内容正文:
第20章 勾股定理
20.1 勾股定理及其应用
第1课时 勾股定理
【素养目标】
1. 了解勾股定理,探索勾股定理的证明过程,学会利用几何图形的截、割、补证明勾股定理.(重点)
2. 掌握勾股定理,并能应用它进行简单的计算.(重点)
3.通 过拼图活动,体会数形结合的思想方法,培养动手实践和创新能力.(难点)
【复习导入】
思考:直角三角形作为一种特殊的三角形,它的三个角满足其中一个角是直角、其余两个角互余,对于直角三角形的三条边,它们之间有什么特殊关系呢?
【合作探究】
探究点1:勾股定理的认识与证明
在《周牌算经》的开篇,商高(约公元前 11 世纪)构造了一个勾、股、弦分别为三、四、五的直角三角形,并指出“两矩其长二十有五”,意指分别以勾、股为边的正方形的面积之和,恰好等于以弦为边的正方形的面积。
商高所指的面积关系可以用图形表示,如图,红色直角三角形的三边长分别为 3, 4, 5, 分别以这三边为边向外作正方形,
所得正方形的面积分别为_________,_________,
且它们的数量关系是__________________,
从边的角度看,
这个直角三角形的三边满足:
____________________________________________.
问题1:其他直角三角形的三边是否也满足上述数量关系?
问题2: (1)如图,每个小方格的面积均为1, 求正方形 的面积。
这两幅图中 , 的面积都好求,该怎样求 的面积呢?
方法一:分割为四个直角三角形和一个小正方形。
方法二:补成大正方形,用大正方形的面积减去四个直角三角形的面积。
方法三:将几个小块拼成若干个小正方形,图中两块红色(或绿色)可拼成一个小正方形。
(2) 它们之间的面积有什么关系?
(3) 以格点为顶点,在方格纸中任意画一个直角三角形, 类似地作出三个正方形, 这三个正方形的面积有什么关系? 由此,你能得出关于直角三角形三边关系的猜想吗?
【归纳总结】
可以发现, 以直角三角形两条直角边为边的正方形的面积之和, 等于以斜边为边的正方形的面积。 由此我们猜想:
如果直角三角形的两条直角边长分别为 , 斜边长为 ,
那么 .
证法 让我们跟着我国汉代数学家赵爽拼图, 再用所拼的图形证明命题吧。
【典例精析】
例1 请你补全下列证明勾股定理的一种方法。
已知:在中,, , , 的对边分别为 . 求证: .
证明: 整个图形可以看作是边长为 ______ 的大正方形,
它的面积为 ______ ;也可以看作由四个全等的直角三角
形和一个边长为 ______ 的小正方形组成,
其面积为 ____________ .
所以可以得到等式: ________________________ .
化简,得 __________________ .
勾股定理:
如果直角三角形的两直角边长分别为 ,
斜边长为 ,那么 .
几何语言:
在Rt 中, ,
.
公式变形:
2002年在北京召开的国际数学家大会的会标,就是
以此图为原型设计的。在西方,人们称勾股定理为毕达
哥拉斯定理。
探究点2:利用勾股定理进行计算
例2 如图,根据所给条件分别求两个直角三角形中未知边的长。
【练一练】
1. 求下列图中未知数 的值:
【练一练】
2.在 Rt 中, .
(1) 若 , ,求 ;
(2) 若 , ,求 , .
3.在Rt 中, ,求 的长。
当堂反馈
1. 在 中, , , ,则 的长为 ( )
A. 10 B. 12 C. 13 D. 24
2. 长方形的相邻两边长分别是3和5,则它的对角线长是( )
A. 6 B. 7 C. D. 8
3. 如图,在Rt 中, .
(1)若 ,则 _____;
(2)若 ,则 _____;
(3)若 ,则 _____.
4. [教材变式]如图,以Rt 的三边为边,分别向外作正方形,它们的面积分别为 , , ,若 ,则 .
5. 如图是由四个全等的直角三角形拼接而成的一个正方形,其中直角三角形的两条直角边长分别为 , 斜边长为 . 利用等面积法验证勾股定理。
6. 求图中的Rt 的面积。
参考答案
探究点1:勾股定理的认识与证明
例1 证明: ; , .
.
探究点2:利用勾股定理进行计算
例2 解:(1)在 中,根据勾股定理,
,所以 .
(2) 在 Rt 中,根据勾股定理, ,
从而 ,所以 .
【练一练】
1. 左图: 解: 由勾股定理可得 , 解得 .
右图 解: 由勾股定理可得解得 .
2. 解: (1) 设 ,根据勾股定理建立方程得
,解得 , .
(2) . 因此设 ,根据勾股定理建立
方程得 ,解得 .
3. 解: 本题斜边不确定, 需分类讨论:
当 为斜边时,如图①, ;
当 为斜边时,如图②, .
当堂反馈
1. B. 2. C.
3. (1) ; (2) 15 ; (3) . 4. .
5. 解
.整理,得 . .
6. 解:在Rt 中,由勾股定理得 , 解得 .
所以 .
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