南秀全
1. 勾股定理可用于求直角三角形的某一邊長.
2. 應(yīng)學(xué)會構(gòu)造(或?qū)ふ遥┲苯侨切?,運(yùn)用勾股定理解決實(shí)際問題.如抓住立體圖形與平面圖形的關(guān)系,將立體圖形展開成平面圖形,進(jìn)而構(gòu)造直角三角形,運(yùn)用勾股定理解決問題.
3. 構(gòu)造三角形(或?qū)ふ胰切危\(yùn)用勾股定理的逆定理判斷某角是否為直角.
例1如圖1,某機(jī)器零件呈四邊形ABCD的形狀,要求∠B = ∠D = 90°,AB = BC = 5,CD = 1.現(xiàn)測得∠B = 90°,AB = BC = 5,CD = 1,DA = 7.那么,這個零件合格嗎?
分析: 連接AC,由勾股定理可求得AC2,再看CD2 + DA2是否與AC2相等.若相等,則∠D = 90°,零件合格;若不相等,則∠D ≠ 90°,零件不合格.
解:略.
說明:當(dāng)題目中已知條件比較分散時,應(yīng)通過構(gòu)造或?qū)ふ胰热切巍⒌妊切?、直角三角形等,將分散的條件集中,以利于解決問題.
例2如圖2 ,鐵路上A、B兩站(視為直線上兩點(diǎn))相距25 km,C、D為兩村莊(視為兩個點(diǎn)),DA⊥AB于A,CB⊥AB于B.已知DA = 15 km,CB = 10 km.現(xiàn)要在鐵路上A、B之間建一個土特產(chǎn)品收購站E,使C、D兩村到E的距離相等.那么,E應(yīng)建在何處?請給出你的設(shè)計(jì)方案和理由.
分析: E應(yīng)建在何處,可由E到A的距離及E在A、B之間來確定.由于要求DE = CE,故可通過設(shè)未知數(shù),由等量關(guān)系建立方程來解決.
解:設(shè)E建成后,AE = x km,則BE = (25 - x) km.
由勾股定理可得DE2 = AD2 + AE2 = 152 + x2,CE2 = BC2 + BE2 = 102 +(25 - x)2.
∴152 + x2 = 102 + (25 - x)2.解得x =10.
從而,E應(yīng)建在A、B之間距A站10 km處.
說明:如果使E到C、D兩村的距離之和最小,該如何確定這個最小值呢?請思考一下這個相關(guān)的問題.
例3如圖3 ,一圓柱形油罐,要從A點(diǎn)環(huán)繞油罐建梯子,正好建到A點(diǎn)正上方的B點(diǎn)處.請你算一算梯子最短需多長.(已知油罐的底面周長是12 m,高AB是5 m)
分析:如圖4 ,將油罐表面沿AB展開,展開后成長方形AA′B′B.在長方形AA′B′B中,AA′的長即是油罐的底面周長,A′B′的長即是油罐的高,故AA′=12 m,A′B′= 5 m.由于高與底面垂直,故∠A′= 90°,由勾股定理可求出AB′的長,即得所建梯子的最短長度.
解:略.
說明:解這類求最短長度或最短距離題的關(guān)鍵,是把立體圖形的側(cè)面展開(經(jīng)常會遇到是正方體或長方體的情況).同學(xué)們可考慮一個類似的問題,即當(dāng)B點(diǎn)在上底面的直徑另一端點(diǎn)處時(如圖5),梯子最短需多長.
例4將兩塊三角板ABC和DBE按圖6所示放置,其中∠C =∠EDB = 90°, ∠A = 45°,∠E = 30°,AB = DE = 6.求重疊部分四邊形DBCF的面積.
解:在Rt△DBE中,∠EDB = 90°,∠E = 30°,DE = 6.
設(shè)DB = x,則BE = 2x,由勾股定理,得(2x)2 =x2 + 62,解得x = 2 .故AD = AB - DB = 6 - 2 .
又∠A = 45°,故∠AFD = 45°,得FD = AD.
∴S△ADF =AD2 = × (6 - 2 )2=24 - 12 .
在等腰Rt△ABC中,AB = 6,故S △ABC =· AB·AB = 9.
∴S四邊形DBCF = S△ABC - S△ADF = 9 - (24 - 12 ) = 12- 15.
說明:在直角三角形中,如果知道一個角是特殊角(如45°,60°,30°),且知道一邊的長,則由勾股定理一定可以求得另兩邊的長,也能求出斜邊上的高h(yuǎn)利用 ab =hc,a、b為直角邊長,c為斜邊長.
例5已知△ABC的三邊長分別為a、b、c,且a2 + b2 + c2 + 338 = 10a + 24b + 26c,則△ABC是直角三角形嗎?如果是,指出它的哪一個角是直角;如果不是,說明理由.
分析: 由于二次項(xiàng)都只含有一個字母,故考慮配方變形,有(a2 - 10a + 25) + (b2 - 24b + 144) + (c2 - 26c + 169) = 0.然后利用非負(fù)數(shù)的性質(zhì)得出a、b、c的值,再由勾股定理的逆定理判斷△ABC的形狀.
解:略.
說明:若一個等式中含有多個字母,且最高次數(shù)為二次,一般考慮配方,化成一邊是整式,一邊是0,轉(zhuǎn)化成幾個非負(fù)數(shù)的和等于0的形式,再由非負(fù)數(shù)的性質(zhì)求出各字母的值.在直角三角形中,最大邊(即斜邊)所對的角是直角.
例6為了美化環(huán)境,某小區(qū)用30 m2的草皮鋪設(shè)一塊一邊長為10 m的等腰三角形綠地.請你求出這塊等腰三角形綠地另兩邊的長.
解:分三種情況計(jì)算.不妨設(shè)三角形綠地為△ABC,AB = 10 m.過點(diǎn)C作CD⊥AB,垂足為D.則S△ABC =AB·CD = 30(m2),解得CD = 6 m.
(1)當(dāng)AB為底邊時,AD = BD = 5 m,如圖7.
AC = BC = =(m).
(2)當(dāng)AB為腰且三角形為銳角三角形時(如圖8),AC = AB = 10 m.
AD = = 8(m),BD = 10 - 8 = 2(m).
BC = = 2 (m).
(3)當(dāng)AB為腰且三角形為鈍角三角形時(如圖9).
BC = AB = 10 m,BD = = 8(m).
AC = = 6 (m).
說明:解答本題要注意分類討論思想的應(yīng)用,避免出現(xiàn)漏解.對于沒有具體給出圖形的題目,一定要考慮各種可能的情況(是銳角三角形還是鈍角三角形?高在形外還是形內(nèi)?等等).有時,并不僅有兩種情況.L
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文