内容正文:
章末复习
第二十章勾股定理
1
内容导览图
一.勾股定理
1.文字描述:
在直角三角形中,两直角边的平方的和等于斜边的平方。
2.几何语言:
如图。若直角三角形的两直角边分别是a,b,斜边是c,则有: a2+b2=c2.
变形式: c2=a2+b2;a2=c2−b2;b2=c2−a2.
【题型1】利用勾股定理求直角三角形的第三边
1.已知一个直角三角形的两条直角边长分别是3和5,那么这个三角形的第三条边的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.
2.在△ABC中, ∠C=90°, AB=6, BC=2,则AC²的值为( )
A.4 B.16 C.32 D.40
3.已知一个直角三角形的两边长分别为6和8,则第三边的长是( )
A.10 B.10或 C. D.或
D
D
B
【题型2】利用勾股定理求其他线段的长度
4.如图,在△ABC中, ∠C=90°,点D在边 BC上, AD=BD, DE平分∠ADB交AB于点E.若AC=6,BC=8,则AE的长是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
C
5.如图,△ABC的顶点都在以边长为1的小正方形组成的网格格点上,则BC边上的高等于( )
A. B. C.2 D. 2
B
6.如图,在△ABC中, ∠ACB=90°, AD交 BC于点 D, ∠ADC=70°, ∠ABC=50°,过点 B作 BE⊥AD,垂足为 E, AE=12, BE=5,延长BE交AC的延长线于点 H,则BC=_______.
例1 在Rt△ABC中,已知两直角边分别是5和12,则第三边长度为______.
例2 若直角三角形的两边的长分别为 和2,则该直角三角形第三边长为________.
13
1或
①已知两边,求第三边
典型例题
例3 直接求出下图中x、y和z的值.
2
x
y
1
4
z
90°
90°
90°
45°
30°
60°
2
2
2
②已知一边及一个特殊角
例4 如图,在Rt△ABC中,已知AB长度为6,BC-AC=2,求AC的长度.
B
A
C
解:设AC的长度为x,则BC的长度为(x+2).
在Rt△ABC中,由勾股定理,得:
62+x2=(x+2)2
解得 x=8
即AC的长度为8.
③已知一边及另外两边的数量关系
6
x+2
x
二.勾股定理的证明
赵爽弦图
S大正方形=c2
=(b-a)2+4× ab
化简结果,得c2=a2+b2.
数学思想:
数形结合思想
特殊到一般的思想
转化思想
分类讨论思想
a
b
c
【题型1】判断可以证明勾股定理的图形
7.我国是最早了解勾股定理的国家之一,勾股定理的证明方法也十分丰富.下面图形能证明 a2+b2=c2的是 ( ).
A . ①② B . ①③ C . ②③ D . ②④
C
1.有一个内角为直角的三角形是直角三角形.
2.两个内角互余的三角形是直角三角形.
3.如果三角形的三边长a,b,c满足a2+b2=c2,那么这个三角形是直角三角形.
A
C
B
b
a
c
勾股定理的逆定理
几何语言:∵a2+b2=c2,
∴△ABC是直角三角形.
三.勾股定理的逆定理
例5 试判断下列边长组成的三角形是否为直角三角形:
(1)a=2,b=3,c=4;
(2)a=6,b=8,c=10;
(3)a=5,b=13,c=17.
22+32≠42,不是直角三角形.
62+82=102,是直角三角形.
52+132≠172,不是直角三角形.
像这样,能成为直角三角形三条边长的正整数,称为勾股数.
典型例题
巩固练习
1. 如图,点 D 在 Rt△ABC 的边 AB 上,AD = 8,DB = 2,
CD = 17. 求 AC 和 BC 的长.
17
8
2
解:在 Rt△ACD 中,由勾股定理,
AC = = = 15.
因为AD = 8,DB = 2,所以AB = 10.
在 Rt△ABC 中,由勾股定理,
BC = = =.
2. 两人从同一地点同时出发,一人以 20 m/min 的速度向北直行,
另一人以 30 m/min 的速度向东直行. 10 min 后他们相距多远
(结果取整数)?
解:如图,设两人从 C点出发,10 min 后分别到达
A,B 两点,连接 AB.
依据题意,∠C = 90°,AC = 10× 20 = 200(m),BC =10×30 = 300(m).
在Rt△ABC 中,由勾股定理,
AB = = 361
所以10 min 后他们相距约 361 m.
3. 如图,过圆锥的顶点 P 和底面圆的圆心 O 的平面截圆锥得截面
△PAB,其中 PA = PB,AB 是圆锥底面圆 O 的直径. 已知
PA = 7 , AB = 4 ,求截面△PAB 的面积.
解:根据题意,PA = PB,OA = OB = AB.
所以PO ⊥ AB.
所以 S△PAB = =
由勾股定理,
PO = =
所以截面△PAB 的面积为 .
4. 如图,帐篷的长 l = 2.6 m,其横截面是一个底边长 a = 2 m,
高 h = 1.8 m 的等腰三角形. 制作此帐篷(不包含底面)至少
需要用多少平方米布料(结果保留小数点后一位)?
2 个横截面面积 + 2 个侧面面积.
解:设等腰三角形的腰长为 b.
由勾股定理,h2 += b2 ,
所以 b = =
ah + 2bl = 2 = ≈ 14.3
答:制作此帐篷(不包含底面)至少需要用约 14.3 m2 布料.
5. 如图,每个小正方形的边长都为 1.
(1)求四边形 ABCD 的面积和周长.
(2)∠BCD 是直角吗?请说明理由.
解:(1)由勾股定理,BC = =,
CD = =, AD = =, AB = =,
所以四边形 ABCD 的周长为 AB + BC + CD + AD = + +3.
A
B
C
D
如图,沿格线过 A,B,C 三点作正方形 AEFG,过点 D 作 DH ⊥ AG 于点 H.
5. 如图,每个小正方形的边长都为 1.
(1)求四边形 ABCD 的面积和周长.
(2)∠BCD 是直角吗?请说明理由.
所以S四边形ABCD = S正方形AEFG-S△BCF-S△ABE-S△ADH-S梯形CDHG
=
=
A
B
C
D
H
E
F
G
A
B
C
D
H
E
F
G
5. 如图,每个小正方形的边长都为 1.
(1)求四边形 ABCD 的面积和周长.
(2)∠BCD 是直角吗?请说明理由.
(2)∠BCD 是直角. 理由如下:
如图,连接 BD,
由勾股定理,BD = = 5.
由(1)知 CD = ,BC = ,
因此在△BCD 中,BD2 = 25,CD2 + BC2 =()2 + ()2 = 25,
所以BD2 = CD2 + BC2,所以△BCD 是直角三角形,且∠BCD 是直角.
6. 如图,在三角形支架中,AD ⊥ BC,垂足为 D,AB = 2 m,
AC = 1.5 m,DC = 0.9 m.
(1)求 BD 的长;
(2)判断支架外框 △ABC 的形状,并说明理由.
解:(1)在 Rt△ACD 中,由勾股定理,
AD2 = AC2-DC2 = 1.52-0.92 = 1.44.
在 Rt△ABD 中,由勾股定理,
BD = = = 1.6 .
6. 如图,在三角形支架中,AD ⊥ BC,垂足为 D,AB = 2 m,
AC = 1.5 m,DC = 0.9 m.
(1)求 BD 的长;
(2)判断支架外框 △ABC 的形状,并说明理由.
(2)支架外框 ABC 是直角三角形. 理由如下:
∵BD = 1.6 m,DC = 0.9 m,∴BC = 2.5 m.
∵AB2 + AC2 = 22 + 1.52 = 6.25,BC2 = 2.52 = 6.25,
∴AB2 + AC2 = BC2,∴支架外框 ABC 是直角三角形.
7. 如图,一根竹子高 1 丈,折断后竹子顶端落在离竹子底端 3 尺处.
折断处离地面的高度是多少?(此题出自《九章算术》,其中的
丈、尺是长度单位,1 丈= 10 尺.)
解:折断的竹子与地面上所在的线段构成直角三角形,
设折断处离地面的高度为 x 尺.
根据勾股定理可得方程:x2 + 32 = (10-x)2.
解这个方程,得 x = 4.55.
∴折断处离地面的高度为 4.55 尺.
8. 古希腊哲学家柏拉图曾指出,如果 m 表示大于 1 的整数,
a = 2m,b = m2-1,c = m2 + 1,那么 a,b,c 为勾股数.
你认为这种说法正确吗?如果正确,请给出证明,并利用
这个结论写出一些勾股数.
解:正确. 证明:
∵a2 = (2m)2 = 4m2,b2 = (m2-1)2 = m4-2m2 + 1,
c2 = (m2 + 1)2 = m4 + 2m2 + 1,
a2 + b2 = 4m2 + m4-2m2 + 1 = m4 + 2m2 + 1 = c2 .
又易知 a,b,c 都是正整数,
∴a,b,c 为勾股数. 例:20,99,101;10,24,26.
9. 如图,一个长方形由 5 个边长为 1 的正方形组成,
请把它分割后拼接成一个大正方形.
解:分割小正方形,如图①,拼接大正方形,如图②.
①
②
10. 一根 70 cm 长的木棒,要放在长、宽、高分别是 50 cm,40 cm,
30 cm 的长方体木箱中,能放进去吗?(提示:长方体的高垂直
于底面的任何一条直线.)
分析:如图,连接 DC,AC 构建直角三角形,由勾股定理求出对角线 DC 的长.
解:如图,长方体木箱能放进木棒的最大长度应为对角线 DC 的长. 连接 DC,AC,则 AD ⊥ AC,即∠DAC = 90°.
在 Rt△ABC 中,∠ABC = 90°,AB = 50 cm,BC = 40 cm,
由勾股定理,AC2 = AB2 + BC2 = 502 + 402 = 4100.
在 Rt△ADC 中,由勾股定理,
DC = = = = 50 .
∵50> 70,∴能放进去.
11. 公园中一长方体石凳如图所示,若一只蚂蚁以 3 cm/s 的速度
从点 M 爬到点 N,最快需要多长时间(结果保留小数点后一位)?
分析:将点 M,N 所在的面展开有 2 种情况,分别求出这 2 种情况下点 M,N 之间的距离,从而求出时间.
解:将点 M,N 所在的面展开有以下 2 种情况:
如图①,连接 MN.
由勾股定理,MN = = 20 (cm).
如图②,连接 MN.
由勾股定理,MN = = 10 (cm).
∵20 < 10 ,
∴最快需要 20 ÷3 ≈ 24.0(s).
12. △ABC 的三边长分别为 a,b,c,面积为 S. 利用勾股定理
S =
(提示:设 △ABC 的边 AC 上的高为 BD,利用勾股定理
先将 CD 用三边长表示,再将 BD 用三边长表示.)
证明秦九韶公式 .
解:设△ABC 的边 BC = a,AC = b,AB = c,边 AC 上的高为 BD,CD 的长为 x,则 AD 的长为 b-x.
由勾股定理,AB2-AD2 = BD2 = BC2-CD2 ,
即 c2-(b-x)2 = a2-x2 . 解得 x = ,∴ CD = ,
∴BD ==.
∴ S = BD ==
四.勾股定理的应用
【题型1】勾股定理在几何中求线段
1.如图, Rt△ABC中, ∠C=90°, AD是∠BAC的平分线, DE⊥AB,垂足为E.若AB=10, AC=6,则 BE的长度为( )
A . 10 B.6 C.4 D.2
C
【题型2】勾股定理在数轴上表示无理数
2.如图,在△ABC中, AC⊥BC, AC边在数轴上,点A表示的数为1,点C表示的数为2, BC的长为2个单位长度,以A为圆心,AB的长为半径画弧,与数轴交于点D,则点D表示的数为( )
A. −1− B. 1− C. −1− D. 1−
D
3.如图,在△ABC中, ∠ABC=90°,直角边AB落在数轴上, AB=3个单位长度, BC=1个单位长度,点A表示的数为-1.若以点A为圆心,以斜边AC长为半径画弧交数轴于点 D,则点 D表示的数是( )
A. B. −1 C. D. −1
D
【题型3】勾股定理解决直角三角形三边所作图形的面积关系
4.如图,甲货船以16海里/时的速度从港口A出发向东北方向航行,乙货船以12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2小时后两船之间的距离是( )
A . 40海里 B . 32 海里 C .24海里 D . 20海里
A
【题型7】勾股定理解决梯子问题
5.如图,一个梯子斜靠在一竖直的墙AO上,测得AO=4m,,若梯子的顶端沿墙下滑1m,这时梯子的底端也下滑1m,则梯子AB的长度为 ( )
A.3m B . 4m C.5m D . 6m
C
$