第14章
勾股定理
14.1.1
直角三角形三边的关系
知识点:勾股定理.
重
点:用勾股定理求直角三角形的边长.
难
点:用勾股定理解决一些简单的实际问题.
基础巩固:
1.如果直角三角形两直角边分别为a,b,斜边为c,那么a,b,c的关系是
.即直角三角形两直角边的平方和等于
的平方.
2.在直角三角形ABC中,∠C=90°,BC=16,AC=12,则AB=
.
3.如图,已知△ABC中,∠ACB=90°,以△ABC的各边为边在△ABC外作三个正方形,S1,S2,S3分别表示这三个正方形的面积,S1=81,S2=225,则S3=
.
4.如图,在等腰△ABC中,
AB=AC=10,
BC=12,
则高AD= .
3题图
4题图
5题图
6题图
5.如图,点E在正方形ABCD的一边AB上,BE=5,EC=13,则正方形ABCD的面积为(
)
A.169
B.25
C.144
D.65
6.如图所示,圆柱的高AB=3,底面直径BC=3,现在有一只蚂蚁想要从A
处沿圆柱表面爬到对角C处捕食,则它爬行的最短距离是( )
A.3
B.3
C.
D.3
7.如图,边长为6的大正方形中有两个小正方形,若两个小正方形的面积分别为S1,S2,则S1+S2的值为 ( )
A.16
B.17
C.18
D.19
7题图
8题图
8.如图,有两棵树,一棵高10m,另一棵高4m,两树相距8m.一只小鸟从一棵树的树梢飞到另一棵树的树梢,问小鸟至少飞行 ( )
A.8
m
B.10
m
C.12
m
D.14
m
9.如图,将两个大小、形状完全相同的△ABC和△A′B′C′拼在一起,其中点A′与点A重合,点C′落在边AB上,连接B′C.
若∠ACB=∠AC′B′=90°,AC=BC=3,则B′C的长为(
)
A.3
B.6
C.3
D.
9题图
10题图
10.如图,一个高4m、宽3m的大门,需要在对角线的顶点间加固一根木条,求木条的长.
11.如图,是一株美丽的勾股树,其中所有的四边形都是正方形,所有的三角形都是直角三角形.若正方形A、B、C、D的边长分别是3、5、2、3,则最大正方形E的面积是多少?
11题图
12.如图,在△ABC中,
AD⊥BC,
垂足为D,
∠B=60°,
∠C=45°.
(1)求∠BAC的度数;
(2)若AC=2,求AD的长.
12题图
13.如图,在△ABC中,
CD⊥AB于D,
若AD=2BD,
AC=3,
BC=2,
求BD的长.
13题图
14.如图,将长方形ABCD(AB
BC=8,
求DF的长.
14题图
15.已知如图,
在△ABC中,
∠C=90°,
∠1=∠2,
CD=15,
BD=25,
求AC的长.
15题图
16.生活经验表明,靠墙摆放梯子时,若梯子底端离墙的距离约为梯子长度的,则梯子比较稳定,现有一梯子,稳定摆放时,顶端达到5m高的墙头,请问梯子有多长?(结果保留1位小数)
16题图
17.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AM是中线,MN⊥AB,垂足为点N,求证:AN2﹣BN2=AC2.
17题图
18.如图所示,长方形纸片ABCD的长AD=9cm,宽AB=3cm,将其折叠,使点D与点B重合.
求:(1)折叠后DE的长;
(2)以折痕EF为边的正方形面积.
18题图
19.铁路上A.B两站(视为直线上两点)相距25
km,C.D两村庄(视为两个点)DA⊥AB于A,CB⊥AB于B,已知DA=15
km,CB=10
km,现在要在铁路上建一个土特产收购站E使得C、D两村到E站的距离相等,则E站应建在距A站多少千米处?
19题图
强化提高:
1.某小区有一块等腰三角形的草地,它的一边长为20m,面积为160m2,为美化小区环境,现要给这块三角形草地围上白色的低矮栅栏,则需要栅栏的长度为
m.
2.小明学了勾股定理后很高兴,兴冲冲地回家告诉了爸爸:在△ABC中,若∠C=90°,BC=a,AC=b,AB=c,如图(1),根据勾股定理,则a2+b2=c2.
爸爸听完后笑眯眯地说:很好,你又掌握了一种知识,现在考考你,若不是直角三角形,那勾股定理还成不成立?若成立,请说明理由;若不成立,请你类比勾股定理,试猜想a2+b2与c2的关系,并证明你的结论.(图(2),图(3)备用)
3.如图,已知△ABC中,∠B=90°,AB=16cm,BC=12cm,P、Q是△ABC边上的两个动点,其中点P从点A开始沿A→B方向运动,且速度为每秒1cm,点Q从点B开始沿B→C→A方向运动,且速度为每秒2cm,它们同时出发,设出发的时间为t秒.
(1)出发2秒后,求PQ的长;
(2)当点Q在边BC上运动时,出发几秒钟后,△PQB能形成等腰三角形?
(3)当点Q在边CA上运动时,求能使△BCQ成为等腰三角形的运动时间.
14.1.1
直角三角形三边的关系答案
基础巩固:
1.
a2+b2=c2,斜边.
2.
20.
解析:由勾股定理得,AB2=AC2+BC2,即AB2=122+162=400,
∴AB=20.
3.144.
解析:由勾股定理知,S1+S3=S2,∴S3=S2-S1=225-81=144.
4.
8.
解析:∵AB=AC,AD⊥BC,BC=12,∴BD=DC=BC=6.
在Rt△ABD中,∵AB=10,
BD=6,
∴AD==8.
答案:8
5.
C.
解析:在Rt△EBC中,∠B=90°,
EC=13,
BE=5,
由勾股定理,∴BC=12,
∴正方形ABCD的面积为144,
故选:C.
6.
C.
解析:把圆柱侧面展开,展开图如下图所示,点A、C的最短距离为线段AC的长.在Rt△ADC中,∠ADC=90°,CD=AB=3,AD为底面半圆弧长,AD=1.5π,
所以AC==,故选:C.
6题图
7题图
8题图
7.
B.
解析:如图所示,设AB=x,则GB2=x2+x2=2x2,
∴BC2=2x2+2x2=4x2,又BC>0,∴BC=2x,
又∵AC=6,所以x+2x=6,即x=2,
∴GB=2,S2=(2)2=8;
又CD=DH=DE,CE=6,
∴DE=3,
∴S1=32=9,∴S1+S2=9+8=17.
8.
B.
解析:选B.作AB⊥BC于点B,连结AC,如图,
根据题意可得:BC=10-4=6(m),
AB=8m,∴AC===10(m).
9.
A.
解析:在Rt△ABC中,由勾股定理,AB=3,
在Rt△AB′C中,
由勾股定理,B′C2=AC2+B′A2,
=9+18=27,
∴B′C=3.
故选:A.
10.
解:由勾股定理得,木条长的平方=门高长的平方+门宽长的平方.即:32+42=25,
∴木条长为5(m).
11.解:由题意得,最大正方形E的面积是四个小正方形的面积之和,
即32+52+22+32=9+25+4+9=47.
∴最大正方形E的面积是47.
12.
解:(1)∠BAC=180°-60°-45°=75°.
(2)∵AD⊥BC,
∴△ADC是直角三角形,
∴AD2+DC2=AC2.
∵∠C=45°,∴∠DAC=45°,
∴AD=DC.
∵AC=2,
∴
AD=.
13.解:在Rt△ACD中,由勾股定理得,CD2=AC2-AD2=32-(2BD)2=9-4BD2,
在Rt△BCD中,由勾股定理得,CD2=BC2-BD2=22-BD2=4-BD2,
∴9-4BD2=4-BD2,
解得BD2=,
∴
BD=.
14.
解:∵AD∥BC,∴∠DBC=∠FDB,
由折叠得,∠DBC=∠DBE,∴∠FDB=∠FBD,∴BF=FD,
设AF=x,则BF=DF=8-x,
在Rt△ABF中,根据勾股定理得:42+x2=(8-x)2,
解得x=3,∴DF=8-3=5.
∴DF的长为5.
15.
解:过D作DE⊥AB,垂足为E,
如图,
∵∠1=∠2,∴CD=DE=15,
在Rt△BDE中,BE===20,
∵CD=DE,AD=AD,∴Rt△ACD≌Rt△AED,
∴在Rt△ABC中,
AB2=AC2+BC2,即(AC+20)2=AC2+(15+25)2,
解得AC=30.
15题图
16.解:如图,设梯子长xm,
在Rt△ABC中,x2=+25,解得x==5.3025≈5.3(m).
答:梯子大约有5.3m长.
17.证明:∵MN⊥AB于N,由勾股定理得,
∴BN2=BM2﹣MN2,AN2=AM2﹣MN2
∴BN2﹣AN2=BM2﹣AM2,
又∵∠C=90°,∴AM2=AC2+CM2
∴BN2﹣AN2=BM2﹣AC2﹣CM2,
又∵BM=CM,∴BN2﹣AN2=﹣AC2,
即AN2﹣BN2=AC2.
18.解:(1)设DE长为xcm,则AE=(9-x)cm,BE=xcm,
那么在Rt△ABE中,∠A=90°,∴x2-(9-x)2=32,
故(x+9-x)(x-9+x)=9,即2x=10,那么x=5,即DE长为5cm,
(2)连BD即BD与EF互相垂直平分,即可求得:EF2=12cm2,
∴以EF为边的正方形面积为144cm2.
19.解:如图,若设AE=x,则BE=25-x.
∵DA⊥AB于A,在Rt△ADE中,
AD2+AE2=DE2,
∵CB⊥AB于B,在Rt△ECB中,EB2+BC2=CE2,
∵DE=CE所以DE2=CE2,∴AD2+AE2=EB2+BC2
∴
152+x2=(25-x)2+102,
∴
x=10.
答:E站应建在距A站10
km处.
19题图
强化提高:
1.
(20+4)或(40+16)或(40+8).
解析:(1)当20是等腰三角形的底边时,
如图1,
根据面积求得底边上的高AD是16,再根据等腰三角形的三线合一知,底边上的高也是底边上的中线,即底边的一半BD=10,根据勾股定理即可求得其腰长AB===2,此时三角形的周长是(20+4)m.
图1
图2
图3
(2)当20是腰时,由于高可以在三角形的内部,也可在三角形的外部,又应分两种情况.根据面积求得腰上的高是16;
①当高在三角形的外部时,如图2,
在Rt△ADC中,AD==12,从而可得BD=32,
进一步根据勾股定理求得其底边BC===16,此时三角形的周长是(40+16)m;
②当高在三角形的内部时,如图3,根据勾股定理求得AD==12,,BD=AB-AD=8,在Rt△CDB中,BC===8,
此时三角形的周长是(40+8)m.
答案:(20+4)或(40+16)或(40+8)
2.
解:若不是直角三角形,勾股定理不成立.
①当三角形是锐角三角形时,如图(2),
证明:作AD⊥BC,垂足是D,设CD的长为x,
根据勾股定理得:b2-x2=AD2=c2-(a-x)2,
整理得:a2+b2=c2+2ax.∵2ax>0,∴a2+b2>c2.
②当三角形为钝角三角形时,如图(3),
证明:过A点作BC的垂线交BC延长线于D点,
设CD的长为y,在直角三角形ABD中,
AD2=c2-(a+y)2
,在Rt△ADC中,AD2=b2-y2,∴b2-y2=c2-(a+y)2,
整理得:a2+b2=c2-2ay.∵2ay>0,∴a2+b2∴①在锐角三角形中,a2+b2>c2.②在钝角三角形中,a2+b23.解:(1)∵BQ=2×2=4(cm),BP=AB﹣AP=16﹣2×1=14(cm
),
∠B=90°,∴PQ===(cm);
(2)BQ=2t,BP=16﹣t,根据题意得:2t=16﹣t,解得:t=,
即出发秒钟后,△PQB能形成等腰三角形;
(3)①当CQ=BQ时,如图1所示,则∠C=∠CBQ,
∵∠ABC=90°,∴∠CBQ+∠ABQ=90°.∠A+∠C=90°,
∴∠A=∠ABQ,∴BQ=AQ,∴CQ=AQ=10,∴BC+CQ=22,
∴t=22÷2=11秒.
②当CQ=BC时,如图2所示,
则BC+CQ=24,∴t=24÷2=12秒.
③当BC=BQ时,如图3所示,
过B点作BE⊥AC于点E,则BE==,
∴CE=,
∴CQ=2CE=14.4,∴BC+CQ=26.4,
∴t=26.4÷2=13.2秒.
综上所述:当t为11秒或12秒或13.2秒时,△BCQ为等腰三角形.