内容正文:
专题09勾股定理的实际应用暑假预习讲义
· 能结合生活实景抽象出直角三角形模型,学会从实际问题中找出直角、直角边、斜边,把现实场景转化为几何图形。
· 掌握各类典型应用题型解题思路:折叠求边长、立体图形最短路径、航海方位、梯子滑动、测量高度距离等,会借助勾股定理列式计算线段长度。
· 能结合勾股定理逆定理解决实际判定类问题,通过三边长度判断现实场景中的垂直、直角关系。
· 遇到含双直角三角形、需要设未知数列方程的综合应用题,能梳理等量关系,规范设元并利用勾股定理建立方程求解。
· 审题时区分直角边与斜边,注意分类讨论情况(已知两边未说明是直角边 / 斜边),避免漏解、错解。
· 自主梳理各类应用模型的画图技巧,标记看不懂的立体展开、折叠、多步综合题型,课堂重点突破。
预习必备
知识梳理
1.核心解题思想:数学建模
2.勾股定理公式与变形
3.立体图形中的最短路径问题
4.四大经典应用模型
5.通用解题步骤
6.应用场景:核心公式+等量关系
7.解题规范与易错点汇总
常考题型
精讲精练
1.求旗杆高度
2.求小鸟飞行距离
3.求大树折断前的高度
4.求梯子滑落高度
5.解决水杯中筷子问题
6.解决航海问题
7.求河宽
8.求台阶上地毯长度
9.判断汽车是否超速
10.判断是否受台风影响
11.两地等距选址问题
12.求最短路径
知识点01:核心解题思想:数学建模
核心逻辑:把实际问题转化为直角三角形问题,用勾股定理求解未知边长。
步骤:读题→画示意图→找直角→标已知边→列勾股定理公式→计算→作答
关键词:垂直、水平、最短、折叠、高度、距离(这些词通常暗示直角存在)
知识点02:勾股定理公式及变形(必记)
在 Rt △ABC 中, ∠C = 90,三边为 a,b,c(c 为斜边)
求斜边:c=
求直角边:,b=
知识点 03 利用勾股定理解决立体图形中的最短路径问题
1.在平面上寻找两点之间的最短路线是根据线段的性质:两点之间,线段最短。在立体图形上,由于受物体与空间的阻隔,将其展开成平面图形,利用平面图形中线段的性质确定最短路线。
2.立体图形表面的最短路线问题的一般解题步骤:
知识点04:四大经典应用模型|考试全覆盖
依托墙面、地面、树木等垂直关系,天然形成直角。
常见题型:求旗杆高度、树高、楼台距离、斜坡长度。
解题思路:利用竖直方向与水平方向互相垂直,直接构成直角三角形,代入公式计算。
.
矩形、三角形折叠类题型,是几何高频考点。
核心规律:折叠前后对应边相等、对应角相等。
解题技巧:设未知线段长,利用折叠相等关系表示边长,结合勾股定理列方程求解。
矩形 ABCD 沿 BD 折叠,点 C 落在 C′ 处,满足:
对应线段相等:BC′=BC,C′D=CD,ED=ED
对应角相等:∠C′=∠C=90∘,∠C′BD=∠CBD
可构造直角三角形(如 △ABE 或 △DEC′),利用勾股定理列方程求解,与文字逻辑完全一致。
行走路线、航海路线、方位角问题。东西方向与南北方向互相垂直,天然构成直角,以此建立三角形模型,求解两点之间的直线距离。
知识点05:通用解题步骤(所有应用题通用)
步骤
详细操作 & 注意事项
1 审题建模
区分场景:竖直物体、梯子、方位、立体、折叠、测直角;找出天然直角(墙⊥地面、南北⊥东西)
2 画图标注
必画简图,标注直角符号;已知长度直接标数字,未知长度统一设为 x
3 判定边
锁定直角三角形:分清两条直角边、斜边(最长边),严禁乱代边
4 列关系式
纯计算直接套公式;有未知量一律列一元一次方程
5 计算验根
解出方程后,长度必须>0,负数解直接舍去
6 规范作答
带单位,文字回答对应问题
知识点06:应用场景:核心公式+等量关系
分类
具体场景
核心等量关系(公式)
长度
距离
类
梯子滑落高度
梯子长(c)² =墙高(a)² +梯底距墙距离(b)²(梯子为斜边)
.
小鸟飞行距离
飞行距离(c)²= 水平距离(a)² +垂直距离(b)²
河宽
河宽(a)²=对岸连线长(c)² -河岸横向距离(b)²
台阶地毯长度
地毯长(c)²= 台阶水平总长(a)² +台阶垂直总高(b)²
立体最短路径(展开)
最短路径(c)²=展开后水平边长(a)²+展开后竖直边长(b)²
高度
类
旗杆高度
旗杆高(a)² = 绳子长(c)² - 绳端距旗杆底距离(b)²
大树折断前高度
1.折断部分长(c)² =树桩高(a)² +折端距树根距离(b)²
2.总高 = 树桩高 + 折断部分长
实际
生活
类
水杯中筷子长度
杯内筷子最长(c)² = 水杯底面直径(a)² + 水杯高度(b)²
航海距离(航向垂直)
两船距离(c)²=船 1 航行距离(a)² + 船 2 航行距离(b)²
汽车超速判断
1.行驶距离(c)² = 水平路段长(a)² + 垂直路段长(b)²
2.速度 = 距离 ÷ 时间(与限速比较)
台风影响判断
观测点到台风路径的垂直距离(a) ≤ 台风影响半径(c)→ 受影响;反之不受影响
知识点07:解题规范与易错点汇总
1. 规范书写步骤
第一步:画示意图,标注已知边长和未知量
第二步:说明直角,明确哪条边是斜边
第三步:列公式,代入已知数据
第四步:计算,开方后化简根式
第五步:作答,带单位(如米、厘米)
2. 高频易错点
易错点
错误示例
正确做法
斜边与直角边混淆
把梯子底端离墙距离当作斜边
先找直角,直角对的边才是斜边(最长边)
忘记开方
算出 a2 + b2 = 25,直接写边长为 25
必须对平方和开算术平方根,得 c=5
建模错误
折叠问题中找不到新直角三角形
先还原折叠前图形,找出相等的边,再定位直角
单位遗漏
计算结果只写数字,不写单位
实际问题必须带单位,如 “5 米”“10cm”
场景混淆
用逆定理求长度,用勾股定理判直角
勾股定理:已知直角求边长;逆定理:已知边长判直角
题型1.求旗杆高度
【典例】如图,用激光测距仪测量一栋楼的高度.位于地面上点处的激光测距仪先将激光射向楼底端的点,仪器显示;再将激光射向楼顶端的点,仪器显示,则楼高__________.
【答案】/22米
【分析】根据题意及图形可知 是直角三角形,已知斜边和一条直角边,利用勾股定理即可求出另一条直角边 的长度
【详解】解:由题意可知,楼垂直于地面,
则 ,
在 中,
由勾股定理得
, ,
即楼高 为.
【跟踪专练1】方圆同学测量旗杆的高度时发现系在旗杆的绳子垂到了地面,并多出了一段,经测量绳子垂直落地后还剩2米(如图1),绳子末端在地面上离旗杆底部的距离为6米(如图2),则旗杆的高度为( )
A.8米 B.10米 C.12米 D.13米
【答案】A
【分析】设旗杆高度为米,根据题意表示出绳子的长度,在中利用勾股定理列方程求解即可.
【详解】解:设旗杆的高度为米,
∵绳子垂直落地后还剩2米,
∴绳子的长度为米,
在中,由勾股定理得:,
即,
整理得:,
解得:,
∴旗杆的高度为8米.
【跟踪专练2】如图,要从电线杆离地面处向地面拉一条钢索,若地面钢索固定点到电线杆底部的距离为,求钢索的长度.
【答案】钢索的长度为
【分析】本题是勾股定理的实际应用,电线杆垂直地面,可构成直角三角形,已知两条直角边的长度,利用勾股定理即可求出钢索的长度.
【详解】解:由题意得, 钢索的长度为
答:钢索的长度为.
【跟踪专练3】“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,小明和同学放学后一起放风筝,牵线放风筝的手到地面的距离为.为了测得风筝的垂直高度,小明想到利用“勾股定理”的知识来进行计算,为此他们进行了如下操作:①测得水平距离的长为;②根据手中剩余线的长度计算出风筝线的长为.
(1)求风筝的垂直高度长;
(2)如果想让风筝沿方向下降,则应该往回收线多少?
【答案】(1)风筝的垂直高度长为
(2)应该往回收线
【分析】(1)根据勾股定理求出,再根据计算即可;
(2)设风筝下降到点F,得到的长,连接,根据勾股定理求出,即可解答.
【详解】(1)解:由题意可得,在中,,,,
∴,
∴.
答:风筝的垂直高度长为.
(2)解:设风筝下降到点F,即,
∴,
连接,
∴在中,,
∴,
答:应该往回收线.
题型2.求小鸟飞行距离
【典例】公园内有两棵相距的树,一棵树高为,另一棵树高为,一只小鸟从一棵树的顶端飞到另一棵树的顶端,小鸟至少要飞__________m.
【答案】
5
【分析】根据两点之间线段最短,可知小鸟沿两棵树的顶端直线飞行时路程最短. 将问题转化为求直角三角形的斜边长,利用勾股定理即可求解;
【详解】解:根据题意画图如下:其中,,
∴,
过C作,交于,
∴,
∴两棵树的高度差,两棵树的水平距离,
根据勾股定理可得,
即小鸟至少要飞.
【跟踪专练1】如图,有一只喜鹊在一棵高的小树上觅食,它的巢筑在与该树水平距离()为的一棵大树上,大树高,喜鹊的巢位于树顶下方的处,当它听到巢中幼鸟的叫声,立即飞过去,如果它飞行的速度为,那么它要飞回巢中所需的时间至少是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】过作于,如图所示,由勾股定理求出最短路径长即可得到答案.
【详解】解:过作于,如图所示:
由题意可知,,
,
根据两点之间线段最短,则它要飞回巢中所飞的最短路径为,由勾股定理可得,
∴它要飞回巢中所需的时间至少是.
【跟踪专练2】如图,某校校庆时,从教学楼楼顶的点A处向围墙上的点B处拉彩旗.已知点B和教学楼的水平距离为,教学楼高,围墙高,问至少需要多长的彩旗带?
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理的应用.
过B作于D,可知,,进而求出,根据计算即可.
【详解】解:过B作于D,
∴,,
∴(),
在中,,
∴(),
答:至少需要的彩旗带.
【跟踪专练3】2024年12月4日,我国传统节日春节申遗成功.图图和涵涵在市集上买了一个年画风筝,在试飞风筝过程中,他们想利用数学知识测量风筝的垂直高度.以下是他们测量高度的过程:①测得水平距离的长为24米;②根据图图手中剩余线的长度计算出牵引线的长为30米;③图图牵线放风筝的手到地面的距离为米.请你帮助解决涵涵提出的问题.放风筝小队在野外放风筝,为了安全,风筝高度不得高于20米,根据测量的数据判断此时风筝的高度是否安全?
【答案】是安全的
【分析】根据勾股定理可得米,然后问题可求解
【详解】解:∵,
由勾股定理得:米,
根据题意可得米,
∴,
∴此时风筝的高度是安全的.
题型3.求大树折断前的高度
【典例】如图,一棵树在离地面6米处断裂,树顶端落在离底部8米的地面上,则树折断之前有_______米.
【答案】16
【分析】树折断之前有x米,画出模型图,结合勾股定理即可作答.
【详解】解:树折断之前有x米,模型如图,
根据题意有:,,,,
即,
根据勾股定理有:,
∴,
,
∴,
解得:(负值舍去),
即树折断之前有米.
【跟踪专练1】如图所示,一棵树在离地面5米处断裂,树的顶部落在离底部12米处.树折断之前( )米.
A.13 B.15 C.18 D.20
【答案】C
【分析】根据图形,可以知道两直角边的长度,从而构造直角三角形,根据勾股定理就可求出斜边的长.
【详解】解:∵,,
∴(米).
∴树折断之前有18米.
【跟踪专练2】如图,由于台风的影响,一棵树在离地面6米处(点)折断,树顶部(点)落在离树干底部(点)8米处,则这棵树在折断前的高度(不包括树根)为多少米?
【答案】16米
【详解】解:由题意可知:米,米,,
∴(米),
∴(米).
答:这棵树在折断前的高度为16米.
【跟踪专练3】一场大风后,山坡上的一棵树在A点处被拦腰折断.如图所示,其中甲树顶端恰好落在乙树的根部C处,甲、乙两棵树均沿竖直方向生长,已知,,甲、乙棵树之间的水平距离为,求甲树折断前的高度.(图中点均在同一平面内)
【答案】树折断前的高度是米
【分析】过点C作,交的延长线于点D,在和中用勾股定理即可得到甲树折断前的高度.
【详解】解:过点C作,交的延长线于点D,
,,
,
∵,
∴,
∴.
答:树折断前的高度是米.
题型4.求梯子滑落高度
【典例】如图,长为的梯子斜靠在竖直的墙上,梯子的底端离墙脚线的距离为0.7m,梯子顶端到地面的距离为________.
【答案】2.4
【分析】根据题意可知梯子、墙面与地面构成直角三角形,已知斜边和一条直角边的长度,利用勾股定理即可求出另一条直角边的长度.
【详解】解:由题意可知,梯子、墙面与地面构成直角三角形,且斜边长为 ,一条直角边长为 ,
根据勾股定理,得梯子顶端到地面的距离为:.
故答案为:2.4.
【跟踪专练1】如图,一架长为的梯子斜靠在竖直的墙上,此时梯子一边的顶端位于墙面的点处,底端位于地面的点处,点到墙面的距离为.如果将梯子底端沿向外移动,那么梯子顶端沿墙下滑( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】梯子顶端沿墙下滑的距离为.利用勾股定理求出,.即可得到答案.
【详解】解:在中,根据勾股定理得,
在中,根据勾股定理得,
所以,.
因此,当梯子底端向外移动时,梯子顶端下滑.
【跟踪专练2】如图,一架长的梯子斜靠在一竖直的墙上,,这时,梯子的底端到墙底的距离为.
(1)求此时梯子的顶端距地面的高度.
(2)如果梯子的顶端沿墙下滑,那么梯子底端外移吗?通过计算说明你的结论.
【答案】(1)
(2)梯子底端B外移不是,
理由:由图可知梯子的顶端A沿墙下滑后,
, ,
∴,
∴,
所以梯子底端B外移不是.
【分析】(1)根据勾股定理计算的长度即可;
(2)先根据顶端下滑的距离计算出下滑后顶端到地面的高度,再用勾股定理计算出新的底端到墙底的距离,最后将与的差和比较即可.
【详解】(1)解:∵, ,
∴ ,
答:此时梯子的顶端A距地面的高度为;
(2)略.
【跟踪专练3】如图,在一条绷紧的绳索一端系着一艘小船.河岸上小亮拽着绳子另一端向右走,绳端从C移动到E,同时小船从A移动到B,且绳长始终保持不变,其中米,米.回答下列问题:
(1)若米,求小亮需向右移动的距离;(结果保留根号)
(2)若小亮以米每秒的速度收绳,请通过计算回答,他能否在20秒内将船从A处移动到岸边点F的位置;
(3)在(2)的条件下,若小亮收绳t秒后,小船到F的距离刚好等于所收绳长,求t的值.
【答案】(1)米
(2)能
(3)
【分析】(1)利用勾股定理求出的长即可得到答案;
(2)求出20秒小亮收绳的长度,再加上的长度后与的长度比较即可得到结论;
(3)根据题意可得米,米,再利用勾股定理建立方程求解即可.
【详解】(1)解:由题意可得,
在中,由勾股定理得:(米),
由题意得,(米),
在中,由勾股定理得:(米),
∴米,
答:小亮需向右移动的距离为米.
(2)解:∵,,
∴小亮能在20秒内将船从A处移动到岸边点F的位置;
(3)解:由题意可得:米,米
在中,由勾股定理可得,
即,
解得,
∴t的值为.
题型5.解决水杯中筷子问题
【典例】如图,一个饮料罐下底面直径是,上底面半径是,高是,上底面盖子的中心有一个小圆孔.若一条到达底部长的直吸管如图放置,则在罐外部分的长度(罐壁的厚度和小圆孔的大小忽略不计)是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】作于点,则,依题意得,,在中,,然后通过线段的和与差即可求解.
【详解】解:如图,作于点,则,
依题意得,,
∵点A在上底中心处,
∴点C为下底中心处,
∵下底面直径是,
∴,
在中,,
∴在罐外部分的长度(罐壁的厚度和小圆孔的大小忽略不计)是.
【跟踪专练1】我国古代数学著作《九章算术》中有这样一个问题.有一个水池,水面是一个边长为10尺(尺)的正方形,在水池正中央有一根芦苇(点P是的中点),它高出水面1尺(尺).如果把这根芦苇拉向水池一边的中点,它的顶端恰好到达池边的水面(),则水的深度为_____.
【答案】12尺
【分析】根据题意可得芦苇长度,设水的深度为尺,然后在中运用勾股定理列方程求解即可.
【详解】解:∵水面是一个边长为10尺的正方形,点是的中点,
∴尺,
设水的深度为尺,
∵尺,,
∴尺,
∵,
∴尺,
∵在中,根据勾股定理可得:,
∴,整理得:,解得:,
∴尺.
【跟踪专练2】《九章算术》卷九“勾股”中记载:今有池,方一丈,葭生其中央,出水一尺.引葭赴岸,适与岸齐,问水深、葭长各几何.大意是:如图,水池底面的宽丈,芦苇生长在的中点O处,高出水面的部分尺.将芦苇向池岸牵引,尖端达到岸边时恰好与水面平齐,即,求水池的深度(1丈等于10尺).
【答案】12尺
【分析】设水池深度为尺,则得芦苇高度为尺,在中,利用勾股定理建立方程即可求解.
【详解】解:设水池深度为尺,则芦苇高度为尺,
由题意有:尺;
为中点,且丈尺,
(尺);
在中,由勾股定理得:,
即,
解得:,
答:水池的深度为12尺.
【跟踪专练3】池塘中有一株荷花的茎长为,无风时露出水面部分米,如果把这株荷花向旁边拉至使它的顶端A恰好到达池塘的水面B处,此时荷花顶端离原来位置的距离米,求这株荷花的茎长.
【答案】这株荷花的茎长为
【分析】本题考查勾股定理的应用,解题的关键是掌握勾股定理的方程思想.
根据题意直接得出三角形各边长,进而利用勾股定理求出答案.
【详解】解:由题意可得:设,则,
∵,
∴,
则,
解得:,
答:这株荷花的茎长为.
题型6.解决航海问题
【典例】如图所示,一轮船以6海里/时的速度从港口出发向东北方向航行,另一轮船以8海里/时的速度同时从港口出发向东南方向航行,离开港口2小时后,则两船相距( )
A.20海里 B.10海里 C.30海里 D.25海里
【答案】A
【分析】如图(见解析),先求出,的长,再利用勾股定理求出的长即可.
【详解】解:如图,设向东北方向航行的轮船到达地为处,向东南方向航行的轮船到达地为处,连接,
由题意得:,(海里),(海里),
∴,
∴在中,海里,
即两船相距20海里.
【跟踪专练1】某港口位于东西方向的海岸线上,“远航”号、“海天”号轮船同时离开港口,“远航”号以每小时的速度沿北偏西方向航行,“海天”号以每小时的速度沿北偏东方向航行,它们离开港口半小时后分别位于,处,此时两艘轮船相距_________.
【答案】
【分析】先由速度与时间算出、的长度,再根据方位角推出,最后用勾股定理求出两船距离.
【详解】解:由题意得,,,,
∴,
在中,,
即此时两艘轮船相距.
【跟踪专练2】如图,南北向为我国领海线,即以西为我国领海,以东为公海,上午9时50分,我国反走私艇发现正东方有一走私艇以13海里/时的速度偷偷向我领海开来,便立即通知正在线上巡逻的我国反走私艇密切注意.反走私艇和走私艇的距离是13海里,、两艇的距离是5海里;反走私艇测得距离艇12海里,若走私艇的速度不变,最早会在什么时候进入我国领海?
【答案】若走私艇的速度不变,最早会在上午10点41分进入我国领海
【分析】可证明得到,利用等面积法可求出的长,则可利用勾股定理求出的长,根据垂线段最短可得点C到的最短距离为的长,再根据时间等于路程除以速度求出走私艇最早进入我国领海需要的时间即可得到答案.
【详解】解:由题意得,海里,海里,海里,
∴,,
∴,
∴是直角三角形,且,
由题意得于点E,
∴,
∴,
∴海里,
在中,由勾股定理得海里,
由垂线段最短可知,点C到的最短距离为的长,即走私艇进入我国领海的最短路程为海里,
分,
上午9时50分再过51分钟是上午10点41分,
答:若走私艇的速度不变,最早会在上午10点41分进入我国领海.
【跟踪专练3】如图,灯塔位于海岛的北偏西方向,且相距,一艘船从海岛出发,以的速度沿北偏东方向航行,经过小时到达处,此时,相距,求的值.
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理的应用,关键是根据勾股定理的逆定理得出是直角三角形解答.根据勾股定理的逆定理得出是直角三角形,进而解答即可.
【详解】解:由题意可得:,,,,
,,,
,
是直角三角形,
,
.
题型7.求河宽
【典例】如图,A,C之间隔有一湖,在与方向成角的方向上的点B处测得,,则AC的长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据勾股定理:两直角边的平方和等于斜边的平方计算判断.
【详解】解:如图,中,
故选:A.
【点睛】本题考查勾股定理,掌握勾股定理描述的三边关系是解题的关键.
【跟踪专练1】某公园有一个人工湖,湖的周围是笔直的甬道,珍珍想知道湖两岸,两点间的距离,但由于湖面阻隔无法直接测量,珍珍观察公园的游览图时得到如图所示的示意图,根据图中数据可得,两点间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】如图,延长、交于点,则为直角三角形,根据勾股定理即可求得,两点间的距离.
【详解】解:如图,延长、交于点,
则为直角三角形,
根据图中数据可得,,,
由勾股定理可得,.
【跟踪专练2】如图,某隧道的横截面由半圆和长方形构成,其中长方形的长为,宽为.该隧道内设双向行驶的车道(共有2条车道),且中间有一条宽为的绿化带(两条车道各占用.一辆卡车装满货物后,高为,宽为,它能否通过该隧道?说明理由.
【答案】能,理由见解析
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用.利用勾股定理求得,利用车宽求此时隧道壁离地面的高度,与车高比较即可.
【详解】解:如图,根据题意得:,,,
由勾股定理得,
∴,
∵,
∴,
∴能通过.
【跟踪专练3】如图,某公园内有一个不规则池塘(即图中阴影部分),、两点分别位于池塘两端,利用现有工具无法直接测得、间的距离,小明采用如下方法测量:在地面上取一点,使点能直接到达点和点,在的延长线上取一点,使得米.经测量米,米,米,请你计算点、之间的距离.
【答案】18米
【分析】可证明,则,据此利用勾股定理求出的长,即可求出的长.
【详解】解:∵米,米,米,
∴,,
∴,
∴是直角三角形,且,
又∵米,
∴米,
∴米,
答:点、之间的距离为18米.
题型8.求台阶上地毯长度
【典例】如图,在高2米,坡角为的楼梯表面铺地毯,地毯的长需( )米.
A. B.2 C. D.
【答案】C
【分析】本题考查勾股定理的应用.地毯的竖直的线段加起来等于,水平的线段相加正好等于,即地毯的总长度为.
【详解】解:如图,在中,,,,
∴,
∴,
∴.
故选C.
【跟踪专练1】如图所示为一楼梯的侧面示意图,其中垂直高度米,斜边长米,楼梯的宽度为3米.现需在楼梯的所有台阶表面铺设地毯,要求地毯完全覆盖每个台阶的水平踏面和垂直竖面,则铺设整个楼梯至少需要___________平方米的地毯.
【答案】
【分析】本题考查勾股定理的应用.根据勾股定理求出的长度,再计算出楼梯铺地毯的总长度,进而求出所铺地毯的面积即可.
【详解】解:在中,,米,米,
由勾股定理得,米,
在楼梯上铺地毯需要的长度为米,
需要铺地毯的面积为平方米,
故答案为:.
【跟踪专练2】.如图1,是一段楼梯的示意图,截面是一个直角三角形.已知直角边长,斜边的长是.现打算在楼梯上铺地毯,每平方米的地毯售价是150元,楼梯宽为.那么购买这种地毯至少需要多少元?
【答案】5100元
【分析】本题考查了勾股定理的应用,正确掌握相关性质内容是解题的关键.理解题意,运用勾股定理得,则得出在楼梯上铺地毯需要的长度,然后结合楼梯宽为,以及每平方米的地毯售价是150元,进行列式计算,即可作答.
【详解】解:在中,,,
由勾股定理得,,
在楼梯上铺地毯需要的长度为,
∵楼梯宽为,
∴需要铺地毯的面积为,
∵每平方米的地毯售价是150元,
∴购买这种地毯至少需要的费用为(元).
【跟踪专练3】综合与探究
定义:一般地,若直角三角形三边长、、都是正整数,那么称、、为勾股数.设、是两个正整数,且,直角三角形三边长、、都是正整数.下表中的,,(、均小于)可以组成一些有规律的勾股数.
2
1
3
4
5
3
1
8
6
10
3
2
5
12
13
4
1
15
8
①
4
2
12
②
20
4
3
③
24
25
…
…
…
…
…
(1)请写出表中①,②,③上的数.
(2)对表中的数据探究发现,,继续探究发现和也可以用含、的代数式表示.请你用含、的代数式分别表示:④,⑤.
(3)某校计划在一块绿地上画出一个直角三角形(如图),该直角三角形三边长为米、米、米,且、、满足(2)中的规律.要求仅在该直角三角形边上种花,且每个顶点处都种一株花,各边上相邻两株花之间的距离均为1米.如果最短边可种8株花,那么该直角三角形上一共可以种植⑥株花.
请将上述材料中横线上所缺内容补充完整.
(1)①__________;②__________;③__________;
(2)④__________;⑤__________;
(3)⑥__________.
【答案】(1)①17,②16,③
(2),
(3)81
【分析】(1)观察表格可得三边满足,,,代入相应,即可求出空格.
(2)用勾股定理和完全平方公式验证.
(3)“最短边可种株花”说明最短边长为米;由于必为偶数,最短边只能是,从而列方程求出,,再按“封闭图形种花”模型求总株数.
【详解】(1)解:,,,
当,时,,
①;
当,时,,
②;
当,时,,
③.
(2)解:,且,
,
,
,
,
,.
(3)解:最短边可种株花,且两端都种,
最短边长为(米),
为偶数,而为奇数,
最短边为,即,
,
,
,为正整数且,
,,
解得:,,
,,
三边长分别为米、24米、25米,
每边种花数为边长加,
三边合计(株),
三个顶点各被重复计算一次,
总花数(株).
题型9.判断汽车是否超速
【典例】为加强疫情防控,云南某中学在校门口区域进行入校体温检测.如图,入校学生要求沿着直线单向单排通过校门口,测温仪C与直线的距离为,已知测温仪的有效测温距离为,则学生沿直线行走时测温的区域长度为______
【答案】/8米
【分析】设有效测温距离为的长,连接、,推理出,过点作于,易知,然后在分别求出、的长,进而可得的长.
【详解】解:设有效测温距离为的长,连接、,过点作于,
∵测温仪的有效测温距离为,
∴,
又测温仪与直线的距离为,
在中,据勾股定理得:
,
同理得,
∴,
即学生沿直线行走时测温的区域长度为.
故答案为:.
【点睛】本题考查了勾股定理的应用,在应用勾股定理解决实际问题时勾股定理与方程的结合是解决实际问题常用的方法,关键是从题中抽象出勾股定理这一数学模型,画出准确的示意图.领会数形结合的思想的应用.
【跟踪专练1】县城某一路段规定汽车行驶速度不得超过.如图,一辆小汽车在该路段上直线行驶,某一时刻刚好行驶到路面车速检测仪A的正前方的C处,过了后,小车到达B处,此时测得A、B间距离为,,这辆小汽车是否超速?_____(填“是”或者“否”)
【答案】是
【分析】本题考查勾股定理的应用,根据勾股定理计算出的长度,进而计算出小汽车的速度,即可判断.
【详解】解:由题意知,,,,
,
小汽车从C到B用了,
小汽车的速度为,
,
小汽车是超速,
故答案为:是.
【跟踪专练2】为切实做好防溺水与道路交通安全宣讲工作,某镇政府使用移动广播车开展巡回宣传.如图,笔直公路旁有一村庄A,村庄A到公路的距离为400米(即于点B),广播车的有效收听半径为500米.广播车在公路上沿方向匀速行驶,当车行至点P时,村民开始听到广播;行至点Q时仍可收听,驶过点Q后则无法听到广播.求该村村民能够连续听到广播宣传时,广播车行驶的路程的长.
【答案】广播车行驶的路程的长为米.
【分析】根据题意可得米,易证,利用勾股定理求出米,即可得到.
【详解】解:∵广播车的有效收听半径为500米,当车行至点P时,村民开始听到广播;行至点Q时仍可收听,驶过点Q后无法听到广播,
∴米,
∵,
∴,
由勾股定理得:(米),
∴(米),
答:广播车行驶的路程的长为米.
【跟踪专练3】如图,某康养基地内有一条东西向的景观公路,基地的监控中心到公路的垂直距离为1200米.一天,监控员发现一辆未登记的外来车辆在公路上匀速行驶.用红外线测距仪测得:此时车辆正在公路处,距处2000米;44秒后,车辆行驶到公路上的处,距处1300米.
(1)求外来车辆的平均速度;
(2)监控中心到景观公路只有一条长为1500米的小路.监控员发现外来车辆后,立即联系安保人员,当外来车辆到达处时,安保人员同时开车从出发,沿小路进行拦截,若安保人员车速为,能否成功在处拦截外来车辆?请通过计算进行说明.
【答案】(1)外来车辆的平均速度为
(2)能成功在处拦截外来车辆,理由如下:
由题意得,
在中,由勾股定理,得,
由(1)可知,
,
外来车辆到达处所需的时间为.
安保人员的速度为,
安保人员达处所需的时间为,
能成功在处拦截外来车辆.
【分析】(1)过点作于点,由题意得,,,利用勾股定理在中,可得,在中,可得,从而求得,即可得出外来车辆的平均速度;
(2)先利用勾股定理在中,可得,结合(1)可得,从而可以算出外来车辆及安保人员达处所需的时间,通过比较即可得出结论.
【详解】(1)解:如图,过点作于点,则,,
由题意得,,
在中,由勾股定理,得,
在中,由勾股定理,得,
,
速度为,
答:外来车辆的平均速度为;
(2)略.
题型10.判断是否受台风影响
【典例】今年,第十五号台风登陆江苏.如图,A市接到台风警报时,台风中心位于A市正南方向的B处,正以的速度沿方向移动.已知A市到的距离,如果在距台风中心的圆形区域内都将受到台风影响,那么A市经过( )个小时开始受到台风影响.
A. B. C.6 D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用.设台风中心移动到点E时,A市开始受到台风影响,分别在和中,利用勾股定理求出,即可求解.
【详解】解:如图,设台风中心移动到点E时,A市开始受到台风影响,此时,
在中,,,
∴,
在中,,,
∴,
∴,
时,
即A市经过个小时开始受到台风影响.
故选:D
【跟踪专练1】如图,铁路和公路在点处交会,点到的直线距离为.公路上点处距离点处.如果火车行驶时,周围以内会受到噪音的影响,那么火车在铁路上沿方向以的速度行驶时,点处受噪音影响的时间为______.
【答案】24
【分析】过点作,上取点,,使,通过勾股定理求出,则受噪音影响共有,然后求出时间即可.
【详解】解:如图,过点作,上取点,,使,
由题意可得,,
当火车到点时对处产生噪音影响,此时,
由勾股定理得:,
∴受噪音影响共有,
∴点处受噪音影响的时间为.
【跟踪专练2】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由点行驶向点,已知点为一海港,且点与直线上两点的距离分别为和,且,以台风中心为圆心周围以内为受影响区域.
(1)求证:;
(2)海港受台风影响吗?为什么?
(3)若台风的速度为,则台风影响该海港持续的时间有多长?
【答案】(1)见解析
(2)海港C受到台风影响,理由见解析
(3)
【分析】(1)根据勾股定理的逆定理,即可求解;
(2)过点C作于D.根据直角三角形的面积,可得,即可求解;
(3)在线段上取点E,F,使,,则台风中心在线段EF上时正好影响C港口.根据等腰三角形的性质可得,然后根据勾股定理可得,从而得到,即可求解.
【详解】(1)解:∵km,km,km,
∴.
∴是直角三角形,
∴;
(2)解:海港C受台风影响.理由如下:
如图,过点C作于D.
∵,
∴.
∵,
∴海港C受到台风影响.
(3)解:如图,在线段AB上取点E,F,使,,则台风中心在线段EF上时正好影响C港口.
∴,
∵,
∴,
在中,由勾股定理得:
,
∴,
∵台风的速度为,
∴.
∴台风影响该海港持续的时间为.
【跟踪专练3】内蒙古呼伦贝尔某草原牧区通村公路施工时,大型压路工程车行驶会产生较大噪声.如图,压路工程车沿乡村公路由点A向点B匀速行驶,路边有一所牧区寄宿制小学C;点C与公路上A、B两点距离分别为、,公路总长,工程车周边120米范围为噪声影响区域.
(1)求的度数;
(2)学校C会受噪声影响吗?为什么?
(3)若压路工程车行驶速度为每分钟,则噪声持续干扰该小学的时间为多少分钟?
【答案】(1);
(2)学校会受噪声影响
理由如下:过点作于点,
根据三角形面积公式可得,
;
压路工程车周围以内为受噪声影响区域,且,
学校会受噪声影响;
(3)分钟.
【分析】(1)利用勾股定理逆定理即可解答;
(2)根据三角形面积公式求得的值,即可解答;
(3)在上取一点,使,连接,求得的长即可解答.
【详解】(1)解:点与直线上两点,的距离分别为和,,
,.
是直角三角形,且;
(2)略
(3)解:在上取一点,使,连接,
,
当压路工程车在线段上时产生的噪声会影响学校.
,
,
在中, ,.
,(分钟),
答:压路工程车产生的噪声影响该学校持续的时间为分钟.
题型11.两地等距选址问题
【典例】小明从家出发向正北方向走了60m,接着向正东方向走到离家100m远的地方,小明向正东方向走了( )
A.60m B.80m C.100m D.160m
【答案】B
【分析】本题主要考查了勾股定理的应用,熟记勾股定理的内容是解题的关键.
直接由勾股定理求解即可.
【详解】解:由题意可得,小明向正东方向走了
故选:B.
【跟踪专练1】如图,公路上A、B两点相距,C、D为两村庄,已知,,于A,于B,现要在上建一个服务站E,使得C、D两村庄到E站的距离相等,则的长是( ).
A.4 B.5 C.6 D.2
【答案】C
【分析】本题考查了勾股定理的应用,掌握以上知识是解答本题的关键;
设,则,由勾股定理得:,,再根据,得到,然后即可求解;
【详解】解:设,则,
由勾股定理得:在中,,
在中,,
由题意可知:,
∴,
解得:,
∴的长是,
∴,
故选:C;
【跟踪专练2】如图,铁路上A,B两站(视为直线上两点)相距,C,D为两村庄(视为两个点),于A,于.已知,,现要在铁路上建设一个特产收购站,使得,两村到E站的距离相等,则E站应建在距离A站多少千米处?
【答案】E站应建在离A站处
【分析】设,可将和的长表示出来,然后根据勾股定理可得,即可列出方程进行求解.
【详解】解:∵C,D两村到E站的距离相等,
∴.
∵于A,于B,
∴,
∴,
∴,
设,则.
∵,,
∴,
解得:,
∴.
答:E站应建在离A站处.
【跟踪专练3】如图,在一条东西走向的街道l上有两个快递投放点B,C.,快递投放点C的正北方向有一小区A,小区A到快递投放点B的距离为.
(1)求小区A到快递投放点C的距离.
(2)在街道l上有另一个快递投放点D到小区A与快递投放点B的距离相等,求快递投放点B,D之间的距离.
【答案】(1)小区A到快递投放点C的距离为
(2)快递投放点B,D之间的距离为
【分析】(1)根据勾股定理求解即可;
(2)设,则,根据勾股定理列方程求解即可;
【详解】(1)解:∵小区A在点C的正北方向,
∴,
∴,,
∴,
∴小区A到快递投放点C的距离为;
(2)解:设,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴快递投放点B,D之间的距离为.
题型12.求最短路径
【典例】如图,一个圆柱的高是,底面圆的周长是,一只蚂蚁想从下底面的点处沿圆柱侧面爬到上底面的点处,则蚂蚁需要爬行的最短路程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先将圆柱侧面展开,再根据两点之间线段最短可知的长即蚂蚁爬行的最短路程,再利用勾股定理求解即可.
【详解】圆柱的展开图如图:
根据题意:,,,
,
即蚂蚁需要爬行的最短路程是.
【跟踪专练1】一个圆柱形饮料罐底面周长为5cm,高为3cm,一只蚂蚁从底面圆周上的点A处出发,沿圆柱侧面爬行一周到点B处.则蚂蚁爬行的最短路径长度为______cm.
【答案】
【分析】 将圆柱侧面展开为矩形,蚂蚁爬行的最短路径即为矩形的对角线长度,利用勾股定理求解即可.
【详解】解:圆柱形饮料罐底面周长为,高为,
将圆柱侧面展开得到一个矩形,该矩形的长为,宽为,
由勾股定理得,蚂蚁爬行的最短路径长度为.
【跟踪专练2】如图,A,B两块试验田相距200,C为水源地,,为了方便灌溉,现有下面两种方案修筑水渠.
甲方案:从水源地C分别沿线段修筑两条水渠到A,B两块试验田.
乙方案:过点C作的垂线,垂足为H,先从水源地C沿线段修筑一条水渠到所在直线上,再从H分别沿线段向A,B两块试验田进行修筑.
以上两种方案中,哪一种方案所修的水渠较短?请通过计算说明.
【答案】甲方案所修的水渠较短,说明见解析
【分析】设对,,运用勾股定理得到,然后建立方程求解,然后比较和即可.
【详解】解:∵过点C作的垂线,垂足为H,
∵在中,,
在中,,
由题意得,设,则.
,
,
解得,
,
.
,
,
∴甲方案所修的水渠较短.
【跟踪专练3】综合与实践
(1)如图1,铁路上、两点(看作直线上的两点)相距40千米,、为两个村庄(看作两个点),,,垂足分别为、,千米,千米.①尺规作图:在边上作出一点,使;(不写作法,保留作图痕迹)
②在①的条件下,求的距离;
(2)借助上面的思考过程与几何模型,求代数式的最小值为_____.
【答案】(1)①见解析;②千米
(2)20
【分析】本题考查了勾股定理的应用,尺规作线段垂直平分线,熟记勾股定理是解题的关键.
(1)①由题意可知,点在的垂直平分线上,如图,连接,作的垂直平分线交于点,则点即为所求;
②设千米,则千米,根据勾股定理得出,求出x的值即可;
(2)先作出点关于的对称点,连接,过点作交延长线于点,则的长就是代数式的最小值,再结合勾股定理求出的长即可.
【详解】(1)解:①如图,点P即为所求作的点;
②设千米,则千米,
∵,,
∴,
在中,根据勾股定理可得:
,
在中,根据勾股定理可得:
,
,
,
解得:,
即:千米;
(2)解:如图,,先作出点关于的对称点,连接,过点作交延长线于点,
设,则就是代数式的最小值,
代数式的几何意义是线段上一点到点、的距离之和,而它的最小值就是点的对称点和点的连线,与线段的交点就是它取最小值时的点,
由轴对称的性质可得:,
,,,
四边形是矩形,
,,
从而构造出了以为一条直角边,和的和为另一条直角边的直角三角形,斜边就是代数式的最小值,
代数式的最小值为:
.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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专题09勾股定理的实际应用暑假预习讲义
· 能结合生活实景抽象出直角三角形模型,学会从实际问题中找出直角、直角边、斜边,把现实场景转化为几何图形。
· 掌握各类典型应用题型解题思路:折叠求边长、立体图形最短路径、航海方位、梯子滑动、测量高度距离等,会借助勾股定理列式计算线段长度。
· 能结合勾股定理逆定理解决实际判定类问题,通过三边长度判断现实场景中的垂直、直角关系。
· 遇到含双直角三角形、需要设未知数列方程的综合应用题,能梳理等量关系,规范设元并利用勾股定理建立方程求解。
· 审题时区分直角边与斜边,注意分类讨论情况(已知两边未说明是直角边 / 斜边),避免漏解、错解。
· 自主梳理各类应用模型的画图技巧,标记看不懂的立体展开、折叠、多步综合题型,课堂重点突破。
预习必备
知识梳理
1.核心解题思想:数学建模
2.勾股定理公式与变形
3.立体图形中的最短路径问题
4.四大经典应用模型
5.通用解题步骤
6.应用场景:核心公式+等量关系
7.解题规范与易错点汇总
常考题型
精讲精练
1.求旗杆高度
2.求小鸟飞行距离
3.求大树折断前的高度
4.求梯子滑落高度
5.解决水杯中筷子问题
6.解决航海问题
7.求河宽
8.求台阶上地毯长度
9.判断汽车是否超速
10.判断是否受台风影响
11.两地等距选址问题
12.求最短路径
知识点01:核心解题思想:数学建模
核心逻辑:把实际问题转化为直角三角形问题,用勾股定理求解未知边长。
步骤:读题→画示意图→找直角→标已知边→列勾股定理公式→计算→作答
关键词:垂直、水平、最短、折叠、高度、距离(这些词通常暗示直角存在)
知识点02:勾股定理公式及变形(必记)
在 Rt △ABC 中, ∠C = 90,三边为 a,b,c(c 为斜边)
求斜边:c=
求直角边:,b=
知识点 03 利用勾股定理解决立体图形中的最短路径问题
1.在平面上寻找两点之间的最短路线是根据线段的性质:两点之间,线段最短。在立体图形上,由于受物体与空间的阻隔,将其展开成平面图形,利用平面图形中线段的性质确定最短路线。
2.立体图形表面的最短路线问题的一般解题步骤:
知识点04:四大经典应用模型|考试全覆盖
依托墙面、地面、树木等垂直关系,天然形成直角。
常见题型:求旗杆高度、树高、楼台距离、斜坡长度。
解题思路:利用竖直方向与水平方向互相垂直,直接构成直角三角形,代入公式计算。
.
矩形、三角形折叠类题型,是几何高频考点。
核心规律:折叠前后对应边相等、对应角相等。
解题技巧:设未知线段长,利用折叠相等关系表示边长,结合勾股定理列方程求解。
矩形 ABCD 沿 BD 折叠,点 C 落在 C′ 处,满足:
对应线段相等:BC′=BC,C′D=CD,ED=ED
对应角相等:∠C′=∠C=90∘,∠C′BD=∠CBD
可构造直角三角形(如 △ABE 或 △DEC′),利用勾股定理列方程求解,与文字逻辑完全一致。
行走路线、航海路线、方位角问题。东西方向与南北方向互相垂直,天然构成直角,以此建立三角形模型,求解两点之间的直线距离。
知识点05:通用解题步骤(所有应用题通用)
步骤
详细操作 & 注意事项
1 审题建模
区分场景:竖直物体、梯子、方位、立体、折叠、测直角;找出天然直角(墙⊥地面、南北⊥东西)
2 画图标注
必画简图,标注直角符号;已知长度直接标数字,未知长度统一设为 x
3 判定边
锁定直角三角形:分清两条直角边、斜边(最长边),严禁乱代边
4 列关系式
纯计算直接套公式;有未知量一律列一元一次方程
5 计算验根
解出方程后,长度必须>0,负数解直接舍去
6 规范作答
带单位,文字回答对应问题
知识点06:应用场景:核心公式+等量关系
分类
具体场景
核心等量关系(公式)
长度
距离
类
梯子滑落高度
梯子长(c)² =墙高(a)² +梯底距墙距离(b)²(梯子为斜边)
.
小鸟飞行距离
飞行距离(c)²= 水平距离(a)² +垂直距离(b)²
河宽
河宽(a)²=对岸连线长(c)² -河岸横向距离(b)²
台阶地毯长度
地毯长(c)²= 台阶水平总长(a)² +台阶垂直总高(b)²
立体最短路径(展开)
最短路径(c)²=展开后水平边长(a)²+展开后竖直边长(b)²
高度
类
旗杆高度
旗杆高(a)² = 绳子长(c)² - 绳端距旗杆底距离(b)²
大树折断前高度
1.折断部分长(c)² =树桩高(a)² +折端距树根距离(b)²
2.总高 = 树桩高 + 折断部分长
实际
生活
类
水杯中筷子长度
杯内筷子最长(c)² = 水杯底面直径(a)² + 水杯高度(b)²
航海距离(航向垂直)
两船距离(c)²=船 1 航行距离(a)² + 船 2 航行距离(b)²
汽车超速判断
1.行驶距离(c)² = 水平路段长(a)² + 垂直路段长(b)²
2.速度 = 距离 ÷ 时间(与限速比较)
台风影响判断
观测点到台风路径的垂直距离(a) ≤ 台风影响半径(c)→ 受影响;反之不受影响
知识点07:解题规范与易错点汇总
1. 规范书写步骤
第一步:画示意图,标注已知边长和未知量
第二步:说明直角,明确哪条边是斜边
第三步:列公式,代入已知数据
第四步:计算,开方后化简根式
第五步:作答,带单位(如米、厘米)
2. 高频易错点
(1)立体图形展开时漏算展开方式,直接带入原立体边长计算;
(2)折叠问题忽略 “折叠前后边长相等”,找不到等量关系;
(3)解方程后保留负根,线段长度必须大于 0;
(4)方位角分不清南北、东西垂直关系,无法构造直角;
(5)梯子滑动问题误认为上下滑动距离相等(只有特殊勾股数才相等,不通用);
(6)计算时漏写单位,答题不回归实际问题。
题型1.求旗杆高度
【典例】如图,用激光测距仪测量一栋楼的高度.位于地面上点处的激光测距仪先将激光射向楼底端的点,仪器显示;再将激光射向楼顶端的点,仪器显示,则楼高__________.
【跟踪专练1】方圆同学测量旗杆的高度时发现系在旗杆的绳子垂到了地面,并多出了一段,经测量绳子垂直落地后还剩2米(如图1),绳子末端在地面上离旗杆底部的距离为6米(如图2),则旗杆的高度为( )
A.8米 B.10米 C.12米 D.13米
【跟踪专练2】如图,要从电线杆离地面处向地面拉一条钢索,若地面钢索固定点到电线杆底部的距离为,求钢索的长度.
【跟踪专练3】“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,小明和同学放学后一起放风筝,牵线放风筝的手到地面的距离为.为了测得风筝的垂直高度,小明想到利用“勾股定理”的知识来进行计算,为此他们进行了如下操作:①测得水平距离的长为;②根据手中剩余线的长度计算出风筝线的长为.
(1)求风筝的垂直高度长;
(2)如果想让风筝沿方向下降,则应该往回收线多少?
题型2.求小鸟飞行距离
【典例】公园内有两棵相距的树,一棵树高为,另一棵树高为,一只小鸟从一棵树的顶端飞到另一棵树的顶端,小鸟至少要飞__________m.
【跟踪专练1】如图,有一只喜鹊在一棵高的小树上觅食,它的巢筑在与该树水平距离()为的一棵大树上,大树高,喜鹊的巢位于树顶下方的处,当它听到巢中幼鸟的叫声,立即飞过去,如果它飞行的速度为,那么它要飞回巢中所需的时间至少是( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,某校校庆时,从教学楼楼顶的点A处向围墙上的点B处拉彩旗.已知点B和教学楼的水平距离为,教学楼高,围墙高,问至少需要多长的彩旗带?
【跟踪专练3】2024年12月4日,我国传统节日春节申遗成功.图图和涵涵在市集上买了一个年画风筝,在试飞风筝过程中,他们想利用数学知识测量风筝的垂直高度.以下是他们测量高度的过程:①测得水平距离的长为24米;②根据图图手中剩余线的长度计算出牵引线的长为30米;③图图牵线放风筝的手到地面的距离为米.请你帮助解决涵涵提出的问题.放风筝小队在野外放风筝,为了安全,风筝高度不得高于20米,根据测量的数据判断此时风筝的高度是否安全?
题型3.求大树折断前的高度
【典例】如图,一棵树在离地面6米处断裂,树顶端落在离底部8米的地面上,则树折断之前有_______米.
【跟踪专练1】如图所示,一棵树在离地面5米处断裂,树的顶部落在离底部12米处.树折断之前( )米.
A.13 B.15 C.18 D.20
【跟踪专练2】如图,由于台风的影响,一棵树在离地面6米处(点)折断,树顶部(点)落在离树干底部(点)8米处,则这棵树在折断前的高度(不包括树根)为多少米?
【跟踪专练3】一场大风后,山坡上的一棵树在A点处被拦腰折断.如图所示,其中甲树顶端恰好落在乙树的根部C处,甲、乙两棵树均沿竖直方向生长,已知,,甲、乙棵树之间的水平距离为,求甲树折断前的高度.(图中点均在同一平面内)
题型4.求梯子滑落高度
【典例】如图,长为的梯子斜靠在竖直的墙上,梯子的底端离墙脚线的距离为0.7m,梯子顶端到地面的距离为________.
【跟踪专练1】如图,一架长为的梯子斜靠在竖直的墙上,此时梯子一边的顶端位于墙面的点处,底端位于地面的点处,点到墙面的距离为.如果将梯子底端沿向外移动,那么梯子顶端沿墙下滑( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,一架长的梯子斜靠在一竖直的墙上,,这时,梯子的底端到墙底的距离为.
(1)求此时梯子的顶端距地面的高度.
(2)如果梯子的顶端沿墙下滑,那么梯子底端外移吗?通过计算说明你的结论.
【跟踪专练3】如图,在一条绷紧的绳索一端系着一艘小船.河岸上小亮拽着绳子另一端向右走,绳端从C移动到E,同时小船从A移动到B,且绳长始终保持不变,其中米,米.回答下列问题:
(1)若米,求小亮需向右移动的距离;(结果保留根号)
(2)若小亮以米每秒的速度收绳,请通过计算回答,他能否在20秒内将船从A处移动到岸边点F的位置;
(3)在(2)的条件下,若小亮收绳t秒后,小船到F的距离刚好等于所收绳长,求t的值.
题型5.解决水杯中筷子问题
【典例】如图,一个饮料罐下底面直径是,上底面半径是,高是,上底面盖子的中心有一个小圆孔.若一条到达底部长的直吸管如图放置,则在罐外部分的长度(罐壁的厚度和小圆孔的大小忽略不计)是( )
A. B. C. D.
【跟踪专练1】我国古代数学著作《九章算术》中有这样一个问题.有一个水池,水面是一个边长为10尺(尺)的正方形,在水池正中央有一根芦苇(点P是的中点),它高出水面1尺(尺).如果把这根芦苇拉向水池一边的中点,它的顶端恰好到达池边的水面(),则水的深度为_____.
【跟踪专练2】《九章算术》卷九“勾股”中记载:今有池,方一丈,葭生其中央,出水一尺.引葭赴岸,适与岸齐,问水深、葭长各几何.大意是:如图,水池底面的宽丈,芦苇生长在的中点O处,高出水面的部分尺.将芦苇向池岸牵引,尖端达到岸边时恰好与水面平齐,即,求水池的深度(1丈等于10尺).
【跟踪专练3】池塘中有一株荷花的茎长为,无风时露出水面部分米,如果把这株荷花向旁边拉至使它的顶端A恰好到达池塘的水面B处,此时荷花顶端离原来位置的距离米,求这株荷花的茎长.
题型6.解决航海问题
【典例】如图所示,一轮船以6海里/时的速度从港口出发向东北方向航行,另一轮船以8海里/时的速度同时从港口出发向东南方向航行,离开港口2小时后,则两船相距( )
A.20海里 B.10海里 C.30海里 D.25海里
【跟踪专练1】某港口位于东西方向的海岸线上,“远航”号、“海天”号轮船同时离开港口,“远航”号以每小时的速度沿北偏西方向航行,“海天”号以每小时的速度沿北偏东方向航行,它们离开港口半小时后分别位于,处,此时两艘轮船相距_________.
【跟踪专练2】如图,南北向为我国领海线,即以西为我国领海,以东为公海,上午9时50分,我国反走私艇发现正东方有一走私艇以13海里/时的速度偷偷向我领海开来,便立即通知正在线上巡逻的我国反走私艇密切注意.反走私艇和走私艇的距离是13海里,、两艇的距离是5海里;反走私艇测得距离艇12海里,若走私艇的速度不变,最早会在什么时候进入我国领海?
【跟踪专练3】如图,灯塔位于海岛的北偏西方向,且相距,一艘船从海岛出发,以的速度沿北偏东方向航行,经过小时到达处,此时,相距,求的值.
题型7.求河宽
【典例】如图,A,C之间隔有一湖,在与方向成角的方向上的点B处测得,,则AC的长为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练1】某公园有一个人工湖,湖的周围是笔直的甬道,珍珍想知道湖两岸,两点间的距离,但由于湖面阻隔无法直接测量,珍珍观察公园的游览图时得到如图所示的示意图,根据图中数据可得,两点间的距离为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,某隧道的横截面由半圆和长方形构成,其中长方形的长为,宽为.该隧道内设双向行驶的车道(共有2条车道),且中间有一条宽为的绿化带(两条车道各占用.一辆卡车装满货物后,高为,宽为,它能否通过该隧道?说明理由.
【跟踪专练3】如图,某公园内有一个不规则池塘(即图中阴影部分),、两点分别位于池塘两端,利用现有工具无法直接测得、间的距离,小明采用如下方法测量:在地面上取一点,使点能直接到达点和点,在的延长线上取一点,使得米.经测量米,米,米,请你计算点、之间的距离.
题型8.求台阶上地毯长度
【典例】如图,在高2米,坡角为的楼梯表面铺地毯,地毯的长需( )米.
A. B.2 C. D.
【跟踪专练1】如图所示为一楼梯的侧面示意图,其中垂直高度米,斜边长米,楼梯的宽度为3米.现需在楼梯的所有台阶表面铺设地毯,要求地毯完全覆盖每个台阶的水平踏面和垂直竖面,则铺设整个楼梯至少需要___________平方米的地毯.
【跟踪专练2】.如图1,是一段楼梯的示意图,截面是一个直角三角形.已知直角边长,斜边的长是.现打算在楼梯上铺地毯,每平方米的地毯售价是150元,楼梯宽为.那么购买这种地毯至少需要多少元?
【跟踪专练3】综合与探究
定义:一般地,若直角三角形三边长、、都是正整数,那么称、、为勾股数.设、是两个正整数,且,直角三角形三边长、、都是正整数.下表中的,,(、均小于)可以组成一些有规律的勾股数.
2
1
3
4
5
3
1
8
6
10
3
2
5
12
13
4
1
15
8
①
4
2
12
②
20
4
3
③
24
25
…
…
…
…
…
(1)请写出表中①,②,③上的数.
(2)对表中的数据探究发现,,继续探究发现和也可以用含、的代数式表示.请你用含、的代数式分别表示:④,⑤.
(3)某校计划在一块绿地上画出一个直角三角形(如图),该直角三角形三边长为米、米、米,且、、满足(2)中的规律.要求仅在该直角三角形边上种花,且每个顶点处都种一株花,各边上相邻两株花之间的距离均为1米.如果最短边可种8株花,那么该直角三角形上一共可以种植⑥株花.
请将上述材料中横线上所缺内容补充完整.
(1)①__________;②__________;③__________;
(2)④__________;⑤__________;
(3)⑥__________.
题型9.判断汽车是否超速
【典例】为加强疫情防控,云南某中学在校门口区域进行入校体温检测.如图,入校学生要求沿着直线单向单排通过校门口,测温仪C与直线的距离为,已知测温仪的有效测温距离为,则学生沿直线行走时测温的区域长度为______
【跟踪专练1】县城某一路段规定汽车行驶速度不得超过.如图,一辆小汽车在该路段上直线行驶,某一时刻刚好行驶到路面车速检测仪A的正前方的C处,过了后,小车到达B处,此时测得A、B间距离为,,这辆小汽车是否超速?_____(填“是”或者“否”)
【跟踪专练2】为切实做好防溺水与道路交通安全宣讲工作,某镇政府使用移动广播车开展巡回宣传.如图,笔直公路旁有一村庄A,村庄A到公路的距离为400米(即于点B),广播车的有效收听半径为500米.广播车在公路上沿方向匀速行驶,当车行至点P时,村民开始听到广播;行至点Q时仍可收听,驶过点Q后则无法听到广播.求该村村民能够连续听到广播宣传时,广播车行驶的路程的长.
【跟踪专练3】如图,某康养基地内有一条东西向的景观公路,基地的监控中心到公路的垂直距离为1200米.一天,监控员发现一辆未登记的外来车辆在公路上匀速行驶.用红外线测距仪测得:此时车辆正在公路处,距处2000米;44秒后,车辆行驶到公路上的处,距处1300米.
(1)求外来车辆的平均速度;
(2)监控中心到景观公路只有一条长为1500米的小路.监控员发现外来车辆后,立即联系安保人员,当外来车辆到达处时,安保人员同时开车从出发,沿小路进行拦截,若安保人员车速为,能否成功在处拦截外来车辆?请通过计算进行说明.
题型10.判断是否受台风影响
【典例】今年,第十五号台风登陆江苏.如图,A市接到台风警报时,台风中心位于A市正南方向的B处,正以的速度沿方向移动.已知A市到的距离,如果在距台风中心的圆形区域内都将受到台风影响,那么A市经过( )个小时开始受到台风影响.
A. B. C.6 D.
【跟踪专练1】如图,铁路和公路在点处交会,点到的直线距离为.公路上点处距离点处.如果火车行驶时,周围以内会受到噪音的影响,那么火车在铁路上沿方向以的速度行驶时,点处受噪音影响的时间为______.
【跟踪专练2】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由点行驶向点,已知点为一海港,且点与直线上两点的距离分别为和,且,以台风中心为圆心周围以内为受影响区域.
(1)求证:;
(2)海港受台风影响吗?为什么?
(3)若台风的速度为,则台风影响该海港持续的时间有多长?
【跟踪专练3】内蒙古呼伦贝尔某草原牧区通村公路施工时,大型压路工程车行驶会产生较大噪声.如图,压路工程车沿乡村公路由点A向点B匀速行驶,路边有一所牧区寄宿制小学C;点C与公路上A、B两点距离分别为、,公路总长,工程车周边120米范围为噪声影响区域.
(1)求的度数;
(2)学校C会受噪声影响吗?为什么?
(3)若压路工程车行驶速度为每分钟,则噪声持续干扰该小学的时间为多少分钟?
题型11.两地等距选址问题
【典例】小明从家出发向正北方向走了60m,接着向正东方向走到离家100m远的地方,小明向正东方向走了( )
A.60m B.80m C.100m D.160m
【跟踪专练1】如图,公路上A、B两点相距,C、D为两村庄,已知,,于A,于B,现要在上建一个服务站E,使得C、D两村庄到E站的距离相等,则的长是( ).
A.4 B.5 C.6 D.2
【跟踪专练2】如图,铁路上A,B两站(视为直线上两点)相距,C,D为两村庄(视为两个点),于A,于.已知,,现要在铁路上建设一个特产收购站,使得,两村到E站的距离相等,则E站应建在距离A站多少千米处?
【跟踪专练3】如图,在一条东西走向的街道l上有两个快递投放点B,C.,快递投放点C的正北方向有一小区A,小区A到快递投放点B的距离为.
(1)求小区A到快递投放点C的距离.
(2)在街道l上有另一个快递投放点D到小区A与快递投放点B的距离相等,求快递投放点B,D之间的距离.
题型12.求最短路径
【典例】如图,一个圆柱的高是,底面圆的周长是,一只蚂蚁想从下底面的点处沿圆柱侧面爬到上底面的点处,则蚂蚁需要爬行的最短路程是( )
A. B. C. D.
【跟踪专练1】一个圆柱形饮料罐底面周长为5cm,高为3cm,一只蚂蚁从底面圆周上的点A处出发,沿圆柱侧面爬行一周到点B处.则蚂蚁爬行的最短路径长度为______cm.
【跟踪专练2】如图,A,B两块试验田相距200,C为水源地,,为了方便灌溉,现有下面两种方案修筑水渠.
甲方案:从水源地C分别沿线段修筑两条水渠到A,B两块试验田.
乙方案:过点C作的垂线,垂足为H,先从水源地C沿线段修筑一条水渠到所在直线上,再从H分别沿线段向A,B两块试验田进行修筑.
以上两种方案中,哪一种方案所修的水渠较短?请通过计算说明.
【跟踪专练3】综合与实践
(1)如图1,铁路上、两点(看作直线上的两点)相距40千米,、为两个村庄(看作两个点),,,垂足分别为、,千米,千米.①尺规作图:在边上作出一点,使;(不写作法,保留作图痕迹)
②在①的条件下,求的距离;
(2)借助上面的思考过程与几何模型,求代数式的最小值为_____.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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