内容正文:
专题03 勾股定理应用重难点题型汇编
【题型1求梯子滑落高度】.....................................................................................................1
【题型2求旗杆高度】.............................................................................................................6
【题型3求小鸟飞行距离】.....................................................................................................13
【题型4求大树折断前的高度】............................................................................................14
【题型5解决水杯中筷子问题】..............................................................................................18
【题型6解决航海问题】........................................................................................................19
【题型7求台阶上地毯长度】.................................................................................................23
【题型8判断汽车是否超速】.................................................................................................24
【题型9判断是否受台风影响】............................................................................................26
【题型10选址使到两地距离相等】......................................................................................30
【题型11利用勾股定理证明线段平方关系】.........................................................................34
【题型12垂美四边形问题】.................................................................................................40
【题型13 与长方形有关的最短路径问题】..........................................................................46
【题型14 与圆柱有关的最短路径问题】...............................................................................50
【题型15 与台阶有关的最短路径问题】.............................................................................52
【题型16 将军饮马与最短路径问题】.................................................................................53
【题型1求梯子滑落高度】
1.如图,一根长的梯子,斜立在一竖直的墙上,这时梯足距离墙底端.如果梯子的顶端下滑,那么梯足将滑动( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查勾股定理,熟练掌握勾股定理是解题的关键;由题意易得,,然后根据勾股定理可进行求解.
【详解】解:如图,
由题意得:,,
∴,
∴
∴,
∴;
故选A.
2.如图,两个书柜相对平行摆放,当一架梯子倾斜靠在左侧书柜时,梯子底端与左侧书柜的距离为1.5米,顶端与地面的距离为2米.在保持梯子底端不变的情况下,将梯子顶端倾斜靠在右侧书柜上时,顶端与地面的距离为2.4米,则两个书柜之间的距离为( )
A.1.5米 B.2.2米 C.2.4米 D.2.5米
【答案】B
【分析】本题主要考查勾股定理;在中,利用勾股定理,求出,在中,利用勾股定理求出,再求和即可得出结果.
【详解】解:∵,
∴在中,,
即,
∵,
∴在中,
∴,
∴,
∴,
∴两个书柜之间的距离为2.2米;
故选:B.
3.如下图,小巷左右两侧是竖直的高度相等的墙,一根竹竿斜靠在左墙时,竹竿底端到左墙角的距离为,顶端距墙顶的距离为.若保持竹竿底端位置不动,将竹竿斜靠在右墙时,竹竿底端到右墙角的距离为,顶端距墙顶的距离为.已知点,,在一条直线上,点,,在一条直线上,点,,在一条直线上,,.
(1)求墙的高度.
(2)求竹竿的长度.
【答案】(1)墙的高度为
(2)竹竿的长度为
【分析】本题考查了勾股定理的实际应用,解题关键是通过设未知数,利用“竹竿长度不变”这一等量关系建立方程,从而将几何问题转化为代数方程求解.
(1)这是一个勾股定理的实际应用问题,我们可以设墙的高度为米,那么两次竹竿斜靠时的顶端到地面的距离分别是 和.竹竿长度不变,所以可以利用勾股定理分别表示出两次竹竿的长度,建立方程求解.
(2)在求出墙高后,代入勾股定理表达式即可求出竹竿的长度.
【详解】(1)解:设墙的高度为h米,竹竿长度为L米.
在中,;
在中,.
∵两次竹竿长度相等,
∴.
展开并化简:
.
故墙的高度为 .
(2)解:将代入的勾股定理式:
故竹竿的长度为.
4.在社团活动中,徐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A,一端拴在滑块B上,另一端拴在A的正下方物体C上,滑块B放置在水平地面的直轨道上,通过滑块B的左右滑动来调节物体C的升降.实验初始状态如图1所示,物体C静止在直轨道上,物体C到滑块B的水平距离,物体C到定滑轮的垂直距离.(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C升高至处,求滑块B向左滑动至处的距离.
【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: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.
5.“安全重于泰山,生命高于一切”.某地一楼房发生火灾,消防员用消防车上的云梯救人.如图,消防车高米(即米),施救点距离地面的高度为米,此时云梯的长度为米.
(1)求云梯底部到楼房的距离.
(2)消防员发现在处上方米的处有人未撤离,为了救出处的被困人员,在云梯长度不变的情况下,云梯底部需沿方向前进多少米?
【答案】(1)米
(2)米
【分析】本题主要考查勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理是解答本题的关键.
(1)根据已知求得,在中,根据勾股定理,即可求得的长;
(2)根据勾股定理求得,根据,即可求解.
【详解】(1),,
.
在中,
(米)
答:云梯底部到楼房的距离为米.
(2)由题意,得,
由(1)可知
.
在中,
米
由(1)可知
米
答:云梯底部需沿方向前进米.
【题型2求旗杆高度】
1.五星红旗是中华人民共和国的象征和标志,每周一次的校园升旗仪式让我们感受到祖国的伟大,心中充满了自豪和敬仰.某校“综合与实践”小组开展了测量本校旗杆高度的实践活动.他们制订了测量方案,并利用课余时间完成了实地测量,测量结果如下表(不完整).
课题
测量学校旗杆的高度
成员
组长:小明组员:小亮,小红,小颖
工具
皮尺等
测量示意图
说明:线段表示学校旗杆,垂直地面于点B,如图1,第一次将系在旗杆顶端的绳子垂直到地面,并多出了一段,用皮尺测出的长度;如图2,第二次将绳子拉直,绳子末端落在地面的点D处,用皮尺测出的距离.
测量数据
测量项目
数值
图1中的长度
3米
图2中的长度
9米
问题解决
任务
根据以上测量结果,请你帮助该“综合与实践”小组求出学校旗杆的高度.
【答案】12米
【分析】本题考查了勾股定理的应用,在中,设旗杆的高度为x米,则绳子的长度为米,根据勾股定理建立方程是解问题的关键.
【详解】解:设学校旗杆的长度为x米,则绳子的长度为米,
在中,,
即,
解得:.
答:学校旗杆的高度为12米.
2.为了测量旗杆的高度,小明设计了如图所示的测量方案:将升旗的绳子拉到旗杆底端,并在绳子上打一个结,然后将绳子拉到离旗杆底端9米处,发现此时绳子底端距离打结处约3米.
(1)请利用小明设计的方案,计算旗杆的高度;
(2)小明查阅旗杆设计图纸,发现测量的结果与设计高度有一点误差,你认为产生误差的原因是什么?(至少写出一条)
【答案】(1)旗杆的高度为12米
(2)测量长度有误差(答案不唯一)
【分析】本题考查勾股定理的实际应用,熟练掌握勾股定理是解题的关键:
(1)设旗杆的高度为,根据勾股定理进行求解即可;
(2)根据可能产生误差的原因,作答即可.
【详解】(1)解:设旗杆的高度为,
由勾股定理,得:,
解得;
答:旗杆的高度为12米;
(2)解:产生误差的原因可能是测量长度有误差(答案不唯一).
3.小明买了一个年画风筝,并进行了试放,为了验证某些数学问题,他设计了如下的方案:先测得放飞点与风筝的水平距离为;根据手中余线长度,计算出的长度为;牵线放风筝的手到地面的距离为.已知点A,B,C,D在同一平面内.
(1)求风筝离地面的垂直高度;
(2)在余线仅剩的情况下,若想要风筝沿射线方向再上升,请问能否成功?请说明理由.
【答案】(1)
(2)不能成功,理由见解析
【分析】本题考查了勾股定理的应用,熟记勾股定理是解题的关键.
(1)过点A作于点E,在中,由勾股定理得出的长可推出结果;
(2)假设能上升,如图,延长至点F,使,连接,根据勾股定理求出的长,可推出结论.
【详解】(1)解:如图,过点A作于点E,
则,,,
在中,由勾股定理得:
,
;
(2)解:不能成功,理由如下:
假设能上升,
如图,延长至点F,使,连接,
,
在中,,
,余线剩,
,
不能上升.
4.综合与实践
如图,有一个由传感器A控制的灯,装在门上方的墙上,任何东西只要移至该灯周围5米及5米以内时,灯就会自动发光.求实小组想利用所学数学知识来测量传感器A的垂直高度,实践报告如下:
课题
传感器离地面垂直高度问题探究
成员
组长:××× 组员:×××,×××,×××
测量工具
皮尺
示意图
及测量数据
①一位身高米的小组成员(即米)走到灯刚好发光的地方;
②测得此时他距墙4米(即米).
提出问题
(1)运用所学勾股定理相关知识,根据测量所得数据,计算出传感器A离地面的垂直高度;
问题迁移
(2)一位身高2米的小组成员走到离墙米的地方时,灯是否会发光?
解决问题
解:过点C作,交于点E.
……
请你帮助求实小组解决以上两个问题.
【答案】(1)传感器A离地面的垂直高度是米;(2)灯不会发光,见解析
【分析】本题考查了勾股定理的应用,根据勾股定理列出方程是解题的关键.
(1)设米,则米,在中,根据勾股定理列出方程,解方程即可;
(2)根据题意有米,米,先求出的长,再根据勾股定理求出的长,再与5米比较长短即可.
【详解】(1)解:过点C作,交于点E.
由题意可知,米,米,米,
∵于点E,
∴.
设米,则米,
在中, ,
,解得.
答:传感器A离地面的垂直高度是4.5米.
(2)解:由(1)可得在中,,,
∵米,米,
米,
∵米,,
∴,
所以灯不会发光.
5.如图,数学兴趣小组要测量旗杆的高度,同学们发现系在旗杆顶端的绳子垂到地面多出一段的长度为米,小明同学将绳子拉直,绳子末端落在点处,到旗杆底部的距离为米.
(1)求旗杆的高度;
(2)小明在处,用手拉住绳子的末端,后退至观赛台的3米高的台阶上,此时绳子刚好拉直,绳子末端落在点处,问小明需要后退几米(即的长)?
【答案】(1)旗杆的高度为;
(2)小明需后退.
【分析】本题考查了勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理,添加适当的辅助线构造直角三角形是解此题的关键.
(1)设旗杆的高度为,则,再由勾股定理计算即可得解;
(2)过E作,垂足为M,证明四边形为长方形,得出,,由勾股定理得,即可得解.
【详解】(1)解:设旗杆的高度为,则,
在中,,由勾股定理得:,
∴,
解得,
答:旗杆的高度为;
(2)解:过E作,垂足为M,
则,
∴四边形为矩形,
∴,,
,
,,
在中,,
由勾股定理得:,
答:小明需后退.
【题型3求小鸟飞行距离】
1.如图,有两棵树,一棵高米,另一棵高米,两树相距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( )
A.米 B.米 C.米 D.米
【答案】C
【分析】根据“两点之间线段最短”可知:小鸟沿着两棵树的树梢进行直线飞行路程最短,运用勾股定理可将两点之间的距离求出.
【详解】解:如图过点B作于点C,则米,米,
∴米,
∴米,
∴小鸟至少飞行米,
故选:C.
2.两只小鼹鼠在地下打洞,一只朝前方挖,每分钟挖,另一只朝左挖,每分钟挖,10分钟之后两只小鼹鼠相距( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查勾股定理的应用.
根据题意,可得小鼹鼠朝前挖的距离和朝左挖的距离,根据勾股定理计算即可.
【详解】解:,
,
,
∴10分钟之后两只小鼹鼠相距.
故选:B.
3.如图,某校校庆时,从教学楼楼顶的点A处向围墙上的点B处拉彩旗.已知点B和教学楼的水平距离为,教学楼高,围墙高,问至少需要多长的彩旗带?
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理的应用.
过B作于D,可知,,进而求出,根据计算即可.
【详解】解:过B作于D,
∴,,
∴(),
在中,,
∴(),
答:至少需要的彩旗带.
【题型4求大树折断前的高度】
1.如图,在一面竖直的水泥墙的B处有两名跑酷运动员(米),为争夺地面目标点A,一名运动员从B处沿墙面攀爬至地面,再奔跑至A处(米),另一名运动员从B处继续沿墙面攀爬至顶端D后,直接向A处跳跃(跳跃轨迹按直线计算).若两名运动员所经过的路程长度相等,求水泥墙的高度.
【答案】米
【分析】本题主要考查了勾股定理,阅读题目信息可得两名跑酷运动员所经过的距离相等是指,设,根据勾股定理列方程求解.
【详解】解:设水泥墙的高度为x米,则米,
由题意,知,
所以,
因为两名运动员所经过的路程长度相等,
所以,即,
所以米,
在中,由勾股定理得,即,
解得,即米,
答:水泥墙的高度为米.
2.如图,超强台风“桦加沙”登陆时把一棵垂直于地面且高度为的大树被大风吹折,折断处与地面的距离,树尖恰好碰到地面.在大树倒下的方向上的点处停着一辆小轿车,,树枝落地时是否会砸着小轿车并说明理由.
【答案】树枝落地时会砸着小轿车;理由见解析
【分析】本题考查勾股定理,大树折断后,剩余部分的树干、折断的树干部分和地面之间构成了一个直角三角形,利用勾股定理计算出落地后树尖与树干的距离为,比较和的大小,可知大树砸不到小车.
【详解】解:树枝落地时不会砸着小轿车;理由如下:
由题意可知,,
∴为直角三角形,
在中,,
由勾股定理得:,
∵,,
∴树枝落地时会砸着小轿车.
3.2025年第18号台风“桦加沙”登陆期间,部分地区受到影响.如图所示,一棵垂直于地面且高度为8米的树木被台风折断,折断后树顶B落在离树根底部C的4米处,求这棵树在离地面多高处被折断.
【答案】这棵树在离地面3米处被折断
【分析】本题考查了勾股定理,熟练掌握勾股定理是解答本题的关键.直角三角形两条直角边的平方和等于斜边的平方. 当题目中出现直角三角形,且该直角三角形的一边为待求量时,常使用勾股定理进行求解.有时也可以利用勾股定理列方程求解.设米,则米,利用勾股定理列方程求解即可.
【详解】解:设米,则米,
由题意得4米,
在中,,
∴,
∴,即米.
答:这棵树在离地面3米处被折断.
4.如图,一根直立的旗杆高,因刮大风,旗杆从点C处折断,顶部B着地,且离旗杆底部A的距离为.
(1)求旗杆在距地面多高处折断;
(2)在折断点C的下方的点P处,有一明显裂痕,如果本次大风将旗杆从点P处吹断,那么行人在距离旗杆底部处是否有被砸到的风险?
【答案】(1)旗杆在距离地面处折断
(2)行人在距离旗杆底部处有被砸到的风险
【分析】本题考查了勾股定理,掌握勾股定理并正确计算是解题的关键.
(1)设的长度为,则的长度为,根据勾股定理列方程,解方程即可求出的的长度.
(2)根据的长度,求出的长度,再根据勾股定理求出的长度,与作比较,即可求解.
【详解】(1)解:设的长度为,则的长度为,
由勾股定理,可得,
解得.
答:旗杆在距离地面处折断.
(2)解:,
,
,
由勾股定理,可得,
,
行人在距离旗杆底部处有被砸到的风险.
答:行人在距离旗杆底部处有被砸到的风险.
【题型5解决水杯中筷子问题】
1.如图,将一根长的细木棒放入长、宽、高分别为,和的长方体无盖盒子中,则细木棒露在盒外面的最短长度是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用,长方体的体对角线是最长的,当木棒在盒子里对角放置的时候露在外面的长度最小,这样就是求出盒子的对角线长度即可.
【详解】解:由题意知:盒子底面对角线长为,
盒子的对角线长:,
又细木棒长,
故细木棒露在盒外面的最短长度是:,
故选:D.
2.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.
3.如图,将一根长为的吸管置于底面直径为,高为的圆柱形水杯中,设吸管露在杯子外的长为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了圆柱的性质,勾股定理的实际应用,解题关键是掌握勾股定理.
根据图形分析出最长、最短时的位置,分别求出的长,从而可得出的取值范围.
【详解】解:当吸管与圆柱母线平行时,最长,
此时();
当吸管与圆柱的轴截面的对角线重合时,最短,
∴,解得:或(舍去),
∴的取值范围是,
故选:B.
【题型6解决航海问题】
1.如图所示,一艘轮船以的速度离开港口O点,向东南方向航行,另一艘轮船同时以的速度向西南方向航行,它们航行两小时后,相距有多远?
【答案】它们航行两小时后,相距.
【分析】本题考查解决航海问题(勾股定理的应用).
根据题意可得,,,根据勾股定理计算即可.
【详解】解:根据题意可得:
,
,
,
∴,
∴它们航行两小时后,相距.
2.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.
3.如图一艘轮船以50海里/小时速度向正东方向航行,在A处测得灯塔P在北偏东方向上,继续航行1小时到达B处,此时测得灯塔在北偏东方向上.
(1)求的度数;
(2)已知在灯塔P的周围25海里内有暗礁,问轮船继续向正东方向航行是否安全?
【答案】(1)
(2)轮船继续向正东方向航行是安全的
【分析】本题考查了平行线的判定和性质,等角对等边,30度角的性质,勾股定理的应用.
(1)作于H,可知,根据平行线的性质得到,,即可求出的度数;
(2)根据等角对等边得到海里,根据30度角的性质结合勾股定理计算即可.
【详解】(1)解:作于H,
则,
∴,,
∴;
(2)∵一艘轮船以50海里/小时速度向正东方向航行,在A处测得灯塔P在北偏东方向上,继续航行1小时到达B处,
∴海里,
∵,
∴海里,
∵,,
∴海里,
∴,
∴轮船继续向正东方向航行是安全的.
4.某日我海防巡逻艇在A处探测到在它正东方向距它30海里的B处有一艘可疑船只,该船只正以每小时36海里的速度沿北偏西方向行驶,巡逻艇立即沿北偏东的方向前往拦截,半小时后恰好在C处拦截到该船只.
(1)求巡逻艇的速度为每小时多少海里?
(2)求此时该船只所在处C与的距离为多少海里?
【答案】(1)巡逻艇的速度为每小时48海里
(2)此时该船只所在处C与的距离为海里
【分析】本题考查了利用勾股定理解决航海问题.
(1)先求得,在中,由勾股定理求解即可;
(2)作于,利用等积法求解即可.
【详解】(1)解:,,,
,,
,
,,
∴在中,由勾股定理得,
,
答:巡逻艇的速度为每小时48海里;
(2)解:作于,
,
,
答:此时该船只所在处C与的距离为海里.
【题型7求台阶上地毯长度】
1.如图,在高为,坡面长为的楼梯表面铺地毯,则地毯的长至少需要( )
A.7m B. C.8m D.
【答案】D
【分析】本题考查勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
根据勾股定理得出,再计算楼梯表面铺地毯需要的长度即可.
【详解】解:根据勾股定理得,,
则铺地毯的长为,
故选:D.
2.某公司举行开业一周年庆典,准备在一个长,高的台阶上铺设地毯(如图),若台阶的宽为,地毯的价格为120元,则购买地毯需花费_______元.
【答案】8160
【分析】本题主要考查了勾股定理的实际应用,先利用勾股定理求出台阶最上面和最下面的水平距离,再求出需要铺设的地毯面积即可得到答案.
【详解】解:由题意得,台阶最上面和最下面的水平距离为,
∴购买地毯需花费元,
故答案为:8160.
3.某会展中心在会展期间准备将高、长、宽的楼道铺上地毯,已知地毯每平方米30元,请你帮助计算一下,铺完这个楼道至少需要多少元?
【答案】1020
【分析】地毯的长是楼梯的竖直部分与水平部分的和,即与的和,在直角中,根据勾股定理即可求得的长,地毯的长与宽的积就是面积,再乘地毯每平方米的单价即可求解.
【详解】解:由勾股定理得,
则地毯总长为,
则地毯的总面积为(平方米),
所以铺完这个楼道至少需要(元).
故答案为:1020.
【点睛】本题考查了勾股定理的应用,正确理解地毯的长度的计算是解题的关键.
【题型8判断汽车是否超速】
1.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.
2.规定:小汽车在城市道路上行驶速度不得超过.一辆小汽车在一条城市道路上自右向左行驶,某一时刻刚好行驶到道路对面车速检测仪A的正前方C处,米.过了2秒后到达B处,测得小汽车与车速检测仪之间的距离为50米.这辆小汽车超速了吗?
【答案】这辆小汽车超速行驶
【分析】本题主要考查的是勾股定理的应用,将实际问题转化为直角三角形中的数学问题是解题的关键.利用勾股定理求出,再求出小汽车的速度,从而可进行判断.
【详解】解:∵是直角三角形,,
∴,
∴小汽车的速度为,即.
∵,
∴这辆小汽车超速了.
3.交通安全是社会关注的热点问题,安全隐患主要是超速、超载、不按规定行驶.某中学八年级数学活动小组的同学进行了测试汽车速度的实验.如图,先在笔直的公路l旁选取一点P,在公路l上确定点,使得,米,.这时,一辆轿车在公路l上由B向A匀速驶来,测得此车从B处行驶到A处所用的时间为3秒,并测得.此路段限速每小时80千米,试判断此车是否超速?请说明理由(参考数据:).
【答案】此车超速,理由见解析.
【分析】本题主要考查勾股定理与实际问题;根据,米,,可知的长,,在中,可求出的长,从而确定的长度,根据速度等于路程除以时间可以算出汽车的速度,再与此路段限速每小时千米比较,由此即可求解.
【详解】此车超速.
理由:,,
是等腰直角三角形.
米.
在中,,
.
米.
由勾股定理得米,
米.
汽车的速度(米/秒)千米/小时千米/小时.
答:此车超速.
【题型9判断是否受台风影响】
1.如图,某沿海城市接到台风预警,在该市正南方向的处有一台风中心,沿方向以的速度移动,已知城市到的距离为.
(1)求台风中心从点移到点的距离的长?
(2)如果在距台风中心的圆形区域内都将受到台风的影响,那么市受到台风影响的时间持续多少小时?
【答案】(1)的长为
(2)市受到台风影响的时间持续小时
【分析】本题考查勾股定理的实际应用,理解题意并正确计算是关键.
(1)使用勾股定理直接计算即可;
(2)以点为圆心,为半径作圆,交于点、,使用勾股定理求出,再除以台风的速度求出持续时间.
【详解】(1)解:由题意可得,,
在直角中,.
答:的长为.
(2)解:如图,以点为圆心,为半径作圆,交于点、,
由题意可知,台风在段时,对市有影响.
在直角中,,
同理,,
∴,
∴影响持续的时间为.
答:市受到台风影响的时间持续小时.
2.如图,,在距离点米的处有一学校,一重型卡车沿道路方向行驶,在其周围40米范围内都会受到卡车噪声影响.
(1)请你判断学校是否会受到卡车噪声影响.为什么?
(2)若卡车的行驶速度是8米/秒,求卡车沿途给学校带来噪声影响的时间.
【答案】(1)学校会处在卡车的噪声影响范围内;理由见解析
(2)6秒
【分析】本题主要考查了勾股定理的实际应用,三线合一定理,勾股定理,
(1)过点作于,可知点到射线的最短距离为线段的长度;比较的长度是否小于40米,即可得出结论;
(2)如详解图形所示,当时,则卡车在段对学校有影响,根据勾股定理可求得的长度.
【详解】(1)解:如图所示,过点作于,可知点到射线的最短距离为线段的长度.
∵,
∴,
又∵,,
∴.
∵
∴学校会处在卡车的噪声影响范围内.
(2)解:如图所示,在上取两点C、D,连接,当时,则卡车在段对学校有影响.
∵,,
∴.
由(1)知,
∴.
∴.
卡车速度为8 米/秒,
∴影响时间为:.
答:卡车沿道路方向行驶一次给学校带来噪声影响的时间为.
3.如图,有一架救火飞机沿东西方向由点A飞向点B,已知点C为其中一个着火点,且直线上A,B两点与点C的距离分别为和,又,飞机中心周围以内可以受到洒水影响.
(1)着火点C受洒水影响吗?为什么?
(2)若飞机以的速度沿直线匀速飞行,要想扑灭着火点C估计需要13秒,请你通过计算判断着火点C能否被扑灭?
【答案】(1)着火点C受洒水影响,理由见解析
(2)能,理由见解析
【分析】本题考查了勾股定理与勾股定理的逆定理的应用,等腰三角形的性质,
(1)过点C作,垂足为D,勾股定理的逆定理证明是直角三角形,进而等面积法求得长度,与260进行比较即可求得答案;
(2)以点C为圆心,为半径作圆,交于点E,F. 勾股定理求得,根据等腰三角形的性质进而求得的长,根据飞机的速度得到飞行时间,再根据题意求得灭火时间,即可解决问题.
【详解】(1)解:着火点C受洒水影响,理由如下,
如图,过点C作,垂足为D,
∵,,,
∴,,
∴,
∴是直角三角形,
∴,,
∵,
∴着火点C受洒水影响;
(2)解:能,理由如下:
如图,以点C为圆心,为半径作圆,交于点E,F,则,
在中,,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴着火点C能被扑灭.
【题型10选址使到两地距离相等】
1.如图,某通信公司计划在A,B两地间的E处修建一座信号塔,这样C,D两个村庄到E处的距离恰好相等.已知于点A,于点B,,,,求信号塔E应建在离A地多远的地方.
【答案】
【分析】设,则,根据,利用勾股定理建立等式解答即可.
【详解】解:由,设,则.
,,
和都是直角三角形,
在和中,
,.
,,,
,
解得,
.
答:信号塔E应建在离A地远的地方.
2.如图,攀枝花市某地一条公路旁有两个居民点C、D,它们各自到公路的垂直距离、分别为、,公路上的A、B两地相距,现准备在公路上修建一所医院E,因两地居民需求基本一致,考虑选择合适的地点建造,使得两地到医院的距离相等.
(1)试在图上用尺规作图确定医院E的建造位置(提示:不写作法,保留作图痕迹,先用铅笔圆规直尺画图,确定无误之后再用中性笔加粗描绘)
(2)求出该医院离A地的距离.(提示:若第(1)问未完成,可画简图完成此问)
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查了应用设计与作图,勾股定理的应用,利用列出方程是解题的关键.
(1)作的垂直平分线与交于点,则点即为所作;
(2)连接,设,用勾股定理表示出,利用列出方程求值即可.
【详解】(1)解:连接,作线段的垂直平分线,交于E,则点E就是医院的建造位置,如图所示:
(2)解:连接,设,则.
∵是线段的垂直平分线,
∴,
∴,
解得,
答:该医院离A地的距离
3.如图,在一条笔直的火车轨道同侧有两个城镇A,B,现在计划在火车轨道上修建一个货运中转站,使得中转站P到城镇A,B的距离相等.为此某中学“综合与实践”小组开展了“确定货运中转站位置”的实践活动,他们制订了测量方案,并利用课余时间完成了实地测量,部分测量结果如表:
课题
确定货运中转站位置
测量工具
皮尺
测量示意图
说明:,
测量数据
,,
通过测量数据,请你确定货运中转站应修建在距离点M多少千米处?
【答案】千米
【分析】本题考查了勾股定理的应用.
设,则,根据勾股定理得到,求解即可.
【详解】设,则,
,,,
,
,
解得,
中转站P应修建在离点M千米处.
4.如图,在一条笔直的马路同侧有,两个小区,小区到马路的垂直距离为千米,小区到马路的垂直距离为千米,的长度为千米.
(1)求,小区之间的距离;
(2)现要在线段上修建一个车站,使得车站到,两小区的距离相等,此时车站应修建在离点多远处?
【答案】(1)千米
(2)千米
【分析】()过点作于,可得四边形是长方形,得到千米,千米,即得千米,再利用勾股定理即可求解;
()设千米,则千米,由利用勾股定理解答即可求解;
本题考查了勾股定理的应用,长方形,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】(1)解:如图,过点作于,则,
∵,
∴四边形是长方形,
∴千米,千米,
∴千米,
∴千米,
答:,小区之间的距离为千米;
(2)解:如图,设千米,则千米,
由题意得,,
∴由勾股定理得,,
整理得,,
解得,
答:车站应修建在离点 千米处.
【题型11利用勾股定理证明线段平方关系】
1.【背景材料】小颖和小强在做课后习题时,遇到这样一道题:“已知中,,,,如图(a)所示,当点M、N在上时,试判断线段,,的数量关系.
小颖的解题思路:如图(b)所示,将沿直线对折,得,连,
(1)你认为的度数为_____.
(2)按照小颖的思路,判断图(b)线段,,的数量关系,并完整证明.
(3)【解决问题】当M在的延长线上,点N在线段上,其他条件不变,如图(C)所示,
第(2)问中的结论是否成立.如果成立,请证明.如果不成立,请说明理由.
【答案】(1)
(2),证明见解析
(3)成立,理由见解析
【分析】本题考查折叠的性质及全等三角形的判定和性质,等腰三角形的性质,勾股定理,掌握折叠的性质是解题的关键;
(1)根据等边对等角得出,根据折叠的性质可得,进而即可求解;
(2)根据折叠的性质得出,,再由各角之间的关系得出,利用全等三角形的判定和性质得出,结合图形由勾股定理即可得出结果;
(3)将延折叠,得到,连接,根据(2)中证明方法证明即可.
【详解】(1)解:∵中,,,
∴,
∵折叠,
∴,
∴,
故答案为:.
(2)解:∵
∴
依题知: (折叠的性质)
∴,
∴
∵,
∴
∵,
∴
∴,
∴,
∴
∴
(3)结论成立,理由如下:
将延折叠,得到,连接,
∴,
∴ ,
∴,
∵,
∴
∴,
∴
在与中
∴
∴
∴
∴
∴.
2.如图,已知和,,,,点关于直线的对称点为,线段交边于点,交的平分线于点,连结.
(1)求证:.
(2)求的度数.
(3)探究与的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)
(3),理由见解析
【分析】本题主要考查全等三角形的判定与性质,勾股定理等知识,正确作出辅助线构造全等三角形是解答本题的关键.
(1)根据证明可得结论;
(2)连接,由对称性得,,,可得出
(3)作,垂足为.证明,再根据勾股定理可得结论.
【详解】(1)证明:平分,,
,
,,
,
;
(2)解:连接.
点与点关于直线对称,
,
,
,,
;
(3)解:,理由如下:
作,垂足为.
,
,
,
,
,,
,
,
,
.
3.我们定义:如果两个等腰三角形顶角相等,且顶角顶点互相重合,则称此图形为“手拉手全等模型”.因为顶点相连的四条边,形象的可以看作两双手,所以通常称为“手拉手全等模型”.
(1)例如,如图1,与都是等腰三角形,其中,则________(________);
(2)类比:如图2,已知与都是等腰三角形,,,且,求证:;
(3)拓展:如图3,,,,试探索线段,,之间满足的等量关系,并证明结论.
【答案】(1),
(2)见解析
(3),见解析
【分析】(1)先证,再根据即可证明;
(2)先证,再根据即可证明;
(3)连接,先证,则可得,,进而可得.
本题主要考查了全等三角形的判定和性质,以及勾股定理.熟练掌握以上知识是解题的关键.
【详解】(1)解:∵与都是等腰三角形,
∴,
又∵
∴,即,
在和中,,
∴.
故答案为: ,
(2)证明:∵,
∴,即,
在和中,,
∴,
∴;
(3)解:,理由如下:
连接,如图所示:
∵,,,
∴,,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
在中,由勾股定理得:,
∴.
【题型12垂美四边形问题】
1.概念理解:对角线互相垂直的四边形叫做垂直四边形.如图1,四边形中,;
新意应用:如图2,在四边形中,,,问四边形是垂直四边形吗?请说明理由;
性质探究:如图1,垂直四边形被对角线分成了四个直角三角形,与有什么关系?并证明你的猜想.
【答案】新意应用:四边形是垂直四边形,理由见解析;性质探究:,证明见解析
【分析】本题主要考查了线段垂直平分线的判定,勾股定理:
新意应用:连接,根据线段垂直平分线的判定定理,即可求解;
性质探究:根据勾股定理,即可求解.
【详解】解:新意应用:四边形是垂直四边形,
理由:连接,
∵,
∴点A在线段的垂直平分线上,
∵,
∴点C在线段的垂直平分线上,
∴直线是线段的垂直平分线,
∴,
即四边形是垂直四边形;
性质探究:,理由如下:
∵,
∴,
由勾股定理得,,,
∴.
2.我们把对角线互相垂直的四边形叫做垂美四边形.
(1)如图①,已知四边形是垂美四边形,请探究两组对边与之间的数量关系,并说明理由;
(2)如图②,分别以的直角边和斜边为边向外作正方形和正方形,连接,已知,求.
【答案】(1)猜想:.理由见解析;
(2)73
【分析】本题考查全等三角形的性质与判定、勾股定理、垂美四边形的定义等知识.
(1)利用勾股定理求得即可证明;
(2)连接,,只要证明四边形是垂美四边形,利用(1)中结论即可解决问题.
【详解】(1)解:猜想:.理由如下:
∵四边形是垂美四边形,
∴,
∴,
由勾股定理,得,
,
∴;
(2)连接,,如图:
∵正方形和正方形,
∴,,,
∴,即,
在和中,,,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴四边形是垂美四边形,
由(1)可知,
∵,,
∴由勾股定理,得,,,
∴.
3.定义:我们把两条对角线互相垂直的四边形称为“垂美四边形”.
(1)特例感知:如图1,四边形ABCD是“垂美四边形”,如果,,,则______,______.
(2)猜想论证:如图1,如果四边形ABCD是“垂美四边形”,猜想它的两组对边AB,CD与BC,AD之间的数量关系并给予证明.
(3)拓展应用:如图2,分别以的直角边AC和斜边AB为边向外作正方形ACFG和正方形ABDE,连接CE,BG,GE,已知,,求GE长.
【答案】(1),
(2),证明见解析
(3)
【分析】(1)利用含角的直角三角形的性质得,,再利用勾股定理即可得出答案;
(2)由“垂美四边形”得,再根据勾股定理得;
(3)连接,,首先利用证明,得,说明,从而得出,进而解决问题.
【详解】(1)解:,,
,
四边形是“垂美四边形”,
,
,
,
,,
,
,
故答案为:,;
(2)结论:,
证明:∵于点O,
∴,
∴.
同理可得,,
∴
(3)解:如图:连接CG、BE,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴四边形GCBE为垂美四边形,
由(2)中结论可知,
∵,,
∴,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
根据线段为正数可知
【点睛】本题是一道新定义题,主要考查了全等三角形的判定与性质,勾股定理,含角的直角三角形的性质,正方形的性质等知识,利用(2)中结论是解决问题(3)的关键.
【题型13 与长方形有关的最短路径问题】
1.如图,长方体的长为、宽为、高为,是边的中点,在长方体下底面的点处有一只蚂蚁,它想吃到上底面点处的面包屑,沿着该长方体的表面需要爬行的最短路程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查平面展开-最短路径问题,解题的关键是把立体图形转化为平面图形解决,将棱柱展开,根据两点之间线段最短即可得到最短路径,利用勾股定理解答即可.
【详解】解:当蚂蚁沿着该长方体的表面(前面和右面)爬行的展开如图所示:
∵长方体的长为、宽为、高为,是边的中点,
∴,
∴,
∴沿着表面需要爬行的最短路程为,
当蚂蚁沿着该长方体的表面(左面和上面)爬行的展开如图所示:
则,
∴
当蚂蚁沿着该长方体的表面(前面和上面)爬行的展开如图所示:
∴,
∵
∴
即沿着该长方体的表面需要爬行的最短路程为,
故选:C
2.一座长方体建筑,其底面为正方形,现已知,,欲从点A开始沿着该建筑的表面环绕长方体建筑1圈,最后到达点处,则最短距离为( )m.
A.80 B.100 C.120 D.130
【答案】D
【分析】本题考查了勾股定理,几何体的展开图认识,将长方体展开得出,,从而得出,再由勾股定理计算即可得解,正确将长方体展开是解此题的关键.
【详解】解:如图,将长方体展开:
∵底面是正方形,,,
∴,,
∴,
∴从点A开始沿着该建筑的表面环绕长方体建筑1圈,最后到达点处,行走的最短距离相当于直角三角形的斜边的长,
∵,
∴最短距离为,
故选:D.
3.如图是一个无盖四棱柱的模型,底面正方形的边长为,高为.若一只蚂蚁从该棱柱底面的顶点处,经棱柱侧面爬行到上底面的顶点处,则蚂蚁爬行的最短距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了立体图形侧面展开图与勾股定理的应用,熟练掌握将立体路径转化为平面线段并运用勾股定理比较长度是解题的关键.
将四棱柱侧面展开,分两种情况得到平面图形,利用勾股定理分别计算路径长度,再比较得出最短距离.
【详解】如图,展开侧面后,
在中,,,.
∴此时距离.
如图2,展开侧面后,
在中,,,.
∴.
∵,
∴最短距离为.
故选:.
4.如图,一根长方体木条放置在一块长方形纸片上,已知,,该木条的较长边与平行,横截面是边长为的正方形.一只蚂蚁从点爬过木块到达处需要走的最短路程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了勾股定理在最短路径中的应用,找出最短路径是解题的关键.将长方体侧面展开得蚂蚁的爬行的最短路径为的长,用勾股定理即可求解.
【详解】解:如图,
将长方体侧面展开,即为所求,
则,,
最短路程.
故选:B.
【题型14 与圆柱有关的最短路径问题】.
1.一个底面周长为,高为的圆柱,有一只小虫从底部点A处爬到上底B处,则小虫爬的最短路径长为( ).
A.13 B.15 C. D.18
【答案】A
【分析】将圆柱的侧面展开得到一个长方形,则根据两点之间线段最短可得出最短路径.而长方形的长就是底面周长的一半,高就是圆柱的高,再根据勾股定理可得出结果.
【详解】解:展开圆柱的侧面如图,根据两点之间线段最短就可以得知最短.
由题意,得,,
在中,由勾股定理,得,
即小虫爬的最短路径长为.
2.为筹备文化艺术节,同学们设计了一个圆筒形灯罩装饰会场,然后圆筒壁缠绕红丝线,如图所示:已知圆筒的高为,其横截面圆的周长为,点在点的正上方,过点和点缠绕一圈红丝线,裁剪的红丝线至少( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查圆柱的侧面展开图以及勾股定理与最短路径问题,掌握好相关知识是关键.
将圆柱的侧面展开得到一个矩形,则对角线为最短路径,使用勾股定理计算即可.
【详解】解:圆柱的侧面展开图如图所示:
由题意可知,,,
在直角中,,
由“两点之间,线段最短”可知,即为最短路径,
∴裁剪的红丝线至少.
故选:B.
3.有一棵树(将树看作一个圆柱)高,底面周长是,一条生长在树底下的藤从树底部开始均匀绕树圈(如图),上端刚好与树顶端齐平,则这条藤的长度是________m.
【答案】
【分析】本题考查了圆柱体的展开图、线段的最短距离和勾股定理,将几何体展开为平面图是解题的关键;首先将圆柱体侧面展开其侧面图为矩形,再根据已知条件求出矩形的长和宽,再利用勾股定理即可求出这条藤的长度.
【详解】解:如图:,,
∵,
∴,
故答案为:.
【题型15 与台阶有关的最短路径问题】
1.一个台阶如图,阶梯每一层高,宽,长.一只蚂蚁从点爬到点最短路程是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】此题主要考查了平面展开最短路径问题.先将图形平面展开,再用勾股定理根据两点之间线段最短进行解答 .
【详解】解:如图所示:
台阶平面展开图为长方形,,,
则蚂蚁沿台阶面爬行到点最短路程是此长方形的对角线长.
由勾股定理得:,
故选:D.
2.如图,台阶阶梯每一层高,宽,长,一只蚂蚁从A点爬到B点,最短路程是______.
【答案】
【分析】将阶梯的表面展开,形成一个矩形;根据勾股定理求解即可;
【详解】解:如图,阶梯的表面展开,形成一个矩形;
∵台阶阶梯每一层高,宽,长
∴ ()
故答案为:
【点睛】本题考查了勾股定理的实际应用;将蚂蚁行进过程中的多个平面展开形成一个矩形是解题的关键.
【题型16 将军饮马与最短路径问题】
1.如图,等腰底边长为,面积,腰的垂直平分线交于点F,若D为边上中点,M为线段上一动点,则的周长最小值为___________.
【答案】8
【分析】此题考查了轴对称——最短路线问题,连接,由于是等腰三角形,点D是边的中点,故,再根据三角形的面积公式求出,再根据是线段的垂直平分线可知,点B关于直线的对称点为点A,故的长为的最小值,由此即可得出结论,熟知等腰三角形三线合一的性质,两点之间线段最短是解答此题的关键.
【详解】解:连接,
∵是等腰三角形,点D是边的中点,
∴,
∴,
解得:(),
∵是线段的垂直平分线,
∴点B关于直线的对称点为点A,
∴的长为的最小值,
∴的周长最短(),
故答案为:8.
2.如图,透明的圆柱形容器(容器厚度忽略不计)的高为,底面周长为,在容器内壁离容器底部的点B处有一饭粒,此时一只蚂蚁正好在容器外壁,且离容器上沿的点A处,则蚂蚁吃到饭粒需爬行的最短路径是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了平面展开-最短路径问题,将图形展开,利用轴对称的性质和勾股定理进行计算是解题的关键
将容器侧面展开,作出关于的对称点,根据两点之间线段最短可知 的长度即为所求,在中,根据勾股定理即可求出的长度;
【详解】解:如图:将容器侧面展开,作A关于EC的对称点,过作交的延长线于D,
则四边形是矩形,
∴,,
连接,则即为最短距离,
∵高为,底面周长为,在容器内壁离容器底部的点B处有一饭粒,此时蚂蚁正好在容器外壁,离容器上沿与饭粒相对的点A处,
∴,,
在中,.
故选B.
3.如下图,小区与公路的距离,小区与公路的距离.已知,现要在公路旁建造一家利民超市,使超市到,两小区的路程之和最短.
(1)请在图中画出点,并写出画法.
(2)求的最小值.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)如图,作点关于的对称点,连接,交于点,即可得到结果;
(2)由对称性得的最小值为线段的长,过点作,交的延长线于点,在中,根据勾股定理即可得到结论.
【详解】(1)解:如图,作点关于的对称点,连接,交于点,即为所求的点.
(2)解:由对称性,得的最小值为线段的长.
如图,过点作,交的延长线于点.
在中,,
,
,
的最小值为.
【点睛】本题考查了轴对称最短路线问题,勾股定理,确定出的位置是解决本题的关键.
1
学科网(北京)股份有限公司
$
专题03 勾股定理应用重难点题型汇编
【题型1求梯子滑落高度】.....................................................................................................1
【题型2求旗杆高度】.............................................................................................................4
【题型3求小鸟飞行距离】.....................................................................................................7
【题型4求大树折断前的高度】.............................................................................................8
【题型5解决水杯中筷子问题】..............................................................................................9
【题型6解决航海问题】........................................................................................................10
【题型7求台阶上地毯长度】.................................................................................................12
【题型8判断汽车是否超速】.................................................................................................13
【题型9判断是否受台风影响】............................................................................................14
【题型10选址使到两地距离相等】......................................................................................15
【题型11利用勾股定理证明线段平方关系】.........................................................................17
【题型12垂美四边形问题】.................................................................................................19
【题型13 与长方形有关的最短路径问题】..........................................................................20
【题型14 与圆柱有关的最短路径问题】..............................................................................21
【题型15 与台阶有关的最短路径问题】.............................................................................22
【题型16 将军饮马与最短路径问题】.................................................................................23
【题型1求梯子滑落高度】
1.如图,一根长的梯子,斜立在一竖直的墙上,这时梯足距离墙底端.如果梯子的顶端下滑,那么梯足将滑动( ).
A. B. C. D.
2.如图,两个书柜相对平行摆放,当一架梯子倾斜靠在左侧书柜时,梯子底端与左侧书柜的距离为1.5米,顶端与地面的距离为2米.在保持梯子底端不变的情况下,将梯子顶端倾斜靠在右侧书柜上时,顶端与地面的距离为2.4米,则两个书柜之间的距离为( )
A.1.5米 B.2.2米 C.2.4米 D.2.5米
3.如下图,小巷左右两侧是竖直的高度相等的墙,一根竹竿斜靠在左墙时,竹竿底端到左墙角的距离为,顶端距墙顶的距离为.若保持竹竿底端位置不动,将竹竿斜靠在右墙时,竹竿底端到右墙角的距离为,顶端距墙顶的距离为.已知点,,在一条直线上,点,,在一条直线上,点,,在一条直线上,,.
(1)求墙的高度.
(2)求竹竿的长度.
4.在社团活动中,徐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A,一端拴在滑块B上,另一端拴在A的正下方物体C上,滑块B放置在水平地面的直轨道上,通过滑块B的左右滑动来调节物体C的升降.实验初始状态如图1所示,物体C静止在直轨道上,物体C到滑块B的水平距离,物体C到定滑轮的垂直距离.(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C升高至处,求滑块B向左滑动至处的距离.
5.“安全重于泰山,生命高于一切”.某地一楼房发生火灾,消防员用消防车上的云梯救人.如图,消防车高米(即米),施救点距离地面的高度为米,此时云梯的长度为米.
(1)求云梯底部到楼房的距离.
(2)消防员发现在处上方米的处有人未撤离,为了救出处的被困人员,在云梯长度不变的情况下,云梯底部需沿方向前进多少米?
【题型2求旗杆高度】
1.五星红旗是中华人民共和国的象征和标志,每周一次的校园升旗仪式让我们感受到祖国的伟大,心中充满了自豪和敬仰.某校“综合与实践”小组开展了测量本校旗杆高度的实践活动.他们制订了测量方案,并利用课余时间完成了实地测量,测量结果如下表(不完整).
课题
测量学校旗杆的高度
成员
组长:小明组员:小亮,小红,小颖
工具
皮尺等
测量示意图
说明:线段表示学校旗杆,垂直地面于点B,如图1,第一次将系在旗杆顶端的绳子垂直到地面,并多出了一段,用皮尺测出的长度;如图2,第二次将绳子拉直,绳子末端落在地面的点D处,用皮尺测出的距离.
测量数据
测量项目
数值
图1中的长度
3米
图2中的长度
9米
问题解决
任务
根据以上测量结果,请你帮助该“综合与实践”小组求出学校旗杆的高度.
2.为了测量旗杆的高度,小明设计了如图所示的测量方案:将升旗的绳子拉到旗杆底端,并在绳子上打一个结,然后将绳子拉到离旗杆底端9米处,发现此时绳子底端距离打结处约3米.
(1)请利用小明设计的方案,计算旗杆的高度;
(2)小明查阅旗杆设计图纸,发现测量的结果与设计高度有一点误差,你认为产生误差的原因是什么?(至少写出一条)
3.小明买了一个年画风筝,并进行了试放,为了验证某些数学问题,他设计了如下的方案:先测得放飞点与风筝的水平距离为;根据手中余线长度,计算出的长度为;牵线放风筝的手到地面的距离为.已知点A,B,C,D在同一平面内.
(1)求风筝离地面的垂直高度;
(2)在余线仅剩的情况下,若想要风筝沿射线方向再上升,请问能否成功?请说明理由.
4.综合与实践
如图,有一个由传感器A控制的灯,装在门上方的墙上,任何东西只要移至该灯周围5米及5米以内时,灯就会自动发光.求实小组想利用所学数学知识来测量传感器A的垂直高度,实践报告如下:
课题
传感器离地面垂直高度问题探究
成员
组长:××× 组员:×××,×××,×××
测量工具
皮尺
示意图
及测量数据
①一位身高米的小组成员(即米)走到灯刚好发光的地方;
②测得此时他距墙4米(即米).
提出问题
(1)运用所学勾股定理相关知识,根据测量所得数据,计算出传感器A离地面的垂直高度;
问题迁移
(2)一位身高2米的小组成员走到离墙米的地方时,灯是否会发光?
解决问题
解:过点C作,交于点E.
……
请你帮助求实小组解决以上两个问题.
5.如图,数学兴趣小组要测量旗杆的高度,同学们发现系在旗杆顶端的绳子垂到地面多出一段的长度为米,小明同学将绳子拉直,绳子末端落在点处,到旗杆底部的距离为米.
(1)求旗杆的高度;
(2)小明在处,用手拉住绳子的末端,后退至观赛台的3米高的台阶上,此时绳子刚好拉直,绳子末端落在点处,问小明需要后退几米(即的长)?
【题型3求小鸟飞行距离】
1.如图,有两棵树,一棵高米,另一棵高米,两树相距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( )
A.米 B.米 C.米 D.米
2.两只小鼹鼠在地下打洞,一只朝前方挖,每分钟挖,另一只朝左挖,每分钟挖,10分钟之后两只小鼹鼠相距( )
A. B. C. D.
3.如图,某校校庆时,从教学楼楼顶的点A处向围墙上的点B处拉彩旗.已知点B和教学楼的水平距离为,教学楼高,围墙高,问至少需要多长的彩旗带?
【题型4求大树折断前的高度】
1.如图,在一面竖直的水泥墙的B处有两名跑酷运动员(米),为争夺地面目标点A,一名运动员从B处沿墙面攀爬至地面,再奔跑至A处(米),另一名运动员从B处继续沿墙面攀爬至顶端D后,直接向A处跳跃(跳跃轨迹按直线计算).若两名运动员所经过的路程长度相等,求水泥墙的高度.
2.如图,超强台风“桦加沙”登陆时把一棵垂直于地面且高度为的大树被大风吹折,折断处与地面的距离,树尖恰好碰到地面.在大树倒下的方向上的点处停着一辆小轿车,,树枝落地时是否会砸着小轿车并说明理由.
3.2025年第18号台风“桦加沙”登陆期间,部分地区受到影响.如图所示,一棵垂直于地面且高度为8米的树木被台风折断,折断后树顶B落在离树根底部C的4米处,求这棵树在离地面多高处被折断.
4.如图,一根直立的旗杆高,因刮大风,旗杆从点C处折断,顶部B着地,且离旗杆底部A的距离为.
(1)求旗杆在距地面多高处折断;
(2)在折断点C的下方的点P处,有一明显裂痕,如果本次大风将旗杆从点P处吹断,那么行人在距离旗杆底部处是否有被砸到的风险?
【题型5解决水杯中筷子问题】
1.如图,将一根长的细木棒放入长、宽、高分别为,和的长方体无盖盒子中,则细木棒露在盒外面的最短长度是( )
A. B. C. D.
2.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.
3.如图,将一根长为的吸管置于底面直径为,高为的圆柱形水杯中,设吸管露在杯子外的长为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型6解决航海问题】
1.如图所示,一艘轮船以的速度离开港口O点,向东南方向航行,另一艘轮船同时以的速度向西南方向航行,它们航行两小时后,相距有多远?
2.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.
3.如图一艘轮船以50海里/小时速度向正东方向航行,在A处测得灯塔P在北偏东方向上,继续航行1小时到达B处,此时测得灯塔在北偏东方向上.
(1)求的度数;
(2)已知在灯塔P的周围25海里内有暗礁,问轮船继续向正东方向航行是否安全?
4.某日我海防巡逻艇在A处探测到在它正东方向距它30海里的B处有一艘可疑船只,该船只正以每小时36海里的速度沿北偏西方向行驶,巡逻艇立即沿北偏东的方向前往拦截,半小时后恰好在C处拦截到该船只.
(1)求巡逻艇的速度为每小时多少海里?
(2)求此时该船只所在处C与的距离为多少海里?
【题型7求台阶上地毯长度】
1.如图,在高为,坡面长为的楼梯表面铺地毯,则地毯的长至少需要( )
A.7m B. C.8m D.
2.某公司举行开业一周年庆典,准备在一个长,高的台阶上铺设地毯(如图),若台阶的宽为,地毯的价格为120元,则购买地毯需花费_______元.
3.某会展中心在会展期间准备将高、长、宽的楼道铺上地毯,已知地毯每平方米30元,请你帮助计算一下,铺完这个楼道至少需要多少元?
【题型8判断汽车是否超速】
1.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)
2.规定:小汽车在城市道路上行驶速度不得超过.一辆小汽车在一条城市道路上自右向左行驶,某一时刻刚好行驶到道路对面车速检测仪A的正前方C处,米.过了2秒后到达B处,测得小汽车与车速检测仪之间的距离为50米.这辆小汽车超速了吗?
3.交通安全是社会关注的热点问题,安全隐患主要是超速、超载、不按规定行驶.某中学八年级数学活动小组的同学进行了测试汽车速度的实验.如图,先在笔直的公路l旁选取一点P,在公路l上确定点,使得,米,.这时,一辆轿车在公路l上由B向A匀速驶来,测得此车从B处行驶到A处所用的时间为3秒,并测得.此路段限速每小时80千米,试判断此车是否超速?请说明理由(参考数据:).
【题型9判断是否受台风影响】
1.如图,某沿海城市接到台风预警,在该市正南方向的处有一台风中心,沿方向以的速度移动,已知城市到的距离为.
(1)求台风中心从点移到点的距离的长?
(2)如果在距台风中心的圆形区域内都将受到台风的影响,那么市受到台风影响的时间持续多少小时?
2.如图,,在距离点米的处有一学校,一重型卡车沿道路方向行驶,在其周围40米范围内都会受到卡车噪声影响.
(1)请你判断学校是否会受到卡车噪声影响.为什么?
(2)若卡车的行驶速度是8米/秒,求卡车沿途给学校带来噪声影响的时间.
3.如图,有一架救火飞机沿东西方向由点A飞向点B,已知点C为其中一个着火点,且直线上A,B两点与点C的距离分别为和,又,飞机中心周围以内可以受到洒水影响.
(1)着火点C受洒水影响吗?为什么?
(2)若飞机以的速度沿直线匀速飞行,要想扑灭着火点C估计需要13秒,请你通过计算判断着火点C能否被扑灭?
【题型10选址使到两地距离相等】
1.如图,某通信公司计划在A,B两地间的E处修建一座信号塔,这样C,D两个村庄到E处的距离恰好相等.已知于点A,于点B,,,,求信号塔E应建在离A地多远的地方.
2.如图,攀枝花市某地一条公路旁有两个居民点C、D,它们各自到公路的垂直距离、分别为、,公路上的A、B两地相距,现准备在公路上修建一所医院E,因两地居民需求基本一致,考虑选择合适的地点建造,使得两地到医院的距离相等.
(1)试在图上用尺规作图确定医院E的建造位置(提示:不写作法,保留作图痕迹,先用铅笔圆规直尺画图,确定无误之后再用中性笔加粗描绘)
(2)求出该医院离A地的距离.(提示:若第(1)问未完成,可画简图完成此问)
3.如图,在一条笔直的火车轨道同侧有两个城镇A,B,现在计划在火车轨道上修建一个货运中转站,使得中转站P到城镇A,B的距离相等.为此某中学“综合与实践”小组开展了“确定货运中转站位置”的实践活动,他们制订了测量方案,并利用课余时间完成了实地测量,部分测量结果如表:
课题
确定货运中转站位置
测量工具
皮尺
测量示意图
说明:,
测量数据
,,
通过测量数据,请你确定货运中转站应修建在距离点M多少千米处?
4.如图,在一条笔直的马路同侧有,两个小区,小区到马路的垂直距离为千米,小区到马路的垂直距离为千米,的长度为千米.
(1)求,小区之间的距离;
(2)现要在线段上修建一个车站,使得车站到,两小区的距离相等,此时车站应修建在离点多远处?
【题型11利用勾股定理证明线段平方关系】
1.【背景材料】小颖和小强在做课后习题时,遇到这样一道题:“已知中,,,,如图(a)所示,当点M、N在上时,试判断线段,,的数量关系.
小颖的解题思路:如图(b)所示,将沿直线对折,得,连,
(1)你认为的度数为_____.
(2)按照小颖的思路,判断图(b)线段,,的数量关系,并完整证明.
(3)【解决问题】当M在的延长线上,点N在线段上,其他条件不变,如图(C)所示,
第(2)问中的结论是否成立.如果成立,请证明.如果不成立,请说明理由.
2.如图,已知和,,,,点关于直线的对称点为,线段交边于点,交的平分线于点,连结.
(1)求证:.
(2)求的度数.
(3)探究与的数量关系,并说明理由.
3.我们定义:如果两个等腰三角形顶角相等,且顶角顶点互相重合,则称此图形为“手拉手全等模型”.因为顶点相连的四条边,形象的可以看作两双手,所以通常称为“手拉手全等模型”.
(1)例如,如图1,与都是等腰三角形,其中,则________(________);
(2)类比:如图2,已知与都是等腰三角形,,,且,求证:;
(3)拓展:如图3,,,,试探索线段,,之间满足的等量关系,并证明结论.
【题型12垂美四边形问题】
1.概念理解:对角线互相垂直的四边形叫做垂直四边形.如图1,四边形中,;
新意应用:如图2,在四边形中,,,问四边形是垂直四边形吗?请说明理由;
性质探究:如图1,垂直四边形被对角线分成了四个直角三角形,与有什么关系?并证明你的猜想.
2.我们把对角线互相垂直的四边形叫做垂美四边形.
(1)如图①,已知四边形是垂美四边形,请探究两组对边与之间的数量关系,并说明理由;
(2)如图②,分别以的直角边和斜边为边向外作正方形和正方形,连接,已知,求.
3.定义:我们把两条对角线互相垂直的四边形称为“垂美四边形”.
(1)特例感知:如图1,四边形ABCD是“垂美四边形”,如果,,,则______,______.
(2)猜想论证:如图1,如果四边形ABCD是“垂美四边形”,猜想它的两组对边AB,CD与BC,AD之间的数量关系并给予证明.
(3)拓展应用:如图2,分别以的直角边AC和斜边AB为边向外作正方形ACFG和正方形ABDE,连接CE,BG,GE,已知,,求GE长.
【题型13 与长方形有关的最短路径问题】
1.如图,长方体的长为、宽为、高为,是边的中点,在长方体下底面的点处有一只蚂蚁,它想吃到上底面点处的面包屑,沿着该长方体的表面需要爬行的最短路程为( )
A. B. C. D.
2.一座长方体建筑,其底面为正方形,现已知,,欲从点A开始沿着该建筑的表面环绕长方体建筑1圈,最后到达点处,则最短距离为( )m.
A.80 B.100 C.120 D.130
3.如图是一个无盖四棱柱的模型,底面正方形的边长为,高为.若一只蚂蚁从该棱柱底面的顶点处,经棱柱侧面爬行到上底面的顶点处,则蚂蚁爬行的最短距离为( )
A. B. C. D.
4.如图,一根长方体木条放置在一块长方形纸片上,已知,,该木条的较长边与平行,横截面是边长为的正方形.一只蚂蚁从点爬过木块到达处需要走的最短路程是( )
A. B. C. D.
【题型14 与圆柱有关的最短路径问题】.
1.一个底面周长为,高为的圆柱,有一只小虫从底部点A处爬到上底B处,则小虫爬的最短路径长为( ).
A.13 B.15 C. D.18
2.为筹备文化艺术节,同学们设计了一个圆筒形灯罩装饰会场,然后圆筒壁缠绕红丝线,如图所示:已知圆筒的高为,其横截面圆的周长为,点在点的正上方,过点和点缠绕一圈红丝线,裁剪的红丝线至少( ).
A. B. C. D.
3.有一棵树(将树看作一个圆柱)高,底面周长是,一条生长在树底下的藤从树底部开始均匀绕树圈(如图),上端刚好与树顶端齐平,则这条藤的长度是________m.
【题型15 与台阶有关的最短路径问题】
1.一个台阶如图,阶梯每一层高,宽,长.一只蚂蚁从点爬到点最短路程是( )
A. B. C. D.
2.如图,台阶阶梯每一层高,宽,长,一只蚂蚁从A点爬到B点,最短路程是______.
【题型16 将军饮马与最短路径问题】
1.如图,等腰底边长为,面积,腰的垂直平分线交于点F,若D为边上中点,M为线段上一动点,则的周长最小值为___________.
2.如图,透明的圆柱形容器(容器厚度忽略不计)的高为,底面周长为,在容器内壁离容器底部的点B处有一饭粒,此时一只蚂蚁正好在容器外壁,且离容器上沿的点A处,则蚂蚁吃到饭粒需爬行的最短路径是( )
A. B. C. D.
3.如下图,小区与公路的距离,小区与公路的距离.已知,现要在公路旁建造一家利民超市,使超市到,两小区的路程之和最短.
(1)请在图中画出点,并写出画法.
(2)求的最小值.
1
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