【青岛版】八年级数学下册 :巧用勾股定理解决几何问题试题
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巧用勾股定理解决几何问题分析考点一、勾股定理在解决几何问题中的应用技巧1. 构造直角三角形根据题意,合理构造直角三角形,比如等腰三角形中的求值或面积问题,经常作高构造直角三角形。
如:在ABC中,AB=AC=5,BC=8,求三角形ABC的面积。
答案:12。
2. 利用勾股定理列方程将三角形的边用同一未知数表示,列出方程,解出所求值。
(1)在翻折问题中,大多数求值都是这种应用如:如图,矩形纸片ABCD中,AB=8,AD=6,折叠纸片使AD边与对角线BD重合,折痕为DG,则AG的长为多少?答案:3。
(2)求折断物体长度时,使用方程如:一根竹子高10尺,折断后竹子顶端落在离竹子底端3尺处,折断处离地面高度是多少?答案:9120尺。
3. 分类讨论思想已知一个直角三角形的两边长,并没有指明是直角边还是斜边,因此要分类讨论。
如:已知一个直角三角形的两边长是3cm和4cm,求第三边的长。
答案:5cm 或7cm 。
4. 数形结合思想几何与代数问题的综合。
如:在一棵树的5米高处有两只猴子,其中一只爬下树走向离树10米的池塘,而另一只爬到树顶后直扑池塘,如果两只猴子经过的距离相等,问这棵树有多高?答案:7.5米。
二、特殊几何图形中的勾股定理计算规律 1. 含有30°角的直角三角形(1)30°角所对的直角边是斜边的一半;(2)60°角所对的直角边是30°角所对直角边的3倍。
2. 等边三角形高等于边长的23倍。
总结:(1)勾股定理的几何应用是学习的重点内容,要在直角三角形中灵活运用。
(2)要有意识的训练自己辅助线的添加,经常性的思考不同问题的不同添加法。
巧妙解题例题 A 1A 2B 是直角三角形,且A 1A 2=A 2B=a ,A 2A 3⊥A 1B ,垂足为A 3,A 3A 4⊥A 2B ,垂足为A 4,A 4A 5⊥A 3B ,垂足为A 5,…,A n+1A n+2⊥A n B ,垂足为A n+2,则线段A n+1A n+2(n 为自然数)的长为( )A.na 2 B.1)2( n a C.2a D.na2解析:先根据勾股定理及等腰三角形的性质求出A 2A 3及A 3A 4的长,找出规律即可解答. 答案:∵△A 1A 2B 是直角三角形,且A 1A 2=A 2B=a ,A 2A 3⊥A 1B ,∴A 1B=22a a =a 2, ∵△A 1A 2B 是等腰直角三角形, ∴A 2A 3=A 1A 3=21A 1B=22a =12a ,同理,△A 2A 3B 是等腰直角三角形,A 2A 3=A 3B=22a,A 3A 4⊥A 2B ,A 2B=a ,A 3A 4=A 2A 4=21A 1B=2a 22,∴线段A n+1A n+2(n 为自然数)的长为na 2.故选A 。
点拨:规律性题目,涉及到等腰三角形及直角三角形的性质,解答此题的关键是求出A 2A 3及A 3A 4的长,并找出规律.勇夺满分分类讨论求值近年来,在各地中考试题中涉及“分类讨论”的问题十分常见,因为这类试题不仅考查同学们的数学基本知识与方法,而且考查了同学们思维的深刻性。
在解决此类问题时,因考虑不周全导致失分的较多,究其原因主要是平时的学习中,尤其是在中考复习时,对“分类讨论”的数学思想渗透不够。
所以同学们要充分考虑不同情况下的求值。
例题 在△ABC 中,AB=13,AC=15,BC 边上的高AD=12,则边BC 的长是( )A. 14B. 4C. 14或4D. 56解析:分两种情况讨论:锐角三角形和钝角三角形,根据勾股定理求得BD 、CD ,再由图形求出BC ,在锐角三角形中,BC=BD+CD ,在钝角三角形中,BC=CD-BD .答案:解:(1)如图,锐角△ABC 中,AB=13,AC=15,BC 边上高AD=12,在Rt △ABD 中AB=13,AD=12,由勾股定理得:BD 2=AB 2-AD 2=132-122=25,则BD=5,在Rt△ACD 中AC=15,AD=12,由勾股定理得:CD 2=AC 2-AD 2=152-122=81,则CD=9,故BC 的长为BD+DC=9+5=14;(2)钝角△ABC 中,AB=13,AC=15,BC 边上高AD=12,在Rt △ABD 中AB=13,AD=12,由勾股定理得:BD 2=AB 2-AD 2=132-122=25,则BD=5,在Rt△ACD 中AC=15,AD=12,由勾股定理得:CD 2=AC 2-AD 2=152-122=81,则CD=9,故BC 的长为DC-BD=9-5=4.综上可得BC 的长为14或4.故选C .(1) (2)生活中的勾股定理方案设计在实际生活中应用勾股定理。
例题 某园艺公司对一块直角三角形的花园进行改造,测得两直角边长分别为a=6米,b=8米.现要将其扩建成等腰三角形,且扩充部分是以b 为直角边的直角三角形,则扩建后的等腰三角形花圃的周长为( )米A. 32或20+45B. 32或36或380 C. 32或380或20+45 D. 32或36或380或20+45解析:由于扩充所得的等腰三角形腰和底不确定,若设扩充所得的三角形是△ABD ,则应分为①AB=AD ,②AD=BD 两种情况进行讨论.答案:解:如图所示:在Rt △ABC 中,∵AC=8m ,BC=6m ,∴AB=10m ,如图1,当AB=AD 时,DC=BC=6m ,此时等腰三角形花圃的周长=10+10+6+6=32(m ); 如图2:当AD=BD 时,设AD=BD=x (m );Rt △ACD 中,BD=x (m ),CD=(x-6)m ; 由勾股定理,得AD 2=DC 2+CA 2,即(x-6)2+82=x 2,解得x=325; 此时等腰三角形绿地的周长=325×2+10=380(m ). 当AB=BD 时,在Rt △ACD 中,AD=22CD AC +=22)610(8-+=45,∴等腰三角形绿地的周长=2×10+45=20+45(m ).故选C .平行自测(答题时间:45分钟)一、选择题1. 观察以下几组勾股数,并寻找规律:①4,3,5;②6,8,10;③8,15,17;④10,24,26;…,根据以上规律的第⑦组勾股数是( )A. 14、48、49B. 16、12、20C. 16、63、65D. 16、30、342. 如图,一个长为10米的梯子斜靠在墙上,梯子的顶端距地面的垂直距离为8米,如果梯子的顶端下滑1米,那么梯子的底端的滑动距离( )A. 等于1米B. 大于1米C. 小于1米D. 不能确定*3. 已知△ABC 是斜边长为1cm 的等腰直角三角形,以Rt △ABC 的斜边AC 为直角边,画第二个等腰Rt △ACD ,再以Rt △ACD 的斜边AD 为直角边,画第三个等腰Rt △ADE ,…,依此类推,第n 个等腰直角三角形的斜边长是( )A. n 2cmB. 12-n cmC. 2ncm D. 12+n cm*4. 如图所示,一只小蚂蚁从棱长为1的正方体的顶点A出发,经过每个面的中心点后,又回到A点,蚂蚁爬行最短程S满足()A. 5<S≤6B. 6<S≤7C. 7<S≤8D. 8<S≤9**5. 如图,△ABC是等腰直角三角形,∠BAC=90°,点D、E在BC上,且∠DAE=45°,现将△ACE绕点A旋转至△ABE′处,连接DE′和EE′,则下列结论中①AB⊥DE′②∠ADE=∠BAE ③△AEE′是等腰直角三角形④AD⊥EE′⑤BD2+CE2=DE2正确的有()A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个二、填空题:*6. 如图,一牧童在A处放羊,牧童的家在B处,A、B距河岸的距离AC、BD分别为500m 和700m,且C、D两地相距500m,天黑前牧童要将羊赶往河边喝水再回家,那么牧童至少应该走 m.*7. 如图,为安全起见,幼儿园打算加长滑梯,将其倾斜角由45°降至30°.已知滑梯AB的长为3m,点D、B、C在同一水平地面上,那么加长后的滑梯AD的长是 m.**8. 勾股定理是初等几何中的一个基本定理.这个定理有十分悠久的历史,两千多年来,人们对勾股定理的证明颇感兴趣,我国古代三国时期吴国的数学家赵爽创造的弦图,是最早证明勾股定理的方法,所谓弦图是指在正方形的每一边上各取一个点,再连接四点构成一个正方形,它可以验证勾股定理.在如图的弦图中,已知:正方形EFGH的顶点E、F、G、H 分别在正方形ABCD的边DA、AB、BC、CD上.若正方形ABCD的面积=16,AE=1;则正方形EFGH的面积=**9. 图(1)是一个面积为1的正方形,经过第一次“生长”后,在它的左右肩上生出两个小正方形,其中三个正方形围成的三角形是直角三角形,如图(2);经过第2次“生长”后变成图(3),经过第3次“生长”后变成图(4),如果继续“生长”下去,它将变得更加“枝繁叶茂”,这就是美丽的“勾股树”.已知“生长”后形成的图形中所有正方形的面积和存在一定的变化规律,请你利用这一规律求:①经过第一次“生长”后的所有正方形的面积和为________,②经过第10次“生长”后,图中所有正方形的面积和为:三、解答题:*10. 我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理,创制了一幅“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.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=10,则S2的值是多少?**11. 已知:如图,点O是等腰直角△ABC斜边AB的中点,D为BC边上任意一点.操作:在图中作OE⊥OD交AC于E,连接DE.探究OD、BD、CD三条线段之间有何等量关系?请探究说明.**12. 如图,平面直角坐标系xoy中,A(1,0)、B(0,1),∠ABO的平分线交x轴于一点D.(1)求D点的坐标;(2)如图所示,A、B两点在x轴、y轴上的位置不变,在线段AB上有两动点M、N,满足∠MON=45°,下列结论①BM+AN=MN,②BM2+AN2=MN2,其中有且只有一个结论成立,请你判断哪一个结论成立,并证明成立的结论.(1)(2)参考答案1. C 解析:根据题目给出的前几组数的规律可得:这组数中的第一个数是2(n+1),第二个是:n (n+2),第三个数是:(n+1)2+1,故可得第⑦组勾股数是16,63,65.故选C . 2. B 解析:如图,AC=EF=10米,AB=8米,AE=1米,求CF ;∵∠B=90°,由勾股定理得,BC=6米,又∵AE=1米,BE=7米,EF=10米,由勾股定理得,BF=51米,∵51>49,即51>7,∴51-6>1.故选B .3. B 解析:等腰直角三角形的斜边长为直角边长度的2倍,第二个△(也就是△ACD )的斜边长:1×2=2;第三个△,直角边是第一个△的斜边长,所以它的斜边长:2×2=(2)2;…;第n 个△,直角边是第(n-1)个△的斜边长,其斜边长为:(2)n −1.故选B .4. B 解析:正方体展开图形为:则蚂蚁爬行最短程S=5+2211+=5+2.即6<S≤7.故选B .5. D 解析:(1)∵△ABC 是等腰直角三角形,∠BAC=90°,∴∠ABC=∠C=45°,∵∠ADE=∠ABC+∠BAD ,∠BAE=∠DAE+∠BAD ,∵∠DAE=45°,∴∠ADE=∠BAE ;∴②正确。