内容正文:
13.2 勾股定理的应用
第13章 勾股定理
华东师大版(2024)八年级上册
情境引入
1.能运用勾股定理及其逆定理解决简单的实际问题.(重点)
2.经历勾股定理的应用过程,熟练掌握其应用方法,明确应用条件.(难点)
核心素养目标
如图所示,一个圆柱体的底面周长为20cm,高AB为4cm,BC是上底面的直径.一只蚂蚁从A点出发,沿着圆柱的侧面爬行到点C,试求出爬行的最短路程.(精确到0.01cm)
A
B
C
导入新课
分析:蚂蚁实际上是在圆柱的半个侧面内爬动,如果将这半个侧面展开,得到长方形ABCD,根据“两点之间,线段最短”,所求的最短路程就是这一展开图——长方形ABCD的对角线AC之长.
A
B
C
A
C
B
D
解:如图,在Rt△ABC中,BC=底面周长的一半=10cm.由勾股定理,可得
答:爬行的最短路程约为10.77cm.
把几何体适当展开成平面图形,再利用“两点之间,线段最短”性质来解决问题.
例1 如果圆柱换成如图的棱长为10cm的正方体盒子,蚂蚁沿着表面需要爬行的最短路程又是多少呢?(精确到0.01cm)
A
B
讲授新课
A
B
10
10
10
B
C
A
解:最短路程即为长方形的对角线AB,
答:爬行的最短路程约是22.36cm,
例2 如果盒子换成如图长为3cm,宽为2cm,高为1cm的长方体,蚂蚁沿着表面由A爬到C1需要爬行的最短路程又是多少呢?
A
B
C
D
B1
C1
D1
A1
分析:蚂蚁由A爬到C1过程中较短的路线有多少种情况?
(1)经过前面和上底面;
(2)经过前面和右面;
(3)经过左面和上底面.
A
B
C
D
B1
C1
D1
A1
2
3
A
1
B
B1
C1
D1
A1
3
2
1
A
B
C
B1
C1
A1
3
2
1
A
D
D1
A1
B1
C1
(1)当蚂蚁经过前面和上底面时,如图,最短路程为
解:
A
AB=
≈4.24(cm).
=
B
C
D
B1
C1
D1
A1
2
3
A
1
B
B1
C1
D1
A1
(2)当蚂蚁经过前面和右面时,如图,最短路程为
A
AB=
≈5.10(cm).
=
B
C
D
B1
C1
D1
A1
3
2
1
A
B
C
B1
C1
A1
(3)当蚂蚁经过左面和上底面时,如图,最短路程为
A
AC1=
≈4.47(cm).
=
B
C
D
B1
C1
D1
A1
3
2
1
A
D
D1
A1
B1
C1
∴最短路程约为4.24cm.
∵4.24<4.47<5.10,
例3 一辆装满货物的卡车,其外形高2.5米,宽1.6米,要开进厂门形状如图所示的某工厂,问这辆卡车能否通过该工厂的厂门?说明理由.
A
B
C
D
2米
2.3米
CD=
CH=0.6+2.3=2.9(米)>2.5(米).
答:卡车能通过厂门.
解:在Rt△OCD中,∠CDO=90°,由勾股定理,得
A
B
M
N
O
C
┏
D
H
2米
2.3米
勾股定理的应用
最短路程问题
勾股定理与其逆定理的应用
课堂小结
1.已知:在△ABC中,AB≠AC,求证:∠B≠∠C,若用反证法来证明这个结论,可以假设( )
A.∠A=∠B B.AB=BC
C.∠B=∠C D.∠A=∠C
C
当堂练习
1.如图,有两棵树,一棵高10米,另一棵高4米,两树相距8米,一只鸟从一棵树的树梢飞到另一棵树的树梢,问小鸟至少要飞行 ( )
A.8米 B.10米 C.12米 D.14米
B
当堂练习
2.如图,圆柱形玻璃杯的杯高为9 cm,底面周长为16 cm,在杯内壁离杯底4 cm的点A处有一滴蜂蜜,此时,一只蚂蚁正好在杯外壁上,它在离杯上沿1 cm,且与蜂蜜相对的点B处,则蚂蚁从外壁B处到内壁A处所走的最短路程为____cm.(杯壁厚度不计)
10
3.(例题1变式)如图所示,有一块砖高AN=5 cm,长ND=10 cm,CD上的点B距点D的距离BD=8 cm,地面上A处的一只蚂蚁到B处吃食,需要爬行的最短路径是多少?
4.如图,小张为测量校园内池塘A,B两点之间的距离,他在池塘边定一点C,使∠ABC=90°,并测得AC长为26 m,BC长为24 m,则A,B两点间的距离为( )
A.5 m B.8 m C.10 m D.12 m
C
5.(2024·吉林)图①中有一首古算诗,根据诗中的描述可以计算出红莲所在位置的湖水深度,其示意图如图②,其中AB=AB′,AB⊥B′C于点C,BC=0.5尺,B′C=2尺.设AC的长度为x尺,可列方程为_____________________.
x2+22=(x+0.5)2
6.(例题2变式)一辆装满货物,宽为2.4米的卡车,欲通过如图的单向隧道,上半部分为半圆,下半部分为长方形,OC=OB=OA,问卡车的外形高必须低于多少米?
7.如图,小巷左右两侧是竖直的墙,一架梯子斜靠在左墙时,梯子底端到左墙角的距离为0.7米,顶端距离地面2.4米.如果保持梯子底端位置不动,将梯子斜靠在右墙时,顶端距离地面2米,则小巷的宽度为( )
A.0.7米 B.1.5米 C.2.2米 D.2.4米
C
A
点拨:在AC上取点K,使点N,K关于AD对称,
∴MN=MK,当点K,M,B在同一条直线上且BK⊥AC时,
BM+MN最小,这是因为BM+MN=BM+MK≥BK,
易知△ABK是等腰直角三角形,
由勾股定理得AK=BK=4,
∴BM+MN的最小值是4
9.如图,一个三级台阶,它的每一级的长,宽和高分别为20,3,2,A和B是这个台阶两个相对的端点,A点有一只蚂蚁,想到B点去吃可口的食物,则蚂蚁沿着台阶表面爬到B点最短路程是______.
25
10.如图,在△ABC中,AB=AC=5,BC=6,若点P在边AC上移动,则BP的最小值是 ____.
11.如图所示,OA⊥OB,OA=45 cm,OB=15 cm,一机器人在B处发现有一个小球自A点出发沿着AO方向匀速滚向点O,机器人立即从B处出发以相同的速度匀速直线前进去拦截小球,在点C处截住了小球,求机器人行走的路程BC.
解:∵小球滚动的速度与机器人行走的速度相等,运动时间相等,即BC=AC,
设AC=BC=x,则OC=45-x,
由勾股定理可知OB2+OC2=BC2,
又∵OB=15,∴152+(45-x)2=x2,
解得x=25.
答:如果小球滚动的速度与机器人行走的速度相等,那么机器人行走的路程BC是25 cm
12.如图,一个牧童在小河的南4 km的A处牧马,而他正位于他的小屋B的西8 km北7 km处,他想把他的马牵到小河边去饮水,然后回家,他要完成这件事情所走的最短路程是多少?
13.如图,A城气象台测得台风中心在A城正西方向78 km的B处,以每小时20 km的速度沿BC方向移动,A到BC的距离AD=30 km,在距台风中心50 km的圆形区域都将受到台风的影响.
(1)台风中心经过多长时间将到达D点?
(2)A城受这次台风的影响有多长时间?
解:将砖的右侧面展开与上面在同一平面内,
最短路径为AB= eq \r((5+8)2+102) = eq \r(269) (cm)
解:由题意知OC=OB= eq \f(1,2)AB=2米,OD=1.2米,
CD= eq \r(OC2-OD2)=1.6米,
CH=1.6+2.5=4.1(米),
所以卡车的外形高必须低于4.1米
8.如图,在锐角三角形ABC中,AB=4 eq \r(2) ,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D,M,N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值是( )
A.4 B.5 C.6 D.2
点拨:当BP⊥AC时,BP取最小值,
过点A作AD⊥BC于点D,
由勾股定理得AD=4,
∵BP⊥AC,
∴S△ABC= eq \f(1,2) AC·BP= eq \f(1,2) BC·AD,
∴BP= eq \f(24,5)
eq \f(24,5)
解:如图,作出A点关于MN的对称点A′,连结A′B交MN于点P,则A′B就是最短路线,在Rt△A′DB中,由勾股定理求得A′B= eq \r(DA′2+DB2)= eq \r((7+4+4)2+82)=17(km).答:他要完成这件事情所走的最短路程是17 km
解:(1)BD= eq \r(AB2-AD2)=72 km,72÷20=3.6(小时),
即台风中心经过3.6小时将到达D点
设台风中心移动到点E处A城开始受影响,至点F后影响结束,
则AE=AF=50 km,
在Rt△ADE中,DE= eq \r(AE2-AD2)=40 km,
∴EF=80 km,80÷20=4(小时),
即A城受这次台风的影响有4小时
$