内容正文:
专题2 勾股定理
一、核心定理:勾股定理
1. 内容:
文字表述:直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.
符号语言:在Rt△ABC中,∠C=90∘,直角边a、b,斜边c,则:a2+b2=c2
2. 公式变形(求边):
求斜边:;
求直角边:,.
3. 前提与注意:
· 仅适用于直角三角形,非直角三角形不成立;
· 必须分清直角边、斜边;未明确直角时,需分类讨论(谁是斜边).
4. 经典证明(面积法):
·
赵爽弦图:4个全等直角三角形拼大正方形,,化简得a2+b2=c2
· 总统证法(伽菲尔德):拼直角梯形,利用梯形面积= 3个直角三角形面积和推导。
二、逆定理:勾股定理的逆定理
1. 内容:
文字表述:若三角形三边长a,b,c满足a2+b2=c2,则这个三角形是直角三角形,且‘“c所对的角为直角”.
2. 作用:
判定三角形是否为直角三角形(边的判定法,替代 “有一个角是90°”).
3. 互逆命题/互逆定理:
互逆命题:题设、结论互换的两个命题(原命题↔逆命题);
互逆定理:原命题、逆命题均为真命题,互为逆定理(勾股定理↔逆定理).
三、核心概念:勾股数
1. 定义:
满足a2+b2=c2的三个正整数,称为勾股数.
2. 常见勾股数(必记):
基础组:(3,4,5)、(5,12,13)、(7,24,25)、(8,15,17)、(9,40,41);
规律:勾股数的正整数倍仍是勾股数(如6,8,10;10,24,26).
四、重要应用(题型/场景)
1. 几何计算:
已知直角三角形两边,求第三边(直接套公式);
求斜边上的高:(面积法:);
折叠问题:折叠后全等,设未知数,列勾股方程求解;
矩形、正方形、等腰三角形、圆(直径所对圆周角为直角)中的边长计算.
2. 实际应用:
距离/高度:梯子靠墙、航海、旗杆高度、两点最短距离;
判定直角:工程、测量中判断是否垂直(如地基、支架).
3. 最短路径(立体展开):
长方体/正方体表面最短路径:将立体展开为平面,构造直角三角形,用勾股定理求线段长(蚂蚁爬行问题).
1.非直角三角形误用a2+b2=c2(必须先证直角);
2.混淆直角边与斜边,未分类讨论导致漏解;
3.勾股数必须是正整数,小数/分数不叫勾股数;
4.逆定理中,c是最长边,对应直角,不可随便指定.
1. 用定理:先找直角
· 看见Rt△ →直接写:a2+b2=c2
· 没标直角:先判断谁是斜边(最长边)
2. 求边长三句口诀
·
已知两直角边:;
·
已知斜边和一直角边:,;
·
求高:面积法.
3. 判定直角(逆定理)
· 算三边:短² +中² =长² →直角△;
· 长² > 短²+中² →钝角△;
· 长² < 短²+中² →锐角△.
4. 设未知数技巧(折叠题必用)
· 设一条边为x,用全等/线段和差表示其他边;
· 列方程:直角12 +直角22 =斜边2.
5. 立体最短路径
· 展开成平面→画直角三角形→算斜边;
· 长方体:长、宽、高两两相加做直角边.
6. 常用技巧
· 勾股数优先:3,4,5;5,12,13…直接口算;
· 分类讨论:没说谁是斜边,分两种情况;
· 数形结合:画图标边,避免看错.
题型一 用勾股定理解直角三角形
【例1】(25-26八年级下·陕西延安·月考)已知一个直角三角形的两边长分别为4和3,则第三边长为( )
A.25 B.或5 C.5 D.
【答案】B
【分析】本题未明确给出的两边中哪条是斜边,因此需要分两种情况讨论,利用勾股定理计算第三边长即可.
【详解】解:∵直角三角形的两边长分别为4和3,未明确哪条边是斜边,∴分两种情况讨论:
① 当4为斜边,3为直角边时,由勾股定理得,第三边长为;
② 当3和4都为直角边时,由勾股定理得,第三边长为;
因此第三边长为或5.
【变式1-1】(25-26八年级上·黑龙江大庆·月考)直角三角形两直角边长分别为5和12,则斜边长为( )
A.13 B.17 C.15 D.10
【答案】A
【分析】已知直角三角形两条直角边的长度,直接利用勾股定理计算斜边长即可.
【详解】解:∵三角形是直角三角形,两直角边长分别为和,
∴由勾股定理得,斜边长为.
【变式1-2】(25-26八年级下·河北唐山·月考)中,∠B=90°,,,的对边分别为,,,若,则______.
【答案】
【分析】根据二次根式和绝对值的非负性,求出的值,然后利用勾股定理进行求解.
【详解】解:∵,
∴,
解得,
∵中,,,,的对边分别为,,,
∴由勾股定理得.
【变式1-3】(25-26八年级上·黑龙江大庆·月考)如图,在△ABC中,,,,则边上的高为( )
A.4.8 B.5 C.6 D.10
【答案】A
【分析】根据勾股定理求得,结合,即可求得答案.
【详解】解:∵,,,
∴.
∵,
∴.
题型二 已知两点坐标求两点距离
【例2】(25-26八年级下·全国·期中)在平面直角坐标系中,点到原点的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用勾股定理求解.
【详解】解:∵原点坐标为,点坐标为,
∴根据勾股定理,点到原点的距离为:.
【变式2-1】(25-26八年级下·上海·月考)点和点之间的距离是_____.
【答案】
【分析】先表示出两点之间的横向的距离和纵向的距离,再根据勾股定理得出答案.
【详解】解:根据勾股定理,得,
所以点A和B之间的距离是.
【变式2-2】(25-26八年级下·甘肃武威·月考)在平面直角坐标系中,已知点,则线段的长度为________.
【答案】
【分析】利用横纵坐标的差结合勾股定理即可计算出线段的长度.
【详解】解:,
线段的长度.
【变式2-3】(21-22九年级上·浙江温州·月考)二次根式的最小值是( )
A.5 B. C.12 D.13
【答案】D
【分析】将二次根式转化为两点间的距离是解题的关键.
【详解】解:可看成点到点或点的距离,
可看成点到点或点的距离,
∵点关于x轴对称,点关于x轴对称,
∴连接交x轴于点A,此时取最小值,此时.
题型三 勾股数问题
【例3】(25-26八年级上·黑龙江大庆·月考)下列各组数中,是勾股数的是( )
A.6,8,10 B.4,5,6 C.2,3,4 D.1,2,
【答案】A
【分析】能够成为直角三角形三条边长的三个正整数,称为勾股数.
【详解】解:A、因为,且6,8,10均为正整数,所以这组数是勾股数;
B、,,,所以这组数不是勾股数;
C、,,,所以这组数不是勾股数;
D、不是正整数,所以这组数不是勾股数.
【变式3-1】(25-26八年级下·安徽阜阳·月考)根据我国数学典籍《周髀算经》记载,在约公元前11世纪,人们就知道了勾股定理.下列各组数中,“是勾股数”的是( )
A.,, B.,, C.,, D.,,
【答案】B
【分析】先明确勾股数的定义:若三个正整数中,两个较小数的平方和等于最大数的平方,则这组数是勾股数,本题根据定义逐一验证各选项即可得到结果.
【详解】∵A选项,最大数为,且,,,
∴A不是勾股数;
∵B选项,最大数为,且,,,
∴B是勾股数;
∵C选项,最大数为,且,,,
∴C不是勾股数;
∵D选项,最大数为,且,,,
∴D不是勾股数;
综上,选B.
【变式3-2】(25-26八年级上·江苏南京·期末)下列各组数为勾股数的是( )
A.0.3 B. C.7,24,25 D.
【答案】C
【分析】本题考查勾股数的定义,勾股数需同时满足两个条件,一是三个数均为正整数,二是两个较小数的平方和等于最大数的平方,据此逐一验证选项即可.
【详解】解:A、三个数均为小数,不是正整数,不符合勾股数定义,该选项不符合题意;
B、三个数均为分数,不是正整数,不符合勾股数定义,该选项不符合题意;
C、7,24,25都是正整数,且,满足勾股数定义,该选项符合题意;
D、三个数均为无理数,不是正整数,不符合勾股数定义,该选项不符合题意;
【变式3-3】(25-26八年级下·云南昆明·月考)我国是最早了解勾股定理的国家之一,它被记载于我国古代著名的数学著作《周髀算经》中,下列各组数中,是“勾股数”的是( )
A.2,4,6 B.7,10,17 C.6,8,10 D.4,5,6
【答案】C
【分析】勾股数需满足两个条件,一是三个数都为正整数,二是两个较小数的平方和等于最大数的平方,逐一验证各选项即可.
【详解】解:A选项:∵,,∴,故选项A中的数不是勾股数,不符合题意;
B选项:∵,,∴,故选项B中的数不是勾股数,不符合题意;
C选项:∵,,且三个数均为正整数,∴,故选项C中的数是勾股数,符合题意;
D选项:∵,,∴,故选项D中的数不是勾股数,不符合题意.
题型四 以直角三角形三边为边长的图形面积
【例4】(25-26八年级上·山西吕梁·月考)如图,在中,,以△ABC的三边为边向外作正方形,,,分别表示这三个正方形的面积.若,,则的长为( )
A. B. C. D.6
【答案】B
【分析】根据三个正方形的面积为直角三角形的三边的平方,结合勾股定理,进行求解即可.
【详解】解:由图可知:,,,
由勾股定理,得,即,
∴,
∵,
∴.
【变式4-1】(24-25八年级下·甘肃临夏·期中)如图,、分别为所在正方形的面积,则图中字母所代表的正方形面积_______.
【答案】225
【分析】设的边长为,直角三角形斜边的长为,另一直角边为,根据勾股定理即可求解.
【详解】解:设的边长为,直角三角形斜边的长为,另一直角边为,则,,
由勾股定理得:,
所以,图中字母所代表的正方形面积是.
【变式4-2】(25-26八年级下·湖北武汉·月考)如图,在中,斜边的长为,分别以△ABC的三条边为斜边向外作等腰直角,和,则阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据等腰直角三角形的性质,用斜边长表示出三个阴影三角形的面积,再利用勾股定理将阴影部分面积转化为与有关的式子,最后代入计算即可求解.
【详解】解:∵为等腰直角三角形,
∴,且,
∴,即,
∴,
同理可得:,,
∴,
∵在 中,,
∴,
∵,
∴.
【变式4-3】(24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·月考)如图,已知在中,,分别以、为直径作半圆,面积分别记为,则的值等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据勾股定理结合半圆面积公式即可求解.
【详解】解:在中,,
∴,
∴.
题型五 勾股定理与网格问题
【例5】(21-22七年级下·浙江金华·开学考试)如图是的方格(每个小方格的边长为 1 个单位长度),图中阴影部分是正方形,则此正方形的边长为( )
A.5 B. C. D.3
【答案】B
【分析】根据每一个小方格都是边长为1个单位长度的正方形,再根据勾股定理,列出算式,即可得出答案.
【详解】解:根据题意得:
阴影正方形的边长是:.
【变式5-1】(25-26八年级上·福建泉州·期末)如图,在网格图中,每个小正方形的边长均为1,△ABC的三个顶点都在格点上,则边的长是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了勾股定理与网格问题,熟练掌握勾股定理是解答本题的关键.在直角三角形中,如果两条直角边分别为a和b,斜边为c,那么.根据勾股定理即可求解.
【详解】解:根据题意.
故选:C.
【变式5-2】(25-26八年级下·山东聊城·月考)如图,△ABC在每个小正方形边长为1的方格纸中,点A,B,C恰好在格点上,求△ABC中边上的高为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先利用割补法求出,再利用勾股定理求出,即可求解.
【详解】解:∵,,
∴中边上的高为.
【变式5-3】(25-26八年级上·陕西宝鸡·期末)如图,在的正方形网格中,点、在格点上,要找一个格点,使△ABC是等腰三角形(是其中一腰),则图中符合条件的格点有_____个.
【答案】5/五
【分析】本题考查了等腰三角形的定义;利用等腰三角形的定义和网格的特征找到其中一个端点为A或B且与相等且另一个端点为格点的线段即可,解决本题的关键是根据题意画出符合实际条件的图形.
【详解】如图,共有5个格点符合要求,
故答案为:5.
题型六 勾股定理与折叠问题
【例6】(2026·河南周口·一模)如图,在△ABC中,,,点D在上,点E在上,将△ADE沿直线翻折,点A的对称点落在上,若,则的长是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由折叠性质得,由勾股定理得,即可求解.
【详解】解:,,
,
由折叠得,
,
.
【变式6-1】(25-26八年级下·湖南衡阳·期末)如图,在长方形中,.将长方形沿折叠后,使点D恰好落在对角线上的点处,则的长为( )
A.2.5 B.3 C.3.5 D.4
【答案】B
【分析】根据勾股定理可得的长,再由折叠的性质可得,,从而得到,,设,则,在中,根据勾股定理,即可求解.
【详解】解:在长方形中,,,
∴,
由折叠的性质得:,,
∴,,
设,则,
在中,∵,
∴,
解得:,
即.
【变式6-2】(21-22八年级下·辽宁抚顺·月考)直角三角形纸片的两直角边长分别为,,现将如图那样折叠,使点与点重合,折痕为,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】结合折叠性质得,设,,根据勾股定理列出一元一次方程并求解即可.
【详解】解:依题意得:,,,,
设,,
中,,
,
解得,
.
【变式6-3】(25-26八年级下·山东德州·月考)如图,折叠长方形的一边,使点D落在边的点F处,已知,,求的长.
【答案】
【分析】根据折叠以及长方形的性质可得,先对运用勾股定理求解,再设,由折叠可得,然后对运用勾股定理建立方程求解即可.
【详解】解:∵四边形是长方形,
∴,,
∵折叠,
∴,
∴,
∴,
设,则,
在中,由勾股定理得,
∴,
解得,
∴的长为.
题型七 利用勾股定理求两条线短的平方和(差)
【例7】(25-26八年级上·四川巴中·期中)如图,在△ABC中,,,于点,为上任意一点,则的结果为( )
A.7 B.33 C.231 D.569
【答案】C
【分析】本题主要考查勾股定理,可得,,据此即可求得答案.
【详解】在中,由勾股定理可得,
同理可得,
所以.
故选:C.
【变式7-1】(25-26八年级下·陕西安康·月考)在中,,若,则等于( )
A.9 B.12 C.18 D.24
【答案】B
【分析】根据勾股定理得出,再根据,求出结果即可.
【详解】解:∵在中,,
∴,
∵,
∴.
【变式7-2】(25-26八年级上·广东茂名·月考)如图,在△ABC中,,垂足为D,M为上任意一点,则__________.
【答案】60
【分析】本题主要查了勾股定理,理解并灵活运用勾股定理是解题的关键.
根据勾股定理可得,,从而得到,再代入相关数据即可解答.
【详解】解:∵,
∴,,
∴,
∴,
∴
,
.
故答案为:60.
【变式7-3】(25-26八年级上·辽宁沈阳·月考)如图,四边形的对角线交于点O,若,,,则______.
【答案】38
【分析】本题主要考查了勾股定理,灵活运用勾股定理是解题的关键.
先利用勾股定理求出、、、,再说明,最后代入数据即可解答.
【详解】解:∵四边形的对角线交于点O,,
∴在中,;
在中,;
在中,;
在中,;
∴.
故答案为:38.
题型八 利用勾股定理证明线段平方关系
【例8】(25-26八年级上·上海普陀·期末)如图,在四边形中,,那么下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查勾股定理,设与交于点,根据勾股定理得到,,,,则,整理得,据此求解即可.
【详解】解:设与交于点,
∵,
∴,,,,
∴,
整理得,
故选:D.
【变式8-1】(25-26八年级下·辽宁葫芦岛·月考)如图,在中,,,点在边上,连接,在的右侧作,,连接,.
(1)猜想线段,,之间的数量关系,并说明理由:
(2)若,.求的长.
【答案】(1),见解析
(2)
【分析】(1)利用可证,根据全等三角形的性质可证,,从而可得,利用勾股定理可得;
(2)利用勾股定理可以求出,根据全等三角形的性质可知,利用勾股定理可以求出的长度.
【详解】(1)解:,
理由如下,,
,
,
又,,
在和中,,
,
,,
,
,
中,,
;
(2)解:中,,
,
,
,
.
【变式8-2】(2025八年级上·全国·专题练习)已知:如图,在△ABC中,E是中点,D是上一点,F是上一点,若,且,求证:.
【答案】见解析
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定和性质、勾股定理、等腰三角形的判定和性质等知识点,正确作出辅助线、构造全等三角形是解题的关键.
如图:延长到G使,连接证,推出,,求出,再根据勾股定理即可证明结论.
【详解】证明:如图:延长到G使,连接,,
∵E是中点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
【变式8-3】(25-26八年级上·江苏宿迁·期中)如图,在等腰中,,点是上一点,作等腰,且,连接.
(1)求证:;
(2)求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质以及勾股定理,熟记全等三角形的判定与性质是解题的关键.
(1)根据等腰直角三角形的性质得出,,,再证明,即可得出结论;
(2)根据全等三角形的性质结合勾股定理可得出结论.
【详解】(1)证明:在等腰中,,在等腰中, ,
,,,
,
.
.
(2)由(1)知,
∵在等腰中,,
.
,
.
.
,
.
题型九 勾股定理与无理数
【例9】(25-26八年级下·湖南长沙·月考)如图所示,在数轴上点A表示的实数是_______.
【答案】
【分析】根据勾股定理求出斜边的长,即可求解.
【详解】解:在直角三角形中,由勾股定理可得:斜边长,
点A在负半轴上,
∴点A表示的实数是.
【变式9-1】(25-26八年级下·福建·期中)如图所示,在数轴上点所表示的数为,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意可得点是以为圆心,以为半径的圆与轴的交点,再进一步确定的值即可.
【详解】解:∵,
∴点是以为圆心,以为半径的圆与轴的交点,
∴.
【变式9-2】(25-26八年级下·广东广州·月考)如图,在数轴上点表示的实数是_____.
【答案】
【分析】在直角三角形中,求得斜边的长,结合数轴即可求解.
【详解】解:在直角三角形中,由勾股定理可得:斜边长,
∴点A表示的实数是.
【变式9-3】(25-26八年级下·云南昭通·月考)如图所示,数轴上点A所表示的数为a,则a的值是( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】先根据勾股定理求出图中直角三角形的斜边长度,再结合数轴上的位置确定点表示的数.
【详解】解:根据勾股定理,斜边长度为.
∴,
又∵该线段的一端在数轴上表示的点,另一端为点,
∴ 点表示的数.
题型十 勾股定理的实际应用
【例10】(25-26八年级下·天津·月考)如图,一个梯子斜靠在一竖直的墙上,当梯子位于时,如果梯子顶端下滑(即),那么梯子的底端向右滑动___________.
【答案】
【分析】根据勾股定理求出的长,再根据梯子的长度不变求出的长,根据即可求出结果.
【详解】解:在,,,
根据勾股定理得:,
,
,
,
,
.
【变式10-1】(24-25八年级下·新疆伊犁·月考)连接旗杆顶端的绳子垂到地面还多1米,若把绳子的下端拉开距旗杆底部5米,则绳子下端刚好接触地面,则旗杆的高度是( )
A.3米 B.4米 C.12米 D.13米
【答案】C
【分析】根据题意设旗杆的高为x米,则绳子的长为米,再利用勾股定理即可求得的长,即旗杆的高.
【详解】解:如图:设旗杆的高为x米,则绳子的长为米,
在中,米,
,
,
解得,
,
旗杆的高为12米.
【变式10-2】(25-26八年级下·云南昆明·月考)如图,一棵大树被大风刮断后,折断处离地面,树的顶端离树根,则这棵树在折断之前的高度是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据勾股定理即可求得树折断之前的高度.
【详解】解:如图:
,
,
,
即,
∴这棵树在折断之前的高度.
【变式10-3】(25-26八年级下·陕西延安·月考)如图,在甲村到乙村的公路旁有一块山地正在被开发,现有一处需要爆破.已知、两点之间的距离为,、两点之间的距离为,且,为了安全起见,爆破点周围半径范围内不得进入,问:在进行爆破时,公路段是否有危险?并说明理由.
【答案】在进行爆破时,公路段有危险,理由见解析
【分析】过点C作于点D,根据勾股定理求出的长,利用等面积法求出的长,再比较的长与的大小即可得到结论.
【详解】解:如图,过点C作于点D.
,,,
∴,
∵,
∴,
,
,
∴在进行爆破时,公路段有危险.
题型十一 利用勾股定理求立体图形中的最短路径问题
【例11】(2026九年级下·吉林长春·专题练习)如图所示,有一个棱长为2米的正方体纸盒,一只小蚂蚁从A点爬到B点,那么这只蚂蚁爬行的最短路径为( )
A.6米 B.米 C.米 D.4米
【答案】B
【分析】先把正方体展开,连接,再根据勾股定理求出的值即可.
【详解】解:将正方体展开,如图所示:
在直角中,
∵,,,
∴,
∴这只蚂蚁爬行的最短路径为米.
【变式11-1】(25-26八年级下·四川德阳·月考)如图,有一个圆柱,它的高为12,底面周长为18,在圆柱的底面点A有一只蚂蚁,它想吃到上底面上与点A相对的点B的食物,需要爬行的最短路程是( )
A.10 B.14 C.15 D.16
【答案】C
【分析】画出圆柱侧面展开图,根据“两点之间,线段最短”,线段长度即为蚂蚁沿圆柱侧面爬行的最短路程,求出的长,根据勾股定理即可求出的长即可得到答案.
【详解】解:如图,长方形为圆柱的侧面展开图,B为边中点,根据“两点之间,线段最短”可知,线段的长度即为蚂蚁沿圆柱侧面爬行的最短路程.
由题意得,
在中,根据勾股定理得,
∴需要爬行的最短路程是15.
【变式11-2】(25-26八年级下·河南信阳·月考)如图,在底面周长约为3米的石柱上,有一条雕龙从柱底沿立柱表面盘绕2圈到达柱顶正上方(从点A到点C,B为的中点),每根石柱刻有雕龙的部分的柱身高约8米,则雕刻在石柱上的巨龙至少为( )
A.6米 B.8米 C.9米 D.10米
【答案】D
【分析】根据题意把圆柱体的侧面展开,根据勾股定理求出每圈雕龙的长度,最后乘2即可得到结果.
【详解】解:如图,
∵底面周长约为3米,柱身高约8米,
∴米,(米),
∴(米),
则雕刻在石柱上的雕龙的长度至少(米).
【变式11-3】(25-26八年级下·湖北·月考)如图所示,一只蚂蚁以的速度从点M爬到点N,最快需要时间为________.
【答案】
【分析】本题考查了平面展开图,利用勾股定理求最短路径问题,要求长方体中两点之间的最短路径,最直接的做法,就是将长方体展开,然后利用两点之间线段最短解答,解答时要进行分类讨论,利用勾股定理是解题的关键.
【详解】解:①展开正面和右面,如图,连接,
∵长,高,
∴,
②展开正面和上面,
如图,连接,
∴,
③展开左面和上面,
∴,
∴爬行的最短距离为,
∴最快需要时间为:.
题型十二 利用勾股定理求线段和的最值问题
【例12】(25-26八年级上·辽宁朝阳·期末)如图,在△ABC中,,,直线是边的垂直平分线,点P是直线上一动点,则周长的最小值为______.
【答案】
【分析】本题考查了轴对称-最短路线问题的应用,线段垂直平分线的性质,连接,设与交于点,由题意得到点关于对称,,则当和重合时,的值最小,最小值为的长,解此题的关键是找出的位置.
【详解】解:连接,设与交于点,如图:
∵直线是边的垂直平分线,
∴点关于对称,,
∴当和重合时,的值最小,最小值为的长,
∴周长的最小值为,
故答案为:.
【变式12-1】(24-25八年级下·山东临沂·月考)如图,在平面直角坐标系中,已知,,过点作轴的垂线,为直线上一动点,连接,,则的最小值为______.
【答案】
【分析】取点关于直线的对称点,连接,,的最小值为的长,再利用勾股定理求出的长即可.
【详解】解:如下图所示,取点关于直线的对称点,连接,,
点与点关于直线对称,
,
,
即的最小值为的长,
在中,
,,
,
的最小值为.
【变式12-2】(22-23八年级上·重庆·周测)已知点,,点在轴上,则的最小值为______.
【答案】
【分析】求出点关于轴的对称点,连接交轴于点,根据两点之间线段最短,可得的最小值为的长度,利用两点间距离公式即可求解.
【详解】解:如下图所示,作点关于轴的对称点,连接交轴于点,则此时取得最小值,点即为所求点,
点,
点关于轴的对称点的坐标为,
,,
,
的最小值为.
【变式12-3】(24-25八年级下·广西南宁·开学考试)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,且离容器上沿的点处,则蚂蚁吃到饭粒需爬行的最短路径的长是________.
【答案】/厘米
【分析】本题考查了轴对称图形的性质,勾股定理求最短路径,理解最短路径的计算,掌握勾股定理是解题的关键.
根据题意,作图,作点关于的对称点,连接,则线段是最短路径,过点作延长线点,图形结合,运用勾股定理即可求解.
【详解】解:根据题意,作图如下,
∴,,,作点关于的对称点,连接,则线段是最短路径,过点作延长线点,,
∴,,,
∴,
故答案为: .
题型十二 利用勾股定理求线段和的最值问题
【例13】(25-26八年级下·河南信阳·月考)以下列各组数为边长,能构成直角三角形的是( )
A.1,,2 B.2,3,4 C.1,2,3 D.4,5,6
【答案】A
【分析】根据三角形三边关系定理和勾股定理的逆定理,逐个判断选项即可.
【详解】解:A:,,
,能构成直角三角形,符合题意;
B:,,,不能构成直角三角形,不符合题意;
C:,不满足三角形两边之和大于第三边,不能构成三角形,不符合题意;
D:,,,不能构成直角三角形,不符合题意.
【变式13-1】(25-26八年级下·广东汕头·月考)下列各组数中,以它们为边长的线段不能构成直角三角形的是( )
A.6,8,10 B.5,12,13 C.,, D.0.3,0.4,0.5
【答案】C
【分析】只需验证每组中两小边的平方和是否等于最长边的平方,即可判断能否构成直角三角形.
【详解】解:A、,故能构成直角三角形,不符合题意;
B、,故能构成直角三角形,不符合题意;
C、该组三边长为 ,,,且,,则,故不能构成直角三角形,符合题意;
D、,故能构成直角三角形,不符合题意.
【变式13-2】(25-26八年级下·山东德州·月考)以下列各组数为边长,能构成直角三角形的是( )
A. B. C. D.1,2,3
【答案】A
【分析】根据勾股定理逆定理,验证两较短边的平方和是否等于最长边的平方,即可判断能否构成直角三角形.
【详解】解:A选项:,,
,能构成直角三角形,符合题意;
B选项:,,,
不能构成直角三角形,不符合题意;
C选项:三边长为,,,
,,,
不能构成直角三角形,不符合题意;
D选项:,,,
不能构成直角三角形,不符合题意.
【变式13-3】(25-26八年级下·陕西西安·月考)满足下列条件的△ABC中,不是直角三角形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用三角形内角和定理,计算各选项的内角度数,判断A、C、D,利用勾股定理的逆定理判断B.
【详解】解:A.∵,,
∴,
解得,
∴是直角三角形,
∴选项A不符合题意;
B.∵,
可设,,,,
∵ ,,
∴,
∴不是直角三角形,
∴选项B符合题意;
C.∵,,
∴,
解得,
∴是直角三角形,
∴选项C不符合题意;
D.∵,
可设,,,
∴,
解得,
可得,
∴是直角三角形,
∴选项D不符合题意.
题型十四 勾股定理及其逆定理的综合应用
【例14】(25-26七年级下·贵州遵义·月考)已知:四边形中,,,,,.
(1)求的长;
(2)求四边形的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据勾股定理可知的长度;
(2)根据勾股定理的逆定理可知,再根据三角形的面积公式即可求解.
【详解】(1)在中,,,,
根据勾股定理得,;
(2)在中,,,,
,
∴为直角三角形,且,
.
【变式14-1】(25-26八年级下·天津·月考)如图,四边形ABCD中,,,,,∠B=90°.求四边形ABCD的面积.
【答案】
【分析】根据勾股定理可知,再根据勾股定理的逆定理可知,即可求解面积.
【详解】解:连接,
∵,,,
根据勾股定理可知,,
∵,,
∴,
,
则.
【变式14-2】(25-26八年级下·陕西延安·月考)某中学计划在如图所示的阴影区域展示学生学习数学知识的笔记,现测得,,,,,试求阴影部分的面积.
【答案】阴影部分的面积是96
【分析】先根据勾股定理求出的长,再由勾股定理的逆定理判断出是直角三角形,进而可得出结论.
【详解】解:如图,连接.
在中,,,,
∴,
∵,,,
∴,
∴是直角三角形,且,
∴.
故阴影部分的面积是96.
【变式14-3】(25-26八年级下·湖南衡阳·期末)某校为进一步加强学生的劳动教育,决定将劳动实践基地按班级进行分配.如图是该校八年级劳动实践基地的示意图,经过“数学兴趣小组”同学们的努力,测得.
(1)求点之间的距离;
(2)求四边形的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查勾股定理的运用,解题的关键是掌握勾股定理及其逆定理的运用进行解答即可.
(1)连接,根据勾股定理的运用,解答即可;
(2)根据勾股定理的逆定理,可得是直角三角形,再根据四边形的面积为:,进行解答,即可.
【详解】(1)解:连接,
∵,,,
∴,
∴,的距离为.
(2)解:由(1)得,
∵,,
∴,,,
∴,
∴是直角三角形,
∴,
∴四边形的面积为:.
题型十五 等腰三角形的存在性问题
【例15】(21-22七年级上·山东济南·期末)在直角坐标系中,已知点,在y轴负半轴上确定点P,使为等腰三角形,则符合条件的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设点的坐标为,分别求出的值,再分三种情况:①,②和③,建立方程,利用平方根的性质解方程或解一元一次方程即可.
【详解】解:由题意,设点的坐标为,
∵,,
∴,
,
,
①当时,为等腰三角形,
∴,即,
∴或(不符合题意,舍去),
此时点的坐标为;
②当时,为等腰三角形,
∴,即,
∴或(均不符合题意,舍去);
③当时,为等腰三角形,
∴,即,
∴,不符合题意,舍去;
综上,点的坐标为.
【变式15-1】(25-26八年级上·广西柳州·期末)在平面直角坐标系中,为原点,已知点,在轴上确定点,使为等腰三角形,则符合条件的点有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】本题考查等腰三角形的性质以及平面直角坐标系中点的坐标特征.
解题的关键在于分情况讨论等腰三角形中哪两条边相等,再结合点在轴上这一条件,确定点的位置.
【详解】解:当时
已知,根据两点间距离公式,可得.
因为点在轴上,设,则.
由,即,解得,此时点的坐标为或,有个点.
当时
设,,根据两点间距离公式,.
因为,且,所以.
两边同时平方可得,即.
开方得.
当时,,此时与原点重合,不符合三角形的定义,舍去.
当时,,此时点的坐标为,有个点.
当时
设,,,.
由,即.
两边同时平方可得.
展开得.
移项化简得,解得,此时点的坐标为,有个点.
综上,符合条件的点有,,,,共个.
故选D.
【变式15-2】(25-26八年级上·上海·月考)已知,,在坐标轴上求点,使△AOB是等腰三角形.
【答案】或或或或或或或
【分析】本题考查了两点之间的距离公式、等腰三角形的定义、利用平方根解方程、点的坐标,熟练掌握等腰三角形的定义是解题关键.分两种情况:①当点在轴上时,②当点在轴上时,先分别求出,,的长,再根据等腰三角形的定义建立方程,解方程即可得.
【详解】解:①当点在轴上时,
设点的坐标为,
∵,,
∴,
,
,
(Ⅰ)当时,是等腰三角形,
则,即,解得,
此时点的坐标为或;
(Ⅱ)当时,是等腰三角形,
则,即,
整理得:,
,
解得或(舍去),
此时点的坐标为;
(Ⅲ)当时,是等腰三角形,
则,即,解得,
此时点的坐标为;
②当点在轴上时,
设点的坐标为,
∵,,
∴,
,
,
(Ⅰ)当时,是等腰三角形,
则,即,解得,
此时点的坐标为或;
(Ⅱ)当时,是等腰三角形,
则,即,
整理得:,
,
解得或(舍去),
此时点的坐标为;
(Ⅲ)当时,是等腰三角形,
则,即,解得,
此时点的坐标为;
综上,点的坐标为或或或或或或或.
【变式15-3】(25-26八年级上·四川成都·期末)如图,在平面直角坐标系中,已知,,.
(1)在平面直角坐标系中画出△ABC,并作出关于x轴对称的图形.
(2)在第二象限找一点D,使得轴且,写出点D的坐标.
(3)在x轴取一点P,使得是以AB为腰的等腰三角形,直接写出点P的坐标.
【答案】(1)见解析
(2)点D的坐标为
(3)点P的坐标为、或
【分析】本题主要考查了利用网格画轴对称图形,两点之间的距离,根据等腰三角形确定点的坐标,解题的关键是掌握平面直角坐标系.
(1)确定点的坐标画出三角形,根据轴对称的性质确定对称点的坐标,然后进行连接即可;
(2)根据两点之间的距离确定点的坐标即可;
(3)根据等腰三角形的性质确定点的坐标即可.
【详解】(1)解:如图,和即为所求;
(2)解:如图,点即为所求,
点D的坐标为;
(3)解:如图所示,
当时,此时;
当时,
由勾股定理得,,
此时;
当时,此时;
综上,点P的坐标为、或.
题型十六 直角三角形的存在性问题
【例16】(20-21八年级下·吉林四平·期中)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=5cm,AC=4cm,动点P从点B出发沿射线BC以3cm/s的速度移动,设运动的时间为t秒.
(1)求BC边的长;
(2)当△ABP为直角三角形时,求t的值;
(3)当△ABP为等腰三角形时,请直接写出此时t的值.
【答案】(1)3cm
(2)t=1或
(3)t=或2或
【分析】(1)根据题意,在△ABC中,利用勾股定理求解即可;
(2)由题意可知,分两种情况:①;②,代值求解即可;
(3)由题意可知,分三种情况:①;②;③,分别结算求解即可.
【详解】(1)解:∵在△ABC中,,,,
∴BC=;
(2)解:由题意可知,分两种情况:①;②,
设BP=3tcm,∠B≠90°:
①当∠APB=90°时,易知点P与点C重合,
∴BP = BC,即3t=3,
∴;
②当∠PAB=90°时,如下图所示:
∴CP=BP-BC=(3t-3)cm,
∵AC2+CP2=AP2=BP2-AB2,即42+(3t-3)2=(3t)2-52,解得:t=,
综上所述:当为直角三角形时,t=1或;
(3)解:由题意可知,分三种情况:①;②;③,
①当时,如图所示:
;
②当时,如图所示:
根据等腰三角形“三线合一”可知,是边上的中线,
,
;
③当时,如图所示:
设,则,
在中,,,,,则由勾股定理可得,即,解得,
,
,
综上所述:t=或2或.
【点睛】本题考查三角形中的动点问题,涉及到勾股定理求线段长、三角形为直角三角形的讨论和三角形为等腰三角形的讨论等知识,熟练掌握相关知识点及分类情况是解决问题的关键.
【变式16】(2026八年级上·江苏·专题练习)如图,在长方形中,.延长到点,使,连接.动点从点出发,沿着射线以每秒1个单位的速度运动,点运动的时间为秒.连接.
(1)求当为何值时,是直角三角形;
(2)直接写出当为何值时,是等腰三角形.
【答案】(1)或
(2)或4或或
【分析】此题是四边形综合题,主要考查了勾股定理,直角三角形的性质和等腰三角形的性质,用分类讨论的思想解决问题是解本题的关键.
(1)分两种情况,利用勾股定理建立方程求解,即可得出结论;
(2)分,,三种情况讨论,根据勾股定理和等腰三角形的性质可求t的值.
【详解】(1)解:当时,如图,
在四边形是长方形,
∴,,
在中,,,
∴
∵,,点从点出发,沿着射线以每秒1个单位的速度运动,点运动的时间为秒.
∴,,
,,
在中,,
在中,,
∴,
∴,
∴.
当时,此时点P与点C重合,
∴,
∴.
综上所述,当或时,是直角三角形;
(2)若为等腰三角形,
则或或,
当时,如图,
∵,
∴,
∵,
∴,
当时,如图,
∵,
∴,
∴,
当时,如图,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
如图,当在的延长线上时,且,
∴,
∴;
综上所述:当或4或或时,为等腰三角形.
题型十七 勾股定理逆定理的其他拓展问题
【例17】(25-26八年级上·江苏泰州·期中)已知:,,.
(1)当时,的值等于______.(结果用科学记数法表示)
(2)当时,以a,b,c的值为三边长的三角形面积是______.(直接写出答案)
(3)若两个正整数的平方和等于另一个正整数的平方,则称这三个数为勾股数.小明发现:当n取大于1的整数时,a,b,c为勾股数.你认为小明的发现正确吗?请通过计算说明理由.
【答案】(1)
(2)60
(3)正确,理由见解析
【分析】本题主要考查了勾股定理的逆定理,科学记数法,整式的混合运算,熟练掌握勾股定理的逆定理是解题的关键.
(1)根据题意可得,把代入计算,并应用科学记数法表示方法表示即可;
(2)先由勾股定理的逆定理证明这个三角形是直角三角形,且是斜边,再利用三角形的面积公式计算即可;
(3)先计算,再由勾股定理的逆定理即可得出结论.
【详解】(1)解:,
当时,
;
故答案为:;
(2)解:,,,
当时,,,,
,
这个三角形是直角三角形,且是斜边,
这个三角形的面积是,
故答案为:;
(3)解:小明的发现正确,理由如下:
,
,
当取大于1的整数时,、、为一组勾股数.
【变式17-1】(23-24八年级上·江苏徐州·期中)在△ABC中,,设为最长边,当时,△ABC是直角三角形;当时,利用代数式和的大小关系,探究△ABC的形状(按角分类).
(1)当△ABC三边分别为6、8、9时,△ABC为________三角形;当三边分别为6、8、11时,△ABC为________三角形;
(2)猜想:当________时,为锐角三角形;当________时,△ABC为钝角三角形;(填“>”或“<”或“=”)
(3)判断:当时,
当△ABC为直角三角形时,则的取值为________;
当△ABC为锐角三角形时,则的取值范围________;
当△ABC为钝角三角形时,则的取值范围________.
【答案】(1)锐角;钝角
(2)
(3)①;②;③
【分析】本题主要考查勾股定理的逆定理,熟练掌握勾股定理的逆定理是解题的关键.
(1)当两直角边为6、8时,利用勾股定理可得斜边的长度,当三角形最长的边小于所求边为锐角三角形,反之为钝角三角形;
(2)根据勾股定理的逆定理即可得出结论;
(3)当为直角三角形时,可求出,再根据勾股定理的逆定理求出下面情况的取值范围.
【详解】(1)解:当两直角边为6、8时,斜边
当△ABC三边分别为6、8、9时,△ABC为锐角三角形
当△ABC三边分别为6、8、11时,△ABC为钝角三角形
(2)解:由勾股定理逆定理可得,
当时,△ABC为锐角三角形;
当时,△ABC为钝角三角形;
(3)解:当为直角三角形时,;
当△ABC为锐角三角形时,,
;
当△ABC为钝角三角形时,,
则的取值范围为,
两边之和大于第三边,
.
【变式17-2】(24-25八年级下·湖南湘西·月考)在中,,则( )
A.一定是锐角 B.一定是直角 C.一定是钝角 D.都有可能
【答案】A
【分析】本题主要考查了三角形边角关系,由已知条件入手,把进行变形,变形为,再利用三角形边角关系得,把其代入可得关系式,再利用完全平方公式得,可得,可得一定是锐角.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∵是三角形的三边,
∴,
∴,
∵,
∴,
即,
∴,
∴一定是锐角.
故选:A.
【变式17-3】(23-24八年级上·湖南长沙·期中)定义:a,b,c为正整数,若,则称c为“完美勾股数”,a,b为c的“伴侣勾股数”. 如,则13是“完美勾股数”,5,12是13的“伴侣勾股数”.
(1)数10________“完美勾股数”(填“是”或“不是”);
(2)已知的三边a,b,c满足. 求证:c是“完美勾股数”.
(3)已知m,且,,,,c为“完美勾股数”,a,b为c的“伴侣勾股数”. 多项式有一个因式,求该多项式的另一个因式.
【答案】(1)是
(2)见解析
(3)
【分析】本题考查了勾股数和新定义的综合应用.
(1)根据完美勾股数的定义可得答案;
(3)利用完全平方公式证明即可;
(3)由勾股定理可得m,n的关系式,将m,n的关系式代入,根据多项式有一个因式,求解即可.
【详解】(1)解:,
数10是“完美勾股数”,
故答案为:是;
(2)证明:
,
,
是“完美勾股数”;
(3)解:由题意得:,
,
,
,
,
,
又,
,即,
,
有一个因式为,
,
∴另一个因式为.
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专题2 勾股定理
一、核心定理:勾股定理
1. 内容:
文字表述:直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.
符号语言:在Rt△ABC中,∠C=90∘,直角边a、b,斜边c,则:a2+b2=c2
2. 公式变形(求边):
求斜边:;
求直角边:,.
3. 前提与注意:
· 仅适用于直角三角形,非直角三角形不成立;
· 必须分清直角边、斜边;未明确直角时,需分类讨论(谁是斜边).
4. 经典证明(面积法):
·
赵爽弦图:4个全等直角三角形拼大正方形,,化简得a2+b2=c2
· 总统证法(伽菲尔德):拼直角梯形,利用梯形面积= 3个直角三角形面积和推导。
二、逆定理:勾股定理的逆定理
1. 内容:
文字表述:若三角形三边长a,b,c满足a2+b2=c2,则这个三角形是直角三角形,且‘“c所对的角为直角”.
2. 作用:
判定三角形是否为直角三角形(边的判定法,替代 “有一个角是90°”).
3. 互逆命题/互逆定理:
互逆命题:题设、结论互换的两个命题(原命题↔逆命题);
互逆定理:原命题、逆命题均为真命题,互为逆定理(勾股定理↔逆定理).
三、核心概念:勾股数
1. 定义: 满足a2+b2=c2的三个正整数,称为勾股数.
2. 常见勾股数(必记):
基础组:(3,4,5)、(5,12,13)、(7,24,25)、(8,15,17)、(9,40,41);
规律:勾股数的正整数倍仍是勾股数(如6,8,10;10,24,26).
四、重要应用(题型/场景)
1. 几何计算:
已知直角三角形两边,求第三边(直接套公式);
求斜边上的高:(面积法:);
折叠问题:折叠后全等,设未知数,列勾股方程求解;
矩形、正方形、等腰三角形、圆(直径所对圆周角为直角)中的边长计算.
2. 实际应用:
距离/高度:梯子靠墙、航海、旗杆高度、两点最短距离;
判定直角:工程、测量中判断是否垂直(如地基、支架).
3. 最短路径(立体展开):
长方体/正方体表面最短路径:将立体展开为平面,构造直角三角形,用勾股定理求线段长(蚂蚁爬行问题).
1.非直角三角形误用a2+b2=c2(必须先证直角);
2.混淆直角边与斜边,未分类讨论导致漏解;
3.勾股数必须是正整数,小数/分数不叫勾股数;
4.逆定理中,c是最长边,对应直角,不可随便指定.
1. 用定理:先找直角
· 看见Rt△ →直接写:a2+b2=c2
· 没标直角:先判断谁是斜边(最长边)
2. 求边长三句口诀
·
已知两直角边:;
·
已知斜边和一直角边:,;
·
求高:面积法.
3. 判定直角(逆定理)
· 算三边平方:短² +中² =长² →直角△;
· 长² > 短²+中² →钝角△;
· 长² < 短²+中² →锐角△.
4. 设未知数技巧(折叠题必用)
· 设一条边为x,用全等/线段和差表示其他边;
· 列方程:直角12 +直角22 =斜边2.
5. 立体最短路径
· 展开成平面→画直角三角形→算斜边;
· 长方体:长、宽、高两两相加做直角边.
6. 常用技巧
· 勾股数优先:3,4,5;5,12,13…直接口算;
· 分类讨论:没说谁是斜边,分两种情况;
· 数形结合:画图标边,避免看错.
题型一 用勾股定理解直角三角形
【例1】(25-26八年级下·陕西延安·月考)已知一个直角三角形的两边长分别为4和3,则第三边长为( )
A.25 B.或5 C.5 D.
【变式1-1】(25-26八年级上·黑龙江大庆·月考)直角三角形两直角边长分别为5和12,则斜边长为( )
A.13 B.17 C.15 D.10
【变式1-2】(25-26八年级下·河北唐山·月考)中,∠B=90°,,,的对边分别为,,,若,则______.
【变式1-3】(25-26八年级上·黑龙江大庆·月考)如图,在△ABC中,,,,则边上的高为( )
A.4.8 B.5 C.6 D.10
题型二 已知两点坐标求两点距离
【例2】(25-26八年级下·全国·期中)在平面直角坐标系中,点到原点的距离是( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(25-26八年级下·上海·月考)点和点之间的距离是_____.
【变式2-2】(25-26八年级下·甘肃武威·月考)在平面直角坐标系中,已知点,则线段的长度为________.
【变式2-3】(21-22九年级上·浙江温州·月考)二次根式的最小值是( )
A.5 B. C.12 D.13
题型三 勾股数问题
【例3】(25-26八年级上·黑龙江大庆·月考)下列各组数中,是勾股数的是( )
A.6,8,10 B.4,5,6 C.2,3,4 D.1,2,
【变式3-1】(25-26八年级下·安徽阜阳·月考)根据我国数学典籍《周髀算经》记载,在约公元前11世纪,人们就知道了勾股定理.下列各组数中,“是勾股数”的是( )
A.,, B.,, C.,, D.,,
【变式3-2】(25-26八年级上·江苏南京·期末)下列各组数为勾股数的是( )
A.0.3 B. C.7,24,25 D.
【变式3-3】(25-26八年级下·云南昆明·月考)我国是最早了解勾股定理的国家之一,它被记载于我国古代著名的数学著作《周髀算经》中,下列各组数中,是“勾股数”的是( )
A.2,4,6 B.7,10,17 C.6,8,10 D.4,5,6
题型四 以直角三角形三边为边长的图形面积
【例4】(25-26八年级上·山西吕梁·月考)如图,在中,,以△ABC的三边为边向外作正方形,,,分别表示这三个正方形的面积.若,,则的长为( )
A. B. C. D.6
【变式4-1】(24-25八年级下·甘肃临夏·期中)如图,、分别为所在正方形的面积,则图中字母所代表的正方形面积_______.
【变式4-2】(25-26八年级下·湖北武汉·月考)如图,在中,斜边的长为,分别以△ABC的三条边为斜边向外作等腰直角,和,则阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·月考)如图,已知在中,,分别以、为直径作半圆,面积分别记为,则的值等于( )
A. B. C. D.
题型五 勾股定理与网格问题
【例5】(21-22七年级下·浙江金华·开学考试)如图是的方格(每个小方格的边长为1个单位长度),图中阴影部分是正方形,则此正方形的边长为( )
A.5 B. C. D.3
【变式5-1】(25-26八年级上·福建泉州·期末)如图,在网格图中,每个小正方形的边长均为1,△ABC的三个顶点都在格点上,则边的长是( )
A. B. C. D.
【变式5-2】(25-26八年级下·山东聊城·月考)如图,△ABC在每个小正方形边长为1的方格纸中,点A,B,C恰好在格点上,求△ABC中边上的高为( )
A. B. C. D.
【变式5-3】(25-26八年级上·陕西宝鸡·期末)如图,在的正方形网格中,点、在格点上,要找一个格点,使△ABC是等腰三角形(是其中一腰),则图中符合条件的格点有_____个.
题型六 勾股定理与折叠问题
【例6】(2026·河南周口·一模)如图,在△ABC中,,,点D在上,点E在上,将△ADE沿直线翻折,点A的对称点落在上,若,则的长是( ).
A. B. C. D.
【变式6-1】(25-26八年级下·湖南衡阳·期末)如图,在长方形中,.将长方形沿折叠后,使点D恰好落在对角线上的点处,则的长为( )
A.2.5 B.3 C.3.5 D.4
【变式6-2】(21-22八年级下·辽宁抚顺·月考)直角三角形纸片的两直角边长分别为,,现将如图那样折叠,使点与点重合,折痕为,则的长为( )
A. B. C. D.
【变式6-3】(25-26八年级下·山东德州·月考)如图,折叠长方形的一边,使点D落在边的点F处,已知,,求的长.
题型七 利用勾股定理求两条线短的平方和(差)
【例7】(25-26八年级上·四川巴中·期中)如图,在△ABC中,,,于点,为上任意一点,则的结果为( )
A.7 B.33 C.231 D.569
【变式7-1】(25-26八年级下·陕西安康·月考)在中,,若,则等于( )
A.9 B.12 C.18 D.24
【变式7-2】(25-26八年级上·广东茂名·月考)如图,在△ABC中,,垂足为D,M为上任意一点,则__________.
【变式7-3】(25-26八年级上·辽宁沈阳·月考)如图,四边形的对角线交于点O,若,,,则______.
题型八 利用勾股定理证明线段平方关系
【例8】(25-26八年级上·上海普陀·期末)如图,在四边形中,,那么下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式8-1】(25-26八年级下·辽宁葫芦岛·月考)如图,在中,,,点在边上,连接,在的右侧作,,连接,.
(1)猜想线段,,之间的数量关系,并说明理由:
(2)若,.求的长.
【变式8-2】(2025八年级上·全国·专题练习)已知:如图,在△ABC中,E是中点,D是上一点,F是上一点,若,且,求证:.
【变式8-3】(25-26八年级上·江苏宿迁·期中)如图,在等腰中,,点是上一点,作等腰,且,连接.
(1)求证:;
(2)求证:.
题型九 勾股定理与无理数
【例9】(25-26八年级下·湖南长沙·月考)如图所示,在数轴上点A表示的实数是_______.
【变式9-1】(25-26八年级下·福建·期中)如图所示,在数轴上点所表示的数为,则的值为( )
A. B. C. D.
【变式9-2】(25-26八年级下·广东广州·月考)如图,在数轴上点表示的实数是_____.
【变式9-3】(25-26八年级下·云南昭通·月考)如图所示,数轴上点A所表示的数为a,则a的值是( )
A.1 B. C. D.
题型十 勾股定理的实际应用
【例10】(25-26八年级下·天津·月考)如图,一个梯子斜靠在一竖直的墙上,当梯子位于时,如果梯子顶端下滑(即),那么梯子的底端向右滑动___________.
【变式10-1】(24-25八年级下·新疆伊犁·月考)连接旗杆顶端的绳子垂到地面还多1米,若把绳子的下端拉开距旗杆底部5米,则绳子下端刚好接触地面,则旗杆的高度是( )
A.3米 B.4米 C.12米 D.13米
【变式10-2】(25-26八年级下·云南昆明·月考)如图,一棵大树被大风刮断后,折断处离地面,树的顶端离树根,则这棵树在折断之前的高度是( )
A. B. C. D.
【变式10-3】(25-26八年级下·陕西延安·月考)如图,在甲村到乙村的公路旁有一块山地正在被开发,现有一处需要爆破.已知、两点之间的距离为,、两点之间的距离为,且,为了安全起见,爆破点周围半径范围内不得进入,问:在进行爆破时,公路段是否有危险?并说明理由.
题型十一 利用勾股定理求立体图形中的最短路径问题
【例11】(2026九年级下·吉林长春·专题练习)如图所示,有一个棱长为2米的正方体纸盒,一只小蚂蚁从A点爬到B点,那么这只蚂蚁爬行的最短路径为( )
A.6米 B.米 C.米 D.4米
【变式11-1】(25-26八年级下·四川德阳·月考)如图,有一个圆柱,它的高为12,底面周长为18,在圆柱的底面点A有一只蚂蚁,它想吃到上底面上与点A相对的点B的食物,需要爬行的最短路程是( )
A.10 B.14 C.15 D.16
【变式11-2】(25-26八年级下·河南信阳·月考)如图,在底面周长约为3米的石柱上,有一条雕龙从柱底沿立柱表面盘绕2圈到达柱顶正上方(从点A到点C,B为的中点),每根石柱刻有雕龙的部分的柱身高约8米,则雕刻在石柱上的巨龙至少为( )
A.6米 B.8米 C.9米 D.10米
【变式11-3】(25-26八年级下·湖北·月考)如图所示,一只蚂蚁以的速度从点M爬到点N,最快需要时间为________.
题型十二 利用勾股定理求线段和的最值问题
【例12】(25-26八年级上·辽宁朝阳·期末)如图,在△ABC中,,,直线是边的垂直平分线,点P是直线上一动点,则周长的最小值为______.
【变式12-1】(24-25八年级下·山东临沂·月考)如图,在平面直角坐标系中,已知,,过点作轴的垂线,为直线上一动点,连接,,则的最小值为______.
【变式12-2】(22-23八年级上·重庆·周测)已知点,,点在轴上,则的最小值为______.
【变式12-3】(24-25八年级下·广西南宁·开学考试)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,且离容器上沿的点处,则蚂蚁吃到饭粒需爬行的最短路径的长是________.
题型十三 判断三边是否构成直角三角形
【例13】(25-26八年级下·河南信阳·月考)以下列各组数为边长,能构成直角三角形的是( )
A.1,,2 B.2,3,4 C.1,2,3 D.4,5,6
【变式13-1】(25-26八年级下·广东汕头·月考)下列各组数中,以它们为边长的线段不能构成直角三角形的是( )
A.6,8,10 B.5,12,13 C.,, D.0.3,0.4,0.5
【变式13-2】(25-26八年级下·山东德州·月考)以下列各组数为边长,能构成直角三角形的是( )
A. B. C. D.1,2,3
【变式13-3】(25-26八年级下·陕西西安·月考)满足下列条件的△ABC中,不是直角三角形的是( )
A. B.
C. D.
题型十四 勾股定理及其逆定理的综合应用
【例14】(25-26七年级下·贵州遵义·月考)已知:四边形中,,,,,.
(1)求的长;
(2)求四边形的面积.
【变式14-1】(25-26八年级下·天津·月考)如图,四边形ABCD中,,,,,∠B=90°.求四边形ABCD的面积.
【变式14-2】(25-26八年级下·陕西延安·月考)某中学计划在如图所示的阴影区域展示学生学习数学知识的笔记,现测得,,,,,试求阴影部分的面积.
【变式14-3】(25-26八年级下·湖南衡阳·期末)某校为进一步加强学生的劳动教育,决定将劳动实践基地按班级进行分配.如图是该校八年级劳动实践基地的示意图,经过“数学兴趣小组”同学们的努力,测得.
(1)求点之间的距离;
(2)求四边形的面积.
题型十五 等腰三角形的存在性问题
【例15】(21-22七年级上·山东济南·期末)在直角坐标系中,已知点,在y轴负半轴上确定点P,使为等腰三角形,则符合条件的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式15-1】(25-26八年级上·广西柳州·期末)在平面直角坐标系中,为原点,已知点,在轴上确定点,使为等腰三角形,则符合条件的点有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式15-2】(25-26八年级上·上海·月考)已知,,在坐标轴上求点,使△AOB是等腰三角形.
【变式15-3】(25-26八年级上·四川成都·期末)如图,在平面直角坐标系中,已知,,.
(1)在平面直角坐标系中画出△ABC,并作出△ABC关于x轴对称的图形.
(2)在第二象限找一点D,使得轴且,写出点D的坐标.
(3)在x轴取一点P,使得是以AB为腰的等腰三角形,直接写出点P的坐标.
题型十六 直角三角形的存在性问题
【例16】(20-21八年级下·吉林四平·期中)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=5cm,AC=4cm,动点P从点B出发沿射线BC以3cm/s的速度移动,设运动的时间为t秒.
(1)求BC边的长;
(2)当△ABP为直角三角形时,求t的值;
(3)当△ABP为等腰三角形时,请直接写出此时t的值.
【变式16】(2026八年级上·江苏·专题练习)如图,在长方形中,.延长到点,使,连接.动点从点出发,沿着射线以每秒1个单位的速度运动,点运动的时间为秒.连接.
(1)求当为何值时,是直角三角形;
(2)直接写出当为何值时,是等腰三角形.
题型十七 勾股定理逆定理的其他拓展问题
【例17】(25-26八年级上·江苏泰州·期中)已知:,,.
(1)当时,的值等于______.(结果用科学记数法表示)
(2)当时,以a,b,c的值为三边长的三角形面积是______.(直接写出答案)
(3)若两个正整数的平方和等于另一个正整数的平方,则称这三个数为勾股数.小明发现:当n取大于1的整数时,a,b,c为勾股数.你认为小明的发现正确吗?请通过计算说明理由.
【变式17-1】(23-24八年级上·江苏徐州·期中)在△ABC中,,设为最长边,当时,△ABC是直角三角形;当时,利用代数式和的大小关系,探究△ABC的形状(按角分类).
(1)当△ABC三边分别为6、8、9时,△ABC为________三角形;当△ABC三边分别为6、8、11时,△ABC为________三角形;
(2)猜想:当________时,△ABC为锐角三角形;当________时,△ABC为钝角三角形;(填“>”或“<”或“=”)
(3)判断:当时,
当△ABC为直角三角形时,则的取值为________;
当△ABC为锐角三角形时,则的取值范围________;
当△ABC为钝角三角形时,则的取值范围________.
【变式17-2】(24-25八年级下·湖南湘西·月考)在中,,则( )
A.一定是锐角 B.一定是直角 C.一定是钝角 D.都有可能
【变式17-3】(23-24八年级上·湖南长沙·期中)定义:a,b,c为正整数,若,则称c为“完美勾股数”,a,b为c的“伴侣勾股数”. 如,则13是“完美勾股数”,5,12是13的“伴侣勾股数”.
(1)数10________“完美勾股数”(填“是”或“不是”);
(2)已知△ABC的三边a,b,c满足. 求证:c是“完美勾股数”.
(3)已知m,且,,,,c为“完美勾股数”,a,b为c的“伴侣勾股数”. 多项式有一个因式,求该多项式的另一个因式.
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