第三章勾股定理 教材例题变式训练与检测反馈 2026-2027学年苏科版数学八年级上册
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内容正文:
苏科版八年级上册 第三章《勾股定理》
教材例题变式训练与检测反馈(解析版)
班级:__________ 姓名:__________ 用时:______分钟 得分:__________
【编写说明】本讲义以苏科版八年级上册第三章 6 道教材例题为生长点,每例先"原例回顾"再配 1—2 道变式(共 11 道变式,其中基础题 7 道、提高题 4 道),并按 A(基础)、B(提高)、C(拓展延伸)三级设置检测反馈各 10 题,共 41 题。题目参照江苏省徐州、南京、苏州、无锡、南通等市近年八上期中考试真题的风格与难度梯度编写,难度以 ★(基础)、★★(提高)、★★★(拓展)标注,可直接用于课堂讲练或课后分层作业。
第一部分 教材例题变式训练
【例1·原例回顾】已知直角三角形的两边长分别为 3 和 4,求第三边的长。
变式1-1 基础·填空 ★ 在 Rt△ABC 中,∠C=90°,AC=3,BC=4,则 AB=______;若 AC=5,AB=13,则 BC=______。
【答案】AB=5;BC=12。
【解析】① AC、BC 都是直角边,由 AB²=AC²+BC²=3²+4²=25,得 AB=5;
② AC 是直角边,AB 是斜边,由 BC²=AB²-AC²=13²-5²=144,得 BC=12。
【点评】教材例题的关键是"分类讨论"——已知两边而未指明谁是斜边。本题已明确各边的身份,属直接应用,重点训练勾股定理的两种变形 c²=a²+b² 与 a²=c²-b²。
变式1-2 基础·解答 ★ 在 Rt△ABC 中,∠C=90°,AB=13 cm,AC=12 cm。
(1)求 BC 的长;(2)求△ABC 的面积;(3)求斜边 AB 上的高 CD 的长。
【答案】(1)BC=5 cm;(2)S=30 cm²;(3)CD=60/13 cm。
【解析】(1)由勾股定理,BC=(cm);
(2)S△ABC=½·AC·BC=½×12×5=30(cm²);
(3)由面积法 ½·AB·CD=30,得 CD=60/13(cm)。
【点评】"已知三边求高"一律用等面积法 ½ab=½ch。60/13 这类分数答案在江苏期中卷中极为常见,要敢于保留分数形式。
【例2·原例回顾】在数轴上画出表示 的点。
变式2-1 基础·选择 ★ 如图,在数轴上以原点 O 为起点,OA=2(在数轴上方),OB=3(在数轴上),∠AOB=90°,则线段 AB 的长为( )
A.
B.
C.5
D.13
【答案】B。
【解析】在 Rt△OAB 中,∠AOB=90°,由勾股定理得 AB=+OB²)=+3²)=。
以 O 为圆心、AB 为半径画弧,交数轴正半轴于点 C,点 C 表示的数就是 。
【点评】数轴上表示无理数"三步走":构造直角三角形→勾股定理求斜边→以原点为圆心、斜边为半径画弧。本题考第二步。
变式2-2 提高·作图 ★★ (1)如图,在数轴上作出表示 的点 P(保留作图痕迹);
(2)不借助计算器,比较 与 2.6 的大小,并说明理由。
【答案】(1)作法见图,点 P 即为所求;(2)。
【解析】(1)① 在数轴上取 OA=2;② 过点 A 作数轴的垂线,在垂线上截取 AB=(可再用直角边为 1 和 的直角三角形作出);③ 连接 OB,则 OB=+3)=;④ 以 O 为圆心、OB 为半径画弧,交数轴正半轴于点 P,点 P 即表示 。
(2)∵ 2.6²=6.76,7>6.76,∴ 。
【点评】第(2)问用"平方法"比较无理数与有理数的大小,是江苏各地期中填空题的高频考法。作图题必须保留"垂线"和"弧"的痕迹,并交代半径的来源。
【例3·原例回顾】已知 a,b,c 为正整数,且 a²+b²=c²,求证:ka,kb,kc(k 为正整数)也构成勾股数。
变式3 提高·解答 ★★ 已知 m>n>0,且 m、n 都是正整数。
(1)求证:(m²-n²)²+(2mn)²=(m²+n²)²;
(2)当 m=4,n=3 时,写出由此得到的一组勾股数,并判断 7、24、25 是否为勾股数;
(3)当 m=5,n=2 时,用同样的方法写出另一组勾股数。
【答案】(2)7,24,25,是勾股数;(3)21,20,29。
【解析】(1)左边=(m²-n²)²+(2mn)²=m⁴-2m²n²+n⁴+4m²n²=m⁴+2m²n²+n⁴=(m²+n²)²=右边,故等式成立。
(2)m²-n²=16-9=7,2mn=2×4×3=24,m²+n²=16+9=25,得到 7,24,25。
∵ 7²+24²=49+576=625=25²,∴ 7,24,25 是勾股数。
(3)m²-n²=25-4=21,2mn=2×5×2=20,m²+n²=25+4=29,且 21²+20²=441+400=841=29²,故 21,20,29 是一组勾股数。
【点评】教材例题是"整体扩大 k 倍",本题进阶为"用 m、n 生成"(毕达哥拉斯公式),本质都是用代数恒等式构造勾股数。(1)的展开合并是证明核心;勾股数要求三个数都是正整数,如 0.5、1.2、1.3 虽满足平方和关系,但不是勾股数。
【例4·原例回顾】如图,AD 是△ABC 的中线,AB=AC=,BC=12,求 AD 的长。
变式4-1 基础·填空 ★ 如图,AD 是△ABC 的中线,AB=AC=10,BC=12,则 AD=______,△ABC 的面积是______。
【答案】AD=8;面积 48。
【解析】∵ AB=AC,AD 是 BC 边上的中线,∴ 由等腰三角形"三线合一"得 AD⊥BC,BD=CD=½BC=6。
在 Rt△ABD 中,AD=。
S△ABC=½×BC×AD=½×12×8=48。
【点评】"三线合一"把中线转化成高,是斜三角形问题化归为直角三角形的最短路径。本题与教材例题同构,只是把 换成 10,属江苏期中基础题的标准样式。
变式4-2 提高·填空 ★★ 如图,AD 是△ABC 的中线,AB=AC,BC=12,点 E 在线段 BD 上,且 BE=2,则 AE=______。
【答案】AE=。
【解析】由"三线合一"得 AD⊥BC,BD=CD=6,AD=。
∵ BE=2,点 E 在线段 BD 上,∴ DE=BD-BE=4。
在 Rt△ADE 中,AE=+DE²)=+4²)=。
【点评】先在"大直角三角形"中求出高,再在"小直角三角形"中用一次勾股定理,是江苏期中"两次勾股"型填空题的固定套路;易错点是 DE 的长度应为 BD-BE,而非 BE。
【例5·原例回顾】《九章算术》"折竹"问题:竹原高 1 丈(1 丈=10 尺),中部折断,竹梢触地处离竹根 3 尺,问折断处离地面多高?
变式5-1 基础·填空 ★ 如图,一根旗杆在离地面 4 米处折断,旗杆顶端落在离旗杆底部 3 米处,则折断部分长______米,旗杆原来的高度是______米。
【答案】折断部分长 5 米;旗杆原高 9 米。
【解析】设折断处为 B,旗杆底部为 O,顶端着地点为 C,则 ∠BOC=90°,OB=4,OC=3。
由勾股定理 BC=+3²)=5(米)。
旗杆原高=OB+BC=4+5=9(米)。
【点评】"折竹"模型:折断部分、未断部分、地面距离构成直角三角形,"原长=两段之和"是易被忽略的隐含条件。
变式5-2 基础·解答 ★ 《九章算术》"折竹":今有竹高一丈,末折抵地,去本三尺,问折者高几何?(1 丈=10 尺)
(1)设折断处离地面 x 尺,用含 x 的式子表示折断部分的长度;
(2)建立方程求出折断处离地面的高度(结果保留分数)。
【答案】(1)折断部分长 (10-x) 尺;(2)折断处离地面 4.55 尺(即 91/20 尺)。
【解析】(1)竹子原高一丈=10 尺,折断处离地面 x 尺,故折断部分的长度为 (10-x) 尺。
(2)折断部分、未断部分与地面构成直角三角形,其中折断部分为斜边,未断部分 x 与地面距离 3 尺为两条直角边,
∴ x²+3²=(10-x)²。
展开得 x²+9=100-20x+x²,即 20x=91,x=91/20=4.55。
答:折断处离地面 4.55 尺(约 4 尺 5 寸 5 分)。
【点评】"折竹"类问题的方程是"两直角边平方和=斜边平方",斜边是折断的那一段。解出 x 后要用"原高=未断部分+折断部分"验算,避免把"折断部分"当成答案。
【例6·原例回顾】如图,CD 为 Rt△ABC 斜边 AB 上的高,设 BC=a,AC=b,AB=c,CD=h,求证:a²=c·BD,b²=c·AD,h²=AD·BD。
变式6-1 提高·解答 ★★ 如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,CD⊥AB 于点 D,AC=15,BC=20。
(1)求 AB 的长;(2)求 CD、AD、BD 的长;(3)判断 CD²=AD·BD 是否成立,并说明理由。
【答案】(1)AB=25;(2)CD=12,AD=9,BD=16;(3)成立。
【解析】(1)在 Rt△ABC 中,AB=+BC²)=+20²)=。
(2)由面积法 ½·AC·BC=½·AB·CD,得 CD=(15×20)/25=12。
在 Rt△ACD 中,AD=。
∴ BD=AB-AD=25-9=16(也可由 BD= 验证)。
(3)CD²=12²=144,AD·BD=9×16=144,∴ CD²=AD·BD 成立,即 CD 是 AD 与 BD 的比例中项。
【点评】直角三角形"三高关系":CD²=AD·BD,AC²=AD·AB,BC²=BD·AB,均由教材例题的结论演变而来,是解决"斜边上的高"类问题的公式包,但解题时仍应写出推导过程。
变式6-2 基础·填空 ★ 如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,CD⊥AB 于点 D,AD=9,BD=16,则 CD=______,AC=______,BC=______。
【答案】CD=12,AC=15,BC=20。
【解析】由 CD²=AD·BD=9×16=144,得 CD=12。
由 AC²=AD·AB=9×25=225,得 AC=15;由 BC²=BD·AB=16×25=400,得 BC=20。
【点评】已知两段"斜边被高分成的线段"求各边,是教材例题结论的直接逆用;也可先求 CD,再用勾股定理逐段求。
第二部分 检测反馈 · A 级(基础过关)
1 ★ 【出处:徐州·2021年八上期中(改编)】在 Rt△ABC 中,∠C=90°,a、b 为直角边,c 为斜边。
(1)若 a=6,b=8,则 c=______;(2)若 a=5,c=13,则 b=______;(3)若 b=15,c=17,则 a=______。
【答案】(1)10;(2)12;(3)8。
【解析】(1)c=+8²)=10;(2)b=;(3)a=。
2 ★ 【出处:苏州·2022年八上期中(改编)】下列各组数中,能作为直角三角形三边长的是( )
A.1,2,3
B.5,12,13
C.4,5,6
D.2,3,4
【答案】B。
【解析】逐项检验较小两边的平方和是否等于最大边的平方:B 中 5²+12²=25+144=169=13²,符合勾股定理的逆定理。
A 中 1+2=3,不能构成三角形;C 中 16+25=41≠36;D 中 4+9=13≠16。
【点评】判断勾股数先"排序",再用两个较小数的平方和与最大数的平方比较。
3 ★ 【出处:徐州·2023年八上期中(改编)】如图,数轴上点 P 所表示的数是 的近似位置,则点 P 介于( )
A.2 和 2.5 之间
B.2.5 和 3 之间
C.3 和 3.5 之间
D.2 和 3 之间
【答案】B。
【解析】∵ 2.5²=6.25,3²=9,而 6.25<7<9,∴ 2.5<,即点 P 在 2.5 与 3 之间。
4 ★ 【出处:无锡·2022年八上期中(改编)】一个直角三角形的两条直角边分别为 6 和 8,则斜边长为______,斜边上的高为______,斜边被高分成的两条线段长分别为______、______。
【答案】斜边长 10,斜边上的高 4.8,两段分别为 3.6 和 6.4。
【解析】斜边=+8²)=10;由面积法 ½×6×8=½×10×h,得 h=4.8;
由勾股定理,两段分别为 和 ,且 3.6+6.4=10,验证成立。
5 ★ 【出处:南通·2021年八上期中(改编)】在△ABC 中,三边长分别为 8、15、17,则△ABC 是( )
A.锐角三角形
B.直角三角形
C.钝角三角形
D.等腰三角形
【答案】B。
【解析】∵ 8²+15²=64+225=289=17²,∴ 由勾股定理的逆定理,△ABC 是直角三角形,且 17 所对的角为直角,即斜边为 17。
6 ★ 【出处:徐州·2022年八上期中(改编)】如图,一架长 2.5 m 的梯子 AB 斜靠在竖直的墙上,梯子底端 B 离墙 0.7 m,则梯子顶端 A 离地面______m;若梯子顶端下滑 0.4 m,则梯子底端向外滑______m。
【答案】2.4 m;0.8 m。
【解析】梯子顶端离地面 (m)。
下滑后顶端离地面 2.4-0.4=2.0(m),此时底端离墙 (m),
∴ 底端向外滑 1.5-0.7=0.8(m)。
【点评】梯子两次靠墙,梯子长度不变,这是列式的依据;"滑多少"要和"原来的距离"相减。
7 ★ 【出处:常州·2023年八上期中(改编)】若△ABC 的三边长 a、b、c 满足 (a-5)²+|b-12|+(c-13)²=0,则△ABC 是( )
A.以 a 为斜边
B.以 b 为斜边
C.以 c 为斜边
D.等边三角形
【答案】C。
【解析】由非负数的性质得 a-5=0,b-12=0,c-13=0,∴ a=5,b=12,c=13。
∵ 5²+12²=169=13²,∴ △ABC 是直角三角形,c 为斜边。
8 ★ 【出处:徐州·2020年八上期中(改编)】在 Rt△ABC 中,∠C=90°,若 a∶b=3∶4,c=20,则 a=______,b=______,△ABC 的面积为______。
【答案】a=12,b=16,面积 96。
【解析】设 a=3k,b=4k(k>0),则 (3k)²+(4k)²=20²,即 25k²=400,k²=16,k=4。
∴ a=12,b=16,S=½×12×16=96。
9 ★ 【出处:扬州·2022年八上期中(改编)】如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,CD⊥AB 于点 D,则 CD=______,AD=______。
【答案】CD=2.4,AD=1.8。
【解析】AB=+4²)=5;由面积法 ½×3×4=½×5×CD,得 CD=2.4;
在 Rt△ACD 中,AD=。
10 ★ 【出处:徐州·2023年八上期中(改编)】如图,把一根长为 12 cm 的吸管放入一个底面直径为 6 cm、高为 8 cm 的圆柱形水杯中,吸管露在杯口外的长度最短为______cm。
【答案】2 cm。
【解析】吸管在杯内部分最长为杯口一侧的点到杯底对侧点的距离,即 +8²)=10(cm)。
∴ 露在杯口外的最短长度为 12-10=2(cm)。
【点评】"杯中吸管"模型:杯内最长为"直径与高"构成的直角三角形的斜边;求"最短露出"就是让杯内部分尽量长。
第二部分 检测反馈 · B 级(能力提升)
1 ★★ 【出处:盐城·2022年八上期中(改编)】如图,AD 是△ABC 的高,AB=15,AC=13,BD=9,则 CD=______,△ABC 的面积为______。
【答案】CD=5,面积 84。
【解析】在 Rt△ABD 中,AD=。
在 Rt△ACD 中,CD=。
BC=BD+CD=14,S=½×14×12=84。
【点评】两直角三角形共高,先求高是通法。若点 D 在 BC 的延长线上(钝角三角形),则 BC=BD-CD,须结合图形判断。
2 ★★ 【出处:教材例2改编·徐州期中常考】如图,正方形 ABCD 的边长为 1,顶点 A 在数轴上表示的数是 1,顶点 B 在数轴上表示的数是 2,以原点 O 为圆心、对角线 AC 的长为半径画弧交数轴正半轴于点 E,则点 E 表示的数是______,OE 与 OC 的大小关系是______。
【答案】;OE=OC。
【解析】正方形边长为 1,AC=+1²)=(若取 A(1,0)、C(2,1),则 OC=+1²)=)。
按图所示以 O 为圆心、OC 为半径画弧,故 OE=OC=,点 E 表示的数是 。
3 ★★ 【出处:徐州·2021年八上期中(改编)】如图,在 5×5 的正方形网格中,每个小正方形的边长均为 1,△ABC 的三个顶点都在格点上,且 AC=4,AB=3,∠A=90°,则 BC=______;△ABC 的面积是______;BC 边上的高是______。
【答案】BC=5,面积 6,BC 边上的高为 12/5(即 2.4)。
【解析】由勾股定理 BC=+4²)=5。
S=½×3×4=6。
设 BC 边上的高为 h,则 ½×5×h=6,h=12/5。
4 ★★ 【出处:南京·2022年八上期中(改编)】如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,CD⊥AB 于点 D,AC=5,BC=12,则 CD=______,AD=______,BD=______。
【答案】CD=60/13,AD=25/13,BD=144/13。
【解析】AB=+12²)=13,由面积法 CD=(AC×BC)/AB=(5×12)/13=60/13。
在 Rt△ACD 中,AD=;
∴ BD=AB-AD=13-25/13=144/13。
【点评】也可直接使用 AD=AC²/AB、BD=BC²/AB 求两段(由变式6-1的结论),可大大简化计算。
5 ★★ 【出处:教材例3改编】已知 a、b、c 是一组勾股数(a²+b²=c²),且 a、b、c 都是正整数。
(1)若 a=9,b=40,则 c=______;
(2)若将 a、b、c 都扩大 3 倍,所得三个数是否仍为勾股数?为什么?
(3)写出以 15 为一条直角边的两组勾股数。
【答案】(1)41;(2)仍是勾股数;(3)15、8、17 与 15、20、25(还有 15、36、39,15、112、113 等)。
【解析】(1)c=+40²)=。
(2)(3a)²+(3b)²=9(a²+b²)=9c²=(3c)²,∴ 3a、3b、3c 仍为勾股数(教材例题结论)。
(3)15、8、17:15²+8²=289=17²;15、20、25:15²+20²=625=25²;15、36、39:225+1296=1521=39²。
6 ★★ 【出处:《九章算术》·徐州期中经典】《九章算术》"葭生池中":今有方池一丈,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?(1 丈=10 尺,池为正方形,葭生于池中央)
请建立方程求解。
【答案】水深 12 尺,葭长 13 尺。
【解析】如图,设水深 OA=x 尺,则葭长 AC=(x+1) 尺。池边长 10 尺,葭生于中央,故池中心到岸边的距离为 5 尺,即 BC=5 尺,且 ∠OBC=90°。
引葭赴岸后,葭的顶端恰与岸齐,故 AB=AC=x+1。
在 Rt△OBC 中,由勾股定理得 x²+5²=(x+1)²。
展开得 x²+25=x²+2x+1,解得 x=12。
∴ 水深 12 尺,葭长 12+1=13 尺。
【点评】与"折竹"同属"用方程解勾股问题"的模型:设未知数→用含 x 的式子表示三边→勾股定理列方程→解方程。注意"葭长=水深+出水"这一关系。
7 ★★ 【出处:徐州·2022年八上期中(改编)】如图,一架长 2.5 m 的梯子 AB 斜靠在竖直的墙 OA 上,梯子底端 B 离墙 0.7 m。若梯子顶端 A 沿墙下滑 0.4 m 到 A′ 处,则梯子底端 B 向外滑动的距离 BB′=______m。
【答案】0.8 m。
【解析】初始时 OA=(m)。
下滑后 OA′=2.4-0.4=2.0(m),此时 OB′=(m)。
∴ BB′=OB′-OB=1.5-0.7=0.8(m)。
【点评】两次使用勾股定理,梯子长度不变是桥梁。常见变式:下滑距离与底端外移距离一般不相等,需要分别计算。
8 ★★ 【出处:徐州·2023年八上期中(改编)】如图,在四边形 ABCD 中,∠B=90°,AB=3,BC=4,CD=12,AD=13。
(1)求 AC 的长;(2)判断△ACD 的形状,并说明理由;(3)求四边形 ABCD 的面积。
【答案】(1)AC=5;(2)△ACD 是直角三角形,∠ACD=90°;(3)四边形 ABCD 的面积为 36。
【解析】(1)在 Rt△ABC 中,AC=+BC²)=+4²)=5。
(2)在△ACD 中,AC²+CD²=25+144=169,AD²=169,∴ AC²+CD²=AD²,
由勾股定理的逆定理,△ACD 是直角三角形,且 ∠ACD=90°。
(3)S四边形=S△ABC+S△ACD=½×3×4+½×5×12=6+30=36。
【点评】"连对角线→分别判断两个三角形→面积相加"是四边形面积问题("补形/分割")的经典套路,也是江苏期中压轴第 1 问的常见形式。
9 ★★ 【出处:南通·2021年八上期中(改编)】如图,分别以 Rt△ABC 的三边为边向外作正方形,面积分别为 S₁、S₂、S₃。若 S₁=6,S₂=3,则 S₃=______,斜边的长为______。
【答案】S₃=9,斜边长为 3。
【解析】由勾股定理,以斜边为边的正方形面积等于以两直角边为边的正方形面积之和,即 S₃=S₁+S₂=6+3=9。
∴ 斜边长=。
【点评】"勾股树"的本质是 S大=S小1+S小2;若改成半圆、等边三角形等相似图形,结论依然成立(面积比等于边长比的平方)。
10 ★★ 【出处:苏州·2022年八上期中(改编)】如图,将长方形 ABCD 沿折痕 BE 折叠,使点 C 落在 AD 边上的点 F 处。已知 AB=6,BC=10。
(1)求 AF、DF 的长;(2)求 DE 的长。
【答案】(1)AF=8,DF=2;(2)DE=8/3。
【解析】(1)由折叠得 BF=BC=10,EF=EC。在 Rt△ABF 中,AF=。
∴ DF=AD-AF=10-8=2。
(2)设 DE=x,则 EF=EC=6-x。在 Rt△DEF 中,由勾股定理得 x²+2²=(6-x)²,
即 x²+4=36-12x+x²,解得 x=8/3。
【点评】折叠问题"三找":找相等的边(折痕两侧对应线段相等)、找直角、设未知数用勾股定理列方程。这是江苏八上期中的必考题型。
第二部分 检测反馈 · C 级(拓展延伸)
1 ★★★ 【出处:徐州·2023年八上期中压轴题(改编)】如图,"赵爽弦图"由四个全等的直角三角形拼成,中间形成一个小正方形。设直角三角形的两条直角边为 a、b(a>b),斜边为 c。若大正方形的面积为 25,小正方形的面积为 1,则下列结论中错误的是( )
A.a²+b²=25
B.ab=12
C.a+b=7
D.a-b=2
【答案】D。
【解析】大正方形的边长为 c,∴ a²+b²=c²=25,A 正确;
小正方形的边长为 a-b,∴ (a-b)²=1,得 a-b=1,故 D 错误(a-b=2 不成立);
由大正方形面积=4 个直角三角形面积+小正方形面积,得 25=2ab+1,∴ ab=12,B 正确;
由 (a+b)²=a²+b²+2ab=25+24=49,得 a+b=7,C 正确。
【点评】弦图进阶:由两种面积关系列出 a²+b² 与 ab、(a-b)² 的方程组,再用配方求 a+b,是江苏期中压轴选择题的高频素材。
2 ★★★ 【出处:拓展探究·徐州期中素材(改编)】观察下列勾股数:3,4,5;5,12,13;7,24,25;9,40,41;…
(1)第 6 组勾股数是______;
(2)若某组勾股数的第一个数是 19,则这组勾股数是______;
(3)用含 m(m 为正整数)的式子表示第 m 组勾股数,并加以证明。
【答案】(1)13,84,85;(2)19,180,181;(3)2m+1,2m(m+1),2m(m+1)+1。
【解析】观察规律:每组第一个数为连续奇数 3,5,7,9,…,即第 m 组第一个数 a=2m+1;
第二个数 b=2m(m+1)(4,12,24,40,…,即 m(m+1) 的 2 倍);第三个数 c=b+1=2m(m+1)+1。
(1)m=6:a=13,b=2×6×7=84,c=85;
(2)2m+1=19,m=9,b=2×9×10=180,c=181;
(3)证明:(2m+1)²+[2m(m+1)]²=4m²+4m+1+4m²(m+1)²=4m²(m+1)²+[2m(m+1)]·2+1=[2m(m+1)]²+2·[2m(m+1)]+1=[2m(m+1)+1]²,故三数构成勾股数。
【点评】"找规律+代数证明"是期中拓展题的典型结构;第(3)问也可由教材变式3的公式(m²-n²,2mn,m²+n²)取相邻整数 m、m+1 推得。
3 ★★★ 【出处:徐州·2022年八上期中压轴题(改编)】已知等腰三角形 ABC 中,AB=AC,底边 BC=10,且 S△ABC=60。
(1)求腰 AB 的长;
(2)求腰 AC 上的高 BE 的长。
【答案】(1)AB=13;(2)BE=120/13。
【解析】(1)作 AD⊥BC 于 D,则 BD=CD=5。设 AD=h,由 ½×10×h=60,得 h=12。
在 Rt△ABD 中,AB=+AD²)=+12²)=13。
(2)由等面积法 ½×AC×BE=60,即 ½×13×BE=60,得 BE=120/13。
【点评】本题是"由面积反求边"的逆向问题:先用面积方程求出底边上的高,再用勾股定理求腰,最后再换底用等面积法求腰上的高,三次使用"面积"这条主线,属期中压轴常客。
4 ★★★ 【出处:无锡·2023年八上期中(改编)】如图,在 Rt△ABC 中,∠C=90°,AC=6,BC=8,AD 平分∠BAC 交 BC 于点 D,DE⊥AB 于点 E。
(1)求 CD 的长;
(2)求 BE 的长。
【答案】(1)CD=3;(2)BE=4。
【解析】(1)∵ AD 平分∠BAC,∠C=90°,DE⊥AB,∴ 由角平分线的性质得 DE=CD。
设 CD=DE=x,则 S△ABC=S△ABD+S△ACD,
即 ½×6×8=½×AB×x+½×6×x=8x,∴ 8x=24,x=3,即 CD=3。
(2)在 Rt△ACD 和 Rt△AED 中,AD=AD,CD=ED,∴ Rt△ACD≌Rt△AED(HL),∴ AE=AC=6。
∵ AB=+8²)=10,∴ BE=AB-AE=10-6=4。
【点评】角平分线+垂线构造全等(HL),再用"整体面积=分块面积之和"求 CD,避免了八年级尚未学习的角平分线定理,是面积法的精彩应用。
5 ★★★ 【出处:徐州·2021年八上期中压轴题(改编)】如图,圆柱形玻璃杯的高为 17 cm,底面周长为 12 cm。在杯内壁离杯底 4 cm 的点 A 处有一只蚂蚁,与蚂蚁相对(即沿杯口直径的另一端)的杯外壁、离杯口 5 cm 的点 B 处有一滴蜂蜜。蚂蚁从 A 处先爬过杯口再沿外壁爬到 B 处,则最短路径长为______cm。
【答案】6 cm(即 cm)。
【解析】把圆柱侧面展开,A、B 在展开图中的水平距离为底面周长的一半,即 6 cm。
蚂蚁须先爬到杯口再翻到外壁,把 A 关于杯口所在直线翻折到杯外,得到 A′,
此时 A′ 到 B 的竖直距离为 (17-4)+5=18 cm,而水平距离为 6 cm,
∴ 最短路径=+18²)=(cm)。
【点评】"过杯口"型的最短路径:先把内侧的点关于杯口所在直线对称到外侧,再用"展开+两点之间线段最短"。竖直距离=(杯高-内侧点离底距离)+外侧点离杯口距离,是本类题的通用算式。
6 ★★★ 【出处:常州·2022年八上期中(改编)】如图,圆柱的底面周长为 6 cm,高为 5 cm,一只蚂蚁从下底面圆周上一点 A 出发,沿侧面爬到上底面圆周上与 A 正对的点 B 处。
(1)若绕圆柱两周,最短路径长为______cm;
(2)若绕圆柱一周半,最短路径长为______cm。
【答案】(1)13 cm;(2) cm。
【解析】(1)绕两周展开后水平距离为 2×6=12 cm,竖直距离为高 5 cm,
∴ 最短路径=+5²)=(cm)。
(2)绕一周半展开后水平距离为 1.5×6=9 cm,竖直距离仍为 5 cm,
∴ 最短路径=+5²)=(cm)。
【点评】"绕 n 周"展开后的水平距离为 n 个底面周长;一周半即 1.5 个周长。易错点:以为 B 与 A"正对"水平距离应为 0,实际上蚂蚁被要求绕侧面爬行,展开后必须沿直线走完全程。
7 ★★★ 【出处:徐州·2020年八上期中压轴题(改编)】如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,D 是 BC 边上一点,且 CD=3。把△ACD 沿 AD 折叠,点 C 恰好落在斜边 AB 上的点 E 处。
(1)求 AB、AE、BE 的长;(2)求△BDE 的面积;(3)求折痕 AD 的长。
【答案】(1)AB=10,AE=6,BE=4;(2)S△BDE=6;(3)AD=3。
【解析】(1)AB=+8²)=10。由折叠得 AE=AC=6,DE=DC=3,∠AED=∠C=90°。
∴ BE=AB-AE=10-6=4。
(2)在 Rt△BDE 中,∠BED=90°,BE=4,DE=3,
∴ BD=+3²)=5,验证 BD=BC-CD=8-3=5,一致。
S△BDE=½×BE×DE=½×4×3=6。
(3)在 Rt△ACD 中,AD=+CD²)=+3²)=。
【点评】第(3)问"求折痕"是折叠问题的延伸考法:折痕 AD 既是△ACD 的斜边,在 Rt△ACD 中直接用勾股定理即可,切勿用∠AED=90° 去解△AED(那里 DE、AE 已知,反而绕远)。
8 ★★★ 【出处:南通·2023年八上期中压轴题(改编)】如图,在 Rt△ABC 中,∠C=90°,AC=8,BC=6,点 P 从点 A 出发沿斜边 AB 向点 B 匀速运动,速度为每秒 1 个单位长度,运动时间为 t 秒(0≤t≤10)。
(1)求 AB 的长;(2)当 t 为何值时,△ACP 的周长最小?最小周长是多少?
【答案】(1)AB=10;(2)t=6.4 时周长最小,最小周长为 19.2。
【解析】(1)AB=+6²)=10。
(2)△ACP 的周长=AC+AP+CP=8+t+CP,故只需 CP 最小。
过 C 作 CH⊥AB 于 H,由"垂线段最短",当 P 与 H 重合时 CP 最小,最小值为 CH。
由面积法 CH=(AC×BC)/AB=(8×6)/10=4.8;又 AH=AC²/AB=64/10=6.4。
∴ 当 t=AH=6.4(秒)时,△ACP 的周长最小,最小周长为 8+6.4+4.8=19.2。
【点评】"周长最小"转化为"CP 最小",再用"垂线段最短"定位点 P,是动点最值问题的基本思路;注意周长中 AP 随 t 变化,因此最小周长=8+AH+CH,而不是 8+2CH。
9 ★★★ 【出处:教材例6结论拓展·徐州期中常考】如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,CD⊥AB 于点 D,设 BC=a,AC=b,AB=c,CD=h,AD=p,BD=q。
(1)用面积法证明 h=ab/c;
(2)证明 p·q=h²;
(3)若 a=9,b=12,求 h 及 p、q 的值,并验证(2)的结论。
【答案】(3)h=36/5,p=48/5,q=27/5。
【解析】(1)∵ S△ABC=½ab=½ch,∴ h=ab/c。
(2)在 Rt△ACD 中,p²=b²-h²;在 Rt△BCD 中,q²=a²-h²。又 a²+b²=c²=(p+q)²,
展开得 a²+b²=p²+2pq+q²,而 p²+q²=(b²-h²)+(a²-h²)=c²-2h²,
∴ c²=c²-2h²+2pq,即 2pq=2h²,∴ pq=h²。
(3)c=+12²)=15,h=(9×12)/15=36/5=7.2;
p=AD=b²/c=144/15=48/5(AD 对应 AC 边),q=BD=a²/c=81/15=27/5;
验证:pq=(48/5)×(27/5)=1296/25,h²=(36/5)²=1296/25,两者相等,结论成立。
【点评】第(2)问是教材例题结论的代数证明;第(3)问用"直角边的平方除以斜边"求 AD、BD,是一个高效的二级结论。
10 ★★★ 【出处:苏州·2023年八上期中压轴题(改编)】如图,将长方形 ABCD 沿折痕 EF 折叠,使点 C 与点 A 重合。已知 AB=6,BC=10。
(1)求 AF 的长;(2)求折痕 EF 的长;(3)求△AEF 的面积。
【答案】(1)AF=34/5;(2)EF=6;(3)S△AEF=102/5。
【解析】(1)由折叠得 AF=CF。设 AF=CF=x,则 BF=10-x。
在 Rt△ABF 中,AB²+BF²=AF²,即 36+(10-x)²=x²,得 x=34/5,∴ AF=34/5,BF=16/5。
(2)连 AC,则 EF 垂直平分 AC。AC=+10²)=2,设 EF 与 AC 交于点 O,则 AO=。
在 Rt△AOE 中(AE=AF=34/5),EO=。
∴ EF=2EO=(6。
(3)在△AEF 中,AE=AF=34/5,EF=6,
取 EF 的中点 M,则 AM⊥EF,AM=。
∴ S△AEF=½×EF×AM=½×(6½×6×34/5=102/5。
【点评】折痕 EF 始终垂直平分对应点连线 AC,由此可把折叠问题转化为直角三角形求边;第(3)问用等腰三角形"三线合一"求底边上的高再算面积,是折叠压轴题的标准闭环。
—— 全卷完 ——
苏科版八上第三章 勾股定理 · 变式训练与检测反馈 第 1 页
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苏科版八年级上册 第三章《勾股定理》
教材例题变式训练与检测反馈(原卷)
班级:__________ 姓名:__________ 用时:______分钟 得分:__________
【编写说明】本讲义以苏科版八年级上册第三章 6 道教材例题为生长点,每例先"原例回顾"再配 1—2 道变式(共 11 道变式,其中基础题 7 道、提高题 4 道),并按 A(基础)、B(提高)、C(拓展延伸)三级设置检测反馈各 10 题,共 41 题。题目参照江苏省徐州、南京、苏州、无锡、南通等市近年八上期中考试真题的风格与难度梯度编写,难度以 ★(基础)、★★(提高)、★★★(拓展)标注,可直接用于课堂讲练或课后分层作业。
第一部分 教材例题变式训练
【例1·原例回顾】已知直角三角形的两边长分别为 3 和 4,求第三边的长。
变式1-1 基础·填空 ★ 在 Rt△ABC 中,∠C=90°,AC=3,BC=4,则 AB=______;若 AC=5,AB=13,则 BC=______。
变式1-2 基础·解答 ★ 在 Rt△ABC 中,∠C=90°,AB=13 cm,AC=12 cm。
(1)求 BC 的长;(2)求△ABC 的面积;(3)求斜边 AB 上的高 CD 的长。
【例2·原例回顾】在数轴上画出表示 的点。
变式2-1 基础·选择 ★ 如图,在数轴上以原点 O 为起点,OA=2(在数轴上方),OB=3(在数轴上),∠AOB=90°,则线段 AB 的长为( )
A.
B.
C.5
D.13
变式2-2 提高·作图 ★★ (1)如图,在数轴上作出表示 的点 P(保留作图痕迹);
(2)不借助计算器,比较 与 2.6 的大小,并说明理由。
【例3·原例回顾】已知 a,b,c 为正整数,且 a²+b²=c²,求证:ka,kb,kc(k 为正整数)也构成勾股数。
变式3 提高·解答 ★★ 已知 m>n>0,且 m、n 都是正整数。
(1)求证:(m²-n²)²+(2mn)²=(m²+n²)²;
(2)当 m=4,n=3 时,写出由此得到的一组勾股数,并判断 7、24、25 是否为勾股数;
(3)当 m=5,n=2 时,用同样的方法写出另一组勾股数。
【例4·原例回顾】如图,AD 是△ABC 的中线,AB=AC=,BC=12,求 AD 的长。
变式4-1 基础·填空 ★ 如图,AD 是△ABC 的中线,AB=AC=10,BC=12,则 AD=______,△ABC 的面积是______。
变式4-2 提高·填空 ★★ 如图,AD 是△ABC 的中线,AB=AC,BC=12,点 E 在线段 BD 上,且 BE=2,则 AE=______。
【例5·原例回顾】《九章算术》"折竹"问题:竹原高 1 丈(1 丈=10 尺),中部折断,竹梢触地处离竹根 3 尺,问折断处离地面多高?
变式5-1 基础·填空 ★ 如图,一根旗杆在离地面 4 米处折断,旗杆顶端落在离旗杆底部 3 米处,则折断部分长______米,旗杆原来的高度是______米。
变式5-2 基础·解答 ★ 《九章算术》"折竹":今有竹高一丈,末折抵地,去本三尺,问折者高几何?(1 丈=10 尺)
(1)设折断处离地面 x 尺,用含 x 的式子表示折断部分的长度;
(2)建立方程求出折断处离地面的高度(结果保留分数)。
【例6·原例回顾】如图,CD 为 Rt△ABC 斜边 AB 上的高,设 BC=a,AC=b,AB=c,CD=h,求证:a²=c·BD,b²=c·AD,h²=AD·BD。
变式6-1 提高·解答 ★★ 如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,CD⊥AB 于点 D,AC=15,BC=20。
(1)求 AB 的长;(2)求 CD、AD、BD 的长;(3)判断 CD²=AD·BD 是否成立,并说明理由。
变式6-2 基础·填空 ★ 如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,CD⊥AB 于点 D,AD=9,BD=16,则 CD=______,AC=______,BC=______。
第二部分 检测反馈 · A 级(基础过关)
1 ★ 【出处:徐州·2021年八上期中(改编)】在 Rt△ABC 中,∠C=90°,a、b 为直角边,c 为斜边。
(1)若 a=6,b=8,则 c=______;(2)若 a=5,c=13,则 b=______;(3)若 b=15,c=17,则 a=______。
2 ★ 【出处:苏州·2022年八上期中(改编)】下列各组数中,能作为直角三角形三边长的是( )
A.1,2,3
B.5,12,13
C.4,5,6
D.2,3,4
3 ★ 【出处:徐州·2023年八上期中(改编)】如图,数轴上点 P 所表示的数是 的近似位置,则点 P 介于( )
A.2 和 2.5 之间
B.2.5 和 3 之间
C.3 和 3.5 之间
D.2 和 3 之间
4 ★ 【出处:无锡·2022年八上期中(改编)】一个直角三角形的两条直角边分别为 6 和 8,则斜边长为______,斜边上的高为______,斜边被高分成的两条线段长分别为______、______。
5 ★ 【出处:南通·2021年八上期中(改编)】在△ABC 中,三边长分别为 8、15、17,则△ABC 是( )
A.锐角三角形
B.直角三角形
C.钝角三角形
D.等腰三角形
6 ★ 【出处:徐州·2022年八上期中(改编)】如图,一架长 2.5 m 的梯子 AB 斜靠在竖直的墙上,梯子底端 B 离墙 0.7 m,则梯子顶端 A 离地面______m;若梯子顶端下滑 0.4 m,则梯子底端向外滑______m。
7 ★ 【出处:常州·2023年八上期中(改编)】若△ABC 的三边长 a、b、c 满足 (a-5)²+|b-12|+(c-13)²=0,则△ABC 是( )
A.以 a 为斜边
B.以 b 为斜边
C.以 c 为斜边
D.等边三角形
8 ★ 【出处:徐州·2020年八上期中(改编)】在 Rt△ABC 中,∠C=90°,若 a∶b=3∶4,c=20,则 a=______,b=______,△ABC 的面积为______。
9 ★ 【出处:扬州·2022年八上期中(改编)】如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,CD⊥AB 于点 D,则 CD=______,AD=______。
10 ★ 【出处:徐州·2023年八上期中(改编)】如图,把一根长为 12 cm 的吸管放入一个底面直径为 6 cm、高为 8 cm 的圆柱形水杯中,吸管露在杯口外的长度最短为______cm。
第二部分 检测反馈 · B 级(能力提升)
1 ★★ 【出处:盐城·2022年八上期中(改编)】如图,AD 是△ABC 的高,AB=15,AC=13,BD=9,则 CD=______,△ABC 的面积为______。
2 ★★ 【出处:教材例2改编·徐州期中常考】如图,正方形 ABCD 的边长为 1,顶点 A 在数轴上表示的数是 1,顶点 B 在数轴上表示的数是 2,以原点 O 为圆心、对角线 AC 的长为半径画弧交数轴正半轴于点 E,则点 E 表示的数是______,OE 与 OC 的大小关系是______。
3 ★★ 【出处:徐州·2021年八上期中(改编)】如图,在 5×5 的正方形网格中,每个小正方形的边长均为 1,△ABC 的三个顶点都在格点上,且 AC=4,AB=3,∠A=90°,则 BC=______;△ABC 的面积是______;BC 边上的高是______。
4 ★★ 【出处:南京·2022年八上期中(改编)】如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,CD⊥AB 于点 D,AC=5,BC=12,则 CD=______,AD=______,BD=______。
5 ★★ 【出处:教材例3改编】已知 a、b、c 是一组勾股数(a²+b²=c²),且 a、b、c 都是正整数。
(1)若 a=9,b=40,则 c=______;
(2)若将 a、b、c 都扩大 3 倍,所得三个数是否仍为勾股数?为什么?
(3)写出以 15 为一条直角边的两组勾股数。
6 ★★ 【出处:《九章算术》·徐州期中经典】《九章算术》"葭生池中":今有方池一丈,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?(1 丈=10 尺,池为正方形,葭生于池中央)
请建立方程求解。
7 ★★ 【出处:徐州·2022年八上期中(改编)】如图,一架长 2.5 m 的梯子 AB 斜靠在竖直的墙 OA 上,梯子底端 B 离墙 0.7 m。若梯子顶端 A 沿墙下滑 0.4 m 到 A′ 处,则梯子底端 B 向外滑动的距离 BB′=______m。
8 ★★ 【出处:徐州·2023年八上期中(改编)】如图,在四边形 ABCD 中,∠B=90°,AB=3,BC=4,CD=12,AD=13。
(1)求 AC 的长;(2)判断△ACD 的形状,并说明理由;(3)求四边形 ABCD 的面积。
9 ★★ 【出处:南通·2021年八上期中(改编)】如图,分别以 Rt△ABC 的三边为边向外作正方形,面积分别为 S₁、S₂、S₃。若 S₁=6,S₂=3,则 S₃=______,斜边的长为______。
10 ★★ 【出处:苏州·2022年八上期中(改编)】如图,将长方形 ABCD 沿折痕 BE 折叠,使点 C 落在 AD 边上的点 F 处。已知 AB=6,BC=10。
(1)求 AF、DF 的长;(2)求 DE 的长。
第二部分 检测反馈 · C 级(拓展延伸)
1 ★★★ 【出处:徐州·2023年八上期中压轴题(改编)】如图,"赵爽弦图"由四个全等的直角三角形拼成,中间形成一个小正方形。设直角三角形的两条直角边为 a、b(a>b),斜边为 c。若大正方形的面积为 25,小正方形的面积为 1,则下列结论中错误的是( )
A.a²+b²=25
B.ab=12
C.a+b=7
D.a-b=2
2 ★★★ 【出处:拓展探究·徐州期中素材(改编)】观察下列勾股数:3,4,5;5,12,13;7,24,25;9,40,41;…
(1)第 6 组勾股数是______;
(2)若某组勾股数的第一个数是 19,则这组勾股数是______;
(3)用含 m(m 为正整数)的式子表示第 m 组勾股数,并加以证明。
3 ★★★ 【出处:徐州·2022年八上期中压轴题(改编)】已知等腰三角形 ABC 中,AB=AC,底边 BC=10,且 S△ABC=60。
(1)求腰 AB 的长;
(2)求腰 AC 上的高 BE 的长。
4 ★★★ 【出处:无锡·2023年八上期中(改编)】如图,在 Rt△ABC 中,∠C=90°,AC=6,BC=8,AD 平分∠BAC 交 BC 于点 D,DE⊥AB 于点 E。
(1)求 CD 的长;
(2)求 BE 的长。
5 ★★★ 【出处:徐州·2021年八上期中压轴题(改编)】如图,圆柱形玻璃杯的高为 17 cm,底面周长为 12 cm。在杯内壁离杯底 4 cm 的点 A 处有一只蚂蚁,与蚂蚁相对(即沿杯口直径的另一端)的杯外壁、离杯口 5 cm 的点 B 处有一滴蜂蜜。蚂蚁从 A 处先爬过杯口再沿外壁爬到 B 处,则最短路径长为______cm。
6 ★★★ 【出处:常州·2022年八上期中(改编)】如图,圆柱的底面周长为 6 cm,高为 5 cm,一只蚂蚁从下底面圆周上一点 A 出发,沿侧面爬到上底面圆周上与 A 正对的点 B 处。
(1)若绕圆柱两周,最短路径长为______cm;
(2)若绕圆柱一周半,最短路径长为______cm。
7 ★★★ 【出处:徐州·2020年八上期中压轴题(改编)】如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,D 是 BC 边上一点,且 CD=3。把△ACD 沿 AD 折叠,点 C 恰好落在斜边 AB 上的点 E 处。
(1)求 AB、AE、BE 的长;(2)求△BDE 的面积;(3)求折痕 AD 的长。
8 ★★★ 【出处:南通·2023年八上期中压轴题(改编)】如图,在 Rt△ABC 中,∠C=90°,AC=8,BC=6,点 P 从点 A 出发沿斜边 AB 向点 B 匀速运动,速度为每秒 1 个单位长度,运动时间为 t 秒(0≤t≤10)。
(1)求 AB 的长;(2)当 t 为何值时,△ACP 的周长最小?最小周长是多少?
9 ★★★ 【出处:教材例6结论拓展·徐州期中常考】如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,CD⊥AB 于点 D,设 BC=a,AC=b,AB=c,CD=h,AD=p,BD=q。
(1)用面积法证明 h=ab/c;
(2)证明 p·q=h²;
(3)若 a=9,b=12,求 h 及 p、q 的值,并验证(2)的结论。
10 ★★★ 【出处:苏州·2023年八上期中压轴题(改编)】如图,将长方形 ABCD 沿折痕 EF 折叠,使点 C 与点 A 重合。已知 AB=6,BC=10。
(1)求 AF 的长;(2)求折痕 EF 的长;(3)求△AEF 的面积。
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