内容正文:
勾股大魔王:终极试炼
2个概念
互逆命题:
将一个命题的条件和结论互换以后,得到一个新命题,新命题和旧命题为互逆命题
原命题:全等三角形的对应角相等
逆命题:对应角相等的两个三角形全等
互逆定理:
将一个定理的条件和结论互换以后,得到一个新定理,新定理和旧定理为互逆定理
原定理:两直线平行,同位角相等
逆定理:同位角相等,两直线平行
除魔招式之避坑:互逆命题这两个命题不一定都是真的
互逆定理这两个命题一定是真的
例 说出命题的逆命题,并判断是否成立。
如果ab<0,那么a>0,b<0。
逆命题:如果a>0,b<0,那么ab<0 逆命题成立
2个定理
勾股定理:直角三角形两直角边为a,b,斜边为c,则a2+b2=c2
勾股定理的证明:核心为等面积法(用不同的方式去表示同一个图形的面积)
除魔招式之结论
勾股定理的延伸:以直角三角形的三边做正方形,等腰/等边/等腰直角三角形,半圆,均满足两直角边的图形面积加起来等于斜边的图形面积。
2个定理
如图,在△ABC中,AD⊥BC,∠B=45°,∠C=30°,AD=1,求△ABC的周长.
解:∵AD⊥BC,∴∠ADB=∠ADC=90°.
在Rt△ADB中,∵∠B+∠BAD=90°,∠B=45°,
∴∠B=∠BAD=45°,
∴BD=AD=1,∴AB= .
在Rt△ADC中,∵∠C=30°,
∴AC=2AD=2,
∴CD= , ∴BC=BD+CD=1+ ,
∴△ABC的周长=AB+AC+BC= .
2个定理
观察如图所示的图形,回答问题:
(1)如图①,△DEF为直角三角形,正方形 P的面积为9,正方形Q的面积为15,则正方形M的面积为________;
(2)如图②,分别以直角三角形ABC的三边长为直径向三角形外作三个半圆,则这三个半圆形的面积之间的关系式是______ ;(用图中字母表示)
(3)如图③,如果直角三角形两直角边的长分别为3和4,分别以直角三角形的三边长为直径作半圆,请你利用(2)中得出的结论求阴影部分的面积.
24
S1+S2=S3
设两个小半圆形的面积分别为S1,S2,大半圆形的面积为S3,三角形的面积为S△,
则S阴影=S1+S2+S△-S3 =S△=×3×4=6.
2个定理
勾股定理的逆定理:若三角形三边满足a2+b2=c2,则这个三角形是直角三角形。
勾股数:满足a2+b2=c2的三个正整数。(3.4.5,5.12.13,7.24.25,8.15.17等)
例:判断三边长为3、2 的三角形,是否为直角三角形?
除魔招式之运用勾股定理逆定理的步骤:
1. 排序,确定最长边
2. 验证平方关系
解:3>2
∵,()2=13
∴()2
由勾股定理的逆定理可得,这个三角形为直角三角形
2个定理
若△ABC的三边 a,b,c 满足a2+b2+c2+50=6a+8b+10c. 试判断△ABC的形状.
在△ABC中,∠A,∠B,∠C的对边分别为a,b,c,且(a+b)(a-b)=c2,则( )
A.∠A为直角 B.∠B为直角
C.∠C为直角 D.△ABC不是直角三角形
解:∵ a2+b2+c2+50=6a+8b+10c,
∴ a2-6a+9+b2-8b+16+c2-10c+25=0.
即 (a-3)²+ (b-4)²+ (c-5)²=0.
∴ a=3, b=4, c=5,
即 a2+b2=c2.
∴△ABC是直角三角形.
A
2个应用
勾股定理的应用
如图,有两棵树,一棵高10米,另一棵高4米,两树相距8米,一只小鸟从一棵树的树顶飞到另一棵树的树顶,小鸟至少飞行( )
A.8米 B.10米
C.12米 D.14米
如图,一支铅笔放在圆柱体笔筒中,笔筒的内部底面直径是9cm,内壁高12cm,则这只铅笔的长度可能是( )
A.9cm B.12cm
C.15cm D.18cm
B
D
2个应用
勾股定理的应用
如图,在平面直角坐标系中有两点A(-3,5),B(1,2)求A,B两点间的距离.
在5×5的正方形网格中,每个小正方形的边长都为1,请在给定网格中以A出发分别画出长度为 的线段AB.
A
-3
-2
2
3
4
y
O
x
B
1
-4
-1
1
5
3
2
-1
解:如图,过点A作x轴的垂线,过点B作x,y轴的垂线.相交于点C,连接AB.
∴AC=5-2=3,BC=3+1=4,
在Rt△ABC中,由勾股定理,得
∴A,B两点间的距离为5.
2个应用
勾股定理的应用
如图,点C表示的数是( )
A.1 B. C.1.5 D.
如图,在长方形ABCD中,AB=3,AD=1,AB在数轴上,若以点A为圆心,对角线AC的长为半径作弧交数轴于点M,则点M表示的数为( )
D
C
2个应用
勾股定理逆定理的应用
如图,四边形ABCD中,AB⊥AD,已知AD=3cm,AB=4cm,CD=12cm,BC=13cm,求四边形ABCD 的面积.
C
B
A
D
解:连接BD.
在Rt△ABD中,
由勾股定理得 BD2=AB2+AD2,
∴BD=5m.
又∵ CD=12cm,BC=13cm,
∴ BC2=CD2+BD2,∴△BDC是直角三角形.
∴S四边形ABCD=SRt△BCD-SRt△ABD= BD•CD- AB•AD
= ×(5×12-3×4)=24 (cm2).
2个应用
勾股定理逆定理的应用
医院、公园和超市的平面示意图如图所示,超市在医院的南偏东25°的方向,且到医院的距离为300m,公园到医院的距离为400m.若公园到超市的距离为500m,则公园在医院的北偏东 的方向.
东
医院
公园
超市
北
65°
2种方法之化曲/折为直(展开图)
如图所示的长方体的高为8 cm,底面是长为10 cm,宽为6 cm的长方形.一只蚂蚁从顶点A出发沿长方体的
表面爬到顶点B.求:蚂蚁经过的最短路程;
化折为直:长方体中求两点之间的最短距离,展开方法有多种,一般沿最长棱展开,距离最短.
2种方法之化曲/折为直(展开图)
B
B1
8
6
10
B3
AB12 =102 +(6+8)2 =296,
AB22= 82 +(10+6)2 =320,
AB32= 62 +(10+8)2 =360,
解:由题意知有三种展开方法,如图.由勾股定理,得
∴AB1<AB2<AB3.
∴小蚂蚁完成任务的最短路程为AB1,长为 .
2种方法之化曲/折为直(展开图)
如图,长方体的长为15,宽为10,高为20,点B离点C的距离为5,一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点B,需要爬行的最短距离是( )
A.5 B.25
C.10+5 D.35
如图是一个三级台阶,它的每一级的长、宽和高分别等于55cm,10cm和6cm,A和B是这个台阶的两个相对的端点,A点上有一只蚂蚁,想到B点去吃可口的食物.这只蚂蚁从A点出发,沿着台阶面爬到B点,最短线路是 .
B
A
73cm
2种方法之化曲/折为直(展开图)
在一个圆柱石凳上,若小明在吃东西时留下了一点食物在B处,恰好一只在A处的蚂蚁捕捉到这一信息,于是它想沿侧面从A处爬向B处,若已知圆柱体高为12 cm,底面半径为3 cm,π取3.蚂蚁怎么走最近?
B
A
3
O
12
侧面展开图
12
3π
A
B
解:在Rt△ABA′中,由勾股定理得
立体图形中求两点间的最短距离,一般把立体图形展开成平面图形,连接两点,根据两点之间线段最短确定最短路线.
2种方法之化曲/折为直(展开图)
有一圆柱体高为8cm,底面圆的半径为2cm,如图.在AA1上的点Q处有一只蜘蛛,QA1=3cm,在BB1上的点P处有一只苍蝇,PB=2cm.求蜘蛛爬行的最短路径长(π取3).
解:如图,沿AA1剪开,过Q作QM⊥BB1于M,连接QP.
则PM=8-3-2=3(cm),
QM=A1B1= ×2×π×2=6(cm),
在Rt△QMP中,由勾股定理得
答:蜘蛛爬行的最短路径长是 cm.
2种方法之化斜为直(构造直角三角形)
如图,在△ABC中,∠C=60°,AB=14,AC=10. 求BC的长.
解:如图,过点A作AD⊥BC于D.
∵∠ADC=90°,∠C=60°,∴CD= AC=5.
在Rt△ACD中,
AD
在Rt△ABD中,
BD
∴BC=BD+CD=11+5=16.
3种思想之分类讨论
在Rt△ABC中,AB=4,AC=3,求BC的长.
4
3
A
C
B
4
3
C
A
B
除魔招式之避坑:当直角三角形中所给的两条边没有指明是斜边或直角边时,其中一较长边可能是直角边,也可能是斜边,这种情况下一定要进行分类讨论,否则容易漏解.
解:本题斜边不确定,需分类讨论:
当AB为斜边时,如图,
当BC为斜边时,如图,
3种思想之方程思想
如图,折叠长方形ABCD的一边AD,使点D落在BC边的F点处,若AB=8cm,BC=10cm,求EC的长.
D
A
B
C
E
F
解:在Rt△ABF中,由勾股定理,
得 BF2=AF2-AB2=102-82=36,
∴BF=6cm.∴CF=BC-BF=4.
设EC=xcm,则EF=DE=(8-x)cm ,
在Rt△ECF中,根据勾股定理
得 x2+ 42=(8-x)2,
解得 x=3.
即EC的长为3cm.
3种思想之方程思想
如图,有一张直角三角形纸片,两直角边AC=6 cm,BC=8 cm,将△ABC折叠,使点B与点A重合,折痕是DE,则CD的长为 .
如图,在△ABC中,AB=17,BC=9,AC=10,AD⊥BC于D.试求△ABC的面积.
1.75cm
解:在Rt△ABD和Rt△ACD中,
AB2-BD2=AD2,AC2-CD2=AD2,
设DC=x,则BD=9+x,
故172-(9+x)2=102-x2,解得x=6.
∴AD2= AC2−CD2 = 64,∴AD=8.
∴S△ABC= ×9×8=36.
3种思想之数形结合思想
在△ABC中,AB=20,AC=15,AD为BC边上的高,且AD=12,求△ABC的周长.
解:当高AD在△ABC内部时,如图①.
在Rt△ABD中,由勾股定理得
BD2=AB2-AD2=202-122=162,
∴BD=16.
在Rt△ACD中,由勾股定理得,
CD2=AC2-AD2=152-122=81,
∴CD=9.∴BC=BD+CD=25,
∴△ABC的周长为25+20+15=60.
当高AD在△ABC外部时,如图②
同理可得 BD=16,CD=9.
∴BC=BD-CD=7,
∴△ABC的周长为7+20+15=42.
综上所述,△ABC的周长为42或60.
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