洪飛
直角三角形兩直角邊a、b的平方和等于斜邊c的平方,即a2+b2=c2。這就是著名的勾股定理,它揭示了直角三角形三邊之間的數(shù)量關(guān)系;如果三角形兩邊的平方和等于第三邊的平方,那么這個三角形是直角三角形,這就是勾股定理的逆定理。勾股定理及其逆定理是中考重點考查內(nèi)容,現(xiàn)舉例說明,希望能給同學們帶來幫助。
一、求高度
例1 某工人拿一個2.5 m長的梯子,一頭放在離墻1.5 m處,另一頭靠墻,以便去修理梯子另一頭的有線電視分線盒(如圖1)。請問:這個分線盒離地有多高?
分析 圖中△ABC是直角三角形,AC=1.5,AB=2.5,根據(jù)勾股定理可求出BC的長。
解 在直角三角形ABC中,因為AB2=AC2+BC2,所以2.52=1.52+BC2。由BC>0,得BC=2。所以分線盒離地面2 m。
點評 在具體的情景中發(fā)掘出隱含的直角三角形,是解答這一類問題的關(guān)鍵。
二、判斷三角形的形狀
例2 已知a、b、c是△ABC的三邊長,且滿足關(guān)系式+a-b=0,則△ABC的形狀為__________________。
分析 已知等式左邊為兩個非負數(shù)之和,根據(jù)兩非負數(shù)之和為0,兩非負數(shù)同時為0,可得a2+b2=c2,且a=b,利用勾股定理的逆定理可得出∠C為直角,進而確定出三角形ABC為等腰直角三角形。
解 因為+a-b=0,
所以c2-a2-b2=0且a-b=0,所以a2+b2=c2且a=b,
則△ABC為等腰直角三角形。
點評 熟練掌握非負數(shù)的性質(zhì)及勾股定理的逆定理是解答本題的關(guān)鍵。
三、求周長
例3 有一塊直角三角形的綠地,量得兩直角邊長分別為6 m,8 m?,F(xiàn)在要將綠地擴充成等腰三角形,且擴充部分是以8 m為直角邊的直角三角形,求擴充后等腰三角形綠地的周長。
分析 此題如有圖形將變得很簡單,按圖形解答即可。但本題沒有圖形,所以需要討論幾種可能的情況。
解 在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=6,由勾股定理有:AB=10,擴充部分為Rt△ACD,擴充成等腰△ABD,應(yīng)分以下三種情況:
(1)如圖2,當AB=AD=10時,可求得CD=CB=6,則△ABD的周長為32 m。
(2)如圖3,當AB=BD=10時,可求CD=4,由勾股定理得:AD=4,得△ABD的周長為(20+4)m。
(3)如圖4,當AB為底時,設(shè)AD=BD=x,則CD=x-6,由勾股定理得:x=,得△ABD的周長為 m。
點評 本題求周長時要注意分類討論,分類討論思想是解題時常用的一種思想方法,可以培養(yǎng)思維的條理性、縝密性、靈活性,在解題中同學們要做到不重不漏。
四、求面積
例4 如圖5所示,有這樣一塊地,∠ADC=90°,AD=12 m,CD=9 m,AB=39 m,BC=36 m,求這塊地的面積。
分析 連接AC,構(gòu)造新的△ABC與Rt△ADC,借助相關(guān)線段的長度判斷△ABC為直角三角形,進而求解圖形面積。
解 連接AC,在Rt△ADC中,由勾股定理得,
AC2=AD2+DC2,即AC2=122+92,所以AC=15。
在△ABC中,有AC2+BC2=152+362=392,
即AC2+BC2=AB2,所以△ABC為直角三角形。
所以S=S△ABC -S△ADC=×15×36-×12×9=216(m2)
所以這塊地的面積為216 m2。
點評 本題是勾股定理及其逆定理的綜合運用,解題時要注意區(qū)分勾股定理及其逆定理。
五、在實際生活中的應(yīng)用
例5 如圖6,一架2.5 m長的梯子AB,斜靠在一豎直的墻AC上,這時,梯足B到墻底端C的距離為0.7 m。如果梯子的頂端沿墻下滑0.4 m,那么梯足B將外移多少m?
分析 要求梯足B將外移多少m,即要求BE的長。由于BE=EC-BC,而BC=0.7 m,所以只要求EC的長。又EC是直角△DCE的一條直角邊,DE=AB=2.5 m,根據(jù)勾股定理,應(yīng)先求出DC的長。
解 由∠ACB=90°得,AC2+BC2=AB2。
因為BC=0.7,AB=2.5,所以AC2+0.72=2.52,解得AC=2.4。
所以DC=AC-AD=2.4-0.4=2。
因為∠DCE=90°,所以DC2+EC2=DE2。
因為DC=2,DE=AB=2.5,所以22+EC2=2.52,解得EC=1.5。
所以BE=EC-BC=1.5-0.7=0.8。
所以梯足B將外移0.8 m。
點評 梯子和豎直的墻與地面組成的三角形是直角三角形,則圖中有兩個直角三角形,即Rt△ABC和Rt△CDE,且這兩個直角三角形的斜邊長都為梯子的長。
例6 如圖7,某風景區(qū)有2個景點A、B,為了方便游客,風景區(qū)管理處決定在相距2 km的A、B兩景點之間修一條筆直的公路(即圖中的線段AB),經(jīng)測量,在A點的北偏東60°方向、B點的西偏北45°方向的C處有一個半徑為0.7 km的小水潭,問小水潭會不會影響公路的修筑,為什么?(參考數(shù)據(jù):≈1.732,≈1.414。)
分析 要判斷小水潭會不會影響公路的修筑,只要判斷點C到AB的距離是否大于0.7 km?如果大于0.7 km,那么就不會影響公路的修筑;否則,就會影響。
解 過C作CD⊥AB于點D,設(shè)CD=x km。
因為∠CDA=90°,∠EAC=60°,
所以∠CAD=90°-∠EAC=30°。
所以AC=2CD=2x,AD==x。
因為∠CDB=90°,∠FBC=45°,所以∠CBD=90°-∠FBC=45°。
所以BD=CD=x。
因為AD+BD=AB,所以x+x=2,解得x=≈0.732。
因為0.732>0.7,所以小水潭不會影響公路的修筑。
點評 解答本題要認真審題,弄明白小水潭在什么情況下會影響公路的修筑。另外,要注意根據(jù)AD+BD=AB這個相等關(guān)系構(gòu)造關(guān)于x的方程。