不对,乙对 D.甲、乙均不对
√
随堂演练
解析 在Rt△ABC中,∠ACB=90°,设AC=b,BC=a,AB=c.
甲:证明:
由题图1可知S正方形ABDE=4S△ABC+S正方形FCHG,
因为S正方形ABDE=c2,S△ABC=ab,正方形FCHG的边长为b-a,
所以c2=4×ab+(b-a)2
=2ab+a2-2ab+b2,
即c2=a2+b2.故甲对;
随堂演练
乙:证明:由题图2可知四边形ACBE的面积=S△ACB+S△ABE=AB·DG+AB·EG=AB·(DG+EG)=AB·DE=c2,
四边形ACBE的面积=S四边形ACFE+S△EFB=(AC+EF)·CF+BF·EF=(b+a)b+(a-b)·a=b2+ab+a2-ab=a2+b2,
所以c2=a2+b2,
即a2+b2=c2.故乙对.
随堂演练
3.已知甲、乙两人从同一地点出发,甲往东走4 km,乙往南走了3 km,这时甲、乙两人相距 km.
解析 如图,
因为∠AOB=90°,OA=4 km,OB=3 km,
所以AB===5(km).
5
随堂演练
4.如图,在离水面高8米的岸上,有人用绳子拉船靠岸,开始时绳子BC的长为17米,几分钟后船到达点D的位置,此时绳子CD的长为10米,则船向岸边移动了 米.
9
解析 在Rt△ABC中,
因为∠CAB=90°,BC=17米,AC=8米,
所以AB2=BC2-AC2=172-82=152,所以AB=15米,
同理,因为CD=10米,所以AD=6米,
所以BD=AB-AD=15-6=9(米),
即船向岸边移动了9米.
随堂演练
本课结束
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