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人教版(新教材)数学八年级下册
第二十章 勾股定理
小结与复习
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1. 如果直角三角形两直角边分别为 a,b,斜边
为 c,那么
a2 + b2 = c2
即直角三角形两直角边的平方和
等于斜边的平方.
在直角三角形中才可以运用
2. 勾股定理的应用条件
一、勾股定理
3. 勾股定理表达式的常见变形:
a2=c2-b2,b2=c2-a2,
A
B
C
c
a
b
二、勾股定理的逆定理
1. 勾股定理的逆定理
如果三角形的三边长 a,b,c 满足
a2 + b2 = c2 ,那么这个三角形是直角三角形.
满足 a2 + b2 = c2 的三个正整数,称为勾股数.
2. 勾股数
A
B
C
c
a
b
例1 在 Rt△ABC 中,∠ACB = 90°,
CD⊥AB 于 D,AC = 20,BC = 15.
(1) 求 AB 的长; (2) 求 BD 的长.
解:(1) ∵ 在 Rt△ABC 中,∠ACB = 90°,
(2) 方法一:∵ S△ABC = AC BC = AB CD,
∴ 20×15 = 25CD,∴ CD = 12.
∴ 在 Rt△BCD 中,
方法二:设 BD = x,则 AD = 25 - x.
解得 x = 9. ∴ BD = 9.
【方法总结】对于本题类似的模型,若已知两直角边求斜边上的高常需结合面积的两种表示方法来考查,若是同本题(2)中两直角三角形共一边的情况,还可利用勾股定理列方程求解.
∵AC -AD =CD ,BC -BD =CD ,
∴AC -AD =BC -BD .
∴20 -(25-x) =15 -x ,即 50x=450.
1. Rt△ABC 中,斜边 BC = 2,则 AB2 + AC2 + BC2 的值为
( )
A. 8 B. 4 C. 6 D. 无法计算
A
3. 一直角三角形的三边分别为 2、3、x,那么以 x 为边长的正方形的面积为___________.
2. 如图,∠C =∠ABD = 90°,AC = 4,BC = 3,BD = 12,则 AD 的长为____.
13 或 5
13
【练一练】
4.已知 Rt△ABC 中,∠C = 90°,若 a + b = 14 cm,
c = 10 cm,求△ABC 的面积.
解:∵ a + b = 14,
∴ (a + b)2 = 196.
又∵ a2 + b2 = c2 = 100,
∴ 2ab = 196 - (a2 + b2) = 96.
∴ ab = 24.
∴△ABC 的面积为 24.
例2 在 O 的某海防哨所发现在它的北偏东 60° 方向相距 1000 米的 A 处有一艘快艇正在向正南方向航行,经过若干小时后快艇到达哨所东南方向的 B 处.
(1) 此时快艇航行了多少米?
分析:将实际问题转化为几何问题
已知: OA = 1000 米,∠AOC = 30°,∠COB = 45° ,AB⊥OC.
求解: AB 的长.
北
东
O
A
B
60°
45°
C
30°
解:根据题意得∠AOC = 30°,∠COB = 45°,AO = 1000 米.
∴ AC = 500 米,BC = OC.
在 Rt△AOC 中,由勾股定理得
∴ BC = OC = (米).
北
东
O
A
B
60°
45°
C
已知: OA = 1000 米,∠AOC = 30°,
∠COB = 45° ,AB⊥OC.
求解: AB 的长.
30°
∴ AB = AC + BC = (米).
(2) 此时快艇距离哨所多少米?
解:在 Rt△BOC 中,由勾股定理得
北
东
O
A
B
60°
45°
C
分析:将实际问题转化为几何问题,即求 OB 的长.
例3 如图所示,一只蚂蚁从实心长方体的顶点 A 出发,沿长方体的表面爬到对角顶点 C1 处,问怎样走路线最短?最短路线长为多少?
解析:蚂蚁由 A 点沿长方体的表面爬行到 C1 点,有三种方式:
①沿 ABB1A1 和 A1 B1C1D1 面;②沿 ABB1A1 和 BCC1B1面;③沿 AA1D1D 和 A1B1C1D1 面,把三种方式分别展成平面图形,如下:
①
②
③
解:① 在 Rt△ABC1中,
②在 Rt△ACC1 中,
③在 Rt△AB1C1中,
∴沿路径①走路径最短,最短路径长为5.
①
②
③
【方法总结】化折为直:长方体中求两点之间的最短距离,展开方法有多种,一般沿最长棱展开,距离最短.
5.现有一长 5 米的梯子架靠在建筑物的墙上,它们的底部在地面的水平距离是 3 米,则梯子可以到达建筑物的高度是______米.
4
【练一练】
在 Rt△AOB 中,OA=2,OB=DC=1.4,
∴ AB2=22-1.42=2.04,解得 AB ≈ 1.43.
∴ AC=AB + BC ≈ 1.43 + 2.6=4.03>4.
答:卡车可以通过,但要小心.
解:过半圆的圆心 O,作直径的垂线交地面于点 D,在地面取点 C,使 CD=1.4 米,过 C 作 OD 的平行线交半圆直径于点 B ,交半圆于点 A,连接 OA.
6. 如图,某住宅小区在相邻两楼之间修建一个上方是半圆,下方是长方形的仿古通道,现有一辆卡车装满家具后,高 4 米,宽 2.8 米,请问这辆送家具的卡车能否通过这个通道?
例4 在△ABC中,AB = c,BC = a,AC=b, ,2c - b = 12,求△ABC 的面积.
解:由题意可设 a = 3k,则 b = 4k,c = 5k,
∵ 2c - b = 12,
∴ 10k - 4k = 12,∴k = 2,
∴ a = 6,b = 8,c = 10,
∵ 62 + 82 = 102,
∴ a2 + b2 = c2,
∴△ABC 为直角三角形,
∴△ABC 的面积为 ×6×8=24.
例5 B 港有甲、乙两艘渔船,若甲船沿北偏东 60° 方向以每小时 8 n mile 的速度前进,乙船沿南偏东某个角度以每小时 15 n mile 的速度前进,2 h 后,甲船到 M 岛,乙船到 P 岛,两岛相距 34 n mile,你知道乙船是沿哪个方向航行的吗?
解:甲船航行的距离为 BM = 16(n mile),
乙船航行的距离为 BP = 30(n mile).
∵162 + 302 = 1156,342 =1156,
∴BM2 + BP2 = MP2,
∴△MBP 为直角三角形,∴∠MBP = 90° ,
∴乙船是沿着南偏东 30° 方向航行的.
7.下列各组数中,是勾股数的为( )
A.1,2,3 B.4,5,6
C.3,4,5 D.7,8,9
8.已知下列图形中的三角形的顶点都在正方形的格点上,可以判定三角形是直角三角形的有________.
(2)(4)
C
【练一练】
9. 如图,在四边形 ABCD 中,AB = 20 cm,BC = 15 cm,CD = 7 cm,AD = 24 cm,∠ABC = 90°.猜想∠BAD 与∠BCD 的关系,并加以证明.
解:猜想∠BAD + ∠BCD = 180°.
证明如下:连接AC.
在 Rt△ABC 中,由勾股定理得
∴ AD2 + DC2 = 625 = 252 = AC2.
∴△ADC 是直角三角形,且∠D = 90°.
∵∠DAC+∠D +∠DCA+∠CAB+∠B+∠ACB= 180°×2,
∴∠BAD+∠BCD=180°.
例6 如图,在长方形 ABCD 中,AB = 3 cm,AD = 9 cm,将此长方形折叠,使点 D 与点 B 重合,折痕为 EF,求 △ABE 的面积.
解:由折叠可知 ED = BE.
设 AE = x cm,则 ED = BE = (9 - x) cm.
在 Rt△ABE 中,AB2 + AE2 = BE2,
∴ 32 + x2 = (9 - x)2,解得 x = 4.
∴ △ABE 的面积为 ×3×4 = 6 (cm2).
【方法总结】勾股定理可以直接解决直角三角形中已知两边求第三边的问题;如果只知一边和另两边的关系时,往往要通过勾股定理列方程去求解.
10.如图,有一张直角三角形纸片,两直角边 AC = 6 cm,BC = 8 cm,将 △ABC 折叠,使点 B 与点 A 重合,折痕是 DE,则 CD 的长为 cm.
1.75
【练一练】
【方程思想】
例7 如图,在 △ABC 中,AB = 17,BC = 9,AC = 10,AD⊥BC 于 D. 试求 △ABC 的面积.
解:在 Rt△ABD 和 Rt△ACD 中,
AB2 - BD2 = AD2,AC2 - CD2 = AD2.
设 DC = x,则 BD = 9 + x.
故 172 - (9 + x)2 = 102 - x2,解得 x = 6.
∴AD2 = AC2 CD2 = 64.∴ AD = 8.
∴S△ABC = ×9×8 = 36.
解:当高AD在△ABC内部时,如图①.
在Rt△ABD中,由勾股定理,
得BD2=AB2-AD2=202-122=162,
∴BD=16.
在Rt△ACD中,由勾股定理,
得CD2=AC2-AD2=152-122=81,
∴CD=9.∴BC=BD+CD=25,
∴△ABC的周长为25+20+15=60.
例8 在△ABC中,AB=20,AC=15,AD为BC边上的高,且AD=12,求△ABC的周长.
【分类讨论思想】
【方法总结】题中未给出图形,作高构造直角三角形时,易漏掉钝角三角形的情况.如在本例题中,易只考虑高 AD 在△ABC 内的情形,忽视高 AD 在△ABC 外的情形.
当高 AD 在△ABC 外部时,如图②.
同理可得 BD=16,CD=9.
∴BC=BD-CD=7,
∴△ABC的周长为 7+20+15=42.
综上所述,△ABC的周长为 42 或 60.
例9 有一圆柱体高为 8 cm,底面圆的半径为2 cm,如 图 在 AA1 上的点 Q 处有一只蜘蛛,
QA1 = 3 cm,在 BB1 上的点 P 处有粘住了一只苍蝇,PB = 2 cm. 求蜘蛛爬到苍蝇处的最短路径长 (π 取 3).
解:如图,沿AA1剪开,过Q作QM⊥BB1于M,连接QP.
则 PM = 8 - 3 - 2 = 3 (cm),
QM = A1B1 = ×2×π×2= 6 (cm).
在 Rt△QMP 中,由勾股定理得
答:蜘蛛爬行的最短路径长是 cm.
【转化思想】
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1.《九章算术》是我国古代最重要的数学著作之一,在《勾股》章中记载了一道“折竹抵地”问题.对这个问题稍作改编,如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AB+AC=9,BC=3,则AC的长为________.
4
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2.[2025东营]如图所示,正方形ABCD的边长为2,其面积标记为S1,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S2,……按照此规律继续下去,则S2 025的值为________.
3.如图①是浙江某高科技公司生产的一款高清球机,它能进行360°全方位监控与拍摄,夜间的监控距离为150 m.图②中,射线OM,ON是两条相交的公路,∠MON=30°,将图①的球机安装在公路ON上的A处,OA=240 m.求该球机夜间
在公路OM上所能监控到的
部分的长度.
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4.如图,∠BAC=90°,AB=4,AC=4,BD=7,DC=9,则∠DBA=________.
45°
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A
6.2025年是“全运年”,第十五届全运会于2025年11月9日至21日在粤港澳大湾区举行,健身运动的热潮也席卷全国,更多的人开始运动健身.小亮坚持每天和爸爸一起沿着公园的绿道晨跑,他们跑步的路线如图所示,已知从A点到D点有两条路线,分别是
A→B→D和A→C→D.已知AB=160 m,
AC=200 m,点C在点B的正东方120 m处,
点D在点C的正北方50 m处.
(1)试判断AB与BC的位置关系,并说明理由;
【解】AB⊥BC.理由如下:
由题知AB=160 m,AC=200 m,点C在点B的正东方120 m处,即BC=120 m.
∵AB2+BC2=1602+1202=2002=AC2,
∴△ABC是直角三角形,且∠ABC=90°.
∴AB⊥BC.
(2)如果小亮沿着A→C→D的路线跑,爸爸沿着A→B→D的路线跑,请你通过计算比较谁跑的路线更短.
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【点方法】利用勾股定理的逆定理可以判断一个三角形是否为直角三角形,所以此定理也是判定垂直关系的一个重要的方法.
7.法国数学家费尔马早在17世纪就研究过形如x2+y2=z2的方程,显然,这个方程有无数组解.我们把满足该方程的正整数解(x,y,z)称为勾股数.如(3,4,5)就是一组勾股数.
(1)请你再写出两组勾股数:__________,___________;
(6,8,10)
(9,12,15)
(答案不唯一)
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(2)在研究直角三角形的勾股数时,古希腊哲学家柏拉图曾指出:如果n表示大于1的整数,x=2n,y=n2-1,z=n2+1,那么以x,y,z为三边的三角形为直角三角形(即x,y,z为勾股数),请你加以说明.
【解】∵x2+y2=(2n)2+(n2-1)2=4n2+n4-2n2+1= n4+2n2+1=(n2+1)2=z2,∴(x,y,z)为勾股数.
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8.如图,这是一个台阶的示意图,每一层台阶的高是20 cm、长是50 cm、宽是40 cm,一只蚂蚁沿台阶从点A出发爬到点B,其爬行的最短线路的长度是________ cm.
130
9.[2025泰州期中]如图,已知三角形纸片ABC,∠BAC=90°,AB=2,AC=3,沿过点A的直线将纸片折叠,使点B落在边BC上的点D处;再折叠纸片,使点C与点D重合,折痕与AC的交点为E,则AE的长是________.
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10.如图,C为直线l上的一个动点,AD⊥l于点D,BE⊥l于点E,点E在点D右侧,并且点A,B在直线l的同侧,AD=DE=8,BE=2,当CD长为多少时,△ABC为直角三角形?
【解】过点B作BF⊥AD于点F,
则易得四边形DEBF为长方形,
∴BF=DE=8,DF=BE=2,∴AF=6.
由勾股定理得,AB2=AF2+BF2=100,AC2=64+CD2.
当∠CAB=90°时,点C在点D的左侧,此时BC2=(CD+8)2+4=CD2+16CD+64+4.
由勾股定理得AB2+AC2=BC2,
∴100+64+CD2=CD2+16CD+64+4,解得CD=6;
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勾股定理
直角三角形边
长的数量关系
勾股定理
的逆定理
直角三角
形的判定
互逆定理
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