“赵爽弦图”考题聚焦备课讲稿
- 格式:doc
- 大小:103.00 KB
- 文档页数:6
重难点:勾股定理之“赵爽弦图”模型【知识梳理】“赵爽弦图”的面积关系是中考常考的一种题型,一般出现在选择题、填空题中,如果能够记住面积之间的关系,那么做此类题时一定非常高效.【考点剖析】一.选择题(共2小题)1.如图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 =56的直角边分别向外延长一倍,得到如图2所示的“数学风车”,则这个风车的外围周长是()A.76B.72C.68D.52【分析】由题意∠ACB为直角,利用勾股定理求得外围中一条边,又由AC延伸一倍,从而求得风车的一个轮子,进一步求得四个.【解答】解:依题意,设“数学风车”中的四个直角三角形的斜边长为x,则x2=122+52=169所以x=13所以“数学风车”的周长是:(13+6)×4=76.故选:A.【点评】本题是勾股定理在实际情况中应用,并注意隐含的已知条件来解答此类题.2.“赵爽弦图”巧妙地利用面积关系证明了勾股定理.在如图所示的“赵爽弦图”中,△ABH,△BCG,△CDF和△DAE是四个全等的直角三角形,四边形ABCD,EFGH都是正方形.若AB=10,EF=2,则AH 的长为()A.6B.C.6D.8【分析】由题意得,设AH=DE=CF=BG=x,则AE=DF=CG=BH=2+x,再根据勾股定理即可求解.【解答】解:∵△ABH,△BCG,△CDF和△DAE是四个全等的直角三角形,四边形ABCD,EFGH都是正方形.AB=10,EF=2,∴设AH=DE=CF=BG=x,则AE=DF=CG=BH=2+x,在Rt△AHB中,AB2=AH2+BH2,即102=x2+(x+2)2,整理得,x2+2x﹣48=0,解得:x1=6,x2=﹣8(不符合题意,舍去),∴AH=6.故选:C.【点评】本题考查了正方形的性质、勾股定理、全等三角形的性质,根据题意得到线段的关系,然后根据勾股定理列出方程并求解是解题关键.二.填空题(共4小题)3.“赵爽弦图”巧妙地利用面积关系证明了勾股定理,是我国古代数学的骄傲,如图所示的“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼成的一个大正方形,设直角三角形较长直角边长为a,较短直角边长为b,若(a+b)2=107,大正方形的面积为57,则小正方形的边长为.【分析】观察图形可知,小正方形的面积=大正方形的面积﹣4个直角三角形的面积,利用已知(a+b)2=107,大正方形的面积为57,可以得出直角三角形的面积,进而求出答案.【解答】解:如图所示:∵(a+b)2=107,∴a2+2ab+b2=107,∵大正方形的面积为57,∴2ab=107﹣57=50,∴小正方形的面积为57﹣50=7,故小正方形的边长为.故答案为:.【点评】本题考查勾股定理的证明,解题的关键是熟练运用勾股定理以及完全平方公式,本题属于基础题型.4.如图,由四个全等的直角三角形拼成“赵爽弦图”.Rt△ABF中,∠AFB=90°,AF=4,AB=5.四边形EFGH的面积是.【分析】四边形EFGH的面积=四边形ABCD的面积﹣四个全等直角三角形的面积.直角三角形的面积需利用勾股定理求出直角边后解答.【解答】解:因为AB=5,所以S正方形ABCD=5×5=25.Rt△ABF中,AF=4,AB=5,则BF==3,所以SRt△ABF=×3×4=6,四个直角三角形的面积为:6×4=24,四边形EFGH的面积是25﹣24=1.故答案为1【点评】此题主要考查了勾股定理,以及正方形面积、三角形面积,难易程度适中.5.如图,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E的边长为7cm,则图中五个正方形A、B、C、D、E的面积和为cm2.【分析】根据正方形的面积公式,连续运用勾股定理,发现:四个小正方形的面积和等于最大正方形的面积.【解答】解:设正方形A、B、C、D的边长分别是a、b、c、d,则正方形A的面积=a2,正方形B的面积=b2,正方形C的面积=c2,正方形D的面积=d2,又∵a2+b2=x2,c2+d2=y2,∴正方形A、B、C、D、E的面积和=(a2+b2)+(c2+d2)+72=x2+y2+72=72+72=98(cm2).即正方形A,B,C,D、E的面积的和为98cm2.故答案为:98.【点评】本题考查了勾股定理:直角三角形中,两直角边的平方和等于斜边的平方.熟练运用勾股定理进行面积的转换是解题关键.6.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.在Rt△ABC 中,若直角边AC=6cm,BC=5cm,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①图中小正方形的面积为;②若给这个“数学风车”的外围装饰彩带,则需要彩带的长度至少是.【分析】①表示出小正方形的边长,然后利用正方形的面积公式列式计算即可得解;②利用勾股定理求出外围直角三角形的斜边,然后根据周长公式列式计算即可得解.【解答】解:图①,小正方形的面积=(6﹣5)2=1cm2;图②,外围直角三角形的斜边==13cm,周长=4×(13+6)=4×19=76cm,即,需要彩带的长度至少是76cm.故答案为:1cm2,76cm.【点评】本题考查了勾股定理的证明,读懂题目信息并准确识图是解题的关键.三.解答题(共3小题)7.如图①,美丽的弦图,蕴含着四个全等的直角三角形.(1)如图①弦图中包含了一大,一小两个正方形,已知每个直角三角形较长的直角边为a.较短的直角边为b,斜边长为c,可以验证勾股定理;(2)如图②,将八个全等的直角三角形紧密地拼接,记图中正方形ABCD,正方形EFGH,正方形MNKT 的面积分别为S1、S2、S3,若S1+S2+S3=16,则S2=.【分析】(1)由图可知,小正方形的面积可直用边长乘边长,为(a﹣b)2,也可用大正方形的面积减去四个全等的直角三角形的面积,为,以此即可证明;(2)设正方形MNKT的面积为x,八个全等的直角三角形的面积均为y,可得S1=8y+x,S2=4y+x,S3=x,则S1+S2+S3=12y+3x=16,根据整体思想即可求出S2=4y+x=.【解答】(1)证明:,另一方面,即a2﹣2ab+b2=c2﹣2ab,则a2+b2=c2;(2)解:设正方形MNKT的面积为x,八个全等的直角三角形的面积均为y,∵S1+S2+S3=16,∴S1=8y+x,S2=4y+x,S3=x,∴S1+S2+S3=12y+3x=16,∴4y+x=,∴S2=4y+x=.故答案为:.【点评】本题主要考查勾股定理的证明,利用数形结合的思想来答题是解题关键.8.我们发现,用不同的方式表示同一图形的面积可以解决线段长度之间关系的有关问题,这种方法称为等面积法,这是一种重要的数学方法.请你用等面积法来探究下列两个问题:(1)如图1是著名的赵爽弦图,由四个全等的直角三角形拼成,请你用它来验证勾股定理;(2)如图2,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD是AB边上的高,AC=4,BC=3,求CD的长度.【分析】(1)根据题意,我们可在图中找等量关系,由中间的小正方形的面积等于大正方形的面积减去四个直角三角形的面积,列出等式化简即可得出勾股定理的表达式.(2)先由勾股定理求出AB的长,再根据三角形的面积求CD的长即可.【解答】解:(1)∵大正方形面积为c2,直角三角形面积为ab,小正方形面积为:(b﹣a)2,∴c2=4×ab+(a﹣b)2=2ab+a2﹣2ab+b2即c2=a2+b2.(2)在Rt△ABC中,∵∠ACB=90°,∴由勾股定理,得:AB==5∵CD⊥AB,∴S△ABC=AC•BC=AB•CD∴CD=.【点评】本题考查了学生对勾股定理的证明和对三角形和正方形面积公式的熟练掌握和运用,属于基本题型.9.图甲是我国古代著名的“赵爽弦图”的示意图,它是由四个全等的直角三角形围成,面积为74的正方形.在Rt△ABC中,若直角边BC=5,将四个直角三角形中边长为5的直角边分别向外延长一倍,得到图乙所示的“数学风车”.(1)这个风车至少需要绕着中心旋转才能和本身重合;(2)求这个风车的外围周长(图乙中的实线).【分析】(1)根据旋转角及旋转对称图形的定义结合图形特点作答.(2)在直角△ABC中,已知BC,AB,根据勾股定理即可计算AC的长,AC=7,故求得BD即可计算风车的外围周长.【解答】解:(1):∵360°÷4=90°,∴该图形绕中心至少旋转90度后能和原来的图案互相重合.(2)在直角△BCD中,BD为斜边,已知BC=5,AB=,由勾股定理得:AC=7,CD=7+5=12,∴BD==13,∵风车的外围周长为4(BD+AD)=4(13+5)=72.【点评】本题考查了旋转角的定义及勾股定理在直角三角形中的运用,考查了全等三角形对应边相等的性质,本题中正确的计算BD是解题的关键.【过关检测】一.选择题(共10小题)1.(2022春•东城区期末)如图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=56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是()A.72B.52C.80D.76【分析】由题意∠ACB为直角,利用勾股定理求得外围中一条边,又由AC延伸一倍,从而求得风车的一个轮子,进一步求得四个.【解答】解:依题意,设“数学风车”中的四个直角三角形的斜边长为x,则x2=122+52=169所以x=13所以“数学风车”的周长是:(13+6)×4=76.故选:D.【点评】本题是勾股定理在实际情况中应用,并注意隐含的已知条件来解答此类题.2.(2021秋•邳州市期中)公元3世纪切,中国古代书学家赵爽注《周髀算经》时,创造了“赵爽弦图”.如图,勾a=3,弦c=5,则小正方形ABCD的面积为()A.1B.3C.4D.9【分析】根据勾股定理和正方形的面积公式可求解.【解答】解:如图,∵勾a=3,弦c=5,∴股b==4,∴小正方形的边长=4﹣3=1,∴小正方形的面积=12=1,故选:A.【点评】本题运用了勾股定理和正方形的面积公式,关键是运用了数形结合的数学思想.3.(2021春•长垣市期末)“赵爽弦图”是四个全等的直角三角形与中间一个小正方形拼成的大正方形,如图,其直角三角形的两条直角边的长分别是2和4,则小正方形与大正方形的面积比是()A.1:2B.1:4C.1:5D.1:10【分析】根据题意求得小正方形的边长,根据勾股定理求出大正方形的边长,由正方形的面积公式即可得出结果.【解答】解:∵直角三角形的两条直角边的长分别是2和4,∴小正方形的边长为2,根据勾股定理得:大正方形的边长==2,∴===.故选:C.【点评】本题考查了勾股定理和正方形的面积.本题是用数形结合来证明勾股定理,锻炼了同学们的数形结合的思想方法.4.(2022秋•青秀区校级期末)“赵爽弦图”巧妙地利用面积关系证明了勾股定理,是我国古代数学的骄傲,如图所示的“赵爽弦图”是由四个全等直角三角形和一个小正方形拼成的一个大正方形,设直角三角形较长直角边长为a,较短直角边长为b,若(a+b)2=21,小正方形的面积为5,则大正方形的面积为()A.12B.13C.14D.15【分析】由题意可知:中间小正方形的边长为:a﹣b,根据勾股定理以及题目给出的已知数据即可求出大正方形的边长.【解答】解:由题意可知:中间小正方形的边长为:a﹣b=,∵(a+b)2=(a﹣b)2+4ab=5+4ab=21,∴ab=4,∴大正方形的面积=4×ab+5=13,故选:B.【点评】本题考查勾股定理的证明,解题的关键是熟练运用勾股定理以及完全平方公式,本题属于基础题型.5.(2022秋•南岸区校级期中)我国是最早了解勾股定理的国家之一,根据《周髀算经》的记载,勾股定理的公式与证明是在商代由商高发现的,故又称之为“商高定理”.三国时代的蒋铭祖对《蒋铭祖算经》勾股定理作出了详细注释,并给出了另外一种证明.下面四幅图中,不能证明勾股定理的是()A.B.C.D.【分析】根据基础图形的面积公式表示出各个选项的面积,同时根据割补的思想可以写出另外一种面积表示方法,即可得出一个等式,进而可判断能否证明勾股定理.【解答】解:A、大正方形的面积为:c2;也可看作是4个直角三角形和一个小正方形组成,则其面积为:ab×4+(b﹣a)2=a2+b2,∴a2+b2=c2,故A选项能证明勾股定理;B、大正方形的面积为:(a+b)2;也可看作是4个直角三角形和一个小正方形组成,则其面积为:ab×4+c2=2ab+c2,∴(a+b)2=2ab+c2,∴a2+b2=c2,故B选项能证明勾股定理;C、梯形的面积为:(a+b)()=(a2+b2)+ab;也可看作是2个直角三角形和一个等腰直角三角形组成,则其面积为:ab×2+c2=ab+c2,∴ab+c2=(a2+b2)+ab,∴a2+b2=c2,故C选项能证明勾股定理;D、大正方形的面积为:(a+b)2;也可看作是2个矩形和2个小正方形组成,则其面积为:a2+b2+2ab,∴(a+b)2=a2+b2+2ab,∴D选项不能证明勾股定理.故选:D.【点评】本题考查勾股定理的证明方法,熟练掌握内弦图、外弦图是解题关键.6.(2022秋•平湖市期末)在认识了勾股定理的赵爽弦图后,一位同学尝试将5个全等的小正方形嵌入长方形ABCD内部,其中点M,N,P,Q分别在长方形的边AB,BC,CD和AD上,若AB=7,BC=8,则小正方形的边长为()A.B.C.D.2【分析】将每个小正方形按照如图所示分成四个全等的直角三角形和一个正方形,设每个直角三角形的较大的直角边为x,较小的直角边为y,根据AB=7,BC=8,列出二元一次方程组,求出x和y,再求出边长即可.【解答】解:将每个小正方形按照如图所示分成四个全等的直角三角形和一个正方形,设每个直角三角形的较大的直角边为x,较小的直角边为y,∵AB=7,BC=8,∴,解得,∴小正方形的边长为=.故选A.【点评】本题考查了勾股定理与二元一次方程组的应用,根据题意运用好赵爽弦图是解题关键.7.(2022秋•鄄城县校级月考)如图,阴影部分是两个正方形,图中还有一个直角三角形和一个空白的正方形,阴影部分的面积为25cm2,直角三角形①中较长的直角边长12cm,则直角三角形①的面积是()A.16cm2B.25cm2C.30cm2D.169cm2【分析】两个阴影正方形的面积和等于直角三角形另一未知边的平方.利用勾股定理即可求出.【解答】解:∵两个阴影正方形的面积和等于直角三角形另一未知边的平方,∴直角三角形①中较短的直角边长5cm,∵直角三角形①中较长的直角边长12cm,∴直角三角形①的面积=(cm2),故选:C.【点评】考查了正方形的面积以及勾股定理的应用.推知“正方形的面积和等于直角三角形另一未知边的平方”是解题的难点.8.(2021秋•鹿城区校级期中)如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,分别以AC,BC,AB为一边在△ABC外面做三个正方形,记三个正方形的面积依次为S1,S2,S3,已知S1=4,则S3为()A.8B.16C.4D.4+4【分析】根据正方形的面积公式结合勾股定理就可发现大正方形的面积是两个小正方形的面积和,即可得出答案.【解答】解:∵S1=AC2=4,∴AC=2,∵Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,∴AB=2AC=4,∴S3=AB2=16,故选:B.【点评】本题考查了勾股定理和正方形面积的应用,注意:分别以直角三角形的边作相同的图形,则两个小图形的面积等于大图形的面积.9.(2022秋•温州期末)如图,大正方形ABCD由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼接而成.点E为小正方形的顶点,延长CE交AD于点F,连结BF交小正方形的一边于点G,若△BCF为等腰三角形,AG=5,则小正方形的面积为()A.15B.16C.20D.25【分析】由等腰三角形性质可得出BF=CF,利用HL可证得Rt△ABF≌Rt△DCF(HL),得出AB=AD=2AF,根据余角的性质得出∠BAG=∠ABF,进而推出CF=BF=2AG=10,利用面积法求得BN=8,再运用勾股定理求得CN=4,即可求得答案.【解答】解:设小正方形为EHMN,如图,∵四边形ABCD和四边形EHMN是正方形,∴AB=AD=CD,∠BAD=90°,CF∥AG,∵△BCF为等腰三角形,且BF>AB=BC,CF>CD=BC,∴BF=CF,在Rt△ABF和Rt△DCF中,,∴Rt△ABF≌Rt△DCF(HL),∴∠AFB=∠CFD,AF=DF,∴AB=AD=2AF,∵CF∥AG,∴∠CFD=∠DAG,∴∠AFB=∠DAG,∴AG=FG,∵∠AFB+∠ABF=90°,∠DAG+∠BAG=90°,∴∠BAG=∠ABF,∴AG=BG,∴CF=BF=2AG=10,在Rt△ABF中,AB2+AF2=BF2,∴(2AF)2+AF2=102,∴AF=2,∴AB=BC=4,∵S△BCF=BC•AB=CF•BN,∴BN===8,∴CN===4,∵△ABM≌△BCN,∴BM=CN=4,∴MN=BN﹣BM=8﹣4=4,∴S正方形EHMN=(MN)2=42=16,故选:B.【点评】本题主要考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定与性质,平行线的性质,勾股定理,三角形面积等,利用面积法求得BN是解题的关键.10.(2022春•南浔区期末)赵爽弦图由四个全等的直角三角形所组成,形成一个大正方形,中间是一个小正方形(如图所示).某次课后服务拓展学习上,小浔绘制了一幅赵爽弦图,她将EG延长交CD于点I.记小正方形EFGH的面积为S1,大正方形ABCD的面积为S2,若DI=2,CI=1,S2=5S1,则GI的值是()A.B.C.D.【分析】如图,连接DG,先由已知条件分别求得S2=CD2=32=9,S1=,小正方形边长为,再由勾股定理得:EG==,设AE=BF=CG=DH=x,则AF=BG=CH=DE=x+,由勾股定理得:CD2=DH2+CH2,即9=x2+(x+)2,进而得AE=BF=CG=DH=x==EH,再得CH垂直平分ED,再由三角形的“三线合一”得∠DGH=∠HGE=45°进而得∠DGI=90°最后由勾股定理得:GI===,即得选项A.【解答】解:如图,连接DG,∵赵爽弦图由四个全等的直角三角形所组成,形成一个大正方形,中间是一个小正方形,∴AE=BF=CG=DH,AF=BG=CH=DE,CH⊥DE,∵DI=2,CI=1,∴CD=DI+CI=2+1=3,∵大正方形ABCD的面积为S2,∴S2=CD2=32=9,又∵小正方形EFGH的面积为S1,S2=5S1,∴S1=,∴EF=FG=GH=HE=,∵将EG延长交CD于点I,∴∠HGE=45°,在Rt△EHG中,由勾股定理得:EG==,设AE=BF=CG=DH=x,则AF=BG=CH=DE=x+,在Rt△CDH中,由勾股定理得:CD2=DH2+CH2,即9=x2+(x+)2,解得:x1=,x2=﹣(不合题意,舍去),即AE=BF=CG=DH=x=,∴DH=EH=,∴CH垂直平分ED,∴DG=EG=,∴∠DGH=∠HGE=45°,∴∠DGE=45°+45°=90°,∴∠DGI=90°,在Rt△DGI中,由勾股定理得:GI===,故选:A.【点评】本题是一道勾股定理的综合题,主要考查了全等三角形的性质,正方形的性质,勾股定理,线段的中垂线判定与性质,等腰三角形的“三线合一”,二次根式计算与化简,关键是巧添辅助线构等腰直角三角形,顺利实现求得答案.二.填空题(共7小题)11.(2022秋•锡山区期中)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=5,BC=12.以AB为一边在△ABC的同侧作正方形ABDE,则图中阴影部分的面积为.【分析】首先利用勾股定理求得AB边的长度,然后由三角形的面积公式和正方形的面积公式解答.【解答】解:如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC=12,AC=5,由勾股定理知,AB==13.故S阴影=S正方形ABDE﹣S△ABC=132﹣×5×12=169﹣30=139.故答案为:139.【点评】本题主要考查了勾股定理,求阴影部分的面积时,采用了“分割法”.12.(2022秋•德惠市期末)如图,“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形与中间的一个小正方形EFGH拼成的大正方形ABCD.若AE=5,AB=13,则中间小正方形EFGH的面积是.【分析】根据题意和题目中的数据,可以计算出小正方形的边长,即可得到小正方形的面积.【解答】解:∵AE=5,AB=13,∴BF=AE=5,在Rt△ABF中,AF==12,∴小正方形的边长EF=12﹣5=7,∴小正方形EFGH的面积为7×7=49.故答案为:49.【点评】本题考查了勾股定理的证明,熟练掌握勾股定理是解题的关键.13.(2022秋•建邺区校级期中)将四个全等的直角三角形分别拼成正方形(如图1,2),边长分别为6和2.若以一个直角三角形的两条直角边为边向外作正方形(如图3),其面积分别为S1,S2.则S1﹣S2=.【分析】首先设四个全等的直角三角形的两条直角边分别为a,b(a>b),然后根据图1、2列出关于a、b 的方程组即可求解.【解答】解:设四个全等的直角三角形的两条直角边分别为a,b(a>b),根据图1得:a+b=6,根据图2得:a﹣b=2,联立解得:,∴S1=16,S2=4,则S1﹣S2=12.故答案为:12.【点评】此题主要考查了勾股定理证明的应用,解题的关键是正确理解图形中隐含的数量关系.14.(2021秋•龙泉驿区校级月考)如图,是由四个全等的直角三角形与中间一个小正方形拼成的一个大正方形,若大正方形的面积是17,小正方形的面积是1,直角三角形的两直角边分别为a,b,则(a+b)2的值是.【分析】先由拼图列出关于面积的方程,再由勾股定理列一个直角三角形三边的方程并整理,最后把值整体代入和平方的展开式(a+b)2=a2+b2+2ab即可得出答案.【解答】解:∵由四个全等的直角三角形与中间一个小正方形拼成的一个大正方形,大正方形的面积是17,小正方形的面积是1,直角三角形的两直角边分别为a,b,∴,即,∴(a+b)2=a2+b2+2ab=17+16=33.故答案为:33.【点评】这是一道勾股定理综合题,主要考查了拼图列方程,发现各个图形的面积和a,b的关系是解题关键.15.(2022秋•金台区校级月考)如图是我国古代著名的“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,得到如图所示的“数学风车”,则这个风车的外围周长是.【分析】通过勾股定理可将“数学风车”的斜边求出,然后可求出风车外围的周长.【解答】解:设将AC延长到点D,连接BD,根据题意,得CD=6×2=12,BC=5.∵∠BCD=90°∴BC2+CD2=BD2,即52+122=BD2∴BD=13∴AD+BD=6+13=19∴这个风车的外围周长是19×4=76.故答案为:76.【点评】本题考查勾股定理在实际情况中应用,并注意隐含的已知条件来解答此类题.16.(2022秋•工业园区校级期中)如图,在弦图中,正方形ABCD的对角线AC与正方形EFHI的对角线EH交于点K,对角线AC交正方形EFHI于G,J两点,记△GKH面积为S1,△JIC面积为S2,若AE=12,CD=4,则S1+S2的值为.【分析】由题意可得AF=CI,∠AFG=∠CIJ=90°,FH∥EI,即可证明△AFG≌△CIJ,FG=IJ,再根据四边形EFHI为正方形,得到△GHK≌△JEK,从而得到点K为正方形EFHI的中心,过点K作KM⊥FH于点M,由勾股定理得DE=4,FH=8,KM=4,设GH=a,FG=b,则a+b=FH=8,最后用a,b表示出S1+S2=2(a+b),将a+b的值代入即可求解.【解答】解:由题意可得,AF=CI,∠AFG=∠CIJ=90°,FH∥EI,∵∠AGF=∠HGK,∠IJC=∠KJE,∵FH∥EI,∴∠HGK=∠KJE,∴∠AGF=∠IJC,在△AFG和△CIJ中,,∴△AFG≌△CIJ(AAS),∴FG=IJ,∵四边形EFHI为正方形,∴EI﹣IJ=FH﹣FG,即HG=EJ,在△GHK和△JEK中,,∴△GHK≌△JEK(AAS),∴HK=EK,即点K为正方形EFHI的中心,如图,过点K作KM⊥FH于点M,∵AE=12,CD=4,∴BF=12,AD=,在Rt△ADE中,由勾股定理得DE==4,∴AF=DE=4,EF=AE﹣AF=12﹣4=8,则FH=8,KM=4,设GH=a,FG=b,则a+b=FH=8,∴=,==2b,∴S1+S2=2a+2b=2(a+b)=16.故答案为:16.【点评】本题主要考查全等三角形的判定与性质,勾股定理,三角形的面积,正方形的性质,解题的关键是寻找全等三角形的条件解决问题.17.(2022秋•宁德期中)我国古代数学家赵爽在注解《周髀算经》时给出的“赵爽弦图”,它是由4个全等的直角三角形与1个小正方形拼成的一个大正方形,如图,若拼成的大正方形为正方形ABCD,面积为9,中间的小正方形为正方形EFGH,面积为2,连接AC,交BG于点P,交DE于点M,①△CGP≌△AEM,②S△AFP﹣S△CGP=,③DH+HC=4,④HC=2+,以上说法正确的是.(填写序号)【分析】由全等三角形的性质,勾股定理,完全平方公式,结合“赵爽弦图”的特点,可以解决问题.【解答】解:∵Rt△BCG≌Rt△∴CG=AE,∠CGP=∠AEM,∵CH∥AF.∴∠GCP=∠MAE,∴△CGP≌△AEM(ASA),∴S△CGP=S△AEM,CP=ME,∴S△AFP﹣S△CGP=S四边形MEFP∵HE=GF,∴HM=PF,∴S四边形MEFP=S四边形MHGP=S正方形EFGH=1,∴S△AFP﹣S△CGP=1,∵DH2+CH2=DC2=9,∴(DH+CH)2=DH2+CH2+2DH•CH=9+2DH•CH,∵CH﹣DH=HG,∴(CH﹣DH)2=HG2=2,∴CH2+DH2﹣2DH•CH=2,∴2DH•CH=7,∴(DH+CH)2=9+7=16,∴DH+CH=4,∵CH﹣DH=,∴HC==2+,故答案为:①③④.【点评】本题考查全等三角形的性质和判定,勾股定理,完全平方公式,关键是读懂“赵爽弦图”并灵活应用以上定理和公式.三.解答题(共2小题)18.(2021秋•凤翔县期中)如图1是著名的赵爽弦图,由四个全等的直角三角形拼成,用它可以证明勾股定理,思路是:大正方形的面积有两种求法,一种是等于c2,另一种是等于四个直角三角形与一个小正方形的面积之和,即,从而得到等式c2=,化简便得结论a2+b2=c2.现在,请你用“双求法”解决下面两个问题(1)如图2,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD是AB边上的高,AC=3,BC=4,求CD的长度.(2)如图3,在△ABC中,AD是BC边上的高,AB=4,AC=5,BC=6,设BD=x,求x的值.【分析】(1)先根据勾股定理先求出AB,再根据“双求法”求出CD的长度;(2)运用两个直角三角形根据勾股定理表示出AD,德关于x的方程求解.【解答】解:(1)在Rt△ABC中,由面积的两种算法可得:,解得:CD=.(2)在Rt△ABD中AD2=42﹣x2=16﹣x2,在Rt△ADC中AD2=52﹣(6﹣x)2=﹣11+12x﹣x2,所以16﹣x2=﹣11+12x﹣x2,解得=.【点评】此题考查的知识点是勾股定理的应用,关键是运用勾股定理求解.19.(2021春•利辛县期中)如图,小明用4个图1中的矩形组成图2,其中四边形ABCD,EFGH,MNPQ都是正方形,证明:a2+b2=c2.【分析】由题意可得:S正方形ABCD=(a+b)2,S正方形EFGH=c2,S△BEF=×ab,再根据S正方形ABCD=S正方形EFGH+4S△BEF,即可证得结论.【解答】证明:∵四边形ABCD,EFGH,MNPQ都是正方形,∴S正方形ABCD=(a+b)2,S正方形EFGH=c2,S△BEF=×ab,∵S正方形ABCD=S正方形EFGH+4S△BEF,∴(a+b)2=c2+4××ab,∴a2+2ab+b2=c2+2ab,∴a2+b2=c2.【点评】本题是勾股定理证明题,考查了直角三角形面积,正方形面积,利用图形面积得出结论是解题关键.。
勾股定理之“赵爽弦图”模型【知识梳理】“赵爽弦图”的面积关系是中考常考的一种题型,一般出现在选择题、填空题中,如果能够记住面积之间的关系,那么做此类题时一定非常高效.【考点剖析】一.选择题(共2小题)1如图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,得到如图2所示的“数学风车”,则这个风车的外围周长是()A.76B.72C.68D.52【分析】由题意∠ACB为直角,利用勾股定理求得外围中一条边,又由AC延伸一倍,从而求得风车的一个轮子,进一步求得四个.【解答】解:依题意,设“数学风车”中的四个直角三角形的斜边长为x,则x2=122+52=169所以x=13所以“数学风车”的周长是:(13+6)×4=76.故选:A.【点评】本题是勾股定理在实际情况中应用,并注意隐含的已知条件来解答此类题.2“赵爽弦图”巧妙地利用面积关系证明了勾股定理.在如图所示的“赵爽弦图”中,△ABH,△BCG,△CDF和△DAE是四个全等的直角三角形,四边形ABCD,EFGH都是正方形.若AB=10,EF=2,则AH的长为()A.62B.82C.6D.8【分析】由题意得,设AH=DE=CF=BG=x,则AE=DF=CG=BH=2+x,再根据勾股定理即可求解.【解答】解:∵△ABH,△BCG,△CDF和△DAE是四个全等的直角三角形,四边形ABCD,EFGH都是正方形.AB=10,EF=2,∴设AH=DE=CF=BG=x,则AE=DF=CG=BH=2+x,在Rt△AHB中,AB2=AH2+BH2,即102=x2+(x+2)2,整理得,x2+2x-48=0,解得:x1=6,x2=-8(不符合题意,舍去),∴AH=6.故选:C.【点评】本题考查了正方形的性质、勾股定理、全等三角形的性质,根据题意得到线段的关系,然后根据勾股定理列出方程并求解是解题关键.二.填空题(共4小题)3“赵爽弦图”巧妙地利用面积关系证明了勾股定理,是我国古代数学的骄傲,如图所示的“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼成的一个大正方形,设直角三角形较长直角边长为a,较短直角边长为b,若(a+b)2=107,大正方形的面积为57,则小正方形的边长为 7 .【分析】观察图形可知,小正方形的面积=大正方形的面积-4个直角三角形的面积,利用已知(a+b)2= 107,大正方形的面积为57,可以得出直角三角形的面积,进而求出答案.【解答】解:如图所示:∵(a+b)2=107,∴a2+2ab+b2=107,∵大正方形的面积为57,∴2ab=107-57=50,∴小正方形的面积为57-50=7,故小正方形的边长为7.故答案为:7.【点评】本题考查勾股定理的证明,解题的关键是熟练运用勾股定理以及完全平方公式,本题属于基础题型.4如图,由四个全等的直角三角形拼成“赵爽弦图”.Rt △ABF 中,∠AFB =90°,AF =4,AB =5.四边形EFGH 的面积是1.【分析】四边形EFGH 的面积=四边形ABCD 的面积-四个全等直角三角形的面积.直角三角形的面积需利用勾股定理求出直角边后解答.【解答】解:因为AB =5,所以S 正方形ABCD =5×5=25.Rt △ABF 中,AF =4,AB =5,则BF =52-42=3,所以S Rt △ABF =12×3×4=6,四个直角三角形的面积为:6×4=24,四边形EFGH 的面积是25-24=1.故答案为1【点评】此题主要考查了勾股定理,以及正方形面积、三角形面积,难易程度适中.5如图,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E 的边长为7cm ,则图中五个正方形A 、B 、C 、D 、E 的面积和为98cm 2.【分析】根据正方形的面积公式,连续运用勾股定理,发现:四个小正方形的面积和等于最大正方形的面积.【解答】解:设正方形A 、B 、C 、D 的边长分别是a 、b 、c 、d ,则正方形A的面积=a2,正方形B的面积=b2,正方形C的面积=c2,正方形D的面积=d2,又∵a2+b2=x2,c2+d2=y2,∴正方形A、B、C、D、E的面积和=(a2+b2)+(c2+d2)+72=x2+y2+72=72+72=98(cm2).即正方形A,B,C,D、E的面积的和为98cm2.故答案为:98.【点评】本题考查了勾股定理:直角三角形中,两直角边的平方和等于斜边的平方.熟练运用勾股定理进行面积的转换是解题关键.6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.在Rt△ABC中,若直角边AC=6cm,BC=5cm,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①图中小正方形的面积为1cm2 ;②若给这个“数学风车”的外围装饰彩带,则需要彩带的长度至少是76cm.【分析】①表示出小正方形的边长,然后利用正方形的面积公式列式计算即可得解;②利用勾股定理求出外围直角三角形的斜边,然后根据周长公式列式计算即可得解.【解答】解:图①,小正方形的面积=(6-5)2=1cm2;图②,外围直角三角形的斜边=122+52=13cm,周长=4×(13+6)=4×19=76cm,即,需要彩带的长度至少是76cm.故答案为:1cm2,76cm.【点评】本题考查了勾股定理的证明,读懂题目信息并准确识图是解题的关键.三.解答题(共3小题)7如图①,美丽的弦图,蕴含着四个全等的直角三角形.(1)如图①弦图中包含了一大,一小两个正方形,已知每个直角三角形较长的直角边为a.较短的直角边为b,斜边长为c,可以验证勾股定理;(2)如图②,将八个全等的直角三角形紧密地拼接,记图中正方形ABCD,正方形EFGH,正方形MNKT的面积分别为S1、S2、S3,若S1+S2+S3=16,则S2= 163 .【分析】(1)由图可知,小正方形的面积可直用边长乘边长,为(a -b )2,也可用大正方形的面积减去四个全等的直角三角形的面积,为c 2-4×12ab ,以此即可证明;(2)设正方形MNKT 的面积为x ,八个全等的直角三角形的面积均为y ,可得S 1=8y +x ,S 2=4y +x ,S 3=x ,则S 1+S 2+S 3=12y +3x =16,根据整体思想即可求出S 2=4y +x =163.【解答】(1)证明:S 小正方形=a -b 2=a 2-2ab +b 2,另一方面S 小正方形=c 2-4×12ab =c 2-2ab ,即a 2-2ab +b 2=c 2-2ab ,则a 2+b 2=c 2;(2)解:设正方形MNKT 的面积为x ,八个全等的直角三角形的面积均为y ,∵S 1+S 2+S 3=16,∴S 1=8y +x ,S 2=4y +x ,S 3=x ,∴S 1+S 2+S 3=12y +3x =16,∴4y +x =163,∴S 2=4y +x =163.故答案为:163.【点评】本题主要考查勾股定理的证明,利用数形结合的思想来答题是解题关键.8我们发现,用不同的方式表示同一图形的面积可以解决线段长度之间关系的有关问题,这种方法称为等面积法,这是一种重要的数学方法.请你用等面积法来探究下列两个问题:(1)如图1是著名的赵爽弦图,由四个全等的直角三角形拼成,请你用它来验证勾股定理;(2)如图2,在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,CD 是AB 边上的高,AC =4,BC =3,求CD 的长度.【分析】(1)根据题意,我们可在图中找等量关系,由中间的小正方形的面积等于大正方形的面积减去四个直角三角形的面积,列出等式化简即可得出勾股定理的表达式.(2)先由勾股定理求出AB 的长,再根据三角形的面积求CD 的长即可.【解答】解:(1)∵大正方形面积为c 2,直角三角形面积为12ab ,小正方形面积为:(b -a )2,∴c 2=4×12ab +(a -b )2=2ab +a 2-2ab +b 2即c2=a2+b2.(2)在Rt△ABC中,∵∠ACB=90°,∴由勾股定理,得:AB=AC2+BC2=42+32=5∵CD⊥AB,∴S△ABC=12AC•BC=12AB•CD∴CD=4×35=125.【点评】本题考查了学生对勾股定理的证明和对三角形和正方形面积公式的熟练掌握和运用,属于基本题型.9图甲是我国古代著名的“赵爽弦图”的示意图,它是由四个全等的直角三角形围成,面积为74的正方形.在Rt△ABC中,若直角边BC=5,将四个直角三角形中边长为5的直角边分别向外延长一倍,得到图乙所示的“数学风车”.(1)这个风车至少需要绕着中心旋转90°才能和本身重合;(2)求这个风车的外围周长(图乙中的实线).【分析】(1)根据旋转角及旋转对称图形的定义结合图形特点作答.(2)在直角△ABC中,已知BC,AB,根据勾股定理即可计算AC的长,AC=7,故求得BD即可计算风车的外围周长.【解答】解:(1):∵360°÷4=90°,∴该图形绕中心至少旋转90度后能和原来的图案互相重合.(2)在直角△BCD中,BD为斜边,已知BC=5,AB=74,由勾股定理得:AC=7,CD=7+5=12,∴BD=52+122=13,∵风车的外围周长为4(BD+AD)=4(13+5)=72.【点评】本题考查了旋转角的定义及勾股定理在直角三角形中的运用,考查了全等三角形对应边相等的性质,本题中正确的计算BD是解题的关键.【过关检测】一.选择题(共10小题)10(2022春•东城区期末)如图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是()A.72B.52C.80D.76【分析】由题意∠ACB为直角,利用勾股定理求得外围中一条边,又由AC延伸一倍,从而求得风车的一个轮子,进一步求得四个.【解答】解:依题意,设“数学风车”中的四个直角三角形的斜边长为x,则x2=122+52=169所以x=13所以“数学风车”的周长是:(13+6)×4=76.故选:D.【点评】本题是勾股定理在实际情况中应用,并注意隐含的已知条件来解答此类题.11(2021秋•邳州市期中)公元3世纪切,中国古代书学家赵爽注《周髀算经》时,创造了“赵爽弦图”.如图,勾a=3,弦c=5,则小正方形ABCD的面积为()A.1B.3C.4D.9【分析】根据勾股定理和正方形的面积公式可求解.【解答】解:如图,∵勾a=3,弦c=5,∴股b=52-32=4,∴小正方形的边长=4-3=1,∴小正方形的面积=12=1,故选:A.【点评】本题运用了勾股定理和正方形的面积公式,关键是运用了数形结合的数学思想.12(2021春•长垣市期末)“赵爽弦图”是四个全等的直角三角形与中间一个小正方形拼成的大正方形,如图,其直角三角形的两条直角边的长分别是2和4,则小正方形与大正方形的面积比是()A.1:2B.1:4C.1:5D.1:10【分析】根据题意求得小正方形的边长,根据勾股定理求出大正方形的边长,由正方形的面积公式即可得出结果.【解答】解:∵直角三角形的两条直角边的长分别是2和4,∴小正方形的边长为2,根据勾股定理得:大正方形的边长=22+42=25,∴小正方形面积大正方形面积=22252=420=15.故选:C.【点评】本题考查了勾股定理和正方形的面积.本题是用数形结合来证明勾股定理,锻炼了同学们的数形结合的思想方法.13(2022秋•青秀区校级期末)“赵爽弦图”巧妙地利用面积关系证明了勾股定理,是我国古代数学的骄傲,如图所示的“赵爽弦图”是由四个全等直角三角形和一个小正方形拼成的一个大正方形,设直角三角形较长直角边长为a,较短直角边长为b,若(a+b)2=21,小正方形的面积为5,则大正方形的面积为()A.12B.13C.14D.15【分析】由题意可知:中间小正方形的边长为:a-b,根据勾股定理以及题目给出的已知数据即可求出大正方形的边长.【解答】解:由题意可知:中间小正方形的边长为:a-b=5,∵(a+b)2=(a-b)2+4ab=5+4ab=21,∴ab=4,∴大正方形的面积=4×12ab+5=13,故选:B.【点评】本题考查勾股定理的证明,解题的关键是熟练运用勾股定理以及完全平方公式,本题属于基础题型.14(2022秋•南岸区校级期中)我国是最早了解勾股定理的国家之一,根据《周髀算经》的记载,勾股定理的公式与证明是在商代由商高发现的,故又称之为“商高定理”.三国时代的蒋铭祖对《蒋铭祖算经》勾股定理作出了详细注释,并给出了另外一种证明.下面四幅图中,不能证明勾股定理的是()A. B. C. D.【分析】根据基础图形的面积公式表示出各个选项的面积,同时根据割补的思想可以写出另外一种面积表示方法,即可得出一个等式,进而可判断能否证明勾股定理.【解答】解:A 、大正方形的面积为:c 2;也可看作是4个直角三角形和一个小正方形组成,则其面积为:12ab ×4+(b -a )2=a 2+b 2,∴a 2+b 2=c 2,故A 选项能证明勾股定理;B 、大正方形的面积为:(a +b )2;也可看作是4个直角三角形和一个小正方形组成,则其面积为:12ab ×4+c 2=2ab +c 2,∴(a +b )2=2ab +c 2,∴a 2+b 2=c 2,故B 选项能证明勾股定理;C 、梯形的面积为:12(a +b )(a +b )=12(a 2+b 2)+ab ;也可看作是2个直角三角形和一个等腰直角三角形组成,则其面积为:12ab ×2+12c 2=ab +12c 2,∴ab +12c 2=12(a 2+b 2)+ab ,∴a 2+b 2=c 2,故C 选项能证明勾股定理;D 、大正方形的面积为:(a +b )2;也可看作是2个矩形和2个小正方形组成,则其面积为:a 2+b 2+2ab ,∴(a +b )2=a 2+b 2+2ab ,∴D 选项不能证明勾股定理.故选:D .【点评】本题考查勾股定理的证明方法,熟练掌握内弦图、外弦图是解题关键.15(2022秋•平湖市期末)在认识了勾股定理的赵爽弦图后,一位同学尝试将5个全等的小正方形嵌入长方形ABCD 内部,其中点M ,N ,P ,Q 分别在长方形的边AB ,BC ,CD 和AD 上,若AB =7,BC =8,则小正方形的边长为()A.5B.6C.7D.22【分析】将每个小正方形按照如图所示分成四个全等的直角三角形和一个正方形,设每个直角三角形的较大的直角边为x ,较小的直角边为y ,根据AB =7,BC =8,列出二元一次方程组,求出x 和y ,再求出边长即可.【解答】解:将每个小正方形按照如图所示分成四个全等的直角三角形和一个正方形,设每个直角三角形的较大的直角边为x ,较小的直角边为y ,∵AB =7,BC =8,∴3x+y=73x+2y=8 ,解得x=2 y=1 ,∴小正方形的边长为22+12=5.故选A.【点评】本题考查了勾股定理与二元一次方程组的应用,根据题意运用好赵爽弦图是解题关键.16(2022秋•鄄城县校级月考)如图,阴影部分是两个正方形,图中还有一个直角三角形和一个空白的正方形,阴影部分的面积为25cm2,直角三角形①中较长的直角边长12cm,则直角三角形 ①的面积是()A.16cm2B.25cm2C.30cm2D.169cm2【分析】两个阴影正方形的面积和等于直角三角形另一未知边的平方.利用勾股定理即可求出.【解答】解:∵两个阴影正方形的面积和等于直角三角形另一未知边的平方,∴直角三角形①中较短的直角边长5cm,∵直角三角形①中较长的直角边长12cm,∴直角三角形①的面积=12×5×12=30(cm2),故选:C.【点评】考查了正方形的面积以及勾股定理的应用.推知“正方形的面积和等于直角三角形另一未知边的平方”是解题的难点.17(2021秋•鹿城区校级期中)如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,分别以AC,BC,AB 为一边在△ABC外面做三个正方形,记三个正方形的面积依次为S1,S2,S3,已知S1=4,则S3为()A.8B.16C.43D.43+4【分析】根据正方形的面积公式结合勾股定理就可发现大正方形的面积是两个小正方形的面积和,即可得出答案.【解答】解:∵S1=AC2=4,∴AC=2,∵Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,∴AB=2AC=4,∴S3=AB2=16,故选:B.【点评】本题考查了勾股定理和正方形面积的应用,注意:分别以直角三角形的边作相同的图形,则两个小图形的面积等于大图形的面积.18(2022秋•温州期末)如图,大正方形ABCD由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼接而成.点E为小正方形的顶点,延长CE交AD于点F,连结BF交小正方形的一边于点G,若△BCF为等腰三角形,AG=5,则小正方形的面积为()A.15B.16C.20D.25【分析】由等腰三角形性质可得出BF=CF,利用HL可证得Rt△ABF≌Rt△DCF(HL),得出AB=AD =2AF,根据余角的性质得出∠BAG=∠ABF,进而推出CF=BF=2AG=10,利用面积法求得BN= 8,再运用勾股定理求得CN=4,即可求得答案.【解答】解:设小正方形为EHMN,如图,∵四边形ABCD和四边形EHMN是正方形,∴AB=AD=CD,∠BAD=90°,CF∥AG,∵△BCF为等腰三角形,且BF>AB=BC,CF>CD=BC,∴BF=CF,在Rt△ABF和Rt△DCF中,AB=CD BF=CF,∴Rt△ABF≌Rt△DCF(HL),∴∠AFB=∠CFD,AF=DF,∴AB=AD=2AF,∵CF∥AG,∴∠CFD=∠DAG,∴∠AFB=∠DAG,∴AG=FG,∵∠AFB+∠ABF=90°,∠DAG+∠BAG=90°,∴∠BAG=∠ABF,∴AG=BG,∴CF=BF=2AG=10,在Rt△ABF中,AB2+AF2=BF2,∴(2AF)2+AF2=102,∴AF=25,∴AB=BC=45,∵S△BCF=12BC•AB=12CF•BN,∴BN=BC⋅ABCF =45×4510=8,∴CN=BC2-BN2=452-82=4,∵△ABM≌△BCN,∴BM=CN=4,∴MN=BN-BM=8-4=4,∴S正方形EHMN=(MN)2=42=16,故选:B.【点评】本题主要考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定与性质,平行线的性质,勾股定理,三角形面积等,利用面积法求得BN是解题的关键.19(2022春•南浔区期末)赵爽弦图由四个全等的直角三角形所组成,形成一个大正方形,中间是一个小正方形(如图所示).某次课后服务拓展学习上,小浔绘制了一幅赵爽弦图,她将EG延长交CD于点I.记小正方形EFGH的面积为S1,大正方形ABCD的面积为S2,若DI=2,CI=1,S2=5S1,则GI的值是()A.105B.9202 C.58D.34【分析】如图,连接DG,先由已知条件分别求得S2=CD2=32=9,S1=95,小正方形边长为355,再由勾股定理得:EG=EH2+HG2=3105,设AE=BF=CG=DH=x,则AF=BG=CH=DE=x+355,由勾股定理得:CD2=DH2+CH2,即9=x2+(x+355)2,进而得AE=BF=CG=DH=x=355=EH,再得CH垂直平分ED,再由三角形的“三线合一”得∠DGH=∠HGE=45°进而得∠DGI=90°最后由勾股定理得:GI=DI2-DG2=22-31052=105,即得选项A.【解答】解:如图,连接DG,∵赵爽弦图由四个全等的直角三角形所组成,形成一个大正方形,中间是一个小正方形,∴AE=BF=CG=DH,AF=BG=CH=DE,CH⊥DE,∵DI=2,CI=1,∴CD=DI+CI=2+1=3,∵大正方形ABCD的面积为S2,∴S2=CD2=32=9,又∵小正方形EFGH的面积为S1,S2=5S1,∴S1=95,∴EF=FG=GH=HE=355,∵将EG延长交CD于点I,∴∠HGE=45°,在Rt△EHG中,由勾股定理得:EG=EH2+HG2=3105,设AE=BF=CG=DH=x,则AF=BG=CH=DE=x+35 5,在Rt△CDH中,由勾股定理得:CD2=DH2+CH2,即9=x2+(x+355)2,解得:x1=355,x2=-655(不合题意,舍去),即AE=BF=CG=DH=x=355,∴DH=EH=355,∴CH垂直平分ED,∴DG=EG=3105,∴∠DGH=∠HGE=45°,∴∠DGE=45°+45°=90°,∴∠DGI=90°,在Rt△DGI中,由勾股定理得:GI=DI2-DG2=22-31052=105,故选:A.【点评】本题是一道勾股定理的综合题,主要考查了全等三角形的性质,正方形的性质,勾股定理,线段的中垂线判定与性质,等腰三角形的“三线合一”,二次根式计算与化简,关键是巧添辅助线构等腰直角三角形,顺利实现求得答案.二.填空题(共7小题)20(2022秋•锡山区期中)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=5,BC=12.以AB为一边在△ABC 的同侧作正方形ABDE,则图中阴影部分的面积为139.【分析】首先利用勾股定理求得AB边的长度,然后由三角形的面积公式和正方形的面积公式解答.【解答】解:如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC=12,AC=5,由勾股定理知,AB=AC2+BC2=13.故S阴影=S正方形ABDE-S△ABC=132-12×5×12=169-30=139.故答案为:139.【点评】本题主要考查了勾股定理,求阴影部分的面积时,采用了“分割法”.21(2022秋•德惠市期末)如图,“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形与中间的一个小正方形EFGH拼成的大正方形ABCD.若AE=5,AB=13,则中间小正方形EFGH的面积是49.【分析】根据题意和题目中的数据,可以计算出小正方形的边长,即可得到小正方形的面积.【解答】解:∵AE=5,AB=13,∴BF=AE=5,在Rt△ABF中,AF=AB2+BF2=12,∴小正方形的边长EF=12-5=7,∴小正方形EFGH的面积为7×7=49.故答案为:49.【点评】本题考查了勾股定理的证明,熟练掌握勾股定理是解题的关键.22(2022秋•建邺区校级期中)将四个全等的直角三角形分别拼成正方形(如图1,2),边长分别为6和2.若以一个直角三角形的两条直角边为边向外作正方形(如图3),其面积分别为S1,S2.则S1-S2= 12.【分析】首先设四个全等的直角三角形的两条直角边分别为a,b(a>b),然后根据图1、2列出关于a、b的方程组即可求解.【解答】解:设四个全等的直角三角形的两条直角边分别为a,b(a>b),根据图1得:a+b=6,根据图2得:a-b=2,联立解得:a=4 b=2,∴S1=16,S2=4,则S1-S2=12.故答案为:12.【点评】此题主要考查了勾股定理证明的应用,解题的关键是正确理解图形中隐含的数量关系.23(2021秋•龙泉驿区校级月考)如图,是由四个全等的直角三角形与中间一个小正方形拼成的一个大正方形,若大正方形的面积是17,小正方形的面积是1,直角三角形的两直角边分别为a ,b ,则(a +b )2的值是33.【分析】先由拼图列出关于面积的方程,再由勾股定理列一个直角三角形三边的方程并整理,最后把值整体代入和平方的展开式(a +b )2=a 2+b 2+2ab 即可得出答案.【解答】解:∵由四个全等的直角三角形与中间一个小正方形拼成的一个大正方形,大正方形的面积是17,小正方形的面积是1,直角三角形的两直角边分别为a ,b ,∴1+4×12ab =17a 2+b 2=172,即2ab =16a 2+b 2=17 ,∴(a +b )2=a 2+b 2+2ab =17+16=33.故答案为:33.【点评】这是一道勾股定理综合题,主要考查了拼图列方程,发现各个图形的面积和a ,b 的关系是解题关键.24(2022秋•金台区校级月考)如图是我国古代著名的“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,得到如图所示的“数学风车”,则这个风车的外围周长是76.【分析】通过勾股定理可将“数学风车”的斜边求出,然后可求出风车外围的周长.【解答】解:设将AC 延长到点D ,连接BD ,根据题意,得CD =6×2=12,BC =5.∵∠BCD =90°∴BC 2+CD 2=BD 2,即52+122=BD 2∴BD =13∴AD +BD =6+13=19∴这个风车的外围周长是19×4=76.故答案为:76.【点评】本题考查勾股定理在实际情况中应用,并注意隐含的已知条件来解答此类题.25(2022秋•工业园区校级期中)如图,在弦图中,正方形ABCD 的对角线AC 与正方形EFHI 的对角线EH 交于点K ,对角线AC 交正方形EFHI 于G ,J 两点,记△GKH 面积为S 1,△JIC 面积为S 2,若AE =12,CD =410,则S 1+S 2的值为16.【分析】由题意可得AF =CI ,∠AFG =∠CIJ =90°,FH ∥EI ,即可证明△AFG ≌△CIJ ,FG =IJ ,再根据四边形EFHI 为正方形,得到△GHK ≌△JEK ,从而得到点K 为正方形EFHI 的中心,过点K 作KM ⊥FH 于点M ,由勾股定理得DE =4,FH =8,KM =4,设GH =a ,FG =b ,则a +b =FH =8,最后用a ,b 表示出S 1+S 2=2(a +b ),将a +b 的值代入即可求解.【解答】解:由题意可得,AF =CI ,∠AFG =∠CIJ =90°,FH ∥EI ,∵∠AGF =∠HGK ,∠IJC =∠KJE ,∵FH ∥EI ,∴∠HGK =∠KJE ,∴∠AGF =∠IJC ,在△AFG 和△CIJ 中,∠AGF =∠IJC ∠AFG =∠CIJ =90°AF =CI ,∴△AFG ≌△CIJ (AAS ),∴FG =IJ ,∵四边形EFHI 为正方形,∴EI -IJ =FH -FG ,即HG =EJ ,在△GHK 和△JEK 中,∠HGK =∠KJE ∠GKH =∠JKE HG =EJ,∴△GHK ≌△JEK (AAS ),∴HK =EK ,即点K 为正方形EFHI 的中心,如图,过点K 作KM ⊥FH 于点M ,∵AE=12,CD=410,∴BF=12,AD=410,在Rt△ADE中,由勾股定理得DE=AD2-AE2=4,∴AF=DE=4,EF=AE-AF=12-4=8,则FH=8,KM=4,设GH=a,FG=b,则a+b=FH=8,∴S1=12GH⋅MK=12a×4=2a,S2=S△AFG=12FG⋅AF=12b×4=2b,∴S1+S2=2a+2b=2(a+b)=16.故答案为:16.【点评】本题主要考查全等三角形的判定与性质,勾股定理,三角形的面积,正方形的性质,解题的关键是寻找全等三角形的条件解决问题.26(2022秋•宁德期中)我国古代数学家赵爽在注解《周髀算经》时给出的“赵爽弦图”,它是由4个全等的直角三角形与1个小正方形拼成的一个大正方形,如图,若拼成的大正方形为正方形ABCD,面积为9,中间的小正方形为正方形EFGH,面积为2,连接AC,交BG于点P,交DE于点M,①△CGP≌△AEM,②S△AFP-S△CGP=12,③DH+HC=4,④HC=2+22,以上说法正确的是①③④.(填写序号)【分析】由全等三角形的性质,勾股定理,完全平方公式,结合“赵爽弦图”的特点,可以解决问题.【解答】解:∵Rt△BCG≌Rt△DAE,∴CG=AE,∠CGP=∠AEM,∵CH∥AF.∴∠GCP=∠MAE,∴△CGP≌△AEM(ASA),∴S△CGP=S△AEM,CP=ME,∴S△AFP-S△CGP=S四边形MEFP∵HE=GF,∴HM =PF ,∴S 四边形MEFP =S 四边形MHGP =12S 正方形EFGH=1,∴S △AFP -S △CGP =1,∵DH 2+CH 2=DC 2=9,∴(DH +CH )2=DH 2+CH 2+2DH •CH =9+2DH •CH ,∵CH -DH =HG ,∴(CH -DH )2=HG 2=2,∴CH 2+DH 2-2DH •CH =2,∴2DH •CH =7,∴(DH +CH )2=9+7=16,∴DH +CH =4,∵CH -DH =2,∴HC =4+22=2+22,故答案为:①③④.【点评】本题考查全等三角形的性质和判定,勾股定理,完全平方公式,关键是读懂“赵爽弦图”并灵活应用以上定理和公式.三.解答题(共2小题)27(2021秋•凤翔县期中)如图1是著名的赵爽弦图,由四个全等的直角三角形拼成,用它可以证明勾股定理,思路是:大正方形的面积有两种求法,一种是等于c 2,另一种是等于四个直角三角形与一个小正方形的面积之和,即12ab ×4+b -a 2,从而得到等式c 2=12ab ×4+b -a 2,化简便得结论a 2+b 2=c 2.这里用两种求法来表示同一个量从而得到等式或方程的方法,我们称之为“双求法”.现在,请你用“双求法”解决下面两个问题(1)如图2,在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,CD 是AB 边上的高,AC =3,BC =4,求CD 的长度.(2)如图3,在△ABC 中,AD 是BC 边上的高,AB =4,AC =5,BC =6,设BD =x ,求x 的值.【分析】(1)先根据勾股定理先求出AB ,再根据“双求法”求出CD 的长度;(2)运用两个直角三角形根据勾股定理表示出AD ,德关于x 的方程求解.【解答】解:(1)在Rt △ABC 中AB =32+42=5,由面积的两种算法可得:12×3×4=12×5×CD ,解得:CD =125.(2)在Rt △ABD 中AD 2=42-x 2=16-x 2,在Rt △ADC 中AD 2=52-(6-x )2=-11+12x -x 2,所以16-x 2=-11+12x -x 2,解得x=2712=94.【点评】此题考查的知识点是勾股定理的应用,关键是运用勾股定理求解.28(2021春•利辛县期中)如图,小明用4个图1中的矩形组成图2,其中四边形ABCD,EFGH,MNPQ都是正方形,证明:a2+b2=c2.【分析】由题意可得:S正方形ABCD =(a+b)2,S正方形EFGH=c2,S△BEF=12×ab,再根据S正方形ABCD=S正方形EFGH+4S△BEF,即可证得结论.【解答】证明:∵四边形ABCD,EFGH,MNPQ都是正方形,∴S正方形ABCD =(a+b)2,S正方形EFGH=c2,S△BEF=12×ab,∵S正方形ABCD =S正方形EFGH+4S△BEF,∴(a+b)2=c2+4×12×ab,∴a2+2ab+b2=c2+2ab,∴a2+b2=c2.【点评】本题是勾股定理证明题,考查了直角三角形面积,正方形面积,利用图形面积得出结论是解题关键.。
考题四问赵爽弦图一问确定赵爽弦图例1 (2019•湖北省咸宁市)勾股定理是“人类最伟大的十个科学发现之一”.我国对勾股定理的证明是由汉代的赵爽在注解《周髀算经》时给出的,他用来证明勾股定理的图案被称为“赵爽弦图”.2002年在北京召开的国际数学大会选它作为会徽.下列图案中是“赵爽弦图”的是()A.B.C.D.解析:“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形和中间的小正方形拼成的一个大正方形,如图所示:故选:B.点评:熟记赵爽弦图的基本构造,明白弦图的构成要素,清楚弦图的构造方式,懂的弦图懂的构造原理,把握弦图的意义,是解题的关键.通过弦图的识记,也培养自己的爱国热情. 二问弦图变式,谁可求例2(2019•浙江宁波)勾股定理是人类最伟大的科学发现之一,在我国古算书《周髀算经》中早有记载.如图1,以直角三角形的各边为边分别向外作正方形,再把较小的两张正方形纸片按图2的方式放置在最大正方形内.若知道图中阴影部分的面积,则一定能求出()A.直角三角形的面积 B.最大正方形的面积C.较小两个正方形重叠部分的面积D.最大正方形与直角三角形的面积和解析:设直角三角形的斜边长为c,较长直角边为b,较短直角边为a,由勾股定理得,2c= 2a+ 2b,∴阴影部分的面积=2c-2b﹣a(c﹣b)=2a﹣ac+ab=a(a+b ﹣c),较小两个正方形重叠部分的长=a﹣(c﹣b)=a+b﹣c,宽=a,∴较小两个正方形重叠部分的面积=a(a+b﹣c),∴知道图中阴影部分的面积,则一定能求出较小两个正方形重叠部分的面积,故选:C.点评:熟练运用直角三角形的三边长和科学准确的图形分割法表示阴影面积是解题的关键.三问 弦图中两直角边差的平方意义例3 (2019黑龙江大庆)我国古代数学家赵爽的"勾股方圆图"是由四个全等的直角三角形与中间的一个小正方形拼成的一个大正方形(如图3所示).如果大正方形的面积是13, 小正方形的面积是1,直角三角形的两直角边长分别为a,b,那么2()a b -的值是______.解析:方法1 根据赵爽弦图的意义,得小正方形的边长等于直角边b 与a 的差,所以小正方形的面积为2()a b -,∵小正方形的面积为1,∴2()a b -=1.方法2 根据勾股定理,得22a b +=13,直角三角形面积=(13-1)÷4=3,即132ab =,∴ab=6,∴2()a b -=22a b +-2ab=13-12=1.点评:知识理解不同,思维的方向不同,就导致不同解题方法产生,创新思维的火花就时时 迸发,这就是数学的魅力!这就是数学的乐趣!四问 弦图中小正方形的意义例4(2019•湖南邵阳)公元3世纪初,中国古代数学家赵爽注《周髀算经》时,创造了“赵爽弦图”.如图,设勾a=6,弦c=10,则小正方形ABCD 的面积是 .解析:∵勾a=6,弦c=10,∴股=8,∴小正方形的边长=8﹣6=2,∴小正方形的面积=22=4.点评:根据勾股定理求得股长,问题就化归为问题3,求解自然很简单.数学真奇妙!。
第六讲勾股定理模型(二十三)——赵爽弦图模型◎结论1:在正方形ABCD的四边AB,BC,CD,DA上分别取点E,F,G,H,使得BE =CF=GD=AH,则四边形EHGF是正方形【证明】在正方形中,BE=CF=GD=AH,∴AE=BF=CG=HD,又∵∠A=∠B=∠C=∠D=90°,∴Rt△BEF≌Rt△CFG≌Rt△DGH≌Rt△AHE,∴EF=FG=GH=HE,∠AHE=∠BEF,∵∠AEH+∠AHE=90°∴∠AEH十∠BEF=90°∴∠FEH=90°∴四边形EHGF是正方形.◎结论2:如图所示,在正方形ABCD的四边AB,BC,CD,DA上分别取点E,F,G,H,使得BE=CF=GD=AH,此外EQ∥BC,HP∥CD,GO∥DA,FR∥AB,则四边形ORQP是正方形【证明】∵EQ∥BC,HP∥CD,GO∥DA,FR∥AB,且∠A=∠B=∠C=∠D=90°,∴四边形AHPE、四边形EBFQ、四边形FCGP、四边形HOGD均为长方形,∴△AEH≌△PHE≌△BFE≌△QEF≌△CGF≌△RFG≌△DHG≌△OGH,∴HP=EQ=FR=GO,EP=FQ=GR=HO,∴OP=PQ=QR=RO,且∠ROP=180°-∠HOG=90°,∴四边形ORQP为正方形.◎结论3:如图所示,在正方形ABCD的四边AB,BC,CD,DA上分别取点E,F,G,H,使得BE=CF=GD=AH,此外EQ∥BC,HP∥CD,GO∥DA,FR∥AB,则(1)S正方形ABCD =4SAEH∆十S正方形EFGH;(2)S正方形EFGH =4SHPE∆十S正方形OPQR;(3)S正方形ABCD -S正方形EFGH=S正方形EFGH-S正方形OPQR.(4)2S正方形EFGH =S正方形ABCD十S正方形OPQR注:常见的勾股数组合①3,4,5;②5,12,13;③6,8,10;④8,15,17;⑤9,12,15;1.(2022·福建·厦门双十中学思明分校八年级期中)如图是用4个全等的直角三角形与1个小正方形镶嵌而成的正方形图案,已知大正方形面积为49,小正方形面积为4,若用x,y表示直角三角形的两直角边(x>y),下列结论:①2249x y+=;②x﹣y=2;③2xy+4=49;④x+y=7.其中正确的结论是()A.①②B.②④C.①②③D.①③2.(2022·辽宁·丹东市第五中学七年级期末)如图是“赵爽弦图”,由4个全等的直角三角形拼成的图形,若大正方形的面积是13,小正方形的面积是1,设直角三角形较长直角边为b,较短直角边为a,则a b+的值是()A.7B.6C.5D.43.(2022·河南·郑州经开区外国语女子中学八年级期末)用形状、大小完全相同的一种或几种平面图形进行拼接,彼此之间不留空隙、不重叠地铺成一片,就是平面图形的镶嵌.如图是由四个完全相同的直角三角形和一个小正方形进行的镶嵌,其中直角三角形的一个角等于30°,若小正方形EFGH的边长为1,则大正方形ABCD的边长为()A.31+B.21+C.2D.51-1.(2022·北京十一晋元中学八年级期中)用四个全等的直角三角形镶嵌而成的正方形如图所示,已知大正方形的面积为49,小正方形的面积为4,若x,y表示直角三角形的两直角边长(x>y),给出下列四个结论正确的是_____.(填序号即可)x y+=;③2xy=45;④x+y=9.①x﹣y=2;②22492.(2022·河南南阳·八年级期末)把图①中的菱形沿对角线分成四个全等的直角三角形,将这四个直角三角形分别拼成如图②,③所示的正方形(图②中大正方形边长为5,图③中中间小正方形边长为1),则图①中菱形的面积为________.3.(2022·山西吕梁·八年级期末)如图是一幅赵爽弦图,利用此图可以证明勾股定理.现连接BE ,发现AB =BE ,若DE =1,则正方形ABCD 的面积为________.4.(2022·河南安阳·八年级期末)中国古代数学家们对于勾股定理的发现和证明,在世界数学史上具有独特的贡献和地位,体现了数学研究中的继承和发展.下图是3世纪我国汉代的数学家赵爽在注解《周髀算经》时给出的图案,人们称它为“赵爽弦图”.此图中四个全等的直角三角形可以围成一个大正方形,中空的部分是一个小正方形.如果大正方形的面积是25,小正方形的面积是1,则()2a b +的值是____________.1.(2022·四川宜宾·中考真题)我国古代数学家赵爽的“弦图”是由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼成的一个大正方形(如图所示).若直角三角形的内切圆半径为3,小正方形的面积为49,则大正方形的面积为______.2.(2020·湖南娄底·中考真题)由4个直角边长分别为a ,b 的直角三角形围成的“赵爽弦图”如图所示,根据大正方形的面积2c 等于小正方形的面积2()a b -与4个直角三角形的面积2ab 的和证明了勾股定理222+=a b c ,还可以用来证明结论:若0a >、0b >且22a b +为定值,则当a _______b 时,ab 取得最大值.。
再探赵爽弦图教学目标:1.复习赵爽弦图中的相关数学知识。
2.运用赵爽弦图类型题的解题基本步骤。
3. 探索赵爽弦图嵌套下的面积关系。
4.感受数学中的设元思想、数形结合思想、设而不求的消元思想和方程思想教学重点难点分析重点:赵爽弦图类形题的解题基本步骤。
难点:设元消元的思想,在图形中寻找等量关系。
教学流程:环节1.师:很高兴与同学们相聚在这美丽的校园。
老师带了小玩具——四个全等的直角三角形。
请你把它们摆一摆,围成一个正方形。
我请一个同学上来摆,其它同学画草图。
生1:教师巡视,寻找另一种摆法,请学生上来摆。
生2:师:你知道这个图形叫什么名字吗?它叫赵爽弦图(板书:赵爽弦图),是中华民族的骄傲,为世界数学发展作出了历史贡献。
请你想一想,我们在学习什么知识时用过它?生:勾股定理。
师:请同学来说一说,怎么利用弦图证明勾股定理?(标出ABCDEFGH)(生解释勾股定理证明)师:我们回顾同学说的证明过程,发现这么几个步骤:设元,表示线段、面积,寻找等量关系(板书:设元,表示线段、面积,寻找等量关系)。
环节2.师:老师很喜欢里面的正方形面积,刚才用(b-a)2表示,我现在用一个量S表示,那么,你可以用含S的代数式来表示什么量?生1:EF=生2:C EFGH=师:还有别的吗?既然没有了,请你添加条件,使得S ABCD可以用S的代数式表示。
生1:加AE=a生2:加AE:ED=1:3,(1;4………1:a,先1:4进行示范讲解)生3:加角度师总结:非常好,我们利用了边和边的关系(板书:边和边的关系),还发现利用设而不求用消元解决的方法。
(板书:设而不求、消元)师:另外一个弦图边的思路也一样。
我们不再展开。
环节3师:请同学们观察两个弦图之间有什么联系?生:可以把两个图嵌套在一起。
师:非常好,现在我们得到三个基本图形。
请看学习单。
从三个图形中选取两个(可重复选),选记作A 图、B 图,把A 图用缩小、放大、旋转的方法嵌套到B 图的正方形中去。
专题12赵爽弦图模型与勾股树模型赵爽弦图分为内弦图与外弦图,是中国古代数学家赵爽发现,既可以证明勾股定理,也可以以此命题,相关的题目有一定的难度,但解题方法也常常是不唯一的。
弦图之美,美在简约,然不失深厚,经典而久远,被誉为“中国数学界的图腾”。
弦图蕴含的割补思想,数形结合思想、图形变换思想更是课堂教学中数学思想渗透的绝佳载体。
一个弦图集合了初中平面几何线与形,位置与数量,方法与思想,小身板,大能量,它就是数学教育里的不老神话。
广受数学教师和数学爱好者研究,近年来也成为了各地中考的热点问题。
模型1、弦图模型(1)内弦图模型:如图1,在正方形ABCD 中,AE ⊥BF 于点E ,BF ⊥CG 于点F ,CG ⊥DH 于点G ,DH ⊥AE 于点H ,则有结论:△ABE ≌△BCF ≌△CDG ≌△DAH ;S 正方形ABCD =4S △EAB +S 正方形EFGH 。
图1图2图3(2)外弦图模型:如图2,在正方形ABCD 中,E ,F ,G ,H 分别是正方形ABCD 各边上的点,且四边形EFGH 是正方形,则有结论:△AHE ≌△BEF ≌△CFG ≌△DGH ;S 正方形ABCD =4S △EAB +S 正方形EFGH 。
(3)内外组合型弦图模型:如图3,2S 正方形EFGH =S 正方形ABCD +S 正方形PQMN .例1.(2023春·安徽·八年级统考期末)“赵爽弦图”巧妙地利用面积关系证明了勾股定理,是我国古代数学的骄傲,如图所示的“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼成的一个大正方形.设直角三角形较长直角边长为a ,较短直角边长为b ,若168ab =,大正方形的面积为625,则小正方形的边长为()A .7B .24C .17D .25【答案】C 【分析】勾股定理得:22625a b +=,又222()26252168289a b a b ab -=+-=-⨯=,由此即可求出17()a b a b -=>,因此小正方形的边长为17.【详解】解:由题意知小正方形的边长是a b -,由勾股定理得:22625a b +=,222()26252168289a b a b ab -=+-=-⨯= ,17()a b a b ∴-=>,A .8B .12【答案】C 【分析】设AE x =,3BE x =积公式可推导出FGQ AEP S S = 式求解即可.【详解】解:由题意,AEP ∠∴AE CF ∥,BE DG ∥,EF ∴()ASA AEP CGQ ≌,∴∵:3:1BE AE =,∴设AE =∴2EF GF CF CG x ==-=,∴∴阴影部分的面积之和为S 梯形例3.(2022·辽宁阜新·八年级期末)如图,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 =12,BC =7,将四个直角三角形中边长为12的直角边分别向外延长一倍,得到如图所示的“数学风车”,则这个风车的外围周长是()A .148B .100C .196D .144【答案】A 【分析】通过勾股定理可求出“数学风车”的斜边长,然后求出风车外围的周长即可.【详解】解:如图,设将CA 延长到点D ,连接BD ,由题意得:12224,7,90CD BC BCD =⨯==∠=︒,25BD ∴=,122537AD BD ∴+=+=,∴这个风车的外围周长是374148⨯=,故选:A .【点睛】本题考查了勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理是解题关键.例4.(2022·中山八年级期末)中国数学史上最先完成勾股定理证明的数学家是公元3世纪三国时期的赵爽,他为了证明勾股定理,创制了一副“弦图”,后人称其为“赵爽弦图”(如图1).图2由弦图变化得到,它是由八个全等的直角三角形拼接而成.将图中正方形MNKT ,正方形EFGH ,正方形ABCD 的面积分别记为1S ,2 S ,3S .若12318S S S ++=,则正方形EFGH 的面积为_______.【答案】6【分析】设四边形MTKN 的面积为x ,八个全等的三角形面积一个设为y ,构建方程组,利用整体的思想思考问题,求出x+4y 即可.【解析】解:设四边形MTKN 的面积为x ,八个全等的三角形面积一个设为y ,∵正方形MNKT ,正方形EFGH ,正方形ABCD 的面积分别为S 1,S 2,S 3,S 1+S 2+S 3=18,∴得出S 1=x ,S 2=4y+x ,S 3=8y+x ,∴S 1+S 2+S 3=3x+12y=18,故3x+12y=18,x+4y=6,所以S 2=x+4y=6,即正方形EFGH 的面积为6.故答案为6【点睛】本题考查勾股定理的证明,正方形的性质、全等三角形的性质等知识,解题的关键是学会利用参数,构建方程组解决问题.【答案】①②③【分析】设“赵爽弦图”中,直角三角形的较短直角边为a ,较长直角边为为b a -,正方形ABCD 的边长为b ,正方形EFGH 的边长为a ,正方形公式,勾股定理逐项进行判断即可.【详解】设“赵爽弦图”中,直角三角形的较短直角边为a ,较长直角边为为b a -,正方形ABCD 的边长为b ,正方形EFGH 的边长为a ,正方形∴21S b =,22S a =,()2224MNPQ S c c ==四边形.∴22122S a S c b =++=.模型2.勾股树模型例1.(2022·重庆市八年级期中)如图所示,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 ,正方形A 、B 、C 的面积分别是28cm ,212cm ,214cm ,则正方形D 的面积是______2cm .【答案】15【分析】根据勾股定理有S 正方形1+S 正方形2=S 大正方形=49,S 正方形C +S 正方形D =S 正方形2,S 正方形A +S 正方形B =S 正方形1,等量代换即可求正方形D 的面积.【详解】解:如图,根据勾股定理可知,∵S 正方形1+S 正方形2=S 大正方形=49,S 正方形C +S 正方形D =S 正方形2,S 正方形A +S 正方形B =S 正方形1,∴S 大正方形=S 正方形C +S 正方形D +S 正方形A +S 正方形B =49.∴正方形D 的面积=49-8-12-14=15(cm 2);故答案为:15.【点睛】此题主要考查了勾股定理,注意根据正方形的面积公式以及勾股定理得到图中正方形的面积之间的关系:以直角三角形的两条直角边为边长的两个正方形的面积和等于以斜边为边长的面积.例2.(2022·浙江·乐清市八年级期中)如图,在四边形ABCD 中,90B D ∠=∠=︒,分别以AB ,BC ,CD ,DA 为一边向外作正方形甲、乙、丙、丁,若用S 甲,S 乙,S 丙,S 丁来表示它们的面积,那么下列结论正确的是()A .S S =甲丁B .S S =乙丙C .S S S S -=-甲乙丁丙D .S S S S +=+甲乙丁丙【答案】D 【分析】连接AC ,根据勾股定理可得甲的面积+乙的面积=丙的面积+丁的面积,依此即可求解.【详解】解:连接AC ,由勾股定理得AB 2+BC 2=AC 2,AD 2+CD 2=AC 2,∴甲的面积+乙的面积=丙的面积+丁的面积,故选:D .【点睛】本题考查了勾股定理的知识,要求能够运用勾股定理证明4个正方形的面积之间的关系.例3.(2022·江苏·八年级专题练习)如图,正方形ABCD 的边长为2,其面积标记为1S ,以CD 为斜边作等腰直角三角形,以该等腰直角三角形的一条直角边为边向外作正方形,其面积标记为2S ,…,按照此规律继续下去,则2022S 的值为___________.【答案】201912【分析】根据勾股定理可得222DE CE DC +=,从而得到2112S S =,依次类推,即可得到3211124S S S ==,找出规律,进而得到S 2022的值.【详解】解:如图所示,△CDE 为等腰直角三角形,则CE =DE ,222DE CE DC +=,∴222DE CD =,即221112222S S ==´=,同理可得:32111124S S S ===,4311311112822S S S S ====,∴202212021202120191114222S S ==´=.故答案为:201912.【点睛】本题主要考查了勾股定理的运用,解题的关键是根据勾股定理与正方形面积的关键找出规律.例4.(2023春·重庆·八年级专题练习)如图是按照一定规律“生长”的“勾股树”:经观察可以发现:图(1)中共有3个正方形,图(2)在图(1)的基础上增加了4个正方形,图(3)在图(2)的基础上增加了8个正方形,……,照此规律“生长”下去,图(6)应在图(5)的基础上增加的正方形的个数是()A .12B .32C .64D .128【答案】C【分析】通过观察已知图形可以发现:图(2)比图(1)多出4个正方形,图(3)比图(2)多出8个正方形,图(4)比图(3)多出16个正方形,……,以此类推可得图形的变换规律.【详解】解:由题可得,图(2)比图(1)多出4个正方形,222=2=4⨯图(3)比图(2)多出8个正方形,342=2=8⨯;图(4)比图(3)多出16个正方形,482=2=16⨯;图(5)比图(4)多出32个正方形,5162=2=32⨯;照此规律,图(n )比图(n -1)多出正方形的个数为:2n故图(6)比图(5)多出正方形的个数为:62=64;故答案为:C .【点睛】此题考查了图形的变化类问题,主要考核学生的观察能力和空间想象能力.首先应找出图形哪些部分发生了变化,是按照什么规律变化的,通过分析找到各部分的变化规律后直接利用规律求解.探寻规律要认真观察、仔细思考,善用联想来解决这类问题.例5.(2022·广东珠海·八年级期末)如图ABC 为直角三角形,斜边4AC =,以两条直角边为直径构成两个半圆,则两个半圆的面积之和为()A .2πB .4πC .8πD .16π【答案】A 【分析】先根据勾股定理得出22216AB BC AC +==,再根据圆的面积公式表示出2212112222AB BC S S ππ⎛⎫⎛⎫+=⨯+⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,整理解得得出答案.【详解】解:∵ABC 为直角三角形,斜边4AC =,∴22216AB BC AC +==,∴2212112222AB BC S S ππ⎛⎫⎛⎫+=⨯+⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭22244AB BC π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭()228AB BC π=+168π=⨯2π=故选:A .【点睛】本题主要考查了勾股定理的应用,解题的关键是熟练掌握勾股定理的内容.例6.(2023·江苏八年级期末)如图,Rt △ABC 中,∠BAC =90°,分别以△ABC 的三条边为直角边作三个等腰直角三角形:△ABD 、△ACE 、△BCF ,若图中阴影部分的面积S 1=6.5,S 2=3.5,S 3=5.5,则S 4=_____.【答案】2.5【分析】DE 分别交BF 、CF 于点G 、点H ;设AB =BD =a ,AC =CE =b ,BC =CF =c ,ABG S m =△,ACH S n =△,由222+=a b c ,可得ABD ACE BCF S S S +=△△△,由此构建关系式,通过计算即可得到答案.【详解】如图,DE 分别交BF 、CF 于点G 、点H∵△ABD 、△ACE 、△BCF 均是等腰直角三角形∴AB =BD ,AC =CE ,BC =CF ,设AB =BD =a ,AC =CE =b ,BC =CF =c ,ABG S m =△,ACH S n=△∵222+=a b c ∴ABD ACE BCF S S S +=△△△∵1ABD S S m =+△,4ACE S n S =+△,23BCF S S S m n =+++△∴1423S m n S S S m n +++=+++∴4231=3.5 5.5 6.5 2.5S S S S =+-+-=故答案为:2.5.【点睛】本题考查了等腰三角形、直角三角形的知识;解题的关键是熟练掌握等腰三角形、勾股定理的性质,从而完成求解.例7.(2023·四川达州·八年级校考阶段练习)勾股定理有着悠久的历史,它曾引起很多人的兴趣.1955年希腊发行了二枚以勾股图为背景的邮票.所谓勾股图是指以直角三角形的三边为边向外作正方形构成(图1:△ABC 中,∠BAC =90°).(1)如图2,若以直角三角形的三边为边向外作等边三角形,则它们的面积1S 、2S 、3S 之间的数量关系是().(2)如图3,若以直角三角形的三边为直径向外作半圆,则它们的面积1S 、2S 、3S 之间的数量关系是(),请说明理由.(3)如图4,在四边形ABCD 中,AD ∥BC ,∠ABC +∠BCD =90°,BC =2AD ,分别以AB 、CD 、AD 、BC 为边向四边形外作正方形,其面积分别为1S 、2S 、3S 、4S ,则1S 、2S 、3S 、4S 之间的数量关系式为(),请说明理由.【答案】(1)123S S S +=;(2)123S S S +=;理由见解析;(3)123412S S S S =++,理由见解析.【分析】(1)利用直角ABC 的边长就可以表示出等边三角形1S 、2S 、3S 的大小,满足勾股定理;【点睛】本题主要考查的是三角形、正方形、圆形的计算面积以及勾股定理,熟练掌握三角形、正方形、圆形的面积的计算公式是解答本题的关键.课后专项训练1.(2023·北京初二期中)如图所示,直角三边形三边上的半圆面积从小到大依次记为1S 、2S 、3S ,则1S 、2S 、3S 的关系是()A .1S +2S =3S B .222123S S S +=C .222123S S S +>D .222123S S S +<【答案】A 分析:设直角三角形各边长为2a 、2b 、2c ,如图所示:【解析】∵三角形是直角三角形,∴(2a )2+(2b )2=(2c )2,化简得:a 2+b 2=c 2,S 1=12πa 2,S 2=12πb 2,S 3=12πc 2;S 1+S 2=12π(a 2+b 2)=12πc 2=S 3.故选A .考点:勾股定理.2.(2022成都市八年级数学期中)有一个面积为1的正方形,经过一次“生长”后,在它的左右“肩”上“生出”两个小正方形,这3个正方形围成的三角形是直角三角形,再经过一次“生长”后,变成了如图所示的图形,如果继续“生长”下去,它将变得“枝繁叶茂”,则“生长”了2021次后形成的图形中所有正方形的面积和为()A .2019B .2020C .2021D .2022【答案】D【分析】根据勾股定理求出“生长”了1次后形成的图形中所有的正方形的面积和,结合图形总结规律,根据规律解答即可.【详解】解:如图,设直角三角形的三条边分别是a ,b ,c ,根据勾股定理,得222+=a b c ,即正方形A 的面积+正方形B 的面积=正方形C 的面积1=,同理:正方形D 的面积+正方形E 的面积+正方形F 的面积+正方形G 的面积=正方形A 的面积+正方形B 的面积=正方形C 的面积1=,推而广之,“生长”了2021次后形成的图形中所有的正方形的面积和是202212022⨯=.故选:D【点评】本题考查了勾股定理,熟练掌握勾股定理,理解“勾股树”的关系是解题关键.3.(2022·四川成都·模拟预测)勾股定理是人类最伟大的科学发现之一,在我国古算书《周髀算经》中早有记载.如图1,以直角三角形的各边为边分别向外作正方形,再将较小的两个正方形分别绕直角三角形斜边上的两顶点旋转得到图2.则图2中阴影部分面积等于()A .直角三角形的面积B .最大正方形的面积C .最大正方形与直角三角形的面积和D .较小两个正方形重叠部分的面积【答案】D 【分析】根据勾股定理得到222c a b =+,再根据正方形的面积公式、矩形面积公式计算即可.【详解】解:如图,设直角三角形的较短直角边为a ,较长直角边为b ,斜边为c ,由勾股定理可得,222c a b =+,阴影部分面积222()()()c b a c b a a c b a a b c =---=--=+-,较小两个正方形重叠部分的面积()a a b c =+-,∴阴影部分面积=较小两个正方形重叠部分的面积.故选:D .【点睛】本题主要考查了勾股定理的知识,解题关键是利用数形结合的数学思想分析问题.4.(2022·江苏·八年级课时练习)如图,△ABC 中,90ACB ∠= ,以其三边分别向外侧作正方形,然后将整个图形放置于如图所示的长方形中,若要求图中两个阴影部分面积之和,则只需知道()A .以BC 为边的正方形面积B .以AC 为边的正方形面积C .以AB 为边的正方形面积D .△ABC 的面积【答案】D 【分析】如图所示,过点C 作CN ⊥AB 于N ,延长AB 、BA 分别交正方形两边于H 、E ,证明△ADE ≌△CAN 得到=ADE CAN S S △△,AE =CN 同理可证△BGH ≌△CBN ,得到=BGH CBN S S △△,BH =CN ,则==ADE BGH CAN CBN ABC S S S S S ++△△△△△,即可推出=5ABC S S △阴影由此即可得到答案.【详解】解:如图所示,过点C 作CN ⊥AB 于N ,延长AB 、BA 分别交正方形两边于H 、E ,∴∠CNA =∠DEA =∠DAC =90°,∴∠DAE +∠EDA =∠DAE +∠CAN =90°,∴∠ADE =∠CAN ,又∵AD =CA ,∴△ADE ≌△CAN (AAS ),∴=ADE CAN S S △△,AE =CN同理可证△BGH ≌△CBN ,∴=BGH CBN S S △△,BH =CN ∴==ADE BGH CAN CBN ABC S S S S S ++△△△△△,∴=ABC S AB AE AB BH S ⋅+⋅+△阴影=2ABC AB CN S ⋅+△=5ABC S △,∴只需要知道△ABC 的面积的面积即可求出阴影部分的面积,故选D【点睛】本题主要考查全等三角形的性质与判定,解题的关键在于能够正确作出辅助线,构造全等三角形.5.(2022·广东湛江·八年级期末)如图,所有阴影部分四边形都是正方形,所有三角形都是直角三角形,若正方形A、B、D的面积依次为6、10、24,则正方形C的面积为()A.4B.6C.8D.12【答案】C【分析】根据勾股定理的几何意义:S正方形A+S正方形B=S正方形E,S正方形D-S正方形C=S正方形E解得即可.【详解】解:由题意:S正方形A +S正方形B=S正方形E,S正方形D-S正方形C=S正方形E,∴S正方形A+S正方形B=S正方形D-S正方形C∵正方形A、B、D的面积依次为6、10、24,∴24-S正方形C=6+10,∴S正方形C=8.故选:C.【点睛】本题考查了勾股定理,要熟悉勾股定理的几何意义,知道直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.6.(2023春·广东潮州·九年级校考期末)我国古代数学家赵爽巧妙地用“弦图”证明了勾股定理,标志着中国古代的数学成就.如图所示的“弦图”,是由四个全等的直角三角形和中间的一个小正方形拼成的一个大正方形.直角三角形的斜边长为13,一条直角边长为12,则小正方形ABCD的面积的大小为()A.144【答案】C【分析】首先利用勾股定理求得另一直角边的长度,然后结合图形求得小正方形的边长,易得小正方形的根据勾股定理,得AF所以正方形ABCD的面积为:【点睛】本题考查了勾股定理的应用,解题的关键是利用勾股定理求得直角三角形的另一直角边的长度.7.(2023春·湖北武汉A.1B.2【答案】C△≌△【分析】先证明EDO【点睛】本题考查了正方形的性质、全等三角形的判定和性质、等腰三角形的性质等知识,熟练掌握相关图形的性质定理、证明三角形全等是解题的关键8.(2023春·山东临沂·八年级统考期末)勾股定理是几何中的一个重要定理,在我国古算书《周髀算经》中就有“若勾三,股四,则弦五积关系验证勾股定理.图2G,H,I都在长方形KLMJA .420B .440【答案】B 【分析】延长AB 交KL 于P ,延长AC 交LM 相等可得PB AC CQ AB ==,,然后求出IP 和【详解】解:如图,延长AB 交KL 于P ,延长由题意得,90BAC BPF FBC ===︒∠∠∠,【点睛】本题考查了勾股定理的证明,全等三角形的性质与判定,作辅助线构造出全等三角形并得到长方形的邻边的长是解题的关键,也是本题的难点.9.(2023春·广西南宁·八年级统考期末)勾股定理,如图所示的“弦图角形较短直角边长为a ,较长直角边长为为.【答案】1【分析】结合图形,得出【详解】解:根据题意得:【答案】4π【分析】先分别算出1S 、【详解】解:∵12AC S π⎛= ⎝∴211S S AB BC ππ+=+【答案】63【分析】由已知图形观察规律,即可得到第五代勾股树中正方形的个数.【详解】解:由题意可知第一代勾股树中正方形有123+=(个),第二代勾股树中正方形有21227++=(个),第三代勾股树中正方形有234512222263+++++=(个)故答案为:13.(2022·广西·八年级课时练习)如图,Rt △ABC 的两条直角边6BC =,8AC =.分别以Rt △ABC 的三边为边作三个正方形.若四个阴影部分面积分别为1S ,2S ,3S ,4S ,则4S 的值为______,231S S S +-的值为______.【答案】240【分析】先证明,ADE ABC V V ≌从而可得4,S 再利用图形的面积关系可得:223451567864,10100,S S S S S S S ++==+++==两式相减可得:17336,S S S +-=而227636,S S +==证明132,S S S -=从而可得第二空的答案.【详解】解:如图,以Rt △ABC 的三边为边作三个正方形,,,90,AC AE AB AD EAC DAB \==Ð=Ð=°226810,AB =+=,EAD CAB \Ð=Ð,ADE ABC \V V ≌46116824,22S S AC BC \===创=g 223451567864,10100,S S S S S S S ++==+++==两式相减可得:17336,S S S +-=而227636,S S +==132,S S S \-=23113310.S S S S S S S -=-+-=∴+故答案为:24,0【点睛】本题考查的是正方形的性质,全等三角形的判定与性质,图形面积之间的关系,证明ADE ABC ≌是解本题的关键.【答案】55n(3)新知运用:根据你所发现的结论完成下列问题.①某个直角三角形的两条直角边a 、b 满足式子②由①中结论,此三角形斜边c 上的高为形组成的,若正方形A 、B 、C 、D 的面积分别为【答案】(1)b a -(2)222+=a b c (3)①5c =根据勾股定理可得:222,a b c +=∴正方形,G H 的面积之和等于正方形E 的面积,同理可得:正方形E 的面积等于正方形A ,B ,C ,D 的面积的和,所以正方形E 的面积为2+4+1+2=9,所以正方形E 的边长为3,故答案为:3.【点睛】本题考查了勾股定理及勾股定理的证明方法,因为勾股定理涉及到各边的平方,而边长的平方正是正方形的面积,所以勾股定理与正方形的面积密切相关,理解勾股定理与正方形或其它图形的关系,对后面的解题非常重要.17.(2022春·广西南宁·八年级南宁三中校考期末)【背景阅读】勾股定理是人类最伟大的十个科学发现之一,西方国家称之为毕达哥拉斯定理.在我国古书《周髀算经》中就有“若勾三,股四,则弦五”的记载,我国汉代数学家赵爽为了验证勾股定理,创制了一幅“弦图”(如图1),后人称之为“赵爽弦图”,流传至今.【实践操作】勾股定理的证明,人们已经找到了400多种方法,图1、图2、图3是三种常见的证明方法,请你从中任选一种证明勾股定理(图中出现的直角三角形大小形状均相同).【探索发现】如图4,以直角三角形的三边为边向外部作等边三角形,请判断1S 、2S 、3S 的数量关系并说明理由.【答案】【实践操作】见解析;【探索发现】123S S S +=,理由见解析【分析】在图1中,根据大正方形的面积等于四个全等的直角三角形的面积与中间小正方形面积的和,即可得222+=a b c .在图2中,梯形的面积等于三个直角三角形的面积的和.即可得222+=a b c .在图3中,根据大正方形的面积等于四个全等的直角三角形的面积与中间小正方形面积的和.即可得:222+=a b c .由等边三角形的性质、三角形面积公式以及勾股定理即可得出结论.即()22142c ab b a =⨯+,整理得:222+a b c ,在图2中,连接,则梯形的面积等于三个直角三角形的面积的和,即()()11+2a b a b +=222+=a b c ;中,大正方形的面积等于四个全等的直角三角形的面积与中间小正方形面积的和,18.(2022·北京昌平·七年级期末)数学王老师在探索乘法公式时利用了面积法,面积法可以帮助我们直观地推导或验证公式,俗称“无字证明”,我国三国时期的数学家赵爽创造了一幅“勾股圆方图”(也称“赵爽弦图”)证明了勾股定理.2002年在北京召开的国际数学家大会把“赵爽弦图”作为会徽(如图1),彰显了这一中国古代的重大成就.运用“赵爽弦图”证明勾股定理的基本思路如下:“赵爽弦图”是将四个完全相同的直角三角形(如图2,其中构成直角的两条边叫直角边,边长分别为a 和b ,且a b <;最长的那条边叫做斜边,边长为c )围成一个边长为c 的大正方形(如图3),中间空的部分是一个边长为b a -的小正方形.(1)验证过程:大正方形的面积可以表示为2S c =,又可用四个直角三角形和一个小正方形的和表示为214()2S ab b a =⨯+-,∴2214()2c ab b a =⨯+-.化简等号右边的式子可得∴2c =_______.即直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.(2)爱动脑筋的小新把这四个相同的直角三角形拼成了另一个大的正方形(如图4),模仿上述过程也能验证这个结论,请你帮助小新完成验证的过程.【答案】(1)a 2+b 2;(2)见解析【分析】(1)化简等号右边的式子,即可得出答案;(2)利用以c 为边的正方形和4个直角三角形的面积和等于以边为a +b 的正方形的面积建立方程,即可得出结论.(1)解:(1)验证过程:大正方形的面积可以表示为S =c 2,又可用四个直角三角形和一个小正方形的和表示为S=4×12ab+(b-a)2,∴c2=4×12ab+(b-a)2.化简等号右边的式子可得c2=a2+b2.即直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.故答案为:a2+b2;(2)如图4,∵大的正方形的面积可以表示为(a+b)2,大的正方形的面积又可以表示为c2+4×12ab,∴c2+2ab=a2+b2+2ab,∴a2+b2=c2.【点睛】本题考查了勾股定理的证明.求面积时,利用了“分割法”.。
“赵爽弦图”考题聚
焦
“赵爽弦图”考题聚焦
王云峰
我国古代数学家赵爽利用弦图(图1),巧妙地证明了勾股定理.
第24届国际数学家大会为了纪念他,特意将弦图作为会标,现举
例介绍以弦图为背景的试题,供参考.
例1 图2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,在Rt△ABC中,若直角边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3所示的“数学风车”,则这个风车的外围周长(图3中的实线)是_______.解析如图3,标注出点D、E、F、G.
∵AC=6,BC=5.
∴GD=6.DE=5.
∵FG=DC,
∴FD=2DG=12.
在Rt△DEF中,由勾股定理,得
EF=2222
+=+=13.
DE DG
512
∴这个风车的外围周长为4(EF+FG)=4×(13+6)=76.
例2 如图4,是用4个全等的直角三角形与1个小正方形镶嵌而成的正方形图案.已知大正方形面积为49,小正方形面积为4.若用x,y表示直角三角
收集于网络,如有侵权请联系管理员删除
形的两直角边(x>y),下列四个说法:①x2+y2=49;②x-y=2;③2xy+4=49;④x+y=9,其中说法正确的是( )
(A)①②(B)①②③
(C)①②④(D)①②③④
解析大正方形边长就是直角三角形斜边长,所以大正方形
的面积等于直角三角形斜边长的平方.由勾股定理知直角三角形
斜边长的平方为x2+y2,所以x2+y2=49,①正确.
由小正方形面积为4知它的边长为2,而小正方形边长等于较长直角边与较短直角边的差,所以x-y=2,②正确.
xy 大正方形面积等于4个直角三角形面积与小正方形面积的和,所以4×1
2
+4=49,即2xy+4=49,③正确.
由①、③,得x2+y2+2xy+4=49 ×2,即(x+y)2=94,所以x+y
=
例3 我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理,创制了一副“弦图”,后人称其为“赵爽弦图”(如图5).图6由弦图变化得到,它是由八个全等的直角三角形拼接而成.记图中正方形ABCD、正方形EFGH、正方形MNKT的面积分别为S1、S2、S2,若S1+S2+S3=10,则S2的值是___________.
收集于网络,如有侵权请联系管理员删除
收集于网络,如有侵权请联系管理员删除
例4 如图7,已知小正方形ABCD 的面积为1,把它的各边 延长一倍得到新正方形A 1
B 1
C 1
D 1;把正方形A 1B 1C 1D .边长接原 法延长一倍得到正方形A 2B 2C 2D 2(如图8);以此下去……正方 形A n B n C n D n 的面积为______.
解析 由小正方形ABCD 的面积为1,知
它的边长为1,则DD 1=1,DA 1=2.
如图7,在Rt △D 1DA 1中,由勾股定理,得
D 1A 2=D 1D 2+DA 2=12+22=5,
所以正方形A 1B 1C 1D 1的面积为5.
如图8,D 1D 2=D 1C 1=D 1A 1=5,D 1A 2
=2D 1A 1=25.
在Rt △D 1D 2A 2中,由勾股定理,得
所以正方形A 2B 2C 2D 2的面积为25=52.
同理,正方形A3B3C3D3的面积为125=53;正方形A4B4C4D4的面积为625=54;……
于是,可猜想正方形AnBnCnDn的面积为5n.
例5 2002年在北京召开的世界数学大会会
标图案是由四个全等的直角三角形围成的一个大
正方形,中间的阴影部分是一个小正方形的“赵
爽弦图”,如图9.若这四个全等的直角三角形有
一个角为30°,顶点B1、B2、B3、…、B n和C1、
x+3+1
C2、C3、…、C n分别在直线y=-1
2
和x轴上,则第n个阴影正方形的面积为______.
收集于网络,如有侵权请联系管理员删除
收集于网络,如有侵权请联系管理员删除。