第十七章 勾股定理
一、选择题
1.在平静的湖面上,有一支红莲,高出水面1米,一阵风吹来,红莲移到一边,花朵齐及水面,已知红莲移动的水平距离为2米,这里的水深为( )
A. 1.5米
B. 2米
C. 2.5米
D. 1米
2.如图1,分别以直角三角形三边为边向外作等边三角形,面积分别为S1、S2、S3;如图2,分别以直角三角形三个顶点为圆心,三边长为半径向外作圆心角相等的扇形,面积分别为S4、S5、S6.其中S1=16,S2=45,S5=11,S6=14,则S3+S4等于( )
A. 86
B. 64
C. 54
D. 48
3.如图表示的是一个十字路口,O是两条公路的交点,点A、B、C、D表示的是公路上的四辆车,若OC=8 cm,AC=17 cm,AB=5 cm,BD=10m,则C,D两辆车之间的距离为( )
A. 5 m
B. 4 m
C. 3 m
D. 2 m
4.如图是由三个棱长均为1的正方体箱子堆积而成的几何体,在底端的顶点A
处有一只蚂蚁,它想吃到顶端的顶点B处的食物,则它沿该几何体表面爬行的最短路程等于( )
A.
B. 2+1
C.
D. 5
5.如图,长方体的透明玻璃鱼缸,假设其长AD=80 cm,高AB=60 cm,水深为AE=40 cm,在水面上紧贴内壁G处有一鱼饵,G在水面线EF上,且EG=60 cm;一小虫想从鱼缸外的A点沿壁爬进鱼缸内G处吃鱼饵,则小动物爬行的最短路线长为( )
A. 40 cm
B. 60 cm
C. 80 cm
D. 100 cm
6.三角形三边长为6、8、10,那么最长边上的高为( )
A. 6
B. 4.5
C. 4.8
D. 8
7.如图,梯子AB靠在墙上,梯子的底端A到墙根O的距离为2 m,梯子的顶端B到地面的距离为7 m,现将梯子的底端A向外移动到A′,使梯子的底端A′到墙根O的距离等于3 m,同时梯子的顶端B下降至B′,那么BB′( )
A. 小于1 m
B. 大于1 m
C. 等于1 m
D. 小于或等于1 m
8.如图,一根垂直于地面的旗杆在离地面5 m处撕裂折断,旗杆顶部落在离旗杆底部12 m处,旗杆折断之前的高度是( )
A. 5 m
B. 12 m
C. 13 m
D. 18 m
二、填空题
9.直角三角形斜边长是5,一直角边的长是3,则此直角三角形的面积为________.
10.一个三角形的三边长之比为5∶12∶13,它的周长为120,则它的面积是________.
11.如图,分别以△ABC的三边为直径向外作3个半圆,它们的面积分别为4、5、9,则△ABC________直角三角形.(填“是”或“不是”)
12.如图,AD=8,CD=6,∠ADC=90°,AB=26,BC=24,该图形的面积等于________.
13.中国古代的数学家们对于勾股定理的发现和证明,在世界数学史上具有独特的贡献和地位.尤其是三国时期的数学家赵爽,不仅最早对勾股定理进行了证明,而且创制了“勾股圆方图”,开创了“以形证数”的思想方法.在图1中,小正方形ABCD的面积为1,如果把它的各边分别延长一倍得到正方形A1B1C1D1,则正方形A1B1C1D1的面积为________;再把正方形A1B1C1D1的各边分别延长一倍得到正方形A2B2C2D2(如图2),如此进行下去,得到的正方形AnBnCnDn的面积为________(用含n的式子表示,n为正整数).
14.如图,四边形ABCD中,AB⊥AD于A,AB=8,AD=8,BC=7,CD=25,则四边形ABCD的面积为__________.
15.如图,以直角△ABC的三边向外作正方形,其面积分别为S1,S2,S3且S1=4,S2=8,则S3=________.
16.在△ABC中,已知AB=BC=CA=4 cm,点P、Q分别从B、C两点同时出发,其中点P沿BC向终点C运动,速度为1 cm/s;点Q沿CA、AB向终点B运动,速度为2 cm/s,设它们运动的时间为x(s),当x=__________,△BPQ是直角三角形.
三、解答题
17.如图所示的一块地,AD=9 m,CD=12 m,∠ADC=90°,AB=39 m,BC=36 m,求这块地的面积.
18.如图,在B港有甲、乙两艘渔船,若甲船沿北偏东60°方向以每小时8海里速度前进,乙船沿南偏东某方向以每小时15海里速度全速前进,2小时后甲船到M岛,乙船到P岛,两岛相距34海里,你知道乙船沿那个方向航行吗?
19.在△ABC中,AB=15,BC=14,AC=13,求△ABC的面积.
某学习小组经过合作交流,给出了下面的解题思路,请你按照他们的解题思路完成解答过程.
20.为了弘扬“社会主义核心价值观”,乐至县政府在广场树立公益广告牌,如图所示,为固定广告牌,在两侧加固钢缆,已知钢缆底端D距广告牌立柱距离CD为3米,从D点测得广告牌顶端A点和底端B点的距离分别是5米和3米.
(1)求公益广告牌的高度AB;
(2)求∠BDC的度数.
21.阅读与应用:阅读以下材料,并按要求完成相应的任务.
中国最早的一部数学著作--《周髀算经》的开头,记载着一段周公向商高请教数学知识的对话:
周公问:“我听说您对数学非常精通,我想请教一下:天没有梯子可以上去,地也没法用尺子去一段一段丈量,那么怎样才能得到关于天地的数据呢?”商高回答说:“数的产生来源于对方和圆这些形体的认识,其中有一条原理:当直角三角形‘矩’得到的一条直角边‘勾’等于3,另一条直角边‘股’等于4的时候,那么它的斜边‘弦’就必定是5.这个原理是大禹在治水的时候就总结出来的呵.”
任务:
(1)上面周公与商高的这段对话,反映的数序原理在数学上叫做__________定理;
(2)请你利用以上数学原理解决问题:“枯木一根直立地上,高二丈,周三尺,有葛藤自根缠绕而上,五周而达其顶,问葛藤之长几何?”题意是:如图所示,把枯木看作一个圆柱体,因一丈是十尺,则该圆柱的高为20尺,底面周长为3尺,有葛藤自点A处缠绕而上,绕五周后其末端恰好到达点B处,求问题中葛藤的最短长度是多少尺.
答案解析
1.【答案】A
【解析】设水深为h米,则红莲的高(h+1)米,且水平距离为2米,
则(h+1)2=22+h2,
解得h=1.5.
故选A.
2.【答案】C
【解析】如图1,S1=AC2,S2=AB2,S3=BC2,
∵BC2=AB2-AC2,
∴S2-S1=S3,
如图2,S4=S5+S6,
∴S3+S4=45-16+11+14=54.
故选C.
3.【答案】D
【解析】在Rt△AOC中,∵OA2+OC2=AC2,
∴OA===15(m),
∴OB=OA+AB=20 m,
在Rt△BOD中,∵BD2=OB2+OD2,
∴OD===10(m),
∴CD=OD-OC=2 m,
故选D.
4.【答案】A
【解析】如图所示,
由图可知,AB==.
故选A.
5.【答案】D
【解析】如图所示作点A关于BC的对称点A′,连接A′G交BC与点Q,小虫沿着A→Q→G的路线爬行时路程最短.
在直角△A′EG中,A′E=80 cm,EG=60 cm,
∴AQ+QG=A′Q+QG=A′G==100 cm.
∴最短路线长为100 cm.
故选D.
6.【答案】C
【解析】∵62+82=102,
∴这个三角形是直角三角形,
∴最长边上的高为6×8÷10=4.8.
故选C.
7.【答案】A
【解析】在直角三角形AOB中,因为OA=2,OB=7,
由勾股定理,得AB=,
由题意可知AB=A′B′=,
又OA′=3,根据勾股定理得OB′=,
∴BB′=7-<1.
故选A.
8.【答案】D
【解析】旗杆折断后,落地点与旗杆底部的距离为12 m,旗杆离地面5 m折断,且旗杆与地面是垂直的,
所以折断的旗杆与地面形成了一个直角三角形.
根据勾股定理,折断的旗杆为=13 m,
所以旗杆折断之前高度为13 m+5 m=18 m.
故选D.
9.【答案】6
【解析】∵直角三角形斜边长是5,一直角边的长是3,
∴另一直角边长为=4.
该直角三角形的面积S=×3×4=6.
10.【答案】480
【解析】设三边的长是5x,12x,13x,
则5x+12x+13x=120,
解得x=4,
则三边长是20,48,52.
∵202+482=522,
∴三角形是直角三角形,
∴三角形的面积是×20×48=480.
11.【答案】是
【解析】由分别以△ABC的三边为直径向外作3个半圆,它们的面积分别为4、5、9,得
BC2+AC2=AB2,
则△ABC是直角三角形.
12.【答案】96
【解析】连接AC,在Rt△ACD中,AD=8,CD=6,
∴AC===10,
在△ABC中,
∵AC2+BC2=102+242=262=AB2,
∴△ABC为直角三角形;
∴图形面积为
S△ABC-S△ACD=×10×24-×6×8=96.
13.【答案】5 5n
【解析】已知小正方形ABCD的面积为1,则把它的各边延长一倍后,△AA1B1的面积是1,
新正方形A1B1C1D1的面积是5,
从而正方形A2B2C2D2的面积为5×5=25=52,…
正方形AnBnCnDn的面积为5n.
14.【答案】84+96
【解析】连接BD,
∵AB⊥AD,
∴∠A=90°,
∴BD=24,
∵BC2+BD2=72+242=625=252=CD2,
∴△CBD为直角三角形,
∴S四边形ABCD=S△ABD+S△BCD
=×8×8+×24×7
=96+84.
15.【答案】12
【解析】∵△ABC直角三角形,
∴BC2+AC2=AB2,
∵S1=BC2,S2=AC2,S3=AB2,S1=4,S2=8,
∴S3=S1+S2=12.
16.【答案】2或
【解析】根据题意,得BP=tcm,CQ=2tcm,BQ=(8-2t) cm,
若△BPQ是直角三角形,则∠BPQ=90°或∠BQP=90°,
①当∠BPQ=90°时,
Q在A点,CQ=CA=4 cm,
4÷2=2(s);
②当∠BQP=90°时,∵∠B=60°,
∴∠BPQ=90°-60°=30°,
∴BQ=BP,
即8-2t=t,
解得t=,
故当t=2或秒时,△BPQ是直角三角形.
17.【答案】解 连接AC,则在Rt△ADC中,
AC2=CD2+AD2=122+92=225,
∴AC=15,
在△ABC中,AB2=1521,
AC2+BC2=152+362=1521,
∴AB2=AC2+BC2,
∴∠ACB=90°,
∴S△ABC-S△ACD=AC·BC-AD·CD=×15×36-×12×9=270-54=216.
答:这块地的面积是216平方米.
【解析】连接AC,运用勾股定理逆定理可证△ACD,△ABC为直角三角形,可求出两直角三角形的面积,此块地的面积为两个直角三角形的面积差.
18.【答案】解 BM=8×2=16海里,
BP=15×2=30海里,
在△BMP中,BM2+BP2=256+900=1156,PM2=1156,
BM2+BP2=PM2,
∴∠MBP=90°,
180°-90°-60°=30°,
故乙船沿南偏东30°方向航行.
【解析】先根据路程=速度×时间,求出BM,BP的长,再根据勾股定理的逆定理得到∠MBP=90°,进一步即可求解.
19.【答案】解 如图,在△ABC中,AB=15,BC=14,AC=13,
设BD=x,则CD=14-x,
由勾股定理,得AD2=AB2-BD2=152-x2,AD2=AC2-CD2=132-(14-x)2,
故152-x2=132-(14-x)2,
解之得x=9.
∴AD=12.
∴S△ABC=BC·AD=×14×12=84.
【解析】根据题意利用勾股定理表示出AD2的值,进而得出等式求出答案.
20.【答案】解 (1)在直角三角形ADC中,
AC===4(m),
在直角三角形BDC中,
BC===3(m),
故AB=AC-BC=1(米),
答:公益广告牌的高度AB的长度为1 m;
(2)∵在直角三角形BDC中,BC=CD=3 m,
∴△DBC是等腰直角三角形,
∴∠BDC=45°.
【解析】(1)直接利用勾股定理得出AC的长,进而得出BC的长即可得出AB的长;
(2)利用已知结合(1)中所求得出△DBC是等腰直角三角形,进而得出答案.
21.【答案】解 (1)上面周公与商高的这段对话,反映的数序原理在数学上叫做勾股定理;
故答案是勾股;
(2)如图,一条直角边(即枯木的高)长20尺,
另一条直角边长5×3=15(尺),
因此葛藤长为=25(尺).
答:问题中葛藤的最短长度是25尺.
【解析】(1)根据勾股定理的概念填空;
(2)这种立体图形求最短路径问题,可以展开成为平面内的问题解决,展开后可转化下图,所以是个直角三角形求斜边的问题,根据勾股定理可求出.