陳德前
勾股定理是初中數(shù)學(xué)中的一個(gè)重要定理,靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法與勾股定理可使解題準(zhǔn)確、迅速。
一、 分類思想
例1若直角三角形的三邊長(zhǎng)分別為2、4、x,則x的可能值為()。
A. 1個(gè) B. 2個(gè) C. 3個(gè)D. 4個(gè)
解析本題沒有說明4和x哪一個(gè)是斜邊,故應(yīng)分兩種情況討論:若4為斜邊,則x為直角邊,由勾股定理可得一值;若x為斜邊,由勾股定理可得另一值。因此x的值有兩個(gè),答案選B。
二、 方程思想
例2在Rt△ABC中,兩直角邊之比為3∶4,斜邊為30cm,求此直角三角形斜邊上的高。
解析已知兩直角邊之比為3:4,可設(shè)兩直角邊為3x和4x,利用勾股定理建立方程求出x的值,再求斜邊上的高就容易了。
設(shè)兩直角邊為3x和4x,利用勾股定理可得方程:(3x)2+(4x)2=302,求出x的正值為x=6。所以兩直角邊三、 數(shù)形結(jié)合思想
例3 如圖1(1)是用硬紙板做成的兩個(gè)全等的直角三角形,兩直角邊的邊長(zhǎng)分別為a和b,斜邊長(zhǎng)為c。圖1(2)是以c為直角邊的等腰直角三角形。請(qǐng)你開動(dòng)腦筋,將它們拼成一個(gè)能證明勾股定理的圖形。請(qǐng)解答以下問題。
(1) 畫出拼成的這個(gè)圖形的示意圖,寫出它是什么圖形;
(2)用這個(gè)圖形證明勾股定理;
(3)假設(shè)圖1(1)中的直角三角形有若干個(gè),你能運(yùn)用圖1(1)中所給的直角三角形拼出另一種能證明勾股定理的圖形嗎?請(qǐng)畫出拼圖后的示意圖(無需證明)。
解析本題考查運(yùn)用圖形來說明代數(shù)等式(勾股定理)的能力,是數(shù)形結(jié)合思想的典型體現(xiàn)。
a2+b2=c2;(3)能拼出證明勾股定理的圖形,如圖3。
四、 轉(zhuǎn)化思想
例4△ABC中,BC=a,AC=b,AB=c。若∠C=90°,如圖4(1),根據(jù)勾股定理,則a2+b2=c2。若△ABC不是直角三角形,如圖4(2)和圖4(3),請(qǐng)你類比勾股定理,試猜想a2+b2與c2的關(guān)系,并證明你的結(jié)論。
解析可以作三角形的高,將斜三角形轉(zhuǎn)化為直角三角形,再應(yīng)用勾股定理來說明。
若△ABC是銳角三角形,則有a2+b2>c2;若△ABC是鈍角三角形,∠C為鈍角,則有a2+b2 當(dāng)△ABC是銳角三角形時(shí),證明如下: 過點(diǎn)A作AD⊥BC,垂足為D,如圖5所示,設(shè)CD為x,則有BD=a-x。 根據(jù)勾股定理,得b2-x2=AD2=c2-(a-x)2,即b2-x2=c2-a2+2ax-x2, ∴a2+b2=c2+2ax?!遖>0,x>0,∴2ax>0。則a2+b2>c2。 當(dāng)△ABC是鈍角三角形時(shí),證明如下: 過B作BD⊥AC,交AC的延長(zhǎng)線于D,如圖6,設(shè)CD為x,則有BD2=a2-x2。 根據(jù)勾股定理,得(b+x)2+a2-x2=c2,即a2+b2+2bx=c2。 ∵b>0,x>0,∴2bx>0,∴a2+b2