内容正文:
1.1 探究勾股定理
第2课时 勾股定理的验证及简单应用
1.1 探索勾股定理
第2课时 勾股定理的验证及简单应用
第一章 勾股定理
八年级上│BS
重点
难点
1.掌握用面积法如何验证勾股定理,并能应用勾股定理解决一些实际
问题.
2.经历勾股定理的验证过程,体会数形结合的思想和从特殊到一般的
思想.
学习目标
新课引入
上一节课,我们通过测量和数格子的方法发现了勾股定理.如图,分别以直角三角形的三条边(a<b)为边长向外作正方形.
你能利用这个图说明勾股定理的正确性吗?
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为了计算图中大正方形的面积,小明对这个大正方形适当割补后,得到图①、图②.
补
割
图②
图①
问题 (1)将所有三角形的面积和正方形的面积用含a,b,c的式子表示出来.
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方法一:
图①
大正方形ABCD的面积可以表示为:____________或者___________.
可得等式_________________________.
(a+b)2
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问 题 你能用图①验证勾股定理吗?
因为 S正方形ABCD
图①
S正方形ABCD=
所以 a2 +b2 = c2.
验证了勾股定理.
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方法二:
大正方形ABCD的面积可以表示为:________________或者________.
可得等式_________________________.
c2
图②
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问 题 你能用图②验证勾股定理吗?
因为 S正方形ABCD = c 2 .
图②
S正方形ABCD
所以 a2 +b2 = c2.
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勾股定理在我国有着悠久的历史.汉末三国初数学家、天文学家赵爽在给《周髀》作注时,给出了相对完整的表述:“勾、股各自乘,并之为弦实.开方除之,即弦.”他利用“勾股圆方图”直观地论证了勾股定理.后人通常把图①称为“赵爽弦图”,2002年国际数学家大会会标的主要图案(如图②)就取材于此图.
图①
图②
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方法三:赵爽弦图
a
b
a
c
b
c
a
b
大正方形的面积可以表示为c2.
也可以表示为 .
因为c2=4× ab+(b-a)2
=2ab+b2-2ab+a2
=a2+b2
所以c2=a2+b2
朱实
黄实
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方法四:毕达哥拉斯证法
a
a
a
a
b
b
b
b
c
c
c
c
所以a2+b2+2ab=c2+2ab,
因为S大正方形=(a+b)2=a2+b2+2ab.
S大正方形
所以a2+b2=c2 .
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方法五:伽菲尔德证法(总统证法)
c
b
a
c
a
b
S梯形 = (a+b)(a+b)= (a2+b2+2ab)
所以
所以a2 + b2 = c2.
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方法六:青朱出入图
a
b
c
青入
青方
青
出
青出
青入
朱入
朱方
朱出
勾股定理的证明方法十分丰富,达数百种之多.其中一种方法尤为独特,单靠移动几块图形就直观地证出了勾股定理,被誉为“无字的证明”,我们欣赏几个!
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方法七:达·芬奇的方法
a
b
c
A
B
C
D
E
F
O
【点击跳转至几何画板查看更多方法】
据不完全统计,验证的方法有400多种.
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例1 如图由赵爽弦图变化得到,它是由四个全等的直角三角形与中间的小正方形拼成的大正方形. 若大正方形的面积为 12,小正方形的面积为 2,直角三角形短直角边为 a ,长直角边为 b,则 (a + b)2 = _____.
a
b
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变 式 图 1 是我国古代著名的“赵爽弦图”的示意图,它是由四个全等的直角三角形围成的. 若 AC = 6,BC = 5,将四个直角三角形中边长为 6 的直角边分别向外延长一倍,得到图 2 所示的“数学风车”,则这个风车的外围周长为______.
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图(1)
图(2)
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思 考 如果一个三角形是钝角三角形或锐角三角形,那么它的三边长仍然满足“较长边的平方等于另外两边的平方和”吗?说说你的判断和理由,并与同伴进行交流.?
S=8
S=29
S=9
S=5
S=9
S=8
结论1:若钝角三角形中较长边长为c,较短边长为a、b,则a²+b²<c².
结论2:若锐角三角形中较长边长为c,较短边长为a、b,则a²+b²>c².
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分析:根据题意,可以画出右图,其中点 A 表示王叔叔所在位置,点 C、B 表示两个时刻蓝方汽车的位置. 由于王叔叔距离公路 400 m,因此∠C 是直角.
例2 在一次军事演习汇总中,红方侦察员王叔叔在距离一条东西向公路 400m 处侦察,发现一辆蓝方汽车在公路上疾驶. 他用红外测距仪测得汽车与他相距 400m;过了10s ,测得汽车与他相距 500m.你能帮王叔叔计算蓝方汽车这10s的平均速度吗?
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解:由勾股定理,可得
AB2 = BC2 + AC2,
也就是
5002 = BC2+4002.
所以 BC = 300.
蓝方汽车 10 s 行驶了 300 m,那么它 1h 行驶的距离为
300÷10 = 30(m),
即蓝方汽车这10s的平均速度为 30 m/s.
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1.(2024 南通) “赵爽弦图”巧妙利用面积关系证明了勾股定理.如图所示的“赵爽弦图”是由四个全等直角三角形和中间的小正方形拼成的一个大正方形.设直角三角形的两条直角边长分别为m,n(m>n).若小正方形面积为5,(m+n)2=21,则大正方形面积为( )
A.12 B.13 C.14 D.15
B
随堂练习
2.已知直角三角形的三边a,b,c满足c>a>b,分别以a,b,c为边作三个正方形,把两个较小的正方形放置在最大正方形内,如图,设三个正方形无重叠部分的面积为S1,均重叠部分的面积为S2,则( )
A.S1>S2
B.S1<S2
C.S1=S2
D.S1,S2大小无法确定
C
随堂练习
3. 勾股定理是几何学中的明珠,它充满魅力,在现实世界中有着广泛的应用.请你尝试应用勾股定理解决下列问题:一架2m长的梯子AB斜靠在一竖直的墙AO上,这时AO为1.6m,如果梯子的顶端A沿墙下滑0.4m,那么梯子底端B向外移了多少米?
解:因为在Rt△OAB中,AB=2m,AO=1.6m,
由勾股定理得:OB2=AB2+AO2=22+1.62=1.44(m),
解得:OB=1.2,
由勾股定理得:OD2=CD2-CO2=22-1.22=2.56(m),
所以BD=OD-OB=1.6-1.2=0.4(m).
答:梯子底端B向外移了0.4米.
随堂练习
4.如图,直线l上有三个正方形a,b,c,若a,c的面积分别为3和4,则b的面积为多少?
建模:证明图中两个三角形全等,进而利用对
应边相等将正方形c进行位置转换得到“勾股树”
解:如解图,以BC为边作正方形,因为∠ACB+∠ECD=90°,∠CED+∠ECD=90°,
所以∠ACB=∠CED,在△ABC和△CDE中,
所以△ABC≌△CDE(AAS),所以BC=DE,
根据勾股定理得
AB2+BC2=AB2+DE2=AC2,
所以Sb=Sa+Sc=3+4=7.
A
B
C
D
E
c
随堂练习
1.拼出图形
2.写出图形面积的表达式
3.找出相等的关系
4.导出勾股定理
拼图验证
勾股定理的
简单应用
验证勾股定理
及简单应用
课堂小结
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