证明勾股定理的方法有很多。赵爽的方法是面积法,是基于图形经过裁剪、拼接后,只要没有重叠、没有空缺口,面积就不会发生变化,体现了面积法应用的魅力。但是在各种考试中
证明勾股定理的方法有很多。赵爽的方法是面积法,是基于图形经过裁剪、拼接后,只要没有重叠、没有空缺口,面积就不会发生变化,体现了面积法应用的魅力。但是在各种考试中经常会遇到各种面积问题,在过程中经常用到勾股定理。比如我们可以采取一种策略:求一个不规则四边形图形的面积,我们通常把四边形分成三角形来求解。当几何图形中有多个高度(垂直和距离)时,可以考虑等面积法解题,即利用图形面积的不同表示法来建立方程,利用形式特征构造图形求解面积等五种解题策略。
类型一:利用乘法公式和整体实现求面积。
1.已知在Rt△ABC中∠ c = 90。若a+b=12cm,c=10cm,Rt△ABC的面积为()
高48厘米宽24厘米高16厘米深11厘米
【答案】∫在Rt△ABC中,a+b = c = 100,
∵a+b=12cm,c=10cm,∴(a+b)= a+b+2ab = 144,
那么∴100+2ab=144:1/2ab = 11,
因此Rt△ABC的面积为:11cm,故选作:d .
【方法】本题主要考察勾股定理和完全平方公式的应用,得出A+B的值是解题的关键。
2.如图,Rt△ABC的周长为(5+3√5)cm,正方形ABPQ和正方形ACMN。以AB和AC为边向外制作。如果这两个正方形的面积之和是25 cm,那么△ABC的面积就是_ _ _ _ _ cm。
【答案】如图,A = C+B = 25,则A = 5。
另外∵Rt△ABC的周长为(5+3√5),∴a+b+c=5+3√5,∴ B+C = 3 √ 5 (cm)。
∴△∴△abc的面积=公元前1/2 = 1/2[(c+b)﹣(c+b)]> 2
= 1/2 [(3 √ 5) ﹣ 25] ÷ 2 = 5(厘米)。所以答案是:5。
【方法】本题考查勾股定理的应用。在解决这个问题时,巧妙地利用了完全平方公式的变形来求△ABC的面积。
3.四边形ACDE是用来证明勾股定理的图形。a、B、C是Rt△ABC和Rt△BED的边长,很容易知道AE=√2c。这时,我们把形状为AX+√ 2cx+b = 0的关于X的一元二次方程称为“勾形一元二次方程”。请解决以下问题:如果x=﹣1
【答案】x=﹣1的时候,有a﹣√2c+b=0,也就是a+b=√2c。
∫2a+2 b+√2c = 6,即2(a+b)+√2c=6,∴3√2c=6,∴ c = √ 2,∴ a+b = c = 2,a+b=2
∫(a+b)= a+b+2ab,∴ab=1,∴S△ABC=1/2ab=1/2.
【方法】本题主要考查勾股定理的应用和完全平方公式的应用。这类问题要根据题中给出的材料和勾股定理来理解和解决。
类型2:挖填法求不规则图形的面积。
4.为迎接市运动会,场馆周围应种植一个四边形空地面进行绿化。测量∠ B = 90,AB = 7m,BC = 24m,CD = 15m,AD = 20m后,求这个四边形草坪的面积ABCD。
【答案】接交流,如图:
在Rt△ABC中,AC = AB+BC = 7+24 = 625,ac > 0,∴AC=25
在△CAD中,AD+CD = 400+225 = 625 = AC
∴AD +CD =AC ,∴∠ADC=90,
s四边形ABCD = s△BAC+s△ADC = 1/2 ABBC+1/2 ADC,
=1/2×24×7+1/2×15×20=84+150=234,
答案:这个四边形草坪ABCD的面积是234米。
【方法】考察勾股定理及其逆定理。利用辅助线可以将一个一般的四边形转化为两个直角三角形,使得面积求解过程变得简单。
5.如图,正方形纸中小正方形的边长为1,△ABC的三个顶点都在小正方形的网格点上。查找:
(1)△ABC的面积;
(2)交流侧的长度;
(3)B点到AC边的距离。
【答案】(1)S△ABC = 3×3%(1/2×3×1+1/2×2×1+1/2×2×3)= 7/2;
(2)AC =√5;
(3)设B点到AC边的距离为H,则S△ABC=1/2×AC×h=7/2,
解:h = 7 √ 5/5。
【方法】本题考查直角三角形面积的计算、正方形边长相等的性质以及勾股定理的应用。在这道题中,面积加减法(一个长方形减去三个直角三角形的面积)的正确应用是解题的关键。
第三种:利用等面积变形求直角三角形斜边上的高度。
6.如果直角三角形的两个直角的长度分别是5和12,那么斜边的高度是()
第18/13号决定
【解法】根据勾股定理,可得斜边长= 5+12,则斜边长=13,
直角三角形的面积S=1/2×5×12=1/2×13×斜边高,解为:斜边高= 60/13;
所以选d。
【方法】本题考查勾股定理和直角三角形面积公式的综合应用,利用等积法求斜边上的高度是解题的关键。
7.如图,正方形纸上有A、B、C三个网格点,那么A点到BC的距离为= _ _ _ _。
【答案】在d点连接AC为AD⊥BC,
∵s△abc=1/2bc•ad=4×5﹣1/2×2×5﹣1/2×2×4﹣1/2×1×4=9,bc=2√5,
∴从a点到BC的距离是:AD = 9 √ 5/5。所以答案是:9 √ 5/5。
【方法】本题主要考查勾股定理和点到直线的距离,正确结合三角形面积求。
8.如图,学校里有一块三角形的草坪,数学课外小组的同学测得它的三条边的长度分别为AB = 200m,AC = 160m,BC = 120m。
(1)小明根据实测数据猜测△ABC是直角三角形。请判断他的猜想是否正确,并说明理由;
(2)如果计划从c点到BA的边建立一条路径CH,使CH⊥AB在h点,求路径CH的长度。
【答案】(1)正确,
原因:在△ABC中,AB = 200m,AC = 160m,BC = 120m,
∫AC+BC = 160+120 = 200 = ab,即AC+BC = AB,∴△ABC是直角三角形;
(2)∵CH⊥AB,∴ s △ABC = 1/2 abch,由(1)可知,△ABC是直角三角形
∫∠ABC = 90° ,∴s△abc=1/2ac•bc,∴ab•ch=ac•bc,
即160×120=200CH,解为:CH=96,
答:路径CH的长度是96米..
【方法】本题主要考查勾股定理逆定理和勾股定理,正确把握勾股定理逆定理是解题的关键。
类型4:解决面积问题的合成法
9.在△ABC中,AB、BC、AC的长度分别为√5、√10和√13,求这个三角形的面积。小华在解这道题时,先画一个正方形网格(每个小正方形的边长为1),然后在网格中画一个特殊点△ABC(即△ABC的三个顶点在小正方形的顶点处),如图1所示。
(1)△ABC的面积是_ _ _ _ _ _。
(2)如果△DEF的三条边的长度分别为√5、√8和√17,请在图2的正方形网格中画出相应的△DEF,用构图法计算其面积。
(3)如图3所示,一个六边形花坛被分成七部分,其中正方形PRBA、RQDC和QPFE的面积分别为13、10和17。
①试解释△PQR、△BCR、△德克和△AFP的面积相等;
②请用问题2中的解题方法求六边形花坛ABCDEF的面积。
【解析】(1)画出网格后,根据网格的面积可以很容易地计算出三角形的面积。可以得到一个大矩形的面积减去矩形中三角形的面积。
(2)构造时取(1,3) (2,2) (1,4)。
(3)取r为h中的RH⊥PQ,pH = H,在Rt△PRH和Rt△RQH中,用勾股定理表示PQ,然后通过解无理数方程得到h,从而得到△PQR的面积。然后根据四个三角形分成一个六边形的面积相等,总面积等于各部分面积之和的公式,就可以求解了。
【答案】(1)根据网格数可知面积为S = 3× 3 ﹣ 1/2× 3× 2 ﹣ 1/2× 1× 2-1/2× 1× 3。
=7/2;所以答案是:7/2;
(2)绘制如下图
算出正确结果s△def = 2×4﹣1/2(1×2+1×4+2×2)= 3;
(3)①如图3所示,r取为h中的RH⊥PQ,RH = H,
②用合成法计算S △ PQR = 11/2,
△PQR、△BCR、△德克和△法新社面积相同。
六边形花坛的计算面积ABCDEF为S平方PRBA+S平方RQDC+S平方QPFE+4s △ PQR = 13+10+17+4× = 62。
类型五:从特殊到一般的思维方法解决“勾股树”问题。
10.如图,正方形ABCD的边长为2,其面积标为S1。以CD为斜边做一个等腰直角三角形,以等腰直角三角形的一个直角为边向外做一个正方形,其面积标为S2...按照这个规律继续。
【方法】本题考查等腰直角三角形的性质、勾股定理和正中值的变化规律。解决问题的关键是找出规律。
其迷人的毕达哥拉斯树如下:
这个问题是中档次的,不难。解决这个问题时,关键是写出一些Sn值,根据值的变化找出变化规律。
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