勾股定理经典题目及答案
勾股定理
1.勾股定理是把形的特征(三角形中有一个角是直角),转化为数量关系(a2+b2=c2),不仅可以解决一些计算问题,而且通过数的计算或式的变形来证明一些几何问题,特别是证明线段间的一些复杂的等量关系. 在几何问题中为了使用勾股定理,常作高(或垂线段)等辅助线构造直角三角形.
2.勾股定理的逆定理是把数的特征(a2+b2=c2)转化为形的特征(三角形中的一个角是直角),可以有机地与式的恒等变形,求图形的面积,图形的旋转等知识结合起来,构成综合题,关键是挖掘“直角”这个隐含条件.
△ABC中∠C=Rt∠ a2+b2=c2
3.为了计算方便,要熟记几组勾股数:
①3、4、5;
②6、8、10;
③5、12、13;
④8、15、17;
⑤9、40、41.
典型例题分析
例1 在直线l上依次摆放着七个正方形(如图1所示),已知斜放置的三个正方形的面积分别是1,2,3,正放置的四个正方形的面积依次是S1、S2、S3、S4,则S1+S2+S3+S4=____
依据这个图形的基本结构,可设S1、S2、S3、S4的边长为a、b、c、d
则有a2+b2=1,c2+d2=3,S1=b2,S2=a2,S3=c2,S4=d2
S1+S2+S3+S4=b2+a2+c2+d2=1+3=4
例2 已知线段a,求作线段5a
分析一:5a=25a=2
2
a+
4a
∴5a是以2a和a为两条直角边的直角三角形的斜边。
分析二:5a=24
a-
92a
∴5a是以3a为斜边,以2a为直角边的直角三角形的另一条直角边。
作图(略)
例3 如图:(1)以Rt△ABC的三边长为边作三个等边三角形,则这三个等边△的面积,S1、S2、S3之间有何关系,说明理由。
(2)如图(2),以Rt△ABC的三边长为直径作三个半圆,则这三个半圆的面积S1,S2,S3之间有何关系?
(3)如果将图(2)中斜边上的半圆沿斜边翻折180°,成为图(3),请验证:“两个阴影部分的面积之和正好等于直角三角形的面积”(此阴影部分在数学史上称为“希波克拉底月牙)
分析:
(1)中S 1,S2,S3的表示均与直角三角形的边长有关。
所以根据勾股定理可得出S1,S2,S3的关系,S1+S2=S3(2)类似于(1):S1+S2=S3
(3)图中阴影部分的面积是S1+S2+S△
ABC-S3
∴S阴影=S△ABC
例4. 如图3,图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,若所有的正方形的面积之和为507cm2,试求最大的正方形的边长。
分析:此题显然与勾股定理的几何意义有关,即
S1+S2=S3,S5+S6=S4,S3+S4=S阴
所以S1+S2+S5+S6=S3+S4=S阴
从而有3S阴=507,即S阴=169(cm2)
∴最大的正方形的边长为13cm
例5 图(7)中,若大正方形EFGH的边长为1,将这个正方形的四个角剪掉,得到四边形ABCD,试问怎么剪才能使剩下的图形ABCD仍为正方形,且剩下图形的面积为原正方形面积的5/9
(3)设剪去的四个直角三角形的直角边长为a,b且a>b,
则
将正方形EFGH的边长三等分,使
顺次连结A、B、C、D,所得正方形ABCD的面积即为原正方形面积的,只要剪去△ABE,△BCF,△CDG,△DAH即可。
二、要学会用方程观点解题
例6. 已知:如图7,△ABC中,AB=3,
BC=4,∠B=90°,若将△ABC折叠,
使C点与A点重合,求折痕EF的
长。
分析:当解这样的问题时,由轴对称的概念,自然想到连AF。
由已知,可得,因此欲求EF,只要求AF的长。
设AF=x,则FC=x,BF=4-x
只要利用Rt△ABF中,AF2-BF2=AB2这个相等关系布列方程
x2-(4-x)2=9,问题就可以解决
例7. 在Rt△ABC中,∠C=90°,若a,b,c为连续整数(a<b<c),求a+b+c
分析:有的同学认为,在Rt△ABC中,
∵a、b、c为连续整数,
∴a=3,b=4,c=5,即a、b、c不可能是别的数。
这个同学的结论是正确的,但没有推理论证,正确的解法是
设b=x(x为正整数,且x≥2),由已知,则
a=x-1,c=x+1
∵c2-a2=b2∴(x+1)2-(x-1)2=x2
即4x=x2,又∵x>0,∴只有x=4
∴a+b+c=(x-1)+x+(x+1)=3x=12
例8. 已知:如图8,△ABC中,AB=13,
BC=21,AC=20,求△ABC的面积。
分析:为了求△ABC的面积,只要
求出BC边上的高AD若设BD=x,则
DC=21-x,只要利用AB2-BD2=AD2=AC2-DC2这个相等关系,列方程132-x2=202-(21-x)2,求出x的值问题就能解决
例9 细心观察图,认真分析各式,然后解答问题:
(1)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)求出的值。
答案
(1)
例10.如图已知△ABC中,AD⊥BC,AB+CD
=AC +BD,求证:AB =AC
证明:设AB ,AC ,BD ,CD 分别为b,c,m,n
则c+n=b+m, c-b=m-n
∵AD ⊥BC ,根据勾股定理,得
AD 2=c 2-m 2=b 2-n 2
∴c 2-b 2=m 2-n 2,
(c+b)(c-b)=(m+n)(m-n) (c+b)(c-b) =(m+n)((c-b)
(c+b)(c-b) -(m+n)(c-b)=0
(c-b){(c+b)-(m+n)}=0
∵c+b>m+n, ∴c-b=0 即c=b
∴AB =AC
例11 .已知:正方形ABCD 的边长为1,正方形EFGH 内接于ABCD ,AE =a ,AF =b,且S EFGH =3
2 求:a b 的值 解:根据勾股定理
a 2+
b 2=EF 2=S EFGH =3
2 ;① ∵4S △AEF =S ABCD -S EFGH ∴ 2ab=3
1 ② c b n m A B C
A B D F
G H
E
-②得 (a-b )2=3
1 ∴a b =33 例1
2 .已知△ABC 中,∠A =Rt ∠,M 是BC 的
中点,E ,F 分别在AB ,AC ,ME ⊥
MF
求证:EF 2=BE 2+CF 2
答案 .延长EM 到N ,使MN =EM ,连结CN ,显然△MNC ≌△MEB ,NC =BE ,NF =EF (11)
B
A
C M F
E
例13 .Rt △ABC 中,∠ABC =90 ,∠C =600,BC =2,D 是AC 的中点,从D 作DE ⊥AC 与CB 的延长线交于点E ,以AB 、BE 为邻边作矩形ABEF ,连结DF ,则DF 的长是____。
(12)
A
C E F D
答案与提示:. 可证DF =DE =23
(选讲)例14 如图,圆柱的高为10 cm ,底面
半径为2 cm.,在下底面的A 点处有一只蚂蚁,它想吃到上底面上与A 点相对的B 点处,需要爬行的最短路程是多少? 答案2
210)2(+π
练习
1 在边长为整数的△ABC 中,AB>AC ,如果AC = 4,BC = 3,求AB 的长.
分析:此题没有指明是直角三角形,因此只能用三角形三边的关系定理求解,从AC< AB< AC+ BC 知:4< AB<7,得AB 为5或6.
2 如图,在等腰△ABC 中,∠ACB=90°,D 、E 为斜边AB 上的点,且∠DCE=45°。
求证:DE 2=AD 2+BE 2。
B
C A
A
C B
A
E
A
B
E
A
B
分析:利用全等三角形的旋转变换,进行边角的全等变换,将边转移到一个三角形中,并构造直角三角形。
3 如图,在△A BC 中,AB=13,BC=14,A C=15,则BC 边上的高A D= 。
答案12。
D
4 如图,长方形ABCD 中,AB=8,BC=4,将长方形沿AC 折叠,点D 落在点E 处,则重叠部分△AFC 的面积是 。
E
F
D
设EF=x ,那么AF=CF=8-x ,AE^2+EF^2=AF^2,所以4^2+x^2=(8-x)^2,解得x=3,
S=4*8/2-3*4/2=10 答案:10
5 如图,长方体的高为3 cm ,底面是边长为2 cm 的正方形. 现有一小虫从顶点A 出发,沿长方体侧面到达顶点C 处,小虫走的路程最短为多少厘米? 答案AB=5
A
C
B
6 在△ABC 中,AB=15 ,AC=20,BC 边上的高A
D=12,试求BC 边的长. 答案25或
7
7 在△A BC 中,D 是BC 所在
直
B D
C B D
A
线上一点,若AB=l0,BD=6,AD=8,AC=17,求△ABC的面积。
答案84或36。