八年级数学上册第14章勾股定理14.2勾股定理的应用第2课时勾股定理及其逆定理的综合应用习题华东师大
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《勾股定理》优秀说课稿(精选5篇)《勾股定理》优秀说课稿篇1一、说教材勾股定理是学生在已经掌握了直角三角形的有关性质的基础上进行学习的,它是直角三角形的一条非常重要的性质,是几何中最重要的定理之一,它揭示了一个三角形三条边之间的数量关系,它可以解决直角三角形中的计算问题,是解直角三角形的主要根据之一,在实际生活中用途很大。
教材在编写时注意培养学生的动手操作能力和分析问题的能力,通过实际分析、拼图等活动,使学生获得较为直观的印象;通过联系和比较,理解勾股定理,以利于正确的进行运用。
据此,制定教学目标如下:1、理解并掌握勾股定理及其证明。
2、能够灵活地运用勾股定理及其计算。
3、培养学生观察、比较、分析、推理的能力。
4、通过介绍中国古代勾股方面的成就,激发学生热爱祖国与热爱祖国悠久文化的思想感情,培养他们的民族自豪感和钻研精神。
教学重点:勾股定理的证明和应用。
教学难点:勾股定理的证明。
二、说教法和学法教法和学法是体现在整个教学过程中的,本课的教法和学法体现如下特点:1、以自学辅导为主,充分发挥教师的主导作用,运用各种手段激发学生学习欲望和兴趣,组织学生活动,让同学们主动参与学习全过程。
2、切实体现学生的主体地位,让学生通过观察、分析、讨论、操作、归纳,理解定理,提高学生动手操作能力,以及分析问题和解决问题的能力。
3、通过演示实物,引导学生观察、操作、分析、证明,使学生得到获得新知的成功感受,从而激发学生钻研新知的欲望。
三、教学程序本节内容的教学主要体现在学生动手、动脑方面,根据学生的认知规律和学习心理,教学程序设计如下:(一)创设情境以古引新1、由故事引入,3000多年前有个叫商高的人对周公说,把一根直尺折成直角,两端连接得到一个直角三角形,如果勾是3,股是4,那么弦等于5。
这样引起学生学习兴趣,激发学生求知欲。
2、是不是所有的直角三角形都有这个性质呢?教师要善于激疑,使学生进入乐学状态。
3、板书课题,出示学习目标。
第2课时勾股定理的实际应用1.熟练运用勾股定理解决实际问题;(重点)2.勾股定理的正确使用.(难点)一、情境导入如图,在一个圆柱形石凳上,假设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,于是它想从A处爬向B处,你们想一想,蚂蚁怎么走最近?二、合作探究探究点一:勾股定理在实际生活中的应用【类型一】勾股定理在实际问题中的简单应用如图,在离水面高度为5米的岸上,有人用绳子拉船靠岸,开始时绳子BC的长为13米,此人以0.5米每秒的速度收绳.问6秒后船向岸边移动了多少米(假设绳子是直的,结果保存根号)?解析:开始时,AC=5米,BC=13米,即可求得AB的值,6秒后根据BC、AC长度即可求得AB的值,然后解答即可.解:在Rt△ABC中,BC=13米,AC =5米,那么AB=BC2-AC2=12米,6秒后,BC×6=10米,那么AB=BC2-AC2=53米,那么船向岸边移动距离为(12-53)米.方法总结:在实际生产生活中有很多图形是直角三角形或可构成直角三角形,在计算中常应用勾股定理.【类型二】含30°或45°等特殊角的三角形与勾股定理的综合应用由于过度采伐森林和破坏植被,我国许多地区频频遭受沙尘暴的侵袭,今日A市测得沙尘暴中心在A市的正西方向300km 的B处,以107km/h的速度向南偏东60°的BF方向移动,距沙尘暴中心200km的范围是受沙尘暴影响的区域,问:A市是否会受到沙尘暴的影响?假设不会,说明理由;假设会,求出A市受沙尘暴影响的时间.解析:过点A作AC⊥BF于C,然后求出∠ABC=30°,再根据直角三角形30°角所对的直角边等于斜边的一半可得AC=12 AB,从而判断出A市受沙尘暴影响,设从D 点开始受影响,此时AD=200km,利用勾股定理列式求出CD的长,再求出受影响的距离,然后根据时间=路程÷速度计算即可得解.解:如图,过点A作AC⊥BF于C,由题意得,∠ABC=90°-60°=30°,∴AC =12AB=12×300=150(km),∵150<200,∴A市受沙尘暴影响,设从D点开始受影响,那么AD=200km.由勾股定理得,CD=AD2-AC2=2002-1502=507(km),∴受影响的距离为2CD=1007km,受影响的时间位1007÷107=10(h).方法总结:熟记“直角三角形30°角所对的直角边等于斜边的一半〞这一性质,知道方向角如何在图上表示,作辅助线构造直角三角形,再利用勾股定理是解这类题的关键.探究点二:勾股定理在几何图形中的应用【类型一】利用勾股定理解决最短距离问题如图,长方体的长BE=15cm,宽AB=10cm,高AD=20cm,点M在CH上,且CM=5cm,一只蚂蚁如果要沿着长方体的外表从点A爬到点M,需要爬行的最短距离是多少?解:分三种情况比拟最短距离:如图①(将正面与上面展开)所示,AM=102+〔20+5〕2=529,如图②(将正面与右侧面展开)所示,AM=202+〔10+5〕2=25(cm).∵529>25,∴第二种短些,此时最短距离为25cm;如图③(将正面与左侧面展开)所示,AM=〔20+10〕2+52=537(cm).537>25,∴最短距离为25cm.答:需要爬行的最短距离是25cm.方法总结:因为长方体的展开图不止一种情况,故对长方体相邻的两个面展开时,考虑要全面,不要有所遗漏.不过要留意展开时的多种情况,虽然看似很多,但由于长方体的对面是相同的,所以归纳起来只需讨论三种情况:前面和右面展开,前面和上面展开,左面和上面展开,从而比拟取其最小值即可.【类型二】运用勾股定理与方程解决有关计算问题如图,四边形ABCD是边长为9的正方形纸片,将其沿MN折叠,使点B落在CD边上的B′处,点A的对应点为A′,且B′C =3,那么AM的长是()A.1.5 B.2解析:设AM=x,连接BM,MB′,在Rt△ABM中,AB2+AM2=BM2,在Rt△MDB′中,B′M2=MD2+DB′2,∵MB=MB′,∴AB2+AM2=BM2=B′M2=MD2+DB′2,即92+x2=(9-x)2+(9-3)2,解得x =2,即AM B.方法总结:解题的关键是设出适当的线段的长度为x,然后用含有x的式子表示其他线段,然后在直角三角形中利用勾股定理列方程解答.【类型三】勾股定理与数轴如以下图,数轴上点A所表示的数为a,那么a的值是()A.5+1 B.-5+1C.5-1D. 5解析:先根据勾股定理求出三角形的斜边长,再根据两点间的距离公式即可求出A 点的坐标.图中的直角三角形的两直角边为1和2,∴斜边长为12+22=5,∴-1到A的距离是5,那么点A所表示的数为5C.方法总结:此题考查的是勾股定理和数轴的知识,解答此题时要注意,确定点A的符号后,点A所表示的数是距离原点的距离.三、板书设计1.勾股定理在实际生活中的应用2.勾股定理在几何图形中的应用就练习的情况来看,一方面学生简单机械地套用了“a2+b2=c2〞,没有分析问题的本质所在;另一方面对于立体图形转化为平面问题在实际问题中抽象出数学模型还存在较大的困难,在今后的教学中要通过实例不断训练提高.4.5一次函数的应用第1课时利用一次函数解决实际问题1.根据问题条件找出能反映出实际问题的函数;(重点)2.能利用一次函数图象解决简单的实际问题,开展学生的应用能力;(重点) 3.建立一次函数模型解决实际问题.(难点)一、情境导入联通公司话费收费有A套餐(月租费15元,通话费每分钟0.1元)和B套餐(月租费0元,通话费每分钟0.15元)两种.设A 套餐每月话费为y1(元),B套餐每月话费为y2(元),月通话时间为x分钟.(1)分别表示出y1与x,y2与x的函数关系式;(2)月通话时间为多长时,A、B两种套餐收费一样?(3)什么情况下A套餐更省钱?二、合作探究探究点:一次函数与实际问题利用图象(表)解决实际问题我国是世界上严重缺水的国家之一.为了增强居民节水意识,某市自来水公司对居民用水采用以户为单位分段计费的方法收费:月用水10t以内(包括10t)的用户,每吨收水费a元;月用水超过10t的用户,10t水仍按每吨a元收费,超过10t的局部,按每吨b元(b>a)收费.设某户居民月用水x t,应收水费y元,y与x之间的函数关系如以下图.(1)求a的值,并求出该户居民上月用水8t应收的水费;(2)求b的值,并写出当x>10时,y与x 之间的函数表达式;(3)上月居民甲比居民乙多用4t水,两家共收水费46元,他们上月分别用水多少吨?解析:(1)用水量不超过10t时,设其函数表达式为y=ax,由上图可知图象经过点(10,15),从而求得a的值;再将x=8代入即可求得应收的水费;(2)可知图象过点(10,15)和(20,35),利用待定系数法可求得b的值和函数表达式;(3)分别判断居民甲和居民乙用水比10t多还是比10t少,然后用相对应的表达式分别求出甲、乙上月用水量.解:(1)当0≤x≤10时,图象过原点,所以设y=ax.把(10,15)代入,解得ayx(0≤x≤10).当x=8时,y×8=12,即该户居民的水费为12元;(2)当x>10时,设y=bx+m(b≠0).把(10,15)和(20,35)代入,得⎩⎪⎨⎪⎧10b+m=15,20b+m=35,解得⎩⎪⎨⎪⎧b=2,m=-5,即超过10t的局部按每吨2元收费,此时函数表达式为y=2x-5(x>10);(3)因为10×1.5+10×1.5+4×2=38<46,所以居民乙用水比10t多.设居民乙上月用水x t,那么居民甲上月用水(x+4)t.y甲=2(x+4)-5,y乙=2x,得[2(x+4)-5]+(2x-5)=46,解得x t,居民乙用水12t.方法总结:此题的关键是读懂图象,从图象中获取有用信息,列出二元一次方程组得出函数关系式,根据关系式再得出相关结论.广安某水果店方案购进甲、乙两种新出产的水果共140千克,这两种水果的进价、售价如表所示:元,那么这两种水果各购进多少千克?(2)假设该水果店决定乙种水果的进货量不超过甲种水果的进货量的3倍,应怎样安排进货才能使水果店在销售完这批水果时获利最多?此时利润为多少元?解析:(1)根据方案购进甲、乙两种新出产的水果共140千克,进而利用该水果店预计进货款为1000元,得出等式求出即可;(2)利用两种水果每千克的利润表示出总利润,再利用一次函数增减性得出最大值即可.解:(1)设购进甲种水果x千克,那么购进乙种水果(140-x)千克,根据题意可得5x +9(140-x)=1000,解得x=65,∴140-x =75(千克).答:购进甲种水果65千克,乙种水果75千克;(2)由图表可得甲种水果每千克利润为3元,乙种水果每千克利润为4元.设总利润为W,由题意可得W=3x+4(140-x)=-x+560,故W随x的增大而减小,那么x 越小,W越大.∵该水果店决定乙种水果的进货量不超过甲种水果的进货量的3倍,∴140-x≤3x,解得x≥35,∴当x=35时,W最大=-35+560=525(元),故140-35=105(千克).答:当购进甲种水果35千克,购进乙种水果105千克时,此时利润最大为525元.方法总结:利用一次函数增减性得出函数最值是解题关键.如图①,底面积为30cm2的空圆柱形容器内水平放置着由两个实心圆柱组成的“几何体〞,现向容器内匀速注水,注满为止,在注水过程中,水面高度h(cm)与注水时间t(s)之间的关系如图②所示.请根据图中提供的信息,解答以下问题:(1)圆柱形容器的高为多少?匀速注水的水流速度(单位:cm3/s)为多少?(2)假设“几何体〞的下方圆柱的底面积为15cm2,求“几何体〞上方圆柱的高和底面积.解析:(1)根据图象,分三个局部:注满“几何体〞下方圆柱需18s;注满“几何体〞上方圆柱需24-18=6(s);注满“几何体〞上面的空圆柱形容器需42-24=18(s),再设匀速注水的水流速度为x cm3/s,根据圆柱的体积公式列方程,再解方程;(2)由图②知几何体下方圆柱的高为a cm,根据圆柱的体积公式得a·(30-15)=18×5,解得a=6,于是得到“几何体〞上方圆柱的高为5cm,设“几何体〞上方圆柱的底面积为S cm2,根据圆柱的体积公式得5×(30-S)=5×(24-18),再解方程即可.解:(1)根据函数图象得到圆柱形容器的高为14cm,两个实心圆柱组成的“几何体〞的高度为11cm,水从刚满过由两个实心圆柱组成的“几何体〞到注满用了42-24=18(s),这段高度为14-11=3(cm).设匀速注水的水流速度为x cm3/s,那么18·x=30×3,解得x=5,即匀速注水的水流速度为5cm3/s;(2)由图②知“几何体〞下方圆柱的高为a cm,那么a·(30-15)=18×5,解得a=6,所以“几何体〞上方圆柱的高为11-6=5(cm).设“几何体〞上方圆柱的底面积为S cm2,根据题意得5×(30-S)=5×(24-18),解得S=24,即“几何体〞上方圆柱的底面积为24cm2.方法总结:此题考查了一次函数的应用:把分段函数图象中自变量与对应的函数值转化为实际问题中的数量关系,然后运用方程的思想解决实际问题.【类型二】建立一次函数模型解决实际问题某商场欲购进A、B两种品牌的饮料共500箱,两种饮料每箱的进价和售价如下表所示.设购进A种饮料x箱,且所购进的两种饮料能全部卖出,获得的总利润为y元.(1)求y关于x的函数表达式;(2)如果购进两种饮料的总费用不超过20000元,那么该商场如何进货才能获利最多?并求出最大利润.(注:利润=售价-本钱)解析:由表格中的信息可得到A、B两种品牌每箱的利润,再根据它们的数量求出利润,进而利用函数的图象性质求出最大利润.解:(1)由题意,知B种饮料有(500-x)箱,那么y=(63-55)x+(40-35)(500-x)=3xy=3x+2500(0≤x≤500);(2)由题意,得55x+35(500-x)≤x≤125.∴当x=125时,y最大值=3×125+2500=2875.∴该商场购进A、B两种品牌的饮料分别为125箱、375箱时,能获得最大利润2875元.方法总结:此类题型往往取材于日常生活中的事件,通过分析、整理表格中的信息,得到函数表达式,并运用函数的性质解决实际问题.解题的关键是读懂题目的要求和表格中的数据,注意思考的层次性及其中蕴含的数量关系.【类型三】两个一次函数图象在同一坐标系内的问题为倡导低碳生活,绿色出行,某自行车俱乐部利用周末组织“远游骑行〞活动.自行车队从甲地出发,途经乙地短暂休息完成补给后,继续骑行至目的地丙地,自行车队出发1小时后,恰有一辆邮政车从甲地出发,沿自行车队行进路线前往丙地,在丙地完成2小时装卸工作后按原路返回甲地,自行车队与邮政车行驶速度均保持不变,,如图表示自行车队、邮政车离甲地的路程y(km)与自行车队离开甲地时间x(h)的函数关系图象,请根据图象提供的信息解答以下各题:(1)自行车队行驶的速度是________km/h;(2)邮政车出发多少小时与自行车队首次相遇?(3)邮政车在返程途中与自行车队再次相遇时的地点距离甲地多远?解析:(1)由速度=路程÷时间就可以求出结论;(2)由自行车的速度就可以求出邮政车的速度,再由追击问题设邮政车出发a小时两车相遇建立方程求出其解即可;(3)由邮政车的速度可以求出B的坐标和C的坐标,由自行车的速度就可以D的坐标,由待定系数法就可以求出BC,ED的解析式就可以求出结论.解:(1)由题意得,自行车队行驶的速度是72÷3=24km/h.(2)由题意得,邮政车的速度为24×2.5=60(km/h).设邮政车出发a小时两车相遇,由题意得24(a+1)=60a,解得a=23.答:邮政车出发23小时与自行车队首次相遇;(3)由题意,得邮政车到达丙地所需的时间为135÷60=94(h),∴邮政车从丙地出发的时间为94+2+1=214(h),∴B(214,135),C,0).自行车队到达丙地的时间为:135÷24+0.5=458+0.5=498(h),∴D(498,135).设BC 的解析式为y1=k1x+b1,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧135=214k1+b1,0k1+b1,∴⎩⎪⎨⎪⎧k1=-60,b1=450,∴y1=-60x+450,设ED的解析式为y2=k2x+b2,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧72k 2+b 2,135=498k 2+b 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧k 2=24,b 2=-12,∴y 2=24xy 1=y 2时,-60x +450=24x -12,解得x =5.5.y 1=-60×5.5+450=120.答:邮政车在返程途中与自行车队再次相遇时的地点距离甲地120km.方法总结:此题考查了待定系数法求一次函数的解析式,一次函数与一元一次方程的综合运用,解答时求出函数的解析式是关键.三、板书设计一次函数与实际问题1.建立一次函数模型解实际问题 2.利用图象(表)解决实际问题对于分段函数的实际应用问题中,学生往往无视了自变量的取值范围,同时解决有交点的两个一次函数图象的问题还存在一定的困难,有待在以后的教学中加大训练,力争逐步提高.。
第14章勾股定理§14.1勾股定理1. 直角三角形三边的关系2. 直角三角形的判定阅读材料勾股定理史话美丽的勾股树§14.2勾股定理的应用小结复习题课题学习勾股定理的“无字证明”第14章勾股定理还记得2002年在北京召开的国际数学家大会(ICM2002)吗?在那个大会上,到处可以看到一个简洁优美的图案在流动,那个远看像旋转的纸风车的图案就是大会的会标.那是采用了1700多年前中国古代数学家赵爽用来证明勾股定理的弦图.§14.1 勾股定理1. 直角三角形三边的关系本章导图中的弦图隐含着直角三角形三边之间的一种奇妙的关系,让我们首先观察经常使用的两块直角三角尺.试一试测量你的两块直角三角尺的三边的长度,并将各边的长度填入下表:三角尺直角边a直角边b斜边c 关系12根据已经得到的数据,请猜想三边的长度a、 b、 c之间的关系.图14.1.1是正方形瓷砖拼成的地面,观察图中用阴影画出的三个正方形,很显然,两个小正方形P、 Q的面积之和等于大正方形R 的面积.即AC2+BC2=AB2,图14.1.1这说明,在等腰直角三角形ABC中,两直角边的平方和等于斜边的平方.那么在一般的直角三角形中,两直角边的平方和是否等于斜边的平方呢?试一试观察图14.1.2,如果每一小方格表示1平方厘米,那么可以得到:正方形P的面积=平方厘米;正方形Q的面积=平方厘米;(每一小方格表示1平方厘米)图14.1.2正方形R的面积=平方厘米.我们发现,正方形P、Q、R的面积之间的关系是.由此,我们得出直角三角形ABC的三边的长度之间存在关系.做一做在图14.1.3的方格图中,用三角尺画出两条直角边分别为5cm、12cm的直角三角形,然后用刻度尺量出斜边的长,并验证上述关系对这个直角三角形是否成立.(每一小格代表1平方厘米)图14.1.3概括数学上可以说明:对于任意的直角三角形,如果它的两条直角边分别为a、 b,斜边为c,那么一定有a2+b2=c2,这种关系我们称为勾股定理.勾股定理直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.勾股定理揭示了直角三角形三边之间的关系.例1如图14.1.4,将长为5.41米的梯子AC斜靠在墙上,BC长为2.16米,求梯子上端A到墙的底边的垂直距离AB.(精确到0.01米)图14.1.4 解 如图14.1.4,在Rt△ABC中,BC=2.16米, AC=5.41米,根据勾股定理可得AB= -BC AC 22 =22 16.-2 41.5≈4.96(米). 答: 梯子上端A 到墙的底边的垂直距离 AB 约为4.96米. 练习1. 在Rt△ABC中, AB=c , BC=a , AC =b , ∠B=90°.(1) 已知a =6, b =10, 求c ;(2) 已知a =24, c =25, 求b .2. 如果一个直角三角形的两条边长分别是3厘米和4厘米,那么这个三角形的周长是多少厘米?试一试剪四个与图14.1.5完全相同的直角三角形,然后将它们拼成如图14.1.6所示的图形.大正方形的面积可以表示为 ,又可以表示为 .对比两种表示方法,看看能不能得到勾股定理的结论.图14.1.5 图14.1.6 用上面得到的完全相同的四个直角三角形,还可以拼成如图14.1.7所示的图形,与上面的方法类似,也能说明勾股定理是正确的.读一读我国古代把直角三角形中较短的直角边称为勾,较长的称为股,斜边称为弦.图14.1.7称为“弦图”,最早是由三国时期的数学家赵爽在为《周髀算经》作注时给出的.图14.1.8是在北京召开的2002年国际数学家大会(ICM2002)的会标,其图案正是“弦图”,它标志着中国古代的数学成就.图14.1.7 图14.1.8例2如图14.1.9,为了求出位于湖两岸的两点A 、 B 之间的距离,一个观测者在点C 设桩,使三角形ABC恰好为直角三角形.通过测量,得到AC 长160米,BC长128米.问从点A 穿过湖到点B 有多远?图14.1.9 解 如图14.1.9,在直角三角形ABC中,AC =160米, BC=128米,根据勾股定理可得AB=22BC AC -=22128160-=96(米).答: 从点A 穿过湖到点B 有96米.练习1. 如图,小方格都是边长为1的正方形,求四边形ABCD的面积与周长.2. 假期中,王强和同学到某海岛上去探宝旅游,按照探宝图(如图),他们登陆后先往东走8千米,又往北走2千米,遇到障碍后又往西走3千米,再折向北走到6千米处往东一拐,仅走1千米就找到宝藏,问登陆点A到宝藏埋藏点B的直线距离是多少千米?(第1题)(第2题)2. 直角三角形的判定古埃及人曾经用下面的方法画直角:将一根长绳打上等距离的13个结,然后如图14.1.10那样用桩钉钉成一个三角形,他们认为其中一个角便是直角.你知道这是什么道理吗?图14.1.10试一试试画出三边长度分别为如下数据的三角形,看看它们是一些什么样的三角形:(1) a=3, b=4, c=5;(2) a=4, b=6, c=8;(3) a=6, b=8, c=10.可以发现,其中按(1)、(3)所画的三角形都是直角三角形,而按(2)所画的不是直角三角形.在这三组数据中,(1)、(3)两组都满足a2+b2=c2,而组(2)不满足.以后我们会证明一般的结论:如果三角形的三边长a、 b、 c有关系: a2+b2=c2,那么这个三角形是直角三角形.古埃及人所画的三角形的三边长恰好满足这样的关系,所以其中一个角是直角.例 3 设三角形三边长分别为下列各组数,试判断各三角形是否是直角三角形:(1) 7, 24, 25;(2) 12, 35, 37;(3) 13, 11, 9.解因为 252=242+72,372=352+122,132≠112+92,所以根据前面的判定方法可知,以(1)、(2)两组数为边长的三角形是直角三角形,而以组(3)的数为边长的三角形不是直角三角形.练习1. 设三角形的三边长分别等于下列各组数,试判断各三角形是否是直角三角形.若是,指出哪一条边所对的角是直角.(1) 12, 16, 20;(2) 8, 12, 15;(3) 5, 6, 8.2. 有哪些方法可以判断一个三角形是直角三角形?习题14.11. 将图14.1.6沿中间的小正方形的对角线剪开,得到如图所示的梯形.利用此图的面积表示式验证勾股定理.(第1题)2. 已知△ABC中,∠B=90°, AC=13cm,BC=5cm,求AB的长.3. 已知等腰直角三角形斜边的长为2cm,求这个三角形的周长.4. 如图,分别以直角三角形的三边为边长向外作正方形,然后分别以三个正方形的中心为圆心、正方形边长的一半为半径作圆.试探索这三个圆的面积之间的关系.(第4题)(第5题)5. 如图,已知直角三角形ABC的三边分别为6、8、10,分别以它的三边为直径向上作三个半圆,求图中阴影部分的面积.6. 试判断以如下的a、 b、 c为边长的三角形是不是直角三角形?如果是,那么哪一条边所对的角是直角?(1) a=25, b=20, c=15;(2) a=1, b=2, c=3;(3) a=40, b=9, c=40;(4)a∶b∶c=5∶12∶13.阅读材料勾股定理史话勾股定理从被发现到现在已有五千年的历史.远在公元前三千年的巴比伦人就已经知道和应用它了.我国古代也发现了这个定理.据《周髀算经》记载,商高(公元前1120年)关于勾股定理已有明确的认识,《周髀算经》中有商高答周公的话:“勾广三,股修四,径隅五.”同书中还有另一位学者陈子(公元前六七世纪)与荣方(公元前六世纪)的一段对话:“求邪(斜)至日者,以日下为勾,日高为股,勾、股各自乘,并而开方除之,得邪至日”(如图所示),即邪至日=勾2+股2.这里陈子已不限于“三、四、五”的特殊情形,而是推广到一般情形了.人们对勾股定理的认识,经历过一个从特殊到一般的过程,其特殊情况,在世界很多地区的现存文献中都有记载,很难区分这个定理是谁最先发明的.国外一般认为这个定理是毕达哥拉斯(Pythagoras)学派首先发现的,因而称为毕达哥拉斯定理.勾股定理曾引起很多人的兴趣,世界上对这个定理的证明方法很多.1940年卢米斯(E.S. Loomis)专门编辑了一本证明勾股定理的小册子——《毕氏命题》,作者收集了这个著名定理的370种证明,其中包括大画家达·芬奇和美国第20任总统詹姆士·阿·加菲尔德(James Abram Garfield, 1831~1881)的证法.美丽的勾股树你可能去过森林公园,看到过许许多多千姿百态的植物.可是你是否见过如下的勾股树呢?你知道这是如何画出来的吗?仔细看看,你就会发现那一个个细小的部分正是我们学过的勾股图,一个一个连接在一起,构成了多么奇妙美丽的勾股树!动手画画看,相信你也能画出其他形态的勾股树.§14.2 勾股定理的应用勾股定理能解决直角三角形的许多问题,因此在现实生活和数学中有着广泛的应用.例1如图14.2.1,一圆柱体的底面周长为20cm,高AB为4cm,BC是上底面的直径.一只蚂蚁从点A 出发,沿着圆柱的侧面爬行到点C ,试求出爬行的最短路程.图14.2.1分析 蚂蚁实际上是在圆柱的半个侧面内爬行,如果将这半个侧面展开(如图14.2.2),得到矩形 ABCD ,根据“两点之间,线段最短”,所求的最短路程就是侧面展开图矩形对角线AC 之长.(精确到0.01cm )图14.2.2解 如图14.2.2,在Rt△ABC中,BC=底面周长的一半=10cm , ∴ AC=22BC AB +=22104+=229≈10.77(cm )(勾股定理).答: 最短路程约为10.77cm .例2一辆装满货物的卡车,其外形高2.5米,宽1.6米,要开进厂门形状如图14.2.3的某工厂,问这辆卡车能否通过该工厂的厂门?图14.2.3分析由于厂门宽度足够,所以卡车能否通过,只要看当卡车位于厂门正中间时其高度是否小于CH .如图14.2.3所示,点D 在离厂门中线0.8米处,且CD⊥AB, 与地面交于H .解 在Rt△OCD 中,由勾股定理得CD=22OD OC -=228.01-=0.6米,C H=0.6+2.3=2.9(米)>2.5(米).因此高度上有0.4米的余量,所以卡车能通过厂门.做一做图14.2.4如图14.2.4,以直角三角形ABC的三边为边分别向外作正方形,其中一个正方形划分成四个形状与大小都一样的四边形.试将图中5个带色的图形拼入到大正方形中,填满整个大正方形.练习1. 如图,从电杆离地面5米处向地面拉一条7米长的钢缆,求地面钢缆固定点A 到电杆底部B 的距离.2. 现准备将一块形为直角三角形的绿地扩大,使其仍为直角三角形,两直角边同时扩大到原来的两倍,问斜边扩大到原来的多少倍?(第1题)例3如图14.2.5,在5×5的正方形网格中,每个小正方形的边长都为1,请在给定网格中按下列要求画出图形:(1)从点A出发画一条线段AB,使它的另一个端点B在格点(即小正方形的顶点)上,且长度为22;(2)画出所有的以(1)中的AB为边的等腰三角形,使另一个顶点在格点上,且另两边的长度都是无理数.分析只需利用勾股定理看哪一个矩形的对角线满足要求.图14.2.5 图14.2.6解(1)图14.2.6中AB长度为22.(2)图14.2.6中△ABC、△ABD就是所要画的等腰三角形.例4如图14.2.7,已知CD=6m, AD=8m,∠ADC=90°, BC =24m,AB=26m.求图中阴影部分的面积.图14.2.7解在Rt△ADC中,AC2=AD2+CD2=62+82=100(勾股定理),∴ AC=10m.∵ AC2+BC2=102+242=676=AB2,∴ △ACB为直角三角形(如果三角形的三边长a、 b、 c有关系: a2+b2=c2,那么这个三角形是直角三角形),∴ S阴影部分=S△ACB-S△ACD=1/2×10×24-1/2×6×8=96(m2).练习1. 若直角三角形的三边长分别为2、 4、 x,试求出x的所有可能值.2. 利用勾股定理,分别画出长度为3和5厘米的线段.习题14.21. 若等腰直角三角形的斜边长为2cm,试求出它的直角边和斜边上的高的长度.2. 下图由4个等腰直角三角形组成,其中第1个直角三角形腰长为1cm,求第4个直角三角形斜边长度.(第2题)(第3题)3. 如图,为了加固一个高2米、宽3米的大门,需在相对角的顶点间加一块木条.求木条的长度.4. 在△ABC中,AB=2, BC=4, AC=23, ∠C=30°, 求∠B 的大小.5. 已知三角形的三边分别是n +1、 n +2、 n +3,当n 是多少时,三角形是一个直角三角形?6. 如图,AD⊥CD, AB=13,BC=12,CD=4,AD=3, 若∠CAB=55°,求∠B 的大小.(第6题)小结一、 知识结构二、 概括本章研究了揭示直角三角形三条边之间关系的勾股定理和由此产生的一种判定直角三角形的方法.如果知道了直角三角形任意两边的长度,那么应用勾股定理可以计算出第三边的长度;如果知道了一直角三角形 勾股定理应用判定直角三角形的一种方法个三角形的三边的长,也可以判断这个三角形是否是直角三角形.勾股定理可以解决直角三角形中的许多问题,在现实生活中有许多重要的应用.复习题A组1. 求下列阴影部分的面积:(1)阴影部分是正方形;(2)阴影部分是长方形;(3)阴影部分是半圆.(第1题)2. 如图,以Rt△ABC的三边为直径分别向外作三个半圆,试探索三个半圆的面积之间的关系.(第2题)3. 试判断下列三角形是否是直角三角形:(1)三边长为m2+n2、 mn、 m2-n2(m>n>0);(2)三边长之比为1∶1∶2;(3)△ABC的三边长为a、 b、 c,满足a2-b2=c2.4. 一架 2.5米长的梯子靠在一座建筑物上,梯子的底部离建筑物0.7米,如果梯子的顶部滑下0.4米,梯子的底部向外滑出多远?5. 如图所示的图形中,所有的四边形都是正方形,所有的三角形都是直角三角形,其中最大的正方形的边长为7cm,求正方形A、 B、 C、D的面积和.(第5题)B组6. 在△ABC中,AB=AC=10, BD是AC边的高,DC=2,求BD的长.(第7题)7. 有一块四边形地ABCD(如图),∠B=90°,AB=4m,BC=3m, CD=12m, DA=13m,求该四边形地ABCD的面积.8. 能够成为直角三角形三条边长的正整数,称为勾股数.请你写出5组勾股数.9. 已知△ABC中,三条边长分别为a=n2-1, b=2n, c=n2+1(n>1).试判断该三角形是否是直角三角形,若是,请指出哪一条边所对的角是直角.C组10. 如图,四边形ABCD中,AB=BC=2, CD=3,DA=1,且∠B=90°,求∠DAB的度数.(第10题)(第11题)11. 如图,在矩形ABCD中,AB=5cm,在边CD上适当选定一点E,沿直线AE把△ADE折叠,使点D恰好落在边BC上一点F处,且△ABF的面积是30cm2.求此时AD的长.(第12题)12. 折竹抵地(源自《九章算术》):今有竹高一丈,末折抵地,去本三尺.问折者高几何?意即:一根竹子,原高一丈,虫伤有病,一阵风将竹子折断,其竹梢恰好抵地,抵地处离原长竹子处3尺远.问原处还有多高的竹子?课题学习勾股定理的“无字证明”在勾股定理的学习过程中,我们已经学会运用以下图形,验证著名的勾股定理:整个大正方形的面积可以表示为里面小正方形的面积与四边上的4个直角三角形的面积之和,即为(a+b) 2=c2+4·(1/2ab),由此可以推出勾股定理a2+b2=c2.这种根据图形可以极其简单地直观推论或验证数学规律和公式的方法,简称为“无字证明”.对于勾股定理,我们还可以找到一些用于“无字证明”的图形.现在请你和大家一起,查阅课本和其他有关书籍,上网查询各种相应的资料,相信你一定能够发现更多的有趣图形,验证勾股定理.实际上你还可以发现“无字证明”也可以用于验证数与代数、空间与图形等领域中的许多数学公式和规律!- 21 -。