第十七章 勾股定理
17.1 勾股定理
第1课时 勾股定理
1.如图是历史上对勾股定理的一种证法采用的图形,用四个全等的直角三角形可以围成一个大正方形,中间空白的部分是一个小正方形.求中间空白小正方形的面积,不难发现:
方法①:小正方形的面积= ;
方法②:小正方形的面积= ;
由方法①②,可以得到a,b,c的关系为: .
2.在直角三角形中,若勾为3,股为4,则弦为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
3.已知直角三角形中30°角所对的直角边的长是2 cm,则另一条直角边的长是( )
A.4 cm B.4 cm C.6 cm D.6 cm
4.如图,点E在正方形ABCD的边AB上,若EB=1,EC=2,则正方形ABCD的面积为 .
5.在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=9,BC=12,则点C到AB的距离是 .
6.如图,在△ABC中,∠ABC=90°,分别以BC,AB,AC为边向外作正方形,面积分别记为S1,S2,S3.若S2=4,S3=6,则S1= .
7.在△ABC中,∠C=90°,AB=c,BC=a,AC=b.
(1)a=7,b=24,求c;
(2)a=4,c=7,求b.
8.如图,在△ABC中,AB=13,AC=20,AD=12,且AD⊥BC,垂足为D,求BC的长.
9.已知直角三角形的两边的长分别是3和4,则第三边长为 .
10.如图,点E在正方形ABCD内,满足∠AEB=90°,AE=6,BE=8,则阴影部分的面积是( )
A.48 B.60 C.76 D.80
11.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.
12.如图,分别以Rt△ABC的三边为边长向外作等边三角形.若AB=4,则三个等边三角形的面积之和是( )
A.8 B.6 C.18 D.12
13.在Rt△ABC中,∠C=90°,若AB-AC=2,BC=8,则AB的长是 .
14.我国三国时期数学家赵爽为了证明勾股定理,创造了一幅“弦图”,后人称其为“赵爽弦图”,如图1所示.在图2中,若正方形ABCD的边长为14,正方形IJKL的边长为2,且IJ∥AB,则正方形EFGH的边长为 .
15.如图,在△ABC中,∠C=90°,D是AC中点.求证:AB2+3BC2=4BD2.
16.勾股定理神秘而美妙,它的证法多样,其巧妙各有不同,其中的“面积法”给了小聪以灵感.他惊喜地发现:当两个全等的直角三角形如图1或图2摆放时,都可以用“面积法”来证明.下面是小聪利用图1证明勾股定理的过程:将两个全等的直角三角形按图1所示摆放,其中∠DAB=90°,求证:a2+b2=c2.
图1 图2
证明:连接DB,DC,过点D作BC边上的高DF,DF=EC=b-a.
∵S四边形ADCB=S△ACD+S△ABC=b2+ab,
又∵S四边形ADCB=S△ADB+S△DCB=c2+a(b-a),
∴b2+ab=c2+a(b-a).
∴a2+b2=c2.
请参照上述证法,利用图2完成下面的证明.
将两个全等的直角三角形按图2所示摆放,其中∠DAB=90°.求证:a2+b2=c2.
第2课时 勾股定理的应用
1.如图,一艘巡逻船由A港沿北偏西60°方向航行5海里至B港,然后再沿北偏东30°方向航行4海里至C港,则A,C两港相距( )
A.4海里 B.海里 C.3海里 D.5海里
2.如图,厂房屋顶人字形钢架的跨度BC=12米,AB=AC=6.5米,则中柱AD(D为底边BC的中点)的长是( )
A.6米 B.5米 C.3米 D.2.5米
3.如图所示,一场暴雨过后,垂直于地面的一棵树在距地面5 m处折断,树尖B恰好碰到地面,经测量AB=12 m,则树高为( )
A.13 m B.17 m C.18 m D.22 m
4.如图,学校有一块长方形花圃,有极少数人为了避开拐角走“捷径”,在花圃内走出了一条“路”.他们仅仅少走了4米路,却踩伤了花草.
5.如图,有两棵树,一棵高10 m,另一棵高4 m,两树相距8 m,一只鸟从一棵树的树梢飞到另一棵树的树梢,问小鸟至少飞行 m.
6.《九章算术》“勾股”章有一题:“今有户高多于广六尺,两隅相去适一丈,问户高、广各几何?”大意是说:已知长方形门的高比宽多6尺,门的对角线长1丈,那么门的高和宽各是多少?(1丈=10尺),如果设门的宽为x尺,那么这个门的高为(x+6)尺,根据题意得方程: .
7.如图,某人欲垂直横渡一条河,由于水流的影响,他实际上岸地点C偏离了想要达到的B点140米(即BC=140米),结果他在水中实际游了500米(即AC=500米),求该河AB处的宽度.
8.如图,滑竿在机械槽内运动,∠ACB为直角,已知滑竿AB长2.5 m,顶点A在AC上滑动,量得滑竿下端B距C点的距离为1.5 m,当端点B向右移动0.5 m时,滑竿顶端A下滑 m.
9.为了推广城市绿色出行,南沙区交委准备在蕉门河沿岸东西走向AB路段建设一个共享单车停放点,该路段附近有两个广场C和D,如图所示,CA⊥AB,DB⊥AB,垂足分别为点A,B.AB=3 km,CA=2 km,DB=1.6 km,试问这个单车停放点E应建在距点A多少千米处,才能使它到两广场的距离相等?
10.如图,小明想知道学校旗杆的高度,他发现旗杆上的绳子垂到地面还多1 m,当他把绳子的下端拉开5 m后,发现下端刚好接触地面,则旗杆的高是( )
A.8 m B.10 m C.12 m D.14 m
11.如图,小巷左右两侧是竖直的墙,一架梯子斜靠在左墙时,梯子底端到左墙角的距离为0.7 m,顶端距离地面2.4 m.如果保持梯子底端位置不动,将梯子斜靠在右墙时,顶端距离地面2 m,那么小巷的宽度为( )
A.0.7 m B.1.5 m C.2.2 m D.2.4 m
12.如图为某楼梯,测得楼梯的长为5 m,高3 m,计划在楼梯表面铺地毯,则地毯的长度至少为( )
A.4 m B.8 m C.9 m D.7 m
13.如图,小李准备建一个蔬菜大棚,棚宽4 m,高3 m,长20 m,棚的斜面用塑料薄膜遮盖,不计墙的厚度,则阳光透过的最大面积为 m2.
14.如图,长为8 cm的橡皮筋放置在x轴上,固定两端A和B,然后把中点C向上拉升3 cm到点D,则橡皮筋被拉长了 cm.
15.无盖圆柱形杯子的展开图如图所示.将一根长为20 cm的细木筷斜放在该杯子内,木筷露在杯子外面的部分至少有 cm.
16.超速行驶是引发交通事故的主要原因.上周末,小鹏等三位同学在滨海大道红树林路段,尝试用自己所学的知识检测车速,观测点设在到公路l的距离为100 m的P处.这时,一辆轿车由西向东匀速驶来,测得此车从A处行驶到B处所用的时间为3 s,并测得∠APO=60°,∠BPO=45°,试判断此车是否超过了80 km/h的限制速度?
17.如图,距沿海某城市A正南220千米的B处,有一台风中心,其最大风力为12级,每远离台风中心20千米,风力就减弱1级,该中心正以每小时15千米的速度沿北偏东30°的BC方向移动,且风力不变.若城市A所受风力达到或超过4级,则称为受台风影响.
(1)A城市是否会受台风影响?为什么?
(2)若会,将持续多长时间?
(3)该城市受台风影响的最大风力为几级?
第3课时 利用勾股定理作图
1.如图所示,以数轴的单位长线段为边作一个正方形,以数轴上表示数1的点为圆心,正方形对角线长为半径画弧,交数轴正半轴于点A,则点A表示的数是( )
A.1 B.2.41 C. D.1+
2.小明学了利用勾股定理在数轴上找一个无理数的准确位置后,又进一步进行练习:首先画出数轴,设原点为点O,在数轴上的2个单位长度的位置找一个点A,然后过点A作AB⊥OA,且AB=3.以点O为圆心,OB为半径作弧,设与数轴右侧交点为P,则点P的位置在数轴上( )
37350700A.1和2之间
B.2和3之间
C.3和4之间
D.4和5之间
3.在数轴上作出表示的点(保留作图痕迹,不写作法).
4.如图,在边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中,点A,B都是格点,则线段AB的长度为( )
A.5 B.6 C.7 D.25
5.如图,图中小正方形的边长为1,△ABC的周长为( )
A.16 B.12+4 C.7+7 D.5+11
6.利用如图4×4的方格,作出面积为8平方单位的正方形,然后在数轴上表示实数和-.
7.若等边△ABC的边长为2 cm,则△ABC的面积为( )
A. cm2 B.2 cm2 C.3 cm2 D.4 cm2
8.如图,等边△OAB的边长为2,则点B的坐标为( )
A.(1,1) B.(1,) C.(,1) D.(,)
9.如图,在2×2的正方形网格中,每个小正方形边长为1,点A,B,C均为格点,以点A为圆心,AB长为半径作弧,交格线于点D,则CD的长为( )
A. B. C. D.2-
10.将一副三角尺按如图所示叠放在一起,若AB=12 cm,则AF= cm.
11.如图,在△ABC中,AB=AC=13 cm,BC=10 cm,求BC边上的高.
12.如图,在5×5的正方形网格中(每个小正方形的边长为1个单位长度),格点上有A,B,C,D,E五个点,若要求连接两个点所成线段的长度大于3且小于4,则可以连接( )
A.AE B.AB C.AD D.BE
13.如图,在3×3的网格中,每个小正方形的边长均为1,点A,B,C都在格点上.若BD是△ABC的高,则BD的长为( )
A. B. C. D.
14.在如图的正方形网格中,每个小正方形的边长为1.
(1)请在图中画一个边长为的正方形;
(2)这个正方形的面积为 .
15.如图,△ABC和△DCE都是边长为4的等边三角形,点B,C,E在同一条直线上,连接BD,求BD的长.
16.仔细观察图形,认真分析下列各式,然后解答问题.
OA=()2+1=2,S1=;
OA=()2+1=3,S2=;
OA=()2+1=4,S3=;
…
(1)请用含有n(n是正整数)的等式表示上述变化规律;
(2)推算出OA10的长;
(3)求出S+S+S+…+S的值.
参考答案:
第十七章 勾股定理
17.1 勾股定理
第1课时 勾股定理
1.方法①:小正方形的面积=c2-4×ab=c2-2ab;
方法②:小正方形的面积=(b-a)2=b2-2ab+a2;
由方法①②,可以得到a,b,c的关系为:a2+b2=c2.
2.A
3.C
4.3.
5..
6.2.
7.解:(1)∵∠C=90°,∴△ABC是直角三角形.
∴a2+b2=c2.∴72+242=c2.
∴c2=49+576=625.
∴c=25.
(2)∵∠C=90 °,∴△ABC是直角三角形.
∴a2+b2=c2.
∴42+b2=72.
∴b2=72-42=49-16=33.
∴b=.
8.解:∵AB=13,AC=20,
AD=12,AD⊥BC,
∴Rt△ABD中,
BD===5,
Rt△ACD中,CD===16.
∴BC=BD+CD=5+16=21.
9.5或.
10.C
11.A
12.A
13.17.
14.10.
15.证明:在Rt△BDC中,根据勾股定理,得BD2=CD2+BC2.
∴CD2=BD2-BC2.
在Rt△ABC中,根据勾股定理,得
AC2+BC2=AB2.
∵D是AC的中点,∴AC=2CD.
∴4CD2+BC2=AB2.∴CD2=.
∴BD2-BC2=.
∴AB2+3BC2=4BD2.
16.证明:连接DB,过点B作DE边上的高BF,BF=b-a.
∵S五边形ACBED=S梯形ACBE+S△AED
=(a+b)b+ab,
又∵S五边形ACBED=S△ACB+S△ADB+S△BED
=ab+c2+a(b-a),
∴(a+b)b+ab=ab+c2+a(b-a).
∴a2+b2=c2.
第2课时 勾股定理的应用
1.如图,一艘巡逻船由A港沿北偏西60°方向航行5海里至B港,然后再沿北偏东30°方向航行4海里至C港,则A,C两港相距( B )
A.4海里 B.海里 C.3海里 D.5海里
2.如图,厂房屋顶人字形钢架的跨度BC=12米,AB=AC=6.5米,则中柱AD(D为底边BC的中点)的长是( D )
A.6米 B.5米 C.3米 D.2.5米
3.如图所示,一场暴雨过后,垂直于地面的一棵树在距地面5 m处折断,树尖B恰好碰到地面,经测量AB=12 m,则树高为( C )
A.13 m B.17 m C.18 m D.22 m
4.如图,学校有一块长方形花圃,有极少数人为了避开拐角走“捷径”,在花圃内走出了一条“路”.他们仅仅少走了4米路,却踩伤了花草.
5.如图,有两棵树,一棵高10 m,另一棵高4 m,两树相距8 m,一只鸟从一棵树的树梢飞到另一棵树的树梢,问小鸟至少飞行10m.
6.《九章算术》“勾股”章有一题:“今有户高多于广六尺,两隅相去适一丈,问户高、广各几何?”大意是说:已知长方形门的高比宽多6尺,门的对角线长1丈,那么门的高和宽各是多少?(1丈=10尺),如果设门的宽为x尺,那么这个门的高为(x+6)尺,根据题意得方程:x2+6x-32=0.
7.如图,某人欲垂直横渡一条河,由于水流的影响,他实际上岸地点C偏离了想要达到的B点140米(即BC=140米),结果他在水中实际游了500米(即AC=500米),求该河AB处的宽度.
解:在Rt△ABC中,AB2+BC2=AC2,即AB2+1402=5002,解得AB=480.
答:该河AB处的宽度为480米.
8.如图,滑竿在机械槽内运动,∠ACB为直角,已知滑竿AB长2.5 m,顶点A在AC上滑动,量得滑竿下端B距C点的距离为1.5 m,当端点B向右移动0.5 m时,滑竿顶端A下滑0.5m.
9.为了推广城市绿色出行,南沙区交委准备在蕉门河沿岸东西走向AB路段建设一个共享单车停放点,该路段附近有两个广场C和D,如图所示,CA⊥AB,DB⊥AB,垂足分别为点A,B.AB=3 km,CA=2 km,DB=1.6 km,试问这个单车停放点E应建在距点A多少千米处,才能使它到两广场的距离相等?
解:设AE=x km时,单车停放点E到两广场的距离相等.
则BE=(3-x)km.
在Rt△ACE中,根据勾股定理,得
AC2+AE2=CE2;
在Rt△BDE中,根据勾股定理,得
BE2+BD2=DE2.
∵CE=DE,∴AC2+AE2=BE2+BD2,
即22+x2=(3-x)2+1.62.
解得x=1.26.
∴这个单车停放点E应建在距点A1.26 km处,才能使它到两广场的距离相等.
10.如图,小明想知道学校旗杆的高度,他发现旗杆上的绳子垂到地面还多1 m,当他把绳子的下端拉开5 m后,发现下端刚好接触地面,则旗杆的高是( C )
A.8 m B.10 m C.12 m D.14 m
11.如图,小巷左右两侧是竖直的墙,一架梯子斜靠在左墙时,梯子底端到左墙角的距离为0.7 m,顶端距离地面2.4 m.如果保持梯子底端位置不动,将梯子斜靠在右墙时,顶端距离地面2 m,那么小巷的宽度为( C )
A.0.7 m B.1.5 m C.2.2 m D.2.4 m
12.如图为某楼梯,测得楼梯的长为5 m,高3 m,计划在楼梯表面铺地毯,则地毯的长度至少为( D )
A.4 m B.8 m C.9 m D.7 m
13.如图,小李准备建一个蔬菜大棚,棚宽4 m,高3 m,长20 m,棚的斜面用塑料薄膜遮盖,不计墙的厚度,则阳光透过的最大面积为100m2.
14.如图,长为8 cm的橡皮筋放置在x轴上,固定两端A和B,然后把中点C向上拉升3 cm到点D,则橡皮筋被拉长了2cm.
15.(2019·南京)无盖圆柱形杯子的展开图如图所示.将一根长为20 cm的细木筷斜放在该杯子内,木筷露在杯子外面的部分至少有5cm.
16.超速行驶是引发交通事故的主要原因.上周末,小鹏等三位同学在滨海大道红树林路段,尝试用自己所学的知识检测车速,观测点设在到公路l的距离为100 m的P处.这时,一辆轿车由西向东匀速驶来,测得此车从A处行驶到B处所用的时间为3 s,并测得∠APO=60°,∠BPO=45°,试判断此车是否超过了80 km/h的限制速度?
解:在Rt△APO中,∠APO=60°,则∠PAO=30°.
∴AP=2OP=200 m,
AO===100(m).
在Rt△BOP中,∠BPO=45°,则BO=OP=100 m.
∴AB=AO-BO=(100-100)m.
∴从A到B小车行驶的速度为(100-100)÷3≈24.4(m/s)=87.84 km/h>80 km/h.
∴此车超过80 km/h的限制速度.
17.如图,距沿海某城市A正南220千米的B处,有一台风中心,其最大风力为12级,每远离台风中心20千米,风力就减弱1级,该中心正以每小时15千米的速度沿北偏东30°的BC方向移动,且风力不变.若城市A所受风力达到或超过4级,则称为受台风影响.
(1)A城市是否会受台风影响?为什么?
(2)若会,将持续多长时间?
(3)该城市受台风影响的最大风力为几级?
解:(1)该城市会受到这次台风的影响.
理由:过A作AD⊥BC于D.在Rt△ABD中,
∵∠ABD=30°,AB=220,∴AD=AB=110.
∵城市受到的风力达到或超过四级,则称受台风影响,
∴受台风影响范围的半径为20×(12-4)=160(千米).
∵110<160,∴该城市会受到这次台风的影响.
(2)以A为圆心,160为半径作⊙A交BC于E,F,则AE=AF=160.
∴台风影响该市持续的路程:EF=2DE=2=60(千米).
∴台风影响该市的持续时间t=60÷15=4(小时).
(3)∵AD距台风中心最近,
∴该城市受到这次台风最大风力为12-(110÷20)=6.5(级).
第3课时 利用勾股定理作图
1.如图所示,以数轴的单位长线段为边作一个正方形,以数轴上表示数1的点为圆心,正方形对角线长为半径画弧,交数轴正半轴于点A,则点A表示的数是( D )
A.1 B.2.41 C. D.1+
2.小明学了利用勾股定理在数轴上找一个无理数的准确位置后,又进一步进行练习:首先画出数轴,设原点为点O,在数轴上的2个单位长度的位置找一个点A,然后过点A作AB⊥OA,且AB=3.以点O为圆心,OB为半径作弧,设与数轴右侧交点为P,则点P的位置在数轴上( C )
A.1和2之间
B.2和3之间
C.3和4之间
D.4和5之间
3.在数轴上作出表示的点(保留作图痕迹,不写作法).
解:如图所示.
4.如图,在边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中,点A,B都是格点,则线段AB的长度为(A)
A.5 B.6 C.7 D.25
5.如图,图中小正方形的边长为1,△ABC的周长为( B )
A.16 B.12+4 C.7+7 D.5+11
6.利用如图4×4的方格,作出面积为8平方单位的正方形,然后在数轴上表示实数和-.
解:如图所示:
7.若等边△ABC的边长为2 cm,则△ABC的面积为( A )
A. cm2 B.2 cm2 C.3 cm2 D.4 cm2
8.B
9.D
10.将一副三角尺按如图所示叠放在一起,若AB=12 cm,则AF=6cm.
11.如图,在△ABC中,AB=AC=13 cm,BC=10 cm,求BC边上的高.
解:过点A作AD⊥BC于点D.
∵AB=AC=13 cm,
∴BD=CD=BC=×10=5(cm).
∴AD==
=12(cm).
2.C
13.D
14.(2020·遵义汇川区模拟)在如图的正方形网格中,每个小正方形的边长为1.
(1)请在图中画一个边长为的正方形;
(2)这个正方形的面积为10.
解:如图所示.
15.如图,△ABC和△DCE都是边长为4的等边三角形,点B,C,E在同一条直线上,连接BD,求BD的长.
解:∵△ABC和△DCE都是边长为4的等边三角形,∴CB=CD.
∴∠BDC=∠DBC.
又∵∠BCD=180°-∠DCE=180°-60°=120°,
∴∠BDC=∠DBC=30°.
又∵∠CDE=60°,∴∠BDE=90°.
在Rt△BDE中,DE=4,BE=8,根据勾股定理,得
BD===4.
16.仔细观察图形,认真分析下列各式,然后解答问题.
OA=()2+1=2,S1=;
OA=()2+1=3,S2=;
OA=()2+1=4,S3=;
…
(1)请用含有n(n是正整数)的等式表示上述变化规律;
(2)推算出OA10的长;
(3)求出S+S+S+…+S的值.
解:(1)OA=()2+1=n,
Sn=(n为正整数).
(2)OA=()2+1=10,
∴OA10=.
(3)S+S+S+…+S
=()2+()2+()2+…+()2+()2
=+++…++
=
=
=.