周飛玲
【摘要】勾股定理源于生活,它揭示了直角三角形三邊之間的數(shù)量關系,利用數(shù)形結合的方法,將勾股定理應用到我們實際生活中,解決實際問題.
一、引 言
從古至今人們對勾股定理的證明趨之若鶩,勾股定理就像幾何學中的明珠,距考查勾股定理已有近四千年的歷史,現(xiàn)約有500多種證明方法.勾股定理可以家喻戶曉不只是因為證明方法多,歷史悠久,更重要的是因為它在實際生活中的應用.勾股定理源于生活,貼近現(xiàn)實,不但揭示了直角三角形三邊之間的數(shù)量關系,把數(shù)與形結合起來,而且可以解決很多與實際生活緊密聯(lián)系的問題.
勾股定理的悠久歷史和在我們現(xiàn)實生活中的廣泛應用給我們帶來了諸多好處.古籍《路史后記十二注》就有記載:“禹治洪水決流江河,望山川之形,定高下之勢,除滔天之災,使注東海,無漫溺之患,此勾股之所系生也.”這段話的意思是說:大禹為了治理洪水,使不決流江河,根據(jù)地勢高低,決定水流走向,因勢利導,使洪水注入海中,不再有大水漫溺的災害,是應用勾股定理的結果.勾股定理在我們生活中有著很廣泛的應用,例如,農村房屋的屋頂構.在物理的力學中木工等都有著廣泛的應用.勾股定理的廣泛應用給工程技術人員帶來了便利,與我們的生活息息相關.
二、勾股定理在生活中的應用
勾股定理是幾何學中的明珠,引文它的簡單、實用性吸引了無數(shù)人來論證.在國外勾股定理又叫畢氏定理,是由古希臘數(shù)學家畢達哥拉斯論證的.勾股定理是在平面上的一個直角三角形中,兩個直角邊長的平方加起來等于斜邊長的平方.如果設直角三角形的兩條直角邊長分別是a和b,斜邊長是c,那么可以用數(shù)學語言表達:a2+b2=c2.
勾股定理是余弦定理的一個特例[1].
1.工程技術人員建造房屋時對屋頂?shù)臉嬙炀褪怯玫墓垂啥ɡ韥碛嬎愕?,設計工程圖紙,求圓與三
角形有關數(shù)據(jù)時都會用到勾股定理.
例如,建筑工地上有一根2.5米長鋼管AB,準備斜支撐一豎直的墻OA,預支撐時鋼管一端B點到墻底端O的距離為0.7米,如果鋼管另一頂端A沿墻下滑0.4米,那么鋼管B將向外移多少米?
解 由題意,在Rt△AOB中,
AB=2.5米,BO=0.7米.
由勾股定理得AO=2.52-0.72=2.4(米),
∴CO=AO-AC=2.4-0.4=2(米).
在Rt△COD中,CD=2.5米,CO=2米.
由勾股定理得OD=2.52-22=1.5(米),
∴BD=OD-OB=1.5-0.7=0.8(米).
答:鋼管B將向外移0.8米.
2.物理上也有廣泛應用,例如,求行走的距離、幾個力的合力、物體運動的合速度,運動方向的判別……古代人們對勾股定理的應用主要體現(xiàn)在修建房屋、修井、造車等方面,與人們的生活和生產相關.例如,家裝時,工人為了判斷一個墻角是否是標準直角,可以分別在墻角向兩個墻面量出30 cm,40 cm并標記一個點,然后量這兩點間距離是否為50 cm.如果超出一定誤差,則說明墻角不是直角.建筑工地的工程隊驗收工程時,為了檢測某建筑物四邊形地基的四個墻角是否是直角,分別測量了地基的兩邊長和一條對角線的長,將得到的數(shù)據(jù)進行勾股定理的驗證,來檢查工程是否合格.
例如,如圖所示,圓柱形容器中,高為1.2 m,底面周長為1 m,在容器內壁離容器底部0.3 m的點B處有一蚊子,此時一只壁虎正好在容器外壁,離容器上沿0.3 m與蚊子相對的點A處,則壁虎捕捉蚊子的最短距離為m(容器厚度忽略不計).
解析 將圓柱側面展開如圖所示,
作點A關于CD的對稱點A′,
連接A′B,則A′B的長即為所求的最短距離.
過點B作BE⊥AC于E,則BE=0.5 m,A′E=1.2 m,
根據(jù)勾股定理得A′B=A′E2+BE2=1.22+0.52=1.3(m).
從以上題目中可以看出數(shù)學來源于生活,貼近現(xiàn)實.中考的傾向更要貼近現(xiàn)實,把所學知識運用到實際生活中才是發(fā)揮它的最高價值.
3.一輛裝滿貨物的卡車,其外形高2.5米,寬1.6米,要開進廠門形狀如圖所示的某工廠,則這輛卡車能否通過該工廠的廠門?
解析 由于廠門寬度是否足夠卡車通過,只要看當卡車位于廠門正中間時其高度是否小于CH.如圖所示,點D在離廠門中線0.8米處,且CD⊥AB,交地面與H.
解 OC=1米(大門寬度一半),
OD=0.8米(卡車寬度一半),
在Rt△OCD中,由勾股定理得:
CD=OC2-OD2=12-0.82=0.6(米),
CH=0.6+2.3=2.9(米)>2.5(米).
因此,高度上有0.4米的余量,所以卡車能通過門.
三、結 語
古今中外人們對數(shù)學的探究,對勾股定理的論證充分地說明了數(shù)學源于生活,服務于生活.勾股定理的魅力在就在于此.在生活中的實用性,解決生活中的實際問題,不僅在數(shù)學中用到勾股定理,物理、建筑工程等都在使用.
【參考文獻】
[1]黃家禮.幾何明珠[M].北京:科學普及出版社,1997.