联手方程解难题——教材原题变式拓展(二)
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嚣圃圆蓄 圜…~
e U H O N H E N G S H l J《蛙
联手方程解难题
一
教材原题变式拓展(二)
张萍
勾股定理是用代数思想解决几何问题
的重要工具,方程是解决数学问题的另一
重要工具,两者的有机结合,能轻松解决
许多数学问题.下面,我们依旧利用前文中
引用的教材例题,深入探讨如何将勾股定
理和方程联手解题.
原题 (苏科版教材八上第86页例
1)《九章算术》中有一道“折竹”问题:“今
有竹高一丈,末折抵地,去本三尺,问折者
高几4-]?”题意是:一根竹子原高1丈(1
丈=1O尺),中部有一处折断,竹梢触地面
处离竹根3尺,试问折断处离地面多高? 图1 【点评】勾股定理本身就是一个关于直 角三角形三边长的数学等式,我们又知道 含有未知数的等式就是方程,故如果用变 量表示出直角三角形边长的话,就可利用 勾股定理列出该变量的方程,从而解决相 应问题. 应用一:《九章算术》中有一道“引葭赴 岸”问题:“今有池一丈,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?”题意是:有一个池塘,宽1O尺,一 棵芦苇生长在它的中央,高出水面1尺.如 果把该芦苇沿水池边垂直的方向拉向岸 边,那么芦苇的顸部恰好碰到岸边.水深和 28 芦苇长各多少尺? 1 C 图2 【分析】我们可以将其转化为几何图形, 如图2所示,根据题意,可知B C=5尺,可 设水深AC=x尺,表示出芦苇长AB =( +1)
尺,根据勾股定理建立方程,求出方程的
解,即可得到水深和芦苇长.
解:设水深为 尺,则芦苇长为( +1)
尺.由勾股定理得 +5 =( +1) ,解得x=12,
所以水深12尺,芦苇长13尺.
【点评】利用勾股定理解决生活中的实
际问题,重要的是将实际问题转化成数学
模型(直角三角形模型),将实际问题转化
为定理中的“形”,再转化为“数”.当已知直
角三角形一边长度以及另外两边间的关
系时,可根据两边间关系设出未知量,从
而表示出两边,再由勾股定理列方程求解.
应用二:如图3,
有一张直角三角形
纸片ABC,两直角边
AC=6 em,BC=8 em,现
将直角边 C沿直线
C
E
图3
AD折叠,使它落在斜边AB上,且与AE
重合,你能求出CD的长吗?
【分析】由折叠的性质知CD=DE,Ac=
AE.根据题意,在RtABDE中运用勾股定
理列方程,从而求出DE.
解:设CD=x cm,由题意知DE=x cm,
肋=(8 )cm,AE=AC=6 ClTI.
在RtAABC中,由勾股定理得:
A曰 C2+BCZ=lO0 cm2,所以AB=10 cm,
于是BE=10—6=4 cm.
在RtaBDE中,由勾股定理得:4: z=
(8 ) ,解得x=3.
所以CD的长为3 cm.
【点评】本题有两个难点,一是折叠前
后的三角形之间对应边的转化,二是在
Rt ABDE中用勾股定理时必须用方程思
想,勾股定理联手方程在折叠问题中有广
泛的应用.
矩
曩ABCD AB /BC=4 /A B矩形 中,=8I /l,将矩形沿对角线l/ l 折叠,点落在 处, \
29
15, C=14,求△ C的
面积.
【分析】要求AABC
的面积,可过 A作BC
边上的高,那么就有两
个直角三角形AABD
和△ACD,AD是这两个直角三角形的公共
边,可设BD长 ,分别在AABD和△A CD
中用勾股定理表示出AD的长,列出方程,
求得BD的长,再根据勾股定理求得AD的
长,从而求出三角形的面积.
解:作BC边上的高AD.
设BD=x,则CD=14一 .
在Rt△A曰D中,由勾股定理得,
4D =AB2 BD2_132- 2.
在Rt△A CD中,由勾股定理得,
ADZ=A C2_CD2=152-(14一 ) ,
可得132-x2=152-(14一 )。,解得x=5,
则AD2=13Z-x2=144,所以AD=12,
1
所以s△^ ÷xBCxAD
2
:—
1
×14×12:84.
2
【点评】AABC不是一个直角三角形,
求三角形的面积就要先求出三角形的高,
而高可以把这个三角形分成两个直角三
角形.两个三角形中都有两个未知量,并且
未知量不能用同一个未知数表示,所以必
须两次应用勾股定理列出两个关系式,从
而求得三角形的高和面积.解决本题的关
键是利用两个直角三角形的公共边建立
方程.
方程思想是数学中的一种重要思想,
而勾股定理反映的直角三角形三边的关
系正是构建方程的基础,故与勾股定理有
关的许多问题的解决都要跟方程相组合.
所以我们在平时的学习过程中,要注重培
养这方面的技能、思想.
(作者单位:江苏省常州市兰陵中学)