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勾股定理学习指要

2008-11-11南秀全

关键词:油罐直角负数

南秀全

1. 勾股定理可用于求直角三角形的某一边长.

2. 应学会构造(或寻找)直角三角形,运用勾股定理解决实际问题.如抓住立体图形与平面图形的关系,将立体图形展开成平面图形,进而构造直角三角形,运用勾股定理解决问题.

3. 构造三角形(或寻找三角形),运用勾股定理的逆定理判断某角是否为直角.

例1如图1,某机器零件呈四边形ABCD的形状,要求∠B = ∠D = 90°,AB = BC = 5,CD = 1.现测得∠B = 90°,AB = BC = 5,CD = 1,DA = 7.那么,这个零件合格吗?

分析: 连接AC,由勾股定理可求得AC2,再看CD2 + DA2是否与AC2相等.若相等,则∠D = 90°,零件合格;若不相等,则∠D ≠ 90°,零件不合格.

解:略.

说明:当题目中已知条件比较分散时,应通过构造或寻找全等三角形、等腰三角形、直角三角形等,将分散的条件集中,以利于解决问题.

例2如图2 ,铁路上A、B两站(视为直线上两点)相距25 km,C、D为两村庄(视为两个点),DA⊥AB于A,CB⊥AB于B.已知DA = 15 km,CB = 10 km.现要在铁路上A、B之间建一个土特产品收购站E,使C、D两村到E的距离相等.那么,E应建在何处?请给出你的设计方案和理由.

分析: E应建在何处,可由E到A的距离及E在A、B之间来确定.由于要求DE = CE,故可通过设未知数,由等量关系建立方程来解决.

解:设E建成后,AE = x km,则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.

从而,E应建在A、B之间距A站10 km处.

说明:如果使E到C、D两村的距离之和最小,该如何确定这个最小值呢?请思考一下这个相关的问题.

例3如图3 ,一圆柱形油罐,要从A点环绕油罐建梯子,正好建到A点正上方的B点处.请你算一算梯子最短需多长.(已知油罐的底面周长是12 m,高AB是5 m)

分析:如图4 ,将油罐表面沿AB展开,展开后成长方形AA′B′B.在长方形AA′B′B中,AA′的长即是油罐的底面周长,A′B′的长即是油罐的高,故AA′=12 m,A′B′= 5 m.由于高与底面垂直,故∠A′= 90°,由勾股定理可求出AB′的长,即得所建梯子的最短长度.

解:略.

说明:解这类求最短长度或最短距离题的关键,是把立体图形的侧面展开(经常会遇到是正方体或长方体的情况).同学们可考虑一个类似的问题,即当B点在上底面的直径另一端点处时(如图5),梯子最短需多长.

例4将两块三角板ABC和DBE按图6所示放置,其中∠C =∠EDB = 90°, ∠A = 45°,∠E = 30°,AB = DE = 6.求重叠部分四边形DBCF的面积.

解:在Rt△DBE中,∠EDB = 90°,∠E = 30°,DE = 6.

设DB = x,则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四边形DBCF = S△ABC - S△ADF = 9 - (24 - 12 ) = 12- 15.

说明:在直角三角形中,如果知道一个角是特殊角(如45°,60°,30°),且知道一边的长,则由勾股定理一定可以求得另两边的长,也能求出斜边上的高h利用 ab =hc,a、b为直角边长,c为斜边长.

例5已知△ABC的三边长分别为a、b、c,且a2 + b2 + c2 + 338 = 10a + 24b + 26c,则△ABC是直角三角形吗?如果是,指出它的哪一个角是直角;如果不是,说明理由.

分析: 由于二次项都只含有一个字母,故考虑配方变形,有(a2 - 10a + 25) + (b2 - 24b + 144) + (c2 - 26c + 169) = 0.然后利用非负数的性质得出a、b、c的值,再由勾股定理的逆定理判断△ABC的形状.

解:略.

说明:若一个等式中含有多个字母,且最高次数为二次,一般考虑配方,化成一边是整式,一边是0,转化成几个非负数的和等于0的形式,再由非负数的性质求出各字母的值.在直角三角形中,最大边(即斜边)所对的角是直角.

例6为了美化环境,某小区用30 m2的草皮铺设一块一边长为10 m的等腰三角形绿地.请你求出这块等腰三角形绿地另两边的长.

解:分三种情况计算.不妨设三角形绿地为△ABC,AB = 10 m.过点C作CD⊥AB,垂足为D.则S△ABC =AB·CD = 30(m2),解得CD = 6 m.

(1)当AB为底边时,AD = BD = 5 m,如图7.

AC = BC = =(m).

(2)当AB为腰且三角形为锐角三角形时(如图8),AC = AB = 10 m.

AD = = 8(m),BD = 10 - 8 = 2(m).

BC = = 2 (m).

(3)当AB为腰且三角形为钝角三角形时(如图9).

BC = AB = 10 m,BD = = 8(m).

AC = = 6 (m).

说明:解答本题要注意分类讨论思想的应用,避免出现漏解.对于没有具体给出图形的题目,一定要考虑各种可能的情况(是锐角三角形还是钝角三角形?高在形外还是形内?等等).有时,并不仅有两种情况.L

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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