内容正文:
1.3 勾股定理的应用
第一章 勾股定理
问题1:什么是勾股定理?
复习回顾
问题2:什么是勾股定理的逆定理?
如果三角形三条边的长度a,b,c满足a2+b2=c2,那么这个三角形是直角三角形.
直角三角形两直角边长度的平方和等于斜边长度的平方.
新知探究
装修工人李叔叔想检测某块装修用砖(如图)的边AD和边BC是否分别垂直于边AB.
(1)如果李叔叔随身只带了卷尺,那么你能替他想办法完成任务吗?
用卷尺分别测量AD,DB,AB 的长,
若 AD2 + AB2=DB2,
则∠A=90°,即AD⊥AB.
A
B
C
D
(2)李叔叔测得边AD长30cm,边AB长40cm,点B,D之间的距离是50cm. 边AD垂直于边AB吗?
∵ AD2 + AB2=302 + 402=2500,DB2=502=2500,
∴∠A=90°,即AD⊥AB.
所以边 AD 垂直于边 AB
新知探究
A
B
C
D
能检验.
在 AD 上从 A 点量取 12 cm 得点 E,在 AB 上从 A 点量取 16 cm 得点 F.
因为 12² + 16²= 20²,
用刻度尺测 EF 长度,若 EF = 20 cm,
根据勾股定理逆定理,AD⊥AB;
若 EF≠20 cm,则 AD 不垂直 AB.
(3) 如果李叔叔随身只带了一个长度为 20 cm 的刻度尺,那么他能检验边 AD 是否垂直于边 AB 吗?
E
F
新知探究
设 DF = x cm,
则 CF = EF = (8 - x) cm,
在Rt△DEF 中,DE2 + DF2 = EF2,
则 42 + x2 = (8 - x)2,解得 x = 3.
∴DF 的长为 3 cm.
思考:如图,正方形纸片ABCD的边长为8cm,点E是边AD的中点,将这张正方形纸片翻折,使点C落到点E处,折痕交边AB于点G,交边CD于点F. 你能求出DF的长吗?
解:∵点 E 是边 AD 的中点,
∴ DE = AD = 4 cm.
x
4cm
8-x
8-x
8cm
完成课内学案P9例3
典例分析
例1、如图,在长方形ABCD中,已知AB=8cm,BC=10cm。在CD上取一点E,将△ADE沿AE折叠,使点D恰好落在边BC上的点F处,求CE的长。
解:如图,∵四边形ABCD是长方形,
∴CD=AB=8cm,AD=BC=10cm,∠D=90°。
由折叠的性质,得△AFE≌△ADE。
∴∠AFE=∠D=90°,
AF=AD=10cm,EF=DE。
设CE=xcm,则EF=DE=CD-CE=(8-x)cm。
在Rt△ABF中,∠B=90°,
AB2+BF2=AF2,即82+BF2=102。
∴BF=6cm(负值舍去)。
∴CF=BC-BF=10-6=4(cm)。
在Rt△ECF中,∠C=90°,
EF2=CE2+CF2,即(8-x)2=x2+42,
解得x=3。故CE的长为3cm。
例2、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?(选自《九章算术》)
D
A
B
C
典例分析
题目大意:有一个水池,水面是一个边长为 1 丈的正方形。在水池正中央有一根新生的芦苇,它高出水面 1 尺。如果把这根芦苇垂直拉向岸边,那么它的顶端恰好到达岸边的水面。这个水池的深度和这根芦苇的长度各是多少?
解:设水池的水深 AC 为 x 尺,
则这根芦苇长 AD = AB = (x + 1) 尺.
在直角三角形 ABC 中,BC = 5 尺,
由勾股定理,得 BC2 + AC2 = AB2,
即 52+x2=(x+1)2,
25 + x2 = x2 + 2x + 1,
2x=24,
∴ x=12,x+1=13.
答:水池深 12 尺,这根芦苇长 13 尺.
典例分析
5尺
1尺
x
x+1
典例分析
变式:一个滑梯的示意图如图所示,若将滑道AC水平放置,刚好与AB一样长。已知滑梯的高度CE=3.6m,CD=1.2m,求滑道AC的长度。
解:设滑道AC的长度为xm,
解:设滑道AC的长度为xm,
则AB=xm,AE=(x-1.2)m。
在Rt△ACE中,∠AEC=90°,
由勾股定理,得AE2+CE2=AC2,
即(x-1.2)2+3.62=x2,解得x=6。
即滑道AC的长度为6m。故答案为6。
B
例3、如图,一个正方体盒子棱长为10cm,小蚂蚁位于盒子表面的A点,在B点处放有食物。若小蚂蚁只能沿着盒子表面爬行,请帮小蚂蚁算出从A点爬到B点的最短爬行路程的平方。
10cm
10cm
10cm
典例分析
典例分析
A
B
前
上
A
B
A
B
左
上
A
B
前
右
A
B
C
解:如图所示
在Rt△ABC中,
利用勾股定理可得,
AB 2 =AC2+BC2
=20 2+102
= 500
10
10
10
所以AB2=500.
总结归纳
正方体爬行最短路径
A
B
C
D
E
F
G
H
方法总结:
侧面展开图中两点之间的连线段最短。
B
C
A
E
F
G
变式、把正方体换为如图所示的长方体,长方体长2cm,宽1cm,高4cm,蚂蚁从A点出发,沿长方体表面爬到E点,共有几种爬行方案?哪一种路径距离最短?最短距离的平方是多少?
典例分析
典例分析
A
B
F
G
E
H
2
4
1
前(后)
上(下)
(1)
A
D
H
G
E
F
2
4
1
左(右)
上(下)
(2)
A
B
C
F
G
E
4
2
1
前(后)
右
(左)
(3)
典例分析
例4、如图是一个三级台阶,它的每一级的长,宽,高分别是20dm,3dm,2dm,A和B是这个台阶相对的端点,点A处有一只蚂蚁,想到B处去吃食物,求这只蚂蚁爬行的最短距离。
解:如答图,三级台阶平面展开图为长方形,
长为20dm,宽为(2+3)×3dm,
则蚂蚁沿台阶面爬行到B点最短路程是此长方形的对角线长。
设蚂蚁从点A处沿台阶面爬行到B点最短路程为xdm,
由勾股定理得
x2=202+[(2+3)×3]2=252,解得x=25。
故蚂蚁从点A处沿台阶面爬行到B点最短路程25dm。
典例分析
例5、如图,长方体的高是9cm,底面是边长为4cm的正方形。一只蚂蚁从点A出发,沿着长方体表面经过3个侧面爬到点B处,则这只蚂蚁爬行的最短路程是多少厘米?
在Rt△ACB中,AC=4×3=12(cm),
解:如图,将长方体的三个侧面展开。
BC=9cm,∠ACB=90°。由勾股定理,
得AB2=AC2+BC2=122+92=152,
∴AB=15cm(负值舍去)。
故这只蚂蚁爬行的最短路程是15cm。
课堂小结
利用勾股定理解决实际问题的一般步骤:
(1)读懂题意,分析已知、未知间的关系;
(2)构造直角三角形;
(3)利用勾股定理等列方程;
(4)解决实际问题.
数学问题
直角三角形
勾股定理
实际问题
转化
建构
利用
决解
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