内容正文:
第五讲 勾股定理的应用
典例精讲
题型一、应用勾股定理解决梯子滑落高度问题
例1.物理课上,老师带着科技小组进行物理实验.同学们将一根不可拉伸的绳子绕过定滑轮,一端拴在滑块上,另一端拴在物体上,滑块放置在水平地面的直轨道上,通过滑块的左右滑动来调节物体的升降.实验初始状态如图1所示,物体静止在直轨道上,物体到滑块的水平距离是,物体到定滑轮的垂直距离是.(实验过程中,绳子始终保持绷紧状态,定滑轮、滑块和物体的大小忽略不计)
(1)求绳子的总长度;
(2)如图2,若物体升高,求滑块向左滑动的距离.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
(1)在中利用勾股定理直接计算即可;
(2)由(1)得绳子的总长度为,得到,在中利用勾股定理求出,再利用线段和差即可解答.
【详解】(1)解:由题意得,,,,
在中,,
,
.
答:绳子的总长度为.
(2)解:如图,
由题意得,,,
,
由(1)得,绳子的总长度为,
,
在中,,
,
,
答:滑块向左滑动的距离为.
题型二、应用勾股定理解决旗杆高度问题
例2.在城市建筑测量中,经常会用到几何知识.小明家附近有一栋居民楼,楼顶处刚好有一根绳子()垂直落到地面,绳子()比楼高()多米.小明想了解楼的高度,于是他把绳子拉开米时(即米),绳子()刚好举过头顶,小明的身高是米(即米),小明能够求出这栋居民楼的高度,请帮小明写出完整的过程.
【答案】居民楼的高度为米.
【分析】本题考查勾股定理的实际应用,将实际问题转化为直角三角形的几何模型,利用勾股定理列方程计算是解题关键.
过点作,则,,设居民楼的实际高度为米,然后对、进行表示,再利用勾股定理建立方程求解.
【详解】解:如图,过点作.可知,.
设居民楼的实际高度为米,根据题意,
绳子的长度为米,米,米,
在中,根据勾股定理:
,
代入已知条件:
,
展开化简:
,
,
,
可得.
答:居民楼的高度为米.
题型三、应用勾股定理解决小鸟飞行距离问题
例3.如图,有两棵树,一棵高12米,另一棵高6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,问小鸟至少飞行 米.
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理,矩形的性质,掌握根据题意画出对应的图形是解题的关键.
先画出几何图形,然后求出直角边,用勾股定理计算求解.
【详解】解:如图,设大树高为,小树高为,过C点作,连接,
根据题意,可知四边形是矩形,
,,
,
根据勾股定理可得,
一只鸟从一棵树的树梢飞到另一棵树的树梢,小鸟至少飞行.
故答案为:.
题型四、应用勾股定理解决大树折断前的高度问题
例4.如图,《九章算术》中的“折竹抵地”问题:今有竹高一丈,末折抵地,去本三尺,问折者高几何?意思是:一根竹子,原高一丈(一丈等于十尺),虫伤有病,一阵风将竹子折断,其竹梢恰好抵地,抵地处离竹子底部3尺远,设竹子折断处离地面的高度为x尺,根据题意,下面所列方程正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理的应用,竹子折断后刚好构成一个直角三角形,设竹子折断处离地面x尺,则斜边为尺,利用勾股定理解题即可.
【详解】解:设竹子折断处离地面x尺,则斜边为尺,
由勾股定理得:,
故选:A.
题型五、应用勾股定理解决水杯中筷子问题
例5.如图,有一个池塘,其底面是边长为10尺的正方形,一个芦苇生长在它的中央,高出水面部分为1尺.如果把该芦苇沿与水池边垂直的方向拉向岸边,那么芦苇的顶部B恰好碰到岸边的.则这根芦苇的长度是( )
A.11尺 B.12尺 C.13尺 D.14尺
【答案】C
【分析】本题考查了勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理是解题关键.
先求出,尺,再设尺,则尺,在中,利用勾股定理求解即可得.
【详解】解:由题意得:,,(尺),尺,
设尺,则尺,
在中,,即,
解得,
即这根芦苇的长度是13尺,
故选:C.
题型六、应用勾股定理解决航海问题
例6.年月初,我国海警在南海仁爱礁附近海域进行常态化巡逻,对从菲律宾“马德雷山号”坐滩军舰派出的正在骚扰中国渔船的橡皮艇依法管制并予以坚决驱离.管制结束后,上午6时我国海警舰艇与这艘橡皮艇同时从渚碧礁基地点出发.我国海警舰艇以每小时海里的速度沿北偏东方向航行,该橡皮艇以每小时海里的速度沿某一方向航行.上午8时两船分别到达点和点,且相距海里.请通过计算说明该橡皮艇的航行方向.
【答案】北偏西
【分析】本题考查了解决航海问题(勾股定理的应用), 与方向角有关的计算题等知识,解题关键是掌握上述知识点并能运用求解.
先分别求出两船行走的路程,利用勾股定理的逆定理说明与上午8时两船与P点三个位置成直角三角形,以此求得该橡皮艇的航行方向.
【详解】解:∵上午6时出发,到上午8时,我国海警舰艇以每小时海里的速度,橡皮艇以每小时海里的速度,
∴我国海警舰艇行走的路程为海里,
橡皮艇行走的路程为海里,
∴,
∵上午8时两船分别到达点和点,且相距海里,
∴上午8时我国海警舰艇、橡皮艇与P,三个位置成直角三角形,
∴,
∵我国海警舰艇以每小时海里的速度沿北偏东方向航行,
,
∴该橡皮艇的航行方向为北偏西方向.
题型七、应用勾股定理解决求河宽问题
例7.为了求出湖两岸,两点之间的距离,观测者小林在点设桩,使△ABC恰好为直角三角形(∠B=90°),如图所示,通过测量得长为10m,长为8m,求出图中、两点之间的距离.
【答案】A、B两点之间的距离是.
【分析】本题考查勾股定理在实际问题中的应用,关键是明确直角三角形的直角顶点(),从而确定直角边与斜边,再利用勾股定理的变形公式(已知斜边和一条直角边求另一条直角边)进行计算.
题目中是直角三角形且,根据勾股定理,直角三角形两条直角边的平方和等于斜边的平方,即.要求、两点间的距离即求的长度,已知,,需将已知数值代入勾股定理公式,通过移项、开方计算出的长度.
【详解】解:是直角三角形且,
和为直角边,为斜边.
根据勾股定理可得:.
,,将其代入上述公式,可得:
由于线段长度为正数,得:
故A、B两点之间的距离是.
题型八、应用勾股定理解决台阶上地毯长度问题
例8.如图,某会展中心准备将高,长,宽的楼道铺上地毯,若地毯每平方米元,则铺完这个楼道至少需要 元.
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理的应用,利用勾股定理可得,即得地毯的长为,进而可得地毯的面积,再乘以单价即可求解,掌握勾股定理的应用是解题的关键.
【详解】解:由勾股定理得,,
∴地毯的长为,
∴地毯的面积为,
∴铺完这个楼道至少需要元,
故答案为:.
题型九、应用勾股定理解决汽车超速问题
例9.如图,小亮与小红进行遥控赛车游戏,终点为点A,小亮的赛车从点C出发,以4米/秒的速度由西向东行驶,同时小红的赛车从点B出发,以3米/秒的速度由南向北行驶,已知整个过程两辆赛车均沿直线行驶,米,米.
(1)经过4秒,两赛车之间的距离是多少米?
(2)已知赛车之间的距离小于或等于25米时,遥控信号会产生相互干扰,若某一时刻,这两辆赛车距点A的距离之和为35米,则此时遥控信号是否会产生相互干扰?
【答案】(1)两赛车之间的距离是30米
(2)当两赛车的距离之和为米时,遥控信号将会产生干扰
【分析】本题考查了勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
(1)根据题意求得米,米,得到 米,米,根据勾股定理即可得到结论;
(2)设出发秒钟时,遥控信号将会产生相互干扰,根据题意列方程即可得到结论.
【详解】(1)解:如图,
出发秒钟时,米,米
米,米
米,米
(米)
答:两赛车之间的距离是30米.
(2)解:设出发秒钟时,两赛车距 A 点的距离之和为 35 米,
由题意得,,解得
此时,
此时,
即两赛车间的距离是25米,所以遥控信号将会受到干扰,
答:当两赛车的距离之和为米时,遥控信号将会产生干扰.
题型十、应用勾股定理解决是否收台风影响问题
例10.海南台风影响时间跨度大,核心台风季节集中在月,9月更是台风登陆数量最多、强度最强的月份.如图,某沿海城市A接到台风预警,在该市正南方向340的B处有一台风中心,沿方向以20的速度移动,已知城市A到的距离为160.
(1)台风中心经过多长时间从B点移到D点?
(2)如果在距台风中心200的圆形区域内都将受到台风的影响,那么A市受到台风影响的时间持续多少小时?
【答案】(1)15小时
(2)12小时
【分析】本题考查勾股定理的应用和数形结合,掌握勾股定理是解题的关键.
(1)根据题意,利用勾股定理,求出,计算即可求解;
(2)根据题意找到受台风影响的临界点,,在利用勾股定理求出、和的长,计算即可求解.
【详解】(1)解:由题可得,,,
在中,(),
(h),
则台风中心经过小时从B点移到D点;
(2)如图,设台风中心在E、F两点时,A市受影响,
由题意得,,
在中,(),
在中,(),
(),
(h)
则A市受到台风影响的时间持续12小时.
题型十一、应用勾股定理解决选址问题
例11.背景介绍:勾股定理是几何学中的明珠,充满着魅力.千百年来,人们对它的证明门庭若市,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者,向常春在1994年构造发现了一个新的证法.
小试牛刀:把两个全等的直角三角形,,如图1放置,其三边长分别为、、.显然,,请用a、b、c分别表示出梯形、四边形、的面积,再探究这三个图形面积之间的关系,可得到勾股定理,________________________
则它们满足的关系式为________经化简,可得到勾股定理
知识运用:
(1)如图2,铁路上A、B两点(看作直线上的两点)相距40千米,C、D为两个村庄(看作两个点),,,垂足分别为A、B,千米,千米,则两个村庄的距离为________千米(直接填空);
(2)在(1)的背景下,若千米,千米,千米,要在上建造一个供应站P、使得,求出的距离.
【答案】小试牛刀:;;;;
知识运用:(1)41;(2)(千米);
【分析】本题考查勾股定理的证明,勾股定理,中垂线的性质,熟练掌握相关知识点是解题的关键:
小试牛刀:根据三角形的面积和梯形的面积可以表示出相应部分面积;
知识运用:(1)连接,过点作的垂线,根据垂直得到边长之间的关系,再用勾股定理即可求得.
(2)作的垂直平分线,交于点,分别在和中用勾股定理表示出与联立方程求解即可.
【详解】解:小试牛刀:由图可知:
,
,
,
则它们满足的关系式为:.
知识运用:
(1)如图2①,连接,作于点E,
则:,,
,
在中,由勾股定理,得,
(千米),
∴两个村庄相距41千米.
(2)连接,作的垂直平分线交于点,则,
设千米,则千米,
在中, ,
在中,,
∵,
∴,
解得,,
即千米.
题型十二、应用勾股定理解决最短路径问题
例12.小明同学在参加户外活动时,发现蚂蚁在圆柱形木桩上爬行方式不完全相同.为了表述的方便,他将木桩抽象为圆柱.如图,在直径为的实心圆柱的下底面的点A处有两只蚂蚁,它们都想吃到上底面与点A相对点B的食物.甲蚂蚁是先沿线段爬行,再沿直径爬行;乙蚂蚁沿侧面爬行,且按照侧面的最短路径方式爬行.(取3,结果保留根号)
(1)若木桩高,哪只蚂蚁的爬行距离更短?
(2)若木桩高,哪只蚂蚁的爬行距离更短?
(3)通过上述计算,你能得到什么重要结论?
【答案】(1)甲蚂蚁的爬行距离更短
(2)乙蚂蚁的爬行距离更短
(3)结论见解析
【分析】本题考查了勾股定理的应用、一元一次方程的应用和圆柱侧面展开图的应用,理解题意是解决本题的关键.
(1)由题意得,甲蚂蚁的路径为;将圆柱侧面展开,可知乙蚂蚁路径为直角三角形的斜边即,运用勾股定理即可求解;
(2)由(1)即可求解;
(3)设圆柱高为h,令两个蚂蚁的爬行的距离相等,进行求解,进而即可得结论
【详解】(1)解:由题意得,甲蚂蚁的路径为(是圆柱高,线段是圆柱直径,线段),
∴甲蚂蚁距离:;
乙蚂蚁:沿圆柱侧面展开后,如下图,
路径为直角三角形的斜边,直角边为和底面半圆弧长,
∴半圆弧长,
∴距离为,
,
∵,
∴甲蚂蚁的爬行距离更短;
(2)解:由(1)可得,甲蚂蚁距离:,
乙蚂蚁距离:
,
∵,
∴乙蚂蚁的爬行距离更短;
(3)设圆柱高为h,则
解得,
当时,甲蚂蚁的路径更短;
当时,两条路径长度相等;
当时,乙蚂蚁的路径更短.
巩固练习
1.如图,一架梯子 长 ,斜靠在一竖直的墙上,此时梯子顶端 A到地面的距离为.
(1)求梯子底端B到墙角O的距离;
(2)如果梯子的顶端 A沿墙下滑,那么梯子底端 B 将向外移动多少米?
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查的是勾股定理的应用.
(1)在中,直接利用勾股定理求解即可.
(2)在中,直接利用勾股定理可得,进一步求解即可.
【详解】(1)解:∵,,,
∴ ,
∴梯子底端B到墙角O的距离为:.
(2)解:∵,,,
∴,
∴.
∴梯子底端 B 将向外移动.
2.如图是某俱乐部新打造的一款儿童游戏项目,工作人员告诉小明,该项目段和段均由不锈钢管材打造,总长度为27米,长方形和长方形均为木质平台的横截面,点在上,点在上,点在上,经过现场测量得知米,米.
(1)小明猜想立柱的长为8米,请判断小明的猜想是否正确?如果正确,写出理由;如果错误,请求出立柱的正确长度;
(2)为加强游戏的安全性,俱乐部打算再焊接一段钢索,经测量米,请你求出要焊接的钢索的长.
【答案】(1)不正确的,10米
(2)米
【分析】本题考查了勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理、求出的长是解题的关键.
(1)设米,则米,在中,利用勾股定理列方程,求出x,结合即可得出结论;
(2)由题意得米,则米,在中,由勾股定理求出的长即可.
【详解】(1)解:小明的猜想不正确;理由如下:
由题意可知:,,,
,
在中,由勾股定理得:,
即,
解得:,
,
小明的猜想不正确,立柱的正确长度为10米;
(2)解:由题意可知:,
,
中,由勾股定理得:,
即,
米,
焊接的钢索的长为米.
3.如图,有两棵树,一棵树高15米,另一棵树高10米,两棵树相距12米,一只小鸟从一棵树梢飞到另一棵树梢至少要飞( )
A.13米 B.12米 C.10米 D.5米
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理的应用,如图所示,为树,且,为两树距离12米,过C作于E,则,,在直角三角形中利用勾股定理即可求出.
【详解】解:如图所示,为树,且,为两树距离12米,
过C作于E,则,,
在直角三角形中,
.
故选:A.
4.古代数学的“折竹抵地”问题:“今有竹高二十五尺,末折抵地,去本五尺,问折者高几何?”意思是:现有竹子高25尺,折后竹尖抵地与竹子底部的距离为5尺,问折处高几尺?即:如图,尺,尺,竹子折断处的高度是 .
【答案】12尺
【分析】本题考查了勾股定理的实际应用,设尺,则尺,利用勾股定理列出方程求解x即可.
【详解】解:设尺,则尺,
由勾股定理得,,
解得,
∴尺,
故答案为:12尺.
5.如图,有一个水池,水面是一个边长为12尺的正方形,在水池正中央有一根芦苇,高出水面2尺.如果把这根芦苇拉向水池一边的边沿,它的顶端恰好到达池边的水面,求这根芦苇的长度是多少尺?设芦苇的长度是x尺,根据题意,可列方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了勾股定理的应用,设芦苇的长度是尺,因为水面是一个边长为12尺的正方形,在水池正中央有一根芦苇,高出水面2尺.可得,整理得,即可作答.
【详解】解:设芦苇的长度是尺,
∵水面是一个边长为12尺的正方形,在水池正中央有一根芦苇,高出水面2尺.
∴
整理得,
故选:D.
6.小王与小林进行遥控赛车游戏,小王的赛车从点出发,以的速度由西向东行驶,同时小林的赛车从点出发,以的速度由南向北行驶(如图).已知赛车之间的距离小于或等于时,遥控信号会产生相互干扰,,.
(1)出发时,遥控信号是否会产生相互干扰?
(2)出发几秒钟时,遥控信号将会产生相互干扰?
【答案】(1)出发时,遥控信号不会产生相互干扰
(2)出发秒钟时,遥控信号将会产生相互干扰
【分析】本题主要考查了勾股定理,熟练掌握以上知识是解题的关键.
(1)根据题意可得,,再根据勾股定理即可求解.
(2)设出发秒钟时,遥控信号将会产生相互干扰,根据题意列方程求解即可.
【详解】(1)解:根据题意,出发时,,,
∵,,
∴,,
∴,
∴出发时,遥控信号不会产生相互干扰.
(2)解:设出发秒钟时,遥控信号将会产生相互干扰,
根据题意得,,
解得:,(舍去),
∴出发秒钟时,遥控信号将会产生相互干扰.
7.某人欲从一条河岸边的点A,划船垂直河岸横渡一条河,到达河对岸岸边的点B,由于水流的影响,实际上岸地点C离欲到达点B距离,已知他在水中实际划了.(假设河两岸互相平行,预计行走路线和实际行走路线均为直线)
(1)画出符合题意的图形;
(2)求该河流的宽度.
【答案】(1)见解析
(2)60米
【分析】本题考查了勾股定理的应用,掌握勾股定理是解题关键.
(1)根据题意画出图形即可;
(2)利用勾股定理求解即可.
【详解】(1)解:如图所示
(2)解:由题意知,,,,
在中,由勾股定理得
答:该河流的宽度为60米.
8.如图是一个三级台阶它的每一级的长、宽和高分别等于和,A和B这个的两个相对的端点,A点上有一只蚂蚁,想到B点去吃可口的食物,这只蚂蚁从A点出发,沿着面爬到B点,最短线路为 .
【答案】13
【分析】考查了利用台阶的平面展开图求最短路径问题,根据题意判断出长方形的长和宽是解题关键.只需要将其展开便可直观的得出解题思路.将台阶展开得到的是一个长方形,蚂蚁要从A点到B点的最短距离,便是长方形的对角线,利用勾股定理即可解出答案.
【详解】解:将台阶展开,如下图,
因为,
所以,
所以,
所以蚂蚁爬行的最短线路为.
故答案为:.
9.如图,已知某高速公路限速,一辆大巴车在这条公路上沿直线行驶,与这条路平行的直线上的点处有一车速检测仪.某一时刻,大巴车刚好行驶到车速检测仪处正前方的处,经过后,大巴车到达处,此时测得大巴车与车速检测仪间的距离为.
(1)求的距离;
(2)通过计算说明这辆大巴车是否超速.(参考数据)
【答案】(1)米
(2)大巴车超速了
【分析】本题考查勾股定理的应用,读懂题意,熟练掌握勾股定理是关键.
(1)由勾股定理求出线段长度即可得到答案;
(2)先计算出大巴车的速度,将速度化为,与高速公路限速比较即可得到答案.
【详解】(1)解:由题意可知,在中,,,,则由勾股定理可得,
的距离为米;
(2)解:大巴车的速度为,
则,
,
大巴车超速了.
10.广东省月份是台风登陆的高频季节,在这期间,西太平洋和南海海域水温较高,大气不稳定,热带扰动容易发展成台风,且此时副热带高压位置偏北,引导气流使台风更容易向广东沿海移动.如图,某沿海城市A接到台风预警,在该市正南方向的B处有一台风中心,沿方向以的速度移动,已知城市A到的距离为.
(1)台风中心经过多长时间从B点移到D点?
(2)如果在距台风中心的圆形区域内都将受到台风的影响,那么A市受到台风影响的时间持续多少小时?
【答案】(1)台风中心经过从B点移到D点
(2)A市受到台风影响的时间持续
【详解】(1)解:由题意可知,,,,
,
,
台风中心经过从B点移到D点;
(2)解:在射线上取点E,F,使得,
由得,
在中,,
,
,
A市受到台风影响的时间持续.
11.如图,表示一条铁路,A、B是两个城市,它们各自到铁路所在的直线的垂直距离分别为60千米和40千米,铁路上C、D两地相距80千米.现要在铁路上C、D两地之间建一个中转站O,使它到A、B两个城市的距离相等.
(1)请用圆规和无刻度的直尺在图中作出点O.(不写作法,保留作图痕迹)
(2)求中转站O离C地的距离.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了勾股定理,线段垂直平分线的性质,作已知线段的垂直平分线等知识,解题关键是掌握上述知识点并能熟练运用求解.
(1)作的垂直平分线与交于点O,即;
(2)设,则,在中,,在中,,可得,即可求解.
【详解】(1)解:如图;作的垂直平分线与交于点O,即;
(2)解:由题可知:, ,
设,则,
在中,,
在中,,
∵,
∴,
即,
解得:,
∴中转站O离C地的距离为.
12.【模型建立】
“数形结合”和“建模思想”是数学中的两个很重要的思想方法,先阅读以下材料,然后解答后面的问题.
例:求代数式的最小值.
分析:和是勾股定理的形式,是直角边分别是和的直角三角形的斜边,是直角边分别是和的直角三角形的斜边,因此,我们构造两个直角和,并使直角边和在同一直线上(图),向右平移直角使点和重合(图),这时,,,问题就变成“点在线段的何处时,最短?”根据两点间线段最短,得到线段就是它们的最小值.
(1)代数式的最小值为______;
(2)变式训练:求代数式的最小值;
【模型拓展】
(3)已知正数满足,则______.
(4)的最大值是______;
【答案】();();()().
【分析】本题考查了勾股定理的应用,两点之间线段最短,掌握知识点的应用是解题的关键.
()根据题目所给的方法直接建立模型进行求解即可;
()根据题目所给的方法直接建立模型进行求解即可;
()以和对应直角三角形斜边,通过构造直角三角形,结合勾股定理解方程求解即可;
()根据题目所给的方法直接建立模型进行求解即可.
【详解】解:()如图,过点作,交延长线于点,连接,
设,,点在的上方,且,,点在的下方,且,,
则,,
∴表示,
∵,
∴的最小值为的长, 即代数式的最小值为的长,
在中,由勾股定理得,,
∴的最小值为,
故答案为:;
()如图,过点作,交延长线于点,连接,
设,,点在的上方,且,,点在的下方,且,,
则,,
∴表示,
∵,
∴的最小值为的长, 即代数式的最小值为的长,
在中,由勾股定理得,,
∴的最小值为;
()如图,构造,于点,,,
设,
∴,,
∴,
设,则,
∴,
∴,
∴,
∴方程的解是,
故答案为:;
()构造,,,,,,,如图所示,
过点作,交延长线于点,
则,,,
设,则,,,
∴代数式表示,
∵,
∴的最大值为的长, 即代数式的最大值为的长,
在中,由勾股定理得:,
∴的最大值为,
故答案为:.
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第五讲 勾股定理的应用
题型一、应用勾股定理解决梯子滑落高度问题
例1.物理课上,老师带着科技小组进行物理实验.同学们将一根不可拉伸的绳子绕过定滑轮,一端拴在滑块上,另一端拴在物体上,滑块放置在水平地面的直轨道上,通过滑块的左右滑动来调节物体的升降.实验初始状态如图1所示,物体静止在直轨道上,物体到滑块的水平距离是,物体到定滑轮的垂直距离是.(实验过程中,绳子始终保持绷紧状态,定滑轮、滑块和物体的大小忽略不计)
(1)求绳子的总长度;
(2)如图2,若物体升高,求滑块向左滑动的距离.
题型二、应用勾股定理解决旗杆高度问题
例2.在城市建筑测量中,经常会用到几何知识.小明家附近有一栋居民楼,楼顶处刚好有一根绳子()垂直落到地面,绳子()比楼高()多米.小明想了解楼的高度,于是他把绳子拉开米时(即米),绳子()刚好举过头顶,小明的身高是米(即米),小明能够求出这栋居民楼的高度,请帮小明写出完整的过程.
题型三、应用勾股定理解决小鸟飞行距离问题
例3.如图,有两棵树,一棵高12米,另一棵高6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,问小鸟至少飞行 米.
题型四、应用勾股定理解决大树折断前的高度问题
例4.如图,《九章算术》中的“折竹抵地”问题:今有竹高一丈,末折抵地,去本三尺,问折者高几何?意思是:一根竹子,原高一丈(一丈等于十尺),虫伤有病,一阵风将竹子折断,其竹梢恰好抵地,抵地处离竹子底部3尺远,设竹子折断处离地面的高度为x尺,根据题意,下面所列方程正确的是( )
A. B. C. D.
题型五、应用勾股定理解决水杯中筷子问题
例5.如图,有一个池塘,其底面是边长为10尺的正方形,一个芦苇生长在它的中央,高出水面部分为1尺.如果把该芦苇沿与水池边垂直的方向拉向岸边,那么芦苇的顶部B恰好碰到岸边的.则这根芦苇的长度是( )
A.11尺 B.12尺 C.13尺 D.14尺
题型六、应用勾股定理解决航海问题
例6.年月初,我国海警在南海仁爱礁附近海域进行常态化巡逻,对从菲律宾“马德雷山号”坐滩军舰派出的正在骚扰中国渔船的橡皮艇依法管制并予以坚决驱离.管制结束后,上午6时我国海警舰艇与这艘橡皮艇同时从渚碧礁基地点出发.我国海警舰艇以每小时海里的速度沿北偏东方向航行,该橡皮艇以每小时海里的速度沿某一方向航行.上午8时两船分别到达点和点,且相距海里.请通过计算说明该橡皮艇的航行方向.
题型七、应用勾股定理解决求河宽问题
例7.为了求出湖两岸,两点之间的距离,观测者小林在点设桩,使△ABC恰好为直角三角形(∠B=90°),如图所示,通过测量得长为10m,长为8m,求出图中、两点之间的距离.
题型八、应用勾股定理解决台阶上地毯长度问题
例8.如图,某会展中心准备将高,长,宽的楼道铺上地毯,若地毯每平方米元,则铺完这个楼道至少需要 元.
题型九、应用勾股定理解决汽车超速问题
例9.如图,小亮与小红进行遥控赛车游戏,终点为点A,小亮的赛车从点C出发,以4米/秒的速度由西向东行驶,同时小红的赛车从点B出发,以3米/秒的速度由南向北行驶,已知整个过程两辆赛车均沿直线行驶,米,米.
(1)经过4秒,两赛车之间的距离是多少米?
(2)已知赛车之间的距离小于或等于25米时,遥控信号会产生相互干扰,若某一时刻,这两辆赛车距点A的距离之和为35米,则此时遥控信号是否会产生相互干扰?
题型十、应用勾股定理解决是否收台风影响问题
例10.海南台风影响时间跨度大,核心台风季节集中在月,9月更是台风登陆数量最多、强度最强的月份.如图,某沿海城市A接到台风预警,在该市正南方向340的B处有一台风中心,沿方向以20的速度移动,已知城市A到的距离为160.
(1)台风中心经过多长时间从B点移到D点?
(2)如果在距台风中心200的圆形区域内都将受到台风的影响,那么A市受到台风影响的时间持续多少小时?
题型十一、应用勾股定理解决选址问题
例11.背景介绍:勾股定理是几何学中的明珠,充满着魅力.千百年来,人们对它的证明门庭若市,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者,向常春在1994年构造发现了一个新的证法.
小试牛刀:把两个全等的直角三角形,,如图1放置,其三边长分别为、、.显然,,请用a、b、c分别表示出梯形、四边形、的面积,再探究这三个图形面积之间的关系,可得到勾股定理,________________________
则它们满足的关系式为________经化简,可得到勾股定理
知识运用:
(1)如图2,铁路上A、B两点(看作直线上的两点)相距40千米,C、D为两个村庄(看作两个点),,,垂足分别为A、B,千米,千米,则两个村庄的距离为________千米(直接填空);
(2)在(1)的背景下,若千米,千米,千米,要在上建造一个供应站P、使得,求出的距离.
题型十二、应用勾股定理解决最短路径问题
例12.小明同学在参加户外活动时,发现蚂蚁在圆柱形木桩上爬行方式不完全相同.为了表述的方便,他将木桩抽象为圆柱.如图,在直径为的实心圆柱的下底面的点A处有两只蚂蚁,它们都想吃到上底面与点A相对点B的食物.甲蚂蚁是先沿线段爬行,再沿直径爬行;乙蚂蚁沿侧面爬行,且按照侧面的最短路径方式爬行.(取3,结果保留根号)
(1)若木桩高,哪只蚂蚁的爬行距离更短?
(2)若木桩高,哪只蚂蚁的爬行距离更短?
(3)通过上述计算,你能得到什么重要结论?
巩固练习
1.如图,一架梯子 长 ,斜靠在一竖直的墙上,此时梯子顶端 A到地面的距离为.
(1)求梯子底端B到墙角O的距离;
(2)如果梯子的顶端 A沿墙下滑,那么梯子底端 B 将向外移动多少米?
2.如图是某俱乐部新打造的一款儿童游戏项目,工作人员告诉小明,该项目段和段均由不锈钢管材打造,总长度为27米,长方形和长方形均为木质平台的横截面,点在上,点在上,点在上,经过现场测量得知米,米.
(1)小明猜想立柱的长为8米,请判断小明的猜想是否正确?如果正确,写出理由;如果错误,请求出立柱的正确长度;
(2)为加强游戏的安全性,俱乐部打算再焊接一段钢索,经测量米,请你求出要焊接的钢索的长.
3.如图,有两棵树,一棵树高15米,另一棵树高10米,两棵树相距12米,一只小鸟从一棵树梢飞到另一棵树梢至少要飞( )
A.13米 B.12米 C.10米 D.5米
4.古代数学的“折竹抵地”问题:“今有竹高二十五尺,末折抵地,去本五尺,问折者高几何?”意思是:现有竹子高25尺,折后竹尖抵地与竹子底部的距离为5尺,问折处高几尺?即:如图,尺,尺,竹子折断处的高度是 .
5.如图,有一个水池,水面是一个边长为12尺的正方形,在水池正中央有一根芦苇,高出水面2尺.如果把这根芦苇拉向水池一边的边沿,它的顶端恰好到达池边的水面,求这根芦苇的长度是多少尺?设芦苇的长度是x尺,根据题意,可列方程为( )
A. B.
C. D.
6.小王与小林进行遥控赛车游戏,小王的赛车从点出发,以的速度由西向东行驶,同时小林的赛车从点出发,以的速度由南向北行驶(如图).已知赛车之间的距离小于或等于时,遥控信号会产生相互干扰,,.
(1)出发时,遥控信号是否会产生相互干扰?
(2)出发几秒钟时,遥控信号将会产生相互干扰?
7.某人欲从一条河岸边的点A,划船垂直河岸横渡一条河,到达河对岸岸边的点B,由于水流的影响,实际上岸地点C离欲到达点B距离,已知他在水中实际划了.(假设河两岸互相平行,预计行走路线和实际行走路线均为直线)
(1)画出符合题意的图形;
(2)求该河流的宽度.
8.如图是一个三级台阶它的每一级的长、宽和高分别等于和,A和B这个的两个相对的端点,A点上有一只蚂蚁,想到B点去吃可口的食物,这只蚂蚁从A点出发,沿着面爬到B点,最短线路为 .
9.如图,已知某高速公路限速,一辆大巴车在这条公路上沿直线行驶,与这条路平行的直线上的点处有一车速检测仪.某一时刻,大巴车刚好行驶到车速检测仪处正前方的处,经过后,大巴车到达处,此时测得大巴车与车速检测仪间的距离为.
(1)求的距离;
(2)通过计算说明这辆大巴车是否超速.(参考数据)
10.广东省月份是台风登陆的高频季节,在这期间,西太平洋和南海海域水温较高,大气不稳定,热带扰动容易发展成台风,且此时副热带高压位置偏北,引导气流使台风更容易向广东沿海移动.如图,某沿海城市A接到台风预警,在该市正南方向的B处有一台风中心,沿方向以的速度移动,已知城市A到的距离为.
(1)台风中心经过多长时间从B点移到D点?
(2)如果在距台风中心的圆形区域内都将受到台风的影响,那么A市受到台风影响的时间持续多少小时?
11.如图,表示一条铁路,A、B是两个城市,它们各自到铁路所在的直线的垂直距离分别为60千米和40千米,铁路上C、D两地相距80千米.现要在铁路上C、D两地之间建一个中转站O,使它到A、B两个城市的距离相等.
(1)请用圆规和无刻度的直尺在图中作出点O.(不写作法,保留作图痕迹)
(2)求中转站O离C地的距离.
12.【模型建立】
“数形结合”和“建模思想”是数学中的两个很重要的思想方法,先阅读以下材料,然后解答后面的问题.
例:求代数式的最小值.
分析:和是勾股定理的形式,是直角边分别是和的直角三角形的斜边,是直角边分别是和的直角三角形的斜边,因此,我们构造两个直角和,并使直角边和在同一直线上(图),向右平移直角使点和重合(图),这时,,,问题就变成“点在线段的何处时,最短?”根据两点间线段最短,得到线段就是它们的最小值.
(1)代数式的最小值为______;
(2)变式训练:求代数式的最小值;
【模型拓展】
(3)已知正数满足,则______.
(4)的最大值是______;
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