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勾股定理及其逆定理考点聚焦

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直角三角形两直角边a、b的平方和等于斜边c的平方,即a2+b2=c2。这就是著名的勾股定理,它揭示了直角三角形三边之间的数量关系;如果三角形两边的平方和等于第三边的平方,那么这个三角形是直角三角形,这就是勾股定理的逆定理。勾股定理及其逆定理是中考重点考查内容,现举例说明,希望能给同学们带来帮助。

一、求高度

例1 某工人拿一个2.5 m长的梯子,一头放在离墙1.5 m处,另一头靠墙,以便去修理梯子另一头的有线电视分线盒(如图1)。请问:这个分线盒离地有多高?

分析 图中ABC是直角三角形,AC=1.5,AB=2.5,根据勾股定理可求出BC的长。

解 在直角三角形ABC中,因为AB2=AC2+BC2,所以2.52=1.52+BC2。由BC>0,得BC=2。所以分线盒离地面2 m。

点评 在具体的情景中发掘出隐含的直角三角形,是解答这一类问题的关键。

二、判断三角形的形状

例2 已知a、b、c是ABC的三边长,且满足关系式+a-b=0,则ABC的形状为__________________。

分析 已知等式左边为两个非负数之和,根据两非负数之和为0,两非负数同时为0,可得a2+b2=c2,且a=b,利用勾股定理的逆定理可得出∠C为直角,进而确定出三角形ABC为等腰直角三角形。

解 因为+a-b=0,

所以c2-a2-b2=0且a-b=0,所以a2+b2=c2且a=b,

则ABC为等腰直角三角形。

点评 熟练掌握非负数的性质及勾股定理的逆定理是解答本题的关键。

三、求周长

例3 有一块直角三角形的绿地,量得两直角边长分别为6 m,8 m。现在要将绿地扩充成等腰三角形,且扩充部分是以8 m为直角边的直角三角形,求扩充后等腰三角形绿地的周长。

分析 此题如有图形将变得很简单,按图形解答即可。但本题没有图形,所以需要讨论几种可能的情况。

解 在RtABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=6,由勾股定理有:AB=10,扩充部分为RtACD,扩充成等腰ABD,应分以下三种情况:

(1)如图2,当AB=AD=10时,可求得CD=CB=6,则ABD的周长为32 m。

(2)如图3,当AB=BD=10时,可求CD=4,由勾股定理得:AD=4,得ABD的周长为(20+4)m。

(3)如图4,当AB为底时,设AD=BD=x,则CD=x-6,由勾股定理得:x=,得ABD的周长为 m。

点评 本题求周长时要注意分类讨论,分类讨论思想是解题时常用的一种思想方法,可以培养思维的条理性、缜密性、灵活性,在解题中同学们要做到不重不漏。

四、求面积

例4 如图5所示,有这样一块地,∠ADC=90°,AD=12 m,CD=9 m,AB=39 m,BC=36 m,求这块地的面积。

分析 连接AC,构造新的ABC与RtADC,借助相关线段的长度判断ABC为直角三角形,进而求解图形面积。

解 连接AC,在RtADC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为直角三角形。

所以S=SABC -SADC=×15×36-×12×9=216(m2)

所以这块地的面积为216 m2。

点评 本题是勾股定理及其逆定理的综合运用,解题时要注意区分勾股定理及其逆定理。

五、在实际生活中的应用

例5 如图6,一架2.5 m长的梯子AB,斜靠在一竖直的墙AC上,这时,梯足B到墙底端C的距离为0.7 m。如果梯子的顶端沿墙下滑0.4 m,那么梯足B将外移多少m?

分析 要求梯足B将外移多少m,即要求BE的长。由于BE=EC-BC,而BC=0.7 m,所以只要求EC的长。又EC是直角DCE的一条直角边,DE=AB=2.5 m,根据勾股定理,应先求出DC的长。

解 由∠ACB=90°得,AC2+BC2=AB2。

因为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。

因为∠DCE=90°,所以DC2+EC2=DE2。

因为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将外移0.8 m。

点评 梯子和竖直的墙与地面组成的三角形是直角三角形,则图中有两个直角三角形,即RtABC和RtCDE,且这两个直角三角形的斜边长都为梯子的长。

例6 如图7,某风景区有2个景点A、B,为了方便游客,风景区管理处决定在相距2 km的A、B两景点之间修一条笔直的公路(即图中的线段AB),经测量,在A点的北偏东60°方向、B点的西偏北45°方向的C处有一个半径为0.7 km的小水潭,问小水潭会不会影响公路的修筑,为什么?(参考数据:≈1.732,≈1.414。)

分析 要判断小水潭会不会影响公路的修筑,只要判断点C到AB的距离是否大于0.7 km?如果大于0.7 km,那么就不会影响公路的修筑;否则,就会影响。

解 过C作CDAB于点D,设CD=x km。

因为∠CDA=90°,∠EAC=60°,

所以∠CAD=90°-∠EAC=30°。

所以AC=2CD=2x,AD==x。

因为∠CDB=90°,∠FBC=45°,所以∠CBD=90°-∠FBC=45°。

所以BD=CD=x。

因为AD+BD=AB,所以x+x=2,解得x=≈0.732。

因为0.732>0.7,所以小水潭不会影响公路的修筑。

点评 解答本题要认真审题,弄明白小水潭在什么情况下会影响公路的修筑。另外,要注意根据AD+BD=AB这个相等关系构造关于x的方程。