专题04 勾股定理期末常考知识点中的难点与压轴题(高效培优期末专项训练)数学新教材人教版八年级下册

2026-06-02
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资源信息

学段 初中
学科 数学
教材版本 初中数学人教版八年级下册
年级 八年级
章节 小结
类型 题集-专项训练
知识点 勾股定理及逆定理
使用场景 同步教学-期末
学年 2026-2027
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 4.12 MB
发布时间 2026-06-02
更新时间 2026-06-02
作者 阿宏老师
品牌系列 学科专项·举一反三
审核时间 2026-06-02
下载链接 https://m.zxxk.com/soft/58165339.html
价格 3.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

摘要:

**基本信息** 聚焦勾股定理期末难点,以7大模块构建从基础应用到综合压轴的递进训练,强化几何直观与推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |勾股定理与面积|9题|正方形/半圆面积关系及求值|以面积验证勾股定理,渗透数形结合| |两点间距离问题|4题|坐标与折线距离计算|从平面坐标到距离公式,强化应用意识| |最值问题|6题|动点与中点线段最小值|结合几何图形性质,培养空间观念| |数形结合|2题|构造直角三角形求代数式最值|抽象代数问题几何化,提升转化能力| |证明图形求值|7题|赵爽弦图等经典证明模型|溯源定理证明,深化逻辑推理| |实际应用|6题|圆柱、秋千等生活场景|联系现实情境,发展应用意识| |压轴题|6题|动点与等腰三角形综合|整合多考点,提升综合解题能力|

内容正文:

专题04 勾股定理期末常考知识点中的难点与压轴题 题型01 勾股定理与面积(关系与求值) 考点02 勾股定理解决两点间的距离问题 考点03 勾股定理解决最值问题 考点04 勾股定理的数形结合 考点05 勾股定理证明图形中的求值 题型06 勾股定理的实际应用 题型07 勾股定理中的压轴题 题型01 勾股定理与面积(关系与求值) 1.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,分别以这个三角形的三边为边长作正方形,面积分别记为S1、S2、S3,若S1+S3﹣S2=32,则阴影部分面积为(  ) A.8 B.14 C.16 D.18 【答案】A 【解答】解:由勾股定理结合正方形的面积可得,S1+S2=S3, 又∵S1+S3﹣S2=32, ∴2S1=32, ∴S1=16, ∴阴影部分面积为8, 故选:A. 2.如图,已知Rt△ABC,∠ACB=90°,∠ABC=30°,AB=2,分别以△ABC的三条边为直径作半圆,则图中阴影部分的面积S1+S2+S3=(  ) A.3 B. C. D. 【答案】D 【解答】解:设AB的中点为O, 连接OC. ∵Rt△ABC,∠ACB=90°,∠ABC=30°,AB=2, ∴AC=1,BC, 以AC为直径的半圆的面积是π()2π, 以BC为直径的半圆的面积是:π()2π. 则S1π+S△AOC﹣S扇形OACπ, 同理,S2, S3AC•BC1, ∴S1+S2+S3, 故选:D. 3.如图,Rt△ABC中,∠BAC=90°,分别以直角三角形的三边为直径作三个半圆,再以斜边为边作正方形,若阴影部分的面积关系满足4(S1+S2)=S3,则下列说法正确的是(  ) A.AB=AC B.2AB=AC C.2AB=BC D.2AC=BC 【答案】A 【解答】解:由勾股定理得:AB2+AC2=BC2, ∴S1+S2π(AB)2π(AC)2π(BC)2+S△ABCπ(BC2+AC2﹣AB2)+S△ABC=S△ABCAB•AC, ∵4(S1+S2)=S3, ∴4AB•AC=BC2=AB2+AC2, 即2AB•AC=AB2+AC2, ∴(AB﹣AC)2=0, ∴AB=AC, 故选:A. 4.“勾股树”是以正方形一边为斜边向外作直角三角形,再以该直角三角形的两直角边分别向外作正方形,重复这一过程所画出来的图形,假设如图分别是第一代勾股树、第二代勾股树、第三代勾股树…依此类推,如果第一个正方形面积为1,则第2026代勾股树中所有正方形的面积和为(  ) A.1013 B.2027 C.2026 D.2025 【答案】B 【解答】解:如图,第一个正方形面积为1,设第一代勾股树中间三角形的两直角边长为a和b,斜边长为c, 由勾股定理得:a2+b2=c2=1, ∴第一代勾股树中所有正方形的面积为:a2+b2+c2=c2+c2=2; 同理可得:第二代勾股树中所有正方形的面积为:2a2+2b2+c2=3c2=3; 第三代勾股树中所有正方形的面积为:4c2=4; 第n代勾股树中所有正方形的面积为:(n+1)c2=n+1; ∴第2026代勾股树中所有正方形的面积为2027. 故选:B. 5.如图,在四边形ABCD中,∠DAB=∠BCD=90°,分别以四边形的四条边为边向外作四个正方形.若S1+S4=80,S3=20,则S2=(  ) A.50 B.60 C.100 D.110 【答案】B 【解答】解:由题意可知:S1=AB2,S2=BC2,S3=CD2,S4=AD2, 连接BD,在直角三角形ABD和BCD中, BD2=AD2+AB2=CD2+BC2, 即S1+S4=S3+S2, 因此S2=80﹣20=60, 故选:B. 6.如图,在Rt△ABC中,分别以这个三角形的三边为边长向外侧作正方形,面积分别记为S1,S2,S3,若S3+S1﹣S2=12,则图中阴影部分的面积为(  ) A.3 B.4 C.5 D.6 【答案】A 【解答】解:如图所示: 设BC=a,AC=b,AB=c, ∴依题意得:S1=a2,S2=b2,S3=c2, ∵S3+S1﹣S2=12, 在Rt△ABC中,由勾股定理得:c2=a2+b2, ∴S3=S1+S2, ∴S1+S2+S1﹣S2=12, ∴S1=6, ∴S△ABNS1=3, 即图中阴影部分的面积为3. 故选:A. 7.如图,分别以Rt△ABC的三边为边长向外侧作正方形,面积分别记为S1,S2,S3,若S3+2S2﹣S1=48,则图中阴影部分的面积为(  ) A.8 B.12 C.6 D.24 【答案】A 【解答】解:由勾股定理结合正方形的面积可知,S3﹣S1=S2, 又∵S3+2S2﹣S1=48, ∴3S2=48, ∴S2=16, ∴图中阴影部分的面积, 故选:A. 8.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,分别以AC、BC、AB为边向外作正方形ACDE、正方形CBHP、正方形BAFG,其面积分别为S1、S2,S3,则S1、S2、S3之间的等量关系为 S1+S2=S3 ;分别以GH、PD、EF为边向外作正方形,其面积分别为S4、S5、S6,则S4、S5、S6之间的等量关系为 S4+S6=5S5 . 【答案】S1+S2=S3;S4+S6=5S5. 【解答】解:在Rt△ABC中,∠ACB=90°,设BC=a,AC=b,AB=c, 由勾股定理得:AB2=BC2+AC2, ∴c2=a2+b2, 由正方形的面积公式得:S1=b2,S2=a2,S3=c2, ∴S1+S2=S3; 过点E作EM⊥EA,交EA的延长线于点M,过点G作GN⊥HB,交HB的延长线于点N,如图所示: ∴∠M=∠N=∠ACB=90°, 由正方形性质得:∠FAB=∠MAC=90°,∠GBA=∠NBC=90°,AF=AB=BG,AE=AC=b,BH=BC=a, ∴∠FAB﹣∠MAB=∠MAC﹣∠MAB, ∴∠FAM=∠BAC, 在△FAM和△BAC中, ∠M=∠ACB=90°,∠FAM=∠BAC,AF=AB, ∴△FAM≌△BAC(AAS), ∴MF=BC=a,AM=AC=b, ∴EM=AE+AM=2a, 在Rt△EFM中,由勾股定理得:EF2=MF2+EM2=a2+(2b)2=a2+4b2, ∴S6=EF2=a2+4b2, ∵∠GBA=∠NBC=90°, ∠GBA﹣∠NBA=∠NBC﹣∠NBA, ∠GBN=∠ABC, 在△GBN和△ABC中, ∠N=∠ACB=90°,∠GBN=∠ABC,BG=AB, ∴△GBN≌△ABC(AAS), ∴GN=AC=b,BN=BC=a, ∴HN=BH+BN=2a, 在Rt△HNG中,由勾股定理得:HG2=GN2+HN2=b2+(2a)2=4a2+b2, ∴S4=HG2=4a2+b2, ∴S4+S6=5a2+5b2, 在Rt△PCD中,CD=AC=b,PC=BC=a, 由勾股定理得:PD2=PC2+CD2=a2+b2, ∴S5=PD2=a2+b2, ∴S4+S6=5S5. 故答案为:S1+S2=S3;S4+S6=5S5. 9.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,以AC,BC和AB为边向上作正方形ACED和正方形BCMI和正方形ABGF,点G落在MI上,若AC+BC=7,空白部分面积为24,则图中阴影部分的面积是  15  . 【答案】15. 【解答】解:如图, ∵四边形ABGF是正方形, ∴∠FAB=∠AFG=∠ACB=90°, ∴∠FAC+∠BAC=∠FAC+∠ABC=90°, ∴∠FAC=∠ABC, ∴△FAH≌△ABN(ASA), ∴S△FAH=S△ABN, ∴S△ABC=S四边形FNCH, 在△ABC中,∠ACB=90°, ∴AC2+BC2=AB2, ∵AC+BC=7, ∴(AC+BC)2=AC2+BC2+2AC•BC=49, ∴AB2+2AC•BC=49, ∵AB2﹣S△ABC=24, ∴AB2AC•BC=24, ∴BC•AC=10,AB2=29, ∴AC2+BC2=29, ∴阴影部分的面积和=AC2+BC2+2S△ABC﹣S白=29+210﹣24=15. 故答案为:15. 考点02 勾股定理解决两点间的距离问题 10.在平面直角坐标系中,点A(1,3)、B(﹣2,2)、C(0,4),判断△ABC的形状. 【答案】△ABC是直角三角形. 【解答】解:∵点A(1,3)、B(﹣2,2)、C(0,4), ∴,,, ∵()2+()2=()2, ∴AC2+BC2=AB2, ∴△ABC是直角三角形. 11.综合与实践 【问题情境】 在平面直角坐标系中,有不重合的两点A(x1,y1)和点B(x2,y2),若x1=x2,则AB∥y轴,且线段AB的长度为|y1﹣y2|;若y1=y2,则AB∥x轴,且线段AB的长度为|x1﹣x2|. 【知识应用】 (1)若点A(﹣1,1),B(2,1),则AB∥x轴,AB的长度为  3  ; 【拓展延伸】 我们规定:平面直角坐标系中,任意不重合的两点M(x1,y1),N(x2,y2)之间的折线距离为d(M,N)=|x1﹣x2|+|y1﹣y2|.例如:图1中,点M(﹣1,1)与点N(1,﹣2)之间的折线距离为d(M,N)=|﹣1﹣1|+|1﹣(﹣2)|=2+3=5. 【问题解决】 (2)如图2,已知E(2,0),若F(﹣1,﹣1),则d(E,F)=  4  ; (3)如图2,已知E(2,0),G(1,t),若d(E,G)=3,则t的值为  ±2  ; (4)如图3,已知E(2,0),H(0,2),点P是△EOH的边上一点,若,求点P的坐标. 【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)由题意得:AB的长度为|﹣1﹣2|=3. 故答案为:3. (2)①d(E,F)=|2﹣(﹣1)|+|0﹣(﹣1)|=4. 故答案为:4. (3)∵E(2,0),G(1,t),d(E,G)=3, ∴|2﹣1|+|0﹣t|=3, 解得:t=±2. 故答案为:2或﹣2. (4)①点P在OE边上,可设点P的坐标为(x,0), ∵. ∴丨x﹣2丨+0, ∴x=2,或x=2(都不符合题意), ②点P在OH边上,可设点P的坐标为(0,y), ∵. ∴丨2﹣0丨+丨y丨, ∴y2, ∴P(0,2), ③点P在HE边上,可设点P的坐标为(m,﹣m+2), ∵. ∴丨m﹣2丨+丨﹣m+2丨, m=2, ∴P(2,) 所以符合条件的点P坐标为P(0,2),P(2,). 12.先阅读下列一段文字,再回答问题. 已知平面内两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),这两点间的距离.同时,当两点所在的直线在坐标轴上或平行于坐标轴或垂直于坐标轴时,两点间的距离公式可简化为|x2﹣x1|或|y2﹣y1|. (1)已知点A(2,4),B(﹣3,﹣8),试求A,B两点间的距离; (2)已知点A,B所在的直线平行于y轴,点B的纵坐标为2,A,B两点间的距离为4,求点A的纵坐标; (3)已知△ABC各顶点的坐标分别为A(﹣2,1),B(1,﹣1),C(3,2),你能判断△ABC的形状吗?说明理由. 【答案】(1)A,B两点间的距离为13; (2)A的纵坐标为6或﹣2; (3)△ABC为等腰直角三角形. 【解答】解:(1), 即A,B两点间的距离为13. (2)∵点A,B所在的直线平行于y轴,点B的纵坐标为2,A,B两点间的距离为4, ∴A的纵坐标为2+4=6或者2﹣4=﹣2.即点A的纵坐标为6或﹣2. (3)△ABC为等腰直角三角形.理由如下: ∵, , , ∴AB=BC,且AB2+BC2=AC2, ∴△ABC为等腰直角三角形. 13.在“勾股定理”的学习中,我们体会到了勾股定理应用的广泛性,以及“数形结合”是解决数学问题的一种重要的思想方法.由得到在数轴上寻找所表示的点的方法,如图1. (1)【类比运用】结合正方形网格,我们还可以表示某些长度为无理数的线段.请在图2正方形网格(每个小正方形的边长为1)内: ①画出顶点在格点的△ABC,其中,,; ②求出①中所画△ABC的面积. (2)【拓展运用】 ①在图3中,设A(x1,y1),B(x2,y2),AC∥y轴,BC∥x轴,AC⊥BC于点C,则AC= y1﹣y2 ,BC= x1﹣x2;  ,由此得到平面直角坐标系内任意两点间的距离公式:; ②求代数式的最小值为    . 【答案】(1)①;②2; (1)①y1﹣y2,x1﹣x2;②. 【解答】解:(1)①如图2所示:图中的格点△ABC为所求作的三角形,理由如下: ∵正方形网格中的小正方形的边长为1, ∴由勾股定理得:AC,BC,AB, ∴格点△ABC符合题意,为所求作的三角形; ②∵,,, ∴AC2+BC2=AB2, 由勾股定理逆定理得:△ABC是直角三角形,且∠C=90°, ∴△ABC的面积为:AC•BC2; (2)①∵点A(x1,y1),B(x2,y2),AC∥y轴,BC∥x轴, ∴AC=y1﹣y2,BC=x1﹣x2, ∵AC⊥BC于点C, ∴△ABC是直角三角形, 由勾股定理得:AB, 故答案为:y1﹣y2,x1﹣x2; ②在平面直角坐标系中取点A(4,1),点B(2,9),在x轴取一点P(x,0),在y轴上取一点Q(0,y),连接PB,QB,PQ,如图4所示: 由两点间的坐标公式得:PA=(,PQ,QB, ∴PA+PQ+QB, ∴当PA+PQ+QB为最小时,代数式的值为最小, 作点A关于x轴的对称点A',则点A'(4,﹣1),作点B关于y轴的对称点B',则点B'(﹣2,9), ∴PA'=PA,QB'=QB, ∴PA+PQ+QB=PA'+PQ+QB', ∴当PA'+PQ+QB'为最小时,PA+PQ+QB为最小, 根据“两点间线段最短”得:PA'+PQ+QB'≥A'B', ∴当点A',P,Q,B'共线时,PA'+PQ+QB'为最小,最小值为点A',B'之间的距离, 由两点间的坐标公式得:A'B, 故答案为:. 考点03 勾股定理解决最值问题 14.如图,在△ABC中,AB=6,BC=8,∠B=90°,若P是AC上的一个动点,则AP+BP+CP的最小值是(  ) A.14.8 B.15 C.15.2 D.16 【答案】A 【解答】解:∵∠B=90°,AB=6,BC=8, ∴AC10, ∵AP+BP+PC=BP+AC=BP+10, 根据垂线段最短可知,当BP⊥AC时,BP的值最小,最小值BP4.8, ∴AP+BP+CP的最小值=10+4.8=14.8, 故选:A. 15.如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=3,BC=4,点D为AC上的动点,点E,F分别为AB,AD的中点,则EF最小值为(  ) A. B. C. D. 【答案】C 【解答】解:如图,连接BD, ∵在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=3,BC=4, ∴, ∵点E,F分别为AB,AD的中点, ∴EF是△ABD的中位线, ∴, ∴当BD最小时,EF的值最小, 当BD⊥AC时,BD最小, 此时,, 即, ∴, ∴, 故选:C. 16.如图,在△ABC中,AC=6,BC=8,AB=10,点D为边AB上一动点,DE⊥AC于E,DF⊥BC于F,点P为EF中点,则PD的最小值为(  ) A.2.4 B.4.8 C.6 D.8 【答案】A 【解答】解:在△ABC中,AC=6,BC=8,AB=10, ∴AC2+BC2=AB2, ∴∠ACB=90°, 连接CD, ∵DE⊥AC,DF⊥BC, ∴四边形EDFC是矩形, ∴EF=CD,∠EDF=90°, ∵点P是EF的中点, ∴DPEFCD, 当CD最小时,则DP最小, 根据垂线段最短可知当CD⊥AB时,则CD最小, ∴DPEFCD2.4, 故选:A. 17.如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=8,BC=6,点D,E分别在边AB,BC上,连接DE,点F,G分别是AC,DE的中点,连接FG,若DE=6,则FG的最小值是(  ) A.1.8 B.2 C. D.2.5 【答案】B 【解答】解:如图,连接BG、BF, 在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=8,BC=6, 由勾股定理得:AC10, 在Rt△DBE中,F是AC的中点, 则BFAC=5, 在Rt△DBE中,G是DE的中点, 则BGDE=3, 由三角形的三边关系可知:FG≥BF﹣BG=2, ∴FG的最小值是2, 故选:B. 18.如图,在四边形ABCD中,∠ABC=∠BAD=90°,AB=4,AD=2,AD<BC,点E在线段BC上运动,点F在线段AE上,∠ADF=∠BAE,则∠AFD= 90°  ,线段BF的最小值为 1  . 【答案】90°,1. 【解答】解:取AD的中点M,连接MF,BM, ∵∠BAD=90°, ∴∠BAE+∠DAF=90°, ∵∠ADF=∠BAE, ∴∠ADF+∠DAF=90°, ∴∠AFD=180°﹣90°=90°; ∵M是AD的中点, ∴AM=MFAD2=1, ∵AB=4, ∴BM, 由三角形三边关系定理得到:BF≥BM﹣MF1, ∴BF的最小值是1. 故答案为:90°,1. 19.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,,点D,E分别是线段BC,AB上的动点(点D不与点C重合),且CD=AE,连接AD,CE,则AD+CE的最小值为   . 【答案】. 【解答】解:在△ABC中,∠ACB=90°,, ∴AC, 作CF⊥AB交AB于F,作∠BCH=∠BAC,并使得CH=AC,过点A作AG⊥HC交HC延长线于点G,连接AH,则∠G=∠AFC=90°,∠BAC+∠ACF=90°, ∵∠ACF+∠BCF=90°, ∴∠BCH=∠BAC=∠BCF, 又∵∠ACB=90°, ∴∠ACG+∠BCH=90°, ∴∠ACF=∠ACG, ∵AC=AC, ∴△ACF≌△ACG(AAS), ∴CG=CF,AG=AF, 又∵S△ABCAC•BCAB•CF, ∴CFCG, 则AG=AF1, GH=CG+CH2, ∴AH, ∵点D,点E运动速度相同, ∴CD=AE, 又∵∠BCH=∠BAC,CH=AC, ∴△ACE≌△CHD(SAS), ∴CE=DH, ∴AD+CE=AD+DH≥AH, 当点D在AH上时,取等号, ∴AD+CE的最小值为, 故答案为:. 考点04 勾股定理的数形结合 20.如图,C为线段BD上一动点,分别过点B、D作AB⊥BD,ED⊥BD,连接AC、EC.已知AB=2,DE=1,BD=8,设CD=x. (1)用含x的代数式表示AC+CE的长; (2)请问点C满足什么条件时AC+CE的值最小;并求出AC+CE的最小值. (3)参照上面构图的思想方法,构图求代数式的最小值. 【答案】(1); (2)点C满足A、C、E三点共线时,AC+CE的值最小;AC+CE的最小值是; (3)25. 【解答】解:(1)C为线段BD上一动点,分别过点B、D作AB⊥BD,ED⊥BD,连接AC、EC. ∵BD=8,设CD=x, ∴BC=BD﹣CD=8﹣x, ∵AB⊥BD,ED⊥BD,AB=2,DE=1, ∴AC2=AB2+BC2=22+(8﹣x)2=x2﹣16x+68,CE2=CD2+DE2=x2+12, ∴,, ∴; (2)点C满足A、C、E三点共线时,AC+CE的值最小, 过点E作EF⊥AB的延长线于点F, ∴BF=DE=1,EF=BD=8, ∴AF=AB+BF=3, ∴; (3)如图所示,根据,构造AB=10,DE=5,BD=20,CD=x, 当A、C、E三点共线时,AC+CE最小,最小值为AE, 延长ED到点F,过点A作AF⊥DF于点F, 则四边形ABDF是长方形, ∴AF=BD=20,AB=DF=10,EF=ED+DF=5+10=15, ∴, 即的最小值为25. 21.如图,C为线段BD上一动点,分别过点B、D作AB⊥BD,ED⊥BD;连接AC、CE.已知AB=3,DE=2,BD=12,设CD=x. (1)①用含x的代数式表示AC+CE的长; ②求出AC+CE的最小值. (2)根据(1)中的规律和结论,重新构图求出代数式的最小值. (3)若正实数a,b,c满足a+b=5﹣c,请构图求出代数式的最小值. 【答案】(1)①; ②AC+CE的最小值为13; (2)10; (3)13. 【解答】解:(1)①∵BD=12,CD=x, ∴BC=12﹣x, 由勾股定理可得:,, ∴. ②过点D作DF⊥BD,过点A作AF⊥AB,连接AE,如图, ∴当A、C、E三点共线时,AC+CE的值最小, ∴, ∴AC+CE的最小值为13. (2)AB⊥BD,ED⊥BD,AB=5,DE=1,BD=8,如图: 过点D作DF⊥BD,过点A作AF⊥AB,连接AE,交BD于点C, ∴代数式的最小值为AE的长, 由勾股定理可得:, ∴原式的最小值为10. (3)∵a+b=5﹣c, ∴a+b+c=5, 将、、看作直角三角形的斜边, 通过平移可得水平位移的总长为a+b+c=5,垂直位移总长为3+4+5=12, ∴的最小值为. 考点05 勾股定理证明图形中的求值 22.“出入相补”原理是中国古典数学理论的奠基人之一、魏晋时期伟大的数学家刘徽创立的.我国古代数学家运用出入相补原理在勾股定理证明、开平方、解二次方程等诸多方面取得了巨大成就.如图,是刘徽用出入相补法证明勾股定理的“青朱出入图”,其中四边形ABCD、BEFG、AHIG均为正方形.若S正方形AHIG=20,AD=3,则S△GFI=(  ) A. B. C. D. 【答案】C 【解答】解:∵S正方形AHIG=20, ∴, ∵四边形ABCD是正方形,AD=3, ∴AB=AD=3,∠ABC=90°, ∴, ∵四边形EFGB是正方形, ∴, ∴, ∴; 故选:C. 23.如图,图1是东汉末年数学家刘徽根据“割补术”运用数形关系证明勾股定理时的青朱出入图,图中的两个青入的三角形分别与两个青出的三角形全等.朱入与朱出的三角形全等,朱方与青方是两个正方形.探究学习中,标上字母绘成图2所示,若记朱方对应正方形GDJH的边长为a,青方对应正方形ABCD的边长为b,已知b﹣a=2,a2+b2=28,则图2中的阴影部分面积为(  ) A.20 B.22 C.23 D.24 【答案】B 【解答】解:如图2, ∵△EFG≌△CDG,△EFK≌△GHI, ∴阴影部分面积=S正方形MFGC﹣S△CDG, ∵朱方对应正方形GDJH的边长为a,青方对应正方形ABCD的边长为b, ∴GD=GH=a,CD=BC=b, ∵青出与青入的三角形全等, ∴△IJC≌△KAM, ∴JC=AM=b﹣a, ∴BM=a, ∴CM=CG, ∵b﹣a=3,a2+b2=28, ∴ab12, ∴阴影部分面积=S正方形MFGC﹣S△CDG =a2+b2ab =28﹣6 =22, 故选:B. 24.中国古代数学家赵爽创制了一幅“弦图”,创造性地证明了勾股定理.它是由四个全等的直角三角形(△ABG,△BCH,△CDE,△DAF)和中间一个小正方形EFGH拼成的大正方形ABCD.如图,连结AE,BE,若AE=AB,则△ABE与正方形ABCD的面积之比为(  ) A. B. C. D. 【答案】B 【解答】解:过点A作AM⊥BE于点M,如图所示: 设正方形EFGH的边长为a, ∴EF=FG=FH=HE=a,∠GFE=∠FEH=∠EHG=90°, ∴AF⊥DE,∠DEC=EHB=90°, ∴△DEC和△EHB都是直角三角形, ∵四边形ABCD是正方形, ∴AB=AD, ∵AE=AB, ∴AE=AD, ∴△ADE是等腰三角形, 又∵AF⊥DE, ∴DF=EF=a, ∴DE=DF+EF=2a,CE=DF=EH=BH=a, 在Rt△DEC中,由勾股定理得:CD, ∴S正方形ABCD5a2,AE=AB=CD, 在Rt△EHB中,EH=BH=a, 由勾股定理得:BE, 在△ABE中,AE=AB=√5a,AM⊥BE于点M, ∴BMBE, 在Rt△ABM中,由勾股定理得:AM, ∴S△ABEBE•AM, ∴. 故选:B. 25.大约在公元222年,赵爽为《周髀算经》一书作序时,介绍了“勾股圆方图”,亦称“赵爽弦图”(如图1),某数学兴趣小组类比“赵爽弦图”构造出图2:△ABC为等边三角形,AD、BE、CF围成的△DEF也是等边三角形.已知点D、E、F分别是BE、CF、AD的中点,若△ABC的面积为14,则△DEF的面积是(  ) A.1 B.2 C.3 D.4 【答案】B 【解答】解:如图,连接BF, ∵点D、E、F分别是BE、CF、AD的中点, ∴S△BDF=S△DEF,S△BDF=S△ABF, 由题意可知,S△ABD=S△AFC=S△BEC, ∴S△ABD=S△AFC=S△BEC=2S△DEF, ∴S△ABC=S△ABD+S△BCE+S△AFC+S△EDF=7S△DEF, ∵S△ABC=14, ∴S△DEF=2, 故选:B. 26.第二十四届国际数学家大会会徽的设计基础是1700多年前中国古代数学家赵爽的“弦图”.如图,在由四个全等的直角三角形(△ABE,△BFC,△CGD,△DHA)和中间一个小正方形EFGH拼成的大正方形ABCD中,延长AH至点M,使得CM⊥AM,记A、C两点的水平距离AM为x,垂直距离CM为y,正方形ABCD的面积为S1,△BFC的面积为S2.若S1=8S2,则x:y的值为   . 【答案】. 【解答】解:设AE=a,BE=b,AB=c, 在直角三角形ABE中,由勾股定理得:AB2=AE2+BE2, ∴c2=a2+b2, 依题意,CF=BE=AH=b,AE=BF=CG=DH=a, ∵CM⊥AM,A、C两点的水平距离AM为x,垂直距离CM为y, ∴四边形CFEM为矩形, ∴EM=CF=b,CM=EF=b﹣a=y, ∴MA=b+a=x, ∵正方形ABCD的面积为S1,△BFC的面积为S2,S1=8S2, ∴, ∴, ∴(负值已舍去), 故答案为:. 27.如图,我们运用图1中大正方形的面积可表示为(a+b)2,也可表示为c2+4ab,即可得到(a+b)2=c2+4ab,由此推导出一个重要的结论a2+b2=c2,这个重要的结论就是著名的“勾股定理”. (1)如图2,它由两个全等的直角三角形与一个小直角梯形组成,恰好拼成一个大直角梯形,请用其中面积的不同表示方法证明勾股定理. (2)观察图3,分解因式p2+q2+s2+2pq+2ps+2qs= (p+q+s)2 ;若x、y、z为实数,6x+4y+z=16,9x2+4y280,利用上述结论求12xy+3xz+2yz的值. 【答案】(1)见解答; (2)(p+q+s)2,﹣16. 【解答】(1)证明:如图,连接EF, ∵△ABE≌△CBF,∠ABC=90°, ∴∠ABE=∠CBF(全等三角形对应角相等), ∴∠EBF=∠CBE+∠CBF=∠CBE+∠ABE=∠ABC=90°, ∴根据三角形的面积公式得,, ∵, , , ∵S△BEF=S梯形ABFD﹣S△ABE﹣S△DEF, ∴, ∴, ∴m2+n2=t2; (2)解:由图形可知,p2+q2+s2+2pq+2ps+2qs=(p+q+s)2, ∵6x+4y+z=16, ∴(6x+4y+z)2=162, ∴36x2+16y2+z2+48xy+12xz+8yz=256, ∴, ∵, ∴12xy+3xz+2yz=64﹣80=﹣16. 即12xy+3xz+2yz的值为﹣16, 故答案为:(p+q+s)2. 28.著名的赵爽弦图(如图①,其中四个直角三角形较大的直角边长都为a,较小的直角边长都为b,斜边长都为c),大正方形的面积可以表示为c2,也可以表示为,由此推导出重要的勾股定理:如果直角三角形两条直角边长为a,b,斜边长为c,则a2+b2=c2. 【结论探究】 (1)图②为美国第二十任总统伽菲尔德的“总统证法”,请你利用图②推导勾股定理; 【结论应用】 (2)如图③,在一条东西走向河流的一侧有一村庄C,河边原有两个取水点A,B,AB=AC,由于某种原因,由C到A的路现在已经不通,该村为方便村民取水决定在河边新建一个取水点H(A,H,B在同一条直线上),并新修一条路CH,且CH⊥AB.测得CH=0.8千米,HB=0.6千米,求新路CH比原路CA少多少千米? 【问题拓展】 (3)△ABC中,AC=10,BC=17,AB=21,CH⊥AB,垂足为H,请直接写出CH的值. 【答案】(1)见解答; (2)新路CH比原路CA少千米; (3)CH=8. 【解答】(1)证明:∵梯形ABCD的面积可表示为, 也可以表示为, ∴, 整理,得a2+b2=c2; (2)设AB=AC=x千米, ∴AH=AB﹣BH=(x﹣0.6)千米, 在Rt△ACH中, 由勾股定理,得CA2=CH2+AH2, 即x2=0.82+(x﹣0.6)2, 解得, 即千米, ∴(千米), 答:新路CH比原路CA少千米; (3)CH=8. 理由:如图,设AH=y, ∵AB=21, ∴BH=21﹣y, ∵CH⊥AB,垂足为H, ∴△ACH,△BCH都是Rt△, 在Rt△ACH中, ∵AC=10, ∴由勾股定理,得CH2=AC2﹣AH2=102﹣y2, 在Rt△BCH中, ∵BC=17, ∴由勾股定理,得CH2=BC2﹣BH2=172﹣(21﹣y)2, ∴102﹣y2=172﹣(21﹣y)2, 解得y=6, 在Rt△ACH中, 由勾股定理,得CH8, 题型06 勾股定理的实际应用 29.已知两个型号的圆柱形笔筒的底面直径相同,高度分别是8cm和12cm.将一支铅笔按如图方式先后放入两个笔筒,铅笔露在外面部分的长分别为3cm和1cm,则铅笔的长是(  ) A.22cm B.21cm C.20cm D.19cm 【答案】A 【解答】解:设铅笔长度为xcm, 已知两个型号的圆柱形笔筒的底面直径相同,高度分别是8cm和12cm.铅笔露在外面部分的长分别为3cm和1cm, ∴(x﹣3)2﹣82=(x﹣1)2﹣122, 解得x=22, 故铅笔的长为22cm, 故选:A. 30.如图,是一种饮料的包装盒,长、宽、高分别为4cm、3cm、12cm,现有一长为16cm的吸管插入到盒的底部,则吸管露在盒外的部分h的取值范围为(  ) A.3<h<4 B.3≤h≤4 C.2≤h≤4 D.h=4 【答案】B 【解答】解:①当吸管放进杯里垂直于底面时露在杯口外的长度最长,最长为16﹣12=4(cm); ②露出部分最短时与底面对角线和高正好组成直角三角形, 底面对角线直径为5cm,高为12cm, 由勾股定理可得杯里面管长为13cm,则露在杯口外的长度最长为16﹣13=3cm; 则可得露在杯口外的长度在3cm和4cm范围变化. 故选:B. 31.华表柱是一种中国传统建筑形式,天安门前耸立着高大的汉白玉华表,每根华表重约20000公斤,如图,在底面周长约为3米带有层层回环不断的云朵石柱上,有一条雕龙从柱底向柱顶(从A点到B点)均匀地盘绕3圈,每根华表刻有雕龙部分的柱身高约12米,则雕刻在石柱上的巨龙至少(  )米. A. B.20 C.15 D. 【答案】C 【解答】解:展开图: 12÷3=4(米), (米), 5×3=15(米), 故选:C. 32.如图,秋千静止时,踏板离地的垂直高度BE=1m,将它往前推6m至C处时(即水平距离CD=6m),踏板离地的垂直高度CF=4m,它的绳索始终拉直,则绳索AC的长是(  ) A. B. C.6m D. 【答案】B 【解答】解:设绳索AC的长是xm,则AB=xm, ∵DE=FC=4m,BE=1m, ∴AD=AB+BE﹣DE=x+1﹣4=(x﹣3)m, 在Rt△ACD中,由勾股定理得:AC2=AD2+CD2, 即x2=(x﹣3)2+62, 解得:x, 即绳索AC的长是m, 故选:B. 33.风筝,自春秋时期起源,至今已承载两千多年的智慧.为探索其蕴含的数学原理,某综合实践小组以“测量风筝离地面的垂直高度”为主题展开实践活动,探索过程如下: 【抽象模型】该小组基于风筝放飞的实际情况,画出了如图1所示的示意图,其中点A为风筝所在的位置,BC为牵线放风筝的手到风筝的水平距离,AB为风筝线的长度,AD为风筝到地面的垂直距离. 【测量数据】小组成员测量了图1相关数据,测得BC长为24米,根据手中剩余线的长度计算出风筝线AB的长为25米,牵线放风筝的手到地面的距离(即CD的长)为1.8米. 【问题解决】根据以上信息,解决下列问题: (1)请根据图1中测得的数据,计算此时风筝离地面的垂直高度AD; (2)如图2,若风筝沿DA方向再上升8米到达点E,且风筝线的长度不变,放风筝的同学沿射线BC方向前进,放风筝的手水平移至点F处,则BF的长度是多少米? 【答案】(1)风筝离地面的垂直高度AD为8.8米; (2)4米. 【解答】解:(1)在Rt△ABC中,(米), ∴AD=AC+CD=7+1.8=8.8(米). 答:此时风筝离地面的垂直高度AD为8.8(米). (2)CE=AC+AE=7+8=15(米), 由题意可得:EF=AB=25(米), 在Rt△EFC中,(米), ∴BF=BC﹣CF=24﹣20=4(米), 答:他应该朝射线BC方向前进4米. 34.我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AB由点A行驶向点B,已知点C为一海港,且点C与直线AB上两点A,B的距离分别为300km和400km,且AB=500km,以台风中心为圆心周围250km以内为受影响区域. (1)求证:∠ACB=90°; (2)海港C受台风影响吗?为什么? (3)若台风的速度为40km/h,则台风影响该海港持续的时间有多长? 【答案】(1)见解答; (2)海港C受到台风影响; (3)台风影响该海港持续的时间为3.5h. 【解答】解:(1)∵AC=300km,BC=400km,AB=500km, ∴AC2+BC2=AB2. ∴△ABC是直角三角形, ∴∠ACB=90°; (2)海港C受台风影响. 理由如下:如图,过点C作CD⊥AB于D. ∵S△ABCAC•BCAB•CD, ∴CD240(km), ∵250>240, ∴海港C受到台风影响; (3)当EC=250km,FC=250km时,正好影响C港口. 在Rt△CED中,由勾股定理得 ED70(km), ∴EF=140km, ∵台风的速度为40km/h, ∴140÷40=3.5(h). ∴台风影响该海港持续的时间为3.5h. 题型07 勾股定理中的压轴题 35.如图,已知△ABC中,∠B=90°,AB=8cm,BC=6cm,P、Q是△ABC边上的两个动点,其中点P从点A开始沿A→B方向运动,且速度为每秒1cm,点Q从点B开始沿B→C方向运动,且速度为每秒2cm,它们同时出发,设出发的时间为t秒. (1)当t=2秒时,求PQ的长; (2)求出发时间为几秒时,△PQB是等腰三角形? (3)若Q沿B→C→A方向运动,则当点Q在边CA上运动时,求能使△BCQ成为等腰三角形的运动时间. 【答案】见试题解答内容 【解答】(1)解:(1)BQ=2×2=4cm, BP=AB﹣AP=8﹣2×1=6cm, ∵∠B=90°, PQ2(cm); (2)解:根据题意得:BQ=BP, 即2t=8﹣t, 解得:t; 即出发时间为秒时,△PQB是等腰三角形; (3)解:分三种情况: ①当CQ=BQ时,如图1所示: 则∠C=∠CBQ, ∵∠ABC=90°, ∴∠CBQ+∠ABQ=90°, ∠A+∠C=90°, ∴∠A=∠ABQ ∴BQ=AQ, ∵∠B=90°,AB=8cm,BC=6cm, ∴AC10(cm), ∴CQ=AQAC=5(cm), ∴BC+CQ=11(cm), ∴t=11÷2=5.5秒. ②当CQ=BC时,如图2所示: 则BC+CQ=12(cm), ∴t=12÷2=6秒. ③当BC=BQ时,如图3所示: 过B点作BE⊥AC于点E, 则BE4.8(cm) ∴CE3.6cm, ∴CQ=2CE=7.2cm, ∴BC+CQ=13.2cm, ∴t=13.2÷2=6.6秒. 由上可知,当t为5.5秒或6秒或6.6秒时, △BCQ为等腰三角形. 36.我们新定义一种三角形:两边平方和等于第三边平方的4倍的三角形叫做常态三角形.例如:某三角形三边长分别是5,6和8,因为62+82=4×52=100,所以这个三角形是常态三角形. (1)若△ABC三边长分别是2,和4,则此三角形  是  常态三角形(填“是”或“不是”); (2)若Rt△ABC是常态三角形,则此三角形的三边长之比为  ::  (请按从小到大排列); (3)如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC=6,点D为AB的中点,连接CD,若△BCD是常态三角形,求△ABC的面积. 【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)∵22+42=4×()2=20, ∴△ABC三边长分别是2,和4,则此三角形是常态三角形. 故答案为:是; (2)∵Rt△ABC是常态三角形, ∴设两直角边长为:a,b,斜边长为:c, 则a2+b2=c2,a2+c2=4b2, 则2a2=3b2, 故a:b:, ∴设ax,bx, 则cx, ∴此三角形的三边长之比为:::. 故答案为:::; (3)∵Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC=6,点D为AB的中点,△BCD是常态三角形, ∴当AD=BD=DC,CD2+BD2=4×62时, 解得:BD=DC=6, 则AB=12, 故AC6, 则△ABC的面积为:6×6. 当AD=BD=DC,CD2+BC2=4×BD2时, 解得:BD=DC=2, 则AB=4, 故AC=2, 则△ABC的面积为:6×26. 故△ABC的面积为或6. 37.回顾人类文明历史,勾股定理所揭示的直角三角形三边关系早已被广泛应用,被认为是人类最早发现、最基本以及应用最广的数学定理之一.历史上不同时代、不同国家的人士,先后给出了各种证明方法,据统计已有数百种,其中中国历代数学家的贡献独树一帜. 【拼图证明】晓风对勾股定理的证明进行了再研究.他动手操作,用四张全等的直角三角形纸片(直角边分别为a、b,斜边为c)拼成如图1所示的图形.从面积的角度思考,不难发现:大正方形面积=4个小三角形面积+小正方形面积,从而得到等式,化简证得勾股定理a2+b2=c2. 【图形变式】晓华同学受此启发,对原图进行折叠与拼接,提出以下问题: (1)如图1,若b=2a,那么小正方形面积:大正方形面积的比值等于 ,5:4  . (2)如图2,晓华先将图1上方的两直角三角形向内折叠,如果a=3,b=5,那么空白部分的面积等于 19  . (3)如图3,晓华再将4个直角三角形紧密的拼接成风车状,已知外围轮廓(实线)的周长为28,OC=2,求该风车状图案的面积. 【迁移运用】如图4,用三张含60°角的全等三角形纸片能拼出一个大等边三角形,你能仿照勾股定理的验证过程,发现含60°角的三角形三边a、b、c之间的关系吗? (4)请直接写出此等量关系式:a2+b2﹣ab=c2 .(知识补充:如图5,含60°角的直角三角形,对边y:斜边x=定值k.) 【答案】(1)5:9; (2)19; (3); (4)a2+b2﹣ab=c2. 【解答】解:(1)∵,b=2a, ∴, ∴,即小正方形面积:大正方形面积=5:9, 故答案为:5:9; (2)根据题意得, , ∵空白部分的面积为=小正方形的面积﹣两个三角形的面积, ∴,即空白部分的面积为19, 故答案为:19; (3)如图, 根据题意得, AB+AC=28÷4=7,OB=OC=2. 设AC=x,则OA=2+x,AB=7﹣x. 在Rt△ABO中,OA2+OB2=AB2, 即(x+2)2+22=(7﹣x)2, 解得, ∴, ∴该风车状图案的面积; (4)a2+b2﹣ab=c2. 理由:设大正三角形的高为h大,中心小正三角形的高为h小,三个全等三角形的边a上的高为h单. 由图可知大正三角形面积=三个全等三角形面积+小正三角形面积, , ∴大等边三角形的面积, , ∴小等边三角形的面积, , , ∴三个这样的三角形面积之和为, ∴, 即(a+b)2=c2+3ab, ∴a2+b2﹣ab=c2, 故答案为:a2+b2﹣ab=c2. 38.综合与实践 【背景介绍】勾股定理是几何学中的明珠,充满着魅力.如图1是著名的赵爽弦图,由四个全等的直角三角形拼成,用它可以证明勾股定理,思路是大正方形的面积有两种求法,一种是等于c2,另一种是等于四个直角三角形与一个小正方形的面积之和,即,从而得到等式,化简便得结论a2+b2=c2.这里用两种求法来表示同一个量从而得到等式或方程的方法,我们称之为“双求法”. 【方法运用】千百年来,人们对勾股定理的证明趋之若鹜,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者.向常春在2010年构造发现了一个新的证法:把两个全等的直角△ABC和△DEA如图2放置,其三边长分别为a,b,c,∠BAC=∠DEA=90°,显然BC⊥AD. (1)请用a,b,c,分别表示出四边形ABDC,梯形AEDC,△EBD的面积,再探究这三个图形面积之间的关系,证明勾股定理a2+b2=c2. (2)请利用“双求法”解决下面的问题:如图3,小正方形边长为1,连接小正方形的三个顶点,则△ABC面积为  6  . (3)如图4,在△ABC中,AD是BC边上的高,AB=5,AC=6,BC=7,设BD=x,求x的值. 【答案】见试题解答内容 【解答】(1)证明:∵,,, S四边形ABCD=S梯形AEDC+S△BED, ∴, ∴, ∴a2+b2=c2; (2)解:, 故答案为:6; (3)解:在Rt△ABD中,由勾股定理得: AD2=AB2﹣BD2=52﹣x2=25﹣x2 ∵BD+CD=BC=7, ∴CD=BC﹣BD=7﹣x 在Rt△ACD中,由勾股定理得 AD2=AC2﹣CD2=62﹣(7﹣x)2=﹣13+14x﹣x2 ∴25﹣x2=﹣13+14x﹣x2, ∴. 39.某兴趣小组在学习了勾股定理之后提出:“锐(钝)角三角形有没有类似于勾股定理的结论”的问题.首先定义了一个新的概念:如图(1)△ABC中,M是BC的中点,P是射线MA上的点,设k,若∠BPC=90°,则称k为勾股比. (1)如图(1),过B、C分别作中线AM的垂线,垂足为E、D.求证:CD=BE. (2)①如图(2),当k=1,且AB=AC时,AB2+AC2= 2.5  BC2(填一个恰当的数). ②如图(1),当k=1,△ABC为锐角三角形,且AB≠AC时,①中的结论还成立吗?若成立,请写出证明过程;若不成立,也请说明理由; ③对任意锐角或钝角三角形,如图(1)、(3),请用含勾股比k的表达式直接表示AB2+AC2与BC2的关系(写出锐角或钝角三角形中的一个即可). 【答案】见试题解答内容 【解答】(1)证明:∵M是BC的中点, ∴BM=CM, ∵BE⊥AM于E,CD⊥AM于D, ∴∠E=∠CDM=90°, 在△BME和△CMD中, , ∴△BME≌△CMD(AAS), ∴CD=BE; (2)①AB2+AC2=2.5BC2. 理由如下:∵AM是△ABC的中线, ∴PM=BM=CMBC, ∵k=1, ∴AP=PM, ∴AM=2PM=BC, 在Rt△ABM中,AB2=AM2+BM2=BC2BC2BC2, 在Rt△ACM中,AC2=AM2+CM2=BC2BC2BC2, ∴AB2+AC2BC2BC2=2.5BC2; 即AB2+AC2=2.5BC2; ②结论仍然成立. 设EM=DM=a,则AE=AM+a,AD=AM﹣a, 在Rt△ABE中,AB2=AE2+BE2=(AM+a)2+BE2=AM2+2AM•a+a2+BE2, 在Rt△ACD中,AC2=AD2+CD2=(AM﹣a)2+CD2=AM2﹣2AM•a+a2+CD2, ∴AB2+AC2=2AM2+(a2+BE2)+(a2+CD2), ∵BE⊥AM于E,CD⊥AM于D, ∴∠E=∠CDM=90°, ∴a2+BE2=BM2BC2,a2+CD2=CM2BC2, ∴AB2+AC2=2AM2BC2, ∵1, ∴AP=PM, ∵∠BPC=90°,AM是△ABC的中线, ∴PMBC, 若△ABC是锐角三角形,则AM=AP+PM=PM+PM=(1+1)PM=BC, ∴AB2+AC2=2×BC2BC2BC2, 即AB2+AC2=2.5BC2; ③结论:锐角三角形:AB2+AC2BC2, 钝角三角形:AB2+AC2BC2, 理由如下:设EM=DM=a,则AE=AM+a,AD=AM﹣a, 在Rt△ABE中,AB2=AE2+BE2=(AM+a)2+BE2=AM2+2AM•a+a2+BE2, 在Rt△ACD中,AC2=AD2+CD2=(AM﹣a)2+CD2=AM2﹣2AM•a+a2+CD2, ∴AB2+AC2=2AM2+(a2+BE2)+(a2+CD2), ∵BE⊥AM于E,CD⊥AM于D, ∴∠E=∠CDM=90°, ∴a2+BE2=BM2BC2,a2+CD2=CM2BC2, ∴AB2+AC2=2AM2BC2, ∵k, ∴AP=kPM, ∵∠BPC=90°,AM是△ABC的中线, ∴PMBC, 若△ABC是锐角三角形,则AM=AP+PM=kPM+PM=(k+1)PMBC, ∴AB2+AC2=2×(BC)2BC2BC2, 即AB2+AC2BC2; 若△ABC是钝角三角形,则AM=PM﹣AP=PM﹣kPM=(1﹣k)PMBC, AB2+AC2=2×(BC)2BC2BC2, 即AB2+AC2BC2. 40.在“勾股定理”一章的学习中,我们体会到了勾股定理应用的广泛性,以及“数形结合”是解决数学问题的一种重要的思想方法. 【已有知识】由于,由此得到在数轴上表示对应的点的方法,如图1.结合正方形网格,我们还可以表示某些长度为无理数的线段. 【运用知识】(1)如图2,点O、点A在数轴上,且OA=2,AB=1,AB⊥OA于A,以点O为圆心,OB长为半径画弧,交数轴于点P,则点P表示的数是   .(直接写出答案) (2)请在图3的正方形网格(每个小正方形的边长均为1)内. ①画出顶点在格点的△ABC,其中,,; ②求出△ABC的面积. 【拓展探究】(3)如图4,结合直角坐标系,我们发现:要求出坐标系中A、B两点的距离,显然是转化为求Rt△ABC的斜边长.下面以求DE为例来说明如何解决: 从坐标系中发现:D(﹣1,﹣4),E(6,﹣2),所以DF=|6﹣(﹣1)|=7,EF=|﹣2﹣(﹣4)|=2,所以由勾股定理可得,. ①在图5中,设A(x1,y1),B(x2,y2),AC∥y轴,BC∥x轴,AC⊥BC于点C,则AC=y1﹣y2 ,BC=x1﹣x2 ,由此得到平面直角坐标系内任意两点间的距离公式,;(直接写出答案) ②图4中,平面直角坐标系中有两点M(﹣3,4),N(﹣6,1),P为x轴上任一点,则PM+PN的最小值为   ;(直接写出答案) ③应用平面内两点间的距离公式,求代数式的最小值为:   .(直接写出答案) 【答案】(1); (2)①;②2; (3)①y1﹣y2,x1﹣x2;②;③. 【解答】解:(1)∵, ∴, ∴数轴中点P表示的数是. 故答案为:; (2)①如图所示,△ABC即为所求; ②AC2+BC2=2+8=10=AB2, ∴∠ACB=90°, ∴△ABC 的面积; (3)①∵A(x1,y1),B(x2,y2),AC∥y轴,BC∥x轴,AC⊥BC, ∴AC=y1﹣y2,BC=x1﹣x2. 故答案为:y1﹣y2,x1﹣x2; ②如图,作点N关于x轴对称的点G,连接MG,直线MG与x轴的交点即为所求的点P. ∵N(﹣6,1), ∴G(﹣6,﹣1), ∵M(﹣3,4), ∴PM+PN=PM+PG=MG,即 PM+PN的最小值为. 故答案为:; ③∵把式看成点(x,y)到两点(﹣1,2)和(5,﹣1)的距离之和, ∴两点 (﹣1,2)和 (5,﹣1)的距离是的最小值, ∴最小值为:. 故答案为:. 1 / 37 学科网(北京)股份有限公司 $ 专题04 勾股定理期末常考知识点中的难点与压轴题 题型01 勾股定理与面积(关系与求值) 考点02 勾股定理解决两点间的距离问题 考点03 勾股定理解决最值问题 考点04 勾股定理的数形结合 考点05 勾股定理证明图形中的求值 题型06 勾股定理的实际应用 题型07 勾股定理中的压轴题 题型01 勾股定理与面积(关系与求值) 1.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,分别以这个三角形的三边为边长作正方形,面积分别记为S1、S2、S3,若S1+S3﹣S2=32,则阴影部分面积为(  ) A.8 B.14 C.16 D.18 2.如图,已知Rt△ABC,∠ACB=90°,∠ABC=30°,AB=2,分别以△ABC的三条边为直径作半圆,则图中阴影部分的面积S1+S2+S3=(  ) A.3 B. C. D. 3.如图,Rt△ABC中,∠BAC=90°,分别以直角三角形的三边为直径作三个半圆,再以斜边为边作正方形,若阴影部分的面积关系满足4(S1+S2)=S3,则下列说法正确的是(  ) A.AB=AC B.2AB=AC C.2AB=BC D.2AC=BC 4.“勾股树”是以正方形一边为斜边向外作直角三角形,再以该直角三角形的两直角边分别向外作正方形,重复这一过程所画出来的图形,假设如图分别是第一代勾股树、第二代勾股树、第三代勾股树…依此类推,如果第一个正方形面积为1,则第2026代勾股树中所有正方形的面积和为(  ) A.1013 B.2027 C.2026 D.2025 5.如图,在四边形ABCD中,∠DAB=∠BCD=90°,分别以四边形的四条边为边向外作四个正方形.若S1+S4=80,S3=20,则S2=(  ) A.50 B.60 C.100 D.110 6.如图,在Rt△ABC中,分别以这个三角形的三边为边长向外侧作正方形,面积分别记为S1,S2,S3,若S3+S1﹣S2=12,则图中阴影部分的面积为(  ) A.3 B.4 C.5 D.6 7.如图,分别以Rt△ABC的三边为边长向外侧作正方形,面积分别记为S1,S2,S3,若S3+2S2﹣S1=48,则图中阴影部分的面积为(  ) A.8 B.12 C.6 D.24 8.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,分别以AC、BC、AB为边向外作正方形ACDE、正方形CBHP、正方形BAFG,其面积分别为S1、S2,S3,则S1、S2、S3之间的等量关系为     ;分别以GH、PD、EF为边向外作正方形,其面积分别为S4、S5、S6,则S4、S5、S6之间的等量关系为     . 9.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,以AC,BC和AB为边向上作正方形ACED和正方形BCMI和正方形ABGF,点G落在MI上,若AC+BC=7,空白部分面积为24,则图中阴影部分的面积是     . 考点02 勾股定理解决两点间的距离问题 10.在平面直角坐标系中,点A(1,3)、B(﹣2,2)、C(0,4),判断△ABC的形状. 11.综合与实践 【问题情境】 在平面直角坐标系中,有不重合的两点A(x1,y1)和点B(x2,y2),若x1=x2,则AB∥y轴,且线段AB的长度为|y1﹣y2|;若y1=y2,则AB∥x轴,且线段AB的长度为|x1﹣x2|. 【知识应用】 (1)若点A(﹣1,1),B(2,1),则AB∥x轴,AB的长度为     ; 【拓展延伸】 我们规定:平面直角坐标系中,任意不重合的两点M(x1,y1),N(x2,y2)之间的折线距离为d(M,N)=|x1﹣x2|+|y1﹣y2|.例如:图1中,点M(﹣1,1)与点N(1,﹣2)之间的折线距离为d(M,N)=|﹣1﹣1|+|1﹣(﹣2)|=2+3=5. 【问题解决】 (2)如图2,已知E(2,0),若F(﹣1,﹣1),则d(E,F)=     ; (3)如图2,已知E(2,0),G(1,t),若d(E,G)=3,则t的值为     ; (4)如图3,已知E(2,0),H(0,2),点P是△EOH的边上一点,若,求点P的坐标. 12.先阅读下列一段文字,再回答问题. 已知平面内两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),这两点间的距离.同时,当两点所在的直线在坐标轴上或平行于坐标轴或垂直于坐标轴时,两点间的距离公式可简化为|x2﹣x1|或|y2﹣y1|. (1)已知点A(2,4),B(﹣3,﹣8),试求A,B两点间的距离; (2)已知点A,B所在的直线平行于y轴,点B的纵坐标为2,A,B两点间的距离为4,求点A的纵坐标; (3)已知△ABC各顶点的坐标分别为A(﹣2,1),B(1,﹣1),C(3,2),你能判断△ABC的形状吗?说明理由. 13.在“勾股定理”的学习中,我们体会到了勾股定理应用的广泛性,以及“数形结合”是解决数学问题的一种重要的思想方法.由得到在数轴上寻找所表示的点的方法,如图1. (1)【类比运用】结合正方形网格,我们还可以表示某些长度为无理数的线段.请在图2正方形网格(每个小正方形的边长为1)内: ①画出顶点在格点的△ABC,其中,,; ②求出①中所画△ABC的面积. (2)【拓展运用】 ①在图3中,设A(x1,y1),B(x2,y2),AC∥y轴,BC∥x轴,AC⊥BC于点C,则AC=     ,BC=     ,由此得到平面直角坐标系内任意两点间的距离公式:; ②求代数式的最小值为     . 考点03 勾股定理解决最值问题 14.如图,在△ABC中,AB=6,BC=8,∠B=90°,若P是AC上的一个动点,则AP+BP+CP的最小值是(  ) A.14.8 B.15 C.15.2 D.16 15.如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=3,BC=4,点D为AC上的动点,点E,F分别为AB,AD的中点,则EF最小值为(  ) A. B. C. D. 16.如图,在△ABC中,AC=6,BC=8,AB=10,点D为边AB上一动点,DE⊥AC于E,DF⊥BC于F,点P为EF中点,则PD的最小值为(  ) A.2.4 B.4.8 C.6 D.8 17.如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=8,BC=6,点D,E分别在边AB,BC上,连接DE,点F,G分别是AC,DE的中点,连接FG,若DE=6,则FG的最小值是(  ) A.1.8 B.2 C. D.2.5 18.如图,在四边形ABCD中,∠ABC=∠BAD=90°,AB=4,AD=2,AD<BC,点E在线段BC上运动,点F在线段AE上,∠ADF=∠BAE,则∠AFD=    ,线段BF的最小值为    . 19.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,,点D,E分别是线段BC,AB上的动点(点D不与点C重合),且CD=AE,连接AD,CE,则AD+CE的最小值为    . 考点04 勾股定理的数形结合 20.如图,C为线段BD上一动点,分别过点B、D作AB⊥BD,ED⊥BD,连接AC、EC.已知AB=2,DE=1,BD=8,设CD=x. (1)用含x的代数式表示AC+CE的长; (2)请问点C满足什么条件时AC+CE的值最小;并求出AC+CE的最小值. (3)参照上面构图的思想方法,构图求代数式的最小值. 21.如图,C为线段BD上一动点,分别过点B、D作AB⊥BD,ED⊥BD;连接AC、CE.已知AB=3,DE=2,BD=12,设CD=x. (1)①用含x的代数式表示AC+CE的长; ②求出AC+CE的最小值. (2)根据(1)中的规律和结论,重新构图求出代数式的最小值. (3)若正实数a,b,c满足a+b=5﹣c,请构图求出代数式的最小值. 考点05 勾股定理证明图形中的求值 22.“出入相补”原理是中国古典数学理论的奠基人之一、魏晋时期伟大的数学家刘徽创立的.我国古代数学家运用出入相补原理在勾股定理证明、开平方、解二次方程等诸多方面取得了巨大成就.如图,是刘徽用出入相补法证明勾股定理的“青朱出入图”,其中四边形ABCD、BEFG、AHIG均为正方形.若S正方形AHIG=20,AD=3,则S△GFI=(  ) A. B. C. D. 23.如图,图1是东汉末年数学家刘徽根据“割补术”运用数形关系证明勾股定理时的青朱出入图,图中的两个青入的三角形分别与两个青出的三角形全等.朱入与朱出的三角形全等,朱方与青方是两个正方形.探究学习中,标上字母绘成图2所示,若记朱方对应正方形GDJH的边长为a,青方对应正方形ABCD的边长为b,已知b﹣a=2,a2+b2=28,则图2中的阴影部分面积为(  ) A.20 B.22 C.23 D.24 24.中国古代数学家赵爽创制了一幅“弦图”,创造性地证明了勾股定理.它是由四个全等的直角三角形(△ABG,△BCH,△CDE,△DAF)和中间一个小正方形EFGH拼成的大正方形ABCD.如图,连结AE,BE,若AE=AB,则△ABE与正方形ABCD的面积之比为(  ) A. B. C. D. 25.大约在公元222年,赵爽为《周髀算经》一书作序时,介绍了“勾股圆方图”,亦称“赵爽弦图”(如图1),某数学兴趣小组类比“赵爽弦图”构造出图2:△ABC为等边三角形,AD、BE、CF围成的△DEF也是等边三角形.已知点D、E、F分别是BE、CF、AD的中点,若△ABC的面积为14,则△DEF的面积是(  ) A.1 B.2 C.3 D.4 26.第二十四届国际数学家大会会徽的设计基础是1700多年前中国古代数学家赵爽的“弦图”.如图,在由四个全等的直角三角形(△ABE,△BFC,△CGD,△DHA)和中间一个小正方形EFGH拼成的大正方形ABCD中,延长AH至点M,使得CM⊥AM,记A、C两点的水平距离AM为x,垂直距离CM为y,正方形ABCD的面积为S1,△BFC的面积为S2.若S1=8S2,则x:y的值为    . 27.如图,我们运用图1中大正方形的面积可表示为(a+b)2,也可表示为c2+4ab,即可得到(a+b)2=c2+4ab,由此推导出一个重要的结论a2+b2=c2,这个重要的结论就是著名的“勾股定理”. (1)如图2,它由两个全等的直角三角形与一个小直角梯形组成,恰好拼成一个大直角梯形,请用其中面积的不同表示方法证明勾股定理. (2)观察图3,分解因式p2+q2+s2+2pq+2ps+2qs=    ;若x、y、z为实数,6x+4y+z=16,9x2+4y280,利用上述结论求12xy+3xz+2yz的值. 28.著名的赵爽弦图(如图①,其中四个直角三角形较大的直角边长都为a,较小的直角边长都为b,斜边长都为c),大正方形的面积可以表示为c2,也可以表示为,由此推导出重要的勾股定理:如果直角三角形两条直角边长为a,b,斜边长为c,则a2+b2=c2. 【结论探究】 (1)图②为美国第二十任总统伽菲尔德的“总统证法”,请你利用图②推导勾股定理; 【结论应用】 (2)如图③,在一条东西走向河流的一侧有一村庄C,河边原有两个取水点A,B,AB=AC,由于某种原因,由C到A的路现在已经不通,该村为方便村民取水决定在河边新建一个取水点H(A,H,B在同一条直线上),并新修一条路CH,且CH⊥AB.测得CH=0.8千米,HB=0.6千米,求新路CH比原路CA少多少千米? 【问题拓展】 (3)△ABC中,AC=10,BC=17,AB=21,CH⊥AB,垂足为H,请直接写出CH的值. 题型06 勾股定理的实际应用 29.已知两个型号的圆柱形笔筒的底面直径相同,高度分别是8cm和12cm.将一支铅笔按如图方式先后放入两个笔筒,铅笔露在外面部分的长分别为3cm和1cm,则铅笔的长是(  ) A.22cm B.21cm C.20cm D.19cm 30.如图,是一种饮料的包装盒,长、宽、高分别为4cm、3cm、12cm,现有一长为16cm的吸管插入到盒的底部,则吸管露在盒外的部分h的取值范围为(  ) A.3<h<4 B.3≤h≤4 C.2≤h≤4 D.h=4 31.华表柱是一种中国传统建筑形式,天安门前耸立着高大的汉白玉华表,每根华表重约20000公斤,如图,在底面周长约为3米带有层层回环不断的云朵石柱上,有一条雕龙从柱底向柱顶(从A点到B点)均匀地盘绕3圈,每根华表刻有雕龙部分的柱身高约12米,则雕刻在石柱上的巨龙至少(  )米. A. B.20 C.15 D. 32.如图,秋千静止时,踏板离地的垂直高度BE=1m,将它往前推6m至C处时(即水平距离CD=6m),踏板离地的垂直高度CF=4m,它的绳索始终拉直,则绳索AC的长是(  ) A. B. C.6m D. 33.风筝,自春秋时期起源,至今已承载两千多年的智慧.为探索其蕴含的数学原理,某综合实践小组以“测量风筝离地面的垂直高度”为主题展开实践活动,探索过程如下: 【抽象模型】该小组基于风筝放飞的实际情况,画出了如图1所示的示意图,其中点A为风筝所在的位置,BC为牵线放风筝的手到风筝的水平距离,AB为风筝线的长度,AD为风筝到地面的垂直距离. 【测量数据】小组成员测量了图1相关数据,测得BC长为24米,根据手中剩余线的长度计算出风筝线AB的长为25米,牵线放风筝的手到地面的距离(即CD的长)为1.8米. 【问题解决】根据以上信息,解决下列问题: (1)请根据图1中测得的数据,计算此时风筝离地面的垂直高度AD; (2)如图2,若风筝沿DA方向再上升8米到达点E,且风筝线的长度不变,放风筝的同学沿射线BC方向前进,放风筝的手水平移至点F处,则BF的长度是多少米? 34.我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AB由点A行驶向点B,已知点C为一海港,且点C与直线AB上两点A,B的距离分别为300km和400km,且AB=500km,以台风中心为圆心周围250km以内为受影响区域. (1)求证:∠ACB=90°; (2)海港C受台风影响吗?为什么? (3)若台风的速度为40km/h,则台风影响该海港持续的时间有多长? 题型07 勾股定理中的压轴题 35.如图,已知△ABC中,∠B=90°,AB=8cm,BC=6cm,P、Q是△ABC边上的两个动点,其中点P从点A开始沿A→B方向运动,且速度为每秒1cm,点Q从点B开始沿B→C方向运动,且速度为每秒2cm,它们同时出发,设出发的时间为t秒. (1)当t=2秒时,求PQ的长; (2)求出发时间为几秒时,△PQB是等腰三角形? (3)若Q沿B→C→A方向运动,则当点Q在边CA上运动时,求能使△BCQ成为等腰三角形的运动时间. 36.我们新定义一种三角形:两边平方和等于第三边平方的4倍的三角形叫做常态三角形.例如:某三角形三边长分别是5,6和8,因为62+82=4×52=100,所以这个三角形是常态三角形. (1)若△ABC三边长分别是2,和4,则此三角形     常态三角形(填“是”或“不是”); (2)若Rt△ABC是常态三角形,则此三角形的三边长之比为     (请按从小到大排列); (3)如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC=6,点D为AB的中点,连接CD,若△BCD是常态三角形,求△ABC的面积. 37.回顾人类文明历史,勾股定理所揭示的直角三角形三边关系早已被广泛应用,被认为是人类最早发现、最基本以及应用最广的数学定理之一.历史上不同时代、不同国家的人士,先后给出了各种证明方法,据统计已有数百种,其中中国历代数学家的贡献独树一帜. 【拼图证明】晓风对勾股定理的证明进行了再研究.他动手操作,用四张全等的直角三角形纸片(直角边分别为a、b,斜边为c)拼成如图1所示的图形.从面积的角度思考,不难发现:大正方形面积=4个小三角形面积+小正方形面积,从而得到等式,化简证得勾股定理a2+b2=c2. 【图形变式】晓华同学受此启发,对原图进行折叠与拼接,提出以下问题: (1)如图1,若b=2a,那么小正方形面积:大正方形面积的比值等于    . (2)如图2,晓华先将图1上方的两直角三角形向内折叠,如果a=3,b=5,那么空白部分的面积等于    . (3)如图3,晓华再将4个直角三角形紧密的拼接成风车状,已知外围轮廓(实线)的周长为28,OC=2,求该风车状图案的面积. 【迁移运用】如图4,用三张含60°角的全等三角形纸片能拼出一个大等边三角形,你能仿照勾股定理的验证过程,发现含60°角的三角形三边a、b、c之间的关系吗? (4)请直接写出此等量关系式:    .(知识补充:如图5,含60°角的直角三角形,对边y:斜边x=定值k.) 38.综合与实践 【背景介绍】勾股定理是几何学中的明珠,充满着魅力.如图1是著名的赵爽弦图,由四个全等的直角三角形拼成,用它可以证明勾股定理,思路是大正方形的面积有两种求法,一种是等于c2,另一种是等于四个直角三角形与一个小正方形的面积之和,即,从而得到等式,化简便得结论a2+b2=c2.这里用两种求法来表示同一个量从而得到等式或方程的方法,我们称之为“双求法”. 【方法运用】千百年来,人们对勾股定理的证明趋之若鹜,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者.向常春在2010年构造发现了一个新的证法:把两个全等的直角△ABC和△DEA如图2放置,其三边长分别为a,b,c,∠BAC=∠DEA=90°,显然BC⊥AD. (1)请用a,b,c,分别表示出四边形ABDC,梯形AEDC,△EBD的面积,再探究这三个图形面积之间的关系,证明勾股定理a2+b2=c2. (2)请利用“双求法”解决下面的问题:如图3,小正方形边长为1,连接小正方形的三个顶点,则△ABC面积为     . (3)如图4,在△ABC中,AD是BC边上的高,AB=5,AC=6,BC=7,设BD=x,求x的值. 39.某兴趣小组在学习了勾股定理之后提出:“锐(钝)角三角形有没有类似于勾股定理的结论”的问题.首先定义了一个新的概念:如图(1)△ABC中,M是BC的中点,P是射线MA上的点,设k,若∠BPC=90°,则称k为勾股比. (1)如图(1),过B、C分别作中线AM的垂线,垂足为E、D.求证:CD=BE. (2)①如图(2),当k=1,且AB=AC时,AB2+AC2=    BC2(填一个恰当的数). ②如图(1),当k=1,△ABC为锐角三角形,且AB≠AC时,①中的结论还成立吗?若成立,请写出证明过程;若不成立,也请说明理由; ③对任意锐角或钝角三角形,如图(1)、(3),请用含勾股比k的表达式直接表示AB2+AC2与BC2的关系(写出锐角或钝角三角形中的一个即可). 40.在“勾股定理”一章的学习中,我们体会到了勾股定理应用的广泛性,以及“数形结合”是解决数学问题的一种重要的思想方法. 【已有知识】由于,由此得到在数轴上表示对应的点的方法,如图1.结合正方形网格,我们还可以表示某些长度为无理数的线段. 【运用知识】(1)如图2,点O、点A在数轴上,且OA=2,AB=1,AB⊥OA于A,以点O为圆心,OB长为半径画弧,交数轴于点P,则点P表示的数是    .(直接写出答案) (2)请在图3的正方形网格(每个小正方形的边长均为1)内. ①画出顶点在格点的△ABC,其中,,; ②求出△ABC的面积. 【拓展探究】(3)如图4,结合直角坐标系,我们发现:要求出坐标系中A、B两点的距离,显然是转化为求Rt△ABC的斜边长.下面以求DE为例来说明如何解决: 从坐标系中发现:D(﹣1,﹣4),E(6,﹣2),所以DF=|6﹣(﹣1)|=7,EF=|﹣2﹣(﹣4)|=2,所以由勾股定理可得,. ①在图5中,设A(x1,y1),B(x2,y2),AC∥y轴,BC∥x轴,AC⊥BC于点C,则AC=    ,BC=    ,由此得到平面直角坐标系内任意两点间的距离公式,;(直接写出答案) ②图4中,平面直角坐标系中有两点M(﹣3,4),N(﹣6,1),P为x轴上任一点,则PM+PN的最小值为    ;(直接写出答案) ③应用平面内两点间的距离公式,求代数式的最小值为:    .(直接写出答案) 1 / 37 学科网(北京)股份有限公司 $

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专题04 勾股定理期末常考知识点中的难点与压轴题(高效培优期末专项训练)数学新教材人教版八年级下册
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