内容正文:
专题02 勾股定理的应用重难点题型专训
(3个知识点+12大题型+3拓展训练+自我检测)
题型一 梯子滑落高度问题
题型二 旗杆高度问题
题型三 小鸟飞行距离问题
题型四 大树折断前高度问题
题型五 水杯中筷子问题
题型六 航海距离问题
题型七 河宽问题
题型八 台阶上地毯长度问题
题型九 汽车是否超速问题
题型十 是否受台风影响问题
题型十一 选址问题
题型十二 最短路径问题
拓展训练一 受影响问题综合应用
拓展训练二 蚂蚁爬行距离综合
拓展训练三 勾股定理的最值训练
知识点一:勾股定理的应用
1.用勾股定理解决一般问题的步骤
(1)由题意画出符合要求的直角三角形,把实际问题转化为数学问题;
(2)将待求的量看成直角三角形的一条边;
(3)利用勾股定理求解.
2.求直角三角形边长的方法
若已知两边长,可直接由勾股定理求第三边长,若已知一边及另外两边的关系,可设未知数根据勾股定理求解.
【即时训练】
1.(25-26八年级上·广东梅州·月考)如图,要从电线杆离地面5米的点C处向地面拉一根长为13米的钢缆,则地面钢缆固定点A到电线杆底部B的距离为( )
A.12米 B.11米 C.10米 D.9米
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理.电线杆、地面、钢缆正好构成直角三角形,根据勾股定理直接解答本题.
【详解】解:电线杆、地面、钢缆正好构成直角三角形,
由题意知:米,米,
(米)
故选:.
2.(24-25八年级上·全国·课后作业)如图,两树的高分别为米和4米,相距8米,一只鸟从一棵树的树梢飞到另一棵树的树梢,则这只鸟至少飞行________米.
【答案】
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用,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,所行的路程最短,运用勾股定理可将两点之间的距离求出,熟练掌握其性质,合理添加辅助线是解决此题的关键.
【详解】如图,过C点作于E,则四边形是矩形,连接,
设大树高为,小树高为,
∴,,,
在中,
答:小鸟至少飞行米,
故答案为:
知识点二:利用勾股定理解决最短路线问题
1.求长方体表面上两点间最短路线的方法:
需将长方体相应几个面展开,从而将长方体表面上两点间的距离转化为求平面内两点间的距离,构造直角三角形,通过勾股定理求解;
2.求几何体表面上最短路线长的方法
应用转化思想,将空间问题转化为平面问题,将曲面转化为平面,将曲线转化为直线,连接起点与终点所得到的线段作为三角形的一条边,从而构造直角三角形,然后利用勾股定理求出最短路线长.
【即时训练】
1.(25-26八年级上·陕西咸阳·期末)如图是一个棱长为的正方体木块,一只蚂蚁在木块的顶点A处;它沿木块的表面走到棱的中点P处吃食物,所走的最短路程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【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;因此此题可根据正方体的展开图及勾股定理进行求解.
【详解】解:∵点P是的中点,
∴,
如图,
∴,
∴;
如图,
∴;
如图,
∴,
∵,
∴所走的最短路程是;
故选C.
2.(25-26八年级下·浙江绍兴·期末)如图,已知圆柱的高为,底面圆周长为,若一只蚂蚁准备从圆柱的底面处,沿着圆柱的侧面爬到处,则它爬行的最短路程是___________cm.
【答案】5
【分析】本题考查了圆柱体的侧面展开最短路径问题,勾股定理.根据题意,画出图形,利用勾股定理解答即可.
【详解】解:根据题意,设展开图为矩形,,,
如图所示:,
故答案为:5.
知识点三:利用勾股定理解决航海类问题
常见的航海问题有避险、抵御台风等,解决这类问题要先确定方位角,然后由方位角正确作出几何图形,通过添加辅助线构造直角三角形,将实际问题转化为与勾股定理有关的几何问题.
【即时训练】
1.(24-25八年级下·河南驻马店·期中)一艘轮船位于灯塔的南偏东方向,距离灯塔海里的处,它沿北偏东方向航行海里到达处,此时与灯塔的距离为( )
A.海里 B.海里 C.海里 D.海里
【答案】B
【分析】本题考查勾股定理的应用.先求得,再利用勾股定理即可求解.
【详解】解:如图,过点作交于,
根据题意得,,海里,海里,
,
在中,根据勾股定理得,
(海里),
故此时与灯塔的距离为海里.
故选:B.
2.(24-25八年级下·广东深圳·期末)如图,有一艘轮船位于灯塔的南偏东方向,距离灯塔海里的处,它沿正北方向航行到达位于灯塔正东方向上的处,那么此时轮船与灯塔的距离为_________海里(结果用含根号的式子表示).
【答案】
【分析】本题考查的知识点是与方向角有关的计算题、含角的直角三角形特征、勾股定理,解题关键是熟练掌握勾股定理.
先根据方向角的知识得出、,再结合含角的直角三角形特征及勾股定理即可得解.
【详解】解:依题得,,海里,
中海里,
海里,
即此时轮船与灯塔的距离为海里.
故答案为:.
【经典例题一 梯子滑落高度问题】
【例1】(25-26八年级上·广东深圳·期末)生活经验表明,靠墙摆放梯子时,若梯子底端到墙的距离约为梯子长度的,则梯子比较稳定.当梯子稳定摆放时,它的顶端离地,则梯子长度约为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查勾股定理的实际应用,设梯子底端到墙的距离为,根据勾股定理列出方程,解方程得到答案.
【详解】解:设梯子底端到墙的距离为,则梯子长度为,
由勾股定理得:,
解得:(负值舍去),
则,
∴梯子长度为,
故选:C.
【例2】(24-25八年级上·江苏苏州·期中)如图,一架梯子斜靠在墙上,梯子顶端与墙角的距离长为4米,梯子的长为5米,则梯子与墙角的距离为_________米.
【答案】3
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用,在中,利用勾股定理求出的长即可得到答案.
【详解】解:由题意得,米,米,
∴米,
故答案为:3.
1.(25-26八年级上·江苏苏州·期中)某小区两面直立的墙壁之间为安全通道,一架梯子斜靠在左墙时,梯子到左墙的距离为,梯子顶端到地面的距离为,若梯子底端保持不动,将梯子斜靠在右墙上,梯子顶端到地面的距离为,求这两面直立墙壁之间的安全通道的宽的长度.(单位:)
【答案】
【分析】本题考查的是勾股定理的应用,关键是从题中抽象出勾股定理这一数学模型,领会数形结合思想的应用.先根据勾股定理求出的长,同理可得出的长,进而可得出结论.
【详解】解:由题意得,,
,,
,
,
,
,
即这两面直立墙壁之间的安全通道的宽.
2.(25-26八年级上·河南郑州·期末)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.
3.(25-26八年级上·四川内江·期末)在物理力学实验探究活动中,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,另一端拴在滑轮A的正下方物体C上.滑块B与物体C均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.实验过程中,绳子始终保持绷紧状态,实验初始状态如图1所示,物体C到定滑轮A的垂直距离,(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,若滑块B向左滑动了,求此时物体C升高了多少?
【答案】(1)绳子的总长度为
(2)滑块B向左滑动了,此时物体C升高了
【分析】本题考查勾股定理的应用,理解“绳子总长度固定”的条件是解题关键.
(1)利用勾股定理求出的长,即可解决问题;
(2)先求出的长,再利用勾股定理求出的长即可进一步求解.
【详解】(1)解:根据题意可知,,,,
则
故绳子的总长度是.
答:绳子的总长度为;
(2)解:滑块B向左滑动了
,
据(1)知绳子总长为
物体C上升高度为.
答:滑块B向左滑动了,此时物体C升高了
【经典例题二 旗杆高度问题】
【例1】(25-26八年级上·安徽宿州·月考)将挂好彩旗的旗杆垂直插在操场上,旗杆从旗顶到地面的高度为,在无风的天气里,彩旗自然下垂,如图①,彩旗完全展平时的尺寸(单位:)如图②的长方形,则彩旗下垂时最低处离地面的最小高度h是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查勾股定理,掌握相关知识是解决问题的关键.先利用勾股定理求出长方形对角线长度,则彩旗下垂时最低处离地面的最小高度即为旗杆的高度减去彩旗的对角线的长.
【详解】解:彩旗下垂时最低处离地面的最小高度即为旗杆的高度减去彩旗的对角线的长,
彩旗的对角线长为,
∴.
则彩旗下垂时最低处离地面的最小高度为.
故选:B.
【例2】(25-26八年级上·全国·期中)如图,升旗的绳子自由下垂到地面还多出一段,小霞在绳子与地面接触处打了一个结,然后将绳子拉直使其末端接触地面,此时绳子末端距离旗杆底端,并测得绳子末端距离打结处,则旗杆的高度为__________
【答案】9
【分析】本题考查了勾股定理的应用,理解题意,设出未知数,由勾股定理列出方程是关键;设旗杆的高度为,则可表示出绳子的长度,由勾股定理即可列出方程,解方程即可.
【详解】解:设旗杆的高度为,则绳子的长度为,
由勾股定理得:,
解得:,
所以旗杆的高度为;
故答案为:9.
1.(25-26八年级上·宁夏银川·期中)如图,强大的台风使得一根旗杆在离地面处折断倒下,旗杆顶部落在离旗杆底部处,旗杆折断之前高度是多少?
【答案】
【分析】本题考查的是勾股定理的正确应用,找出可以运用勾股定理的直角三角形是关键.
图中为一个直角三角形,根据勾股定理两个直角边的平方和等于斜边的平方即可得出结果.
【详解】解:旗杆折断后,落地点与旗杆底部的距离为,旗杆离地面折断,且旗杆与地面是垂直的,
所以折断的旗杆与地面形成了一个直角三角形.
根据勾股定理,折断的旗杆为,
所以旗杆折断之前高度为.
2.(25-26八年级上·广东佛山·期中)数学兴趣小组利用所学数学知识来解决实际问题,
活动课题
风筝离地面垂直高度探究
问题背景
风筝由中国古代劳动人民发明于东周春秋时期,距今已 2000 多年,相传墨翟以木头制成木鸟,研制三年而成,是人类最早的风筝起源.兴趣小组在放风筝时想测量风筝离地面的垂直高度.
小组成员测量了相关数据,测得放风筝人与风筝的水平距离长为,风筝线的长为.牵线放风筝的手到地面的距离为.
抽象模型
(1)根据测量所得数据,画出示意图(用尺子画图,符合题意的草图即可).
问题提出与解决
经过讨论,兴趣小组得出以下问题:
(2)结合(1)中的图,运用所学勾股定理相关知识,计算出风筝离地面的垂直高度.
(3)如果想要风筝在此刻位置沿垂直方向再上升,且放风筝人与风筝的水平距离不变,画出示意图(用尺子画图,符合题意的草图即可),则放风筝人应该再放出多少米线?
请你帮助兴趣小组解决以上问题,完成《风筝离地面垂直高度》探究报告.
【答案】(1)画图见解析,(2)米,(3)8米
【分析】本题考查了用勾股定理解决实际问题,解题的关键是熟练掌握勾股定理,在一个直角三角形中,两条直角边分别为、,斜边为,那么.
(1)根据题意构图即可.
(2)利用勾股定理求出的长,再加上的长度,即可求出的高度即可.
(3)先根据题意构图,再根据勾股定理计算即可得到结论.
【详解】解:(1)如图,由题意得,,,,,,
(2)过作于,过作于,
则,
在中,由勾股定理,可得:,
.
答:风筝离地面的垂直高度为;
(3)如图,当风筝沿方向再上升,
所以,
在中,,,
由勾股定理,可得,
则应该再放出,
答:他应该再放出8米长的线.
3.(25-26八年级上·山西太原·月考)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:XXX组员:XXX,XXX,XXX
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.
第一次操作:如图①,将系在旗杆顶端的绳子自然下垂到地面,绳子多出的一段在地面拉直后记作,用皮尺测出的长度;
第二次操作:如图②,将绳子拉直,绳子末端落在地面的点处,用皮尺测出的长度.
测量数据
测量项目
数值(单位:米)
图①中BC的长度
1
图②中BD的长度
5
…
…
(1)根据以上测量结果,请你帮助这个小组求出学校旗杆的高度.
(2)如图③,第三次操作:某同学从点前行至点处,再次将绳子拉直,此时测得绳子末端到地面的距离的长度为1米,求该同学前进的距离的长度(结果保留根号).
【答案】(1)旗杆的高度为12米;
(2)该同学前进的距离的长为米.
【分析】本题考查了勾股定理的实际应用,能熟练利用勾股定理进行求解是解题的关键.
(1)由勾股定理得,设旗杆的高度为米,即可求解;
(2)过点作于点,由勾股定理得,即可求解.
【详解】(1)解:由题知,,,米
在中,;
由勾股定理得:,
设旗杆的高度为米,则米,
,
解得:,
所以旗杆的高度为12米;
(2)解:如图,过点作于点,
,
由条件可知四边形是矩形,米,
,
,
在中,
由勾股定理得:,
,
;
故该同学前进的距离的长为米.
【经典例题三 小鸟飞行距离问题】
【例1】(24-25八年级上·陕西西安·月考)如图,两树高分别为10米和4米,相距8米,一只鸟从一树的树梢飞到另一树的树梢,则小鸟至少要飞( )
A.8米 B.9米 C.10米 D.11米
【答案】C
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用,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,所飞行的路程最短,运用勾股定理可将两点之间的距离求出,熟练掌握其性质,合理添加辅助线是解决此题的关键.
【详解】如图,过C点作于E,则四边形是矩形,连接,
由题意知:大树高为,小树高为,
∴,,,
在中,
答:小鸟至少飞行米,
故选:C.
【例2】(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图,在一棵树的10米高的处有两只猴子为抢吃池塘边水果,一只猴子爬下树跑到处(离树20米)的池塘边,另一只爬到树顶后直接跃到处,距离以直线计算,若两只猴子所经过的距离相等,则这棵树高______米.
【答案】15
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用,理解题意,构造直角三角形是解题关键.设米,则米,结合两只猴子所经过的距离相等,可得米,然后在中,利用勾股定理列式并求解,即可获得答案.
【详解】解:根据题意,米,米,
设米,则米,
∵两只猴子所经过的距离相等,
∴,即,
∴米,
在中,可有,
即,
解得,
∴米,
即这棵树高15米.
故答案为:15.
1.(24-25八年级下·山东东营·期中)如图,小明操纵无人机从树尖飞向旗杆顶端,已知树高,旗杆高,树与旗杆之间的水平距离为,则无人机飞行的最短距离为多少?
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理的应用,作于,连接,由题意得:,,,求出,最后由勾股定理计算即可,添加适当的辅助线构造直角三角形是解此题的关键.
【详解】解:如图,作于,连接,
由题意得:,,,
,
.
即:无人机飞行的最短距离为.
2.(24-25八年级上·河南新乡·期末)如图,星期天小明去钓鱼,鱼钩在离水面的的1.3米处,在距离鱼线1.2米处点的水下0.8米处有一条鱼发现了鱼饵,于是以0.2米/秒的速度向鱼饵游去,那么这条鱼至少几秒后才能到达鱼饵处?
【答案】6.5
【分析】过点C作CE⊥AB于点E,连接AC,根据题意直接得出AE,EC的长,再利用勾股定理得出AC的长,进而求出答案.
【详解】解:如图所示:过点C作CE⊥AB于点E,连接AC,
由题意可得:EC=BD=1.2m,AE=AB−BE=AB−DC=1.3−0.8=0.5m,
∴AC=m,
∴1.3÷0.2=6.5s,
答:这条鱼至少6.5秒后才能到这鱼饵处.
【点睛】本题主要考查勾股定理,添加合适的辅助线,构造直角三角形,是解题的关键.
3.(2025八年级下·全国·专题练习)如图,一只小鸟旋停在空中A点,A点到地面的高度米,A点到地面C点(B,C两点处于同一水平面)的距离米.
(1)求出的长度;
(2)若小鸟竖直下降到达D点(D点在线段上),此时小鸟到地面C点的距离与下降的距离相同,求小鸟下降的距离.
【答案】(1)15米;
(2)米
【分析】本题主要考查了勾股定理得实际应用,熟练地掌握勾股定理是解题的关键.
(1)在直角三角形中运用勾股定理即可解答;
(2)在中,根据勾股定理即可解答.
【详解】(1)由题意知,
∵米,米.
在中
米,
(2)设,
到达D点(D点在线段上),此时小鸟到地面C点的距离与下降的距离相同,
则,,
在中,
,
,
解得,
小鸟下降的距离为米.
【经典例题四 大树折断前高度问题】
【例1】(24-25八年级下·浙江台州·期中)如图,强台风时一棵大树在距离地面的点C处折断,大树顶端的着地点A与大树底端B的距离为,则这棵大树折断前的高度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据大树的折断部分与未断部分、地面恰好构成直角三角形,再根据勾股定理求出直角三角形的斜边的长度,进而可得出结论.
【详解】解:∵树的折断部分与未断部分、地面恰好构成直角三角形,
∴原来树的高度为,
∴这棵树原来的高度.
即:这棵大树在折断前的高度为18m.
故选:D.
【点睛】本题考查的是勾股定理的应用,熟知直角三角形斜边的平方等于两直角边的平方和是解答此题的关键.
【例2】(24-25八年级上·四川成都·期中)如图,大风将一棵大树从处折断,树尖刚好落在离树底处,大树在折断之前的高为______.
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理的应用,根据勾股定理求得的长,则树折断之前的高度为,掌握勾股定理是解题的关键.
【详解】解:如图,,,,
由勾股定理得:,
∴大树在折断之前的高为,
故答案为:.
1.(25-26八年级上·安徽宿州·期中)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.(25-26八年级上·江苏泰州·月考)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.
3.(24-25八年级上·河北保定·期中)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(即求的长度).
(2)工人在修复的过程中,发现在折断点C的下方的点D处,有一条明显的裂痕,将旗杆C处修复后,若下次大风将旗杆从点D处吹断,则距离旗杆底部米处是否有被砸伤的风险?
【答案】(1)
(2)有危险,见解析
【分析】本题考查了勾股定理的应用,
(1)根据题意,,结合,代入计算即可.
(2)根据,,得到,求得,根据勾股定理求出的长,比较后判断即可.
【详解】(1)根据题意,,,
∵,
∴,
解得,
故的长度为3米.
(2)根据(1)得,,
∴,
∴,
∴,
∵,,
且,
∴,
故有危险.
【经典例题五 水杯中筷子问题】
【例1】(25-26八年级上·河北保定·期末)《醉翁亭记》中写道:“……射者中……”,其中“射”指投壶,宴饮时的一种游戏.如图,现有一圆柱形投壶,内部底面直径是,内壁高,若箭长,则箭在投壶外面部分的长度可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查勾股定理的应用,求出箭在投壶外面部分的最大长度和最小长度即可判断求解,利用勾股定理求出箭在投壶外面部分的最小长度是解题的关键.
【详解】解:由题意,箭在投壶外面部分的长度最长为,
最小长度为,
故箭在投壶外面部分的长度可能是,
故选:D.
【例2】(25-26八年级上·四川成都·期末)平静的水池中央生长着一株荷花,荷花高出水面1尺.一阵强风吹过,荷花被吹至倾斜,其顶端恰好接触到岸边的水面.此时,荷花顶端相比于原位置,在水平方向上移动了3尺.由此可知水池的深度是______尺.
【答案】4
【分析】本题考查了解决水池中荷花问题(勾股定理的应用),设水池的深度为h尺,利用勾股定理,列出关于h的方程求解.
【详解】解:设水池的深度为h尺,则:
,
解得:,
所以,水池的深度是4尺.
故答案为:4.
1.(24-25八年级上·吉林长春·期末)如图,水池中离岸边点4米的处,直立长着一根芦苇,出水部分的长是2米,把芦苇拉到岸边,它的顶端恰好落到点,则水池的深度为多少米.
【答案】水池的深度为3米.
【分析】首先设水池中水的深度为x米,则米,然后再利用勾股定理可得方程,再解即可.
【详解】解:设水池中水的深度为x米,
则米.
在中,根据勾股定理,得,
即.
解得.
所以水池的深度为3米.
【点睛】此题主要考查了勾股定理的应用,在应用勾股定理解决实际问题时勾股定理与方程的结合是解决实际问题常用的方法.
2.(24-25八年级上·江苏盐城·月考)水池中有水,水面是一个边长为尺的正方形,水池正中央有一根芦苇,它高出水面尺,如果把这根芦苇拉向水池一边的池边,它的顶端恰好到达池边的水面.水的深度和这根芦苇的长度分别是多少?
【答案】水池深尺,芦苇长尺
【分析】本题主要考查了勾股定理.找到题中的直角三角形,设水深为x尺,根据勾股定理解答即可.
【详解】解:设水深为尺,则芦苇长为尺,
根据勾股定理得:,
解得:,
芦苇的长度尺,
答:水池深尺,芦苇长尺.
3.(24-25八年级下·北京朝阳·期末)《九章算术》卷九“勾股”中记载:今有池,方一丈,葭生其中央,出水一尺.引葭赴岸,适与岸齐,问水深、葭长各几何.大意是:如图,水池底面的宽丈,芦苇生长在的中点O处,高出水面的部分尺.将芦苇向池岸牵引,尖端达到岸边时恰好与水面平齐,即, 求水池的深度和芦苇的长度(1丈等于10尺).
(1)求水池的深度;
(2)中国古代数学家刘徽在为《九章算术》作注解时,更进一步给出了这类问题的一般解法.他的解法用现代符号语言可以表示为:若已知水池宽, 芦苇高出水面的部分,则水池的深度可以通过公式计算得到.请证明刘徽解法的正确性.
【答案】(1)12尺
(2)见解析
【分析】本题考查了勾股定理的应用;
(1)设水池深度为x尺,则得芦苇高度为尺,在中,利用勾股定理建立方程即可求解;
(2)由水池深度,则得芦苇高度为,由题意有:;由勾股定理即可得证.
【详解】(1)解:设水池深度为x尺,则芦苇高度为尺,
由题意有:尺;
为中点,且丈尺,
(尺);
在中,由勾股定理得:,
即,
解得:;
即尺;
答:水池的深度为12尺;
(2)证明:水池深度,则芦苇高度为,
由题意有:;
为中点,且,
;
在中,由勾股定理得:,
即,
整理得:;
表明刘徽解法是正确的.
【经典例题六 航海距离问题】
【例1】(25-26八年级上·广东深圳·期中)一艘轮船从A港向南偏西方向航行到达B岛,再从B岛沿方向航行到达C岛,A港到航线的最短距离是.则岛和港之间的距离( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查勾股定理的应用.根据题意,利用勾股定理求出的长度,再求出的长度,再用勾股定理求出的长度即可.
【详解】解:由题意,得:,,
中,,
由,
∴,
中,,
答:C岛和A港之间的距离.
故选:C.
【例2】(24-25八年级下·山东聊城·月考)如图,一艘小船以24海里/时的速度从港口A出发,向东北方向航行,另一小船以10海里/时的速度同时从港口A出发,向东南方向航行,离开港口1小时后,两船相距________海里.
【答案】26
【分析】本题考查了勾股定理的应用,正确理解题意、熟练掌握勾股定理是关键.
根据方位角可知两船所走的方向正好构成了直角,然后根据路程速度时间,得两条船分别走了24海里和10海里,再根据勾股定理,即可求得两条船之间的距离.
【详解】解:设两艘船航行1小时后分别到达B、C的位置,连接,如图所示:
∵两船行驶的方向是东北方向和东南方向,
∴,
两小时后,两艘船分别行驶了(海里),(海里),
根据勾股定理得:(海里),
即离开港口1小时后,两船相距26海里.
故答案为:26.
1.(25-26八年级上·全国·课后作业)如图,一艘轮船以16海里时的速度离开港口A向东南方向航行,另一艘轮船同时以12海里时的速度离开港口A向西南方向航行.那么,它们离开港口后,相距多远?
【答案】30海里
【分析】本题考查的是勾股定理的应用,方向角,关键是从题中抽象出勾股定理这一数学模型,画出准确的示意图.领会数形结合的思想的应用.
根据已知条件,构建直角三角形,利用勾股定理进行解答.
【详解】解:连接,
由题意得,海里,海里,
在中,,
由勾股定理得,
∴,
(海里).
答:两船后相距30海里.
2.(25-26八年级上·山西太原·月考)如图,一艘货轮在B处向正东方向航行,船速为,此时,一艘快艇在B的正南方向的A处,以的速度要将一批货物送到货轮上,问快艇最快需要多少时间?
【答案】快艇最快需要
【分析】此题考查了勾股定理的应用,读懂题意,利用勾股定理列出方程是解题的关键.
快艇最快需要,则,,根据勾股定理得到,则,即可求出答案.
【详解】解:快艇最快需要,则,;
由题意得:;
即:;
所以
解得:(负数舍去)
答:快艇最快需要.
3.(24-25八年级上·广东深圳·期中)港珠澳大乔是一座连接香港,广东珠海和澳门的跨海大桥,总长,当游轮到达B点后熄灭发动机,在离水面高度为的岸上,开始时绳子的长为.(假设绳子是直的,结果保留根号)
(1)若工作人员以的速度收绳,后船移动到点D的位置,问此时游轮距离岸边还有多少?
(2)若游轮熄灭发动机后保持的速度匀速靠岸,后船移动到E点,工作人员手中的绳子被收上来多少米?
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查勾股定理的实际应用,解题的关键在于利用数形结合的思想解决问题.
(1)根据题意得到,再利用勾股定理求出,即可解题;
(2)利用勾股定理求出,根据题意得到,进而得到,再利用勾股定理算出,即可解题.
【详解】(1)解:由题知,,,,
工作人员以的速度收绳,后船移动到点D的位置,
,
,
此时游轮距离岸边还有;
(2)解:由题知,,,,
,
游轮熄灭发动机后保持的速度匀速靠岸,后船移动到E点,
,
,
,
∴,
工作人员手中的绳子被收上来.
【经典例题七 河宽问题】
【例1】(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期中)在一次研学活动中,小宣同学欲控制遥控轮船匀速垂直横渡一条河,但由于水流的影响,实际上岸地点C与欲到达地点B相距8米,结果轮船在水中实际航行的路程比河的宽度多2米,则河的宽度是( )
A.6米 B.9米 C.12米 D.15米
【答案】D
【分析】本题考查了勾股定理的应用,根据题意可知为直角三角形,根据勾股定理列方程就可求出直角边的长度.
【详解】解:根据题意,得,,,
在中,,
∴,
解得,
即河的宽度是15米,
故选:D.
【例2】 (24-25八年级下·湖南益阳·期末)如图,为修筑铁路需凿通隧道,现测量出,,.若每天凿隧道,则需要________天才能把隧道凿通.
【答案】18
【分析】此题主要考查了勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
根据勾股定理求出的长,即可解决问题.
【详解】解:,,,
,
(天),
即需要18天才能将隧道凿通,
故答案为:18.
1.(24-25八年级下·吉林白城·期末)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.
2.(24-25八年级上·河南平顶山·期末)某隧道的截面由半圆和长方形构成,长方形的长为,宽为,该隧道内设双车道(共有2条车道),正中间有宽的双黄线,车辆必须在双黄线两侧行驶,不能压双黄线.现有一辆货运卡车高,宽,则这辆货运卡车能否通过该隧道?说明理由.
【答案】能通过该隧道,理由见解析.
【分析】此题考查了勾股定理的应用;如图,在上取G,使,过G作于F反向延长交半圆于点E,则,利用勾股定理求得,再与车高比较即可.
【详解】解:这辆货车可以通过该隧道.理由如下:
∵正中间有宽的双黄线,
∴点O到右边黄线的距离为
∵现有一辆货运卡车高,宽,
∴如图,在上取G,使,
过G作于F反向延长交半圆于点E,则.
圆的半径,
在中,由勾股定理得:,
∴点E到的距离为,
∴货车可以通过该隧道.
3.(24-25八年级上·河南南阳·期末)如图,在一条绷紧的绳索一端系着一艘小船,河岸上一男孩拽着绳子另一端向右走,绳端从点移动到点,同时小船从点移动到点,且绳长始终保持不变,回答下列问题:
(1)根据题意,可知________(填“”“”“”);
(2)若米,米,米,求男孩需向右移动的距离(结果保留根号).
【答案】(1)
(2)男孩需向右移动的距离为米
【分析】(1)由绳长始终保持不变即可求解;
(2)由勾股定理求出、的长,然后根据即可求解.
【详解】(1)解:的长度是男孩未拽之前的绳子长,的长度是男孩拽之后的绳子长,绳长始终保持不变,
,
(2)解:连接,则点、、三点共线,
在中,(米,
(米,
在中,(米,
,
(米,
男孩需向右移动的距离为米.
【点睛】本题考查了勾股定理的应用,根据勾股定理求出、的长是解题的关键.
【经典例题八 台阶上地毯长度问题】
【例1】(24-25八年级下·甘肃武威·期中)如图,是一段楼梯,高BC是1.5m,斜边AC是2.5m,如果在楼梯上铺地毯,那么至少需要地毯( )
A.2.5m B.3m C.3.5m D.4m
【答案】C
【分析】当地毯铺满楼梯时其长度的和应该是楼梯的水平宽度与垂直高度的和,根据勾股定理求得AB,然后求得地毯的长度即可.
【详解】解:由勾股定理得: AB=
因为地毯铺满楼梯是其长度的和应该是楼梯的水平宽度与垂直高度的和
所以地毯的长度至少是1.5+2=3.5(m)
故选C.
【点睛】本题考查了图形平移性质和勾股定理,解决本题的关键是要熟练掌握勾股定理.
【例2】(24-25八年级上·四川达州·期末)如图所示的长方体的长、宽、高分别为厘米、厘米、厘米.若一只蚂蚁从点出发沿着长方体的表面爬行到棱的中点处.则蚂蚁需爬行的最短路程是_______________厘米.
【答案】
【分析】先把长方体展开,分类讨论,分别根据勾股定理求出AM的长比较即可.
【详解】解:长方体部分展开如图所示,连接AM,则线段AM的长就是蚂蚁需爬行的最短路程,
根据已知数据可得,AN=4cm,MN=4cm,
AM=,
如图,
如图,
最短距离为
故答案为:.
【点睛】此题考查了几何体的展开图的应用,以及线段的性质:两点之间,线段最短,解决立体几何两点间的最短距离时,通常把立体图形展开成平面图形,转化成平面图形两点间的距离问题来求解.
1.(24-25八年级上·广东梅州·月考)如图,要修建一个育苗棚,棚高,棚宽,棚的长为,现要在棚顶上覆盖塑料薄膜,试求需要多少平方米塑料薄膜?
【答案】平方米
【分析】根据勾股定理先求出棚顶的宽,然后根据长方形的面积公式即可求出需要多少塑料薄膜.
【详解】解:棚高,棚宽,设棚顶的宽为b,
则,
棚的长d为,
∴.
【点睛】此题重点考查学生对勾股定理的实际应用能力,理清题意,掌握勾股定理是解题的关键.
2.(24-25八年级下·山东东营·期中)如图一个三级台阶,它的每一级的长宽高分别是5,3和1,A和B是这个台阶的两个相对的端点,点A上有一只蚂蚁,想到点B去吃可口的食物,则蚂蚁沿着台阶面爬到点B的最短路程长是多少?
【答案】
【分析】本题主要考查了平面展开图中的最短路径问题,熟练掌握平面展开图及勾股定理是解决本题的关键.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,
∵三级台阶平面展开图为长方形,宽为5,长为,
∴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,
则蚂蚁沿着台阶面爬到点最短路程是13.
3.(24-25八年级下·全国·单元测试)如图,小明与小华爬山时遇到一条笔直的石阶路,路的一侧设有与坡面平行的护栏.小明量得每一级石阶的宽为,高为,爬到山顶后,小华数得石阶一共200级,若每一级石阶的宽和高都一样,且构成直角,请你帮他们求护栏的长度.
【答案】
【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.先利用勾股定理求出每一级石阶的斜边长,再乘以200即可求出护栏的长度.
【详解】解:根据勾股定理,每一级石阶的斜边长为,
.
答:护栏的长度为.
【经典例题九 汽车是否超速问题】
【例1】(24-25八年级下·广东珠海·期中)为加强疫情防控,云南某中学在校门口区域进行入校体温检测.如图,入校学生要求沿着直线单向单排通过校门口,测温仪C与直线的距离为,已知测温仪的有效测温距离为,则学生沿直线行走时测温的区域长度为______
【答案】/8米
【分析】设有效测温距离为的长,连接、,推理出,过点作于,易知,然后在分别求出、的长,进而可得的长.
【详解】解:设有效测温距离为的长,连接、,过点作于,
∵测温仪的有效测温距离为,
∴,
又测温仪与直线的距离为,
在中,据勾股定理得:
,
同理得,
∴,
即学生沿直线行走时测温的区域长度为.
故答案为:.
【点睛】本题考查了勾股定理的应用,在应用勾股定理解决实际问题时勾股定理与方程的结合是解决实际问题常用的方法,关键是从题中抽象出勾股定理这一数学模型,画出准确的示意图.领会数形结合的思想的应用.
【例2】(24-25八年级下·四川眉山·期中)《城市交通管理条例》规定:小汽车在城市街路上的行驶速度不得超过70千米/时.如图,一辆小汽车在一条城市街路上直道行驶,某一时刻刚好行驶到车速检测仪A正前方30米的C处,过了2秒后,小汽车行驶至B处,若小汽车与观测点间的距离AB为50米,请通过计算说明:这辆小汽车是否超速?
【答案】这辆小汽车超速了.
【分析】求出BC的距离,根据时间求出速度,从而可知道是否超速.
【详解】解:根据题意:∠ACB= 90°
由勾股定理可得:
BC=米
40米= 0.04千米,
2秒=小时;
0.04÷= 72千米/时> 70千米/时;
所以超速了.
【点睛】本题考查勾股定理的应用,解题的关键是掌握构造直角三角形,确定直角边,斜边即可.
1.(24-25八年级下·广东广州·期中)某段公路限速是.“流动测速小组”的小王在距离此公路的A处观察,发现有一辆可疑汽车在公路上疾驶,他赶紧拿出红外测距仪,可疑汽车从处行驶后到达处,测得,若.求出速度并判断可疑汽车是否超速?
【答案】,超速了
【分析】本题考查了勾股定理,解题的关键是掌握直角三角形两直角边平方和等于斜边平方.
先根据勾股定理求出,再根据速度公式求出速度,即可解答.
【详解】解:∵,,,
∴根据勾股定理可得:,
∴该汽车的速度为,
∵,
∴可疑汽车超速了.
2.(25-26八年级上·陕西咸阳·月考)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.
3.(25-26八年级上·吉林长春·期末)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.
【经典例题十 是否受台风影响问题】
【例1】(24-25八年级下·广东广州·期中)如图,铁路和公路在点处交汇,.公路上处距点240米,如果火车行驶时,周围200米以内会受到噪音的影响.那么火车在铁路上沿方向以20米/秒的速度行驶时,处受噪音影响的时间为( )
A.12秒 B.16秒 C.20秒 D.30秒
【答案】B
【分析】本题考查的是点勾股定理的应用,过点作,利用直角三角形的性质求出的长与相比较,发现受到影响,然后过点作,求出的长即可得出受噪音影响的时间.
【详解】解:如图:过点作,米,
,米,
米,
当火车到点时对处产生噪音影响,此时米,
米,米,
由勾股定理得:米,米,即米,
火车在铁路上沿方向以20米秒的速度行驶,
影响时间应是:秒.
故选:B.
【例2】(24-25八年级下·全国·单元测试)如图,公路和公路在点处交汇,公路上点处有学校,点到公路的距离为,现有一卡车在公路上以的速度沿方向行驶,卡车行驶时周围以内都会受到噪音的影响,请你算出该学校受影响的时间为_____s.
【答案】24
【分析】本题考查了勾股定理的应用及等腰三角形的性质,解答本题的关键是熟练掌握勾股定理的表达式,画出示意图,另外要求掌握时间路程速度.设卡车开到处刚好开始受到影响,行驶到处时结束,在中求出,继而得出,再由卡车的速度可得出所需时间.
【详解】解:设卡车开到处刚好开始受到影响,行驶到处时结束了噪声的影响.
则有,
在中,,
,
则该校受影响的时间为:.
该学校受影响的时间为24秒.
故答案为:24
1.(24-25八年级下·云南红河·期末)台风使很多地区受到严重影响,某台风的风力影响半径为,即距离台风中心为的区域都会受到台风的影响.如图,线段是台风中心从市移动到市的路线,是大型农场,且.若,之间相距,,之间相距.判断农场是否会受到台风的影响,请说明理由.
【答案】农场会受到台风的影响,理由见解析
【分析】本题主要考查了勾股定理和三角形面积公式的应用,熟练掌握勾股定理求线段长度、利用面积法求点到直线的距离是解题的关键.
先利用勾股定理求出的长度,再通过三角形面积公式求出到的距离,最后比较与台风影响半径的大小,判断农场是否受影响.
【详解】解:农场是否会受到台风的影响,理由如下:
过点作于.
,,,
在中,由勾股定理得
,
,
,
解得,
,
农场会受到台风的影响.
2.(24-25八年级下·山东济宁·月考)机动车和非机动车“各行其道”,可以确保各类交通工具在各自的道路上顺畅行驶,避免相互干扰,从而降低交通风险,减少拥堵和延误,提高道路通行效率,缓解城市交通压力.为了提高市民“各行其道”的意识,我区宣传车对广大出行群众进行“各行其道”宣传.如图,一笔直公路,村庄A到公路的距离为,若在宣传车P方圆以内能听到广播宣传,那么宣传车P在公路上沿方向行驶时:
(1)村庄能否听到宣传?请说明理由.
(2)如果能听到,已知宣传车的速度是,那么村庄总共能听到多长时间的宣传?
【答案】(1)村庄能听到宣传,理由见解析
(2)村庄总共能听到8分钟的宣传
【分析】本题主要考查了垂线段的性质,勾股定理,以及等腰三角形的性质,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
(1)根据村庄到公路的距离为600米米,即可判断;
(2)假设当宣讲车行驶到点开始影响村庄,行驶点结束对村庄的影响,利用勾股定理求出的长度,即可求出时间.
【详解】(1)解:村庄能听到宣传,
理由如下:过点作于,
村庄到公路的距离为600米米
村庄能听到宣传;
(2)解:如图,假设当宣讲车行驶到点开始影响村庄,行驶点结束对村庄的影响,
则米,米,
(米),
(米),
影响村庄的时间为:(分钟),
村庄总共能听到8分钟的宣传.
3.(25-26八年级上·广东肇庆·期中)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.
【经典例题十一 选址问题】
【例1】(24-25八年级下·湖北武汉·期中)如图铁路上、两点相距千米,、为铁路两边的两个村庄,,,垂足分别为和,千米,千米,现在要在铁路旁修建一个候车点,使得、两村到该候车点的距离相等.则候车点应距点( )
A.12千米 B.16千米 C.20千米 D.24千米
【答案】B
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用,正确理解题意得到是解题的关键.
设,则,利用勾股定理得到,则,解方程即可.
【详解】解:设,则,
,,,两村到候车点的距离相等,
,
,
,
解得:,
则候车点应距点.
故选:B.
【例2】(24-25八年级上·陕西咸阳·期末)如图,商场(点M)距公路(直线l)的距离()为,在公路上有一车站(点N),车站距商场()为,公交公司拟在公路l上建一个公交车停靠站(点P),要求停靠站(点P)到商场(点M)与到车站(点N)的距离相等,则停靠站到车站的距离()为__________ .
【答案】
【分析】本题考查了选址使到两地距离相等(勾股定理的应用),解题关键是掌握勾股定理.
连结,利用勾股定理列出关于待求线段的方程求解.
【详解】解:连结,
∵停靠站(点P)到商场(点M)与到车站(点N)的距离相等,
∴,
∴,
∵商场(点M)距公路(直线l)的距离()为,在公路上有一车站(点N),车站距商场()为,
∴,,
∴(),(),
解得:,,
∴停靠站到车站的距离()为.
故答案为:.
1.(25-26八年级上·全国·期中)如图,公路上两点相距为两村庄,于点于点.已知,现在要在公路上建一个土特产市场,使得两村庄到市场的距离相等.市场应建在距点多少千米处?
【答案】市场应建在距点20km的位置
【分析】可以设则在直角中根据勾股定理可以求得,在直角中根据勾股定理可以求得,根据,即可求得的值.
【详解】解:设,则.
在中,;
在中,.
由题意得,
解得,即.
故市场应建在距点km的位置.
【点睛】本题考查了勾股定理,正确的运算是解题的关键.
2.(24-25八年级下·广西钦州·月考)如图,某社区要在所在的直线上建一图书室,点和点为社区附近的两所学校,作于点,于点,已知,,.
(1)尺规作图:要求图书室到两所学校的距离相等,请在图中作出点;
(2)在(1)的条件下,求的距离.
【答案】(1)见解析;
(2)
【分析】(1)作出线段的垂直平分线,与线段的交点即为所求点;(2)利用,结合勾股定理建立等量关系即可求解.
【详解】(1)解:作图如下,点E为所求;
(2)解:连接EC,ED,
设,则.
∵,,
又∵,∴.
∴.
解得.即的距离为.
【点睛】本题考查线段垂直平分线的尺规作图及性质,勾股定理等知识点.掌握相关结论是解题关键.
3.(24-25八年级下·河北廊坊·期末)在一条东西走向河流的一侧有一村庄,河边原有两个引水点,其中,由于某种原因,由到的路现在已经不通.该村为方便村民引水决定在河边新建一个引水点(、、在同一条直线上),并新修一条路,且.测得千米,千米,求新路比原路,各少多少千米?
【答案】新路比原路少千米,比原路少千米.
【分析】本题考查了勾股定理的应用,由勾股定理得(千米),设千米,则千米,然后通过勾股定理求出千米,最后代入求解即可,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,
∴(千米),
设千米,则千米,
∵,
∴,
解得:,
∴千米,
∴新路比原路少(千米),比原路少(千米),
答:新路比原路少千米,比原路少千米.
【经典例题十二 最短路径问题】
【例1】(25-26八年级上·全国·随堂练习)包装纸箱是我们生活中常见的物品.如图①,创意小组的同学将一个的长方体纸箱裁去一部分(虚线为裁剪线),得到如图②所示的简易书架.若一只蜘蛛从该书架的顶点出发,沿书架内壁爬行到顶点,则它爬行的最短距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理的应用最短线段问题,把书架的侧面展开,连接,则的长即爬行的最短距离,连接,交于点,求出的长,再利用勾股定理解答即可求解,掌握勾股定理的应用是解题的关键.
【详解】解:如图是书架的侧面展开图,连接,则的长即爬行的最短距离,连接,交于点,
,,
∴在中,,
∴蜘蛛爬行的最短距离为,
故选:.
【例2】(25-26八年级上·四川成都·期中)如图,长方体的长、宽、高分别为.一只蚂蚁从顶点沿长方体表面爬到顶点,则它爬行的最短路径长为______.
【答案】
【分析】本题考查长方体表面爬行最短路径问题,涉及勾股定理,根据题意分三种情况展开求解是解决问题的关键.
根据题意,分三种情况展开长方体,再由勾股定理求出线段长比较大小即可得到答案.
【详解】解:分三种展开方式求解:
①前与右:;
②下与右:;
③前与上:;
,
它爬行的最短路径长为,
故答案为:.
1.(25-26八年级上·江西景德镇·期末)如图,在一个长为,宽为的长方形草地上放着一根长方体木块,已知该木块的较长边和场地宽平行,横截面是边长为的正方形,一只蚂蚁从点处爬过木块到达点处需要走的最短路程是多少?
【答案】米
【分析】本题考查平面展开图—最短路径问题、勾股定理等知识点,灵活运用所学知识解决实际问题是解题的关键.
先画出展开图,再运用勾股定理求解即可.
【详解】解:如图:由题意可知,将木块展开,相当于是个正方形的宽,
长为米;宽为4米.
∴最短路径为:(米).
2.(2026八年级下·全国·专题练习)葛藤是一种植物,它自己腰杆不硬,为了争夺雨露阳光,常常绕着树干盘旋而上,它还有一个绝招,就是绕树盘旋上升的路线总是沿着最短路线.难道植物也懂得数学吗?阅读以上信息,试解决下列问题(假设树是圆柱形):
(1)如图,若树底面的周长为,从点绕1圈到点,葛藤升高,则它绕树盘旋的最短路程是多少分米?
(2)若树底面的周长为,葛藤绕树1圈的路程是,则绕树1圈升高多少分米?若绕树10圈到达树顶,则树干的高为多少分米?
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)以树底面的周长为长方形的长,绕树干一圈上升的高度为长方形的宽,将树的侧面展开,则长方形的对角线为最短路径;按照上面的方法画出长方形,使长方形两边长分别为,,再利用勾股定理求出长方形对角线长即为最短路程;
(2)先根据勾股定理求出绕树圈的高度,再求出绕树圈的高度,即为树干高.
【详解】(1)解:如图①,将树的一部分沿侧面展开,得到长方形,
则长方形的对角线的长为最短路径.
由题意,得,.
由勾股定理,得.
故葛藤绕树盘旋的最短路程是.
(2)解:如图②,同(1)得到长方形,则由题意得,.
由勾股定理,得,
葛藤绕树1圈升高.
若绕树圈到达树顶,则树干的高为.
【点睛】本题考查了圆柱的侧面展开图的运用以及勾股定理的应用,利用圆柱的侧面展开图为长方形,最短路径为长方形的对角线长得出是解题关键.
3.(25-26八年级上·山东枣庄·月考)【问题情境】数学综合与实践活动课上,老师提出如下问题:一个三级台阶,它每一级的长、宽、高分别为和是一个三级台阶上两个相对的端点.
【探究实践】老师让同学们探究:如图(1),若点处有一只蚂蚁要到点去吃食物,则蚂蚁沿着台阶爬到点的最短路程是多少?
(1)同学们经过思考得到如下解题方法:如图(2)为三级台阶的平面展开图,可得到长为,宽为的长方形,连接,经过计算得到的长度为____________,就是最短路程.
【变式探究】(2)如图(3),已知圆柱底面的周长为,圆柱高为,在圆柱的侧面有一只蚂蚁,从点爬到点,再从点爬回点,恰好爬行一圈,则这只蚂蚁爬行的最短路程为____________.
【拓展应用】(3)如图(4),圆柱形玻璃杯的高为,底面周长为,在杯内壁离杯底的点处有一滴蜂蜜,此时,一只蚂蚁正好在外壁离杯口,且与蜂蜜相对的点处,则蚂蚁从外壁处到内壁处所爬行的最短路程是多少?(杯壁厚度不计)
【答案】(1)25;(2);(3)
【分析】本题考查了平面展开图—最短路径问题,勾股定理,解答本题的关键是熟练运用数形结合的思想解决问题.
(1)直接利用勾股定理进行求解即可;
(2)将圆柱体展开,利用勾股定理求解即可;
(3)从玻璃杯侧面展开,作关于的对称点,根据两点之间线段最短可知的长度即为所求,利用勾股定理求解即可.
【详解】解:(1)由题意得:,
,
故答案为:;
(2)将圆柱体展开,如图,
由题意得,
,
故这只蚂蚁爬行的最短路程为.
故答案为:;
(3)如图,
从玻璃杯侧面展开,作关于的对称点,作交延长线于点,连接交于点,
,,
,此时蚂蚁从外壁处到内壁处所爬行的最短,最短路程为的长,
,
∴,
,
∴蚂蚁从外壁处到内壁处所爬行的最短路程是.
【拓展训练一 受影响问题综合应用】
【例1】(24-25八年级下·湖北荆州·期中)如图,公路和公路在点P处交汇,,点A处有一所学校..假设汽车在公路上行驶时,周围以内会受到噪音影响,则学校是否会受到噪音影响?请说明理由.如果受影响,请求出受影响的时间.(已知汽车的速度为/秒.)
【答案】学校会受到噪声影响;理由见解析;学校受影响的时间为10秒
【分析】过点A作于点B,则可得,从而可判断学校会受到影响;设从点E开始学校学到影响,点F结束,则易得,从而,由勾股定理可求得的长,从而得的长,由路程、速度与时间的关系即可求得学校受影响的时间.
【详解】解:如图,过点A作于点B,
∵,,
∴,
∵,
∴学校会受到噪音的影响;
设从点E开始学校学到影响,点F结束,则,
又∵,
∴,
由勾股定理得:,
∴,
∵汽车的速度为,
∴受影响的时间为:.
【点睛】本题是直角三角形性质的应用,考查了含30度角直角三角形的性质,直角三角形全等的判定与性质,勾股定理的应用等知识,把实际问题转化为数学问题是本题的关键与难点.
【例2】(25-26八年级上·江苏镇江·期中)某市夏季经常受台风天气影响,台风是一种自然灾害,它以台风中心为圆心在周围上千米的范围内形成极端气候,有极强的破坏力.如图,有一台风中心沿东西方向由点行驶向点,已知点为一海港,当时,点到,两点的距离分别为和,以台风中心为圆心周围以内为受影响区域.
(1)______;
(2)过点C作,垂足为D,_______,海港_______(填“会”、“不会”)受台风影响;
(3)若台风的速度为,则台风影响该海港持续的时间有多长?
【答案】(1)400
(2)240;会
(3)海港受台风影响的时间会持续h.
【分析】本题考查的是勾股定理在实际生活中的运用,解答此类题目的关键是构造出直角三角形,再利用勾股定理解答.
(1)利用勾股定理求出即可;
(2)过点作,利用等面积法得出的长,进而得出海港是否受台风影响;
(3)假设当时,正好影响港口,利用勾股定理得出,再得出的长,进而得出台风影响该海港持续的时间.
【详解】(1)解:,,,
;
故答案为:400;
(2)解:海港受台风影响,理由如下:
如图,过点作,
,
,
以台风中心为圆心周围以内为受影响区域,,
海港受台风影响;
故答案为:240;会;
(3)解:如图,假设当时,正好影响港口,
,
,
台风的速度为,
(h),
答:海港受台风影响的时间会持续h.
1.(24-25八年级下·广东珠海·期中)如图,距学校A的正南方向240m的B处有一﹣列火车,且该火车正以80m/s的速度沿北偏东30°的方向往C移动,火车在行进的过程中发出巨大的噪音,若火车周围200m以内认为受到噪音的影响,请问:
(1)该学校是否受到噪音影响?请说明理由;
(2)若会受到噪音影响,求噪音影响该学校的持续时间有多长?
【答案】(1)该学校受到噪音影响
(2)噪音影响该学校的持续时间有4秒
【分析】(1)过点A作AD⊥BC于D,利用锐角三角函数的定义求出AD的长与200m相比较即可;
(2)过点A作AE=AF=200m,根据勾股定理求出DE的长即可得出噪音影响该学校的持续时间.
【详解】(1)该学校受到噪音影响,理由如下:
如图:过点A作AD⊥BC,
∵∠ABC=30°,AB=240米,
∴AD=120米<200米,
故该学校受到噪音影响;
(2)过点A作AE=AF=200m,
由勾股定理得:(米),
则DF=160米,
则EF=320米,
则影响时间:320÷80=4(秒).
答:噪音影响该学校的持续时间有4秒.
【点睛】本题考查的是勾股定理的应用,根据火车行驶的方向,速度,以及它在以A为圆心,200米为半径的圆内行驶的EF的弦长,求出对A处产生噪音的时间.
2.(2025·湖南永州·模拟预测)如图某货船以海里的速度将一批重要的物资由处运往正西方向的处,经的航行到达,到达后必须立即卸货.此时,接到气象部门的通知,一台风中心、以海里的速度由处向北偏西方向移动,距台风中心海里以内的圆形区域会受到影响.()问:
(1)处是否会受到台风的影响?请说明理由.
(2)如果处受到台风影响,那么求出影响的时间.
【答案】(1)会受台风影响,理由见解析
(2)小时
【分析】本题主要考查含30度直角三角形的性质及勾股定理解三角形,解题的关键是理解题意,灵活运用相关知识.
(1)处是否会受到台风影响,其实就是到的垂直距离是否超过海里,如果超过则不会影响,反之受影响,过点作交于点,求出即可求解;
(2))结合题意可得在点右侧相同的距离内点也受影响,即可求出时间;将实际问题转化为数学问题,构造出与实际问题有关的直角三角形是解题的关键.
【详解】(1)解:如图1,过点作交于点,
在中,,
,
海里,
海里,
,
会受台风影响;
(2)如图2,
如图,海里,
在中,海里,
同时在点右侧相同的距离内点也受影响,
小时,
影响的时间为小时.
3.(24-25九年级·湖南株洲·自主招生)某船正以每小时20海里的速度向正东航行,在A处望见灯塔C在东北方向,前进到B处望见灯塔C在北偏西,又航行了半小时到D处,望见灯塔C恰在西北方向.
(1)求A、D两点间的距离;
(2)当船行驶到D处时,船长收到预警信息,在北偏东方向,离船20海里的点M处,形成了热带风暴中心,该热带风暴影响距它中心海里的圆形海域,假设该船不改变航行路线,问:该船会不会受到影响,如果会,求出受到影响的时长;如果不会,请说明理由.
【答案】(1)(海里)
(2)会,影响的时间为1小时
【分析】本题主要考查方位角,含30度角的直角三角形的性质,勾股定理等知识的综合,理解图示,掌握勾股定理的运用是关键.
(1)根据方位角的定义,结合图形得到,是等腰直角三角形,是等腰三角形,,设,则,由此得到数量关系列式求解即可;
(2)如图所示,设圆M与直线相交于点P,Q,作于点H,根据题意,,(海里),则,由含30度角的直角三角形的性质,勾股定理即可求解.
【详解】(1)解:如图所示,,,过点作于点,
∴是等腰直角三角形,是等腰三角形,,
设,则,
∵(海里),,
∴,
∴,
∴(海里).
(2)解:如图所示,设圆M与直线相交于点P,Q,作于点H,根据题意,,(海里),则,
∴圆心M到直线的距离(海里)(海里),
∴该船会受到影响,
∵,,
∴H为中点,且,
∴,
∴船受到影响时间为小时.
【拓展训练二 蚂蚁爬行距离综合】
【例1】(24-25八年级下·甘肃平凉·期中)如图,一只蚂蚁从点A沿圆柱表面爬到点B,圆柱高为15cm,底面半径为,蚂蚁爬行的最短路线长为多少?
【答案】蚂蚁爬行的最短路线长为.
【分析】本题主要考查圆柱的侧面展开图和勾股定理.将圆柱的侧面展开,然后利用勾股定理即可求得最短路线.
【详解】解:展开之后如图,此时的长度即为最短路线长,
此时,,
∴ ,
答:蚂蚁爬行的最短路线长为.
【例2】(25-26八年级上·全国·随堂练习)如图,长方体的长为3,宽为2,高为4,点B与点C之间的距离为1,一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点B,求该蚂蚁需要爬行的最短路程.
【答案】5
【分析】本题考查的是勾股定理最短路径问题,根据题意画出长方体的侧面展开图,根据勾股定理求解是解答此题的关键.
【详解】解:①把长方体的右侧表面剪开与前面这个侧面所在的平面形成一个长方形,如答图①.
长方体的宽为2,高为4,点与点的距离是1,
.
②把长方体的右侧表面剪开与上面这个侧面所在的平面形成一个长方形,如答图②.
长方体的宽为2,高为4,点与点的距离是1,
.
③把长方体的上表面剪开与后面这个侧面所在的平面形成一个长方形,如答图③.
长方体的宽为2,高为4,点与点的距离是1,
.
∴蚂蚁爬行的最短路程为5.
1.(24-25八年级上·全国·课后作业)如图,长方体的长,宽,高,三只蚂蚁沿长方体的表面同时以相同的速度从点出发到点处.蚂蚁甲的行走路径为翻过棱后到达点处(即),蚂蚁乙的行走路径为翻过棱后到达点处(即),蚂蚁丙的行走路径为翻过棱后到达点处(即).
(1)甲、乙、丙三只蚂蚁的行走路程的最小值的平方分别是多少?
(2)若三只蚂蚁都走自己的最短路径,请判断:哪只蚂蚁最先到达?哪只蚂蚁最后到达?
【答案】(1),,
(2)蚂蚁丙最先到达,蚂蚁甲最后到达
【分析】本题主要考查了平面展开——最短路径问题,将图形展开,利用勾股定理进行计算是解题的关键.
(1)将长方体展开,根据勾股定理解答即可得到结论;
(2)根据(1)中的结论,比较三只蚂蚁的行走路径,,的大小,即可得出结论.
【详解】(1)解:将长方体表面展开,
如图,连接,
在中,,
,
如图,连接,
在中,,
,
如图,连接,
在中,,
,
甲、乙、丙三只蚂蚁的行走路程的最小值的平方分别是,,;
(2)解:,即,
,
又三只蚂蚁沿长方体的表面同时以相同的速度从点出发,
行走路程最小的最先到达,行走路程最大的最后到达,
即:蚂蚁丙最先到达,蚂蚁甲最后到达.
2.(24-25八年级下·山东德州·月考)叶老师在与学生研究“蚂蚁怎样爬最近”的课题时设计了以下问题.请你根据下面所给的条件分别求出蚂蚁需要爬行的最短路程(结果保留根号).
(1)如图①,正方体的棱长为,一只蚂蚁欲从正方体底面上的点A处沿着正方体表面爬到点处;
(2)如图②,长方体的长和宽都为,高为,一只蚂蚁从长方体底面上的点A处沿着长方体表面爬到点处;
(3)如图③,长方体的长、宽、高分别 是、和,一只蚂蚁要从顶点A处沿着长方体的表面爬到长方体上和相对的顶点处.
【答案】(1)蚂蚁需要爬行的最短路程为;
(2)蚂蚁爬行的最短路程为;
(3)蚂蚁爬行的最短路程是.
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用,找出最短路径,用勾股定理来解决路径长,在进行实数大小比较是解题关键.
(1)将正方体的右侧面翻折,使它与前面在同一平面内,连接,两点之间线段最短, 是最短路径,利用勾股定理求即可;
(2)分两种情况讨论:①将长方体的右面翻折,使它与前面在同一平面内,连接,两点之间线段最短, 是最短路径,利用勾股定理求,②将长方体的上面翻折,使它与前面在同一平面内,连接,两点之间线段最短, 是最短路径,利用勾股定理求比较两种方法之下的,确定最短的即可.
(3)将长方体按三种方案展开,画出图形,求出结果,然后进行比较即可.
【详解】(1)解:将正方体的右侧面翻折,使它与前面在同一平面内,连接,
两点之间线段最短, 是最短路径,
如图所示,在中,由勾股定理得
;
(2)解:分两种情况讨论:
①将长方体的右面翻折,使它与前面在同一平面内,连接,
两点之间线段最短, 是最短路径,
如图所示,有.
②将长方体的上面翻折,使它与前面在同一平面内,连接,
两点之间线段最短, 是最短路径,
如图所示.
因为,
所以最短路程为,即最短路程为.
(3)解:将长方体按下列三种方案展开:
第一种;如图④,
,
∴根据勾股定理得
;
第二种:如图⑤,
,;
∴根据勾股定理得
第三种:如图⑥,
,.
∴根据勾股定理得
,
蚂蚁爬行的最短路程是.
3.(24-25八年级下·山东济南·开学考试)我国是历史上较早发现并运用“勾股定理”的国家之一、古人将直角三角形中较短的直角边称为“勾”,较长的直角边称为“股”,斜边称为“弦”,“勾股定理”因此而得名.勾股定理:若直角三角形两直角边长分别为a、b,斜边长为c,则有,即直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.
请运用“勾股定理”解决下列问题.
(1)如图1,直角三角形的两条直角边分别是9厘米和12厘米,则这个直角三角形的斜边长___________厘米.
(2)如图2,分别以直角三角形的边为边长作正方形,则___________,___________.根据勾股定理可知,,所以___________=___________.
(3)如图3,圆柱的高为4厘米、底面半径为1厘米.在圆柱底面A点有一只蚂蚁,它想吃到与A点相对的B点处的食物,需要爬行的最短路程是多少厘米?(取3)
下面是小林的思考过程,请你帮他补充完整.
①将该圆柱的侧面展开后得到一个长方形,如图4所示(A点的位置已经给出),请在图中标出B点的位置并连接.
②小林认为线段的长度是蚂蚁爬行的最短路程,那么蚂蚁爬行的最短路程是多少厘米?
【答案】(1)15
(2);;,
(3)①见解析,②5厘米
【分析】本题考查了正方形面积的计算以及勾股定理的应用,平面展开最短路径问题,关键是把立体图形能够展成平面图形求解.
(1)根据勾股定理计算即可;
(2)利用勾股定理,易得;
(3)①圆柱的平面展开图上面长的中点即为B点,连接;
②利用勾股定理可求出的长,即可求出蚂蚁沿侧面爬行时最短的路程.
【详解】(1)解:,
∴斜边为:厘米;
故答案为:15;
(2)解:,
,
;
故答案为:;;,;
(3)解:①如图,B点长方形上面长的中点,连接,
②圆柱高厘米,底面半径厘米,
(厘米),
故(厘米),
答:蚂蚁爬行的最短路程是5厘米.
【拓展训练三 勾股定理的最值训练】
【例1】(24-25八年级上·重庆沙坪坝·期末)如图,小区A与公路l的距离米,小区B与公路l的距离米,已知米.
(1)政府准备在公路边建造一座公交站台Q,使Q到A、B两小区的路程相等,求的长;
(2)现要在公路旁建造一利民超市P,使P到A、B两小区的路程之和最短,求的最小值,求出此最小值.
【答案】(1)475米
(2)1000米
【分析】本题考查了轴对称-最短路线问题,坐标与图形的性质,勾股定理,确定出Q、P的位置是本题的关键.
(1)设,则,根据利用勾股定理即可得出结果.
(2)作A关于l的对称点,连接,交l于P,由对称性得的最小值为线段的长,作于点E,在中,根据勾股定理即可得到结论.
【详解】(1)解:如图1,
根据题意得:,
设,则,
,
解得,
即的长为475米;
(2)如图,作点A关于直线l的对称点,连接,交直线l于点P.
则,
,
的最小值为,
如图,作于点E,
在中,
米,米,
米,
的最小值为1000米.
【例2】(24-25八年级下·河北沧州·月考)如图,有两个长度相同的滑梯(即),左边滑梯的高与右边滑梯水平方向的长度相等.
(1)求证:;
(2)若两个滑梯的长度,右边滑梯的高度,由于太陡,在保持的长度不变的情况下,现在将点E向下移动,点F随之向右移动.若点E向下移动的距离为,求滑梯底端F向右移动的距离;
(3)在(2)的移动过程中,直接写出面积的最大值为 .
【答案】(1)见解析
(2)
(3)25
【分析】本题考查了勾股定理的应用,全等三角形的判定,二次函数的最值,掌握勾股定理是关键.
(1)直接利用即可证明;
(2)在中,由勾股定理即可求得的长,则可求得的长;
(3)设,由勾股定理得,则可表示出面积,利用完全平方公式即可求得面积的最大值.
【详解】(1)证明:在与中,
,
;
(2)解:如图,设点E下滑到点G,点F向右滑动到点H;
在中,,
则,
由勾股定理得,
;
答:滑梯底端F向右移动的距离为;
(3)解:设,
在中,由勾股定理得,
,
令,,则,
,
y最大值为2500,
的最大值为;
故答案为:25.
1.(24-25八年级上·陕西汉中·期末)【背景介绍】勾股定理是几何学中的明珠,充满着魅力.
【知识运用】
(1)如图,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 米.
(2)在(1)的背景下,若千米,千米,千米,现要在上建造一个供应站P,使得,请用尺规作图在图中作出P点的位置并求出的距离.
(3)【知识迁移】借助上面的思考过程与几何模型,则代数式(其中)最小值为 .
【答案】(1);
(2)P点的位置见解析,的距离为16千米;
(3)15.
【分析】(1)连接,作于点E,根据,得到,,由平行线间的距离处处相等可得千米,千米,求出,然后利用勾股定理求得CD两地之间的距离;
(2)连接,作的垂直平分线交于P,根据线段垂直平分线的性质可得,点P即为所求;设千米,则千米,分别在和中,利用勾股定理表示出和,然后根据建立方程,解方程即可;
(3)如图3,,,,,,设,
则,然后根据轴对称求最短路线的方法求解即可.
【详解】(1)解:如图1,连接,作于点E,
∵,,
∴,,
∴千米,千米,
∴千米,
∴(千米),
即两个村庄的距离为千米,
故答案为:;
(2)解:如图2,连接,作的垂直平分线交于P,点P即为所求,
设千米,则千米,
在中,,
在中,,
∵,
∴,
解得,
即的距离为16千米;
(3)解:如图3,,,,,,设,
则,
作点C关于的对称点F,连接,过点F作于E,
则是的最小值,即代数式的最小值,
∵,,,
∴代数式最小值为:,
故答案为:15.
【点睛】此题考查了勾股定理的应用,线段垂直平分线的性质,轴对称—最短路线问题等知识,(3)中构造出是解本题的难点.
2.(24-25八年级上·四川成都·期中)(1)问题再现:学习二次根式时,老师给同学们提出了一个求代数式最小值的问题,如,“求代数式的最小值”.小强同学发现可看作两直角边分别为和2的直角三角形斜边长,可看作两直角边分别是和4的直角三角形的斜边长.于是构造出如图所示,将问题转化为求线段的长,进而求得的最小值是______.
(2)类比计算:已知均为正数,且.求的最小值.
(3)迁移问题:已知平面直角坐标系中,,,,直接写出的最小值.
【答案】(1)10(2)17(3)
【分析】本题主要考查了勾股定理,线段和最值问题,解题的关键在于能够准确读懂题意,利用勾股定理求解.
(1)先根据题意利用勾股定理求出,,则,要想的值最小,则的值最小,即当A、D、B三点共线时,的值最小,最小值为,由此利用勾股定理求出的值即可;
(2)如图所示,,利用勾股定理求出,然后同(1)求解即可;
(3)过点A作y轴的对称点,连接,交y轴于点P,得,当三点共线时,的值最小,最小值为的长,由勾股定理求出的长即可.
【详解】解:如图所示,,
在中,,
在中,,
∴,
∴要想的值最小,则的值最小,
∴当A、D、B三点共线时,的值最小,最小值为,
过点B作交延长线于F,
∵,
∴由长方形的性质得,,
∴,
∴,
∴的最小值为10,
故答案为:10;
(2)如图所示,,
在中,,
在中,,
∴,
∴要想的值最小,则的值最小,
∴当A、D、B三点共线时,的值最小,最小值为,
过点B作交延长线于F,
∵,
∴由长方形的性质得,,
∴,
∴,
∴的最小值为17,
(3)过点A作y轴的对称点,连接,交y轴于点P,如图,
由对称性知,,
∴,
∴当三点共线时,的值最小,最小值为的长,
∵,
∴,
又,
∴,
∴的最小值为.
3.(24-25八年级上·广东梅州·月考)数与形是数学中的两个最古老,也是最基本的研究对象,它们在一定条件下可以相互转化,数形结合就是把抽象的数学语言、数量关系与直观的几何图形、位置关系结合起来,通过“以形助数”或“以数解形”可以使复杂问题简单化,抽象问题具体化,从而起到优化解题途径的目的.
(1)【思想应用】已知m,n均为正实数,且,求的最小值.通过分析,小明想到了利用下面的构造解决此问题:如图,,,,,,点E是线段上的动点,且不与端点重合,连接CE,DE,设,.
①用含m的代数式表示 ,用含n的代数式表示 ;
②据此写出的最小值 .
(2)【类比应用】根据上述的方法,代数式的最小值是 .
(3)【拓展应用】已知a,b,c为正数,且,试运用构图法,写出的最小值 .
【答案】(1)①,;②
(2)20
(3)
【分析】本题考查了勾股定理得应用,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
(1)①由勾股定理计算即可得解;②连接,由①得:,而(当且仅当、、共线时取等号),作交的延长线于,则四边形为长方形,得出,,再由勾股定理计算即可得解;
(2)设,,,,则,由勾股定理可得,,从而得出,而(当且仅当、、共线时取等号),作交的延长线于,则,则四边形为长方形,得出,,再由勾股定理计算即可得解;
(3)画出边长为1的正方形,在边上截取出长为,.的线段,则,,,,从而得出,利用两点之间线段最短可知:(当且仅当、、、共线时取等号),再由勾股定理计算即可得解.
【详解】(1)解:①在中,,
在中,,
故答案为:,;
②连接,
由①得:,
而(当且仅当、、共线时取等号),
作交的延长线于,如图1,
则,
∴四边形为长方形,
,,
在中,,
的最小值为,即的最小值为;
(2)解:如图,
设,,,,则,
在中,,
在中,;
,
而(当且仅当、、共线时取等号),
作交的延长线于,则,
∴四边形为长方形,
,,
在中,,
的最小值为20,即的最小值为20.
(3)解:画出边长为1的正方形,在边上截取出长为,.的线段,作图如下:
则,,,,
,
利用两点之间线段最短可知:(当且仅当、、、共线时取等号),
,
的最小值为,
的最小值为.
A基础训练
1.(25-26八年级上·河南焦作·月考)如图,鱼竿长,露在水面上的鱼线长为.钓鱼者想看看鱼钩上的情况,把鱼竿提起到的位置(图中所有点均在同一平面内),此时露在水面上的鱼线长为,鱼线水平方向移动的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了勾股定理的实际应用,正确理解题意,抓住鱼竿的长度不变是解题的关键.
在和中,分别用勾股定理求出和,即可求出渔线水平方向移动的距离的值.
【详解】解:在中,
,,
.
根据题意可得,
,
在中,
,
.
鱼线水平方向移动的距离是,
故选:B.
2.(24-25八年级下·湖北武汉·期中)如图,在同一水平线上有相距8m的两棵树AB和CD,其中树AB高8m,大风将树AB折断,树的顶端B恰好落在AC的中点E处,则树的折断点离地面的高度是( )
A.6m B.5m C.4m D.3m
【答案】D
【分析】根据题意表示,设,则,再利用勾股定理求解.
【详解】解:如图所示:
根据题意可得,,设,则,
在中,
,
即,
解得:,
树的折断点离地面的高度是.
故选:D.
【点睛】本题考查了勾股定理的应用,解题的关键是利用题目信息构造直角三角形,从而运用勾股定理解题.
3.(2025八年级上·全国·专题练习)如图,在灯塔O的北偏东方向处有一轮船A,在灯塔O的南偏东方向处有一渔船B,则A,B间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】该题主要考查了勾股定理的应用,解题的关键是读懂题意.
根据题意得出,,再根据勾股定理求解即可.
【详解】解:根据题意可得:,,
∴,
故选:B.
4.(24-25八年级上·全国·课后作业)某地区要在公路上建一个蔬菜批发厂E,使得C,D两村庄到E的距离相等,已知,,.于点A,于点B,则的长是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】此题考查勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理是解题的关键.由勾股定理两直角边的平方和等于斜边的平方即可求,即在和中,,,得出,设为,则,将代入关系式即可求得.
【详解】解:∵C、D两村到蔬菜批发厂E距离相等,
∴,
在和中,,,
∴.
设为,则,
将,代入关系式为,
解得,
∴蔬菜批发厂E应建在距A点处,
故选:D.
5.(24-25八年级下·河南洛阳·期中)学校操场边有一根垂直于地面l的旗杆,一根无弹力、不能伸缩的绳子m紧系于旗杆顶端A处(打结处忽略不计).聪明的小陶同学通过操作、测量发现:如图1,当绳子m紧靠在旗杆上拉紧到底端B后,还多出1米,即 米;如图2,当离开旗杆底端 B 处5米后,绳子恰好拉直且绳子末端D 处恰好接触地面,即 米.请你跟小陶同学一起算一算旗杆的高度是( )
A.12 米 B.10 米 C.6 米 D.15米
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理.设旗杆米,则米,根据勾股定理列方程即可求出旗杆的高度.熟练掌握勾股定理是解题的关键.
【详解】设旗杆米,则米,根据勾股定理可得,
,
,
解得.
故选:A
B 提高训练
6.(24-25八年级下·山东淄博·期中)一架长米的梯子,斜靠在竖直的墙上,梯子底端到墙角的水平距离为米,若梯子顶端沿墙下滑米,则梯子底端将向外滑动________米.
【答案】
【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题的关键.首先利用勾股定理得出的长,进而求出的长,即可求出答案.
【详解】解:由题意可得:,,
故,
梯子顶端沿墙下滑米,
,,
,
,
故答案为:.
7.(24-25八年级下·重庆江津·月考)《九章算术》中有一个“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,则______尺.
【答案】12
【分析】本题考查勾股定理与实际问题,熟练掌握勾股定理是解此题的关键,利用竹子折断后刚好构成一直角三角形,设竹子折断处离地面尺,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尺,则斜边为尺,
根据勾股定理得:,
解得:,
故答案为:12.
8.(24-25八年级下·山东烟台·期末)在高,长的一段台阶上铺上地毯,台阶的剖面图如图所示,地毯的长度至少需______.
【答案】
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用,平移性质,由题意得,,,根据勾股定理得,然后利用平移性质即可求解,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:如图,,,,
∴,
根据平移性质可得地毯的长度至少需,
故答案为:.
9.(24-25八年级下·陕西西安·期中)如图,是一种筷子的收纳盒,长,宽,高分别为,现将一根长为的筷子插入到收纳盒的底部,则筷子露在盒外的部分的取值范围是_____.
【答案】
【分析】此题考查了勾股定理的应用,根据勾股定理求出收纳盒里面筷子的最大长度是解题的关键.求出筷子露在收纳盒外的最长长度和最短长度,即可得出结论.
【详解】解:当筷子放进收纳盒里垂直于底面时露在盒外的长度最长;
当筷子放进收纳盒里露出部分最短时与底面对角线和高正好组成直角三角形,
底面对角线长,高为,
由勾股定理得:收纳盒里面筷子长度,
筷子露在收纳盒外的长度最短;
筷子露在盒外的部分的取值范围是,
故答案为:.
10.(25-26八年级上·陕西西安·月考)如图所示,地面上铺了一块长方形地毯,因使用时间而变形,中间形成一个半圆柱的凸起,半圆柱的底面半径为,已知,,一只蚂蚁从点爬到点,且必须翻过半圆柱凸起,则它至少要走______的路程.(取)
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理的应用最短路径问题,将中间半圆展开,连接,则线段的长度即为蚂蚁爬行的最短路程,先求出的长,再利用勾股定理解答即可求解,找出蚂蚁爬行的最短路径是解题的关键.
【详解】解:如图,将中间半圆展开,连接,则线段的长度即为蚂蚁爬行的最短路程,
由题意可得,,
∴,
∵,
∴,
∴它至少要走的路程,
故答案为:.
C 培优训练
11.(25-26八年级上·江苏无锡·期末)如图,某校校庆时,从教学楼楼顶的处向围墙上的处拉彩旗.已知墙和教学楼的水平距离米,教学楼高米,围墙高米,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,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
过作于,求得,根据勾股定理即可得到结论.
【详解】解:如图,过作于,
则四边形是长方形,
,,
,
在中,,
,
答:至少需要的彩旗带.
12.(24-25八年级下·陕西渭南·期末)某校八年级学生准备测量校园人工湖的深度,他们在保证安全的情况下把一根竹竿AB垂直插到离湖边3dm的水底(即),只见竹竿高出水面OC的距离,把竹竿的顶端拉向湖边(底端不变),竿顶A和湖沿的水面C处平齐(即),求湖水的深度OB和竹竿AB的长.
【答案】湖水的深度OB为4dm,竹竿AB的长为5dm .
【分析】设湖水的深度OB=h dm,则竹竿AB的长为( h+1) dm,再根据勾股定理求出h的值即可.
【详解】解∶设湖水的深度OB=h dm,则竹竿AB的长为( h+1) dm,
在Rt△BOC中,
∵OB=h dm, BC= ( h+1) dm, CO=3dm,
∴32+h2= (h+1)2,
解得h=4,
∴h+1=5.
答∶湖水的深度OB为4dm,竹竿AB的长为5dm .
【点睛】本题考查的是勾股定理的应用,根据勾股定理构造方程是解题的关键.
13.(24-25八年级下·湖南长沙·月考)如图,某渡船从点B处沿着与河岸垂直的路线横渡,由于受水流的影响,实际沿着航行,上岸地点C与欲到达地点A相距70米,结果发现比河宽多10米.
(1)求该河的宽度;(两岸可近似看作平行)
(2)设实际航行时,速度为每秒5米,从C回到A时,速度为每秒4米,求航行总时间.
【答案】(1)米
(2)航行总时间为67.5秒
【分析】(1)根据题意可知为直角三角形,根据勾股定理就可求出直角边的距离.
(2)根据时间路程速度,求出行驶的时间即可.
【详解】(1)解:设米,则米,
在中,根据勾股定理得:
,
解得:,
答:河宽240米.
(2)解:(秒),
(秒),
(秒),
答:航行总时间为67.5秒.
【点睛】本题考查勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理,列出方程是解题的关键.
14.(24-25八年级上·河南郑州·月考)在海平面上有A,B,C三个标记点,其中A在C的北偏西方向上,与C的距离是800海里,B在C的南偏西方向上,与C的距离是600海里.
(1)求点A与点B之间的距离;
(2)若在点C处有一灯塔,灯塔的信号有效覆盖半径为500海里,此时在点B处有一艘轮船准备沿直线向点A处航行,轮船航行的速度为每小时20海里.轮船在驶向A处的过程中,有多少小时可以接收到信号?
【答案】(1)点A与点B之间的距离为1000海里
(2)有14个小时可以接收到信号
【分析】本题考查了勾股定理的应用,直角三角形的判定等知识,涉及路程、速度、时间的关系,熟练掌握勾股定理是关键.
(1)由题意易得是直角,由勾股定理即可求得点A与点B之间的距离;
(2)过点C作交于点H,在上取点M,N,使得海里,分别求得的长,可求得此时轮船过时的时间,从而可求得最多能收到的信号次数.
【详解】(1)由题意,得:,;
∴;
∵,;
∴(海里),
即:点A与点B之间的距离为1000海里;
(2)过点C作交于点H,在上取点M,N,使得海里.
∵;
∴;
∵;
∴;
∵海里;
∴;
行驶时间为(小时).
答:有14个小时可以接收到信号.
15.(24-25八年级下·河北邢台·期中)如图1,在棱长为的立方体纸盒的顶点处有一只蚂蚁,在另一顶点处有一粒糖.
(1)现甲、乙、丙三人分别为这只蚂蚁设计了一条爬行路线,使它沿着立方体表面上的这一条路线爬行到点处,如图所示.请通过计算分析,甲、乙、丙中谁设计的爬行路线最长?谁设计的爬行路线最短?
(2)将题干中的立方体纸盒改为长、宽、高分别为,,的长方体纸盒(如图3),其他条件不变,试通过分析求蚂蚁经过的最短路程.
【答案】(1)甲设计的爬行路线最长,丙设计的爬行路线最短;
(2)蚂蚁经过的路程最短路程为.
【分析】本题考查了勾股定理的应用,最短路径,解题的关键是熟练掌握勾股定理.
(1)分别计算每个人设计的路线的长度,对结果进行比较即可;
(2)把纸盒分别沿着长、宽、高所在的棱展开,根据勾股定理计算每种情况对应的线段长度,对结果进行比较即可.
【详解】(1)解:∵纸盒是棱长为的立方体,
∴甲设计的爬行路线长为,
乙设计的爬行路线长为,
丙设计的爬行路线长为,
∵,
∴甲设计的爬行路线最长,丙设计的爬行路线最短,
答:甲设计的爬行路线最长,丙设计的爬行路线最短.
(2)解:∵两点之间线段最短,
∴不考虑沿着棱爬行的情况,
如图所示,
蚂蚁沿爬行,经过的路程长为,
蚂蚁沿爬行,经过的路程长为,
蚂蚁沿爬行,经过的路程长为,
∵,
∴蚂蚁沿爬行,经过的路程最短,最短路程为,
答:蚂蚁经过的路程最短路程为.
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专题02 勾股定理的应用重难点题型专训
(3个知识点+12大题型+3拓展训练+自我检测)
题型一 梯子滑落高度问题
题型二 旗杆高度问题
题型三 小鸟飞行距离问题
题型四 大树折断前高度问题
题型五 水杯中筷子问题
题型六 航海距离问题
题型七 河宽问题
题型八 台阶上地毯长度问题
题型九 汽车是否超速问题
题型十 是否受台风影响问题
题型十一 选址问题
题型十二 最短路径问题
拓展训练一 受影响问题综合应用
拓展训练二 蚂蚁爬行距离综合
拓展训练三 勾股定理的最值训练
知识点一:勾股定理的应用
1.用勾股定理解决一般问题的步骤
(1)由题意画出符合要求的直角三角形,把实际问题转化为数学问题;
(2)将待求的量看成直角三角形的一条边;
(3)利用勾股定理求解.
2.求直角三角形边长的方法
若已知两边长,可直接由勾股定理求第三边长,若已知一边及另外两边的关系,可设未知数根据勾股定理求解.
【即时训练】
1.(25-26八年级上·广东梅州·月考)如图,要从电线杆离地面5米的点C处向地面拉一根长为13米的钢缆,则地面钢缆固定点A到电线杆底部B的距离为( )
A.12米 B.11米 C.10米 D.9米
2.(24-25八年级上·全国·课后作业)如图,两树的高分别为米和4米,相距8米,一只鸟从一棵树的树梢飞到另一棵树的树梢,则这只鸟至少飞行________米.
知识点二:利用勾股定理解决最短路线问题
1.求长方体表面上两点间最短路线的方法:
需将长方体相应几个面展开,从而将长方体表面上两点间的距离转化为求平面内两点间的距离,构造直角三角形,通过勾股定理求解;
2.求几何体表面上最短路线长的方法
应用转化思想,将空间问题转化为平面问题,将曲面转化为平面,将曲线转化为直线,连接起点与终点所得到的线段作为三角形的一条边,从而构造直角三角形,然后利用勾股定理求出最短路线长.
【即时训练】
1.(25-26八年级上·陕西咸阳·期末)如图是一个棱长为的正方体木块,一只蚂蚁在木块的顶点A处;它沿木块的表面走到棱的中点P处吃食物,所走的最短路程是( )
A. B. C. D.
2.(25-26八年级下·浙江绍兴·期末)如图,已知圆柱的高为,底面圆周长为,若一只蚂蚁准备从圆柱的底面处,沿着圆柱的侧面爬到处,则它爬行的最短路程是___________cm.
知识点三:利用勾股定理解决航海类问题
常见的航海问题有避险、抵御台风等,解决这类问题要先确定方位角,然后由方位角正确作出几何图形,通过添加辅助线构造直角三角形,将实际问题转化为与勾股定理有关的几何问题.
【即时训练】
1.(24-25八年级下·河南驻马店·期中)一艘轮船位于灯塔的南偏东方向,距离灯塔海里的处,它沿北偏东方向航行海里到达处,此时与灯塔的距离为( )
A.海里 B.海里 C.海里 D.海里
2.(24-25八年级下·广东深圳·期末)如图,有一艘轮船位于灯塔的南偏东方向,距离灯塔海里的处,它沿正北方向航行到达位于灯塔正东方向上的处,那么此时轮船与灯塔的距离为_________海里(结果用含根号的式子表示).
【经典例题一 梯子滑落高度问题】
【例1】(25-26八年级上·广东深圳·期末)生活经验表明,靠墙摆放梯子时,若梯子底端到墙的距离约为梯子长度的,则梯子比较稳定.当梯子稳定摆放时,它的顶端离地,则梯子长度约为( ).
A. B. C. D.
【例2】(24-25八年级上·江苏苏州·期中)如图,一架梯子斜靠在墙上,梯子顶端与墙角的距离长为4米,梯子的长为5米,则梯子与墙角的距离为_________米.
1.(25-26八年级上·江苏苏州·期中)某小区两面直立的墙壁之间为安全通道,一架梯子斜靠在左墙时,梯子到左墙的距离为,梯子顶端到地面的距离为,若梯子底端保持不动,将梯子斜靠在右墙上,梯子顶端到地面的距离为,求这两面直立墙壁之间的安全通道的宽的长度.(单位:)
2.(25-26八年级上·河南郑州·期末)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.
3.(25-26八年级上·四川内江·期末)在物理力学实验探究活动中,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,另一端拴在滑轮A的正下方物体C上.滑块B与物体C均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.实验过程中,绳子始终保持绷紧状态,实验初始状态如图1所示,物体C到定滑轮A的垂直距离,(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,若滑块B向左滑动了,求此时物体C升高了多少?
【经典例题二 旗杆高度问题】
【例1】(25-26八年级上·安徽宿州·月考)将挂好彩旗的旗杆垂直插在操场上,旗杆从旗顶到地面的高度为,在无风的天气里,彩旗自然下垂,如图①,彩旗完全展平时的尺寸(单位:)如图②的长方形,则彩旗下垂时最低处离地面的最小高度h是( )
A. B. C. D.
【例2】(25-26八年级上·全国·期中)如图,升旗的绳子自由下垂到地面还多出一段,小霞在绳子与地面接触处打了一个结,然后将绳子拉直使其末端接触地面,此时绳子末端距离旗杆底端,并测得绳子末端距离打结处,则旗杆的高度为__________
1.(25-26八年级上·宁夏银川·期中)如图,强大的台风使得一根旗杆在离地面处折断倒下,旗杆顶部落在离旗杆底部处,旗杆折断之前高度是多少?
2.(25-26八年级上·广东佛山·期中)数学兴趣小组利用所学数学知识来解决实际问题,
活动课题
风筝离地面垂直高度探究
问题背景
风筝由中国古代劳动人民发明于东周春秋时期,距今已 2000 多年,相传墨翟以木头制成木鸟,研制三年而成,是人类最早的风筝起源.兴趣小组在放风筝时想测量风筝离地面的垂直高度.
小组成员测量了相关数据,测得放风筝人与风筝的水平距离长为,风筝线的长为.牵线放风筝的手到地面的距离为.
抽象模型
(1)根据测量所得数据,画出示意图(用尺子画图,符合题意的草图即可).
问题提出与解决
经过讨论,兴趣小组得出以下问题:
(2)结合(1)中的图,运用所学勾股定理相关知识,计算出风筝离地面的垂直高度.
(3)如果想要风筝在此刻位置沿垂直方向再上升,且放风筝人与风筝的水平距离不变,画出示意图(用尺子画图,符合题意的草图即可),则放风筝人应该再放出多少米线?
请你帮助兴趣小组解决以上问题,完成《风筝离地面垂直高度》探究报告.
3.(25-26八年级上·山西太原·月考)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:XXX组员:XXX,XXX,XXX
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.
第一次操作:如图①,将系在旗杆顶端的绳子自然下垂到地面,绳子多出的一段在地面拉直后记作,用皮尺测出的长度;
第二次操作:如图②,将绳子拉直,绳子末端落在地面的点处,用皮尺测出的长度.
测量数据
测量项目
数值(单位:米)
图①中BC的长度
1
图②中BD的长度
5
…
…
(1)根据以上测量结果,请你帮助这个小组求出学校旗杆的高度.
(2)如图③,第三次操作:某同学从点前行至点处,再次将绳子拉直,此时测得绳子末端到地面的距离的长度为1米,求该同学前进的距离的长度(结果保留根号).
【经典例题三 小鸟飞行距离问题】
【例1】(24-25八年级上·陕西西安·月考)如图,两树高分别为10米和4米,相距8米,一只鸟从一树的树梢飞到另一树的树梢,则小鸟至少要飞( )
A.8米 B.9米 C.10米 D.11米
【例2】(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图,在一棵树的10米高的处有两只猴子为抢吃池塘边水果,一只猴子爬下树跑到处(离树20米)的池塘边,另一只爬到树顶后直接跃到处,距离以直线计算,若两只猴子所经过的距离相等,则这棵树高______米.
1.(24-25八年级下·山东东营·期中)如图,小明操纵无人机从树尖飞向旗杆顶端,已知树高,旗杆高,树与旗杆之间的水平距离为,则无人机飞行的最短距离为多少?
2.(24-25八年级上·河南新乡·期末)如图,星期天小明去钓鱼,鱼钩在离水面的的1.3米处,在距离鱼线1.2米处点的水下0.8米处有一条鱼发现了鱼饵,于是以0.2米/秒的速度向鱼饵游去,那么这条鱼至少几秒后才能到达鱼饵处?
3.(2025八年级下·全国·专题练习)如图,一只小鸟旋停在空中A点,A点到地面的高度米,A点到地面C点(B,C两点处于同一水平面)的距离米.
(1)求出的长度;
(2)若小鸟竖直下降到达D点(D点在线段上),此时小鸟到地面C点的距离与下降的距离相同,求小鸟下降的距离.
【经典例题四 大树折断前高度问题】
【例1】(24-25八年级下·浙江台州·期中)如图,强台风时一棵大树在距离地面的点C处折断,大树顶端的着地点A与大树底端B的距离为,则这棵大树折断前的高度为( )
A. B. C. D.
【例2】(24-25八年级上·四川成都·期中)如图,大风将一棵大树从处折断,树尖刚好落在离树底处,大树在折断之前的高为______.
1.(25-26八年级上·安徽宿州·期中)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.(25-26八年级上·江苏泰州·月考)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?
3.(24-25八年级上·河北保定·期中)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(即求的长度).
(2)工人在修复的过程中,发现在折断点C的下方的点D处,有一条明显的裂痕,将旗杆C处修复后,若下次大风将旗杆从点D处吹断,则距离旗杆底部米处是否有被砸伤的风险?
【经典例题五 水杯中筷子问题】
【例1】(25-26八年级上·河北保定·期末)《醉翁亭记》中写道:“……射者中……”,其中“射”指投壶,宴饮时的一种游戏.如图,现有一圆柱形投壶,内部底面直径是,内壁高,若箭长,则箭在投壶外面部分的长度可能是( )
A. B. C. D.
【例2】(25-26八年级上·四川成都·期末)平静的水池中央生长着一株荷花,荷花高出水面1尺.一阵强风吹过,荷花被吹至倾斜,其顶端恰好接触到岸边的水面.此时,荷花顶端相比于原位置,在水平方向上移动了3尺.由此可知水池的深度是______尺.
1.(24-25八年级上·吉林长春·期末)如图,水池中离岸边点4米的处,直立长着一根芦苇,出水部分的长是2米,把芦苇拉到岸边,它的顶端恰好落到点,则水池的深度为多少米.
2.(24-25八年级上·江苏盐城·月考)水池中有水,水面是一个边长为尺的正方形,水池正中央有一根芦苇,它高出水面尺,如果把这根芦苇拉向水池一边的池边,它的顶端恰好到达池边的水面.水的深度和这根芦苇的长度分别是多少?
3.(24-25八年级下·北京朝阳·期末)《九章算术》卷九“勾股”中记载:今有池,方一丈,葭生其中央,出水一尺.引葭赴岸,适与岸齐,问水深、葭长各几何.大意是:如图,水池底面的宽丈,芦苇生长在的中点O处,高出水面的部分尺.将芦苇向池岸牵引,尖端达到岸边时恰好与水面平齐,即, 求水池的深度和芦苇的长度(1丈等于10尺).
(1)求水池的深度;
(2)中国古代数学家刘徽在为《九章算术》作注解时,更进一步给出了这类问题的一般解法.他的解法用现代符号语言可以表示为:若已知水池宽, 芦苇高出水面的部分,则水池的深度可以通过公式计算得到.请证明刘徽解法的正确性.
【经典例题六 航海距离问题】
【例1】(25-26八年级上·广东深圳·期中)一艘轮船从A港向南偏西方向航行到达B岛,再从B岛沿方向航行到达C岛,A港到航线的最短距离是.则岛和港之间的距离( )
A. B. C. D.
【例2】(24-25八年级下·山东聊城·月考)如图,一艘小船以24海里/时的速度从港口A出发,向东北方向航行,另一小船以10海里/时的速度同时从港口A出发,向东南方向航行,离开港口1小时后,两船相距________海里.
1.(25-26八年级上·全国·课后作业)如图,一艘轮船以16海里时的速度离开港口A向东南方向航行,另一艘轮船同时以12海里时的速度离开港口A向西南方向航行.那么,它们离开港口后,相距多远?
2.(25-26八年级上·山西太原·月考)如图,一艘货轮在B处向正东方向航行,船速为,此时,一艘快艇在B的正南方向的A处,以的速度要将一批货物送到货轮上,问快艇最快需要多少时间?
3.(24-25八年级上·广东深圳·期中)港珠澳大乔是一座连接香港,广东珠海和澳门的跨海大桥,总长,当游轮到达B点后熄灭发动机,在离水面高度为的岸上,开始时绳子的长为.(假设绳子是直的,结果保留根号)
(1)若工作人员以的速度收绳,后船移动到点D的位置,问此时游轮距离岸边还有多少?
(2)若游轮熄灭发动机后保持的速度匀速靠岸,后船移动到E点,工作人员手中的绳子被收上来多少米?
【经典例题七 河宽问题】
【例1】(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期中)在一次研学活动中,小宣同学欲控制遥控轮船匀速垂直横渡一条河,但由于水流的影响,实际上岸地点C与欲到达地点B相距8米,结果轮船在水中实际航行的路程比河的宽度多2米,则河的宽度是( )
A.6米 B.9米 C.12米 D.15米
【例2】 (24-25八年级下·湖南益阳·期末)如图,为修筑铁路需凿通隧道,现测量出,,.若每天凿隧道,则需要________天才能把隧道凿通.
1.(24-25八年级下·吉林白城·期末)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.
2.(24-25八年级上·河南平顶山·期末)某隧道的截面由半圆和长方形构成,长方形的长为,宽为,该隧道内设双车道(共有2条车道),正中间有宽的双黄线,车辆必须在双黄线两侧行驶,不能压双黄线.现有一辆货运卡车高,宽,则这辆货运卡车能否通过该隧道?说明理由.
3.(24-25八年级上·河南南阳·期末)如图,在一条绷紧的绳索一端系着一艘小船,河岸上一男孩拽着绳子另一端向右走,绳端从点移动到点,同时小船从点移动到点,且绳长始终保持不变,回答下列问题:
(1)根据题意,可知________(填“”“”“”);
(2)若米,米,米,求男孩需向右移动的距离(结果保留根号).
【经典例题八 台阶上地毯长度问题】
【例1】(24-25八年级下·甘肃武威·期中)如图,是一段楼梯,高BC是1.5m,斜边AC是2.5m,如果在楼梯上铺地毯,那么至少需要地毯( )
A.2.5m B.3m C.3.5m D.4m
【例2】(24-25八年级上·四川达州·期末)如图所示的长方体的长、宽、高分别为厘米、厘米、厘米.若一只蚂蚁从点出发沿着长方体的表面爬行到棱的中点处.则蚂蚁需爬行的最短路程是_______________厘米.
1.(24-25八年级上·广东梅州·月考)如图,要修建一个育苗棚,棚高,棚宽,棚的长为,现要在棚顶上覆盖塑料薄膜,试求需要多少平方米塑料薄膜?
2.(24-25八年级下·山东东营·期中)如图一个三级台阶,它的每一级的长宽高分别是5,3和1,A和B是这个台阶的两个相对的端点,点A上有一只蚂蚁,想到点B去吃可口的食物,则蚂蚁沿着台阶面爬到点B的最短路程长是多少?
3.(24-25八年级下·全国·单元测试)如图,小明与小华爬山时遇到一条笔直的石阶路,路的一侧设有与坡面平行的护栏.小明量得每一级石阶的宽为,高为,爬到山顶后,小华数得石阶一共200级,若每一级石阶的宽和高都一样,且构成直角,请你帮他们求护栏的长度.
【经典例题九 汽车是否超速问题】
【例1】(24-25八年级下·广东珠海·期中)为加强疫情防控,云南某中学在校门口区域进行入校体温检测.如图,入校学生要求沿着直线单向单排通过校门口,测温仪C与直线的距离为,已知测温仪的有效测温距离为,则学生沿直线行走时测温的区域长度为______
【例2】(24-25八年级下·四川眉山·期中)《城市交通管理条例》规定:小汽车在城市街路上的行驶速度不得超过70千米/时.如图,一辆小汽车在一条城市街路上直道行驶,某一时刻刚好行驶到车速检测仪A正前方30米的C处,过了2秒后,小汽车行驶至B处,若小汽车与观测点间的距离AB为50米,请通过计算说明:这辆小汽车是否超速?
1.(24-25八年级下·广东广州·期中)某段公路限速是.“流动测速小组”的小王在距离此公路的A处观察,发现有一辆可疑汽车在公路上疾驶,他赶紧拿出红外测距仪,可疑汽车从处行驶后到达处,测得,若.求出速度并判断可疑汽车是否超速?
2.(25-26八年级上·陕西咸阳·月考)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?
3.(25-26八年级上·吉林长春·期末)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)
【经典例题十 是否受台风影响问题】
【例1】(24-25八年级下·广东广州·期中)如图,铁路和公路在点处交汇,.公路上处距点240米,如果火车行驶时,周围200米以内会受到噪音的影响.那么火车在铁路上沿方向以20米/秒的速度行驶时,处受噪音影响的时间为( )
A.12秒 B.16秒 C.20秒 D.30秒
【例2】(24-25八年级下·全国·单元测试)如图,公路和公路在点处交汇,公路上点处有学校,点到公路的距离为,现有一卡车在公路上以的速度沿方向行驶,卡车行驶时周围以内都会受到噪音的影响,请你算出该学校受影响的时间为_____s.
1.(24-25八年级下·云南红河·期末)台风使很多地区受到严重影响,某台风的风力影响半径为,即距离台风中心为的区域都会受到台风的影响.如图,线段是台风中心从市移动到市的路线,是大型农场,且.若,之间相距,,之间相距.判断农场是否会受到台风的影响,请说明理由.
2.(24-25八年级下·山东济宁·月考)机动车和非机动车“各行其道”,可以确保各类交通工具在各自的道路上顺畅行驶,避免相互干扰,从而降低交通风险,减少拥堵和延误,提高道路通行效率,缓解城市交通压力.为了提高市民“各行其道”的意识,我区宣传车对广大出行群众进行“各行其道”宣传.如图,一笔直公路,村庄A到公路的距离为,若在宣传车P方圆以内能听到广播宣传,那么宣传车P在公路上沿方向行驶时:
(1)村庄能否听到宣传?请说明理由.
(2)如果能听到,已知宣传车的速度是,那么村庄总共能听到多长时间的宣传?
3.(25-26八年级上·广东肇庆·期中)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?
【经典例题十一 选址问题】
【例1】(24-25八年级下·湖北武汉·期中)如图铁路上、两点相距千米,、为铁路两边的两个村庄,,,垂足分别为和,千米,千米,现在要在铁路旁修建一个候车点,使得、两村到该候车点的距离相等.则候车点应距点( )
A.12千米 B.16千米 C.20千米 D.24千米
【例2】(24-25八年级上·陕西咸阳·期末)如图,商场(点M)距公路(直线l)的距离()为,在公路上有一车站(点N),车站距商场()为,公交公司拟在公路l上建一个公交车停靠站(点P),要求停靠站(点P)到商场(点M)与到车站(点N)的距离相等,则停靠站到车站的距离()为__________ .
1.(25-26八年级上·全国·期中)如图,公路上两点相距为两村庄,于点于点.已知,现在要在公路上建一个土特产市场,使得两村庄到市场的距离相等.市场应建在距点多少千米处?
2.(24-25八年级下·广西钦州·月考)如图,某社区要在所在的直线上建一图书室,点和点为社区附近的两所学校,作于点,于点,已知,,.
(1)尺规作图:要求图书室到两所学校的距离相等,请在图中作出点;
(2)在(1)的条件下,求的距离.
3.(24-25八年级下·河北廊坊·期末)在一条东西走向河流的一侧有一村庄,河边原有两个引水点,其中,由于某种原因,由到的路现在已经不通.该村为方便村民引水决定在河边新建一个引水点(、、在同一条直线上),并新修一条路,且.测得千米,千米,求新路比原路,各少多少千米?
【经典例题十二 最短路径问题】
【例1】(25-26八年级上·全国·随堂练习)包装纸箱是我们生活中常见的物品.如图①,创意小组的同学将一个的长方体纸箱裁去一部分(虚线为裁剪线),得到如图②所示的简易书架.若一只蜘蛛从该书架的顶点出发,沿书架内壁爬行到顶点,则它爬行的最短距离为( )
A. B. C. D.
【例2】(25-26八年级上·四川成都·期中)如图,长方体的长、宽、高分别为.一只蚂蚁从顶点沿长方体表面爬到顶点,则它爬行的最短路径长为______.
1.(25-26八年级上·江西景德镇·期末)如图,在一个长为,宽为的长方形草地上放着一根长方体木块,已知该木块的较长边和场地宽平行,横截面是边长为的正方形,一只蚂蚁从点处爬过木块到达点处需要走的最短路程是多少?
2.(2026八年级下·全国·专题练习)葛藤是一种植物,它自己腰杆不硬,为了争夺雨露阳光,常常绕着树干盘旋而上,它还有一个绝招,就是绕树盘旋上升的路线总是沿着最短路线.难道植物也懂得数学吗?阅读以上信息,试解决下列问题(假设树是圆柱形):
(1)如图,若树底面的周长为,从点绕1圈到点,葛藤升高,则它绕树盘旋的最短路程是多少分米?
(2)若树底面的周长为,葛藤绕树1圈的路程是,则绕树1圈升高多少分米?若绕树10圈到达树顶,则树干的高为多少分米?
3.(25-26八年级上·山东枣庄·月考)【问题情境】数学综合与实践活动课上,老师提出如下问题:一个三级台阶,它每一级的长、宽、高分别为和是一个三级台阶上两个相对的端点.
【探究实践】老师让同学们探究:如图(1),若点处有一只蚂蚁要到点去吃食物,则蚂蚁沿着台阶爬到点的最短路程是多少?
(1)同学们经过思考得到如下解题方法:如图(2)为三级台阶的平面展开图,可得到长为,宽为的长方形,连接,经过计算得到的长度为____________,就是最短路程.
【变式探究】(2)如图(3),已知圆柱底面的周长为,圆柱高为,在圆柱的侧面有一只蚂蚁,从点爬到点,再从点爬回点,恰好爬行一圈,则这只蚂蚁爬行的最短路程为____________.
【拓展应用】(3)如图(4),圆柱形玻璃杯的高为,底面周长为,在杯内壁离杯底的点处有一滴蜂蜜,此时,一只蚂蚁正好在外壁离杯口,且与蜂蜜相对的点处,则蚂蚁从外壁处到内壁处所爬行的最短路程是多少?(杯壁厚度不计)
【拓展训练一 受影响问题综合应用】
【例1】(24-25八年级下·湖北荆州·期中)如图,公路和公路在点P处交汇,,点A处有一所学校..假设汽车在公路上行驶时,周围以内会受到噪音影响,则学校是否会受到噪音影响?请说明理由.如果受影响,请求出受影响的时间.(已知汽车的速度为/秒.)
【例2】(25-26八年级上·江苏镇江·期中)某市夏季经常受台风天气影响,台风是一种自然灾害,它以台风中心为圆心在周围上千米的范围内形成极端气候,有极强的破坏力.如图,有一台风中心沿东西方向由点行驶向点,已知点为一海港,当时,点到,两点的距离分别为和,以台风中心为圆心周围以内为受影响区域.
(1)______;
(2)过点C作,垂足为D,_______,海港_______(填“会”、“不会”)受台风影响;
(3)若台风的速度为,则台风影响该海港持续的时间有多长?
1.(24-25八年级下·广东珠海·期中)如图,距学校A的正南方向240m的B处有一﹣列火车,且该火车正以80m/s的速度沿北偏东30°的方向往C移动,火车在行进的过程中发出巨大的噪音,若火车周围200m以内认为受到噪音的影响,请问:
(1)该学校是否受到噪音影响?请说明理由;
(2)若会受到噪音影响,求噪音影响该学校的持续时间有多长?
2.(2025·湖南永州·模拟预测)如图某货船以海里的速度将一批重要的物资由处运往正西方向的处,经的航行到达,到达后必须立即卸货.此时,接到气象部门的通知,一台风中心、以海里的速度由处向北偏西方向移动,距台风中心海里以内的圆形区域会受到影响.()问:
(1)处是否会受到台风的影响?请说明理由.
(2)如果处受到台风影响,那么求出影响的时间.
3.(24-25九年级·湖南株洲·自主招生)某船正以每小时20海里的速度向正东航行,在A处望见灯塔C在东北方向,前进到B处望见灯塔C在北偏西,又航行了半小时到D处,望见灯塔C恰在西北方向.
(1)求A、D两点间的距离;
(2)当船行驶到D处时,船长收到预警信息,在北偏东方向,离船20海里的点M处,形成了热带风暴中心,该热带风暴影响距它中心海里的圆形海域,假设该船不改变航行路线,问:该船会不会受到影响,如果会,求出受到影响的时长;如果不会,请说明理由.
【拓展训练二 蚂蚁爬行距离综合】
【例1】(24-25八年级下·甘肃平凉·期中)如图,一只蚂蚁从点A沿圆柱表面爬到点B,圆柱高为15cm,底面半径为,蚂蚁爬行的最短路线长为多少?
【例2】(25-26八年级上·全国·随堂练习)如图,长方体的长为3,宽为2,高为4,点B与点C之间的距离为1,一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点B,求该蚂蚁需要爬行的最短路程.
1.(24-25八年级上·全国·课后作业)如图,长方体的长,宽,高,三只蚂蚁沿长方体的表面同时以相同的速度从点出发到点处.蚂蚁甲的行走路径为翻过棱后到达点处(即),蚂蚁乙的行走路径为翻过棱后到达点处(即),蚂蚁丙的行走路径为翻过棱后到达点处(即).
(1)甲、乙、丙三只蚂蚁的行走路程的最小值的平方分别是多少?
(2)若三只蚂蚁都走自己的最短路径,请判断:哪只蚂蚁最先到达?哪只蚂蚁最后到达?
2.(24-25八年级下·山东德州·月考)叶老师在与学生研究“蚂蚁怎样爬最近”的课题时设计了以下问题.请你根据下面所给的条件分别求出蚂蚁需要爬行的最短路程(结果保留根号).
(1)如图①,正方体的棱长为,一只蚂蚁欲从正方体底面上的点A处沿着正方体表面爬到点处;
(2)如图②,长方体的长和宽都为,高为,一只蚂蚁从长方体底面上的点A处沿着长方体表面爬到点处;
(3)如图③,长方体的长、宽、高分别 是、和,一只蚂蚁要从顶点A处沿着长方体的表面爬到长方体上和相对的顶点处.
3.(24-25八年级下·山东济南·开学考试)我国是历史上较早发现并运用“勾股定理”的国家之一、古人将直角三角形中较短的直角边称为“勾”,较长的直角边称为“股”,斜边称为“弦”,“勾股定理”因此而得名.勾股定理:若直角三角形两直角边长分别为a、b,斜边长为c,则有,即直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.
请运用“勾股定理”解决下列问题.
(1)如图1,直角三角形的两条直角边分别是9厘米和12厘米,则这个直角三角形的斜边长___________厘米.
(2)如图2,分别以直角三角形的边为边长作正方形,则___________,___________.根据勾股定理可知,,所以___________=___________.
(3)如图3,圆柱的高为4厘米、底面半径为1厘米.在圆柱底面A点有一只蚂蚁,它想吃到与A点相对的B点处的食物,需要爬行的最短路程是多少厘米?(取3)
下面是小林的思考过程,请你帮他补充完整.
①将该圆柱的侧面展开后得到一个长方形,如图4所示(A点的位置已经给出),请在图中标出B点的位置并连接.
②小林认为线段的长度是蚂蚁爬行的最短路程,那么蚂蚁爬行的最短路程是多少厘米?
【拓展训练三 勾股定理的最值训练】
【例1】(24-25八年级上·重庆沙坪坝·期末)如图,小区A与公路l的距离米,小区B与公路l的距离米,已知米.
(1)政府准备在公路边建造一座公交站台Q,使Q到A、B两小区的路程相等,求的长;
(2)现要在公路旁建造一利民超市P,使P到A、B两小区的路程之和最短,求的最小值,求出此最小值.
【例2】(24-25八年级下·河北沧州·月考)如图,有两个长度相同的滑梯(即),左边滑梯的高与右边滑梯水平方向的长度相等.
(1)求证:;
(2)若两个滑梯的长度,右边滑梯的高度,由于太陡,在保持的长度不变的情况下,现在将点E向下移动,点F随之向右移动.若点E向下移动的距离为,求滑梯底端F向右移动的距离;
(3)在(2)的移动过程中,直接写出面积的最大值为 .
1.(24-25八年级上·陕西汉中·期末)【背景介绍】勾股定理是几何学中的明珠,充满着魅力.
【知识运用】
(1)如图,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 米.
(2)在(1)的背景下,若千米,千米,千米,现要在上建造一个供应站P,使得,请用尺规作图在图中作出P点的位置并求出的距离.
(3)【知识迁移】借助上面的思考过程与几何模型,则代数式(其中)最小值为 .
2.(24-25八年级上·四川成都·期中)(1)问题再现:学习二次根式时,老师给同学们提出了一个求代数式最小值的问题,如,“求代数式的最小值”.小强同学发现可看作两直角边分别为和2的直角三角形斜边长,可看作两直角边分别是和4的直角三角形的斜边长.于是构造出如图所示,将问题转化为求线段的长,进而求得的最小值是______.
(2)类比计算:已知均为正数,且.求的最小值.
(3)迁移问题:已知平面直角坐标系中,,,,直接写出的最小值.
3.(24-25八年级上·广东梅州·月考)数与形是数学中的两个最古老,也是最基本的研究对象,它们在一定条件下可以相互转化,数形结合就是把抽象的数学语言、数量关系与直观的几何图形、位置关系结合起来,通过“以形助数”或“以数解形”可以使复杂问题简单化,抽象问题具体化,从而起到优化解题途径的目的.
(1)【思想应用】已知m,n均为正实数,且,求的最小值.通过分析,小明想到了利用下面的构造解决此问题:如图,,,,,,点E是线段上的动点,且不与端点重合,连接CE,DE,设,.
①用含m的代数式表示 ,用含n的代数式表示 ;
②据此写出的最小值 .
(2)【类比应用】根据上述的方法,代数式的最小值是 .
(3)【拓展应用】已知a,b,c为正数,且,试运用构图法,写出的最小值 .
A基础训练
1.(25-26八年级上·河南焦作·月考)如图,鱼竿长,露在水面上的鱼线长为.钓鱼者想看看鱼钩上的情况,把鱼竿提起到的位置(图中所有点均在同一平面内),此时露在水面上的鱼线长为,鱼线水平方向移动的距离是( )
A. B. C. D.
2.(24-25八年级下·湖北武汉·期中)如图,在同一水平线上有相距8m的两棵树AB和CD,其中树AB高8m,大风将树AB折断,树的顶端B恰好落在AC的中点E处,则树的折断点离地面的高度是( )
A.6m B.5m C.4m D.3m
3.(2025八年级上·全国·专题练习)如图,在灯塔O的北偏东方向处有一轮船A,在灯塔O的南偏东方向处有一渔船B,则A,B间的距离为( )
A. B. C. D.
4.(24-25八年级上·全国·课后作业)某地区要在公路上建一个蔬菜批发厂E,使得C,D两村庄到E的距离相等,已知,,.于点A,于点B,则的长是( )
A. B. C. D.
5.(24-25八年级下·河南洛阳·期中)学校操场边有一根垂直于地面l的旗杆,一根无弹力、不能伸缩的绳子m紧系于旗杆顶端A处(打结处忽略不计).聪明的小陶同学通过操作、测量发现:如图1,当绳子m紧靠在旗杆上拉紧到底端B后,还多出1米,即 米;如图2,当离开旗杆底端 B 处5米后,绳子恰好拉直且绳子末端D 处恰好接触地面,即 米.请你跟小陶同学一起算一算旗杆的高度是( )
A.12 米 B.10 米 C.6 米 D.15米
B 提高训练
6.(24-25八年级下·山东淄博·期中)一架长米的梯子,斜靠在竖直的墙上,梯子底端到墙角的水平距离为米,若梯子顶端沿墙下滑米,则梯子底端将向外滑动________米.
7.(24-25八年级下·重庆江津·月考)《九章算术》中有一个“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,则______尺.
8.(24-25八年级下·山东烟台·期末)在高,长的一段台阶上铺上地毯,台阶的剖面图如图所示,地毯的长度至少需______.
9.(24-25八年级下·陕西西安·期中)如图,是一种筷子的收纳盒,长,宽,高分别为,现将一根长为的筷子插入到收纳盒的底部,则筷子露在盒外的部分的取值范围是_____.
10.(25-26八年级上·陕西西安·月考)如图所示,地面上铺了一块长方形地毯,因使用时间而变形,中间形成一个半圆柱的凸起,半圆柱的底面半径为,已知,,一只蚂蚁从点爬到点,且必须翻过半圆柱凸起,则它至少要走______的路程.(取)
C 培优训练
11.(25-26八年级上·江苏无锡·期末)如图,某校校庆时,从教学楼楼顶的处向围墙上的处拉彩旗.已知墙和教学楼的水平距离米,教学楼高米,围墙高米,问至少需要多长的彩旗带?
12.(24-25八年级下·陕西渭南·期末)某校八年级学生准备测量校园人工湖的深度,他们在保证安全的情况下把一根竹竿AB垂直插到离湖边3dm的水底(即),只见竹竿高出水面OC的距离,把竹竿的顶端拉向湖边(底端不变),竿顶A和湖沿的水面C处平齐(即),求湖水的深度OB和竹竿AB的长.
13.(24-25八年级下·湖南长沙·月考)如图,某渡船从点B处沿着与河岸垂直的路线横渡,由于受水流的影响,实际沿着航行,上岸地点C与欲到达地点A相距70米,结果发现比河宽多10米.
(1)求该河的宽度;(两岸可近似看作平行)
(2)设实际航行时,速度为每秒5米,从C回到A时,速度为每秒4米,求航行总时间.
14.(24-25八年级上·河南郑州·月考)在海平面上有A,B,C三个标记点,其中A在C的北偏西方向上,与C的距离是800海里,B在C的南偏西方向上,与C的距离是600海里.
(1)求点A与点B之间的距离;
(2)若在点C处有一灯塔,灯塔的信号有效覆盖半径为500海里,此时在点B处有一艘轮船准备沿直线向点A处航行,轮船航行的速度为每小时20海里.轮船在驶向A处的过程中,有多少小时可以接收到信号?
15.(24-25八年级下·河北邢台·期中)如图1,在棱长为的立方体纸盒的顶点处有一只蚂蚁,在另一顶点处有一粒糖.
(1)现甲、乙、丙三人分别为这只蚂蚁设计了一条爬行路线,使它沿着立方体表面上的这一条路线爬行到点处,如图所示.请通过计算分析,甲、乙、丙中谁设计的爬行路线最长?谁设计的爬行路线最短?
(2)将题干中的立方体纸盒改为长、宽、高分别为,,的长方体纸盒(如图3),其他条件不变,试通过分析求蚂蚁经过的最短路程.
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