勾股定理在实际问题中的应用

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勾股定理在实际问题中的应用
勾股定理是数学中的重要定理.它揭示了直角三角形三边之间的数量关系,把数与形统一起来.勾股定理不仅在数学的发展中起着重要的作用,而且在现实世界中有着广泛的应用.下面举例说明勾股定理在实际生活中的应用.
一、少走几步路
例1.如图1,学校有一块长方形花铺,有极少数人从A 走到B ,为了避开拐角C 走“捷径”,在花圃内走出了一条“路”.他们仅仅少走了 步路(假
设2步为1米),却踩伤了花草. 分析:由图可见,走出来的“路”是直角边分别为3m和4m的直角三角形的斜边,由勾股定理,得该“路”的长为5m,因此,行人仅仅少走了2米(即10步)路.
点评:爱护花草人人有责,仅仅因为少走10步而不惜踩伤花草,破坏环境的确是大不应该的。

由此可见,只有懂得“三角形两边之和大于第三边”的人才知道走“捷径”的比经过拐角处
的路程近些,但掌握的数学知识如果不能用正当的行为上,那将是数学的悲哀。

二、票价为多少元呢?
例2.如图2,A 、B 、C 、D 是四个小镇,它们之间(除B 、C 外)都有笔直的公路相连接,公共汽车行驶于城镇之间,其票价与路程成正比.已知各城镇间的公共汽车票价如下:A ↔B :10元;A ↔C :12.5元;A ↔D :8元;B ↔D :6元;C ↔D :4.5元.为了B 、C 之间的交通方便,要在B 、C 之间建成笔直公路,请按上述标准计算出B 、C 之间的公路的票价为多少元.
分析:因为票价与路程成正比,故可将票价视为路程来处理,
即AB=10,AD=8,BD=6,AC=12.5,CD=4.5,利用勾股定理求解.
解:因为票价与路程成正比,故可把票价视为路程来处理.已
知:AB=10,AD=8,BD=6,AC=12.5,CD=4.5.
因为AD 2+BD 2=82+62=64+36=100=102=AB 2,所以△ABD 为直
角三角形,且∠ADB=90°. 连接BC ,在Rt △BDC 中,CD=4.5,BD=6,所以
224.567.5BC =+=.故B 、C 之间公共汽车票价为7.5元.
点评:本题是利用勾股定理来解决生活中的实际问题.本题的技巧是将票价视为路程来处理,这一点与代数中的换元法极为相似.
三、最短路程是多少
例3如图3,一圆柱的底面周长为24cm ,高AB 为4cm ,BC 是直径,一只蚂蚁从点A 出发沿着圆柱体的表面爬行到点C 的最短路程大约是( )
A .6cm
B .12cm
C .13cm
D .16cm
分析:把圆柱沿直径BC 剪开成两半,展开成平面后可得如图4,则蚂蚁从点A 爬行到“路”4m 3m 图1 A
B C 图2 A B
图3

C 图4 B
点C 的最短路程是矩形的对角线AC 的长,由已知,AB=4,BC=12,故AC=22412+≈12.6≈13(cm ),故选C .
点评:解立体图形问题的基本思想是把立体图形平面化,因此,圆柱问题通常要把它沿一条母线剪开,然后铺展为矩形,这里要注意到蚂蚁从点A 出发到点C ,当圆柱沿母线AB 展开成矩形时,点C 对应的是矩形一边的中点。

想一想:如果蚂蚁从点A 出发沿圆柱侧面爬到点B 时,蚂蚁爬行的最短路程是多少?
四、铺地毯需要花多少元
例4.如图5,在高为3米,斜坡长为5米的楼梯表面铺地毯,则地毯的长度至少需要多少米?若楼梯宽2米,每平方米地毯需30元,那么这块地毯需要花多少元?
分析:从表面看,每个台阶水平和竖直的长度都求不出来,但仔细观察发现,
楼梯水平方向的长度和为AC ,竖直方向的长度和为BC ,要求地毯的长度,只需利用勾股定理先求出AC ,再求AC+BC 即可.
解:在Rt △ABC 中,AC 2+BC 2=AB 2,
所以AC 2=AB 2-BC 2=52-32=25-9=16.所以AC=4(米).
所以地毯长度为AC+BC=4+3=7(米).
所以地毯总面积为7×2=14(平方米).所以需花30×14=420(元).
点评:本题是一道生活中的实际问题,解决此问题的关键是从实际问题中构建数学模型———直角三角形,借助勾股定理求出AC 的长.
五、会触礁吗
例5.如图6,某船在距A 岛正南方向100海里的B 处沿北偏东45°的方向航行,已知A 岛周围40海里的范围内有暗礁,问该船沿此方向是否会有触礁的危险?
析解:过点A 作AC ⊥BD 于点C ,要判断是否有触礁的危险,只要计算一
下图中AC 的长度,再将其与暗礁的半径40海里作对比即可得出结论.设BC=x ,由已知可得AC=x ,在Rt △ABC 中,由勾股定理得AB 2=AC 2+BC 2,即1002=x 2+x 2,2x 2=10000,解得502x =±,根据实际意义可知502x =,由于50240>,由此可知该船在沿此方向航行的过程中不会有触礁的危险.
六、木棒能放进木箱吗?
例6.有一根长为70cm 的木棒,要放在长、宽、高分别是50cm 、30cm 、40cm 的木箱中,能放进去吗?
分析:由于木棒长为70cm ,远大于各面的边长,而且比每个面的对角线还要长,故按各面的大小都放不进去,但要注意木箱的形状是立体图形,可以利用空间
的最大长度.
解:能放进去.如图7,连接A 1C 1,AC 1,在Rt △A 1B 1C 1中,
A 1C 12=A 1
B 12+B 1
C 12=502+302=3 400.
在Rt △AA 1C 1中,AC 12=AA 12+A 1C 12=402+3 400=5 000.
因为5 000>702,所以AC 1>70(cm).
所以70cm 长的木棒能放入这只木箱中. 点评:解决此题的关键在于明确AC 1即为木箱所能容纳的最大长度,
这里充分利用了木箱各相邻边的垂直关系,创造了连续运用勾股定理的条件.
“生活中处处有数学”只要我们平时留心身边的实际问题,借助学过的知识建立数学模型,便可获解.数学对我们的生活如此重要,让我们共同努力一起学好这门功课吧! 图5 图6 图7。